hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管平滑筋細胞における腫瘍壊死因子によるNO生成酵素誘導の特異性

〈目的〉微量細菌内毒素(LPS)の混入により摘出血管内に一酸化窒素(NO)合成酵素が誘導されることが近年明らかとなった。一方、サイトカインにより血管平滑筋細胞内にNO合成酵素が誘導されることが知られている。サイトカイン自身の作用を明らかにするため、LPSの培養液への混入を最小限におさえ、サイトカインによる平滑筋細胞中NO合成酵素活性の誘導能を検討した。〈方法〉ラット大動脈平滑筋細胞を継代培養し、腫瘍壊死因子(TNF-alpha)、インターロイキン-1beta(IL-1beta)、LPSの組み合わせで刺激し、上清中の硝酸イオン、亜硝酸イオン(NOx)濃度をグリース法を用いて計測した。さらに、mRNAの発現をノーザンブロットにより解析した。細胞培養液は低LPS濃度(<1pg/ml)の大塚製薬注射用水を用いて調製し、全てのガラス器具は摂氏250度で2時間乾熱滅菌し使用した。細胞培養液、添加試薬は実験前にLPS濃度を測定した。
認知アキテクチャを利用したため池総合診療システムの開発

漏水のあるため池で,高精度表面波探査,常時微動計測,比抵抗電気探査を実施した.貯水位の変動に伴い、年に4回の計測を行った.特に,比抵抗電気探査は,横断面の計測を3か所,縦断面の計測を2か所で行い,漏水経路の特定を行った.ここでは,蛍光染料によるトレーサー試験を実施し,非破壊探査方法で特定した経路の妥当性を検証した.これまでの調査結果を自己組織化マップSOMを用いて,クラスタリングを行い,土質区分を評価した.SOMはニューラルネットワークANNの一種で,コホネンによって提案されたモデルであり,教師なし学習によって入力データを任意の次元へ写像することができる.また,ANNにより,一つのため池堤体の土質診療システムを開発した.ANNには,人間の神経回路を模したANNを深い階層まで積み上げることで,抽象的な概念をも学習できるディープラーニング技術を用いるものとし,マイクロソフトエクセルのVBAに組込むことで,システムとして機能させた.また,対象としたため池は,改修することが決定したため,ボーリング調査が追加されたため,教師信号の増加による評価結果の違いに関する検討も行った.平成30年7月西日本豪雨では,愛媛県でも多くのため池が被災した.今治市,松山市,宇和島市等で決壊や下流のり面の滑り破壊が発生し,その被災状況を調査・検討した.愛媛県内でも交降雨パターンや領家花崗岩類と四万十川層群で被災状況に違いがあることがわかった.また,洪水吐の能力が不足しているため池が数多く存在していることがわかり,課題が明確になった.さらに,耐震性についても検討を行った.Hilbert-Huang変換,ウェーブレット変換やNIOM解析を用いて,ため池堤体における常時微動を分析し,動特性を明らかにした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ため池の漏水は,ミズ道が存在するものや遮水性が減少し堤体全体からの浸透量が増加する場合がある.また,堤体からだけでなく,地山や基礎からの場合もある.したがって,診断方法はあっても,その手法が適用できるかどうか,どこを診断すればよいのか,といった問題が常に存在する.また,診断方法を決め実施したとしても,漏水領域が明確にならないことも多い.さらに,様々な原因が絡み合って発生した症状であったり,原因が特定できない場合もあり,単一の診断手法では解明できず,複数の診断方法を組合せる必要がある場合もある.本研究では,漏水ため池の事例を収集し,「この症状のときは,この部分を診断し,その際にはこの診断手法を用いる」といった指針を作成する.また,診断方法の組合せ,診断結果の解析,複数の診断結果の総合評価方法の提案を行う.さらに,上記内容を一人の総合診療医が担うことをイメージし,認知アキテクチャを利用したため池の総合診療システムを開発する.研究は,「漏水ため池のカルテの作成とジオデータベース化」,「漏水調査マニュアルの作成」,「診断方法の文献調査と現地調査の実施」,「SOMによる診断結果の最適組合せの評価」,「認知アキテクチャを利用したため池の総合診療システムの開発」の5つのステップで進められるが,本年度はステップ1,2,3,5を実施した.●平成28年6月23日に決壊した愛媛県西予市内のため池の調査を実施し,決壊前のため池の状況,降雨と貯水位の関係を明らかにするとともに,ため池の決壊メカニズムおよび復旧方法,維持管理・緊急時の対応方法について検討した.●愛媛県伊予市内のため池で,比抵抗電気探査,高精度表面波探査を実施し,ニューラルネットワークを援用してため池堤体および周辺地盤の土質区分の推定を試みた.また,常時微動計測データより,位相速度の推定を行った.決壊したため池の貴重な調査結果を入手し,決壊メカニズムを明らかにすることができた.また,復旧方法を含めた検討も行い,漏水ため池カルテの一つとすることができた.さらに,愛媛県の漏水ため池で,比抵抗電気探査,高精度表面波探査,常時微動計測を複数回行い,ため池堤体および周辺地盤の土質区分を推定するシステムを試作することができた.これらの研究成果は第25回日本雨水資源化システム学会大会および平成29年度農業農村工学会中国四国大会講演会に投稿する予定である.ため池の漏水は,ミズ道が存在するものや遮水性が減少し堤体全体からの浸透量が増加する場合がある.また,堤体からだけでなく,地山や基礎からの場合もある.したがって,診断方法はあっても,その手法が適用できるかどうか,どこを診断すればよいのか,といった問題が常に存在する.また,診断方法を決め実施したとしても,漏水領域が明確にならないことも多い.さらに,様々な原因が絡み合って発生した症状であったり,原因が特定できない場合もあり,単一の診断手法では解明できず,複数の診断方法を組合せる必要がある場合もある.本研究では,漏水ため池の事例を収集し,「この症状のときは,この部分を診断し,その際にはこの診断手法を用いる」といった指針を作成する.また,診断方法の組合せ,診断結果の解析,複数の診断結果の総合評価方法の提案を行う.

