hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パルスレーザー誘起水中集束衝撃波による炭酸カルシウム試験片の破砕実験

パルスレーザーを用いて水中衝撃波を発生させる実験を行い、以下の研究成果を得た.(1)パルスレーザー誘起水中衝撃波の圧力波形は,理論的な圧力波形と定性的に一致する.(2)パルスレーザー誘起水中衝撃波により,炭酸カルシウム試験片が破砕される.パルスレーザーを用いて水中衝撃波を発生させる実験を行い、以下の研究成果を得た.(1)パルスレーザー誘起水中衝撃波の圧力波形は,理論的な圧力波形と定性的に一致する.(2)パルスレーザー誘起水中衝撃波により,炭酸カルシウム試験片が破砕される.1.薄い金属板を積層して製作した円筒面を水中に設置し,その端面にパルスレーザー光を照射して円筒の中心軸に集束する衝撃波(パルスレーザー誘起水中集束衝撃波)を発生させた。衝撃波の発生には,波長694nmのルビーレーザーを用いた。照射面におけるレーザー光のエネルギー密度は約2kJ/m^2であり,気泡の発生はない。2.発生した集束衝撃波を,シャドーグラフ法を用いて可視化した。その結果,線形波動方程式から予測される波面と同じ形の衝撃波面が観察された。3.レーザー誘起衝撃波の圧力波形を測定した。その結果,以下のことが判明した。(1)平面衝撃波を発生させた場合,圧力波形はレーザーの出力波形に近い。(2)球面集束衝撃波の圧力波形をその焦点位置で測定した場合,圧力波形はレーザー出力波形の時間微分に近い波形となる。(3)上記(1),(2)の結果は,理論的な予測と一致する。4.上記の結果から,レーザー誘起水中衝撃波は,線形波動で近似することが出来る。5.人体を模擬できる透明材料としてゼラチンと寒天を用い,衝撃波の可視化実験を実施した。その結果,透明性が高いことと音速を変えられることから,人体を模擬する材料として寒天が適していることが確認された。6.寒天中に炭酸カルシウム試験片を設置し,それにパルスレーザー光を照射した。その結果,以下の2点が明らかになった。(1)パルスレーザー照射により,炭酸カルシウム試験片は破砕される。(2)しかし,レーザー光を多数回照射すると,試験片の飛散が確認された。(3)上記のことは,レーザーによる結石の破砕治療を実施する際,結石の飛散が周辺臓器に損傷を与える可能性を示唆している。1.波長10μm,パルス幅約70nsのTEACO_2レーザー光を,ZnSeとPMMAに挿まれた薄い水の層に吸収させる実験を実施した.その結果,TEACO_2レーザー光を直接水の層に吸収させることによって,衝撃波が発生することが確認された.2.厚さ20μmの平面吸収体にルビーレーザーを吸収させ,平面衝撃波を発生させた.発生した衝撃波の圧力波形を測定し,波動方程式から理論的に予測される圧力波形と比較した.その結果,両者は定性的には一致することが確認された.しかし,圧力波形の半値幅に関しては,定量的な一致が見られなかった.これは,衝撃波の発生が,単なる熱膨張だけではないことを示している.3.厚さ20μmの球面吸収体にルビーレーザーを吸収させ,球面集束衝撃波を発生させた.集束した衝撃波の圧力波形を測定し,理論的に予測される圧力波形と比較した.その結果,両者は定性的には一致することが確認された.4.パルスレーザーを水中の炭酸カルシウム試験片に照射した.その結果,炭酸カルシウム試験片の表面が破壊されることが確認された.5.パルスレーザーを水中に設置された固体表面に照射し,球面衝撃波を発生させた.その衝撃波が炭酸カルシウム平板試験片に到達したとき,炭酸カルシウム試験片が破壊されることを確認した.
