hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
秋田犬における臨床獣医学的および分子系統学的研究に基づく血統図の作成

犬は、寿命が十数年と人に比べて短く、純粋種の確立、血統保存が繁殖家により継続的に行われている。ゲノム解読も完了し、犬と他の生物種とのゲノム間比較ができ、犬は現在、哺乳類遺伝研究を行う上で、大きな利点をもつ。家庭犬はマウスと異なり、倫理的な問題を含め、実験的交配が中々困難である。その為、臨床獣医学的(形態的・遺伝的)特徴、遺伝子配列情報、STR多型情報を含む統合的な血統図は、遺伝的な解析にとって極めて重要である。本研究の目的は秋田犬を用いて統合的血統図を作成し、将来有用な遺伝的解析の為のモデルシスラムを構築することである。まず、遺伝的背景を示す臨床獣医学的に重要な表現型として毛色に注目した。毛色の色素型(ユーメラニン、フェオメラニン)の転換は、マウス他とは異なる点も多い。秋田犬の毛色は多様で赤、白、虎、胡麻、斑が代表的である。容易に区別ができ、遺伝関係が単純と推測された白に焦点を絞り、白を約28%(7/25)有すモデル家系について詳しく解析した。ミトコンドリアD-ループのDNA配列を決定し、母性遺伝の血縁関係を確認した。毛色に関連する遺伝子(mc1r,agouti遺伝子)のゲノム配列、およびSTR多型を明らかにした。その結果、第5染色体に座位するmc1r遺伝子のSNP(R306ter変異)が西洋タイプの犬とは異なり、秋田犬では白の毛色の決定要因であった。白と連鎖するSTRマーカー同定ができた。さらに、情報のデータベース化を試み、形態的、遺伝子情報、STR多型情報を家系図内に含有した管理統合的な犬情報プログラムソフトウエアを完成し、将来的には、形態的特徴、遺伝性疾患、行動特性などについても必要に応じて体系的に解明できる道筋を拓く事ができた。また、犬と人のゲノム情報比較により、犬における新知見は、犬の健康、繁殖の効率化に留まらず人の健康にも多大の恩恵を与えると期待される。本年度は秋田犬の広範な聞き取り調査に基づき、興味深い、特定の家系の口腔内細胞の収集、ミトコンドリアD-ループの解析、メラノコルチン1レセプター(Mclr)の解析を行った。(1)聞き取り調査:秋田犬保存会小笠原先生、秋田犬協会黒瀬先生への聞き取り調査を軸に、秋田犬の血統とさまざまな遺伝的特性を把握した。(2)秋田犬DNAの取得:秋田犬協会および、一部秋田犬愛好家らの協力を得て、親子関係の明確で毛色の多彩な2家系その他の口腔内細胞サンプル(22頭分)を集め、QIAampDNA mini Kit GenomiPhiDNA Amplification Kitにより、充分量のDNAを集積する手法を確立した。(3)母系遺伝の解析:ミトコンドリアDループ領域をPCR増幅後、ダイレクトシークエンスを行った。その結果、母仔関係の血統情報の正統性を確証するとともに、大きく離れた少なくとも2つの母系分子系統集団の存在が明らかとなった。(4)毛色とMclr変異との連鎖解析:秋田犬は虎、赤、白、胡麻の毛色を持つ。それらの毛色は黒毛、赤毛、白毛の部位特異的な発現によって形成される。毛色発現と最も連鎖が疑われるMclrのDNA配列を解析し、毛色と連鎖する変異を調べた。その結果、306番目のアミノ酸がR(R306)で全長配列をコードする遺伝子と、この部位にストップコドンを持つ"truncated遺伝子"(R306ter)が毛色に直接連鎖することを見出した。すなわち、黒毛、赤毛を発現する犬では、R306/R306または、R306/R306terである一方、黒毛も赤毛も発現しない"白"では、R306ter/R306terであった。(5)管理統合ソフトウェアの開発:血統情報と遺伝子配列情報を整理管理するため、管理統合コンピューターソフトウエアを計画立案、開発をサーブネット社に依頼し、そのプロトタイプが完成した。

その結果、第5染色体に座位するmc1r遺伝子のSNP(R306ter変異)が西洋タイプの犬とは異なり、秋田犬では白の毛色の決定要因であった。白と連鎖するSTRマーカー同定ができた。さらに、情報のデータベース化を試み、形態的、遺伝子情報、STR多型情報を家系図内に含有した管理統合的な犬情報プログラムソフトウエアを完成し、将来的には、形態的特徴、遺伝性疾患、行動特性などについても必要に応じて体系的に解明できる道筋を拓く事ができた。また、犬と人のゲノム情報比較により、犬における新知見は、犬の健康、繁殖の効率化に留まらず人の健康にも多大の恩恵を与えると期待される。
疑核運動神経細胞の可塑性と再生に関する総合的研究

軸索損傷後のラット疑核神経細胞内における分子動態ラットの反回神経を切断した後,喉頭筋を支配する運動神経細胞内で惹起される分子動態を解明した。両側甲状披裂筋に蛍光色素DiIを注入し、喉頭内筋に投射する疑核神経細胞を逆行性に標識したのち、一側の反回神経を切断し、単一細胞レベルで採取した蛍光標識神経細胞をRT-PCR法に供した。免疫組織化学的には軸索損傷後1,7,10,14日において、多くのDiI標識細胞の細胞核がリン酸化Stat3陽性であった。脳幹部の30μm厚の凍結切片を膜スライドに貼付し、蛍光顕微鏡下にDiI標識神経細胞を単一細胞レベルで採取し、定量的RT-PCR法で遺伝子発現を比較した。その結果、GAP-43は軸索損傷後1日目、nNOS遺伝子は損傷後7日目に発現上昇した。Stat3,Reg-2,Bcl-2遺伝子は軸索損傷後7日目に発現上昇した一方、Baxは1,7日目ともに対照と比較して発現が低下した。DiI標識による単一細胞採取と定量RT-PCR法を駆使した本手法によって、喉頭筋群へ投射する神経細胞の軸索損傷後の分子メカニズムを解明することができた。喉頭における侵害受容体の分布喉頭における侵害受容体の発現を調べた。喉頭蓋の粘膜上皮および粘膜固有層内に,VRL-1陽性線維を認めた。VR1陽性線維は粘膜固有層には認めたが,粘膜上皮にはみられなかった。VRL-1陽性線維はAδ線維と推察され、喉頭の侵害性刺激受容に関与しているものと考えられる。喉頭における味覚受容体の分布喉頭における味蕾様構造物についての報告は散見されるが,その機能については,未だ十分に解明されていない。gustducinを用いた蛍光免疫組織学法を行い,ラット喉頭蓋喉頭面に存在する味蕾様構造物内におけるgustducin陽性味細胞の在を明らかにした。喉頭の味蕾の役割としては,これまで上気道防御反射における化学受容器として機能していると考えらてきた。今回甘味,うま味を受容するgustducinが認められたことより,喉頭蓋の味蕾が,舌の味蕾と同様に味覚受容体としての機能を有し,化学受容体としての機能のみではないことが明らかとなった。1.疑核における声門開大筋支配運動神経細胞と声門閉鎖筋支配運動神経細胞の差異に関する検討イヌを実験動物として用い、声門開大筋の代表として甲状披裂筋ならびに唯一の声門閉鎖筋である後輪状披裂筋を対象とし、神経トレーサーであるコレラトキシンを注入し、それぞれの筋を支配する疑核運動神経細胞を標識したうえで、電子顕微鏡学的にそれぞれの筋を支配する運動神経細胞の小器官の含有量に関して画像解析装置を用いて定量的に測定し、その差の有無を検討中であるが、その結果はまだ出ていない。また、電子顕微鏡学的にそれぞれの筋を支配する運動神経細胞におけるシナプス終末の形態の相違に関しても定量的に測定しているが、明かな差は現時点では認めていない。それぞれの筋を支配する運動神経細胞におけるserine proteaseの一つであるmotopsin PRSS