さらに,上記内容を一人の総合診療医が担うことをイメージし,認知アキテクチャを利用したため池の総合診療システムを開発する.研究は,「漏水ため池のカルテの作成とジオデータベース化」,「漏水調査マニュアルの作成」,「診断方法の文献調査と現地調査の実施」,「SOMによる診断結果の最適組合せの評価」,「認知アキテクチャを利用したため池の総合診療システムの開発」の5つのステップで進められるが,本年度はステップ1,3,5を実施した.●愛媛県鬼北町内のため池で,比抵抗電気探査,高精度表面波探査を実施し,漏水経路の特定を試みた.また,常時微動計測データより,NIOM法およびHilbert-Huang変換を用いて位相速度の推定を行った.愛媛県の漏水ため池で,比抵抗電気探査,高精度表面波探査,常時微動計測を複数回行い,漏水経路を特定することができた.昨年度の調査ため池とは漏水状況が違い,症例を増やすことができた.また,本ため池では,横断面方向の比抵抗電気探査が有効であることが明らかになった.これらの研究成果は第26回日本雨水資源化システム学会大会および平成30年度農業農村工学会中国四国大会講演会に投稿する予定である.漏水のあるため池で,高精度表面波探査,常時微動計測,比抵抗電気探査を実施した.貯水位の変動に伴い、年に4回の計測を行った.特に,比抵抗電気探査は,横断面の計測を3か所,縦断面の計測を2か所で行い,漏水経路の特定を行った.ここでは,蛍光染料によるトレーサー試験を実施し,非破壊探査方法で特定した経路の妥当性を検証した.これまでの調査結果を自己組織化マップSOMを用いて,クラスタリングを行い,土質区分を評価した.SOMはニューラルネットワークANNの一種で,コホネンによって提案されたモデルであり,教師なし学習によって入力データを任意の次元へ写像することができる.また,ANNにより,一つのため池堤体の土質診療システムを開発した.ANNには,人間の神経回路を模したANNを深い階層まで積み上げることで,抽象的な概念をも学習できるディープラーニング技術を用いるものとし,マイクロソフトエクセルのVBAに組込むことで,システムとして機能させた.また,対象としたため池は,改修することが決定したため,ボーリング調査が追加されたため,教師信号の増加による評価結果の違いに関する検討も行った.平成30年7月西日本豪雨では,愛媛県でも多くのため池が被災した.今治市,松山市,宇和島市等で決壊や下流のり面の滑り破壊が発生し,その被災状況を調査・検討した.愛媛県内でも交降雨パターンや領家花崗岩類と四万十川層群で被災状況に違いがあることがわかった.また,洪水吐の能力が不足しているため池が数多く存在していることがわかり,課題が明確になった.さらに,耐震性についても検討を行った.Hilbert-Huang変換,ウェーブレット変換やNIOM解析を用いて,ため池堤体における常時微動を分析し,動特性を明らかにした.本課題では,研究は,「漏水ため池のカルテの作成とジオデータベース化」,「漏水調査マニュアルの作成」,「診断方法の文献調査と現地調査の実施」,「SOMによる診断結果の最適組合せの評価」,「認知アキテクチャを利用したため池の総合診療システムの開発」の5つのステップで進められるが,平成29年度は,平成28年度に引き続きステップ1, 3, 5を実施する.各ステップの実施内容は以下の通りである.ステップ1漏水ため池のカルテの作成とジオデータベース化:漏水による改修が終了したため池の調査および改修報告書を収集し,カルテを作成する.さらに,そのカルテをデータベース化する.ステップ3診断方法の文献調査と現地調査の実施:各手法のメリット・デメリット,分かること
四塩素亜鉛酸ルビジウム群物質の強誘電性の研究

四塩素亜鉛酸ルビジウム〔Rb_2ZnCl_4〕を代表とする結晶群には,基本的にはβ-K_2SO_4型構造に属しながら,多種多様な強誘電性相転移,強弾性相転移,インコメンシュレート(不整合)-コメンシュレート(整合)相転移をする物質がある.従来からわれわれはそれらのうちの数多くの物質の強誘電性を明らかにしてきた.本研究では,さらに多くの種類のRb_2ZnCl_4群物質の単結晶を育成し,それらの誘電性を明らかにし, Rb_2ZnCl_4群物質に多種多様な相転移の型がみられる原因を解明しようとした.すでにRb_2CoCl_4とRb_2CoBr_4のa軸方向の強誘電性は明白となっているが,本研究では,原料を真空封入し,ブリッジマン法により育成した単結晶について,それらの強誘電性を再吟味し,誘電率の温度,方向依存性,自発分極の温度依存性を明らかにした.さらに, Rb_2CoBr_4のb軸方向試料の-178°C以下いおいて, Rb_2ZnBr_4にも見られるような反強誘電的二重履歴曲線をみいだした.斜方晶系のK_2CoCl_4結晶のa軸方向の誘電率には加熱時の181°Cに鋭いピークが見られ,この温度以下でa軸方向に強誘電性が現れることを新たに見いだした.さらに, D(電束密度)-E(電界)履歴曲線の観測,焦電性の測定,反転電荷法によって自発分極の温度依存性を明らかにした.K_2CoBr_4の誘電測定と示差熱分析の結果から,約200°Cの転移点を越えたか否かでこの温度以下に2つの状態があることが分かった.一度この転移点以上に加熱すると,最初の状態に戻るには室温で約半日の時間を要することから,前者を低温安定状態,後者を高温安定状態と呼ぶことにした.両者はそれぞれ-120°Cと約200°C, -90°Cと30°Cで相転移し,高温安定状態の30°C以下で強誘電的D-E履歴曲線が観測されるが,現在までに得られた結晶にはあまり方向依存性は見られていない.四塩素亜鉛酸ルビジウム〔Rb_2ZnCl_4〕を代表とする結晶群には,基本的にはβ-K_2SO_4型構造に属しながら,多種多様な強誘電性相転移,強弾性相転移,インコメンシュレート(不整合)-コメンシュレート(整合)相転移をする物質がある.従来からわれわれはそれらのうちの数多くの物質の強誘電性を明らかにしてきた.本研究では,さらに多くの種類のRb_2ZnCl_4群物質の単結晶を育成し,それらの誘電性を明らかにし, Rb_2ZnCl_4群物質に多種多様な相転移の型がみられる原因を解明しようとした.すでにRb_2CoCl_4とRb_2CoBr_4のa軸方向の強誘電性は明白となっているが,本研究では,原料を真空封入し,ブリッジマン法により育成した単結晶について,それらの強誘電性を再吟味し,誘電率の温度,方向依存性,自発分極の温度依存性を明らかにした.さらに, Rb_2CoBr_4のb軸方向試料の-178°C以下いおいて, Rb_2ZnBr_4にも見られるような反強誘電的二重履歴曲線をみいだした.斜方晶系のK_2CoCl_4結晶のa軸方向の誘電率には加熱時の181°Cに鋭いピークが見られ,この温度以下でa軸方向に強誘電性が現れることを新たに見いだした.さらに, D(電束密度)-E(電界)履歴曲線の観測,焦電性の測定,反転電荷法によって自発分極の温度依存性を明らかにした.K_2CoBr_4の誘電測定と示差熱分析の結果から,約200°Cの転移点を越えたか否かでこの温度以下に2つの状態があることが分かった.一度この転移点以上に加熱すると,最初の状態に戻るには室温で約半日の時間を要することから,前者を低温安定状態,後者を高温安定状態と呼ぶことにした.両者はそれぞれ-120°Cと約200°C, -90°Cと30°Cで相転移し,高温安定状態の30°C以下で強誘電的D-E履歴曲線が観測されるが,現在までに得られた結晶にはあまり方向依存性は見られていない.
宇宙観測用半導体Ge:Ga検出器の遠赤外線応答特性の研究