重量測定および寸法測定による遺跡出土木製品の簡便な保存処理完了時間予測

遺跡出土木製品の保存処理期間の短縮化と確実性向上を図った一連の研究から、資料の劣化診断の新規開発では、簡便さを追求し、客観的且つ定量的に評価可能とした。また、真空凍結乾燥処理における予備凍結時の温度-80°Cで急速に凍結させることで、従来の-40°Cで凍結させるよりも良好な寸法安定性が得られることが可能となった。平成23年度は、出土木材資料の収集、樹種同定および腐朽程度の算出に係わる基礎的な実験を行なった。資料の収集は、大館市教育委員会から茂木屋敷遺跡(近世・秋田県大館市)出土木材約30点、弘前市教育委員会から油伝(1)遺跡(近世・青森県弘前市)出土木材約100点の提供を受けた。これらの出土木材の樹種同定を約90%について行なった結果、スギ材が大半を占めた他、広葉樹材が若干認められた。腐朽程度は、出土木材にどれくらいの水が含まれているか(含水率)を知ることで判断でき、含水率が大きいほど腐朽の進行が著しい。資料の水中重量と空中重量(それぞれ1週間飽水処理後)を使う従来法によって含水率を測定した結果、スギ材は約330400%、広葉樹材では約4001200%であった。これらの従来法から求めた値は、本研究における新手法である空中重量と見かけ体積から計算した値と正の相関が示された。ただし、従来法と新手法の値は、絶乾法で測定した値とも相関があったが、±30%以上の違いが認められた資料もあった。次年度に先立ち、以上の資料を使って、含浸処理実験を開始した。含浸処理は、処理薬剤にポリエチレングリコール(平均分子量4000)またはトレハロースを使い、水系により行なった。スギ材(平均含水率350%)について、処理薬剤が10%から始めて40%(重量比)まで含浸を行なった結果、処理中のスギ材の空中重量が恒量に達するまでの時間が、いずれの処理濃度においても、トレハロース含浸処理の方がポリエチレングリコールを使った場合よりも2倍程度短いことが明らかとなった。水浸出土木材の含水率は、処理完了の目安や処理後の評価に使われる。現在、含水率は、出土木材の空中重量、水中重量の測定、および細胞壁実質の密度から計算するのが通常である。水中重量は、木製品を液中で吊るして測定する方法であるため、技術的な手間を要するだけでなく、大型の木製品には適用困難な方法である。本研究では新たに空中重量、最大膨潤時の見かけ体積、木材細胞壁実質の密度から計算する手法を模索した。ポイントは、空中重量(A)=木材実質重量(V*r0)+最大膨潤状態の出土木材に含まれる水の重量((V-(V*r0/R))/D)として、出土木材の全乾密度(r0)を推定することである。新手法は、従来法と正の相関が認められ、おおよその含水率値に見当を付けるためには簡便な方法であるもの考えられた。低湿地遺跡から大量に発見される水浸出土木材の保存処理を行う上で、処理薬剤の含浸処理後に水系における真空凍結乾燥処理を行うことが確実で効率的であるものと考える。しかし、真空凍結乾燥処理における予備凍結時の水溶液の体積膨張による出土木材の寸法変化が懸念された。そこで、出土木材の凍結速度が及ぼす寸法安定性への影響を知るために、予備凍結温度を従来用いられている-40°Cと-80°Cに設定し、凍結前後の膨張率を比較検討した。結果、ポリエチレングリコール含浸後の試料において、-80°Cで急速に凍結させた場合、繊維方向では膨張したが、接線方向と放射方向ではほとんど膨張せず、-40°Cで凍結させた試料よりも良好な寸法安定性が得られることがわかった。平成23年度における研究計画は、(1)実験資料の収集、(2)資料の樹種鑑定、(3)腐朽程度算出の新手法の試み、(4)含浸実験であった。(1)および(2)についてはほぼ完了しており、(3)についてはさらなる検討が必要ではあるが方向性が見出せている。(4)については、完了率は30%であるが、当初の予定通り平成24年度も継続して行う予定である。以上から、研究の目的の達成度はおおむね順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は継続して含浸実験を行うとともに、腐朽程度算出の新手法の理論的裏付けを行う。さらに、出土木材の最終工程である乾燥(自然乾燥・真空凍結乾燥)を行うことで、含浸処理から乾燥完了までの一連の工程について、おおよその完了時間予測について理論モデルを作って行う。
大学評価の原理・方法に関する国際比較的研究

