hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性疾患管理による地域ケアモデルの構築とその臨床・経済的効果に関する研究

全国15の都府県(東京、神奈川、茨城、埼玉、石川、滋賀、大阪、兵庫、奈良、三重、山口、長崎、福岡、熊本、鹿児島)、73の登録薬局で1薬局あたり3名、3か月以上降圧薬による治療を受けている高血圧患者を対象とし、生活習慣の改善により血圧を下げたいという被験者を、薬局内に掲示したポスターにより募集した。プライマリエンドポイントはベースラインを開始時2週間の平均血圧とし、終了3カ月後の2週間の平均血圧との変化とした。被験者には全員、歩数計、家庭血圧計を貸与し、血圧値を3か月間記録することと、4週間ごとの来局を依頼した。対照群では、歩数と血圧測定のデータ回収のみ、支援群では、それらに加え薬剤師による血圧を下げる生活習慣に関する短時間の指導を実施した。具体的には、減塩、野菜食、運動、節酒、減量について、あらかじめ用意された配布資料を渡し、3分以内で簡単な説明を行った。研究に参加する薬剤師に対しては、予め2時間程度の研修を実施し、配布資料を使った情報提供の方法について説明した。被験者のリクルートは、一次募集を2014年10月1日から、2次募集を2015年4月15日から実施した。4週間ごとに回収される歩数・1日2回の血圧データは、6か月(研究期間3か月、観察期間3か月)終了後に郵送で薬局から回収される。一次募集において参加患者123名が登録された(二次募集で参加した薬局については、現在患者登録が継続している)。患者を登録できた73薬局を支援群37薬局、対照群36薬局にランダムに割り付けた。一次募集における参加薬局のデータは5月末日を目途に回収を開始しており、6月に中間評価を実施する予定である。薬剤経済学・臨床疫学当初の計画では、今年度高血圧患者への支援プログラムの検証を目的とした介入研究を実施する予定であった。しかし、日本国内において、薬局薬剤師による血圧管理、血糖値管理プログラムの有効性を検討した報告はほとんどないため、プロトコル構築にあたり海外の先行研究事例の検索・情報収集等を入念に行い、実際のプロトコル構築と協力薬局の開拓・依頼、研究倫理審査委員会への書類提出準備にも相当の時間を要したため、来年度に高血圧患者、糖尿病患者を対象とした介入研究を連続して実施する予定である。本研究では、保険薬局における生活習慣病管理プログラムを作成し、その有効性・安全性とその経済的効果を検証することにより、医療資源の効率的配分を実現する地域ケアモデルを提示することを目的として、具体的には、「生活習慣病患者療養支援プログラム」の開発、プログラムの実施前後で、対象患者の検査値(血圧,HbA1c,PT-INRなど)改善の有無、患者の療養に対する行動変容(知識・意欲・態度の変化)、プログラムを実施した薬剤師の行動変容(知識・意欲・態度の変化)の検証を目指す。平成24年度は、パイロットスタディの結果を解析し、国内外での学会発表と論文作成を行うとともに、研究プロトコルの再検討を進めてきた。平成24年度の研究目的はほぼ当初の予定どおりほぼ達成できたと評価している。現在、研究倫理審査への提出資料を鋭意作成中で内容はほぼ固まっている。あとは調査協力薬局を確定すべくリクルートを継続している。先行研究の知見に基づき、2群間の差を検定するために必要になるサンプルサイズを試算したところ、支援群と通常群で各45名程度が必要である(参加者の脱落を10%程度と想定すると、各群60名程度必要)。したがって、40か所程度の協力薬局を確保するために、現在説明会を実施する計画を立てている。
核膜内膜蛋白Man1による心臓の左右非対称性制御メカニズム

Man1は核膜内膜に局在する蛋白質である。本研究ではMan1欠損マウスを作製し、その異常を観察した結果、欠損マウスは心奇形を高頻度に発症し、妊娠中期に死亡した。この心奇形は、心臓発生に必須な左右軸形成メカニズムの異常、つまりNodalシグナル制御の異常に起因した。以上の研究成果は、Developmental Dynamics誌(2008)に掲載、そして同雑誌のHighlightで紹介された(2009)。核膜内膜蛋白Man1は、私たちを含む複数の研究グループによる研究から、receptor-associated Smads(R-Smads)と直接結合し、TGFβ/BMPシグナルを負に制御する因子であることが明らかになってきた。私は哺乳類におけるMan1の生理的役割を調べるためにMan1欠損胚を作製し表現型解析を行った結果、血管新生の異常と同時に、心臓のルーピング逆位を含む、様々なタイプの心奇形を高頻度に呈していることを見出した。私は平成19年度、Man1欠損による心奇形発症の原因の1つとして、Man1と左右非対称制御メカニズムの関係に注目し解析を行い、次のような研究成果を得ることが出来た。Man1変異胚における左右軸マーカーNoda1およびNoda1下流因子(Lefty1/2, Pitx2)の発現パターンを全胚in situハイブリダイゼーション法によって調べた結果、これら左右軸マーカーは、いずれも胚の両側で発現し、かつ強く発現していた。またNoda1 co-receptor、cripto/crypticの発現量も上昇していた。側板中胚葉(lateral platemesoderm, LPM)におけるNoda1の発現は、通常、2体節期の結節(node)近傍、後方LPMで初めて認められ、その後、Noda1の自己誘導活性によって前方へとその発現領域が拡がっていく。しかし欠損胚では、2体節期、既に前方LPMで異所的なNoda1の発現が観察された。以上より、Man1がNoda1シグナル制御を介して左右軸形成に関与していることを示唆したと同時に、初期体節期のマウス胚前方領域には、現行の左右軸形成モデルだけでは説明できないNoda1誘導シグナルXが存在し、このシグナルをMan1は負に制御することで、正常な左右軸形成に関わる可能性が示唆された。Manlは核膜内膜に局在する蛋白質で、TGFβシグナルに対する負の制御因子である。本研究では、Manl欠損マウスを作製し、その表現型解析を行った結果、その欠損マウスは心管のルーピング逆位を含む、様々なタイプの心奇形を高頻度に呈することを見出した。左右軸マーカーであるNodal、およびその下流因子(Lefty1、Lefty2、Pitx2)の発現パターンを調べた結果、これらマーカーは、いずれも両側の側板中胚葉で強く発現しており、左右非対称性を失っていることが観察された。通常、側板中胚葉におけるNodalの発現は、2体節期の結節(node)近傍の左後方側板中胚葉で初めて認められ、その後、Nodalの自己誘導活性によって前方へとその発現領域が拡がっていく。しかしManl欠損胚では、2体節期、既に前方の側板中胚葉で異所的なNodalの発現が認められた。この異所的な発現が、これまで考えられてきた「node由来のNoda1シグナル」に起因するかを調べるために、Manl欠損マウス(Man1^<Δ/+>)とNodalhypomorphic変異マウス(Nodal^<neo/+>)を交配させ、得られたダブルホモ胚(Manl^<Δ/Δ> ; Nodal^<neo/neo>)についてNodalの発現を調べた。その結果、ダブルホモ胚ではnode由来のNodalシグナルが存在しないにも関わらず、依然Nodalの発現が両側の側板中胚葉で観察された。従って、Manlは胚の前方からのNodal誘導能を持つシグナルXを負に制御することで、正常なNodalシグナルの発現制御(=左右非対称性の確立)に貢献している可能性が示唆された。以上の研究成果は、Developmental Dynamics誌(2008年237巻12号)に掲載された。また研究成果の新規性が評価され、後日改めて同雑誌のHighlightでも紹介された(2009年238巻4号)。
三叉神経領域の痛覚日内変動機構の解明 ‐効果的な時間薬物療法の確立に向けて‐