12の含有量差をin situ hybridization法ならびに画像解析装置を用いて検討中である。2.反回神経経損傷後の疑核運動神経細胞内への活性物質の誘導に関する検討1.疑核運動神経細胞への中枢性入力の同定内喉頭筋を支配している疑核運動神経細胞への中枢性入力に関して、シナプスを超えて感染を起こす性質を持つヘルペスウイルスを神経トレーサーとして用利用し、免疫組織化学的手法により組織学的に検討した。マウスの輪状甲状筋にヘルペスウイルスを注入したモデルにおいて、灌流固定後全脳の連続切片を作成し、抗ヘルペスウイルス抗体を用い免疫染色を行い光学顕微鏡下に解析をおこなった。両側の孤束核、前庭神経核、三叉神経脊髄路核、縫線核等にヘルペスウイルス陽性すなわち疑核に投射している神経細胞を認めた。また疑核では同側はもちろん対側にも陽性細胞を確認した。これは中枢から両側性に疑核への投射経路が存在することを示唆する所見と考えている。輪状甲状筋以外の内喉頭筋の支配神経である反回神経にヘルペスウイルスを局所注入したモデルに関しても現在、同様の手法により検討中である。2.反回神経損傷時における疑核運動神経細胞におけるアポトーシス関連遺伝子の出現反回神経損傷モデルの作製:SDラットの両側内喉頭筋に神経トレーサーであるDiIを注入し、逆行性に疑核運動神経細胞を標識する。標識後に右反回神経を切断し切断モデルとした。疑核標識運動神経細胞の摘出:反回神経切断後1,2,4,7,14日後に脳幹を取り出し直ちに凍結し、クライオスタットを用いスライスする。DiI陽性疑核運動神経細胞を含むスライスから蛍光実体顕微鏡下にトリミングを行い、標識細胞を含んだ約1mm角の切片を作製した。1.内喉頭筋支配運動神経細胞への中枢性入力の解明昨年度に成功したことを報告した、herpes simplex virusをtranssynaptic tracerとして用いたトレーサー法を、マウス甲状披裂筋,外側輪状披裂筋(TA/LCA)に応用し、疑核への中枢性投射を神経解剖学的に解明した.輪状甲状筋群,甲状披裂筋・外側輪状披裂筋群の両者で疑核,疑核後核,孤束核,網様核,傍三叉神経核,最後野,前庭神経核に標識細胞を認めた.さらに,甲状披裂筋・外側輪状披裂筋群では,蝸牛神経核にも標識細胞を認めた.これらの結果は、生理学的手法による過去の報告の多くを支持するものであったが、蝸牛神経核から疑核への直接の線維連絡があることが初めて明らかになった。この蝸牛神経核から疑核への直接投射の証明は、聴覚による声帯運動のフィードバック機構を考える上で、極めて興味深い。また、本研究にて、実際の細胞を形態学的に同定でき、今後の研究の発展に寄与するところ大であると考える。2.疑核における神経再生関連因子発現の解明1)反回神経傷害後の疑核におけるJAK/STAT系を介した細胞内シグナル伝達系の変化蛍光神経トレーサーであるDiIを両側甲状披裂筋に注入し、同筋支配運動神経細胞を標識した後、右反回神経を切断し、異なった生存期間の後、脳幹を摘出した。凍結切片を作製し、DiI標識細胞に対して、抗STAT3抗体と抗pSTAT3抗体を用い、免疫組織化学法を行った。
外来化学療法を受ける大腸がん患者の味覚認知に対する客観的評価を用いた介入

本研究は、3か月以上外来化学療法を受けている大腸がん患者の味覚認知への介入に客観的評価を導入し、食事摂取に関係するセルフケア行動と摂取量がどのように変化するかを明らかにすることを目的としている。平成27年度は、本研究の味覚検査で使用するろ紙(Taste strips)の作成及び作成したTaste stripsの再現性を検証した。Taste stripsの作成は先行研究をもとに計画し、大阪大学大学院医学系研究科ロボティクス&デザイン看工融合共同研究講座の教授による指導を受けて実施した。さらに、大阪大学工学部の研究室の使用許可を得るなどの作成環境を整備した。また、Taste stripsは一度に作成できる数が限られるため、調査のたびに作成する必要があり、作成したTaste stripsの再現性を検証する必要があった。そこで、電子顕微鏡を用いたTaste strips作成の再現性検証をロボティックス&デザイン看工融合共同研究講座に依頼した。しかし、電子顕微鏡での観察時にろ紙が焦げてしまい検証ができなかった。客観的な検証ができなかったため、客観的な検証方法は現在検討中である。また、人によるTaste strips法の再現性を検証するため、大学院生を対象とした調査を計画し、大阪大学医学部附属病院倫理審査委員会での承認を得た。研究者が産前産後休暇および育児休暇を取得していたため、平成28年3月から調査を開始し、現在3名の対象者に調査を実施した。平成28年度に研究の延長申請を行い、大学院生を対象とした調査を継続する予定である。また、Taste stripsの再現性検証結果を用いて、本研究に使用する味覚検査を検討し、本調査を計画・実施する予定である。研究室でろ紙(Taste strips)の作成を行い、その再現性を検証するため、電子顕微鏡を用いた検証を行うことを検討し、該当施設へろ紙を送付した。しかし、依頼が込み合っており、検証を1月に実施したが、施行時にろ紙が焦げるなどの障害があり、検証ができなかった。電子顕微鏡での検証後に大学院生を対象とした調査を実施する予定であったため、調査開始時期が遅くなった。また、研究者が産前産後休暇、及び育児休暇を取得したため、5か月間研究が中断した。以上のことにより、研究の進行が遅れた。平成28年度の延長申請を行い、調査を継続する予定である。現在、大学院生を対象としたろ紙の再現性の調査を行った結果を用いて、Taste strips法を用いた調査方法を検証し、3か月以上化学療法を受けている大腸がん患者を対象とした味覚の調査を実施する予定である。本研究は、3か月以上外来化学療法を受けている大腸がん患者の味覚認知への介入に客観的評価を導入し、食事摂取に関係するセルフケア行動と摂取量がどのように変化するのかを明らかにすることを目的としている。平成26年度は、1客観的評価を行うために使用するTaste strips法を確立することと、2外来化学療法を受ける患者の化学療法に伴う味覚障害と食欲不振、セルフケアの現状を文献検討により明らかにすることを計画した。Taste strips法を使用したことのある医師にTaste strips法の導入や外来化学療法を行う患者への安全性などの意見をもらった結果、Taste strips法が世界各国でも使用されている方法であるため他の研究との比較が可能であること、また、短時間で患者への負担も少ないことなどから、Taste strips法をさらに発展させるのではなく、現状の方法を取り入れることになった。また、Taste strips法に用いるろ紙の作成を業者へお願いすることを検討し2社の業者と交渉したが、ろ紙作成時の試薬に医薬品が含まれることから大阪府薬務課へ問い合わせをした。その結果、医薬品を用いたろ紙の作成を業者へ依頼する場合には、医薬品医療機器等法の許可が必要となるため依頼が困難となった。Taste stripsを研究室で作成することに対しては問題がないことを大阪府薬務課へ確認し、現在工学部の実験室を借りてTaste stripsの作成を行っている。文献検討については、Taste strips法の妥当性や実施方法、外来化学療法を受ける患者の化学療法に伴う味覚障害と食欲不振やセルフケアに関する文献検討を行った。