高感度な遠赤外線検出器として、宇宙観測でも実績をあげている半導体Ge:Ga素子は、とくに衛星環境のような極低温の低背景放射環境では、複雑な過渡応答特性を示すことが知られている。この応答特性を正確に調べるため、前年度、構築した測定系を用いて、ステップ入力に対するGe:Ga素子の応答を測定し、さまざまなフォトン環境での過渡応答特性データ取得を完了させた。最終的に、背景放射強度:3×10^41×10^9photons/sec、信号強度:2×10^51×10^9photons/secというこれまでに類を見ない幅広いレンジで、約100種類の入射フォトン環境を設定して測定を行い、23つの時定数を導入して、過渡応答のモデル化を行った。また、高周波数の過渡応答を調べるために、チョッパーを用いた測定システムを再構築し、モジュレート入力に対するGe:Ga素子のAC応答を測定した。さらには、軌道上で照射される放射線の影響を実験室レベルで確認するために、ガンマ線源を用いて検出器に放射線を照射し、これらの応答特性の変化を調べた。以上の成果は、まず、当研究所刊行Research Note No.699にて発表した。平成12年7月のCOSPAR研究会(ポーランド)、平成13年3月の天文学会春季年会(千葉大)に参加、研究結果を発表した。さらにはISO衛星(欧州宇宙天文台)チームが主催した過渡応答研究会(4月)、および、キャリブレーションに関する国際会議(ともにスペイン)で、その結果を発表をした。とくに、このデータを次期赤外線天文衛星Astro-Fのサーベイ観測データに対するキャリブレーションとして、如何に利用するか、非線形モデルの作成を含めて検討を行った。高感度な遠赤外線検出器である外因性半導体Ge:Ga素子は、衛星環境のような極低温の低背景放射環境では、複雑な過渡応答特性を示すことが知られている。この応答特性を正確に調べるため、背景放射とシグナルに相当する2つの光源と、シャッターを用いた測定システムを構築し、ステップ入力に対するGe:Ga素子の応答を測定した。背景放射強度で10^510^9photons/sec、シグナル強度で10^610^9photons/secという、非常に広いフォトン数領域において測定を行い、2つないしは3つの時定数を導入することにより、過渡応答特性のモデル化を行った。典型的には、10^7photons/secのフォトン数環境において、1.5sec、30sec程度の2つの時定数成分を持つ。とくに、10^8photons/sec以上のフォトン数環境では、さらに長い時定数を持つovershoot成分が見られた。また、これらの時定数は、入射フォトン数環境に大きく依存することが分かった。上記の測定結果を用いて、次期赤外線天文衛星Astro-Fのサーベイ観測データに対する、過渡応答特性の影響をシミュレートした。その結果、観測データには、入射フォトン数環境だけでなく、観測する光源の広がりにも依存する影響が現れることが分かった。
新規小腸栄養素センサー候補分子の機能解明

小腸上皮細胞のうち分化した機能細胞は、吸収上皮細胞、杯細胞、パネート細胞、内分泌細胞という4種類の主要な細胞と、刷子細胞、M細胞といった少数細胞に分類される。中でも、刷子細胞は小腸上皮細胞のうちわずか0.4%しか存在しておらず、その機能は殆ど明らかになっていなかった。しかし近年、刷子細胞が寄生蠕虫類などに対する免疫防御機構に関与することが立て続けに報告され、その機能に注目が集まってきた。一方で、当研究グループでは刷子細胞が完全に消失する、転写因子Skn-1a欠損マウスの解析から、刷子細胞からの食シグナルがカテコールアミンの分泌抑制を介してエネルギー消費量を調節することを明らかにした。さらに、その後のRNA-Seq法及び免疫組織学的手法を用いた解析から、刷子細胞の頂端部に局在して発現するGPCR“オーファン受容体X"を発見した。この受容体Xの遺伝子欠損マウスでは寄生虫感染に対する免疫防御能の低下が認められなかったことから、受容体Xは刷子細胞において免疫以外の機能に寄与することが示唆された。そこで、本研究では受容体Xの遺伝子欠損マウスの表現型解析及びリガンド探索を行い、受容体Xの新規栄養素センサーとしての可能性を検証することを目的とする。2018年度は、CRISPR/Cas9法を用いて受容体X遺伝子欠損マウスを作出した。X遺伝子欠損マウスのエネルギー代謝に関する表現型を解析するため、高脂肪食飼育時の体重や臓器重量変化を野生型マウスと比較した。また、オーファン受容体Xのリガンド探索のために、培養細胞を用いたアッセイ系、in vivoカルシウムイメージング法、オルガノイド培養系の立ち上げを行った。今後の研究に必要な複数の遺伝子改変マウスの作出に成功した。また、in vivoカルシウムイメージング法やオルガノイド培養系導入のための準備が順調に進んだ。X遺伝子欠損マウスのエネルギー代謝に関する表現型を解析する。また、RNA-Seq法を用いた遺伝子発現プロファイルの比較解析により、刷子細胞から分泌される液性因子やその合成経路に関与する酵素などをコードする遺伝子を同定する。また、培養細胞系、in vivoカルシウムイメージング法、オルガノイド培養系を利用し、受容体Xのリガンド探索を行う。
金属ポルフィリン錯体を触媒とした人工光合成反応による二酸化炭素の高効率変換反応

本研究の目的は、クロロフィルと類似の基本骨格を有する金属ポルフィリン錯体を分子設計し、この錯体を光触媒として利用することにより、可視光のエネルギ-を用いた二酸化炭素の高効率変換反応を実現することにある。昨年度の研究において、二酸化炭素雰囲気下でメタクリル酸エステルとジアルキル亜鉛の混合物に触媒量のアルミニウムポルフィリン錯体を加えて可視光を照射すると、マロン酸エステル誘導体が触媒的に生成することを見い出した。本年度の詳しい検討により、触媒反応が3つの基本ステップからなっていることがわかり、その全てが可視光照射により誘起・促進されることが明かとなった。そこで、それぞれに関して反応の量子収率を調べたところ、1ー0.1%のオ-ダ-であることがわかった。更に、同様のシステムにより、メタクリル酸エステル以外にメタクリロニトリルも光カルボキシル化されることがわかり、相当するシアノカルボン酸誘導体を触媒的に得ることができた。
運動系における情報伝達