1990年代以降、体内時計機構の研究の進歩とともに、痛覚の日内変動に関する報告がなされてきた。しかし、繊細な感覚機能が集積している口腔顔面領域を支配する三叉神経系に関するものは認められない。また、臨床上、当該領域における炎症性侵害受容性疼痛や神経障害性疼痛に対する薬物療法で、効果が十分得られない場合が散見される。そこで本研究では、急性持続性疼痛の動物モデルを用いて、三叉神経支配領域の疼痛関連行動および侵害受容に関わるタンパク質の発現の日内変動を解析し、さらには日内変動を考慮した鎮痛剤の投与法(時間治療学的投与法)開発の可能性について検索することを目的としている。今年度は、マウスの活動期である暗期において、三叉神経第二枝領域における、侵害受容性疼痛モデルの作製、及び痛覚を定量化する測定系の確立を行った。10週齢の雄性マウスを実験ケージに1匹ずつ入れてしばらく馴らした後、用手的に左側上口唇(三叉神経第二枝領域)にホルマリン(5%、10μl)を皮下注射し、薬剤投与後45分間を第1相(0-9分)と第2相(10-45分)に分け、疼痛関連行動を評価した。これらの作業は、暗視スコープを用いて、完全な暗闇の中で行い、光暴露による体内時計の狂いが生じないよう細心の注意を払って遂行した。次に、行動観察を終えたマウスを灌流固定し、脳を取り出した後、凍結スライス切片を作成し、免疫組織化学染色によりターゲットタンパク(c-Fos)の発現動態を観察した。最後に、昨年度までに得られた明期でのデータと今年度得られた暗期でのデータについて比較検討を行った。その結果、ホルマリン注射によって認められた疼痛関連行動は、明期と比較して暗期で有意に長く、三叉神経脊髄路核尾側亜核において観察された疼痛関連タンパクのc-Fosも明期と比較して暗期で有意に多かった。これらの成果を国際学会において報告した。本研究「三叉神経領域の痛覚日内変動の解明-効果的な時間薬物療法の確立に向けて-」は大阪大学で実施予定であったが、実施責任者の異動にともない異動先で展開することとなった。そのため、今年度は当分野の共同研究者が大阪大学に出向し、研究場所移転のため以下に示す3点を中心に研究準備を行った。1)時間生物学的な実験を行う上で必要となる知識と技術の習得:マウスの内因性リズムの周期は約23.7時間であるが、光刺激によってそのリズムを地球と同じ24時間に同調させている。このように光刺激は強力な環境因子であるが、それゆえマウスが活動期の暗期に光暴露されると、それだけで体内時計は狂い、いわゆる時差ボケの状態となる。また、光と同様に給餌条件も重要であり、マウスの概日リズムに影響を与えることが知られている。このように何気ない飼育環境の条件やイベントが、マウスの睡眠・覚醒に加え、脳波やホルモン分泌、体温、血圧などの生命活動全般にわたるリズムに影響を与えうるため、時差ボケ状態のマウス用いて定時に疼痛評価を行っても全く意味をなさない可能性が生じる。このような状況を回避するため、適切な飼育方法を理解し、習得することに努めた。2)Cry1/Cry2ノックアウトマウス維持のための環境整備:本研究では時計遺伝子のCry1およびCry2ノックアウトマウスを用いる予定であるが、このマウスを大阪大学より当施設へ搬入し、本実験を開始できる状態とした。3)関連実験や予備実験の遂行:摂食のタイミングとサーカディアンリズムとの関係を検討し、その成果を関係学会で発表した。また、予備実験として三叉神経系における時計遺伝子の発現を検討したところ、明瞭な日内変動が観察された。下記の2点について、出向先の大阪大学で実験を行った。1.関連実験-摂食タイミングを制御するサーカディアンリズム:夜行性のマウスは活動期の夜間に摂食行動をするが、この摂食のタイミングに合わせて関連する生理機能も日内変動を示す。一方、一日の摂食タイミングを昼間の一定時間に制限することで、給餌時刻前に新たな行動・内分泌リズムが形成されることが知られている。今回は、時間制限給餌条件に対する給餌前行動の特性を明らかにし、同行動特性に対して、様々な生理機能に変容をきたす加齢の影響について調べた。その結果、摂食タイミングと給餌前行動はサーカディアンリズムの特性を示し、これらのリズムは、視交叉上核によって制御される通常の夜行性リズムから乖離することが明らかになった。また、加齢によって、外的な環境変化に対しての適応性が弱まるということが示された。2.予備実験-三叉神経系における時計遺伝子(per2)発現の日内変動の解析:時計遺伝子の1つであるPer2遺伝子にホタルの発光酵素であるルシフェラーゼを挿入したノックインマウスは、発光基質であるルシフェリンを加えることによって目的とする部位の発光を計測することができる。このマウスを用いて、視交叉上核及び三叉神経系のPer2遺伝子の発現を解析したところ、明瞭な日内リズムが観察された。本実験に関しては、使用予定のCry1/Cry2ノックアウトマウスを大阪大学より当施設へ搬入し、環境整備が完了した。

