hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イリジウム錯体積層膜を用いた多重発光性センシングデバイスの開発

発光色の異なる多種類のシクロメタレート型イリジウム錯体を用いて、合成サポナイトとのハイブリッドLB法と人工積層法の開発を行った。膜の積層方向や膜面内におけるエネルギー移動機構を制御することにより、酸素圧力に依存した多色発光性を実現した。また、合成サポナイト面での効率的な光エネルギー集約系の構築を行った。さらに、イリジウム錯体の光学分割に成功し、エナンチオ選択性を実現した。本研究で多機能デバイス化への足がかりをつくることができた。本研究の目的は、気体の種類や圧力によって、発光色が変化する多重発光性センシング膜を開発する。異なる発光色(青色、黄色、赤色)を示す異種の金属錯体からなる層を人工積層し多層膜を製造する。膜中への気体の侵入程度によって消光される錯体が変わり、その結果、加算される発光色が気体の圧力や種類によって変化する。さらに、錯体間で起こるエネルギー移動を、表面密度や挟み込む粘土ナノシートの層数を変えることによって制御し、光エネルギーの効率的集約を実現することである。本年度は2種類の異なる発光波長をもつ陽イオン性の両親媒性Ir(III)錯体と合成サポナイトとのハイブリッドLB膜から、水平方向や垂直方向おけるエネルギー集約を調べた。陽イオン性イリジウム(III)錯体として,陽イオン性の[Ir(piq)2(dc9bpy)]+(赤色発光)、[Ir(fppy)2(dc9bpy)]+(緑色発光)(ここでpiqH=1-phenyisoquinoline, dc9bpy = 4,4'-dinonyl-2,2'-bipyridine, dfppyH = 2- (2', 4'-difluorophenyl)pyridine))などを合成した。粘土鉱物としては合成サポナイトを用いた。2種類の異なる発光色を示すイリジウム錯体のLB膜におけるエネルギー移動の検討をおこなった。その結果、合成サポナイトをしきりした2層膜においても緑色発光(ドナー)から、赤色発光(アクセプター)へとエネルギー移動が起こることがわかった。これらより、積層膜の垂直方向へのエネルギー移動によっても赤色発光強度の増大が起こることがわかった。人工積層法によって、垂直方向における両者の膜の距離を変えたところ、エネルギー移動効率が小さくなることがわかった。これらの結果からフェルスター型エネルギー移動モデルを提案した。イリジウム(III)錯体は、近年燐光型発光材料として注目されている化合物である。本申請者らはラングミュア・ブロジェット(LB)法によって両親媒性Ir(III)錯体と粘土鉱物ナノシートとの複合膜(厚さ数ナノメーター)を製造し、発光性気体センサーとして用いることに成功した。今回この発展として、気体の種類や圧力によって、発光色が変化する多重発光性センシング膜を開発する。さらに、錯体間で起こるエネルギー移動を、表面密度や挟み込む粘土ナノシートの層数を変えることによって制御し、光エネルギーの効率的集約を実現する。本年度は発光波長の異なる2種(青色発光および赤色発光)のIr(III)錯体をコロイド状合成サポナイトに吸着させ、それらの間で起こるエネルギー移動反応を調べた。特に、移動効率におよぼすキラリティの効果に着目した。その結果、同じ粘土面に吸着させた場合のみ粘土面における効率的なエネルギー集約に成功し、これらをもとに、人工光合成の新しいモデルを提案した。すなわち光合成系に見られる光捕集系(多数のアンテナ分子が捕獲した光エネルギーが少数の集約分子へ流れる)のモデルを構築した。その結果を王立化学会の物理化学雑誌において、論文化(論文の裏表紙に採択)した。一方、発光性酸素センサーへの応用に関しては、LB膜製造方法の再現性の向上を実現でき、発光強度が小さかった赤色発光の増大に成功し、学会発表にて成果を公表した。王立化学会の物理化学雑誌において、論文化(論文の裏表紙に採択)された論文をはじめ、順調に推移している。関連学会発表もおこない順調に進展している。本研究では、気体の種類や圧力によって発光色の変わる多色発光性センシング膜の開発を行う。そのために、陽イオン性の両親媒性Ir(III)錯体と剥離化した粘土鉱物(粘土ナノシート)との複合膜(厚さ数ナノメーター)を製造することを提案した。さらに、錯体間で起こるエネルギー移動を、表面密度や挟み込む粘土ナノシートの層数を変えることによって制御し、光エネルギーの効率的集約を実現することを目的としている。本年度は、粘土ナノシートとの整合性の良いかさ高い配位子をもつ新規のイリジウム(III)錯体の合成と精製・光学分割に成功した。しかしながら、この錯体の絶対配置を通常の円二色性電子スペクトル(ECD)から決定することが困難であった。一方で、振動円二色性(VCD)分光装置のバージョンアップを行い、微弱シグナルの測定を可能とした。これにより合成したイリジウム(III)錯体による微弱シグナルが測定可能となった。得られたVCDスペクトルの解析から溶液中における絶対配置を決定できた。最近キラルなイリジウム錯体の報告は増加しているが、イリジウム錯体のVCDの報告例は比較的少ない。この意味で、VCD分光法における新展開を示すことができた。このキラル体の単結晶を得ることができ、単結晶X線解析を行い、固体中での構造も決定できた。

また、長鎖アルキル基を持つイリジウム錯体を用いて粘土ラングミュア・ブロジェット(LB)法により合成サポナイトとの複合多層LB膜を製造した。積層順番の異なる積層膜や錯体の混合割合を変えた場合の単層膜を製造し、発光特性からエネルギー移動効率や酸素による消光挙動を調べた。膜内や膜間を通して、効率的なドナーからアクセプターへのフェルター型エネルギー移動起きることがわかった。発光色の異なる多種類のシクロメタレート型イリジウム錯体を用いて、合成サポナイトとのハイブリッドLB法と人工積層法の開発を行った。膜の積層方向や膜面内におけるエネルギー移動機構を制御することにより、酸素圧力に依存した多色発光性を実現した。また、合成サポナイト面での効率的な光エネルギー集約系の構築を行った。さらに、イリジウム錯体の光学分割に成功し、エナンチオ選択性を実現した。本研究で多機能デバイス化への足がかりをつくることができた。主な関連論文を2報発表した。関連の学会発表もおこないおおむね順調に進展している。これに関連した内容での招待講演を2015年1月に2件おこなった。特許は2件出願した。今回用いるイリジウム錯体は配位によるΔΛ異性を有する。これに着目し、エナンチオマーの一方を発光性錯体とした複合膜を製造する。得られた膜によって、キラルな分子によるエナンチオ選択的消光作用に基づくキラルセンシングを試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。機能物性化学前年度から引き続き、第3段階として、効率的な光集約系の実現のための複合LB膜中の強度の増大や、エネルギー移動の効率化の検討をおこなう。また、前年度に検討した光学分割方法を用いて、光学分割したイリジウム錯体間におけるエネルギー移動の解析と錯体同士の相互作用の検討をさらに発展させる。固体用蛍光測定セル、キラル物質や光学分割カラムなどを検討していたが、さらに特注により性能向上をはかるため時間を要した。来年度にキラル測定用装置の向上を含めて検討する。特注セルや試薬類の購入を来年度に繰り越したため。特注セル製作やキラル装置のバージョンアップなどをおこない予定どおり計画をすすめる。特注セルやキセノンランプなどを購入して計画通り実行予定である。
福祉経営におけるサービスの質の向上をめざす契約のあり方の研究