本研究は、日本における大学自己評価の進展にどのような課題があるかを、理論的・実証的な立場から明かにしようとしたものである。理論的な研究として、アメリカおよびヨーロッパ諸国における大学評価の諸研究を検討・分析して、特に大学自己評価をめぐる分析の基礎となる枠組みを形成する試みをおこなった。教育、研究といった、高等教育機関の機能分野に対応する構造に着目するのと同時に、評価の目的、方法、内容といった面で、一方において効率性の向上、他方において研究・教育の自律性の尊重、という相反する要請の双方をいかにくみあわせているか、が重要な視点となる。同時に、わが国において実際に自己点検・評価がいかに進行しつつあるかを、全国の大学、学部に対するアンケート調査で明かにしようとした。第1回の調査は、1991年に行われ、いわば自己評価・点検の出発点にある日本の大学の現状をとらえた。第2回調査は、1993年初頭におこなわれ、その後の進展を分析した。これによれば、多くの大学は、自己評価のための組織を設置するという一次的な段階に達しているものの、実際の評価を実施し、さらにその質を向上させて、長期的な計画に結びつける段階には至っていないことが明かとなった。これらの分析作業をつうじて、大学自己評価は、日本でも重要な役割をおう可能性はあるものの、現実の自己評価の実施、その質的な向上には障害が大きく、そこに課題があることが結論された。本研究は、わが国の高等教育改革の一つの焦点となっている「大学評価」についてその理論的・実践的問題を分析し、個別大学あるいは行政での実践的要請に応えることを目的としている。平成2年10月の科研費交付決定の後、「理念・方法分科会」、「国際比較分科会」および「実態調査分科会」の三分科会を設けて本格的な研究活動にはいり、下のような作業を行った。まず<「理念・方法分科会」>___ーにおいては、大学評価を研究するための理論的な枠組みについて検討をおこなった。これをもとに、平成2年末には、広島大学大学教育研究センタ-の年次研究員集会で「大学評価ー提案と批判」をテ-マとして、全国の高等教育研究者、行政関係者など総計100人以上の参加を得て2日間にわたって討論を行った。これらの活動に基づいて『大学評価の理論的検討』と題する資料を作成した。<「国際比較分科会」>___ーにおいては、大学評価に関連する各国の文献を調査・収集する作業を行い、教育評価、研究評価、機関評価・評価政策、の三つの側面から、各国の事情を検討する準備を行っている。また交付に先だって平成2年9月に行われた、OECDの高等教育機関経営研究組織(IMHE)の大学評価に関する国際会議への提出資料から、大学評価の国際的動向を検討した。また<「実態調査分科会」>___ーでは、わが国において大学評価への努力が現実にどのように進展しているのかを把握するために、全国の国公私立大学および総合大学の学部全部に、大学評価の進行状況に関して悉皆アンケ-ト調査を行った。現在その回答を集計中であり、作業が終わり次第に簡単な報告書を作成する予定である。わが国における高等教育は、量的拡大の過程を終わったかにみえるが、その質的側面においては不十分な点が多い。しかも社会の大学に対する見方には厳しいものがあり、大学が自ら活性化の努力をするのでなければ、社会的な支持を得ることも難しい。本研究はこのような観点から「大学・自己評価」を、国際比較の視点を中心として理論的・実証的に分析し、わが国の自己評価の発展に研究面から寄与することを目的とする。平成2年度には、「国際比較」分科会、および「理念・方法」分科会を中心に、各国の大学評価に関する文献を調査・収集し、あわせてわが国における、これまでの大学評価に関する研究を分析して、大学評価に関する分析の基礎を形成することに主眼をおいた。そこでの作業にもとづいて、平成2年11月には「大学評価ー提案と批判」と題する研究会を、本研究構成員に全国の主要な高等教育研究者約120人をまじえて、2日間にわたって行った。

平成3年度には、前年度における予備的な理論研究に基づいて『大学評価の理論的検討』と題する中間報告を作製し、これを高等教育研究者に配布すると同時に、全国の大学・各学部に配布した。また、特定の大学を一つの事例として、そこにおける学部あるいは全学での自己評価項目表を実際に作製し、そのための資料の存在、評価上の問題点などを詳細に検討した。また並行して、「実態調査」分科会を中心として大学自己評価に関して、全国の国公私立大学の全部、および単科大学以外の大学の全学部を対象として郵送による質問紙調査をおこなった。これに対しては、9割近い回答がよせられた。この調査の分析をもとにして、『大学自己評価の出発点ー1991全国調査の結果から』と題する中間報告書を作製した。本研究は、日本における大学自己評価の進展にどのような課題があるかを、理論的・実証的な立場から明かにしようとしたものである。理論的な研究として、アメリカおよびヨーロッパ諸国における大学評価の諸研究を検討・分析して、特に大学自己評価をめぐる分析の基礎となる枠組みを形成する試みをおこなった。教育、研究といった、高等教育機関の機能分野に対応する構造に着目するのと同時に、評価の目的、方法、内容といった面で、一方において効率性の向上、他方において研究・教育の自律性の尊重、という相反する要請の双方をいかにくみあわせているか、が重要な視点となる。同時に、わが国において実際に自己点検・評価がいかに進行しつつあるかを、全国の大学、学部に対するアンケート調査で明かにしようとした。第1回の調査は、1991年に行われ、いわば自己評価・点検の出発点にある日本の大学の現状をとらえた。第2回調査は、1993年初頭におこなわれ、その後の進展を分析した。これによれば、多くの大学は、自己評価のための組織を設置するという一次的な段階に達しているものの、実際の評価を実施し、さらにその質を向上させて、長期的な計画に結びつける段階には至っていないことが明かとなった。これらの分析作業をつうじて、大学自己評価は、日本でも重要な役割をおう可能性はあるものの、現実の自己評価の実施、その質的な向上には障害が大きく、そこに課題があることが結論された。
