hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
A型特異星・こと座RR型星・早期型星における特異脈動の統一的描像の構築とその検証

通常の変光周期は約半日で,この効果の周期は数十日程度である.この効果は1907年に発見されたものであるが,現在に至るまで理論的な定説はない.星に強い双極子磁場があるとすると,動径脈動はもはや球対称ではありえず,その固有関数は四重極非動径振動成分を持つようになることに着目し,磁場が自転軸に対して傾いている状況を考えて,このBlazhko効果を,単一のモードの振動の振幅が,見かけ上,磁場と自転によって変化することで説明した.A型特異星の特異脈動、こと座RR星型変光星のBlazhko効果、それに早期型星βCepheiに見られる振動が、星に強い双極子磁場があるとし、更に磁場が星の自転軸に対して傾いているとすると考えることによって、統一的に同じ描像で解釈出来る事を示した。まず、A型特異星の特異脈動について、強い双極子磁場があるとし、更に磁場が自転軸に対して傾いているとして、脈動の基本的性質を説明した。脈動の解析から、磁場・自転軸・視線の幾何学配置、自転周期、磁場の強度を決定出来ることを示した。ついで、顕著な動径振動モードの振動数を含む振動数が等間隔の5つの振動モードと、それに近い振動数の四重極非動径振動モードで振動している早期型星βCepheiについて、星に強い双極子磁場があるとし、更に磁場が自転軸に対して傾いているとして、5重項を説明した。そして、5重項の振幅比から、磁場・自転軸・視線の幾何学配置、自転周期、磁場の強度を決定した。磁場の強度については、独立した観測から、この決定が正しいことが確認された。更に、四重極非動径振動モードの振動数と、動径振動である5重項の中心項の振動数の関係から、星の進化段階とモードを、諸物理の不定性を考慮して、同定した。更に、こと座RR星型変光星のBlazhko効果について、星に強い双極子磁場があるとすると、動径脈動はもはや球対称ではありえず、その固有関数は四重極非動径振動成分を持つようになることに着目し、磁場が自転軸に対して傾いている状況を考えて、Blazhko効果を、単一のモードの振動の振幅が、見かけ上、磁場と自転によって変化することで説明した。
中小自治体の景観計画策定過程における住民参加と計画内容に関する研究

景観計画策定の事例として大分県国東市を選定し、eメール及び電話で事前ヒアリングを行い、そのうえで、景観計画策定に関する面接と現場視察を実施した。現地に行き、(1)自治体の都市計画マスタープラン及び景観計画の運用担当者、及び(2)景観計画の策定にかかわるまちづくりのキーパーソンとしての大分大学佐藤誠治名誉教授および市役所都市計画課へのヒアリングを行った。議論の内容やその後の対応について意見を聞き検討体制と内容の効果に関する考察を加えた。具体には、(1)景観計画の策定過程における住民参加の実際、(2)策定した景観計画の運用面への会議の影響、(3)公共性の高い重点区域に関して検討された内容と指定の効果、(4)住民参加の効果などである。ワークショップ等を実施する取り組みの方法について状況を把握した。さらに、景観計画に基づく住民参加の協議会、景観審議会、景観アドバイザー会議の運用状況について実施した67自治体のアンケートから実施状況を調査し、その運用制度の実施状況に関するヒアリングを行うとともに、景観アドバイザー会議を有している福岡市と神戸市に注目してその指導実態を把握した。住民参加の手立てが計画に反映された内容のうち、(1)自治体独自の項目やこだわった点、個性的な表現等について、ヒアリングを行うとともに、(2)計画内容に与えた効果について考察し、得られた内容に関するヒアリングを中小自治体担当課とキーパーソンに実施する。本研究で得られた考察内容及び意見交換で得られた結論を総括するとともに、これから景観計画の策定に取りかかる自治体にとっての指針と課題を整理する。景観計画策定体制について、構成員の構成により、(1)景観計画策定委員会等の会議(主に学識経験者、議員、関係行政機関、関係自治体、事業者、公募住民等多分野の委員より構成されている最も多いタイプ)、(2)ワークショップ等の会議(会議を取りまとめることを担当する進行役以外は、半数以上が公募住民からなるタイプ)、(3)庁内会議(政策との整合や方向性を確認するための庁内関係部署の職員等からなるタイプ)の3種類に分類した。つぎに、住民の参加度合による分類、策定期間と開催回数、会議タイプ別の開催目的、構成員の分野と平均人数、移行・新規との関係、景観法施行以前から自主条例等による景観施策を講じていた移行自治体、景観法施行後に新たに景観施策を始めた新規自治体の別に、多様型、公募住民主体型、庁内型別の検討体制の特徴を示した。また、景観計画に関する住民参加の実態(住民参加の活動、参加体制別の自治体当たりの活動回数、計画構成への反映)について、計画の策定に至るまでに行った住民参加の手立ての種別、パブリックコメント、説明会、広報誌・回覧版による周知などについて分析した。さらに、住民参加の実績から計画への反映された項目では、景観特性の把握、目標とする景観像、景観形成の基本理念、重点区域、良好な景観の形成に関する方針、景観形成基準などをあげ、会議タイプ別にその傾向を明らかにするとともに、公共性の高い重点区域の指定への効果や、住民参加の効果が顕著な事例について考察した。計画内容への効果に関する次年度の現地調査を先行実施するにあたり、景観計画に関する意見交換を行うとともに、試験的に逗子市役所景観まちづくり課のヒアリング調査を実施した。

さらに、住民参加の実績から計画への反映された項目では、景観特性の把握、目標とする景観像、景観形成の基本理念、重点区域、良好な景観の形成に関する方針、景観形成基準などをあげ、会議タイプ別にその傾向を明らかにするとともに、公共性の高い重点区域の指定への効果や、住民参加の効果が顕著な事例について考察した。計画内容への効果に関する次年度の現地調査を先行実施するにあたり、景観計画に関する意見交換を行うとともに、試験的に逗子市役所景観まちづくり課のヒアリング調査を実施した。景観計画策定の事例として大分県国東市を選定し、eメール及び電話で事前ヒアリングを行い、そのうえで、景観計画策定に関する面接と現場視察を実施した。現地に行き、(1)自治体の都市計画マスタープラン及び景観計画の運用担当者、及び(2)景観計画の策定にかかわるまちづくりのキーパーソンとしての大分大学佐藤誠治名誉教授および市役所都市計画課へのヒアリングを行った。議論の内容やその後の対応について意見を聞き検討体制と内容の効果に関する考察を加えた。具体には、(1)景観計画の策定過程における住民参加の実際、(2)策定した景観計画の運用面への会議の影響、(3)公共性の高い重点区域に関して検討された内容と指定の効果、(4)住民参加の効果などである。ワークショップ等を実施する取り組みの方法について状況を把握した。さらに、景観計画に基づく住民参加の協議会、景観審議会、景観アドバイザー会議の運用状況について実施した67自治体のアンケートから実施状況を調査し、その運用制度の実施状況に関するヒアリングを行うとともに、景観アドバイザー会議を有している福岡市と神戸市に注目してその指導実態を把握した。景観計画策定にかかる各会議タイプの典型事例を選定し、eメール及び電話で事前ヒアリングを行う。そのうえで、景観計画策定に関する面接と現場視察を実施する。現地に行き、特に公共性の高い重点区域に関して確認するとともに、(1)自治体の景観計画の運用担当者、及び
海面で反射した測位衛星電波による海面高度計測と津波監視への応用