運動系における情報伝達は、ドパミンなどのアミン系伝達物質、ガンマアミノ酪酸のようなアミノ酸系伝達物質、多種の神経ペプチドによって制御されている。シナプス前部神経伝達物質とシナプス後部の情報受容変換機構の分子レベルより解明を続けた。パーキンソン病の分子生物学は、ドーパミンを中心とするカテコールアミンの合成酵素、特にチロシン水酸化酵素の遺伝子、MPTP様神経毒の探索と、その合成酵素と代謝酵素の遺伝子、の2方向より進んでいる。チロシン水酸化酵素、ドーパ脱炭酸酵素、ドーパミンβ-水酸化酵素、フェニールエタノールアミンN-メチル基転移酵素のすべてのヒトのカテコールアミン生合成酵素のcDNA、遺伝子DNAのクローニングに成功(永津、黒沢)、ヒトチロシン水酸化酵素関連ペプチドの化学合成(矢内原)、ヒト芳香族L-アミノ酸脱炭酸酵素cDNAのクローニングと塩基配列の決定(黒沢、永津)、パーキソン病に対するlevodopa過量投与の過酸化反応促進作用(小川)、中枢コリン作動性神経におけるアセチルコリン生合成機構の検討(川島)、細胞内のCa^<2+>の受容蛋白で細胞内の情報伝達系の最重要因子カルモデュリン結合81k蛋白質の発見(日高)、線条体と黒質におけるPKC各サイズタイプの局在と機能(田中)、運動制御系のシナプス伝達機序を明かにするために脳シナプス前膜のイオンチャンネルの存在の研究(渡辺)、胎生後期から生後にかけて一過性に出現するチロシン水酸化酵素・免疫陽性細胞を、マウスの前嗅核領域と、大脳皮質に発見(永津郁)、新生児期一側大脳皮質障害後の大脳皮質脊髄路の再構成(島田)、一側脳基底核に病変を持つ症例の終夜睡眠ポリグラフの研究(瀬川)、MPTP投与マウスにおけるパーキンソン病の発症機構と免疫系の研究(永津)以上の生理病理における運動系関連伝達物質の新しい知見は、パーキンソン病などの運動系疾患の情報伝達の異常の分子機構解明に重要な手がかりを与えた。
自己骨髄細胞と吸収性ポリマーを用いた再生医工学による肺動脈弁の開発と臨床応用

<in vivo実験>実験動物として子犬(ビーグル犬、約10kg)を用い、腸骨より骨髄穿刺を行い骨髄液を5-10ml採取した。フィルターにより血球細胞のみに濾過した後、生分解性ポリマーの一弁つきの肺動脈弁(10X 20mm)に接着播種した。事前に生分解性ポリマーは細胞接着分子であるフィブロネクチンで37°C、約1時間インキュベートすることでポリマー基質にコートした。骨髄細胞播種後はさらに約1時間37°Cでインキュベートを行った。細胞を採取した同一動物を全身麻酔下に左開胸し、人工心肺による体外循環をもちいて肺動脈弁を置換した。コントロール実験として組織断片を播種しないポリマーシートのみの移植も行った。移植3-12ヶ月後に作成された組織に対して生化学的、生力学的、免疫組織学的検討を行う予定である。生化学検査として、組織中コラーゲン、エラスチン、カルシウム濃度の測定を行い、インストロン張力検査機を用いて作成された組織の最大張力を測定し自己の同じ部位の組織と比較検討する。組織学的には免疫染色の手法を用いて内皮細胞の指標である第八因子を染色すると共に細胞間隙の間質蛋白質を染色し自己組織と比較検討する。同種細胞(allogenic)は拒絶反応の因子を排除できないため、細胞は全て自己(autologous)細胞を用いている。<ヒト細胞のin vitro実験>骨髄細胞を用いてポリマー上での増殖能、ポリマーへの接着性、成長因子の影響等の分子生物学的研究をin vitroで行った。2.臨床応用我々は従来の組織工学的研究に基づき、東京女子医科大学倫理委員会の承認、患者の同意のもとで以下の方法で実際に数例の臨床症例を経験した。
らせん制御可能な液晶場での高次ヘリカル構造をもつ共役ポリマーの合成とその機能物性

温度や光によりらせんピッチとキラルセンスが変化するキラル化合物を合成し、これを母液晶に添加して、らせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶反応場を構築した。これを化学重合や電解重合の反応場に用いて、ヘリカルポリアセチレンやヘリカルポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)などの共役ポリマーの高次らせん構造を制御した。本研究を通じて、温度や光による共役ポリマーのらせん構造の制御と、円偏光発光などの新機能の発現に成功した。本研究では、(1)温度によりらせんピッチとキラルセンスが変化するキラル化合物を合成し、これを母液晶に添加して、温度によってらせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶反応場を構築する。(2)らせん制御された液晶反応場により、ヘリカルポリアセチレンをはじめとする共役ポリマーのらせんの巻き方向と強度を制御することを目的とする。平成20年度においては、以下の研究項目を実施した。1.不斉中心型キラル化合物、および軸不斉部位と不斉中心部位を合わせ持つキラル化合物を合成した。後者の場合、軸不斉部位と不斉中心部位の各旋光性の組み合わせから、三種類の化合物(S体とS体、S体とR体、S体とラセミ体)を得た。2.フェニルシクロヘキシル系ネマチック液晶に、上記二種類の化合物をキラルドーパントとして添加し、キラルネマチック液晶を調製した。3.偏光顕微鏡(POM)観察と示差走査熱量計(DSC)測定により、キラルネマチック液晶特有の指紋状光学模様を確認し、さらにキラルネマチック液晶の相転移温度を決定した。4.温度を変えながら、POM下でキラルネマチックチック液晶のピッチの変化を測定した。既知の変換式を用いて、らせんピッチからヘリカルねじれパワー(β)を評価するとともに、キラル反転が起こっていることを確認した。5.キラルネマチック液晶に触媒を加えて重合活性な不斉反応場を構築して、所定の重合温度に設定してヘリカルポリアセチレンの合成を行った。6.走査電子顕微鏡(SEM)観察により、ヘリカルポリアセチレンのスパイラル形態におけるフィブリル束の間隔を評価した。その結果、不斉液晶場でのキラル反転に伴って、ヘリカルポリアセチレンのらせん方向も反転していることを確認した。(1)温度によりらせんの向きが変わるキラル化合物を合成し、これを母液晶に添加して、温度によってらせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶場を構築する。(2)らせん制御された反応場により、H-PAをはじめとする共役ポリマーのらせん構造を制御する。(3)光応答性部位をもつキラル化合物を合成して、光スイッチング機能をもつキラル液晶場を構築する。これにより、温度や光によるらせん構造の制御と、円偏光発光や特異な電磁気的性質などの新機能の発現を目指す。本研究は、(1)温度によりらせんピッチとキラルセンスが変化するキラル化合物を合成し、これを母液晶に添加して、温度によってらせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶反応場を構築する。(2)らせん制御された液晶反応により、ヘリカルポリアセチレン(H-PA)をはじめとする共役ポリマーの高次らせん構造を制御する。(3)次に、光応答性部位をもつキラル化合物を適用して、光スイッチング機能をもつキラル液晶反応場を構築する。これらの研究を通じて、光による共役ポリマーの高次らせん構造の制御と、円偏光発光などの新機能の発現を目指す。実施した研究内容は以下の通りである。(1)新規に合成したキラル化合物を母液晶に同時に添加して、温度変化に伴ってらせんの向きが反転するキラルネマチック液晶を構築した。(2)らせんの向きが既知のコレステリック液晶を標準物質として、本液晶との相溶試験を行い、らせんの向きを判定した。温度によりキラル反転が生じていることを確認した。(3)キラルネマチック液晶範囲でアセチレン重合を行い、H-PAを合成した。(4)各温度で合成したH-PAの走査電子顕微鏡観察を通じて、フィブリル形態のスパイラル方向やフィブリル束のねじれ方向が、温度によって反転していることを確認した。(5)H-PAのCDスペクトルを測定し、コットン効果に正負の逆転が生じていることを確認した。(6)軸不斉キラル部位とジチエニルエテンなどの光応答性部位を結合させたキラル化合物を合成した。これをドーパントして母液晶に加え、紫外光と可視光の照射によって可逆的にキラル反転する新規のキラルネマチック液晶を調製した。本研究では、(1)温度によってらせん方向を可逆的に制御できるキラル液晶反応場を構築する。(2)らせん制御された液晶反応場を用いて、共役ポリマーの高次らせん構造を制御する。