地域のソーシャル・キャピタルは抑うつを予防するのか：10年間の追跡データの検証

研究成果を踏まえると、ソーシャル・キャピタルは抑うつ状態に影響を及ぼす可能性が考えられた。ただし、その影響の程度は、ソーシャル・キャピタル指標により異なる可能性も考えられた。今後は、ソーシャル・キャピタルをどのような方法によって醸成すべきであるか(もしくは、現状のソーシャル・キャピタルを維持すべきであるか)という視点での介入研究や、研究デザインの提案が本領域における議論の発展において有益であることが考えられた。本研究の目的は、中山間地域の住民を対象とした健康調査を実施し、抑うつ度とソーシャル・キャピタルの関係性を定量的に明らかにするとともに、それらの結果に基づき「ソーシャル・キャピタル調査ツール:超高齢社会版」を提案することである。そうした中で本年度は、調査対象地域の選定、調査項目の確定、および調査準備について実施した。調査対象地域の選定については、次年度、隠岐の島町(離島地域)、および雲南市(都市近郊の中山間地域)において住民を対象とした健康調査を実施することとした。そして、調査日、及び調査会場等の詳細についても決定した。また、調査項目については、主たる調査対象者である高齢者の負担を考慮して、5分以内で実施することが可能となるよう限られたの質問項目により構成することとした。合わせて、調査対象となる自治体との打合せを複数回実施し、本調査への参加率の向上を図るための広報に関する調整、さらには調査方法について議論を行った。上記の活動に加えて、生活習慣、地域要因と健康に関する解析を実施し、その成果については学術論文として発表を行った。以上の研究成果を通して、個人の健康が個人要因のみならず、居住している地域の特性にも影響を受けていることが明らかとなった。以上の研究成果に基づき、次年度は、地域における健康調査を実施し、本研究課題の目的であるソーシャル・キャピタルと抑うつ度の解析に要するデータの構築と、その予備的解析を実施する予定である。本年度実施する予定であった、調査対象地域の選定、調査項目の確定、および調査準備について当初の予定通りの成果を得た。したがって、おおむね順調に進展していると評価した。本研究の目的は、中山間地域の住民を対象として健康調査を実施し、抑うつ度とソーシャル・キャピタルの関係性を定量的に明らかにするとともに、それらの結果に基づき「ソーシャル・キャピタル調査ツール:超高齢社会版」を提案することである。そうした中で本年度においては、地域での健康調査を実施するとともに、データの解析、さらには研究成果のフィードバックを行った。一連の活動を通して、本研究の調査対象とする中山間地域の自治体において健康調査を実施するための課題と方法論について整理することができた。以上の活動に加えて、本年度においても地域要因と健康に関する解析を実施し、その結果については学術論文として発表を行った。これらの成果は、昨年度の研究成果をさらに発展させる内容となっていることから、健康維持における地域要因の影響がより明確となった。また、スウェーデンのルンド大学との国際共同研究を通して、どのような地域要因が健康に対して影響を及ぼすかについての詳細な知見を得ることができた。この知見については、最終年度、地域におけるソーシャル・キャピタルを活用した地域活動の提言を行ううえでの基礎的な知見となることが期待できる。以上の研究成果を基盤として、次年度の研究活動においては、地域における健康調査を6月10月にかけて島根大学、及び自治体と共同で実施するとともに、本課題における研究成果の取りまとめを実施する予定である。本年度実施する予定であった研究内容について、当初の予定通りの成果を得た。したがって、「おおむね順調に進展している」と評価した。本年度の研究では、島根大学疾病予知予防プロジェクトセンター(現:島根大学地域包括ケア教育研究センター)が主体となり中山間地域の住民を対象とした高齢者コホート研究(Shimane COHRE Study)における追跡調査データを活用し、抑うつ度とソーシャル・キャピタルの関係性を定量的に明らかにするとともに、3年間の研究を通して得られた知見を広く一般に公開するためのデータ構築を行った。さらには、本研究において分析対象とした集団は、高齢者コホート研究の集団(平均年齢が70歳前後の集団)であったことから、より若い世代の知見を得るためにスウェーデンのルンド大学との国際共同研究を補完的に企画・実施した。具体的には、ルンド大学がこれまでの研究において蓄積してきたデータベースより20歳44歳の住民(188,907名)を7年間追跡したデータを構築し、ソーシャル・キャピタルと抑うつ度との関係性について定量的に明らかにした。以上の研究成果を通して、横断研究の知見に基づき論じられてきたソーシャル・キャピタルと抑うつ度の関係性が時間的な順序に基づき明らかになるとともに、先行研究で用いられてきたソーシャル・キャピタル指標について、どのような集団で抑うつ度と関係するのか否かという点についての知見を発展させることが出来た。本研究で使用した高齢者コホート研究のデータは、申請に基づき他の研究者の利用が可能となるよう整備していることから、今後、他地域との比較研究等の発展的な議論が有益であると考えられた。次年度は、調査を実施することから、参加率が課題となる。