本研究では,海面で反射したGPS信号を利用した新しい海面高度計測センサを開発した.このセンサは,GPS衛星を信号源として利用するパッシブなシステムであるため,小型・省電力である.また,一度に複数のGPS反射波を観測できるため,広範囲な海洋観測が可能である.航空機からの観測実験では,数十cmの精度で海面高度を観測できることが確認された.本研究成果の応用として,航空機や人工衛星から津波監視などが考えられる.本研究では,海面で反射したGPS信号を利用した新しい海面高度計測センサを開発した.このセンサは,GPS衛星を信号源として利用するパッシブなシステムであるため,小型・省電力である.また,一度に複数のGPS反射波を観測できるため,広範囲な海洋観測が可能である.航空機からの観測実験では,数十cmの精度で海面高度を観測できることが確認された.本研究成果の応用として,航空機や人工衛星から津波監視などが考えられる.本研究は,海面で反射した測位衛星電波を利用した海洋高度計の実現を目標としている.これは測位衛星を信号源としたバイスタティックレーダーであり,衛星から受信機に直接届く信号と,海面から反射して届く信号の遅延差から,海面高度を計測する.本年度は,その第一歩として,海面で反射した測位衛星電波を記録することのできる小型受信機と受信データ解析ソフトウェアの開発を行った.本システムでは,直接波と反射波を同時に観測する必要があるため,2つの独立したアンテナを持つ受信機が必要となる.このような受信機は市販されていないため,独自に開発を行った.受信された直接波と反射波は,受信機にてダウンコンバートされた後にデジタル化される.デジタル化された信号は,高速シリアルインターフェイスであるUSB 2.0を通じてPCに転送される.転送されたデータは,ソフトウェア無線技術を用いて開発された反射波解析用受信機によって処理される.このソフトウェア受信機では,海面で反射・拡散し信号強度の低下した反射波を追尾するために,コード遅延マッピングと呼ばれる手法を実装している.今回開発した受信機の動作確認のため,隅田川河口に架設されている相生橋から水面で反射した測位衛星電波の受信を試みた.さらに,取得したデータをソフトウェア受信機で処理し,水面高度の推定を行った.実験の結果,当該システムによって約30cmの精度で水面高度が推定できることが確認された.これは,一般的なハンディタイプのレーザー距離計の精度とほぼ同等である.本研究は,海面で反射した測位衛星電波を利用した海洋高度計の実現を目標としている.これは測位衛星を信号源としたバイスタティックレーダーであり,衛星から受信機に直接届く信号と,海面から反射して届く信号の遅延差から,海面高度を計測する.本年度は,小型航空機を利用して高度1200mからの海面高度の計測を実施した.航空機上面には直接波用のアンテナを,下面には海面からの反射波を観測するためのアンテナを設置し,反射波観測用受信機として本研究で製作した2アンテナ受信機を使用した.受信機によって取得されたデータを昨年度開発したソフトウェア無線機によって後処理することにより,航空機と海面との相対距離の計測を行った.航空機の位置は,直接波用アンテナに接続された測量用2周波受信機を用いた精密測位により,10cm以下の精度ですることが可能である.反射波観測用受信機から得られた相対距離と測量用受信機から得られた航空機の精密位置より,海面高度を求めることができる.本実験では,海面高度のリファレンスとして,東京大学地震研究所が高知県室戸岬沖に設置している津波ブイを利用した.このブイにも測量用GPS受信機が装備されており,海面高度の精密測位を実施することが可能である.反射波観測用受信機を搭載した小型飛行機で,津波ブイの上空を飛行し,同時に海面高度の計測を実施した.津波ブイと反射波観測用受信機から得られた海面高度の推定値と比較することで,未知のオフセットが生じてしまっているものの,観測雑音としては30cmの精度で高度計測が可能であることが確認できた.本研究は,海面で反射した測位衛星電波を利用した海面高度計の実現を目標としている.これは測位衛星を信号源としたパイスタティクレーダーであり,衛星から受信機に直接届く信号と,海面から反射して届く信号の遅延差から,海面高度を計測する.昨年度までの研究では,ソフトウェア無線技術を用いた後処理によってGPS反射波の解析を行ってきた.ソフトウェアベースの受信機は,柔軟性が高く,アルゴリズムの開発に有効であるが,処理能力に限界があり,リアルタイムでの信号処理は困難である.そこで,本年度は,GPS反射波信号のリアルタイム処理を目標とし,FPGAをベースとした専用受信機の開発を実施した.開発プラットフォームとして,オーストラリアのUniversity of New South Walesが開発したNAMURU II GPS受信機を採用している.この受信機は,二周波受信機の開発を目的として設計されており,フロントエンドが二つ実装されている.本研究では,受信機の信号処理ロジックに改修を加えることで,本来は二周波対応の受信機を,L1信号のみ対応のデュアルアンテナ受信機として利用している.本構成では,一方のアンテナを直接波の受信に,もう一方のアンテナを反射波の受信に用いている.GPS信号シミュレータを使用した動作試験では,高度300mの航空機からの海面高度観測を模擬したシナリオにおいて,本システムにより10cmの精度で海面高度をリアルタイム計測できることが確認された.
畜産領域におけるギンナン廃棄果肉の利活用ポテンシャル