研究者が産前産後休暇および育児休暇を取得していたため、平成28年3月から調査を開始し、現在3名の対象者に調査を実施した。平成28年度に研究の延長申請を行い、大学院生を対象とした調査を継続する予定である。また、Taste stripsの再現性検証結果を用いて、本研究に使用する味覚検査を検討し、本調査を計画・実施する予定である。研究室でろ紙(Taste strips)の作成を行い、その再現性を検証するため、電子顕微鏡を用いた検証を行うことを検討し、該当施設へろ紙を送付した。しかし、依頼が込み合っており、検証を1月に実施したが、施行時にろ紙が焦げるなどの障害があり、検証ができなかった。電子顕微鏡での検証後に大学院生を対象とした調査を実施する予定であったため、調査開始時期が遅くなった。また、研究者が産前産後休暇、及び育児休暇を取得したため、5か月間研究が中断した。以上のことにより、研究の進行が遅れた。日本では、耳鼻科領域の医師でも近年味覚障害を取り上げる医師が減っており、さらにTaste strips法を用いた検査を行ったことのある医師が少ない。そのため、有識者を探すことに時間を要した。また、計画書作成当初はTaste strips法に用いるろ紙の作成は業者へ依頼することを検討していたが、業者との交渉が困難であり、さらに大阪府薬務課への確認等に時間を要した。そのため、26年度内にろ紙の作成と妥当性の検討を計画していたがをこれらの交渉に時間を要したため実施が困難となり、27年度へ持ち越すことになった。平成28年度の延長申請を行い、調査を継続する予定である。現在、大学院生を対象としたろ紙の再現性の調査を行った結果を用いて、Taste strips法を用いた調査方法を検証し、3か月以上化学療法を受けている大腸がん患者を対象とした味覚の調査を実施する予定である。現在、ろ紙の作成を行っている。ろ紙作成後、実験室で作成したろ紙の妥当性を当大学の学生を対象とした調査を行う。その結果をもとに、本大学医学部附属病院の外来化学療法室で治療を受けている大腸がん患者を対象に、味覚認知への介入に客観的評価を導入した調査を実施する予定である。
閃光光分解法によるイオン性中間体に関する研究

種々の核置換基を有する2-メトキシ-2-アリール-1,3-ジチオランの閃光光分解によって生成するジチオラニリウムイオンの水溶液中での挙動をくわしく調べ、2-アリール基の核置換基効果の解析を行った。また,比較のために2-アリール-1,3-ジチオラニリウムイオンの過塩素酸塩を単離して,同じ条件で反応を調べた.このカルボカチオンの水中での反応は,pH>3では水と反応して付加体を生成する段階が律速であるが,pH<2では付加体の四面体中間体の分解が律速となることがわかった.付加体の生成速度定数(k1)とその逆反応の速度定数(k-1)を,湯川-都野式で解析し,このカチオンと水の反応の遷移状態について興味深い知見を得た.1-エトキシ-1,3-ジチオランを,メタノール中で9-シアノアントラセン(9CA)受容体存在下に高圧水銀灯(パイレックスフィルター)光照射したところ,環開裂生成物を生じ,カルボカチオン生成は見られなかった.ラジカルカチオン中間体の環開裂が優先して起こったものと考えられる.9-アルコキシ-9-アリールキサンテンのレーザー光分解を行ったところ,キサンテニリウムイオンの生成と分解が観測された.その分解速度は,アルコキシル基に依存しておりカルボカチオンの分解に対アニオンが影響していることがわかった.すなわち,生成したカチオンとアルコキシドイオンのイオン対が反応に関与していることが明らかになった.9-ベンジルキサンテンは9CA受容体存在下の光照射では,複雑な生成物を与えたが,K_2S_2O_8の水溶液中では,キサンテノールを経てキサントンを生じることがわかった.この条件でのレーザー光分解によりキサンテニリウムイオンの過渡吸収が観測された.本光反応では,SO_4^-への電子移動によって生成したラジカルカチオンからベンジルラジカルとカルボカチオンが生じるものと考えられる.カルボカチオンと水から生成するキサンテノールは速やかに酸化される.種々の核置換基を有する2-メトキシ-2-アリール-1,3-ジチオランの閃光光分解によって生成するジチオラニリウムイオンの水溶液中での挙動をくわしく調べ、2-アリール基の核置換基効果の解析を行った。また,比較のために2-アリール-1,3-ジチオラニリウムイオンの過塩素酸塩を単離して,同じ条件で反応を調べた.このカルボカチオンの水中での反応は,pH>3では水と反応して付加体を生成する段階が律速であるが,pH<2では付加体の四面体中間体の分解が律速となることがわかった.付加体の生成速度定数(k1)とその逆反応の速度定数(k-1)を,湯川-都野式で解析し,このカチオンと水の反応の遷移状態について興味深い知見を得た.1-エトキシ-1,3-ジチオランを,メタノール中で9-シアノアントラセン(9CA)受容体存在下に高圧水銀灯(パイレックスフィルター)光照射したところ,環開裂生成物を生じ,カルボカチオン生成は見られなかった.ラジカルカチオン中間体の環開裂が優先して起こったものと考えられる.9-アルコキシ-9-アリールキサンテンのレーザー光分解を行ったところ,キサンテニリウムイオンの生成と分解が観測された.その分解速度は,アルコキシル基に依存しておりカルボカチオンの分解に対アニオンが影響していることがわかった.すなわち,生成したカチオンとアルコキシドイオンのイオン対が反応に関与していることが明らかになった.9-ベンジルキサンテンは9CA受容体存在下の光照射では,複雑な生成物を与えたが,K_2S_2O_8の水溶液中では,キサンテノールを経てキサントンを生じることがわかった.この条件でのレーザー光分解によりキサンテニリウムイオンの過渡吸収が観測された.本光反応では,SO_4^-への電子移動によって生成したラジカルカチオンからベンジルラジカルとカルボカチオンが生じるものと考えられる.カルボカチオンと水から生成するキサンテノールは速やかに酸化される.1,3-ジチオラン誘導体として1-エトキシ-1,3-ジチオランを合成し,メタノール中で9-シアノアントラセンを受容体として,パイレックスガラス容器中で,高圧水銀灯照射を行ったところ,環開裂生成物を生じ,カルボカチオン中間体を経るアルコール交換は観則されなかった。生成したラジカルカチオンの環開裂が優先して起こったものと思われる。9-ベンジルキサンテン(1)は,9-シアノアントラセン受容体存在下の光照射では複雑な反応を起こしたが,K_2S_2O_8の水溶液中で石英ガラス容器中で低圧水銀灯照射すると,速やかにキサントンが生成してくることがわかった。予想された生成物である9-キサンテノールは,同一条件では非常に速く光酸化を受けてキサントンを与えることがわかった。また,YAGレーザー(266nm)による光分解では,キサンテニリウムイオンの過渡吸収が370nmに観測された。これらの結果から,1のK_2S_2O_8水溶液光照射では,光分解で生成したSO_4^-への1からの電子移動により,1のラジカルカチオンが生成しそのC-C結合開裂によってキサンテニリウムイオンが生成することが明らかになったと言える。求核反応生成物である9-キサンテノールは容易にキサントンに酸化されることも明らかになった。