また、臨床上、当該領域における炎症性侵害受容性疼痛や神経障害性疼痛に対する薬物療法で、効果が十分得られない場合が散見される。そこで本研究「三叉神経領域の痛覚日内変動の解明-効果的な時間薬物療法の確立に向けて-」では、急性持続性疼痛の動物モデルを用いて、三叉神経支配領域の疼痛関連行動および侵害受容に関わるタンパク質の発現の日内変動を解析し、さらには日内変動を考慮した鎮痛剤の投与法(時間治療学的投与法)開発の可能性について検索することを目的としている。昨年度は、本研究を実施責任者の異動先で展開するための準備期間として要したが、今年度からは本格的に研究を開始した。まず、時間生物学的な実験を行う上で、当研究室のみで単独使用できる動物室を確保し、厳密な光・温度・湿度条件の管理下にて、Cry1/Cry2ノックアウトマウスを含む実験用マウスを維持できる環境を整備した。マウスを飼育する際の些細な環境の変化やイベント(暗期における光暴露や餌・水切れなど)が、マウスの生命活動全般にわたるリズムに影響を与えうるため、定時に疼痛評価を行う上で、これらの条件を厳密に管理することが実験の第一歩として必須だからである。その上で、学内研究会において「急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析」のタイトルで、今年度の研究成果発表を行った。さらに、関連する研究として、「三叉神経節における時計遺伝子発現」について解析後、三叉神経系における痛覚との関連を検討し、その成果を日本歯科麻酔学会で報告した。昨年度は研究実施責任者の異動に伴い研究準備期間として要したため、研究開始が約1年遅れたが、今年度は本格的に研究を開始し、下記の成果について報告を行った。1.「急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析」:まず、三叉神経第二枝領域における、侵害受容性疼痛モデルの作製、及び痛覚を定量化する測定系の確立を行った。10週齢の雄性マウス(C57BL/6J Jms Slc、日本SLC)を実験ケージに1匹ずつ入れてしばらく馴らした後、用手的に左側上口唇(三叉神経第二枝領域)にホルマリン(5%、10μl)を皮下注射し、薬剤投与後45分間、疼痛関連行動(PRB;pain-related behavior; lifting、biting、guarding、など)の行動回数や持続時間を評価した。また、そのマウスを灌流固定し、脳を取り出した後、凍結スライス切片を作成し、免疫組織化学染色によりターゲットタンパク(c-Fos)の発現動態を観察した。その結果、明期においてはホルマリン注射によって、疼痛関連行動が認められ、三叉神経脊髄路核尾側亜核において疼痛関連タンパクのc-Fosの発現を観察することができた。さらに、現在は同実験を暗期(マウスの活動期)で行うための環境設定を行っている最中である。2.「三叉神経節における時計遺伝子の発現について」:時計遺伝子の1つであるPer2遺伝子の発現を、発光強度にて評価する方法がある。今回はこの手法を用い、三叉神経節における時計遺伝子発現の日内変動を検討し、三叉神経系における痛覚との関連を検討した。その結果マウスの三叉神経節において、時計蛋白PER2の発現には明瞭な日内変動が観察された。また、免疫組織化学法により、このPER2を発現しているニューロンは痛覚の伝達に関与するとされるCGRPと共存することも明らかとなった。1990年代以降、体内時計機構の研究の進歩とともに、痛覚の日内変動に関する報告がなされてきた。
ハイドライド気相成長法による低転位非極性面GaN基板の作製技術 の開発

ハイドライド気相成長法を用いて、高効率発光素子材料として期待される非極性{10-11}面、{11-22}および{20-21}面GaN基板の作製を行った。基板の作製には我々の独自技術であるサファイア加工基板上結晶成長技術を用いた。{10-11}面GaNでは厚膜化に伴い、欠陥密度が急激に減少することが明らかになった。サファイア加工基板上と従来サファイア基板上において、厚膜成長した際の自発分離機構を明らかにした。最終的には発光ダイオードを試作し、我々が作製したGaN基板がデバイスレベルで利用可能であることを示した。本研究は、III族窒化物半導体を用いたあらゆる光・電子デバイスに関わる最重要かつ未解決の「無欠陥(転位)GaN基板実現」という課題の中で非極性面GaN薄膜の欠陥抑制扶術を構築することを目的とした。そこでは、申請者グループの独自技術であるサファイア加工基板上の非極性GaN薄膜の成長技術を発展させ、新たにハイドライド気相成長(HWPE)法を導入し低転位(10^6cm^<-2>)非極性面GaN基板の作製を図った。はじめに、様々な面方位(C面、{10-11}、{11-22}、{20-21}面)にGaN層を成長させ、転位の挙動を観察した。結果として、{10-11}面において最も転位密度が減少する傾向が見られた。そのときの転位の挙動は次のようなものであった。下地層でストライプ状に密集していた転位が正WPE成長層において分散する。成長膜厚の増加に伴い、転位が対消滅によって減少する。基板の厚さとして利用できる約500μmまで{10-111面で成長させた場合、3x10^8cm^<-2>から約1x10^7cm^<-2>まで減少した。この減少割合は、c面のそれと同等であった。得られた結果は、国内学会にて発表し(2件)、現在論文執筆中である。また、転位の低減技術としては、流量変調エピタキシーの検討を始めている。一方、GaN基板作製に必須となるサファイア基板とGaN層の分離に関しては計画を前倒しし、c面および加工サファイア基板の両方の場合を検討した。c面では、成長膜厚と成長後の冷却速度を適切に設定することで、2インチGaN基板を得られることを実証した。加工サファイア基板上の場合は、約1mmのGaN層を成長した場合には、面方位に関わらず、サファイア/GaN界面でサファイア基板の大部分が剥離することが実験的に確かめられた。c面の分離機構に関しては特許を出願した。ハイドライド気相成長(HVPE)法を用いて、高効率発光素子材料として期待される非極性{10-11}面、{11-22}および{20-21}面GaN基板の作製を行った。まず、{10-11}面GaNでは厚膜化に伴い、欠陥密度が急激に減少することを明らかにした。初期状態では、転位がストライプ状に密集したのに対し、HVPE成長による厚膜化を行うと、転位が分散しながら減少していくことを確認した。転位密度は、{10-11}面において典型値1x10^7 cm^-2、さらに最も低い所では7x10^6 cm^-2であり、本研究目的で掲げた目標を達成した。次に、サファイア加工基板上と従来サファイア基板上において、厚膜成長した際の自発分離機構の違いを明らかにした。すべての面方位において、数100 um以上の成長に伴い、サファイア加工基板とGaN層の界面において自発分離の兆候が見られた。この結果は、GaN層中で分離するc面の場合とは明らかに異なり、成長したすべてのGaN層を基板として用いることができる。本研究で実証した加工基板を用いた非極性面GaNの自発分離は、これまで報告例がないことから、非極性面GaN基板の作製のための重要な知見が得られたといえる。最後に、成長条件の最適化・基板研磨を行い、デバイス化を実証した。成長前段階で、SiO2ストライプマスクを形成し、HVPE成長を行った。異常成長部の核となる部分をSiO2ストライプマスクによって止めることにより、基板全面に渡って平坦なGaN層を得ることに成功した。このうち{20-21}面については研磨を行い、緑色LEDを試作した。特性の典型値として、駆動電圧V=4.2V(20 mA時),理想因子n=6.5,直列抵抗Rs=30 Ωを得た。