畜産由来温暖化ガスの削減に向け、ギンナン果肉の有用性について検討した。果肉のエタノール抽出物をルーメン液に添加し、閉鎖培養系と人工ルーメンにて発酵に対する影響を査定した。2大品種のうち、久寿は藤九郎よりもメタン削減効果が高く、添加量依存的にメタン生成を低減し、プロピオン酸増強をもたらした。これはアナカルド酸の含有率が高いことに由来した。ルーメン菌叢は劇的に変化し、メタンの基質となる水素やギ酸生成菌が減少し、プロピオン酸生成関連菌が増加した。乳牛の糞便に抽出物を添加培養しても同様にメタンを低減できたことから、ギンナン果肉はルーメンのみならず堆肥発酵調整剤としても利用できる可能性が示唆された。畜産由来温暖化ガスの削減にあたり、有用なメタン低減剤が開発されているが、本研究では国内農業廃棄物であるギンナン果肉に着目する。果肉には抗菌性希少フェノール・アナカルド酸が含まれ、本成分はルーメンでのメタン低減をもたらすので、果肉は飼料素材と考えうるが、共存負因子(毒素など)も無視できない。そこで、1ギンナン品種や保存形態(サイレージ化など)を考慮し、アナカルド酸を安定保持し、負因子を最小化した素材を選抜する、2その素材を飼料に添加しルーメン液で培養またはヒツジに給与した際の反応(温暖化ガス発生量、その他の消化指標)をモニタリングする、3ルーメン微生物組成の変化を精査する、などを通して、消化を阻害せずに温暖化ガスを低減できる新飼料(ギンナン産業廃棄物を初めて利用)を提示する、などを目的とした一連の試験を実施する。本年度は、果肉のエタノール抽出物を調製し、まずはルーメン液の閉鎖培養系で、ついで連続培養系(人工ルーメン)にて飼料消化・発酵への影響を査定した。ギンナン2大品種のうち「久寿」は「藤九郎」よりもメタン低減効果が高かった。また、久寿果肉抽出物の添加は添加量依存的にメタン生成を低減し、プロピオン酸増強をもたらした。同抽出物に含まれる主要フェノール物質の約95%がアナカルド酸であり、発酵改変をもたらす主要機能性成分と考えられた。同抽出物は劇的にルーメン菌叢を変えうることが各種菌種・菌群の定量結果に反映されていた。すなわち、メタンの基質となる水素やギ酸を生成する菌群(TreponemaやRuminococcusなど)が減少し、プロピオン酸生成関連菌群(SelenomonasやMegasphaera)が増加した。またアンモニア生成も抑制(約50%)されていたため、飼料タンパク質やアミノ酸の節約につながる可能性も示唆された。同様の検討を放置堆積糞で実施する予定である。最終年度の成果ルーメンに引き続き、糞便からのメタンガス生成を削減できるかに関する検討として、北海道大学農場のホルスタイン乳牛の糞便にギンナン果肉より抽出したエキスを添加・培養し、低減程度を評価した。その結果、以前カシュー殻液で観察したと同様のメタンガス低減効果をギンナンエキスが保有することを確認した。その際、生成する短鎖脂肪酸の組成もプロピオン酸優勢型へ変化し、糞便菌叢も無添加時とは明確に異なる構成へ変化することをPCR-DGGE解析で確認した。実験系が小規模であったため、エタノールエキスを使用したが、より大規模かつ実用的な検討では、ギンナン果肉を直接糞便に混合するのが妥当と思われる。さらにこのように調製された糞便の堆肥化全体の期間を通してのガス生成、調製された堆肥の作物成長への影響に関する検討が必要である。研究期間全体の成果ギンナン産業廃棄物である果肉の有効利用を目的に、1.果肉による反芻家畜ルーメン発酵の制御効果、とくに温暖化ガスであるメタン生成の低減効果、について検討し、将来的な飼料利用に資する基盤情報を取得する、とともに、2.果肉による糞便発酵の制御の可能性についても検討した。ギンナン2大品種のうち、久寿は藤九郎よりも抗菌性フェノール成分(アナカルド酸が主成分)に富み、ルーメン発酵の有益な変化(メタン低減およびプロピオン酸増加)をより明確に導いた。その際、ルーメン菌叢は顕著な変化を示し、とりわけ、メタンの基質となる水素やギ酸を生成する菌(treponemaやruminococci)が抑えられ、プロピオン酸生成菌(selenomonadsやmegasphaeras)の占有率があがった。このような発酵産物と菌叢構成員の変化は糞便へ添加した際も生じており、ギンナン果肉はルーメンのみならず糞便(堆肥)発酵調整剤として応用できる可能性を示唆した。国内最大のギンナン産地である愛知県祖父江町に存在するギンナン2大品種(他にも3品種あるが供給が量的にみこめないマイナーな品種のため除外)の

うち、「久寿」が「藤九郎」よりもルーメンでのメタン低減およびプロピオン酸増強効果においてともに高いことをin vitro培養実験で明らかにできた。これにより、今後継続してさらに深く機能評価するギンナン品種を「久寿」に特定できた。その作用機序は、ルーメン菌に対する選択的な抗菌効果であることを、ルーメンで代表的な各種菌種・菌群の定量系を駆使することで明らかにできた。この事実はバッチ培養系および連続培養系(人工ルーメン)双方の評価系で確認できたため、ヒツジへの給与実験への展開へ、本研究は順調に進展していると判断している。一方で、栄養学的負因子と考えられるギンナン果肉含有の抗ビタミンB6因子(4-メトキシピリドキシン)や青酸配糖体(アミグダリン)への対応については、ギンナン果肉のサイレージ化を計画しており、とうもろこしサイレージ調製時のギンナン果肉の適正な混合比率、添加乳酸菌の選抜などの検討について準備をはじめたところである。動物の採食拒否などの理由で、飼料として活用がどうしても難しい場合を想定し、放置堆積糞への添加で期待できるメタン低減などについての検討を、バッチ培養評価系をもちいて開始したところである。家畜栄養学ギンナン果肉に含まれる負因子(抗ビタミンB6因子および青酸配糖体)への対応として、サイレージ化によるビタミンB6生成と微生物学的分解を利用する。また調製したサイレージのメタン低減効果の保持については、随時ルーメン液のバッチ培養系で評価する。さらに飼料へのサイレージ混合比率は、バッチ培養結果を反映させて計算で決定するが、動物(ヒツジ)の嗜好性試験をあらかじめ実施し、動物の反応をみながら、採食拒否がおこらず、かつ有用効果の期待できる最大比率を設定し、給与試験を実施することとする。放置糞への添加試験では、対象が糞便であるので、添加果肉はもっとも省力的、かつ最も大量に存在する形態のもの、すなわち、室温放置果肉を施用する。堆肥化は小型コンテナーに牛糞を充填し、異なるレベルで放置果肉を混合したものを、異なる温度条件下で一定時間培養する。ここから発生するガスはクローズドチャンバー法に準じて真空バイアルに採取し、発生する温暖化ガス(メタンおよび亜酸化窒素)を定量する。同時に糞便主成分(窒素、繊維質、非繊維炭水化物、脂質、灰分など)および微生物組成の変化を主にAOAC・デタージェント法およびReal-time PCR法で定量化する。以上の分析をとおして、新しい飼料素材もしくは放置糞便発酵調整剤としてのギンナン果肉の有用性を科学的に評価し、適切な利用形態について提言できるような研究推進をはかっていくものとする。報告の対象となるのは平成27年3月31日支払い分までであるが、3月納品4月末支払い分が翌年度に継続された。3月納品4月末支払い分に当てられる
放射線治療時のリスク臓器線量のインビボ測定に向けたディスポーザブル線量計の開発

本研究の目的は,放射線治療の中でも副作用が多くリスク臓器として管理が難しい直腸線量に着目し,カテーテルに光刺激ルミネッセンス(OSL)シートを装着した安価な使い捨て(ディスポーザブル)型の直腸線量計を開発することである.本研究では,方法論を実証するため密封小線源を用いた子宮癌の治療に着目する.放射線治療における臓器の線量管理は,現状では治療前に撮られたコンピュータ断層撮影像(CT画像)を前提とした計算値が使用されており,実測される例はほとんどない.本研究によって,直腸線量を実測できることが立証されれば,放射線治療のトレンドの一つの解決策を提示することができ,学問や社会への貢献度が高い.本研究の目的は,放射線治療の中でも副作用が多くリスク臓器として管理が難しい直腸線量に着目し,カテーテルに光刺激ルミネッセンス(OSL)シートを装着した安価な使い捨て(ディスポーザブル)型の直腸線量計を開発することである.本研究では,方法論を実証するため密封小線源を用いた子宮癌の治療に着目する.放射線治療における臓器の線量管理は,現状では治療前に撮られたコンピュータ断層撮影像(CT画像)を前提とした計算値が使用されており,実測される例はほとんどない.本研究によって,直腸線量を実測できることが立証されれば,放射線治療のトレンドの一つの解決策を提示することができ,学問や社会への貢献度が高い.
魚類マイクロネクトン資源量の音響推定に関する研究