9-クミルキサンテンでも全く同様の反応が見られた。9-ベンジル-9-フェニルキサンテン(2)を同じような条件で光分解すると,9-フェニルキサンテニリウムイオンを生じ,対応するアルコールを効率よく生成することがわかった。今後,2のレーザー光分解によって生じるカルボカチオンの挙動を調べることにより,イオン対カチオンの挙動との比較から新しい展開が期待される。9-ベンジルキサンテンのK_2S_2O_8存在下における光化学反応を水溶液中で調べ,昨年度の結果から提案した反応機構を確立した.本年度当初に計画した9-ベンジル-9-フェニルキサンテンの光反応については,その基質の不安定性のために十分な研究を進められなかった.一方,種々の核置換基を有する2-メトキシ-2-アリール-1,3-ジチオランの閃光光分解によって生成するジチオラニウムイオンの水溶液中での挙動をくわしく調べ,2-アリール基の核置換基効果の解析を行った.また,比較のために2-アリール-1,3-ジチオラニリウムイオンの過塩素酸塩を単離して,同じ条件で反応を調ベた.このカルボカチオンの水中での反応は,pH>3では水と反応して付加体を生成する段階が律速であるが,pH<2では付加体の四面体中間体の分解が律速となることがわかった.付加体の生成速度定数(k1)とその逆反応のの速度定数(k-1)を,湯川-都野式で解析したところ,ρ1=1.5,r1=0.81,ρ-1=-2.0,r-1=0.35の結果が得られた.この結果は,このカチオンと水の反応の遷移状態がどちらか言えばカチオンに近いことを示している.この結論は,Hammondの仮説と関連して興味深い.
象牙質再生における上皮-間葉相互作用の役割

発生時,歯乳頭間葉細胞は,内エナメル上皮細胞の誘導によって,象牙芽細胞に分化し,象牙質を形成する。この上皮・間葉の相互作用が象牙質の再生に応用できると考え,ウサギ切歯歯髄から分離した上皮細胞(PE)と線維芽細胞様細胞(PF)の共培養を行った。その結果,PEがPFのアルカリホスファターゼ(ALPase)活性を上昇させ,PEがPFの分化促進に関わることを明らかにした(11年度)。内エナメル上皮細胞は,象牙芽細胞の分化を誘導した後,エナメル芽細胞に分化し,エナメル蛋白を分泌する。また,ケラチン19は,エナメル芽細胞の分化のマーカーと考えられている。そこで,本年度は,PEの性状を明らかにするため,PEのエナメル蛋白およびケラチン発現を検討し,以下の結果を得た。(1)PEはケラチン5と8を発現したが,PEのケラチン19は検出できなかった。(2)ALPaseのmRNA発現量は,PEあるいはPFの単独培養では少なかったが,PE・PFの共培養系では,発現量は増加した。(3)アメロゲニンのmRNAはPEあるいはPFの単独培養およびPE・PFの共培養系いずれにおいても検出できなかった。(4)PEのタフテリンmRNA発現量はPFと比べて著しく多かった。また,タフテリンのmRNA発現は共培養の影響を受けなかった。本研究の結果から,ウサギ切歯歯髄から分離したPEは内エナメル上皮細胞様の性質を有している可能性が示唆された。本細胞培養系は,エナメル芽細胞および象牙芽細胞の分化機構の解明のための有用なモデルになりうると考えられた。報告者はこれまでに、TGF-βとbFGFがヒト歯髄細胞の増殖と分化の調節に関わり、両増殖因子が象牙質再生に有用であることを示唆した(Shiba et al.,1995,1998)。近年、組織再生を誘導する方法に、発生時の組織形成の機構が応用されている。象牙質の再生においても、発生時の内エナメル上皮細胞と歯乳頭間葉細胞の相互作用を応用できる可能性がある。そこで、ウサギ切歯が継続的に歯を形成していることに着目し、上皮・間葉系細胞の相互作用を解析する細胞培養モデルの確立を計画した。この研究では、象牙芽細胞のマーカーのひとつであるアルカリホスファターゼ(ALPase)活性を指標に、ウサギ切歯歯髄由来上皮細胞様細胞(PE)が線維芽細胞様細胞(PF)に及ぼす影響について検討し、以下の結果を得た。(1)ALPase活性は、PFあるいはPEの単独培養では低かったが、PF・PEの共培養系では、著しく高い活性を示した。(2)組織化学的検索によって、PF・PEの共培養系において、PFはPEに比べて高いALPase活性を示し、特に、PEに近接したPFは高いALPase活性を示した。本細胞培養モデルを用いたPFとPEの共培養によって、PFのALPaseの発現が誘導される可能性を示した。象牙芽細胞や前象牙芽細胞は、歯髄の未分化な間葉細胞に比べて、高いALPase活性を有しているというこれまでの結果と本研究の共培養実験の結果から、歯髄由来上皮細胞が歯髄由来線維芽細胞様細胞の分化に重要な役割を担うことが考えられた。本細胞培養モデルは、上皮・間葉系細胞の相互作用を解析するうえで有効であることが示唆された。
加速器中性子製99Moと67Cuの核医学診断治療の実用化に向けた研究

高齢化・がん罹患勤労者の増加する社会にあって、数日内の短半減期のRIを特定の臓器等に集積する医薬品と合成したRI医薬品の研究開発は、非侵襲の診断・がん治療用として重要性を増している。核医学診断に必要な99Moを我が国は全て輸入しているが、世界の99Mo供給体制は不安定である。一方、高品質・高強度の67Cu・64Cu製造法は確立していない。我々は、我が国独自の加速器中性子利用の99Mo・67Cu・64Cu製造法を提案し、既存加速器を用いて上記RIの製造量・品質に関わる研究開発を行ってきた。本研究は国内最高強度の加速器中性子を用いこれらRIの実用化に向けた研究開発を行う。
線虫を用いたM期開始チェックポイント制御因子群の個体レベルでの解析