研究3年目の22年度は、これまでの研究成果をソーシャルワーク世界会議、社会福祉学会で発表した。また、サービスの質と権利擁護に関係しサービス利用契約の現状と課題を探るため、7施設・1団体を訪問し、事業者へのヒアリングを行い、契約書等の資料を収集した。さらに、これらの分析を行い、民法や権利擁護その他の文献研究を通して3カ年の研究のまとめに取り組んだ。(1)サービス提供事業者の契約に対する取り組みについて、事業者等へのヒアリング、収集した契約書等から以下のことが認められた。(1)事業者が、利用者との契約を通した権利義務関係の発生の意義を認め、契約締結をサービス利用の主要な入口として評価していること。(2)利用者の契約締結の支援、利用料支払い、入院や退所時の支援など契約を取巻く生活状況に課題があること。(3)身体拘束の禁止等国が定めた運営基準に基づく規定を除き、契約書の中にサービスの質に直接的に触れる規定が見あたらず、サービスの質の担保に課題があること。(2)収集した契約書等資料の分析や文献研究の結果、以下の点が認められた。(1)利用者はサービスの受け手の地位から契約を通して権利主体としての地位を獲得したこと。(2)福祉・介護サービスの利用が契約関係を通して市民法上の権利として認められること。(3)利用者の契約締結能力、代弁、身上監護など、利用者の権利擁護が課題であること。(4)権利擁護ネットワークの構築を通してコミュニティー強化を展望。(3)理論上の課題として、以下の点が挙げられる。(1)契約を通した福祉・介護サービスの利用への転換は、福祉・介護領域におけるパラダイム転換を伴う重要で基本的な変化であること、(2)福祉・介護サービス利用者が権利主体として認められることから、事業者・家族等の関係者は利用者の権利擁護に努める責任が生じていること、(3)市民法を中心とする「権利・法」概念とそのシステムが福祉・介護領域に進出したことから、福祉・介護領域では、利用者の権利主張と権利擁護が重要な課題として浮上していること。1,海外調査についてドイツにおける介護保険制度運用及びサービス利用契約の状況を調査した。2008年8月末の調査時点は、制度創設以来の全般的な制度改革が実施に移された直後であり、改革の状況を現地で理解する機会を得た。給付の全般的な拡充、認知症ケアに対する手当ての充実、サービスの質の検査の全面実施、総合相談機関の創設などがその特徴であり、これらに伴い保険料が初めて値上げされた。サービス利用契約の締結状況については、現場のサービス提供事業所において、契約書や付属文書が用意され、実際に契約が締結されている状況を把握することができた。また、保険者とサービス提供事業者との間で交わされるサービス供給契約と報酬契約の重要性についても認識を深めることができた。2.アンケート調査の構成、質問項目の検討について次年度実施予定の日本における介護サービス提供事業所のサービス利用契約締結状況及び従事者の契約に対する意識調査のため、今年度は、各調査項目の検討作業を実施した。調査は、居宅介護支援事業所及び訪問介護事業所を対象に実施することとし、検討作業は、事業所の規模などの属性に関する質問項目の検討を初め、契約実施体制、契約締結・契約履行・契約見直し・契約トラブルの各契約過程、契約に関する研修等の契約環境の各領域の調査項目原案を作成し、現場の経験豊かな実践者から専門的な助言を得ることにより、検討を深め、調査項目の適切性を精査した。1.翻訳・分析及成果発表について2008年度にドイツで実施した調査の整理及び収集した資料の翻訳・分析により得られた結果をまとめ、ドイツにおける介護契約が消費者保護及び介護サービスの質の確保を意図して締結されているという知見を中心とした内容を日本社会福祉士会第57回大会において口頭発表した。また、ニュージーランドで開催されたアジア・太平洋ソーシャルワーク会議で日独における契約システムによる福祉サービス利用の意義について発表した。さらには、それらを論文としてまとめ田園調布学園大学紀要に発表した。2.インタビュー及び専門的助言当初予定していた介護サービス提供事業者に対するアンケートによる量的調査ではなく、個別事業所を訪問してインタビューする質的調査を実施した。4事業所5名に対してヒアリングを行い、合わせて契約書等の資料を収集した。そこでは主に契約書とサービスの質の確保との関係について質問した。また、これらを踏まえ専門的助言を得るため、日本ホームヘルパー協会の役員4名との懇談会を持った。これらから得られた知見の詳細は後日に譲るとして、契約関係を重視し、サービスの内容や質を契約書に表現しようとする努力の一方で、契約書に記載されていない事柄が重要であるとする意見に代表される契約の空洞化現象も確認した。福祉分野に契約方式が導入されて10年が経過する中、サービスの質と契約とを結びつける議論と努力を今後本格的にしなければならないと強く感じている。

(2)利用者の契約締結の支援、利用料支払い、入院や退所時の支援など契約を取巻く生活状況に課題があること。(3)身体拘束の禁止等国が定めた運営基準に基づく規定を除き、契約書の中にサービスの質に直接的に触れる規定が見あたらず、サービスの質の担保に課題があること。(2)収集した契約書等資料の分析や文献研究の結果、以下の点が認められた。(1)利用者はサービスの受け手の地位から契約を通して権利主体としての地位を獲得したこと。(2)福祉・介護サービスの利用が契約関係を通して市民法上の権利として認められること。(3)利用者の契約締結能力、代弁、身上監護など、利用者の権利擁護が課題であること。(4)権利擁護ネットワークの構築を通してコミュニティー強化を展望。(3)理論上の課題として、以下の点が挙げられる。(1)契約を通した福祉・介護サービスの利用への転換は、福祉・介護領域におけるパラダイム転換を伴う重要で基本的な変化であること、(2)福祉・介護サービス利用者が権利主体として認められることから、事業者・家族等の関係者は利用者の権利擁護に努める責任が生じていること、(3)市民法を中心とする「権利・法」概念とそのシステムが福祉・介護領域に進出したことから、福祉・介護領域では、利用者の権利主張と権利擁護が重要な課題として浮上していること。
メソスコピック光学に関する基礎研究