1.14魚種を対象に、軟X線法を用いて鰾内の気泡の有無、及び形状を観察した。これらの鰾形態には発育段階による変化が見られた。また、多くの魚種では、鰾が体長と比例して成長しないことが示され、さらにいくつかの魚種では、ある発育段階を境に鰾が退行していくことがわかった。2密度比はアラハダカを除く5魚種では1.0031.020の範囲内にあり、特に、セッキハダカ属の2種では密度比が低く(1.004)、海水と非常に近い値を示した。音速比には顕著な温度特性が見られた。各魚種の生息水温を考慮すると、音速比はコヒレハダカで1.0321.039、オオクチイワシでは1.0241.036であり、一方、アラハダカの音速比は1.0121.024で、他の2魚種に比べて低い値となった。3.有鰾魚において鰾形状を気体反射モデルに適用した場合、全ての個体でPSMとDCMによる推定値には25dB程度の差が生じていた。測定値はPSMの結果と比較的よく一致していた。一方、無鰾魚では、測定した体長範囲ではPSMとDCMのTSパターンはピーク値の付近で比較的よく一致した。4.ハダカイワシ類の鰾は非常に小さいため、38200kHzの範囲内では姿勢によるTSの変化は殆ど見られなかった。この周波数範囲内では、全ての個体で基準化TS(TScm)が-70dB以下を示し、かなり低いことがわかった。また、魚体と鰾が比例的に成長しないことから、有鰾のハダカイワシ類ではTSを体長の2乗で一般化できないことがわかった。5.2002年冬季、ベーリング海南部海域におけるコヒレハダカの音響調査の結果、調査海域における推定バイオマスは280万t、魚群密度は50100g/m^2と見積もられた。2000年冬季、道東海域におけるトドハダカの音響調査では、推定された平均魚群密度は約35g/m^2で、道東陸棚斜面におけるバイオマス約7.5万tと推定された。1.音響散乱の主要要因となる鰾の形状を観察し、その形状を基に理論モデルを用いてTS推定を行った。トドハダカからは気泡を有する鰾が確認されたが、ナガハダカは鰾が著しく萎縮しており気泡の存在も確認できなかった、また、オオクチイワシは鰾状の構造を欠いていた。トドハダカの鰾長と体長にはアロメトリーの関係が見られ、成長に伴い鰾の寄与を減少させていることが判明した。TScmはナガハダカで-85.7dB(DCM)、オオクチイワシで-86.7dB(DCM)であった。一方、トドハダカのTScmは体長の増加に伴って小さくなり、TSが体長の二乗に比例しないことが明らかになった。

2.音響的手法によって2002年冬季におけるベーリング海アリューシャン海盆南部海域のコヒレハダカ成魚の分布を調べた。ハダカイワシ類により形成される散乱層は水深が500mを越えたあたりから深度280-400m層に現れはじめ、調査海域全体にわたり帯状に広がっていた。この魚群反応のほとんどはSAが-55dB以下と弱く、スケトウダラなど大型魚類による反応と容易に区別することができた。また、これらの散乱層において顕著な日周鉛直移動は確認されなかった。3.コヒレハダカのTS理論推定に必要な魚体の密度と海水との音速比をDensity bottle法、およびTime of flight法により測定した。体長70.9104.0mmのサンプルにおける密度は1.0271.035g/cm^3(平均1.031)と、比較的狭い範囲に集中していた。冬季の生息水温(4°C)における音速比は約1.04であったが、この値は水温の上昇とともに約1.01まで減少した。1.TSの精密測定による理論モデルの検討回転楕円体モデル(PSM)もしくは変形円筒形モデル(DCM)を使用し、モデルにより計算したTSパターンと測定実験の結果とを比較することで、両モデルの実用性について検証した。有鰾魚において鰾形状を気体反射モデルに適用した場合、全ての個体でPSMとDCMによる推定値には25dB程度の差が生じていた。測定値はPSMの結果と比較的よく一致していた。一方、無鰾魚では、測定した体長範囲ではPSMとDCMのTSパターンはピーク値の付近で比較的よく一致した。2.理論モデルによるTSの周波数特性に関する検討ハダカイワシ類の鰾は非常に小さいため、38200kHzの範囲内では姿勢によるTSの変化は殆ど見られなかった。この周波数範囲内では、全ての個体で基準化TS(TScm)が-70dB以下を示し、かなり低いことがわかった。また、魚体と鰾が比例的に成長しないことから、有鰾のハダカイワシ類ではTSを体長の2乗で一般化できないことがわかった。このため、本研究では体長(log)と各周波数におけるTSを直線回帰に当てはめることにより、両者の関係を得た。無鰾魚において、姿勢分布で平均化したTS(平均TS)のTScmはL/λ(L:体長,λ:波長)が約2で収束し始めた。その値は全ての魚種で-85-90dBを示し、他の無鰾魚における多くの報告の範囲内にあることが判明した。3.音響調査に基づく生物量推定ベーリング海アリューシャン海盆南部海域におけるコヒレハダカ分布量を音響調査した。マイクロネクトンによる散乱層はトロールによる魚種確認でこの反応のほとんどが体長10cm前後のコヒレハダカ成魚によるものと判明した。約44000km^2の調査海域における推定バイオマスは280万t、魚群密度は50100g/m^2と見積もられた。
高温超伝導体中の磁束量子拡散のダイナミックス

高温酸化物超伝導体の混合状態の磁束量子のピニング中心からの変位が、ピニング力圏内に留まる様な微小振幅の周期磁場変化の伝播特性を測定し、温度上昇にともなう磁束格子の固体状から液体状への変化(融解)の物性研究を目的として準備を進めてきた。(1)測定装置:主要な部分は既設の連続波の機械的共鳴を利用した超音波測定装置を使用し、検出感度を高めるため、最高感度100pVの検出感度を持つデジタルロックインアンプを購入し、自動測定のためのソフトウェアの開発を含めて、新しいシステムでの測定装置をほぼ完成させた。(2)検出用の微小ホール素子:GaAsの表面に1ミクロン程度の深さにSiを打ち込んでドナー不純物準位を形成したN型半導体を用いて、リソグラフィー法により、10ミクロン四方のホール素子を作製した。このときホール素子部以外の部分を深さ1.5ミクロンほどエッチングして除去して、素子以外の部分をGaAsの高抵抗部分で形成し絶縁性もたせた。(3)微小振動磁場発生用微小コイル:この研究では磁束量子格子の波の伝播を調べるので、微小平面での磁場変化を作りださなければならない。このため定常磁場に重畳する振動磁場も微小平面内で加えることが必須である。このための微小コイルをリソグラフィ法を用いて作製した。(4)微小ホール素子のテスト上記(2)により作製した素子について、ホール電圧対磁場の測定を繰り返している。その結果、性能の優れている素子は、外部磁場10000エルステッドまで線形性が成り立つ事が分かり、感度として約5nV/エルステッドを得ている。ホール係数の温度依存性を室温より液体窒素温度まで測定した結果、ほとんど温度に依存していないことが分かった。この素子を用いて、研究課題の次のステップに進んでいる。各々の整備、特に微小ホール素子の作製に手間取り、全体的に遅れていて、本年度中に研究目的を達成できなかった。しかし、ほぼ準備が整ったので、早い機会に目的の実験に着手できる見通しである。
リンパ管の個体発生および再生過程の形態的・機能的解明