〈Weel様タンパク質の強制発現の減数分裂に対する影響の解析〉平成9年度の研究で単離された2種のWeel様タンパク質(あるいはそのキナーゼ活性変異タンパク質)を,それぞれGFPとの融合タンパク質として,線虫内で強制発現させた.発現させた個体からは対照と同様に子孫が得られ,Weel様タンパク質の強制発現のみでは細胞分裂に顕著な影響を与えないことが明らかになった.〈線虫サイクリン・Cdc2タンパク質の大量調製〉平成9年度の研究で,2種の線虫Weel様タンパク質が,ヒトCdc2のT14,Yl5の両者をリン酸化するがTl4,Y15に対して逆の基質親和性を有するという興味深い結果が得られている.この結果が線虫Cdc2(他の生物のCdc2に比べN末が長いなどの特徴を持つ)に対しても同様であるか否かを検討するために,線虫サイクリン・Cdc2タンパク質の大量調製を試みた.しかし,野生型Cdc2,リン酸化される部位に変異を入れたCdc2のバキュロウイルスの系での発現は確認された.その可溶化条件を検討中である.〈Weelファミリー遺伝子欠損株の解析>昨年,Tclトランスポゾンの挿入によりWeel様遺伝子の欠損が起こっている線虫変異株を単離を試みたが,欠損が明らかな株の単離には至らなかった.これは,Weel様遺伝子のそれぞれが個体の維持に重要な役割を有するためと考えられた.そこでWeel様遺伝子のアンチセンス遺伝子を導入し特定の条件下で発現させることでこの可能性の確認を試みたが明瞭な結果は得られていない.〈M期開始制御に関与すると考えられる遺伝子候補の選択〉他の生物,特に酵母などの研究から,M期開始制御に関与することが示唆されている遺伝子について,線虫ホモログの有無について線虫ゲノムプロジェクトによって公開されているデータベースを元に行い,サイクリンA・B,Cdc2,Weelの配列を候補に選択した.〈M期開始制御に関与すると考えられる遺伝子の欠損株の単離〉データベースの解析結果,ならびにこれまでの我々の研究によって得られていた2種のWeel遺伝子の欠損株の単離を試みた.しかし,現在までのところ欠損が明らかな株の単離には至っていない.これは,Weel様遺伝子のそれぞれが個体の維持に重要な役割を有するためと考えられた.現在,Weel様遺伝子のアンチセンス遺伝子を導入し特定の条件下で発現させることでこの可能性を確認している.〈Weel様タンパク質の強制発現の細胞分裂に対する影響の解析〉これまでの研究で単離された2種のWeel様タンパク質(あるいはそのキナーゼ活性変異タンパク質)を,それぞれGFPとの融合タンパク質として,線虫内で強制発現させた.発現させた個体からは対照と同様に子孫が得られ,Weel様タンパク質の強制発現のみでは減数分裂に顕著な影響を与えないことが明らかになった.しかし,融合タンパク質の発現をGFPの発光により解析したところ生殖細胞での発現が必ずしも明らかでなく,用いるプロモーターシステムなどの検討が必要であることが明らかになった.〈Weel様タンパク質の強制発現の減数分裂に対する影響の解析〉平成9年度の研究で単離された2種のWeel様タンパク質(あるいはそのキナーゼ活性変異タンパク質)を,それぞれGFPとの融合タンパク質として,線虫内で強制発現させた.発現させた個体からは対照と同様に子孫が得られ,Weel様タンパク質の強制発現のみでは細胞分裂に顕著な影響を与えないことが明らかになった.〈線虫サイクリン・Cdc2タンパク質の大量調製〉平成9年度の研究で,2種の線虫Weel様タンパク質が,ヒトCdc2のT14,Yl5の両者をリン酸化するがTl4,Y15に対して逆の基質親和性を有するという興味深い結果が得られている.この結果が線虫Cdc2(他の生物のCdc2に比べN末が長いなどの特徴を持つ)に対しても同様であるか否かを検討するために,線虫サイクリン・Cdc2タンパク質の大量調製を試みた.しかし,野生型Cdc2,リン酸化される部位に変異を入れたCdc2のバキュロウイルスの系での発現は確認された.その可溶化条件を検討中である.〈Weelファミリー遺伝子欠損株の解析>昨年,Tclトランスポゾンの挿入によりWeel様遺伝子の欠損が起こっている線虫変異株を単離を試みたが,欠損が明らかな株の単離には至らなかった.これは,Weel様遺伝子のそれぞれが個体の維持に重要な役割を有するためと考えられた.そこでWeel様遺伝子のアンチセンス遺伝子を導入し特定の条件下で発現させることでこの可能性の確認を試みたが明瞭な結果は得られていない.
改良した多点LDV法と光散乱法による2方向瞬時流速分布同時計測法の開発

1.多点同時測定LDV(MLDV)法とCCDエリアイメージセンサ(CAIS)を併用して2成分流速分布を同時に計測できる方法を新規に提案し、具体的な形で提供している。CAISをラインビニング動作させることにより、CAISはラインセンサとなる。測定線上の粒子位置をCAISで繰り返し撮影し、撮影されたCAIS上の粒子の位置をMLDV法(y方向の速度分布が求まる)で特定することにより、撮影された粒子位置の移動量からz方向の流速分布の時間変動を求めることができた。CCDセンサを冷却することにより、微弱光の検出が可能となり、半導体レーザをMLDV法とCAISの同一の光源として用いることが可能となり、高い自由度と経済性をめざした2方向(y方向とz方向)流速分布の同時計測システムの開発を行った。本システムの有用性は次のようである。(1)流れ場の時空間情報が得られる。(2)非接触測定である(光学的測定である)(3)線測定である。(4)2方向の速度分布の時間変化が得られるので、乱流に関する新たな知見が期待される。(5)取り扱いが容易な新しい流動計測法である。(6)安価でコンパクトな計測システムである。2.二次元後向きステップ流れの速度分布を,改良した多点同時測定LDV法により,瞬時流速分布の時系列データとして測定し,再付着領域近傍の流動機構,および大規模変動に注目して詳細に考察を行い,以下の結論を得た.(1)再付着領域の瞬時流速分布変動から,このはく離せん断層が再付着する場合には流路底面近傍の流速が逆流から急に強い順流になる特徴的な流速変動を持つもとが分かった.(2)時間平均再付着点においては,壁面近傍流速が順流から逆流に転じる際に,二つのパターンがあることが分かった.これらは比較的交互に観測され,底面の流動を特徴付けている.(3)再付着現象にともなうせん断層の高速流体の流れ込みと,はく離せん断層のFlappingとはほぼ同じ周期で観測された.この周期は従来から低周波数領域における大規模変動とよく一致し,大規模スケールの乱れ構造と,はく離せん断層のFlappingとの間に大きな関連性があった。(1)多点LDV(X軸方向の流速)法と同時計測できるように、新たに粒子影像流速(Y軸方向の流速)測定システムを導入した。:シート光の交差腺上を測定粒子が飛来するときの粒子の散乱光を対物レンズでFFT-CCDイメージセンサー部(微弱光検出用のイメージセンサ;浜松ホトニクス製S7031シリーズ)に投影して検出する。このイメージセンサ(有効画素数:532×64または1024×64、画素サイズ:24×24μm、クロックパルス周波数:最大1MHz)はビニング動作を行うことにより、リニアイメージセンサのように使用できる。低雑音、低暗出力で大飽和電荷量のため広いダイナミックレンジが得られる。暗出力は温度に依存し、温度を-10°Cに電子冷却制御することによって、微弱光の検出も可能になった。