以上のことから、本手法で作製したGaN基板がデバイスレベルで利用可能であることを実証することができた。特定の面方位を有する加工基板上GaNのハイドライド気相成長によって非極性面の転位密度を、3x10^8cm^<-2>から現状で1x10^7cm^<-2>まで大幅に低減することができることを見いだした。申請時に掲げた10^6cm^<-2>台という目標に対してもう一歩のところまで来ている。また、基板作製に必要となる基板分離技術も確立しつつ有り、おおむね計画通り川頁調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は(1)ヒロックの原因の究明と抑制方法の開発、(2)流量変調エピタキシー(FME)を用いた低転位化に取り組む。(1)に関しては、成長極初期の状態を観察する。具体的には透過型電子顕微鏡を用い、ヒロック部の断面構造を調べることにより、ヒロックの起源を明らかにする。また、温度とヒロック密度、ヒロックサイズの間にどのような関係があるかも併せて調べる。(2)に関しては、成長初期段階で転位の向きを、成長方向から、面内方向へ積極的に屈曲させる方法を検討する。具体的には、V/III比を変調することにより、三次元成長と二次元成長を交互に繰り返す。三次元成長の後に二次元成長により平坦化することにより、転位を横方向に伸ばし、転位の対消滅の確率を上げる。上記の方法を含め、成長条件の最適化を行っても、発光ダイオードの活性層を作製するに十分な平坦性が得られない場合には表面研磨の検討を進める。
熱分解ガス化-改質によるリサイクルプロセスにおける環境安全

本研究では、ガス化プロセスにおける環境負荷またはガス利用阻害物質の発生挙動とそれに対する影響因子の解明を行い、有効なガス精製プロセスを開発することを目的とした。19年度は、ニッケル系改質触媒と酸化カルシウム(CaO)を複合的に利用したガス化-改質プロセスにおいて水素ガス等の主要成分とともに生成するダイオキシン類、多環芳香族化合物(PAH)および揮発性有機化合物(VOC)の発生特性解明と抑制技術に関する研究を詳細に行った。廃木材またはRPF(紙-廃プラスチック由来燃料)試料という異なる原料をガス化対象に用いて、改質触媒層の再生行程の影響を試験する条件のもとに熱分解と改質両プロセスによる物質挙動を把握した。その結果、木質バイオマスの場合ダイオキシン類は全般的に生成濃度が低いこと、一方RPFを用いる場合には、ガス化ガス中には0.8ng-TEQ/m^3_Nを超える濃度で含まれるが改質後は1/4以下の濃度に低下することが示された。これに対し、PAHはガス化および改質プロセス後ともに1mg/m^3数百mg/m^3_Nにわたる広い濃度範囲で存在し、低酸素雰囲気下で生成しやすい物質群であることが改めて明らかになった。さらにRPFを原料としてガス化-改質した場合、数千ppmのベンゼンが生成することから改質ガス中に高濃度で含まれるVOCを水素添加触媒により低減する方法について検討した。模擬ガスを用いてニッケル系触媒の試験を行ったところ、300°C程度で3,500ppmのベンゼンの全量がメタンに変換でき、模擬ガス中に水分やVOC(エチレン、プロピレンなど)が共存した場合でも全量のベンゼンおよび共存VOCがメタンに変換できることを明らかにした。改質炉から排出されたガスの温度が低下した場合でも、タールの生成抑制および発電等における被毒成分の低減が可能なガス精製方法に関する知見を明らかにした。熱分解ガス化-改質プロセスという水素製造をねらいとした低酸素ポテンシャル雰囲気における種々の環境負荷物質発生挙動の解明を目的とし、原料供給系、ガス化-改質用反応管、水蒸気・酸素注入系からなる実験装置を用いて、廃木材、RDFまたはRPFを原料に用いた各種実験を行った。これら原料の種類とともに、ガス化-改質工程に関する比較的低い温度設定(650850°C)、水蒸気注入(水蒸気/炭素量比8程度まで)、酸素の注入(理論燃焼酸素量比0.2程度まで)に関する操作条件、改質触媒の適用等のプロセス操作因子との関連性の観点から検討した。その結果、揮発性有機化合物(VOC)としては、エチレン、エタンほか炭素数24の低級炭化水素(アルカン、アルケン)およびベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン類等の芳香族および塩素化芳香族化合物等の生成が認められた。一方ダイオキシン類が低酸素雰囲気においても生成し、これについてはガス化-改質温度が高温になるほど低減する温度依存性が明瞭に認められた。また、硫化水素の生成も認められた。いずれの物質の発生挙動も温度、水蒸気、酸素の影響を複合的に受けること、ニッケルを主とし酸化カルシウムを含む改質触媒等の適用によって発生抑制が効果的に達成できる可能性があることを明らかにした。このことから、ガス化-改質に基づく廃棄物リサイクルプロセスを環境に対して安全な技術とする観点から、今後さらに詳細な実験およびより有効な対策技術への展開をはかる基盤的データを得た。一方、上記環境負荷物質のうちダイオキシン類を除く比較的高濃度の物質の発生挙動に関し、原料として供する廃棄物の元素組成、物質個々の熱力学データおよびガス化-改質の操作条件等を入力パラメータとして、化学平衡計算によって生成ガス組成を出力とするシミュレーションを行い、上記実験データの妥当性を検証した。

本研究では、廃棄物の低酸素雰囲気下での熱分解ガス化-改質プロセスにおける環境負荷物質の発生挙動と影響因子等を解明し、有効な対策要素技術を提示し環境安全に資することを目的とする。18年度は、ガス化-改質による水素ガス生成に有効なニッケル(Ni)系触媒と酸化カルシウム(CaO)を組み合わせたプロセスにおけるダイオキシン類と多環芳香族化合物(PAH)および揮発性有機化合物(VOC)の発生特性に関する実験研究を前年度に続き詳細に行った。廃木材、RPF試料などを対象としたガス化工程および触媒充てん層を含む改質工程での物質除去特性の把握を行い、さらに後段に設けたチタン-バナジウム触媒による上記汚染物質の分解除去性について検討した。その結果、ダイオキシン類はガス化-改質工程が低酸素条件であることから全般的に生成濃度は低く、また触媒による除去も有効に働くこと、一方で、炭素と水素のみからなるPAH個別化合物はガス化工程後で数μg/m^3数十mg/m^3にわたる広い濃度範囲で存在し、低酸素プロセスでの生成に留意する物質群であることが明らかになった。ガス化から改質問でこれらPAHは低減するが、チタン系触媒による低減はあまりないことが示された。ガス化工程での低減機構は、主としてNi系触媒による分解作用とCaOのもつその促進効果によるものと推測された。また、分解の困難なVOCのベンゼンを効果的に分解可能と期待される白金(Pt)-アルミナ系触媒の適用に関し、ガス化-改質工程であることによる低酸素条件での分解特性を温度との関係で明らかにした。すなわち、酸素濃度0.5vol%の雰囲気でも700°Cにおいて95%以上の分解率となり、これは触媒適用のない場合の約10%と比較すると格段に向上することを示した。本研究では、ガス化プロセスにおける環境負荷またはガス利用阻害物質の発生挙動とそれに対する影響因子の解明を行い、有効なガス精製プロセスを開発することを目的とした。19年度は、ニッケル系改質触媒と酸化カルシウム(CaO)を複合的に利用したガス化-改質プロセスにおいて水素ガス等の主要成分とともに生成するダイオキシン類、多環芳香族化合物(PAH)および揮発性有機化合物(VOC)の発生特性解明と抑制技術に関する研究を詳細に行った。廃木材またはRPF(紙-廃プラスチック由来燃料)試料という異なる原料をガス化対象に用いて、改質触媒層の再生行程の影響を試験する条件のもとに熱分解と改質両プロセスによる物質挙動を把握した。その結果、木質バイオマスの場合ダイオキシン類は全般的に生成濃度が低いこと、一方RPFを用いる場合には、ガス化ガス中には0.8ng-TEQ/m^3_Nを超える濃度で含まれるが改質後は1/4以下の濃度に低下することが示された。これに対し、PAHはガス化および改質プロセス後ともに1mg/m^3数百mg/m^3_Nにわたる広い濃度範囲で存在し、低酸素雰囲気下で生成しやすい物質群であることが改めて明らかになった。さらにRPFを原料としてガス化-改質した場合、数千ppmのベンゼンが生成することから改質ガス中に高濃度で含まれるVOCを水素添加触媒により低減する方法について検討した。
市町村合併が危機管理対応にもたらす影響評価モデルの構築