まず、リンパ管の同定と増殖度の判定のために、増殖細胞核抗原(PCNA)とその他の細胞マーカーとの多重免疫染色を新たに開発し(Arch.Histol.Cytolo.,1995年、印刷中)、以下の研究に用いた。1、リンパ管の発生と分化過程の追跡:リンパ管は胎生期から血管系より未熟な発生を始めるものの、生後3-4時間目の新生仔では既に初乳を飲み、腸管膜リンパの中に乳びが観察された。腸管自体は幼若な形態をしており、墨等の巨大分子の吸収もごく僅かながら認められたが、生後1日を過ぎるとそれも全く認めなくなった。リンパ管の吸収可能な分子のサイズについては特定できなかった。2、リンパ管修復・再生過程の追跡:リンパ節郭清や胸管管結紮後のリンパ管の修復再生過程を上記の多重免疫染色によって経時的に検索した。胸管管結紮後2日目では、リンパ節周囲のリンパ管が著明に拡張し破綻を来したが、線維芽細胞を中心とする間質系細胞の増殖や毛細血管の増多に比べ、リンパ管自体の増殖性変化はあまり強くなかった。むしろ、組職間隙に漏れた墨等の異物は、5-7日目頃の炎症後の癒着で生じた新たな脈管外通液路を介して排導されるのかもしれない。ただし、現時点では管質系細胞が次第に管腔を形成して新たな毛細リンパ管となる可能性も否定できず、この点についての解析が次の目標となる。3、リンパ管に対する内皮細胞増殖促進因子の影響:リンパ管内皮、血管内皮、および腹膜中皮の細胞培養を試み、それぞれのEGFおよびb-FGFなどの内皮細胞増殖因子に対する反応性について検討した。リンパ管内皮は、血管内皮や腹膜中皮と比べても増殖因子による強い変化は認められず、実際の再生組職の所見と合わせるとリンパ管の修復再生は血管新生のような著明な内皮細胞の増殖を受傷後早期から伴わないことが示唆された。平成5年度の計画は、胎生期から離乳期(生後4週頃)までの毛細リンパ管の発生分化の状態を形態と、吸収機能の両面から解析することであった。そこで、これまでに我々が作成したリンパ管や微小血管に対するモノクローナル抗体を用いて、免疫組織学的にリンパ管の同定を行なった。また、新たに増殖細胞核抗原(PCNA)に対する抗体や平滑筋特異的アクチンに対する抗体を用いて、各脈管系の増殖度や平滑筋の発達度の検索を行なった。検索組織としては、主に小腸絨毛、腸間膜、及び皮下などの結合組織を用いた。胎生19日の腸管においては、まだ腸絨毛の発達自体が悪く、毛細血管網の形成も不完全であった。中心乳〓腔らしい管腔がわずかに認められるがB27陰性だった。一方、粘膜下の結合組織や腸間膜などに見られる集合リンパ管はすでに形成され、弱いながら基底膜も伴っていた。この時期の内皮細胞は、血管系でもリンパ管でも、腸管の上皮や平滑筋に比べてPCNAの陽性度は低かった。授乳の始まった生後1日目では、各組織における血管網の発達が著しく、基底膜や中膜の平滑筋の発育度も良い。中心乳〓腔も管腔はまた狭いものの、B27で明らかな陽性に染色された。組織におけるリンパ管は形態的には成体のもの並にまで成長していたが、PCNAの陽性度は依然として高かった。

以上のことから、リンパ管の発生は胎生期よりすでに始まってはいるものの、血管系より遅れてより未熟に発生してくる可能性と、やはり授乳開始とともに急激にその発生が加速される可能性が示唆された。今回は、リンパ管発生の三次元的解析と機能面での検索が完了できなかったが、今後、これらの検索を急ぐとともに、電子顕微鏡によるリンパ管の初期発生の微細構造についても検索を加え次年度のリンパ管再生の研究につなげたい。まず、リンパ管の同定と増殖度の判定のために、増殖細胞核抗原(PCNA)とその他の細胞マーカーとの多重免疫染色を新たに開発し(Arch.Histol.Cytolo.,印刷中;第99回日本解剖学会総会発表;第100回同会発表予定)、以下の研究に用いた。1、リンパ管の発生と分化過程(平成5年度分の継続):生後3-4時間目の新生仔では既に初乳を飲み、腸管膜リンパの中に乳びが観察された。腸管自体は幼若な形態をしており、スミ等の巨大分子の吸収もごく僅かながら認められたが、生後1日を過ぎるとそれも全く認めなくなった。リンパ管の吸収可能な分子のサイズについては特定できなかった。2、リンパ管修復・再生過程の追跡:次にリンパ節郭清や胸管管結紮後のリンパ管の修復再生過程を見るためにリンパ管や微小血管に対する抗体と抗PCNA抗体などを用いた多重免疫染色によって経時的に検索した。胸管結紮後2日目では、リンパ節周囲のリンパ管が著明に拡張し破綻を来したが、線維芽細胞を中心とする間質系細胞の増殖や毛細血管の増多に比べ、リンパ管自体の増殖性変化はあまり強くなかった。むしろ、組織間隙に漏れたスミ等の異物は、5-7日目頃の炎症後の癒着で生じた新たな脈管外通液路を介して指導されるのかもしれない。ただし、現時点では間質系細胞が次第に管腔を形成して新たな毛細リンパ管となる可能性も否定できず、この点についての解析が次の目標となる。3、リンパ管に対する内皮細胞増殖促進因子の影響:リンパ管内皮、血管内皮、および腹膜中皮の細胞培養を試み、それぞれのEGFおよびb-FGFなどの内皮細胞増殖因子に対する反応性について検討した(第19回日本リンパ学会発表予定)。リンパ管内皮は、血管内皮や腹膜中皮と比べても増殖因子による強い変化は認められず、実際の再生組織の所見と合わせるとリンパ管の修復再生は血管新生のような著明な内皮細胞の増殖を受傷後早期から伴わないことが示唆された。
再生医療用製品の移植後機能を最大化するための細胞選別と最適製剤技術の開発