この点については、調査対象の自治体と打合せを実施し、広報等の工夫により想定数を確保する予定である。次年度は、最終年度であることから当初のスケジュールに即したデータ整備が課題となる。この点については、共同研究組織である島根大学疾病予知予防プロジェクトセンターと連携し、目的の達成を図るよう調整を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。健康社会学29年度が最終年度であるため、記入しない。
光による分子活性化を活用した高立体選択的有機分子構築手法の開発

右手と左手の関係にある化合物(=キラル化合物)のうち望む一方のみ(=光学活性体)を選択的に合成する技術の開発は,有機合成化学における主要テーマの一つであり,特に医薬品の開発などにおいてその需要は大きい。筆者らは,一般的方法では合成の難しい特異な分子骨格を一気に構築できる光化学反応において,その技術開発を行った。反応を司る触媒を独自に設計し,安価な市販試薬から数工程で所望の触媒を合成する経路の開発に成功し,その性能評価を行った。改善の余地はあるものの,満足し得るレベルでキラル化合物の作り分けに成功し,今後,触媒分子の改良によりさらなる発展が期待できる成果を得た。平成25年度の研究において,本研究課題における根幹部分となる光学活性分子光触媒の合成ルートを確立した。具体的な合成ルートの概略は以下のとおりである。まず,文献[Takeda, K. et al. Tetrahedron 1970, 26, 1435.]の方法に従い,市販品として容易に入手可能な6-ブロモ-2-ナフトールとN-アリールマレイミドのDiels-Alder反応によって分子光触媒の基本骨格を構築した。この分子変換は当初予測していたよりも立体選択性に乏しかったが,異性体を分離することに成功し,目的化合物を得ることができた。次に,臭素の結合部位を足がかりとした芳香族エーテル化と,それに続く分子内Friedel-Crafts反応により,光触媒機能を司るキサントン部位を構築することに成功した。この分子変換を効率よく実現するにあたっては,適切な保護基の選択が必須であったが,種々検討を重ねた末に理想的な組み合わせを見出すことができた。さらに,マレイミド部位を部分還元し,水素結合によって反応基質の向きを固定する役割を果たすラクタムとすることで,キラル分子光触媒のラセミ体の合成を完了した。将来的には,優先晶出法等で分子光触媒の光学活性体の量的供給を確保する必要もあるが,分子光触媒自体の構造検討を行う現段階においては数十ミリグラム程度で差し支えないため,このものを分取用キラルカラムで光学分割し光学活性分子光触媒の合成を完了した。このように,市販品として入手可能な化合物から7工程をもって,目的とする光学活性分子光触媒(第一世代)の合成ルートを確立することに成功した。平成26年度の研究においては,平成25年度の研究で確立した合成ルートに基づき光学活性分子光触媒(第一世代)の継続的合成を推進すると同時に,本光学活性分子光触媒を用いたエナンチオ選択的環状骨格構築反応の初期検討を行った。今回新たに合成した光学活性分子光触媒の能力を評価するうえにおいては,報告例のある反応系に対して本触媒を適用し,結果を比較することが好適と考え,Bachらによるキノロン誘導体の分子内[2+2]付加環化反応に着目した[Bach, T. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6640.]。筆者らが合成した光学活性分子光触媒の光増感部位はBachらが用いているものと同一であり,同様な光触媒作用により反応が進行することが期待されると同時に,そこでのエナンチオ選択性を比較することで,筆者らの触媒の反応基質認識能がどの程度であるかを評価できることがその理由である。そこで実際に,当該論文中でBachらが用いているのと同一の反応基質を合成し,彼らの条件に倣い反応を行ったところ,予想される2種類の化合物(straight型,cross型)が合わせて70%の収率で生成し,光学純度はそれぞれ3% eeと1% eeであった。期待に反しエナンチオ選択性が非常に低い結果となったが,これは,筆者らの分子光触媒では,分子認識部位と光増感部位との空間がやや広く,当初の見積もり以上にその空間での反応が進行してしまったことに起因するものと考えられる。