LDV信号(X軸の流速)が得られている位置でLDV信号と同期しているイメージセンサの信号とセンサーのピッチサイズと信号読み出し動作周波数から、イメージセンサーの信号読み出し繰り返し時間と像の移動距離が求まり、これらの関係からY軸とX軸の流速が同時に求まる。(2)多点LDV法と粒子影像測定法を同時計測する測定システムの構築を行った。光束中を粒子が通過するときの散乱光がセンサーに映し出されるようなシステムを、多点LDV法と組み合わせ、X軸、Z軸方向の流速分布を同時に測定することが出来るように現有システムにZ軸方向の流速分布計測のシステムを追加する。FFT-CCDイメージセンサーからはアナログ信号が得られ、多点LDV法により得られる信号は16チャンネルの16ビットのデジタル信号が同時に得られる。アナログとデジタルの両信号はアジレント製のミックスド・オシロスコープによって、2本のアナログデーターの2M分,16本のデジタルデーターの4M分を同時に記録し、処理用のパソコンに転送する。転送プログラムの一部の開発を行った。流動場の測定には、従来から熱線流速計やレーザドップラー流速計(LDV)が用いられ、空間のある1点における流速の時間変動が計測されてきた。時間・空間的に非定常で3次元性を有する乱流場における渦構造などを解明するためには、流れ場を乱すことなく空間的構造を直接計測することが不可欠であり、流れの可視化を利用して、流速ベクトルを多点で同時に計測する方法が確立されてきている。点計測では高時間分解能で流速の時問変動を追うことができる。面計測や3次元計測では特定の瞬間の空間情報を得ることができるが、早い時間変動を追うことが困難である。点計測の利点を多点に応用した多点ファイバLDV法(MLDV)は乱流場での測定線上の流速分布の時間変動を高時空間分解能で瞬時に求めることができる。本研究では、MLDVとCCDエリアイメージセンサーを併用して、測定線上の2成分の流速分布の時間変動を瞬時に計測する新しい手法を取り扱っている。エリアイメージセンサーをラインビニング動作させることにより、電荷蓄積時間を大幅に短くして、1ラインの高速読み取りを繰り返し行うことを可能とした。測定線上(Z方向)の粒子位置をCCDセンサで繰り返し撮影し、撮影されたCCDセンサ上の粒子の位置をMLDV法(Z方向と垂直なX方向の流速データが同時に得られる)で特定することにより、撮影された2時刻の粒子位置からZ方向の流速を求める。多点ファイバLDVとCCDエリアイメージセンサーを併用した上記2成分流速分布の測定を繰り返し行えば、2成分(ZとX方向)の流速分布の時間変動を求めることが出来る。今回の実験に用いたMLDV法は周波数シフトを行っているので、逆流も測定することが可能であった。CCDセンサを冷却することにより、微弱光の検出が可能となり、安価な半導体レーザをMLDV法とCCDセンサの同一の光源として用いることが可能となった。1.多点同時測定LDV(MLDV)法とCCDエリアイメージセンサ(CAIS)を併用して2成分流速分布を同時に計測できる方法を新規に提案し、具体的な形で提供している。CAISをラインビニング動作させることにより、CAISはラインセンサとなる。測定線上の粒子位置をCAISで繰り返し撮影し、撮影されたCAIS上の粒子の位置をMLDV法(y方向の速度分布が求まる)で特定することにより、撮影された粒子位置の移動量からz方向の流速分布の時間変動を求めることができた。
中南米熱帯収束帯の年輪気候学と14C Bombシリーズの構築

地球環境の変動を正確に把握するためには,気候復元地点の空間密度の向上が重要である。とりわけ,中南米の熱帯域ではこれまで年輪気候学研究がなされておらず,それ故,核実験起源の14C濃度(C-14 Bombシリーズ)の空白地帯となっている。後者は,14C年代測定の精度向上に重要な役割を果たす。本研究では,両者の課題を解決することを目的とする。中南米の南北熱帯収束帯に着目し,グアテマラ南部,ペルー北部での海外学術調査を実施して,樹木年輪試料を収集する。本年度は,グアテマラ低地南部で樹木年輪試料を採取した。またグアテマラ高地で採取した試料(Mexican cypress),及びペルー中部山岳地域で採取した試料(Copaiba)の木材の組織構造の分析と年輪解析を実施した。その結果,ペルー産樹木年輪試料は良好なクロスデーティングの結果が得られ,年輪年代学的に有用な樹種であることが判明した。さらに現地周辺の気象データとグリッド気温データの収集とクォリティーチェックを実施し,年輪気候学的解析に備えた。グアテマラ産試料では,近年の降水量の増加に伴い,偽年輪の形成頻度が増加し,年輪年代の確定が困難な樹種であることがわかった。そのため,核実験起源C-14のアノマリーを併用して,年代の確定を進めることとした。これらのC-14 Bombシリーズ構築のためのC-14濃度測定,及び炭素,酸素安定同位体測定試料の調製を進めた。なお,本研究の調査・試料収集ではグアテマラの若手研究者との国際共同研究を実施し,日本に招聘し,調査現地でのさらなる試料収集と現地への成果還元の方途について競技した。当初計画通り,中米・南米両地域での試料の採取をほぼ完了した。今後は,標準年輪曲線作成のための標準化手法の最適化を進めつつ,並行して気象データとの応答関数解析を実施して,採取した樹種の気候復元の実証データを完備し,最終年度後半には論文投稿への目処がたった。当初計画通り,最終年度には標準年輪曲線を用いた古気候復元を実施する。また,14C Bombシリーズの既存炭素循環モデルを更新し,地域差を明らかにする。標準年輪曲線を用いた気候復元,14C Bombシリーズのデータ解析(炭素循環モデリング)と成果の公表を重点的に行う。Dendrochronologia, Radiocarbon等,当該分野の専門家が一次情報として利用する専門誌に論文を投稿する。H29年度は試料の探索・収集を重点課題とした。研究会を開催し,共同研究体制を確認した。予備調査で得た試料(グアテマラ6点,ペルー5点)について,木材組織学的観察,年輪幅計測と年代決定を試みた。両地域とも,組織構造や材色によって年輪解析が困難な樹種であったが,年度前半に,パルプ漂白を応用した化学処理法を開発することで,年輪解析,試料調整ともに良好に実施可能とした。グアテマラ産材(Cupressus sp.),ペルー産材(Copaifera sp)について,プレパラート標本を作成し,木部の組織構造,年輪構造の特徴を把握できた。気象データ,植生,フェノロジー等,現地の環境記録と合わせ,ペルー産材の成長輪は年単位で形成されること,すなわち年輪が形成されていることを確認できた。グアテマラ産材については,近年,成長輪が不明瞭になる傾向が認められ,年輪形成の有無を再確認する必要,あるいは樹種を変更する必要があることを確認した。ペルー産材では年輪幅を計測し,年代を決定できることが確認された。この結果を受け,ペルー産材については現地調査を実施し,同樹種で試料の点数を充実させることができた。また,収集した試料全点について年輪幅の計測を完了した。グアテマラ産材では,グアテマラ高地北部に生育する広葉樹材を収集した。収集した試料について,安定同位体測定のための試料調製を実施した。14C Bombシリーズを空間的に充実させるため,過去に収集した本州中部産ヒノキ,屋久島産スギの再解析を実施し,14C測定用試料を準備した。当初計画通りに,試料の収集を行うことができた。ペルー産材では,想定以上に試料点数が充実し,さらに,この樹種が年輪年代学的に有用であるだけでなく,これまでほとんど年輪年代学的研究を実施されていない新規性の高いものであることが判明した。また,年輪幅測定,気象データの整備も完了し,H30年度には,この試料を用いて年輪気候学的な論文纏める目処がたった。これは研究組織に,試料採集地域を知悉する年代学,考古学の専門家の協力が得られたことが大きく貢献している。一方でグアテマラ産材は年輪が不明瞭であり,更に詳細な年輪解析と,異なる樹種での再検討が必要である。そのために老齢樹が発見できる可能性の高い広葉樹材を入手することができた。この樹種の解析をすすめた。安定同位体測定,14C濃度測定を実施するための試料調製法の開発,試料調整も順調に進んだ。