これらの研究を通じて、温度や光による共役ポリマーのらせん構造の制御と、円偏光発光などの新機能の発現を目指す。実施した研究内容は以下の通りである。1.フェニルシクロヘキシル系等モル混合液晶に、エステル型メソゲンコアを有する液晶を加えて、高温領域(42°C200°C)までネマチック相を示す新規母液晶を調製した。2.この母液晶に、温度依存性が異なる二種類のキラルドーパントを添加して、キラルネマチック液晶(N^*-LC)を調製した。この液晶は低温では左巻き、高温では右巻きのN^*-LC相を示し、温度によりキラル反転を起こすことを確認した。3.本N^*-LCにモノマーとしてビチエニレン誘導体とフェニレン誘導体、重合触媒としてパラジウム錯体を加えて、Stilleクロスカップリング反応により芳香族共役コポリマー[ポリビチエニレンフェニレン誘導体]を合成した。4.低温(70°C)および高温(110°C)で合成したポリマーは、それぞれ負および正のバイシグネート(bisignate)なコットン効果を示し、ポリマー鎖が互いに左巻きおよび右巻きにねじれたヘリカルπスタック構造をとることを見出した。5.次に、軸不斉キラル部位と光応答性部位を結合させたキラル化合物を合成した。これをドーパントして、シアノビフェニル系母液晶に加え、新規N^*-LCを調製した。標準液晶を用いた接触試験により、らせんの向きを判定した。紫外光および可視光の照射によりキラル反転が可逆的に起こることを確認した。温度によりキラリティーの反転が可能で、かつこれまでにない高温領域でキラルネマチック液晶(N^*-LC)相を保持する新規のN^*-LCを調製した。これをクロスカップリング共重合反応の不斉液晶場として用いることで、らせん状芳香族共役系コポリマー[ポリビチエニレン-フェニレン、PBTP]を合成することに成功した。具体的な成果は次のとおりである。(1)フェニルシクロヘキサン(PCH)誘導体であるPCH302とPCH304の等モル混合ネマチック液晶(N-LC)に、高温においてもN相を示し、かつ極性を有するエステル型液晶(PCH3E02)を加えて、広い温度範囲(42°C-200°C)でN相を示す母液晶を調製した。(2)この母液晶に、モノマーであるビチエニレン誘導体とフェニレン誘導体、二種類のキラルドーパント[不斉中心型のキラル化合物(S)-PCH308^*、および軸不斉と不斉中心を有するダブルキラル型化合物(S)-DCB]、さらに重合触媒のパラジウム錯体[Pd(TPP)_4]を加えることで、温度によりらせん制御可能なN^*-LCを調製した。(3)接触試験および光学観察により、このN^*-LCは低温では左巻き、高温では右巻きのらせん構造を有することを確認した。(4)次に、低温(70°C)および高温(110°C)にてStilleクロスカップリング反応を行い、ポリマー(PBTP)を合成した。(5)PBTPポリマーは、低温および高温領域でそれぞれ負および正のコットン効果(Cotton effect)を示した。このコットン効果はバイシグネート(bisignate)であることを確認し、これにより、ポリマー鎖間にヘリカルπ-スタッキングによるらせん構造が形成され、そのらせんの向きは重合温度により制御可能であることが明らかになった。
口腔組織に対する還元型コエンザイムＱ１０の抗加齢作用の検討

酸化ストレスは、歯周組織の老化に関与する。還元型コエンザイムQ10(ユビキノール)の抗酸化作用は、歯周組織の老化に影響を与えるかもしれない。本研究では、ラット歯周組織の老化に対するユビキノールの影響を検討した。4ヶ月齢のFischer 344雄性ラットを2群に分けて、単軟膏もしくは1%ユビキノール配合軟膏を6ヶ月齢に達するまで塗布した。その結果、ユビキノール配合軟膏を塗布した群では、単軟膏を塗布した群と比べて、歯周組織の酸化ダメージと破骨細胞数が少なかった。これらの結果は、ユビキノールの抗酸化作用には、老化に伴う歯周組織の破骨細胞の分化を抑える効果があることを示唆している。平成25年度は、歯周組織に浸透させるのに適した還元型コエンザイムQ10濃度を検討した。まず、0%、0.1%、1%、および5%の配合濃度の軟膏を作製した。その後、Fischer系雄性ラット(8週齢)の口腔内全体に、4種類の還元型コエンザイムQ10配合軟膏を1日1回の割合で7日間塗布した。綿棒を用いて、歯周組織を含めた口腔粘膜全体に浸透するように軟膏を塗布し、10分後、今度は綿球を用いて拭き取った。なお、これらの処置は3ー5%酸素・イソフルレン混合気体による全身麻酔下で行った。実験期間終了後、血清と歯周組織を採取し、それぞれに含まれるコエンザイムQ10濃度を定量した。今回の実験において、コエンザイムQ10の測定には、液体クロマトグラフィーを用いた。その結果、血清に含まれるコエンザイムQ10濃度(μg/mL)は、0%群、0.1%群、1%群、および5%群において、それぞれ0.022±0.003、0.033±0.006、0.044±0.009、および0.092±0.014であった。また、歯周組織に含まれるコエンザイムQ10濃度(μg/mL)は、0%群、0.1%群、1%群、および5%群において、それぞれ3.32±1.2、4.63±1.6、4.02±0.6、および5.09±0.4だった。以上のことから、歯周組織に浸透させるのに必要な還元型コエンザイムQ10濃度は、5%以上であることが分かった。また、0.1%の配合濃度でも血清中のコエンザイムQ10濃度が高くなることも示された。加齢に伴い酸化ストレスが増加することが報告されている。また、酸化ストレスは歯周状態の悪化に関わることが知られている。したがって、抗酸化物による酸化ストレスの低下は、加齢による歯周組織の悪化を抑制できるかもしれない。本研究では、歯周組織に抗酸化物であるユビキノールを配合した軟膏を塗布し、加齢に伴う歯肉酸化ストレスの増加への影響を検討した。4ヵ月齢のFischer344雄性ラット12匹を、6匹ずつ、対照群(単軟膏を塗布)と試験群(1%の濃度で配合したユビキノールを含む単軟膏を塗布)の2群に分けた。軟膏の塗布は1日1回、週に5回の頻度で行い、実験期間は2ヵ月とした。酸化ストレスの評価には、抗8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG)抗体を用いた免疫染色を行なった。また、酸化ストレスに関連する遺伝子発現についてもリアルタイムPCR法を用いて測定した。その結果、歯周組織における試験群の8-OHdG陽性細胞数は、対照群よりも有意に小さな値を示した(p < 0.05)。試験群におけるnuclear factor -kBとinterleukin-1βの遺伝子発現もまた、対照群と比べて有意に低かった(p < 0.05)。以上のことから、ユビキノールには、加齢に伴う歯肉の酸化ストレスを減少させる効果があることが示唆された。本研究から得られた研究成果は、抗加齢医学的な観点からの歯科治療を確立するための基礎データとなることが期待される。本研究は、歯周組織に対する還元型コエンザイムQ10の塗布効果を検討することを目的としている。平成26年度では、還元型コエンザイムQ10の抜歯後の創傷治癒への影響を調べた。8週齢ノFischer雄性ラットの上顎第一臼歯を抜去し、5%還元型コエンザイムQ10配合軟膏(実験群)もしくは還元型コエンザイム非配合軟膏(対照群)を塗布した。軟膏は、1日1回の頻度で3日間もしくは8日間塗布した。3日後において、実験群の創傷組織