本研究は,平成の市町村合併政策が,自治体の危機管理対応に与える影響を明らかにし、合併に伴う諸課題あるいは効果の同定、合併を危機管理政策上のメリットとして生かしていくための対応手法を明らかにした。2011年に発生した東日本大震災ならびに2013年に発生した豪雨災害の被災地を対象に、エスノグラフィー調査手法を用い調査を実施した。合併後の行政機能の分担方法により、合併前後の防災機能に大きな差が生じていること、とりわけ本庁と各支所の危機管理対応に関する権限の明確化、本庁と各支所の役割を重層的に見直すことが重要な課題となっていることが解明された。昨年度に引き続き、平成の合併で複数の自治体が一つとなったケースに着目し,東日本大震災発生以降の様々な災害対応に合併が及ぼした影響を分析することとした。具体的には各自が東日本大震災の被災地をフィールドとして、現地調査を行い研究を進めた。本庁には災害対策本部、各総合支所には各々災害対策支部が設置されるが、災害対策本部と災害対策支部の関係性や意思決定の仕組みが不明確であった。東日本大震災時における災害対応において、市町村合併に伴い生じた課題ならびにもたらされた効果を検証し、震災対応上の影響を分析した結果、以下のことが明らかとなった。1)本庁には災害対策本部、各総合支所には各々災害対策支部が設置されるが、災害対策本部と災害対策支部の関係性や意思決定の仕組みが不明確であった。2)上述したことに伴い、総合支所間の避難者受入、避難所や仮設住宅用地の調整、職員の応援派遣などに関して、本庁(災害対策本部)での調整機能が充分に発揮されなかった。3)直後の被害調査や被災者対応窓口業務のあり方などに関して、本庁(災害対策本部)で統一した指示が出されなかった。4)各総合支所においては、管内住民に対する対応が前提であり、地区外住民への対応をどこまで実施すべきか、事前に明確に定められていなかった。5)本庁は、全市的な災害対応と管内(旧石巻市)の被災者対応の二重の業務を担う必要があったために、多大な労力を要した。6)合併から数年目に発生した東日本大震災の災害対応を通じて、今後、各総合支所の個別の災害対応能力の向上とともに、本庁と各総合支所の役割を重層的に見直し、それに沿った訓練を積み重ねていくことが必要である。平成の合併が自治体の危機管理機能に与えた影響を把握するために、静岡県下の自治体に対するアンケート調査を分析した結果、本庁以外の支所・出張所での危機管理担当職員数の大幅な減少、防災行政無線の周波数の不統一、市域拡大に伴う災害危険要因の多様化などの課題が明らかとなった。さらに東日本大震災の被災地である石巻市の災害対応において1)本庁と各支所の災害対策本部の関係性や意思決定の仕組みが不明確であった。2)支所間の避難者受入れ、避難所や仮設住宅用地の調整、職員の応援派遣などに関して、本庁での調整機能が十分に発揮されなかった。3)直後の被害調査や被災者対応窓口業務のあり方などに関して、本庁から統一した指示が出されなかった。4)各支所においては、管内住民に対する対応が前提であり、地区外住民への対応をどこまで実施すべきか、事前に明確に定められていなかった。5)本庁は、全市的な災害対応と管内の被災者対応の二重の業務を担う必要があったために多大な労力を要したことが明らかとなった。また平成25年に発生した豪雨災害をケースとして、秋田県仙北市、山口県萩市を対象に影響分析を行った。合併後の行政機能の分担方法は1)市役所の機能を複数の庁舎に分散、2)本庁と各支所に各々行政機能を持たせる、3)本庁に行政機能を集中し各支所は窓口業務を含む一部の機能を持たせる、に分類される。仙北市は1)、萩市は2)の方式を採用している。仙北市では災害対策本部会議の運営や、情報共有などの対応に関して、物理的距離の隔たりが大きな障害となった。萩市では各支所ごとに方面災害対策本部を立ち上げ、住民への避難勧告・指示も各支所長が発令する権限を有しているなど、合併前とほぼ同様の防災機能を有しており、大きな混乱は生じなかった。本庁と各支所の危機管理対応に関する権限の明確化、本庁と各支所の役割を重層的に見直すことが求められる。本科研費の申請を行った時点では,その数ヵ月後に東日本大震災が発生することは予想だにしなかった。本災害はこれまで我が国が体験した災害の中でも未曽有の被害をもたらし,平成の大合併により新たに生まれた多くの都市を直撃することとなった。そこで,当初の計画を修正し,平成の合併で複数の自治体が一つとなったケースに着目し,東日本大震災発生以降の様々な災害対応に合併が及ぼした影響を分析することとした。