この結果を受け,分子光触媒の構造を分子認識部位と光増感部位との空間を狭めるように改良を加え,その合成と,それを用いた光反応に関し,最終年度で検討することとした。平成26年度の研究において,独自に設計・合成した新規光学活性分子光触媒(第一世代)を用いて,Bachらによる先行研究にて評価実績のあるキノロン誘導体の分子内[2+2]付加環化反応[Bach, T. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6640.]を実施し,筆者らによる分子光触媒の反応基質認識能の評価を行ったところ,目的物の光学純度はそれぞれ3% eeと1% eeと,期待に反しエナンチオ選択性が非常に低く大いに改善が求められる結果となった。これは,筆者らの分子光触媒では,分子認識部位と光増感部位との空間がやや広いことに起因するものと原因分析し,これを反映した改良型光学活性分子光触媒(第二世代)の合成と性能評価を平成27年度の研究で行った。第二世代の分子光触媒では,分子認識部位と光増感部位との空間を狭め,かつ両者がほぼ平行に配置されるよう分子設計を行い,スピロ骨格のキラリティーを利用することとした。文献既知の1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン誘導体[Aono, T. et al. Chem. Pharm. Bull. 1978, 26, 1511.]から3段階で目的化合物をラセミ体として合成することに成功し,光学活性カラムを用いた中圧クロマトグラフィーにて光学分割した。

こうして,光学純度86% eeにて光学活性体の第二世代分子光触媒を入手し,第一世代の触媒と同様な方法で性能評価を行った。その結果,予想される2種類の化合物(straight型,cross型)が合わせて95%の収率で生成し,光学純度はそれぞれ38% eeと46% eeであった。用いた触媒の光学純度が86% eeであったので,これを100% eeに外挿すると生成物の光学純度はそれぞれ53% eeと44% eeと算出される。Bachらの結果には及ばないものの,前年度の結果を大きく上回る結果が得られ,筆者らの分子設計が妥当であったことが実証された。また,筆者らの触媒はBachらのそれと比べ,分子設計に柔軟性があるため,改良が容易で,さらなる選択性の向上も期待できる。右手と左手の関係にある化合物(=キラル化合物)のうち望む一方のみ(=光学活性体)を選択的に合成する技術の開発は,有機合成化学における主要テーマの一つであり,特に医薬品の開発などにおいてその需要は大きい。筆者らは,一般的方法では合成の難しい特異な分子骨格を一気に構築できる光化学反応において,その技術開発を行った。反応を司る触媒を独自に設計し,安価な市販試薬から数工程で所望の触媒を合成する経路の開発に成功し,その性能評価を行った。改善の余地はあるものの,満足し得るレベルでキラル化合物の作り分けに成功し,今後,触媒分子の改良によりさらなる発展が期待できる成果を得た。本研究の開始時点におけるおおまかなロードマップは以下のとおりであった。1【光学活性分子光触媒の合成】平成25年度において光学活性分子光触媒の合成ルートを確立する。2【典型的光反応におけるエナンチオ選択性発現の評価】平成26年度以降,前年度までに合成した光学活性分子光触媒を用いて典型的な反応をいくつか行い,触媒のエナンチオ識別能力を評価する。3【光学活性分子光触媒のブラッシュアップ】検討した反応とエナンチオ選択性の相関を解析することで,選択性向上に適した構造的特徴を推測し,これを反映した第二世代分子光触媒の合成とその触媒を用いた反応検討を行う。平成25年度の研究において1は完了し,さらに平成26年度の研究において2について初期評価は完了した。現段階では期待したとおりのエナンチオ選択性を実現するには至っていないが,改良を加えるべき点と,今後の道筋についてのフィードバックは確固たるものが得られたと考えている。これらを鑑みると,全体を俯瞰した場合の達成度は60%程度であると考えている。有機合成化学【第二世代光学活性分子光触媒の合成】第一世代光学活性分子光触媒を用いたキノロン誘導体の分子内[2+2]付加環化反応では,期待したようなエナンチオ選択性の発現は認められなかった。これは,分子認識部位と光増感部位との間の,当初反応基質が入り込まないであろうと予想していたわずかな空間で,実際にはかなり反応が進行してしまったことに原因があると考えられる。そこで,シクロペンタジエンと無水マレイン酸のDiels-Alder反応と,それに引き続く分子内ハロラクタム化を利用して,この問題を解消する剛直なかご状構造をした第二世代光学活性分子光触媒を短工程で合成する。大部分が既知反応の組み合わせで対応可能と考えられるため,本年度第一四半期上半期には合成を完了する計画である。【第二世代光学活性分子光触媒のエナンチオ選択性発現の評価】
オートファジーに必須な2つの新規ユビキチン様修飾系の構造生物学