最近光トラッピングあるいは光ピンセットと呼ばれる技術が開発され,直径がサブミクロンから数ミクロン程度の微粒子を自由に移動,配置で出来るようになった.本研究においては,この光トラッピング技術を駆使して,微粒子の周期構造を作り,この光学的な特性を研究することを目的とする.本研究においては,このメソスコッピック光デバイスの製作法を開発し,その光学的な性質を明かにすることである.本研究で採用した方法は,従来から行われているレンズによる単一粒子の制御に替り,干渉縞やある種のパターンを投影することにとって,多粒子の配列を同時に行う方法を試みた.そのための,試作した実験装置を完成させ,この技術により直径5ミクロン程度の多粒子を一次元的に整列あるいは,二次元格子状に配列することが可能となった.また,投影パターンを移動させることによって多粒子系を同時に移動制御する事が可能であることも確認した.この研究と並行して,微粒子を媒質中に固定するための方法を検討し,紫外線硬化樹脂の使用を研究した.さらに理論的な検討も行った.すなわち,従来の単一フォーカスによる光トラッッピングモデルに代わり,帯状の強度分布をもったレーザビームによるトラップ力の検討をおこなった.光分布の幅と粒子の大きさの間には最適な値が存在することを示した.最近光トラッピングあるいは光ピンセットと呼ばれる技術が開発され,直径がサブミクロンから数ミクロン程度の微粒子を自由に移動,配置で出来るようになった.本研究においては,この光トラッピング技術を駆使して,微粒子の周期構造を作り,この光学的な特性を研究することを目的とする.本研究においては,このメソスコッピック光デバイスの製作法を開発し,その光学的な性質を明かにすることである.本研究で採用した方法は,従来から行われているレンズによる単一粒子の制御に替り,干渉縞やある種のパターンを投影することにとって,多粒子の配列を同時に行う方法を試みた.そのための,試作した実験装置を完成させ,この技術により直径5ミクロン程度の多粒子を一次元的に整列あるいは,二次元格子状に配列することが可能となった.また,投影パターンを移動させることによって多粒子系を同時に移動制御する事が可能であることも確認した.この研究と並行して,微粒子を媒質中に固定するための方法を検討し,紫外線硬化樹脂の使用を研究した.さらに理論的な検討も行った.すなわち,従来の単一フォーカスによる光トラッッピングモデルに代わり,帯状の強度分布をもったレーザビームによるトラップ力の検討をおこなった.光分布の幅と粒子の大きさの間には最適な値が存在することを示した.最近光トラッピングあるいは光ピンセットと呼ばれる技術が開発され,直径がサブミクロンから数ミクロン程度の微粒子を自由に移動,配置で出来るようになった。本研究においては,この光トラッピング技術を駆使して,微粒子の周期構造を作り,この光学的な特性を研究することを目的とする。本年度はまず,光トラッピング技術による微粒子の二次元,三次元配列技術の開発のための基礎技術として,従来のレンズによる単一粒子の制御に替り,干渉縞やある種のパターンを投影することにとって,多粒子の配列を同時に行う方法を試みた。そのための光学顕微鏡を改造した微細パターン投影装置を試作,基礎実験を開始した。パターン投影技術により,直径5ミクロン程度のポリスチレンの複数粒子を直線上,格子状に配列することに成功した。また,より微細な格子投影技術として,干渉縞の投影による微粒子の配列にも成功した。これらの実験的研究と併せて,理論的な検討も行った。すなわち,従来の単一フォーカスによる光トラッピングモデルに代わり,帯状の強度分布をもったレーザビームによるトラップ力の検討をおこなった。光分布の幅と粒子の大きさの間には最適な値が存在することを示した。これらの研究を行う過程で,粒子を同時に移動,回転させる方法を考案し,一部基礎的な実験を行い,実現可能であることを確かめることができた。最近光トラッピングあるいは光ピンセットと呼ばれる技術が開発され、直径がサブミクロンから数ミクロン程度の微粒子を自由に移動、配置で出来るようになった。本研究においては、この光トラッピング技術を駆使して、微粒子の周期構造を作り、この光学的な特性を研究することを目的とする。本研究においては、このメソスコッピック光デバイスの製作法を開発し、その光学的な性質を明かにすることである。前年度に引き続き、従来から行われているレンズによる単一粒子の制御に替り、干渉縞やある種のパターンを投影することにとって、多粒子の配列を同時に行う方法を試みた。そのための、試作した実験装置を完成させ、この技術により直径5ミクロン程度の多粒子を一次元的に整列あるいは、二次元格子状に配列することが可能となった。また、投影パターンを移動させることによって多粒子系を同時に移動制御する事が可能であることも確認した。この研究と並行して、微粒子を媒質中に固定するための方法を検討し、紫外線硬化樹脂の使用を研究した。さらに理論的な検討も行った。すなわち、従来の単一フォーカスによる光トラッピングモデルに代わり、帯状の強度分布をもったレーザビームによるトラップ力の検討をおこなった。
地震時地磁気変動の解明を目指した応力磁気効果動的問題の定式化