重川・田中は,1市5町6が合併した石巻市を対象とし,旧石巻市役所におかれている本庁,旧5町の町役場におかれている総合支所を対象とし,震災発生当時の災害対応責任者らに対するエスノグラフィー調査を実施し,本庁と支所との役割分担,合併が及ぼした利点と課題の分析を実施した。河本は,自治体の広域連携の観点から,静岡県が派遣した県内市町村の大槌町ならびに山田町に対する広域応援の現状分析を実施し,複数の都市が連携する際の応援・受援の課題の抽出を行った。木村は1市1町が合併した岩手県大船渡市に複数回滞在し,参与観察調査を通じ災害後の地域コミュニティの復興過程の変容を記録した。その結果今年度は,東日本大震災という未曽有の危機事象発生時における,新自治体の危機管理対応プロセスを把握し,自治体・住民双方の視点から,合併が危機管理対応に与えた影響を分析し、効果ならびに問題点の同定を行った。とりわけ,合併後の自治体の危機管理対応に関する枠組みに生じた構造変化が,震災直後の緊急対応期においては組織の意思決定の場面において,本庁と支所(旧町役場)間に二重構造化を生み,各々が独立した意思決定をせざるを得なかった現状が明らかとなった。一方,支所相互が機能を分担し,被害激甚な地域に対する相互補完や支援の実施など,合併がもたらした災害対応上の効果も明らかとなった。本研究着手直前に東日本大震災が発生したことにより,研究課題である市町村合併が自治体の危機管理対応に与える諸課題あるいは効果を,現実の危機事象を対象として検証することとなった。災害の規模が大きいために、調査対象地域も限定されてはいるが、各自が特定のフィールドにおけるエスノグラフィー調査を継続することにより、予想もしなかった未曽有の大災害時に災害対応の現場(自治体)で発生している事実を丁寧に記録し続けており、その観点では,当初に設定した目的に関し,おおむね順調に進展していると考えられる。9で述べたとおり,研究着手直前に東日本大震災が発生したことにより,研究課題である市町村合併が自治体の危機管理対応に与える諸課題あるいは効果を,現実の危機事象を対象として検証することとなった。その観点では,当初に設定した目的に関し,おおむね順調に進展していると考えられる。東日本大震災発生から2年が経過したため、復旧復興のフェーズに分析対象を拡大するとともに、災害時の自治体広域応援の視点を含め、最終成果に向けて議論を進める。初年度は,東日本大震災発生時の緊急対応期(発災から概ね3カ月間)を対象とした調査分析を行ったが,今後は,応急対応期復旧復興のフェーズに分析対象を拡大し,市町村合併が危機管理対応プロセスに及ぼす影響評価を行っていく。次年度は、復旧復興のフェーズに分析対象を拡大するとともに、災害時の自治体広域応援の視点を含め、最終成果に向けて議論を進めていくため、現地調査ならびにグループインタビュー調査、ワークショップ開催などを計画している。このため物品費として、調査内容の記録やワークショップ開催用の消耗品を購入する予定である。また、旅費として、現地調査ならびにグループインタビュー調査、ワークショップ開催などを実施するための研究メンバーの旅費を予定している。さらに、被災した自治体の災害対応に関わる各種資料等の資料整理ならびにデータ入力をおこなうための謝金を予定している。その他インタビュー調査で得られた音声の証言記録を文字化するための経費ならびに、報告書印刷費を予定している。
ゲノムサイエンス:ヒトゲノム解析に基づくバイオサイエンスの新展開

本研究は平成2-12年度に行われた特定領域研究「ゲノムサイエンス」の研究成果をまとめ、公表し、我が国のゲノム解析計画を新段階へと発展させることを目指すものである。そこでは「ヒトゲノムの構造解析」、「ゲノムの機能解析」、「ゲノムの生物知識情報」の3項目を中心に各々に成果を取りまとめ、公開シンポジウムなどを通して社会にゲノム研究の現状、意義と今後の展望を示すことを目標とした。研究成果の報告書は、既に平成12年度の研究成果報告と共に5年間のまとめを合わせて研究成果報告書として世に出したので、今年度は公開シンポジウムに焦点をあてて研究成果を社会に公開することとした。公開シンポジウムは日本科学未来館の協力のもと、関東一円の中高生を中心に若者世代を対象として行われ、約300名が参加した。「ゲノムから見たヒト」、「ゲノム科学の医学への応用」、「ゲノムから見た発生分化」などをテマとした。講演と共にパネル討論会も開催した。また未来館長の毛利衛氏の挨拶も頂いた。この公開シンポジウムの企画は文科省ヒトゲノム計画の中核となる本研究班の班会議で決定されたが、その内容は、我が国のバイオサイエンス全般、特に多くの国民の健康に直接かかわる疾患の医学研究の発展にとっても重要なものであり、その社会的意義、必要性、緊急性はきわめて大きいと言える。本研究は平成212年度に行われた特定領域研究「ゲノムサイエンス」の研究・成果をまとめ、公表し、我が国のゲノム解析計画を新段階へと発展させることを目指すものである。そこでは「ヒトゲノムの構造解析」、「ゲノムの機能解析」、「ゲノムの生物知識情報」の3項目を挙げ、各々に成果を取りまとめ、公開シンポジウムを開催し、今後への展望を示した。公開シンポジウムの企画は文科省ヒトゲノム計画の中核となる本研究班の班会議で決定された。その内容は我が国のバイオサイエンス全般、特に多くの国民の健康に直接かかわる疾患の医学研究の発展にとっても重要なものであり、その社会的意義、必要性、緊急性はきわめて大きいと言える。本研究ではゲノムサイエンス研究の推進を図るため以下の活動を行った。(1)総括班会議の開催:年度の始めに重点領域研究『ゲノムサイエンス』の進め方を協議した。また、年度の終わりに年間活動の評価と総括を行った。(2)班会議の開催:班員間の情報や技術の交流を図り、研究がより計画的に進むように各班ごとに研究成果の発表を行った。(3)ニュースレター・名簿の発行:班員間の情報交換、及び本重点領域研究の成果の一般への普及を図った。(4)公開シンポジウムの開催:本重点領域研究の最も著しい成果を広く社会に伝えるため、九課題の研究発表を行った。(5)小冊子『ゲノムサイエンス』の発行:ゲノム計画の現状を高校生など若い世代に知ってもらうためにゲノム研究の広報冊子を作成した。(6)研究資材の整備:本研究の推進に必要とされる細胞株やDNAを収集し、研究者に提供した。また資材提供の協力を要請するパンフレットを作成した。(7)特定課題の研究推進:計画研究のうち特に急いで推進が必要な課題について研究費の特別支援を行った。(8)海外情報収集:ゲノムサミットへの出席および海外の主要ゲノム会議に出席した班員に依頼して海外の動向を調査した。本研究ではゲノムサインス研究の推進を図るため以下の活動を行った。(1)総括班会議の開催:年度の始めに重点領域研究「ゲノムサイエンス」の進め方を協議した。股、年度の終わりに年間活動の評価と総括を行った。(2)班会議の開催:班員間の情報や技術の交流鵜を図り、研究がより計画的に進むように各班ごとに研究成果の発表を行った。(3)ニュースレター・名簿の発行:班員間の情報交換及び本重点領域研究の成果を一般への普及を図った。(4)公開シンポジウムの開催:本重点領域研究の最も著しい成果を広く社会に伝えるため、6課題の研究発表及び特別講演「ユネスコヒトゲノム人権宣言」を行った。(5)小冊子「ゲノムサイエンス」の発行:ゲノム計画の現状を高校生など若い世代に知ってもらうためにゲノム研究の広報冊子を作成した。(6)ジャーナリストのためのチュートリアル:ゲノム計画の現状を社会に広く理解してもらうために約70名のジャーナリストを対象にチュートリアルを行った。(7)研究資材の整備:本研究の推進に必要とされる細胞株やDNAを収集し、研究者に提供した。(8)特定課題の研究推進:計画研究のうち特に急いで推進が必要な課題について研究費の特別支援を行った。(9)海外情報収集:枯草菌ゲノム国際会議への出席及び海外の主要ゲノム会議に出席した班員に依頼して海外の動向を調査した。(1)総括班会議の開催:年度の始めに特定領域研究「ゲノムサイエンス」の進め方を協議した。又、年度の終わりに年間活動の評価と総括を行った。(3)ニュースレター・名簿の発行:班員間の情報交換及び本特定領域研究の成果を一般への普及を図った。(4)公開シンポジウムの開催:本重点領域研究の最も著しい成果を広く社会に伝えるため、8課題の研究発表を行った。(5)高校生のためのチュートリアル:ゲノム計画の現状を高校生など若い世代に広く理解してもらうために高校の先生及び高校生を対象にチュートリアルを行った。