上部におけるコラーゲン密度は対照群と比べて有意に高かった(p< 0.05)。多核好中球数も、対照群よりも実験群で有意に少なかった(p< 0.05)。また、実験群において、創傷組織におけるfibroblast growth factor-2陽性細胞の発現は高く、8-hydroxydeoxyguanosine陽性細胞の発現は低かった。さらに、実験群のmatrix metalloproteinase-3、nuclear factor-kB、interleukin-1β、tumor necrosis factor-α、heme oxygenase-1の遺伝子発現が対照群よりも有意に低くなっていた(p< 0.05)。一方、8日後において、対照群と実験群との間に大きな違いはなかった。これらのことから、還元型コエンザイムQ10の塗布は、抜歯後早い段階における創傷治癒を促進させることが分かった。予防歯科学平成25年度までに得られたデータを用いて、論文を国際誌(査読付き)に掲載することができた。本年度では、4ヵ月齢のラットを対象にユビキノール(還元型コエンザイムQ10)を塗布し、加齢による歯肉の酸化ストレスの増加にどのような影響を及ぼすのかを検討することを目的とした。その目的に対して、ユビキノールには、加齢に伴う歯肉の酸化ストレスを減少させる効果があることが明らかにでき、おおむね順調に研究が進展していると判断できる。平成24年度と平成25年度では、正常な歯周組織に対する還元型コエンザイムQ10塗布の影響を検討した。平成26年度では、外傷を有する歯周組織に対する還元型コエンザイムQ10塗布の効果を調べる予定である。ユビキノールに歯周組織に対する抗加齢作用があることが分かったものの、抗加齢作用を示すのに適した配合濃度は不明である。今後は、歯周組織の抗加齢作用を高めるのに適したユビキノールの配合濃度を決める必要がある。4ヵ月齢のラットを購入し、対照群と実験群の2群に分ける。対照群には基剤のみを、そして実験群には0.5%、1%もしくは10%の濃度で還元型コエンザイムQ10を配合させた軟膏を、小筆を用いて口腔全体に1日1回の割合で4ヵ月間塗布する。実験期間終了後、ジエチルエーテルで安楽死させ、歯肉を顎骨ごと摘出し、病理変化を観察する。また同時に歯肉からRNAを抽出し、酸化ストレスに関連する遺伝子発現の変化を検討する。さらに、血液の酸化ストレス・抗酸化力の定量分析も行う。なお、1群あたりの匹数は、4群比較の統計分析に耐え得るように8匹とする。
虚血性心疾患患者の療養行動支援のための身体活動評価スケールの開発