地震波が地表に届く前に地磁気に変化が生じることがこれまでに報告されていた。この現象が、応力磁気効果(力が作用した時に岩石中に含まれる磁石の性質が変化する現象)によって説明できるのかを確かめるための研究を行った。その成果として、理論値を計算するための表現式の導出に成功した。この表現式にさまざまな数値を当てはめて計算した結果、応力磁気効果ではこれまでに報告されている現象は十分には説明できないこと、すなわち、未知の現象が含まれている可能性が高いことが明らかになった。同時に、地震波に先行する電磁場変動を多くの地震について観測するためには、観測技術をさらに向上させる必要があることも示唆された。地震発生時に、観測点に地震波が到達するよりも早く地磁気変化が観測される例がある。大地の中のさまざまな力学を電流・磁化に、したがって電磁場変動に変換するメカニズムは複数存在するので、地震発生時に電磁場変動が生じること自体はほとんど明らかなのだが、「十分な大きさの電磁場変動が」しかも「地震波到達よりも先に」観測されうるのか、ということはまったく自明ではない。そこで、力学作用を電流・磁化に変換するメカニズムのひとつである応力磁気効果に焦点を絞り、これが地震波到達前の地磁気変化を説明しうるのかを確かめるために、地殻を単純化した状況においてこの現象を記述する表現式をもとめ、観測記録と比較するのが本研究の内容である。今年度は、均質有限電気伝導度媒質中の食い違い変位源から生じる弾性波動場に対応する電磁場変動の表現式を求めた。手計算により、閉じた形の表現式を得た。この表現式に具体的なパラメータを入れることにより、実際に地震発生時に期待される地磁気変化について、1.地磁気変化は地震波到達前に確かに生じる、2.しかし現実的な震源過程を考えると地震波到達前の地磁気変化の大きさは観測限界ギリギリである、3.電気伝導度が大きい場合と小さい場合では期待される地磁気時間変化のパターンに大きなちがいがある、ことなどが明らかになった。また、ここで用いた単純化が正しいことを、二層構造媒質の場合についての数値解と比較することで確かめた。[1]応力地磁気効果とよばれるメカニズムによって、地震発生直後にどのような磁場変化が生じうるのかを記述する表現式を求めることが本研究のテーマである。所望の表現式が得られたならば、それをもとに地震発生直後に実際に観測されたと報告されている地磁気変化の発生メカニズムが応力磁気効果であるか否かを判定することができる。さらに、「磁場観測によって地震波観測よりも先に地震の発生を検知できるか」という応用上有用な問題に対する答えも得られると期待できる。[2]まず、無限媒質中の点震源を仮定した場合の解を、時間領域で求めた。すでに先行研究で周波数領域での類似問題の解がえらえていたが、本研究では周波数領域解をフーリエ変換することに成功し、より有用な時間領域解を導出することができた。[4]得られた表現式を数値的に検討することで、次の結論が導かれた。まず、大地の電気伝導度は、地震発生時の電磁場変動がいつ・どれほどの大きさで伝搬するのかに大きく影響することが確かめられた。地震波到達前に電磁場変動が観測されるためには、大地の比抵抗が比較的小さいこと(<100 S/m)が必要であることが明らかになった。また、現実的な震源過程を想定する場合、地震波到達前に生じる磁場変動は高々0.2-0.3nT程度であり、地磁気の連続観測記録からこれを抽出することは、計測技術および時系列解析の精度向上なしには難しいことが示された。[5]以上の結果を、2編の論文として査読付き国際誌で発表した。申請時に初年度の実施内容として予定していた内容、すなわち「均質媒質の場合の解の導出」と「二層構造の場合との比較による妥当性の検証」が、いずれもほぼ完成したので、おおむね順調に進展していると評価できる。地球電磁気学当初計画通り、2年目は、1年目に得た結果(応力磁気効果によって生成される磁場変動の表現式、および均質モデルを用いた計算の妥当性と限界を示す計算結果)を学術誌や国際会議で発表するとともに、実際に観測された地磁気変動記録との比較に着手する。データとの比較においては、すでに学術誌等で公開されているデータに関しては問題はないが、より広範囲のデータに対する検討を行うことでより確度の高い結論が導かれると期待できる。そのために、現時点では共同研究者に含まれていない国内外の研究者との連携が望まれるので、相手方のデータの公開状況等にも留意しながら、必要に応じて共同研究の打診をすることも視野に入れて研究をすすめる。物品費として電子計算機の購入費用を見込んでいたが、中古のものがまだ利用できたため、初年度は購入しなかった。

また、論文投稿のための英文校閲費用を見込んでいたが、初年度には英文校閲を依頼する必要がまだ生じなかったため、使用しなかった。以上の理由により、次年度使用額が生じた。現在使用中の電子計算機は性能の劣化がはじまっているようであり、新年度の計画に含まれる数値計算のためには新規購入が望まれるので、費用を支出する予定である。また、英文校閲費用についても、早い段階で必要になると見込まれるので、同じく支出する予定である。
筋萎縮性側索硬化症モデルマウスの摂食制御機構の解明と進行抑制の手法の考案

昨年度,B6SJL-Tg (SOD1*G93A)1Gur/Jマウスの体重は,実験開始から徐々に増加していったが,40-60日目をピークに減少する傾向が観察された.そこで,実験開始から40日目までの期間を前半,40日目以降を後半とし,それぞれの期間で4回以上,摂食行動実験を実施し,摂食量を分析した.B6SJL-Tg (SOD1*G93A) 1Gur/J群の日中の4時間の累積摂食量は,前半が0.63±0.07 g,後半が0.85±0.08 g,また,夜間の4時間の累積摂食量は,前半が1.06±0.11 g,後半が0.92±0.12 gであった.つまり,体重減少がみられた後半の時期では,活動が亢進する夜間の摂食行動が抑制され,日中の活動休止期での摂食量が増加しており,全身の筋肉萎縮にともない摂食行動様式が変化していることが推測された.一方,B6SJL-Tg (SOD1) 2Gur/J群の日中の累積摂食量は,前半が0.49±0.14 g,後半が0.61±0.11 gであった.夜間の累積摂食量は,前半が0.86±0.05 g,後半が0.81±0.17 gであった.両群間の累積摂食量の差は,前半では,日中は0.14gであったが,夜間は0.21gであり,後半になると,日中は0.24g,夜間は0.12gであった.B6SJL-Tg (SOD1*G93A)1Gur/Jマウスの日中の摂食量の増加が起因していると推測される.通常,C57BL6マウスであれば,実験開始1時間以内に摂食行動が観察されるが,両群の摂食行動開始までの時間は,夜間にも関わらず,1時間以上をこえており,摂食に対するモチベーションも変化していることが示唆された.遂行中の実験で使用しているマニピュレーターが故障し,新規で購入するためには時間を要するため.これまでの研究成果より,ALSモデルマウスの摂食行動は,C57BL6マウスとは異なっており,咀嚼運動自体も変化している可能性が高い.今後は,咀嚼を制御している三叉神経中脳路核,運動核に焦点をおき,視床下部生理活性物質を用いて三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について,whole-cell patch clamp recording techniqueにて検討を行う予定である.筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、運動ニューロンの変性・消失を生じる難病であり、進行することで嚥下障害を引き起こし、経口摂取困難となり、経管栄養を強いられる。近年、ALSモデルマウスを用いて多くの研究がなされてきたが、摂食制御機構、つまり、どのように咀嚼や食べ方が経時的に障害されていくのか、報告はほとんどない。また、加齢にともない咀嚼筋の萎縮が生じ、咀嚼パターンが変化する。先行研究より、ラット脳室内に摂食促進ペプチドを投与することで咀嚼筋筋活動特性の変化を伴い、「早食い」に類似した食行動パターンを引き起こすこと、匂い刺激にて摂食関連ペプチドの発現を変化させることで咀嚼筋活動パターンが変化することを明らかとした。今年度は、ALSモデルマウスの購入や遺伝子組換え実験の承認に時間を要したため、老齢ラットを用いて、人工的に筋萎縮モデルを作製し、咀嚼筋活動の経時的な変化を検討した。咬筋切断後2週間、1ヵ月、2ヵ月の時点で摂食行動実験を行い、切断前と比較した。切断後2週間の時点で摂食率は最も低下し、徐々に回復するも、2ヵ月の時点でも切断前より低値であった。また、boutは、途切れることのない単一の摂食と定義されているが、そのdurationは、咬筋切断後2ヵ月経過しても、術前に比べ、延長したままであった。また、筋電図学的にも、切断後に、有意に咬筋の筋活動量が低下しており、徐々に回復していくことが確認できた。今後、老齢ラットの咬筋の筋萎縮モデルの回復過程をALSのような経時的に筋活動が低下していくモデルと比較検討する。筋萎縮性側索硬化症(ALS)は,運動ニューロンの変性・消失を生じる難病であり,進行することで嚥下障害を引き起こし,経口摂取困難となり,経管栄養を強いられる.近年,ALSモデルマウスを用いて多くの研究がなされてきたが,摂食制御機構,つまり,どのように咀嚼や食べ方が経時的に障害されていくのか,報告はほとんどない.ALSモデル(B6SJL-Tg(SOD1*G93A)1Gur/J)マウス群の4時間の累積摂食量は,日中に比較して夜間に有意に(Daytime:0.71±0.02g,Nighttime:1.00±0.11g)多かった.対象群であるB6SJL-Tg(SOD1)2Gur/Jマウス群においても4時間の累積摂食量は,日中に比較して夜間に有意に(Daytime:0.54±0.04g,Nighttime:0.83±0.03g)多かった.