(6)研究資材の整備:本研究の推進に必要とされる細胞株やDNAを収集し、研究者に提供した。(7)特定課題の研究推進:計画研究のうち特に急いで推進が必要な課題について研究費の特別支援を行った。(8)海外情報収集:微生物ゲノムに関する研究者の招へい及び海外の主要ゲノム会議に出席した班員に依頼して海外の動向を調査した。本研究ではゲノムサイエンス研究の推進を図るため以下の活動を行った。(1)総括班会議の開催:年度の始めに特定領域研究「ゲノムサイエンス」の進め方を協議した。又、年度の終わりに年間活動の評価と総括を行った。(2)班会議の開催:班員間の情報や技術の交流を図り、研究がより計画的に進むように各班ごとに研究成果の発表を行った。(3)ニュースレター・名簿の発行:班員間の情報交換及び本特定領域研究の成果を一般への普及を図った。(4)公開シンポジウムの開催:本重点領域研究の最も著しい成果を広く社会に伝えるため、研究発表を行い、200名あまりの参加者を得た。(5)高校生のためのチュートリアル:ゲノム計画の現状を高校生など若い世代に広く理解してもらうために高校の先生及び高校生を対象にチュートリアルを行った。(7)特定課題の研究推進:計画研究のうち特に急いで推進が必要な課題としてヒトゲノム1番染色体に特別支援を行った。(8)国際ワークショップの開催:本研究で開発された完全長cDNAの作成技術についての国際トレーニングコースを主催した。(2)班会議の開催:班員間の情報や技術の交流を図り、研究がより計画的に進むように合同班会議として全員で研究成果の発表を行った。(8)本年度が最終年度となるので、終了後の成果のとりまとめや今後の発展のさせ方について協議した。本研究は平成2-12年度に行われた特定領域研究「ゲノムサイエンス」の研究成果をまとめ、公表し、我が国のゲノム解析計画を新段階へと発展させることを目指すものである。そこでは「ヒトゲノムの構造解析」、「ゲノムの機能解析」、「ゲノムの生物知識情報」の3項目を中心に各々に成果を取りまとめ、公開シンポジウムなどを通して社会にゲノム研究の現状、意義と今後の展望を示すことを目標とした。
エキノコックス成虫cDNAライブラリーを基盤とした感染イヌ対策法の検討

北海道のエキノコックス症(多包虫症)は、住民の健康への脅威となっている。本症の実験的研究は、本症の解決に必須であるが、危険を伴うため情報が限られていた。我々は、感染リスクのある成虫ステージに着目し、特殊感染実験施設を用いて、新鮮なエキノコックス成虫のcDNAライブラリーを作成し、対策に有用な遺伝子と蛋白の探索を行った。その結果、1035個のクローンの塩基配列を決定し、その中から新規遺伝子emY162を発見、その有用性を実験的に検証した。北海道のエキノコックス症は、住民の健康への脅威となっている。多包条虫にとってイヌは好適な終宿主動物であり、人との密接な関わりから重要な感染源と考えられる。エキノコックス症における・イヌ対策は、その重要性にもかかわらず、感染の危険性から、実験的研究は制約があり、十分に検討されているとはいえない。我々は新たなエキノコックス対策法を構築するために、北海道立衛生研究所の特殊感染実験施設を用いて、本研究を開始した。初年度はイヌの診断、治療、予防等のエキノコックス症対策に有用なタンパク抗原の探索を目的に、多包条虫成虫からcDNAライブラリーの作製を行い、このcDNAライブラリーから、血清診断や感染防御に有用な抗原遺伝子のクローニングを試みた。継代維持している根室株多包条虫の原頭節をビーグル犬に経口投与し、成虫まで発育させ、mRNAを抽出し、これを鋳型にしてcDNAを合成した。cDNA組換えファージライブラリーを構築後、ランダムクローニングにより得られたコロニーから、プラスミドDNAを調製した。これらのcDNAの塩基配列を決定し、GeneBankのBLASTを用いて解析した。解析した501個のクローンのうち、既知遺伝子に類似性が認められる遺伝子を持つクローンは298個で、残りは類似性を認めなかった。これらのクローンのうちシグナル配列を持つ分泌・膜結合型の新規遺伝子emY162に着目し、感染終宿主動物の血清がこの蛋白に対して反応することを予測した。そこで、このクローンを用いて組換え蛋白を作製、多包条虫を感染させた犬の血清とウエスタンブロッティングを行ったところ、反応を認めた。多包条虫の寄生により、犬などの終宿主動物の血清中の特異抗体が上昇することが報告されている。これらの抗体を誘導する抗原は、終宿主動物の血清診断の抗原蛋白やワクチン候補として最も重要である。次年度はこの蛋白について実験動物を用いた検討を加えるとともに、他の遺伝子についても検討を加える。エキノコックス症における媒介動物対策は、その重要性にもかかわらず、実験実施者に感染の危険を伴うため、十分に検討されているとはいえない。初年度に、実験的に感染させたイヌから得た成虫を用いて作製した多包条虫成虫のcDNAライブラリーの中から、これまで報告のない新規のシグナル配列を持つ分泌・膜結合型のタンパク質をコードする遺伝子emY162を発見し、その構造を明らかにした。また感染イヌ血清中にこのタンパク質に対する抗体が誘導されることを認めた。本年度は、この遺伝子の有用性をさらに検討するため、実験的な検討を加えた。まず多包条虫虫卵をコトンラットに投与し、肝臓に形成された幼虫から抽出したmRNAを用いたRT-PCR解析を行い、この遺伝子が、成虫のみならず幼虫ステージにおいても発現していることを明らかにした。また、組換え蛋白を作製、BALB/cマウスに免疫し、イヌへの実験感染により得られた多包条虫の虫卵をこれらの免疫マウスへ感染させたところ、74.2%の感染抑制を認めた。これらの検証により、本遺伝子によって産生されるタンパク質が、人を含む中間宿主に対するワクチン効果があることを確認した。また、これらの実験結果は2報の学術論文および2報の学会発表として公表した。最終年度はさらにこの新規抗原の有用性を明らかにするとともに、新たなクローンについても解析を行う予定である。北海道におけるエキノコックス症(多包虫症)は、住民の健康への脅威となっている人獣共通寄生虫疾患である。エキノコックス症におけるイヌ対策は、その重要性にもかかわらず、感染の危険性から、実験的研究は制約があり、十分に検討されてこなかった。我々は新たなエキノコックス対策法を構築するために、北海道立衛生研究所の特殊感染実験施設を用いて、感染実験から新鮮なエキノコックス成虫を得、cDNAライブラリーを作成し、エキノコックス対策に有用な遺伝子と蛋白を得る事を目的に実験を開始した。成虫のtotal RNAは、ISOGEN法によりを抽出、この調整したtotal RNAからオリゴdtカラムを用いてファージライブラリーを構築した。このライブラリーについて、ランダムクローニングにより塩基配列分析をシークエンサーを用いて行い、最終的に1035個のクローンの塩基配列を決定した。