これまでのiPS細胞由来RPE細胞移植に関する臨床研究の実施を通して、移植される細胞の品質の管理が厳密な部分とそうでない部分があることから移植細胞の品質が安定していない課題に直面した。本研究では、出荷時あるいは移植直前に細胞品質を直接的にモニタリングすることに加え、臨床所見に最適な移植剤型を選択可能にすることで治療効果の最大化を目指す。具体的には、細胞選別技術と最適製剤化を有機的に組み合わせることで、「高品質細胞製剤」を「最適(治療効果期待値の高い)な患者へ届ける」という「医療の効率化」を実現し、再生医療の治療効果の最大化を通してその普及と標準化を加速させる基盤創りが本提案の目的である。
大型海洋構造物の長周期動揺

大型海洋構造物の長周期動揺の推定精度を向上させるために,構造物に働く粘性減衰力と係留鎖の運動に及ぼす影響を調べた.粘性減衰力の研究の為には,テンションレグプラットホームの断面模型を用いて,波浪中での強制動揺実験や長周期と短周期の2成分同時強制動揺実験を行った.また係留鎖の影響を調べるために半潜水海洋構造物を係留鎖でカテナリー係留した場合とコイルスプリングで係留した場合の不規則波中での運動の比較を行った.これらの実験的な研究の結果次のような結論を得た.1)短周期の運動や規則波と長周期運動が併存する場合の長周期動揺に対する粘性抗力係数の長周期運動単独の場合の抗力係数に比べての増加の割合はReduced Velocity Urが小さい間はUrに依存するが, Urが2よりも大きい範囲ではほヾ一定と考えてよい.2)一様流中での短周期動揺試験や規則波中を一定速度で前進する場合に得られる抗力の定常成分から求めた抗力係数のUrに対する傾向は長周期短周期合成試験や規則波中での長周期動揺試験で得られた抗力係数の傾向とよく似ている.3)係留鎖に働く流体力による長周期動揺への減衰効果は海洋構造物本体に働く減衰力とほヾ同程度の大きさである.4)係留鎖の持つ減衰効果は左右揺に対して顕著であり,上下揺,横揺に対しては,ほとんど影響を及ぼさない.また運動の低周波数帯で大きな効果がある.以上の成果を基にして,今後は理論的な推定法の研究を続ける必要があると考えられる.大型海洋構造物の長周期動揺の推定精度を向上させるために,構造物に働く粘性減衰力と係留鎖の運動に及ぼす影響を調べた.粘性減衰力の研究の為には,テンションレグプラットホームの断面模型を用いて,波浪中での強制動揺実験や長周期と短周期の2成分同時強制動揺実験を行った.また係留鎖の影響を調べるために半潜水海洋構造物を係留鎖でカテナリー係留した場合とコイルスプリングで係留した場合の不規則波中での運動の比較を行った.これらの実験的な研究の結果次のような結論を得た.1)短周期の運動や規則波と長周期運動が併存する場合の長周期動揺に対する粘性抗力係数の長周期運動単独の場合の抗力係数に比べての増加の割合はReduced Velocity Urが小さい間はUrに依存するが, Urが2よりも大きい範囲ではほヾ一定と考えてよい.2)一様流中での短周期動揺試験や規則波中を一定速度で前進する場合に得られる抗力の定常成分から求めた抗力係数のUrに対する傾向は長周期短周期合成試験や規則波中での長周期動揺試験で得られた抗力係数の傾向とよく似ている.3)係留鎖に働く流体力による長周期動揺への減衰効果は海洋構造物本体に働く減衰力とほヾ同程度の大きさである.4)係留鎖の持つ減衰効果は左右揺に対して顕著であり,上下揺,横揺に対しては,ほとんど影響を及ぼさない.また運動の低周波数帯で大きな効果がある.以上の成果を基にして,今後は理論的な推定法の研究を続ける必要があると考えられる.本年度の研究ではテンションレグプラットホームの部分模型を制作し、強制動揺実験を行って各部に加わる流体力を求めた。部分模型はカラム2本とロワーハル1本からなり、ロワーハルに加わる流体力とカラムに加わる流体力をそれぞれ独立に求めた。またその際に用いた強制動揺装置は本年度の研究補助金で制作したものである。行った実験は以下に示す6種の実験である。1.一様流中での抵抗試験2.短周期強制動揺試験3.長周期強制動揺試験4.長周期・短周期合成強制動謡試験5.波力試験6.波浪中での長周期強制動揺試験以上の実験を行った結果、次のような結論を得た。1.長周期動揺減衰力に占めるロワーハルに加わる流体力の割合は当初考えていた程大きくなく、カラムに加わる流体力の役割の方が大きい。2.波浪中での長周期動揺実験から得られた長周期動揺減衰力は長周期・短周期合成動揺実験で得られた減衰力と等しい。3.短周期動揺と長周期動揺が共存する場合に構造物に加わる流体力は短周期動揺周期Ts,長周期動揺最大速度【U_L】,カラムの直径Dで定義される無次元速度Ur=【U_L】Ts/Dに依存する。4.長周期動揺と短周期動揺が共存する場合の流体力の性質は一様流れと短周期動揺が共存する場合の流体力とよく似ている。次年度は係留索に加わる流体力についても実験と考察を行い、大型海洋構造物の長周期動揺減衰力について調査する。
肝硬変症における肝内微小循環障害の分子機序解明と肝機能改善のための新規治療の開発

(1)硬変肝のeNOSシグナル改善による肝内微小循環障害の改善肝硬変症においては、ETやAT-IIの発現が亢進し、さらに類洞内皮細胞からのNO分泌が低下しているため、肝星細胞の収縮が強まり、類洞血管抵抗が増大し、肝内微小循環が障害され、門脈圧亢進症をきたしている。肝硬変症における類洞内皮細胞のNO分泌障害は、AktによるeNOSのリン酸化障害であることがわかっているが、その機序は不明であった。そこで、類洞内皮細胞におけるAkt-eNOSリン酸化の障害にRho kinaseが関与しているのではないかと仮説をたて、検討した。肝硬変ラットにRho kinase阻害剤であるfasdil (1 or 2 mg/dl)を点滴静注すると門脈圧が約20%、肝内血管抵抗が約30%低下することがわかった。また、Rho kinase阻害剤を用いることで、肝内eNOSリン酸化およびeNOSとAktの結合が増加することも判明し、さらにRho kinaeとAktが直接結合することにより、Rho kinaseがAktとeNOSの結合を阻害し、eNOS酵素活性を傷害していることを証明した。(2)肝再生におけるNitric oxideおよびVEGFの役割肝再生に関して肝細胞再生および血管新生が重要である事が報告されている。そこで、肝再生時における血管新生因子VEGFおよび類洞血流維持に関与するNOを検討した。(1)SDラット70%肝切モデルを使用。肝切後(POD1,3,7)に、肝組織血流・肝重量増加率・類洞面積割合・肝組織中VEGF,NOxについて検討。(2)L-NAME(NO合成阻害剤)を腹腔内投与、肝再生について同様な検討を行った。(1)70%肝切後、肝組織血流は一過性上昇後減少するがPOD3に再度増加、肝重量増加率は経時的に増加。肝組織中VEGF・NOxはPOD3でピークを示した。(2)L-NAME投与群で肝重量増加率が非投与群に比しPOD3,7で有意に低く、肝組織中NOxは抑制されており、肝組織血流は有意に減少、さらに、類洞面積の縮小も認められた。また、肝組織中VEGFも有意に低下していた。肝再生において、NOはVEGFのinductionを介して類洞血管新生ならびに血流維持に働くと考えられる。1.硬変肝のeNOSシグナル改善による肝内微小循環障害の改善肝硬変症においては、ETやAT-IIの発現が亢進し、さらに類洞内皮細胞からのNO分泌が低下しているため、肝星細胞の収縮が強まり、類洞血管抵抗が増大し、肝内微小循環が障害され、門脈圧亢進症をきたしている。