2群間では,B6SJL-Tg(SOD1*G93A)1Gur/J群の方がB6SJL-Tg(SOD1)2Gur/J群と比較し,日中も夜間も摂食量は多い傾向にあった.B6SJL-Tg(SOD1*G93A)1Gur/Jマウスの体重は,実験開始から徐々に増加していったが,40-60日目をピークに体重が減少していき,実験開始70日前後で下肢の運動障害が顕著となり歩行困難となった.下肢の運動障害が明らかとなってからも,一日摂食量は減少することはなかったが,1週間後に摂食が困難となった.一方,B6SJL-Tg(SOD1)2Gur/Jマウスは,実験開始後70日を過ぎても,下肢の運動障害や摂食量の減少は認められなかった.当初は咀嚼筋内に筋電図電極を留置し,筋活動を記録する予定であったが,手術の侵襲が強いのか,これまでに確立された手術方法(Tsuji T et al., J Neurophysiol. 2011)を改良しても生存させることが困難であった.昨年度,B6SJL-Tg (SOD1*G93A)1Gur/Jマウスの体重は,実験開始から徐々に増加していったが,40-60日目をピークに減少する傾向が観察された.そこで,実験開始から40日目までの期間を前半,40日目以降を後半とし,それぞれの期間で4回以上,摂食行動実験を実施し,摂食量を分析した.B6SJL-Tg (SOD1*G93A) 1Gur/J群の日中の4時間の累積摂食量は,前半が0.63±0.07 g,後半が0.85±0.08 g,また,夜間の4時間の累積摂食量は,前半が1.06±0.11 g,後半が0.92±0.12 gであった.つまり,体重減少がみられた後半の時期では,活動が亢進する夜間の摂食行動が抑制され,日中の活動休止期での摂食量が増加しており,全身の筋肉萎縮にともない摂食行動様式が変化していることが推測された.一方,B6SJL-Tg (SOD1) 2Gur/J群の日中の累積摂食量は,前半が0.49±0.14 g,後半が0.61±0.11 gであった.夜間の累積摂食量は,前半が0.86±0.05 g,後半が0.81±0.17 gであった.両群間の累積摂食量の差は,前半では,日中は0.14gであったが,夜間は0.21gであり,後半になると,日中は0.24g,夜間は0.12gであった.B6SJL-Tg (SOD1*G93A)1Gur/Jマウスの日中の摂食量の増加が起因していると推測される.通常,C57BL6マウスであれば,実験開始1時間以内に摂食行動が観察されるが,両群の摂食行動開始までの時間は,夜間にも関わらず,1時間以上をこえており,摂食に対するモチベーションも変化していることが示唆された.遂行中の実験で使用しているマニピュレーターが故障し,新規で購入するためには時間を要するため.筋萎縮性側索硬化症(ALS)に関わる摂食制御機構を解明する目的で、ALSモデルマウスを用いて、行動生理学的手法にて検討する。今年度、老齢ラットで得られたデータとも比較検討する予定である。実験1.摂食行動・味覚嗜好性が経時的に変化していくのか昼間と夜間の2時間の摂食行動をビデオ撮影にて記録する。水とシュクロース溶液などの甘味溶液の2瓶選択実験にて味覚嗜好性を評価する。実験2.咀嚼筋筋電図活動を指標に、末梢の咀嚼リズムがどのように形成されているのか三種混合麻酔薬、腹腔内投与下にて、マウスの咬筋に針電極を留置し、摂食時の咬筋活動を記録する。今後は,実験開始後70日目以降に,上肢・下肢・咀嚼筋を含め全身から筋肉を採取し,免疫組織学的に筋委縮の程度を検討する.これまでの研究成果より,ALSモデルマウスの摂食行動は,C57BL6マウスとは異なっており,咀嚼運動自体も変化している可能性が高い.今後は,咀嚼を制御している三叉神経中脳路核,運動核に焦点をおき,視床下部生理活性物質を用いて三叉神経系ニューロンの膜興奮特性変化について,whole-cell patch clamp recording techniqueにて検討を行う予定である.遂行中の実験で使用している装置(マニピュレーター)が故障し,新規で購入するためには時間を要し,補助事業期間の延長を希望したため.次年度への使用が生じた.
超流動衝撃波管の試作