オートファジーには2つのユビキチン様修飾因子であるAtg12とAtg8が必須である.Atg8はユビキチン様反応により,リン脂質の一種であるphosphatidylethanoleamine(PE)と結合する.その際,結合酵素であるAtg3が両者の結合を触媒する.今回,酵母Atg3全長の結晶構造の決定に成功した.Atg3はユビキチン結合酵素と構造類似性をもつE2コア領域および2つの固有な領域からなっていた.固有領域の一つは約80残基からなり,結晶中でそのほとんどが電子密度を示さないランダムコイル状態をとっていた.もう一方は長いヘリックス構造を取り,Atg3のコア領域から突き出した構造をとっていた.In vivo, in vitroの解析から,両者ともにAtg8のPE化に重要な働きを持っており,前者は活性化酵素であるAtg7との結合に,後者はAtg8の結合に関わることが示唆された.Atg3の活性システイン残基の近傍には,結晶化溶液中に含まれていた硫酸イオンが結合しており,その領域はPEのリン酸基部分が結合する領域であることが示唆された.Atg12はユビキチン様反応により,Atg5のリジン残基側鎖とイソペプチド結合を形成する`Atg12-Atg5結合体は更にAtg16と相互作用し,オートファジーにおいて三者複合体として重要な働きを担う.今回,酵母Atg5全長とAtg16のN末端領域の複合体の結晶構造の決定に成功した.Atg5は意外にも自身に二つのユビキチンホールド構造を含んでいた.二つのユビキチンホールドの間にはヘリックスバンドルからなる領域が存在し,3つの領域が互いに相互作用することで,ひとつの球状構造を形成していた.Atg16のN末端領域はヘリックス構造をとり,Atg5の3つの領域の境界に形成された溝に結合していた.Atg12が結合するリジン残基はAtg16結合部位とは反対の面に位置していたことから,Atg5はAtg12とAtg16の両方に,構造を変化させることなく同時に結合できると考えられる.Atg5との結合に関わっているAtg16の残基に関して変異実験を行った結果,Atg5との結合能が失われたAtg16変異体は,オートファジー活性を持たないことが明らかとなった.したがって,Atg5とAtg16は互いに直接結合して初めて,オートファジーにおける役割を担うことができると考えられる.Atg5は自身が2つのユビキチンフォールドを持ち,Atg12が結合することで3つのユビキチンフォールドとなり,さらにホモ4量体と考えられるAtg16と結合することで,計12ものユビキチンフォールドが集合することとなる.このような非常にユニークな構造体が,オートファジーにおいてどのように機能しているのかを明確にすることが,今後の重要な課題である.オートファジーには2つのユビキチン様修飾因子であるAtg12とAtg8が必須である.今回,Atg12の植物ホモログおよびAtg8のプロセシングと脱結合に関わるヒトAtg4Bの結晶構造の決定に成功した.植物Atg12はユビキチンとの配列相同性がないにも関わらず,典型的なユビキチンホールドを取っていた.その表面には,Atg12ホモログでのみ保存された疎水性領域と,Atg8,Atg12ホモログ両方に共通して保存された疎水性領域が存在した.後者の疎水性領域はユビキチンに高度に保存された疎水性領域に一部重なっており,結合反応に関わることが示唆された.一方前者の疎水性領域は,Atg12ホモログでのみ保存されている点,酵母Atg12の変異株を用いた実験でその領域の残基F154がオートファジー活性に必須である点から,Atg12固有の役割に関わっていることが示唆された.Atg8はユビキチン様反応により,リン脂質の一種であるphosphatidylethanoleamine(PE)と結合する.Atg4は脱脂質反応を担うという点でユビキチンや他のユビキチン様修飾因子に関する脱結合酵素と比べてユニークである.またAtg4はいかなる既知のプロテアーゼとも配列相同性を持たない.しかし驚くことにヒトAtg4Bの構造は,古典的なシステインプロテアーゼであるPapainと高い構造相同性を示し,また脱ユビキチン酵素の一つであるHAUSPとも高い構造相同性を示した.触媒残基Cys-74はHis-280,Asp-278と典型的な触媒3残基を形成していた.Cys-74はループにより表面を覆われていることから,ヒトAtg4Bは単体では自己阻害構造をとっていると考えられた.Atg4は自己阻害構造をとることで非特異的な分解活性を防ぎ,高い基質特異性を保持していると考えられる.オートファジーには2つのユビキチン様修飾因子であるAtg12とAtg8が必須である.Atg8はユビキチン様反応により,リン脂質の一種であるphosphatidylethanoleamine(PE)と結合する.その際,結合酵素であるAtg3が両者の結合を触媒する.今回,酵母Atg3全長の結晶構造の決定に成功した.Atg3はユビキチン結合酵素と構造類似性をもつE2コア領域および2つの固有な領域からなっていた.固有領域の一つは約80残基からなり,結晶中でそのほとんどが電子密度を示さないランダムコイル状態をとっていた.