そこで、類洞内皮細胞におけるAkt-eNOSリン酸化の障害にRho kinaseが関与しているのではないかと仮説をたて、検討した。肝硬変ラットにRho kinase阻害剤であるfasdil(1 or 2mg/dl)を点滴静注すると門脈圧が約20%、肝内血管抵抗が約30%低下することがわかった。また、Rho kinase阻害剤を用いることで、肝内eNOSリン酸化およびeNOSとAktの結合が増加することも判明し、さらにRho kinaeとAktが直接結合することにより、Rho kinaseがAktとeNOSの結合を阻害し、eNOS酵素活性を傷害していることを証明した。2.肝再生時の血管新生のメカニズムの解明ラット70%肝切除モデルを使用し、肝再生時の血管新生因子であるVEGFおよびNOの役割を検討し、肝再生に関与する血管新生のシグナル伝達経路としてVEGF-NO相関を明らかにした。1-NAMEによるNOの抑制により、肝再生は抑制され、肝切除後3日目の類洞面積低下ならびにVEGF発現が抑制され、NOは肝再生時の類洞血流の維持に重要であること、ならびに肝再生早期のVEGF発現にも関与することが示唆された。1.肝硬変におけるeNOSシグナル改善による肝内微小循環障害の改善肝硬変症においては、強力な血管作動性因子であるEndothelinやAngiotensin-IIの発現が亢進し、さらに類洞内皮細胞からのNO分泌が低下しているため、肝星細胞の収縮が強まり、類洞血管抵抗が増大し、肝内微小循環が障害され、門脈圧亢進症をきたしている。肝硬変症における類洞内皮細胞のNO分泌障害は、AktによるeNOSのリン酸化障害であることがわかっているが、その機序は不明であった。そこで、類洞内皮細胞におけるAkt-eNOSリン酸化の障害にRho kinaseが関与しているのではないかと仮説の元に実験を行い検討した。1-NAMEによるNOの抑制により、肝再生は抑制され、肝切除後3日目の類洞面積低下ならびにVEGF発現が抑制された。この結果よりNOは肝再生時の類洞内皮の増殖において重要であり、類洞内皮の増殖と形成、ひいては肝再生に不可欠であることが証明された。
抗老化を目指した天然資源の探索研究

酸化ストレスと老化・寿命は密接に関わっており、細胞外レベル、細胞内レベルの抗酸化効果、および老化モデルの線虫(C. elegans)を用いた個体レベルにおける寿命への影響を評価する系を用いて天然由来の化合物の探索を開始した。抗酸化活性を示した生薬トウドクカツ(セリ科、Angelica pubescensの根)より7種のクマリン誘導体を単離し、これらの化合物には哺乳類の寿命遺伝子SIRT1を活性化することを見出した。また、漢方薬の抗老化作用の網羅的な解析の一環として、補剤やお血剤を中心に線虫を用いた抗老化効果の評価を開始し、これまでに補中益気湯が線虫の寿命を約20%延長することを確認した。酸化ストレスと老化や寿命は密接に関わっており、赤ワインに含有されるポリフェノールの一種であるレスベラトロールのように、抗酸化作用を有し、かつ長寿遺伝子産物SIRT1の活性化作用を有する天然由来の化合物の探索を開始した。一次スクリーニングでは蛍光色素(DCFH-DA)を用いた単球性白血病細胞内の酸化状態を測定する系や非細胞系の化学反応ベースのDPPHラジカル測定法などの簡便な評価系を組み合わせて実施した。スクリーニングの開始当初は、生薬の入手数が少なかったため、上記二種の抗酸化試験に加え、NAD(+)依存性脱アセチル化酵素SIRT1の活性化試験や細胞毒性についても併行して評価した。各試験では陽性対象として、レスベラトロール、ピセアタンノール、アスコルビン酸、α-トコフェロール誘導体のtroloxを用いた。これまでに97種の生薬の70%メタノール抽出エキスをスクリーニングした結果、キョウカツ、トウキ、トウドクカツ、トウヒ、ロートコンの各エキスが酸化ストレスを軽減し、SIRT1を活性化する成分含有候補としてピックアップされた。その中で、比較的SIRT1の活性の高かった生薬トウドクカツ(セリ科シシウドAngalica pubescens Maxim.の根)に含有される活性成分の探索を開始し、これまでにxanthotoxinやostholなど7種のクマリン誘導体を分離した。今後、得られた化合物の抗酸化活性やSIRT1活性の評価を行う予定である。また、スクリーニング対象の生薬や薬用植物素材をさらに入手し、スクリーニングを継続する。一次スクリーニングとして、peroxide感受性の蛍光色素とヒト骨髄性白血病細胞HL-60細胞を用いたDCFHDA法とDPPH法を併用し、96種の生薬エキスについて抗酸化活性を測定したところ、両測定法でいずれも70%以上の抗酸化活性を示すものは現時点では見出されていない。また、当初予定していた二次スクリーニングの線虫による延命効果の評価は、線虫の保管・飼育不備の理由から実施を一時的に中断し、直接寿命遺伝子産物のSIRT1の活性測定を一次スクリーニングと併行して実施した。その結果、キョウカツ、トウキ、トウドクカツ、トウヒ、ロートコンの各エキスが、SIRT1を活性化(コントロールに対し2倍以上の活性化が見られたもの)することが観測された。特にトウドクカツとロートコンエキスは0.5 mg/mLで5.96、5.50倍(陽性対象:レスベラトロールは22.7μg/mLで1.8倍)のSIRT1の活性化をそれぞれ示した。まず、トウドクカツ(100 g)の70%メタノールエキスを調製した後、極性の異なるヘキサン、クロロホルム、n-ブタノールで順次分配し、活性が比較的強かった、クロロホルム画分について、活性成分の分離を進めた。これまでに7種の化合物を単離し、構造決定を行ったところ、xanthotoxinやostholをはじめとする7種のクマリン誘導体を同定した。今後は、各化合物の抗酸化活性やSIRT1活性を測定する。またクロロホルム画分の他の化合物の単離を継続する。また、新たな生薬の収集、サンプルエキスの調製とスクリーニングを継続する。酸化ストレスと老化・寿命は密接に関わっていることから、天然由来の抗老化化合物の探索を目的に、抗酸化作用の評価系として細胞内過酸化を測定するDCFH-DA法、化学反応ベースのDPPHラジカル測定法などの簡便な評価系を組み合わせて、96種の生薬エキスをスクリーニングした。その結果キョウカツ、トウキ、トウドクカツ、トウヒ、ロートコンの各エキスが酸化ストレスを軽減することを見出した。その内、長寿遺伝子産物SIRT1の活性化作用を有するものとして、これまでにトウドクカツ(セリ科シシウドAngalica pubescens Maxim.の根)より、xanthotoxin、ostholやbergaptenなど7種のクマリン誘導体を分離した。得られた化合物はSIRT1を1.21.8倍程活性化することが確認されたが、エキスの活性(約6倍)に比較して弱いものであった。他にも活性画分があることが予想されることから、活性成分の分離と活性評価を継続している。また、当初計画した線虫を用いた生薬エキスの寿命延長評価も合わせて開始した。特にDCFH-DA法やDPPH法では蛍光色を有するエキスや化合物は抗酸化作用測定の妨げになるため、色の影響を受けにくい線虫を用いた評価系と併用して評価することにより、より生体に近い評価系でかつ効率的に有効な成分を見出すことができると考えている。さらに、漢方で血圧、お血、頭痛など血液や水の循環に関わる症状の改善が期待できる処方やその構成生薬についても、順次線虫の寿命延長の観点から評価を行う。