本研究の目的は,超流動ヘリウム中の衝撃波あるいは高度に非定常な熱流動現象を対象として,総合的かつ集中的実験を可能とする様な実験装置としての超流動衝撃波管装置の試作である.併せて,関連する基礎現象に関するまた本装置を用いた研究も行った.1.超流動衝撃波管装置の設計製作から衝撃波特性試験までを成功裡に完了した.:超流動ヘリウムを低圧部に充填した試験では,本装置が所定の性能を有することが確認された.2.第2音波熱衝撃波のレーザーホログラフィー干渉計および超伝導温度センサによる計測が行われ,熱衝撃波の伝播特性・崩壊特性,超流動ヘリウム中の高度に非定常な熱伝達現象と量子化渦発展,等に関する系統的知見が得られた.3.第2音波熱衝撃波の自由表面上への入射による超流動ヘリウム蒸発現象が,成功裡に実験および数値計算により研究され,純物質中の蒸発波がレーザーホログラフィー干渉計により捉えられたほか,熱衝撃波の自由表面上での反射則が得られた.さらにレーザーホログラフィー干渉計装置による計測の分解能向上を目指す,2ビームレーザーホログラフィー干渉計装置への改良が行われた.4.2流体方程式+渦密度発展方程式に対する直接数値解析:熱衝撃波に対する実験値と計算結果の比較から,渦密度発展に関する貴重な知見が得られたほか,2次元問題に対する数値解析コードが完成した.5.本装置の実験ツールとしての評価がなされ,十分所期の目的に使用され得ることが結論された.引き続き,更なる改良の方向性が考察され,それに沿った改良を行う為の設計が行われた.本研究の目的は,超流動ヘリウム中の衝撃波あるいは高度に非定常な熱流動現象を対象として,総合的かつ集中的実験を可能とする様な実験装置としての超流動衝撃波管装置の試作である.併せて,関連する基礎現象に関するまた本装置を用いた研究も行った.1.超流動衝撃波管装置の設計製作から衝撃波特性試験までを成功裡に完了した.:超流動ヘリウムを低圧部に充填した試験では,本装置が所定の性能を有することが確認された.2.第2音波熱衝撃波のレーザーホログラフィー干渉計および超伝導温度センサによる計測が行われ,熱衝撃波の伝播特性・崩壊特性,超流動ヘリウム中の高度に非定常な熱伝達現象と量子化渦発展,等に関する系統的知見が得られた.3.第2音波熱衝撃波の自由表面上への入射による超流動ヘリウム蒸発現象が,成功裡に実験および数値計算により研究され,純物質中の蒸発波がレーザーホログラフィー干渉計により捉えられたほか,熱衝撃波の自由表面上での反射則が得られた.さらにレーザーホログラフィー干渉計装置による計測の分解能向上を目指す,2ビームレーザーホログラフィー干渉計装置への改良が行われた.4.2流体方程式+渦密度発展方程式に対する直接数値解析:熱衝撃波に対する実験値と計算結果の比較から,渦密度発展に関する貴重な知見が得られたほか,2次元問題に対する数値解析コードが完成した.5.本装置の実験ツールとしての評価がなされ,十分所期の目的に使用され得ることが結論された.引き続き,更なる改良の方向性が考察され,それに沿った改良を行う為の設計が行われた.本年度の主な研究課題は,超流動衝撃波管の設計製作と,その為の基礎研究と先行実験とである.基礎研究としては,購入したワークステーションを利用して超流動2流体方程式の直接数値解析プログラムの開発,具体的にはHe II中の有限振幅波動現象の解析,が行われた.また,これらを利用した性能予測の為のパラメトリッスタディーや,設計データを得る為の設計計算も活発に行われた.先行実験としては,熱衝撃波を初めとする超流動ヘリウム中の各種波動現象に関する実験が,レーザーホログラフィー干渉計による可視化と,超伝導温度センサーによる温度計測を通して行われた.これにより,レーザーホログラフィー干渉計の極低温現象の実験への応用方式が確立できたほか,熱衝撃波や,パルス的加熱により発生する第1音波起源の圧縮波についてもその性質がかなり明らかになった.さらに,この圧縮波の発生,第2音波起源の熱衝撃波の発生,量子化渦の発生とその高密度化による温度境界層の形成,そして沸騰に至る一連の非定常熱流動過程が明らかにされた.さらに,超流動衝撃波管の中で用いられるべき圧力計等の部品テストも成功理に行われた.設計は,3次にわたる設計図作図に呼応した3回の設計会議によって滯りなく行われた.これにより,MO式急開バブルを利用した高圧部を採用することが決定され,この部分と本体部,そして架台コントロールパネル部に分けた製作が行われた.引き続き組み立て取り付けが行われ,現在初期テストが行われている.これまでのところ機能は満足すべきであり,間もなくこれを利用した本格実験へ移行する予定である.超流動ヘリウム中の衝撃波等,高度に非定常な熱流動現象を対象として集中的な実験を可能とする超流動衝撃波管装置の試作,それを利用した各衝撃波の発生・伝播・干渉を調べることが目的である.本年度は予備テストが行われ,併せて幾つかの課題に関する基礎研究も実験と数値解析により行われた.1.超流動衝撃波管装置の性能・作動特性チャートを作成する目的で,空気・気体窒素・液体窒素・液体ヘリウム等を利用した広範な作動条件に対する気体衝撃波管部の運転データの取得が行われた.2.今後,超流動衝撃波管の本格的利用に際して必要になる計測技術として,位相変調レーザーホログラフィー干渉計の開発・製作・テストを行った.

これは,第2音波起源の熱衝撃波や自由界面からの蒸発波等,極く小さな密度変化しか伴わない現象のレーザーホログラフィー干渉計法による高分解能光学計測のための必須技術であることが認識された.3.3種類ある熱衝撃波(前面衝撃波,背面衝撃波,両面衝撃波)の形成過程と伝播特性について,光学干渉計を用いた可視化と超伝導センサーによる温度計測により調べた.特に,非線形的波形変形のバーガース方程式解との比較を行い,量子化渦効果による変化について明らかにした.併せて,第2音波モードと渦効果により現れた散逸を伴うモードによる伝熱との関係について統一的理解が得られた.4.実験に加えて超流動2流体方程式と渦密度発展方程式との連立系に対する直接数値解法による解析も行なわれ,自己誘起量子化渦の作用による波形変形と減衰についてパラメトリックスタディーを行い,量子化渦の発展・消滅について知見を得た.5.第2種の相転移であるλ線を横切るHe II- He I相変化に伴う界面挙動特性,特に界面移動速度の測定と界面移動の動的安定性の観察を行った.本研究で目的としたのは,超流動ヘリウム中の衝撃波あるいは高度に非定常な熱流動現象を研究対象として,総合的かつ集中的実験を可能とする様な実験装置としての超流動衝撃波管装置の試作である.本年はその最終年に当たり,次の様な個別的研究とその纒めを行った.1.超流動衝撃波管装置の衝撃波特性試験:常温窒素ガス,液体窒素,超流動ヘリウムを低圧部に充填して試験が行われ,所定の性能を有することが確かめられた。さらに,良好な衝撃波インピーダンスマッチングをもつため,気体衝撃波の超流動ヘリウム中への入射は極めて容易に行われることを見出した.2.レーザーホログラフィー干渉装置による計測の分解能向上を目指した,2ビームレーザーホログラフィー干渉装置への改良は順調に行われており,間も無く実際への応用が開始されよう.3.2流体方程式+渦密度発展方程式に対する直接数値解析:熱衝撃波に対する実験値と計算結果の比較から,渦密度発展に関する貴重な知見が得られたほか,2次元問題数値解析コードが完成した.4.第2音波熱衝撃波のHeII自由表面上への入射による超流動ヘリウム蒸発現象が,成功裡に実験および数値計算により研究され,純物質中の蒸発波が干渉計により捉られたほか,熱衝撃波の自由表面上での反射則が得られた.5.本装置の実験ツールとしての評価がなされ,十分所期の目的に使用され得ることが結論された.引き続き,更なる改良の方向性が考察され,それに沿った改良を行う為の設計が行われた.
心筋ミオシン重鎖及び軽鎖遺伝子の転写制御機構の解析