これらのクローンのうち分泌・膜結合型遺伝子である新規遺伝子emY162について組換え蛋白(EMY162)を作製し、多包条虫を感染させた犬の血清とウエスタンブロッティングを行ったところ、反応を認め、本EMY162組換え蛋白で免役したマウスが、虫卵感染に対してワクチン効果を誘導することを明らかにした(一部19年度成果)。更にワクチン効果のあると報告されている14.3.3遺伝子や、中間宿主感染の診断に有用なantigen B遺伝子についても成虫での発現を明らかにすることが出来た。これらの遺伝子の全容についての報告をまとめるとともに、一部の遺伝子のワクチン効果についての基礎的な検討を行った。これらの情報は、イヌエキノコックス対策において基礎的な情報として有用に活用されるものである。
バイオマスリグニン変換用水素化脱酸素触媒の開発

バイオマスリグニン由来成分の水素化脱酸素反応について、グアイアコールをモデル基質として検討した。多段プロセスと1段プロセスの両方を開発した。前者ではRh触媒、Ru触媒、Ir-ReOx触媒を順に用い、ナイロン原料となるシクロヘキサノールを良好な収率で得た。後者ではRu触媒と塩基助触媒を用いて高収率でシクロヘキサノールを得た。本研究課題では、グアイアコール(o-メトキシフェノール)を基質として主に用い、水素化・水素化分解によるシクロヘキサノール合成を行った。シクロヘキサノールへの合成ルートとして、(1) 1段反応による合成、(2)水素化触媒と水素化分解触媒を組み合わせた多段合成の2通りを試みた。(1)について、23年度ではCo系触媒を主に探索したが、触媒の安定性の問題があり24年度ではPt系およびRu系触媒の探索を行った。結果、担持Ru触媒と塩基を組み合わせることにより、1段で90%収率でシクロヘキサノールを得ることに成功した。この反応は文献での最高収率は70%以下であり、新たな含酸素官能基の除去反応としてバイオマス変換化学の進展に寄与するものであるまた、この触媒系は保存性や繰り返し利用の安定性にも優れており、mおよびp体のメトキシフェノールのメトキシ基除去にも適用できた。この結果は2013年3月の触媒討論会で発表し、近々論文として詳細を公表する予定である。(2)の反応について、香環の水素化、メトキシ基の水素化分解によるシクロヘキサンジオール合成、ジオールの水素化分解によるシクロヘキサノール合成の3段階で行った。本年度は最も困難であるジオールの水素化分解のステップについて有効なイリジウム-レニウム系触媒の反応の詳細を調査した。結果、本触媒が複数の反応機構で水素化分解が進行しうること、物質ごとの吸着特性の違いが反応の選択性に影響することを明らかにした。本研究での触媒解析は他の多くの脱酸素触媒の解析に貢献した。研究期間全体として、リグニンの資源化で重要なステップである、環に結合した含酸素官能基を部分的に除去する反応を2通り開発できたと言える。本年度は、グアイアコール(o-メトキシフェノール)の水素化・水素化分解によるシクロヘキサノール合成について中心的に研究を行った。シクロヘキサノールは石油化学における芳香族の主要な利用先であり、バイオマスからの代替合成の重要性は大きい。シクロヘキサノールへの合成ルートとして、(1)新規コバルト系触媒による1段合成、(2)貴金属触媒を組み合わせた多段合成の2通りを試みた。(1)では、シリカ担持コバルト触媒およびこれに少量の貴金属添加による修飾を行った触媒を使用し回分式反応装置により水素加圧下反応を行った。ヘプタン等の低極性溶媒を使用し水素圧1 MPa程度の条件が有効であり、最大で約90%の収率でシクロヘキサノールを得た。この収率はバイオマス由来物質からのシクロヘキサノール合成としては例がない。ただし、コバルト系触媒は活性な金属状態が不安定で、不動態化処理を施したとしても酸化劣化が起こりやすく触媒の長期保存での活性低下を起こすことも判明した。次年度では触媒の活性化の条件等を改良し安定な性能が得られる触媒系を開発する予定である。(2)では、芳香環の水素化、メトキシ基の水素化分解によるシクロヘキサンジオール合成、ジオールの水素化分解によるシクロヘキサノール合成の3段階で行った。最初の2段階は市販触媒である炭素担持貴金属触媒(ロジウム、パラジウム、ルテニウム)を用いることで良好に進行した。最後のジオールの部分水素化分解が最も困難なステップとなるが、研究代表者らによってグリセリン水素化分解用に開発してきたイリジウム-レニウム系触媒がこの反応にも有効であることを見いだした。この3段階の反応により、80%以上のシクロヘキサノール収率を得ることができた。次年度ではさらなる収率向上と3段階を2段階に減らす方策に着手する予定である。本研究の大目的であるリグニン由来物質の化学原料化について、シクロヘキサノールへの転換が可能であるめどがついた。ただし、一つの目標である芳香環を残したままのフェノール等への転換には至っておらず、進んでいる点と進んでいない点があることを踏まえおおむね順調とした。シクロヘキサノール合成については、1の項に記した通り、コバルト系触媒の改良と活性化の方法、および貴金属系触媒の組み合わせにより2段階での合成ルートの確立を行う。芳香族化成品(フェノール等)合成については、水素化を抑えるため高温が必要になることが予想されるため、高温(max. 300°C)対応の反応装置を23年度後半に導入し、触媒開発を進める体制を整えた。予備実験で活性を示したコバルト-レニウム系触媒等により24年度に開発を行う。24年度研究費は双方の実験で必要となる消耗品に主に使用する予定である。なお、23年度残額は3月末の学会への出張および参加費として使用済みである。