平成27年度より継続している、peroxide感受性の蛍光色素とヒト骨髄性白血病細胞HL-60細胞を用いたDCFH-DA法とDPPH法を併用し、96種の生薬エキスについて抗酸化活性を測定したところ、両測定法でいずれも70%以上の抗酸化活性を示したものは現時点では見出されていない。また、遅れていた線虫による延命効果の評価を開始し、先のスクリーニングで中程度の抗酸化活性の見られた生薬アシタバ(セリ科アシタバAngelica keiskeiの葉)やガイヨウ(キク科ヨモギArtemisia princeps又はオオヨモギA. montanaの葉や枝先)の再評価並びに活性成分の特定を行っている。これまでにキョウカツ、トウキ、トウドクカツ、トウヒ、ロートコンの各エキスが、寿命遺伝子産物のSIRT1を活性化(コントロールに対し2倍以上の活性化が見られたもの)することが観測された。特にトウドクカツとロートコンエキスは0.5 mg/mLで5.96、5.50倍(陽性対象:レスベラトロールは22.7μg/mLで1.8倍)のSIRT1の活性化をそれぞれ示した。活性が比較的強かった、トウドクカツのクロロホルム画分について、活性成分の分離を進めた。これまでに7種の化合物を単離し、xanthotoxinやosthol、bergapten、demethyl-auraptenol、isoimperatorinなど計7種のクマリン誘導体を同定した。しかし、単離された化合物はSIRT1を1.21.8倍程活性化することが確認されたが、エキスの活性(約6倍)と比較して弱いものであった。今後は、各化合物の抗酸化活性や線虫の寿命延長など多方面から抗老化作用を検討する。また、トウドクカツエキスの他の有機溶媒画分、アシタバやガイヨウ中の抗酸化成分の探索を継続する。酸化ストレスと老化・寿命との関係に着目し、天然由来の抗老化化合物の探索を目的に、抗酸化作用の評価系として細胞内過酸化物測定のDCFH-DA法とDPPHラジカル測定法などの簡便な評価系を組み合わせて、96種の生薬エキスをスクリーニングした。その結果、キョウカツ、トウキ、トウドクカツ、トウヒ、ロートコンの各エキスが酸化ストレスを軽減することを見出した。その内、長寿遺伝子産物SIRT1を活性化するものとして、トウドクカツ(セリ科シシウドの根)より、xanthotoxin、ostholやbergaptenなど7種のクマリン誘導体を分離した。これらの化合物はSIRT1を1.2-1.8倍程活性化することが確認されたが、元のエキスの活性(約6倍)に比較して弱いものであった。さらに生薬エキスのスクリーニングを継続し、いずれの評価においても陽性対照であるビタミンCと同程度の抗酸化活性の認められた生薬アシタバ(セリ科アシタバの葉)とガイヨウ(キク科ヨモギ又はオオヨモギの葉や枝先)を見出した。しかし、これらのエキスについて線虫を用いた寿命に対する影響を調べたところ、寿命の延長は認められなかった。また、漢方薬の抗老化作用の網羅的評価を開始した。抗老化の期待できる3種の血剤(キュウ帰膠艾湯、加味帰脾湯、大黄牡丹皮湯)と3種の補益強壮剤(十全大補湯、補中益気湯、人参養栄湯)について線虫の寿命に対する影響を評価した。血剤はいずれも線虫の寿命を4%ほど延長した。一方で、補益強壮剤は8-15%の寿命延長が認められ、補中益気湯が15%と最も線虫の寿命延長が認められた。
レーザートムソン散乱分光法による液中プラズマ中の電子エネルギー分布計測

液中プラズマは、環境、医療・バイオなど様々な分野にて注目されている。この液中プラズマの基礎放電過程を解明するため、レーザートムソン散乱分光法の応用を試みた。まずプラズマによるガス加熱機構を明らかにするために、AC高電圧を用いたパルス状の水中プラズマにレーザー光を入射して得られるラマン散乱スペクトルからガス温度を求めた結果、プラズマON時間に約690 Kまで加熱され、OFF時に室温まで低下することがわかった。また、AC励起エタノール液中プラズマでの電子密度・温度計測を試みたが、プラズマ光や液滴で生じるレイリー散乱などの影響が強く、更なる計測精度の向上が必要であると考えられる。液中プラズマは、ナノ粒子の高速合成や、環境、医療・バイオなど様々な分野にて非常に注目されている液中プラズマの基礎放電過程は未だ明らかになっておらず、液中プラズマ内の電子の密度・温度・エネルギー分布など挙動を計測し、液中プラズマの学術基盤を構築することが求められる。本研究ではレーザートムソン散乱分光システムを液中プラズマ計測に応用することを目的に研究を実施した。まずレーザートムソン散乱分光法において、その計測を妨げる迷光となる溶液・光学系及び容器からのレイリー・ラマン散乱を極力低減する液中プラズマ容器とともに、溶液によるトムソン散乱光の減衰を抑制し、且つ効率的にトムソン散乱光を得る光学系、および溶液内でのレーザーブレークダウンを発生させないレーザー光強度の同定に関する検討を実施した。計測対象となる液中プラズマとしては、我々が独自で開発した60Hz交流電力を用いたプラズマ源を使用した。プラズマ放電用の交流電圧をトリガとして、レーザー光パルスと散乱光検出器であるICCDカメラのゲートオープンタイミングを制御し、液中プラズマの電子温度および密度の計測を試みた。また使用した溶液としては、メタノールなどアルコール類を用いた。その結果、メタノール溶液を用いたプラズマにおいて、電子密度は1立方センチメートル当たり10の13乗から14乗程度、電子温度も13eV程度であった。しかし、今回上記のように専用の計測用チャンバを構築したものの、気化した溶液や液滴でのレイリー散乱やラマン散乱の影響が非常に強く、十分にS/N比の高い計測が実現できていないため、今後更なる改善が必要であることがわかった。そこで今後も構築したシステムを改良するとともに活用して実験を継続していき、液中プラズマの科学的な基盤の構築を目指す。