負荷によりその発現が亢進する心室筋ミオシン重鎖及び軽鎖遺伝子をヒト遺伝子ライブラリ-からクロ-ニングし,その発現調節を行うプロモ-タ-領域の機能解析をCATアッセイ法を用いて検討した.ヒト心室筋ミオシン軽鎖I(VLCI)遺伝子のプロモ-タ-領域には,遺伝子の発現に働く数多くの,特徴的な塩基配列が存在していた.TATAで示される転写開始を規定するTATAbox,さらに上流にはCATbox,GCboxなどの特異的な塩基配列が存在し,転写活性を促進する機能を行っていた.筋肉細胞に特有の遺伝子発現に必要なCAγGboxも存在していた.一方,VLCI遺伝子の転写活性は,細胞レベルの検討により,機械的刺激,TPA,フォルスコリンで亢進されることが示されている.すなわち,Cキナ-ゼ,Aキナ-ゼの活性化によりVLCIの遺伝子転写が活性化されるわけである.そこで,プロモ-タ-領域でこの反応に必要な塩基配列を決定するために,プロモ-タ-領域を順次欠落する変異株を用いて検討すると,転写開始部位より上流57塩基と46塩業の間のわずかな部位に存在しており,その塩基配列を検討すると,Aキナ-ゼともCキナ-ゼとも反応するAP2蛋白が結合する特有の塩基配列の存在することが新たに判明した.すなわち,Ap2蛋白はAキナ-ゼによってもCキナ-ゼによっても反応してリン酸化され,これが対応するVLCI遺伝子のプロモ-タ-領域に結合してその転写活性を促進することが明らかとなった.このことは,機械的刺激,カテコラミン,アンジオテンシンIIなどにより蛋白リン酸化酵素が活性化された時に起こる遺伝子の発現機序を直接究明したことにより,心肥大形成の生化学的機序を解明する新たな展開が得られるところとなった.そして細胞レベルで問題となった心肥大のシグナリングとしては,Cキナ-ゼもAキナ-ゼも遺伝子発現調節に関与していることが示された.負荷によりその発現が亢進する心室筋ミオシン重鎖及び軽鎖遺伝子をヒト遺伝子ライブラリ-からクロ-ニングし,その発現調節を行うプロモ-タ-領域の機能解析をCATアッセイ法を用いて検討した.ヒト心室筋ミオシン軽鎖I(VLCI)遺伝子のプロモ-タ-領域には,遺伝子の発現に働く数多くの,特徴的な塩基配列が存在していた.TATAで示される転写開始を規定するTATAbox,さらに上流にはCATbox,GCboxなどの特異的な塩基配列が存在し,転写活性を促進する機能を行っていた.筋肉細胞に特有の遺伝子発現に必要なCAγGboxも存在していた.一方,VLCI遺伝子の転写活性は,細胞レベルの検討により,機械的刺激,TPA,フォルスコリンで亢進されることが示されている.すなわち,Cキナ-ゼ,Aキナ-ゼの活性化によりVLCIの遺伝子転写が活性化されるわけである.そこで,プロモ-タ-領域でこの反応に必要な塩基配列を決定するために,プロモ-タ-領域を順次欠落する変異株を用いて検討すると,転写開始部位より上流57塩基と46塩業の間のわずかな部位に存在しており,その塩基配列を検討すると,Aキナ-ゼともCキナ-ゼとも反応するAP2蛋白が結合する特有の塩基配列の存在することが新たに判明した.すなわち,Ap2蛋白はAキナ-ゼによってもCキナ-ゼによっても反応してリン酸化され,これが対応するVLCI遺伝子のプロモ-タ-領域に結合してその転写活性を促進することが明らかとなった.このことは,機械的刺激,カテコラミン,アンジオテンシンIIなどにより蛋白リン酸化酵素が活性化された時に起こる遺伝子の発現機序を直接究明したことにより,心肥大形成の生化学的機序を解明する新たな展開が得られるところとなった.そして細胞レベルで問題となった心肥大のシグナリングとしては,Cキナ-ゼもAキナ-ゼも遺伝子発現調節に関与していることが示された.
神経組織の機能発現に関与する新規ドメイン特異糖鎖の解析

糖鎖修飾は、分泌過程で生じる翻訳後修飾の典型的なものであり、分泌タンパク質や膜表面タンパク質の大半は、何らかの糖鎖修飾を受ける。その中で、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)修飾は、ゴルジ体において起きると従来は考えられていた。しかしながら、申請者らは、小胞体におけるGlcNAc修飾反応を見出した。最初の例は、Notch受容体のO-GlcNAc修飾であり、小胞体に局在するEOGTにより触媒される。興味深いことに、最近、EOGTの遺伝子変異がAdams-Oliver症候群と呼ばれる先天性疾患に見出された。本年度において我々は、Adams-Oliver症候群の遺伝子変異の結果、小胞体におけるO-GlcNAc修飾が低下・消失することを見出した。さらに我々は、EOGTのホモログEOGT-Lが、O-マンノシル化されたジストログリカンを小胞体にてGlcNAc修飾することを見出した。Walker-Warburg症候群と呼ばれる先天性筋ジストロフィーでは、EOGT-Lの遺伝子変異が報告されているが、EOGT-Lの変異体においては、O-マンノースの小胞体におけるGlcNAc修飾能が低下することを見出した。Adams-Oliver症候群やWalker-Warburg症候群では、正常な神経組織の構築に異常をきたすことが報告されていることから、EOGTもしくはEOGT-Lによる小胞体GlcNAc修飾の神経機能における重要性が示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。タンパク質ドメインの特異的な糖鎖修飾は、Notch受容体に代表されるように、細胞間相互作用を制御し、多様な発生プロセスを制御することが知られている。一方、発生プロセス終了後における神経組織においても、これらの特異糖鎖が機能する状況証拠はあるが、解析の多くは手つかずのまま残されている。そこで本研究課題では、タンパク質特異的糖鎖の神経組織における機能発現の分子機構の解明を目指した。昨年度は、神経組織に特異的な発現が認められる新規糖転移酵素Eogt-Lを中心に解析を進めた。モデル生物を用いたRNAiによるEogt-Lの機能解析が進行中に、他の研究グループから、Eogt-Lの遺伝子変異が先天性脳疾患を伴った筋ジストロフィー(Walker-Warburg症候群)の患者において報告された。Walker-Warburg症候群は、dystroglycan(DG)の糖鎖異常が原因とされるため、Eogt-LがDGの糖鎖修飾に関わる可能性が示唆された。そこで、我々は、DG-FcとEogt-LをHEK293細胞に過剰発現させ、糖鎖認識抗体を用いてDG-Fcの糖鎖発現変化を解析した結果、Eogt-LがDGを修飾する糖転移酵素である可能性が示唆された。また、未熟な糖鎖構造を有するDG-Fcを基質とし、Eogt-Lを含む膜画分を酵素源として用いた活性測定においても、同様な結論が示唆された。さらに、Walker-Warburg症候群に同定された遺伝子変異は、糖鎖認識抗体との反応性を低下させた。しかしながら、Eogt-Lが合成する詳細な糖鎖構造の特定にまでは至らなかった。Eogtの神経機能の解析については、実施予定項目の一部に研究計画の遅れがあるが、Eogt-Lの分子機能の解析に当初の予定以上に研究計画の進展が認められるため、全体としては、おおむね順調に進展している。前年度の結果をふまえて、本年度は、Eogt-Lが合成する詳細な糖鎖構造の特定を目指すとともに、Eogt-L欠損マウスを用いて、EOGT-likeが触媒する糖修飾に起因するdystroglycanの機能変化と、Eogt-L欠損に伴うWalker-Warburg症候群の病態との関連性の解明に道筋をつけることを目指す。また、上皮成長因子ドメインを修飾する糖転移酵素Eogtに関しては、Notch受容体のO-GlcNAc糖鎖修飾により、結合能が変化するリガンド分子を特定する。例えば、培養細胞を用いた結合実験にて糖鎖暗号のリガンド・レセプター相互作用への影響を明らかにする。