中南米の南北熱帯収束帯に着目し,グアテマラ南部,ペルー北部での海外学術調査を実施して,樹木年輪試料を収集する。本年度は,グアテマラ低地南部で樹木年輪試料を採取した。またグアテマラ高地で採取した試料(Mexican cypress),及びペルー中部山岳地域で採取した試料(Copaiba)の木材の組織構造の分析と年輪解析を実施した。その結果,ペルー産樹木年輪試料は良好なクロスデーティングの結果が得られ,年輪年代学的に有用な樹種であることが判明した。さらに現地周辺の気象データとグリッド気温データの収集とクォリティーチェックを実施し,年輪気候学的解析に備えた。グアテマラ産試料では,近年の降水量の増加に伴い,偽年輪の形成頻度が増加し,年輪年代の確定が困難な樹種であることがわかった。そのため,核実験起源C-14のアノマリーを併用して,年代の確定を進めることとした。これらのC-14 Bombシリーズ構築のためのC-14濃度測定,及び炭素,酸素安定同位体測定試料の調製を進めた。なお,本研究の調査・試料収集ではグアテマラの若手研究者との国際共同研究を実施し,日本に招聘し,調査現地でのさらなる試料収集と現地への成果還元の方途について競技した。当初計画通り,中米・南米両地域での試料の採取をほぼ完了した。今後は,標準年輪曲線作成のための標準化手法の最適化を進めつつ,並行して気象データとの応答関数解析を実施して,採取した樹種の気候復元の実証データを完備し,最終年度後半には論文投稿への目処がたった。本研究の目標である,中南米熱帯収束帯地域の年輪気候学と核実験期限14C濃度変動の解明を成功させるため最も重要なことは,試料点数を充実させ良質な標準年輪曲線の構築を継続的に行うことである。そのために,H30年度までは中米,南米,両地域とも現地調査を行い,試料の採取を行う。炭素,酸素の安定同位体比を用いた年輪気候学研究,14C測定で時間・労力ともにボトルネックとなるのが,試料の前処理である。本研究組織では,木材組織学を専門基礎として年輪幅のような効率的で従来からの知見の多い方法に豊富な実績のある専門家が,効率的で同位体試料調整の協力体制を整備しており,この体制で迅速なデータ生産を堅持する。また,南米(ペルー)では査読あり論文での成果公開の目処が立っており,中米でもさらなる試料の充実を目指すことで成果を揚げたい。また,最終年度には,両地域,日本でのデータセットを完備した成果を纏める。当初計画通り,最終年度には標準年輪曲線を用いた古気候復元を実施する。また,14C Bombシリーズの既存炭素循環モデルを更新し,地域差を明らかにする。標準年輪曲線を用いた気候復元,14C Bombシリーズのデータ解析(炭素循環モデリング)と成果の公表を重点的に行う。Dendrochronologia, Radiocarbon等,当該分野の専門家が一次情報として利用する専門誌に論文を投稿する。
異種金属の協奏作用を活用した高活性な光酸素発生触媒の開発

酸素発生反応は水の4電子酸化過程であり、その効率化は長年、人工光合成達成のボトルネックとされてきた。従って、その達成において、酸素生成反応を効率良く促進する触媒の研究が極めて重要である。研究代表者は、これまでコバルトポルフィリン錯体が高い活性を有する酸素発生触媒として機能することを報告した。さらに、これらが高活性な触媒として機能する一つの要因は、触媒反応中に、中心金属のコバルトに加え、配位子のポルフィリンの酸化還元反応を利用できる点であることを明らかにした。本課題では、配位子と二つの金属の酸化還元特性を利用した高活性な金属錯体触媒の開発を目指し、二重N-混乱ヘキサフィリンを配位子に持つコバルト二核錯体(Co2DNCH)に着目して研究を行った。二重N-混乱ヘキサフィリンは、それ自身が安定な酸化還元特性を有し、二つの金属原子を導入できることから、四電子酸化反応である酸素発生反応に対してさらに有利な構造となることが考えられる。本年度はCo2DNCHの触媒活性評価、反応機構の解明、触媒の耐久性評価を行った。酸素発生触媒機能の評価は主に、光増感剤であるトリス(2,2'-ビピリジン)ルテニウム([RuII(bpy)3]2+)と犠牲酸化剤の過硫酸イオン(S2O82ー)からなる光酸素発生系を用いて行った。その結果、Co2DNCHはコバルトポルフィリン錯体に比べてはるかに高い触媒活性を有することが分かった。さらに速度論的同位体効果、速度論的実験、分光学的測定を用いることで、反応機構を推定した。これらの結果は、さらに高活性な触媒を開発する知見となると期待される。本年度はコバルト二核錯体(Co2DNCH)を合成し、電気化学的および光化学的酸素発生触媒能を確認した。電気化学的手法を用いた酸素発生触媒能は水中でサイクリックボルタンメトリー(CV)の測定を行うことで評価した。結果、Co2DNCHは先行研究のコバルトポルフィリン錯体よりも約100 mV低い過電圧で酸素を発生させることが明らかとなった。また、光増感剤に[Ru(bpy)3]2+、犠牲酸化試薬にS2O82-を含む光酸素生成系を用い、その光科学的酸素発生触媒能に関して評価したところ、触媒回転頻度(TOF)はコバルトポルフィリン錯体と比較して非常に高い値を示した。これらの実験により、Co2DNCHは既存のコバルトポルフィリン錯体をはるかに上回る、きわめて高い触媒活性を有することが示された。また、酸素発生反応機構を分光学的手法および速度論的手法により検討したところ、触媒1分子から成る中間体を経て酸素が発生していることが明らかとなった。また、現在、異種金属二核錯体及び新規水溶性錯体の合成を行っている。以上から、おおむね計画通りに研究が進んでいる。今後はコバルトと鉄あるいは亜鉛などの異種金属二核錯体を合成し、光酸素発生反応における触媒活性の評価を行う。複数の異種金属錯体を合成することで、より詳細な二種の金属のそれぞれの役割を明らかとし、より詳細な反応機構を明らかとする。また、より詳細な反応機構を検討するためには有機溶媒を混合しない完全な水中での酸素発生反応を行う必要がある。従って、当初計画通り、新規水溶性錯体の合成を行う。新規水溶性錯体合成後、ラマン分光法を用いた酸素発生触媒反応の中間体検出、酸素発生反応をH2O、D2O中で行いH/D速度論的同位体効果の検討、及び酸素発生反応初速度の濃度依存性を測定し、反応機構を解明する。