【目的】虚血性心疾患患者への身体活動における療養支援では,運動量の評価に加え,患者が生活の中に身体活動をとり入れ継続するために行っている工夫などの自己管理行動の評価が重要である.そこで,虚血性心疾患患者の身体活動自己管理行動調査票を作成し,信頼性と妥当性を検討することを目的とした.【方法】予備調査や文献に基づき質問項目を作成し,専門家による内容妥当性の検討と患者へのプレテストを行い,調査票案(2領域,5段階順序尺度,各々20項目、19項日なる)を作成した.次に,EF45%以上の運動制限がない男性虚血性心疾患患者を対象に,1.身体活動に関する自己管理行動:調査票案,2.身体活動量:国際標準化身体活動質問表(IPAQ)・ライフコーダEX,3.安静時エネルギー消費量(REE):メタヴァイン,4.患者背景について調査した.調査票の項目選定は因子分析,内的整合性の検討はクロンバックα,再現性の検討はテスト・再テスト間の級内相関係数,併存妥当性の検討は各因子得点とIPAQやライフコーダEXによる身体活動量との相関係数(rs)の算出により行った.【結果】対象者は,76例(67.0±7.8歳)であった領域1:日常生活に身体活動をとり入れるための工夫は「買物に行くときの歩数を増やす」「移動時の歩数を増やす」「家事での活動量を増やす」は「日常生活での活動を運動であると意識する」の4因子15項目,領域2:身体活動を継続するための工夫は「活動のセルフモニタリング」「気候の変化への対処」「活動の習慣化」「悪天候への対処」「活動に適した時間や場所の選択」の5因子13項目が抽出された.各因子のクロンバックαは0.710.90,再テストによる級内相関係数は0.750.93であった.また,身体活動自己管理行動調査票の各因子とIPAQまたはライフコーダによる身体活動量との間に関連が認められた.なお,REEとは関連が認められなかった.【考察】本調査票の信頼性と妥当性が確認され,虚血性心疾患患者の身体活動に関する具体的な自己管理行動を評価できる調査票であると考えられた.【目的】虚血性心疾患患者への身体活動における療養支援では,運動量の評価に加え,患者が生活の中に身体活動をとり入れ継続するために行っている工夫などの自己管理行動の評価が重要である.そこで,虚血性心疾患患者の身体活動自己管理行動調査票を作成し,信頼性と妥当性を検討することを目的とした.【方法】予備調査や文献に基づき質問項目を作成し,専門家による内容妥当性の検討と患者へのプレテストを行い,調査票案(2領域,5段階順序尺度,各々20項目、19項日なる)を作成した.次に,EF45%以上の運動制限がない男性虚血性心疾患患者を対象に,1.身体活動に関する自己管理行動:調査票案,2.身体活動量:国際標準化身体活動質問表(IPAQ)・ライフコーダEX,3.安静時エネルギー消費量(REE):メタヴァイン,4.患者背景について調査した.調査票の項目選定は因子分析,内的整合性の検討はクロンバックα,再現性の検討はテスト・再テスト間の級内相関係数,併存妥当性の検討は各因子得点とIPAQやライフコーダEXによる身体活動量との相関係数(rs)の算出により行った.【結果】対象者は,76例(67.0±7.8歳)であった領域1:日常生活に身体活動をとり入れるための工夫は「買物に行くときの歩数を増やす」「移動時の歩数を増やす」「家事での活動量を増やす」は「日常生活での活動を運動であると意識する」の4因子15項目,領域2:身体活動を継続するための工夫は「活動のセルフモニタリング」「気候の変化への対処」「活動の習慣化」「悪天候への対処」「活動に適した時間や場所の選択」の5因子13項目が抽出された.各因子のクロンバックαは0.710.90,再テストによる級内相関係数は0.750.93であった.また,身体活動自己管理行動調査票の各因子とIPAQまたはライフコーダによる身体活動量との間に関連が認められた.なお,REEとは関連が認められなかった.【考察】本調査票の信頼性と妥当性が確認され,虚血性心疾患患者の身体活動に関する具体的な自己管理行動を評価できる調査票であると考えられた.今年度は、身体活動評価スケールの項目を収集するために、外来通院中の虚血性心疾患患者(男性26名、女性24名)を対象に、冠危険因子是正に向けて行っている身体活動内容とそれらを継続するための工夫について半構成的面接を行った。また、パイロットスタディとして、面接で得られた工夫の実施状況と身体活動量との関係について検討した結果、以下の成果が得られた。1.身体活動量を増加させるための工夫は、(1)活動強度を高める、(2)歩行の距離を伸ばすの2領域に分類できた。身体活動を継続するための工夫は、(1)日常生活での動作を『運動』であると意識して行う、(2)家族や友人の支援を得る、(3)身体活動の実施状況と実施効果を把握する、(4)積極的な気分転換を行う、(5)歩数の目安を設定する、の5領域に分類できた。

2.女性患者では、身体活動量を増やすために、買物や炊事などのなかで歩行距離を伸ばすために遠方の店まで歩くや、歩行時間を増やすためにまとめ買いを止めて分割するなどの工失を行っていた。心臓への過負荷を避けることで安心して家事を継続するために、「家事動作時の負担を減らす」という工夫を大半の女性患者が行っていた。男性患者では、発症後に活動量を高めるために家事を始めた人は12例(46.2%)であり、そのうち妻の協力のもとで家事を始めた人は7例(58.3%)であった。身体活動を継続するための工夫では、身体活動量を増加させるも家事や移動などの「日常生活での動作を『運動』であると意識して行う」、とした人は34例(68.0%)で最も多く、男性で22例(84.6%)、女性で12例(50.0%)と男女に違いがみられた(p<0.01)。3.「日常生活での動作を『運動』であると意識して行う」とした人は、身体活動量が多かった(p<0.05)。男女ともに、ウォーキングなどの運動実施の有無と身体活動量には関連は認められなかった。今年度は、身体活動評価スケールの質問紙案を作成するために、昨年度の虚血性心疾患患者(男性26名、女性24名)に加えて、虚血性心疾患の重大な冠危険因子である糖尿病を有する2型糖尿病患者への療養行動支援にも有効な身体活動評価スケールを開発するために、運動制限のない2型糖尿病患者21名を対象に、身体活動内容とそれらを継続するための工夫(身体活動に関する自己管理行動)について半構成的面接を行った。また、5名の2型糖尿病患者へのプレテスト、ならびに運動療法における専門家の意見をもとに、以下の質問紙案を作成した。1.虚血性心疾患および2型糖尿病患者への身体活動に関する自己管理行動についての半構成面接を行い、内容を整理分類した結果、以下の領域に分類できた。日常生活に運動を取り入れるための工夫は、(1)日常生活での身体活動を「運動」であると意識して行う、(2)日常生活での歩行の距離を伸ばす、日常生活での活動強度を高めるの3領域に分類できた。身体活動を継続するための工夫は、(1)運動に対する動機付けを高める、(2)運動を行うことに関する負担を減らすの2領域に、身体活動の障碍への対処するための工夫は、運動量を少ないときの対処(環境的要因、患者の要因、他の自己管理行動との関係)に分類できた。2.1.の手続きにより作成した質問紙案について、プレテストを実施した結果、回答に要する時間は15分20分であった。プレテストならびに専門家による検討をもとに、ワーディングの検討および質問内容の表現を修正した。なお、18年3月より本調査として、外来通院中の運動制限がない2型糖尿病患者(虚血性疾患合併例を含む)200名(男女各100名)を対象に、1)身体活動に関する自己管理行動質問紙案、2)身体活動量(国際標準化身体活動質問紙、ライフコーダーEXによる)、3)エネルギー代謝率(メタヴァインによる)、3)患者背景の調査を実施中である。【目的】虚血性心疾患患者への身体活動における療養支援では,運動量の評価に加え,患者が生活の中に身体活動をとり入れ継続するために行っている工夫などの自己管理行動の評価が重要である.そこで,虚血性心疾患患者の身体活動自己管理行動調査票を作成し,信頼性と妥当性を検討することを目的とした.【方法】文献に基づき質問項目を作成し,専門家による内容妥当性の検討と,患者へのプレテストを行い,調査票案(2領域,5段階順序尺度,各々20項目、19項目からなる)を作成した.
発酵食品におけるＤ－アミノ酸プロファイルと食品機能との相関解析