また、生理学的意義の解明のため、変異マウスを用いて免疫組織化学、行動実験、電気生理学的手法を用いて、ミエリン形成、大脳皮質の層構造の形成、軸索形成、シナプス可塑性、学習・記憶の解析を行なう。25年度が最終年度であるため、記入しない。
環境調和型ヒドロキシアミノ化反応の開発とｃａｐｒａｚａｍｙｃｉｎ類の全合成

CPZEN-45は、caprazamycin Bより半合成的に誘導化された核酸系抗菌薬の一種である。本化合物は10剤耐性の超多剤耐性結核菌(XDR-TB)に対しても有効であるため注目されている。一方、我々が本研究に参画した時点で、完全化学合成による供給は報告されていなかった。平成28年度は、(1) CuI触媒を利用した、ジアゼパノン部位の構築について反応条件の最適化及び、(2)合成終盤での脱保護条件を検討した。以下その詳細を報告する。(1)において、溶媒・リガンドの最適化を実施した。その結果、トルエン等の非極性溶媒中では、環化反応は全く進行しなかった。これは、CuI触媒や無機塩基の溶媒への溶解性が低いためであると考察した。詳細な検討の結果、エチレングリコールをリガンドとして、反応溶媒にエタノールを用いることで、良好な収率で目的のジアゼパノン部位の構築に成功した。(2)において、合成したCPZEN-45保護体における脱保護の検討を試みた。Caprazamycin類やCPZEN-45において、不安定構造を損なうことなく保護基を除去することは本研究の重要課題である。通常、本核酸系化合物群はエピメリ化やβ脱離を懸念し、加水素分解により中性条件下で脱保護することが可能な保護基を選択する。しかしながら、CPZEN-45においてはウリジン由来のオレフィンに加え、7員環エナミド部位にもオレフィンを有することから、接触還元条件は不向きである。種々検討を重ねた結果、合成の終盤においてBOM基を三塩化ホウ素で処理することで、良好な収率で目的の脱保護体が得られた。また、アミノリボース部位のアジド基はStaudinger反応により還元し、二つのTBS基及びペンチリデンアセタールにおいては、フッ化水素酸で処理することで、CPZEN-45の世界初の完全化学合成を達成した。28年度が最終年度であるため、記入しない。結核は世界三大感染症の一つであり、近年では多剤耐性結核菌(MDR-TB)の出現に加え、既存薬での化学療法が事実上困難な超多剤耐性結核菌(XDR-TB)の出現により大きな脅威となっている。カプラザマイシン類は放線菌より単離された核酸系抗生物質の一種であり、多剤耐性菌を含む結核菌に対し強い抗菌活性をもつことが知られている。本年度は強力な抗結核作用を示すカプラザマイシンAの初の全合成を目指し大量合成に適した実践的経路の確立を検討した。具体的には、(1)カプラザマイシンAの中心部に位置する3つの不斉中心をもつ7員環ジアゼパノン骨格の効率的構築と、(2)酸性・塩基性条件下に不安定な天然型脂肪酸側鎖のジアゼパノン部位との連結法の確立、さらに(3)これまで報告例のなかった合成の終盤で穏和な条件で一挙に脱保護可能な保護基の最適化を検討した。(1)については、光延反応により全ての不斉中心を損なうことなく良好な収率で目的の7員環ジアゼパノン骨格を構築することができた。また、本環化反応においてジアゼパノン上の二級水酸基の保護基に嵩高いものが有効である知見を見出した。(2)においては、連結の際にジアゼパノン上でのエピメリ化・β脱離・レトロアルドール反応等の副反応が予想されたが、ジアゼパノン上の二級アミン部位をTroc基で保護することで、ジアゼパノンと脂肪酸側鎖を良好な収率で連結できる知見を得た。これまでに天然型脂肪酸側鎖の導入法は報告例がない。(3)においては、5つのCbz基、BOM基、ベンジルエステルで保護したカプラザマイシンA保護体をギ酸存在下、Pd blackで処理することで、不安定な側鎖部位を損なうことなく合成の終盤での脱保護に成功し、カプラザマイシンAの初の全合成を達成した。本合成経路は脂肪酸側鎖をもつ関連天然物の全合成へ道を拓いたと考えている。WHOによると、現在においても世界人口の約3分の1が結核に感染している。また、結核による死亡例は、公式に判明しているだけで年間145万人以上、我が国においても年間約2000人が犠牲となっている。さらに、既存薬での治療が困難な超多剤耐性結核菌(XDR-TB)の新規患者数は年間10万人以上に上る。CPZEN-45は、caprazamycin類から半合成的なスクリーニングによって見出された新規抗生物質の一種である。特に、超多剤耐性結核菌(XDR-TB)にも有効であるため注目を集めている。平成27年度は、(1)syn-β-ヒドロキシ-α-アミノ酸部位の大量合成法の確立、(2)銅触媒による7員環エナミド部位の効率的構築法を確立し、CPZEN-45の合成研究を行なった。(1)においては、アルデヒドの基質制御によるジアステレオ選択的なアルドール反応を試みた。その結果、ウリジン由来のアルデヒドにおいて、2位、3位のヒドロキシ基を嵩高いTBS基で保護することで、炭酸カリウムのみで、良好な収率・ジアステレオ選択性でsyn-β-ヒドロキシ-α-アミノ酸部位の大量合成に成功した。(2)については、L-セリンから誘導化したビニルヨウ素化体をヨウ化銅で処理することで、ビニル-アミドカップリングが良好に進行し、対応する7員環エナミド部位の構築に成功した。