結果、Co2DNCHは先行研究のコバルトポルフィリン錯体よりも約100 mV低い過電圧で酸素を発生させることが明らかとなった。また、光増感剤に[Ru(bpy)3]2+、犠牲酸化試薬にS2O82-を含む光酸素生成系を用い、その光科学的酸素発生触媒能に関して評価したところ、触媒回転頻度(TOF)はコバルトポルフィリン錯体と比較して非常に高い値を示した。これらの実験により、Co2DNCHは既存のコバルトポルフィリン錯体をはるかに上回る、きわめて高い触媒活性を有することが示された。また、酸素発生反応機構を分光学的手法および速度論的手法により検討したところ、触媒1分子から成る中間体を経て酸素が発生していることが明らかとなった。また、現在、異種金属二核錯体及び新規水溶性錯体の合成を行っている。以上から、おおむね計画通りに研究が進んでいる。今後はコバルトと鉄あるいは亜鉛などの異種金属二核錯体を合成し、光酸素発生反応における触媒活性の評価を行う。複数の異種金属錯体を合成することで、より詳細な二種の金属のそれぞれの役割を明らかとし、より詳細な反応機構を明らかとする。また、より詳細な反応機構を検討するためには有機溶媒を混合しない完全な水中での酸素発生反応を行う必要がある。従って、当初計画通り、新規水溶性錯体の合成を行う。新規水溶性錯体合成後、ラマン分光法を用いた酸素発生触媒反応の中間体検出、酸素発生反応をH2O、D2O中で行いH/D速度論的同位体効果の検討、及び酸素発生反応初速度の濃度依存性を測定し、反応機構を解明する。研究進捗状況から、当初は本年度に購入を予定していた300 Wキセノンランプ(ILC Technology CERMAX LX-300 Xe lamp)を次年度に購入することとした。したがって、次年度使用額が生じた。このキセノンランプおよび、その他の必要な各種光学フィルター等、光化学実験に必要な消耗品を購入する予定である。また、光酸素発生の研究を遂行する際、ガス分析を行うために必要な高純度ガスボンベ、標準ガスボンベなどを定期的に購入する。さらに反応機構解析において必要な特殊設計のガラス器具、重水及びH2O-18Oを購入する予定である。また、その他合成に必要な試薬類も購入する。
出生率変動の経済分析

平成元年度内には、国内におけるデータの収集・整理を行なってきた。加えて、国際会議での研究交換と討論を行ない、何人かのアメリカ人研究者とはデータ及び技術的な意見交換をした。同時に出生率の経済学において世界的なパイオニアといえるシカゴ大学のベッカー教授、南カリアフォルニア大学のイースタリン教授と手紙による意見交換をし、また、イースタリン教授とは直接会って討論した。本研究の目的は、まず、イースタリン仮説、すなわち出生率が振動的に変動する傾向の説明を行なうこと、第二に、実質所得と出生率について、比例的あるいは反比例的な関係の存在を立証することである。これは多くの学者がこれまで様々な議論を交わしてきた問題である。そこで、次のような代表的家計を考える。親は自分自身の消費から得られる効用に子供の効用を加えたものを最大化しようとする。子供一人の効用に子供の人数をかけ、それにウエートをつけて加えるのである。親の制約式には子供の養育費や子孫への遺産も含まれている。親は、子供の効用を含めた効用を最大化するように、消費量、子供の数、遺産の額を決める。次の世代も同様のことを繰り返す。このようにして出生率の変動経路が得られる。本研究の中では、出生率の変動は、子供の効用に対するウエートの関数形のみによって決まることを明らかにした。これは、親の消費からの効用や生産量が一般的な非線形関数であっても成り立つ。しかも、すべては子供に対する親の限界評価曲線(これはモデルの中で導かれる)の弾力性に依存する。限界評価曲線は、ある意味で子供への需要曲線とみなすこともできる。我々の結論は、これが直角双曲線と比較して、限界評価がそれより急速に減少するとき、出生率は振動しながら所得とともに変動していくというものである。後者は、イースタリン仮説における出生率の循環的変動と対応している。平成元年度に始められた本研究では、まず元年度内に、国内におけるデ-タの収集・整理を行ってきた。加えて、5月には、米国のロチェスタ-大学での国際会議で研究交換と討論を行ない、6月から7月にかけて来日した何人かのアメリカ人研究者とはデ-タ及び技術的な意見交換を通じて研究の発展を促すことが出来た。出生率の経済分析において、世界的なパイオニアといえるシカゴ大学のベッカ-、南カリフォルニア大学のイ-スタリンとは手紙での意見交換をし、5月にはイ-スタリン教授と直接会って議論することができた。デ-タの収集も基本的な部分は終わり、日本及び米国の歴史的な出生率変動、また、先進国と発展途上国の出生率の差についての現状についてもほぼつかむことができた。平成2年度の1月には、骨格となるモデルの作成も終えている。4月以降、新年度においては、経済モデルをより完全なものとして、そこで検討する結果と現実のデ-タとの対応関係を吟味するつもりである。現在までの研究実績は、今後の研究の進むべき方向を予測させるに十分なものがある。まず、イ-スタリン仮説、すなわち出生率が振動的に変動する傾向の説明を行なうことである。過去のデ-タに照らしてその意味はある程度つかめてきたので、より明確な説明ができるなら将来の出生率の予測につながるであろう。第2に実質所得と出生率について、比例的あるいは反比例的な関係の存在を立証することである。これまでの経過は、以上の2点についてかなりの成果を期待するに十分なものである。