発酵食品中には自然界にほとんど存在しないと考えられてきたD-アミノ酸が存在することが明らかになっている。発酵食品中のD-アミノ酸は新規機能性成分として期待されてはいるものの、その存在の有無の確認に留まっており、食品機能についてはほとんど知見が得られていない。本研究では、発酵食品中のD-アミノ酸の食品機能(特においしさなどに関わる感覚的機能)の解明を目的とし、これまでに開発したキラルアミノ酸分析法によって得たD-アミノ酸プロファイルと、官能評価によって得た種々の呈味の強度との相関を解析する。本年度ではまず、日本酒を対象とした。日本酒は、分析時に装置や分析結果に悪影響を与える夾雑物として特に懸念されるタンパク質、脂質、塩がそれほど多くなく、官能評価法が確立されており専門家パネルが存在することから研究対象として好適であると判断した。多種の市販日本酒を購入し、LC-MSを用いてD,L-アミノ酸及びアミンを測定した。多変量解析のひとつである主成分分析を用いて各サンプルの成分プロファイルの特徴を解析したことろ、着色度が高いサンプルほど高濃度のD-アミノ酸を含むことがわかった。日本酒造りにおいて、着色は主に熟成過程に生じる化学反応メイラード反応によって生じる褐色物質メラノイジンに由来すると考えられる。従って、D-アミノ酸が熟成過程においてメイラード反応の副生成物として産生されることが示唆された。さらに同サンプルについて官能評価も行い、成分プロファイルを説明変数、官能評価スコアを応答変数としたPLS回帰分析によって呈味予測モデルを構築した。その結果、D-アミノ酸とL-アミノ酸を区別して得た説明変数の場合、区別しない場合と比較してモデルの予測能が向上した。以上の事から、発酵食品の呈味解析において、アミノ酸キラリティを考慮することが極めて重要であることが示された。本年度目標として以下の二点を挙げていた。1.D,L-アミノ酸だけでなくアミンまで分析対象成分を拡充すること2.主成分分析を用いて探索的データ解析を行い、サンプル間の成分プロファイルの違いを捉えることができるかどうか、およびキラリティを考慮した説明変数が有効かどうかを検証すること研究実績の概要で述べた通り、上記二点を完了することができた。目標1に関しては、現在、タンパク質構成アミノ酸の鏡像体だけでなく核酸やポリアミンなども同時に分析している。食品中のアミノ酸は脱炭酸によってアミンへと変換されるため、アミン類のプロファイルも同時に解析することはアミノ酸プロファイルを理解するために有益である。目標2に関しては、日本酒サンプルにおいてD-アミノ酸が産生されるメカニズムに関する仮説を立てることができたことや、呈味研究においてアミノ酸キラリティを考慮した説明変数が有効であるというポジティブな結果が得られたことは今後の研究に大きな進捗を与える極めて有益な知見である。前年度の結果から、日本酒中には多種類のD-アミノ酸が検出されること、さらにいくつかの呈味にD-アミノ酸が高い相関を示すことが分かった。しかし、食品中のD-アミノ酸と呈味との直接的な関係は解明できていない。食品添加用D-アミノ酸試薬を購入することは現実的に困難であり、D-アミノ酸の官能評価は倫理的ハードルが高い。そこで、高い相関=高確率で呈味に直接関与と言えるように、妥当性が高い呈味予測モデルを構築する必要がある。そこで本年度では、異なる日本酒サンプルや官能評価パネルを用いて新たな回帰モデルを構築し、昨年度と同様の結果が得られるかどうかを検証する。サンプル数が増加したり官能評価者が変わっても昨年度と同じD-アミノ酸が同じ官能との相関を示せば、堅牢でオーバーフィットがないモデルを構築できたと考えられ、そこから得られたD-アミノ酸と呈味との関連は実在するものと考えることが出来る。さらに、本年度は第二次食品機能だけでなく、第三次機能とD-アミノ酸との関与の有無についても検証する予定である。第二次機能の研究の場合にはヒトによる官能評価が必須であり倫理的障壁を超えることが困難であるが、第三次機能の研究の場合はモデル生物を用いることが出来る。具体的には高濃度D-アミノ酸含有食品を経口投与されたモデル生物のトランスクリプトームやメタボローム解析を行い、表現型にどのような影響が見られるかを調査する。第三次機能を評価する場合でも、第二次機能を評価する時と同様に多変量解析を使用した相関解析は有効であると考えらる。なぜならDNAマイクロアレイによって得た食品摂取動物の表現型は定量的データであり応答変数として使用可能と考えられるからである。最終的には食品機能成分の候補D-アミノ酸の標品をモデル動物に投与し、D-アミノ酸と食品機能との相関関係の妥当性を検証する予定である。

多変量解析のひとつである主成分分析を用いて各サンプルの成分プロファイルの特徴を解析したことろ、着色度が高いサンプルほど高濃度のD-アミノ酸を含むことがわかった。日本酒造りにおいて、着色は主に熟成過程に生じる化学反応メイラード反応によって生じる褐色物質メラノイジンに由来すると考えられる。従って、D-アミノ酸が熟成過程においてメイラード反応の副生成物として産生されることが示唆された。さらに同サンプルについて官能評価も行い、成分プロファイルを説明変数、官能評価スコアを応答変数としたPLS回帰分析によって呈味予測モデルを構築した。その結果、D-アミノ酸とL-アミノ酸を区別して得た説明変数の場合、区別しない場合と比較してモデルの予測能が向上した。以上の事から、発酵食品の呈味解析において、アミノ酸キラリティを考慮することが極めて重要であることが示された。本年度目標として以下の二点を挙げていた。1.D,L-アミノ酸だけでなくアミンまで分析対象成分を拡充すること2.主成分分析を用いて探索的データ解析を行い、サンプル間の成分プロファイルの違いを捉えることができるかどうか、およびキラリティを考慮した説明変数が有効かどうかを検証すること研究実績の概要で述べた通り、上記二点を完了することができた。目標1に関しては、現在、タンパク質構成アミノ酸の鏡像体だけでなく核酸やポリアミンなども同時に分析している。食品中のアミノ酸は脱炭酸によってアミンへと変換されるため、アミン類のプロファイルも同時に解析することはアミノ酸プロファイルを理解するために有益である。目標2に関しては、日本酒サンプルにおいてD-アミノ酸が産生されるメカニズムに関する仮説を立てることができたことや、呈味研究においてアミノ酸キラリティを考慮した説明変数が有効であるというポジティブな結果が得られたことは今後の研究に大きな進捗を与える極めて有益な知見である。前年度の結果から、日本酒中には多種類のD-アミノ酸が検出されること、さらにいくつかの呈味にD-アミノ酸が高い相関を示すことが分かった。しかし、食品中のD-アミノ酸と呈味との直接的な関係は解明できていない。食品添加用D-アミノ酸試薬を購入することは現実的に困難であり、D-アミノ酸の官能評価は倫理的ハードルが高い。そこで、高い相関=高確率で呈味に直接関与と言えるように、妥当性が高い呈味予測モデルを構築する必要がある。そこで本年度では、異なる日本酒サンプルや官能評価パネルを用いて新たな回帰モデルを構築し、昨年度と同様の結果が得られるかどうかを検証する。サンプル数が増加したり官能評価者が変わっても昨年度と同じD-アミノ酸が同じ官能との相関を示せば、堅牢でオーバーフィットがないモデルを構築できたと考えられ、そこから得られたD-アミノ酸と呈味との関連は実在するものと考えることが出来る。さらに、本年度は第二次食品機能だけでなく、第三次機能とD-アミノ酸との関与の有無についても検証する予定である。