もう一方は長いヘリックス構造を取り,Atg3のコア領域から突き出した構造をとっていた.In vivo, in vitroの解析から,両者ともにAtg8のPE化に重要な働きを持っており,前者は活性化酵素であるAtg7との結合に,後者はAtg8の結合に関わることが示唆された.Atg3の活性システイン残基の近傍には,結晶化溶液中に含まれていた硫酸イオンが結合しており,その領域はPEのリン酸基部分が結合する領域であることが示唆された.Atg12はユビキチン様反応により,Atg5のリジン残基側鎖とイソペプチド結合を形成する`Atg12-Atg5結合体は更にAtg16と相互作用し,オートファジーにおいて三者複合体として重要な働きを担う.今回,酵母Atg5全長とAtg16のN末端領域の複合体の結晶構造の決定に成功した.Atg5は意外にも自身に二つのユビキチンホールド構造を含んでいた.二つのユビキチンホールドの間にはヘリックスバンドルからなる領域が存在し,3つの領域が互いに相互作用することで,ひとつの球状構造を形成していた.Atg16のN末端領域はヘリックス構造をとり,Atg5の3つの領域の境界に形成された溝に結合していた.Atg12が結合するリジン残基はAtg16結合部位とは反対の面に位置していたことから,Atg5はAtg12とAtg16の両方に,構造を変化させることなく同時に結合できると考えられる.Atg5との結合に関わっているAtg16の残基に関して変異実験を行った結果,Atg5との結合能が失われたAtg16変異体は,オートファジー活性を持たないことが明らかとなった.したがって,Atg5とAtg16は互いに直接結合して初めて,オートファジーにおける役割を担うことができると考えられる.Atg5は自身が2つのユビキチンフォールドを持ち,Atg12が結合することで3つのユビキチンフォールドとなり,さらにホモ4量体と考えられるAtg16と結合することで,計12ものユビキチンフォールドが集合することとなる.このような非常にユニークな構造体が,オートファジーにおいてどのように機能しているのかを明確にすることが,今後の重要な課題である.
倫理コンサルタントの価値判断に影響を及ぼす要因に関する研究

倫理コンサルタントと非倫理コンサルタントが、ある症例における倫理的な問題の認識および専門的な視点について明らかにした。結果、倫理コンサルタントと非倫理コンサルタントでは、患者にとっての最善を患者の最善に置くか、患者と家族の最善に置くかで判断が異なっていた。また、専門職になる前の基礎教育の時点で倫理的な問題の認識および専門的な視点について調査したところ、1年生の時点において専攻毎で価値判断が異なる傾向にあった。本研究の目的は、21-23年度にかけて倫理コンサルタントが、研修指導医、専門・認定看護師及び看護管理者、ある症例における倫理的な問題の認識及び異なる専門的な視点について明らかにすることである。そのために、21年度は以下、3つの調査を行った。一つ目は、倫理コンサルタントが、症例に関する助言の内容(価値判断)を検討する際に、彼らの助言を基礎づける彼らの視点を明らかにすることとした。また、来年度から臨床指導医、認定・専門看護師らの同様の価値判断と比較するため、本来看護師が有する看護実践における価値判断と医療専門職を目指す学生が有する医療専門職の価値判断を検討した。(1)については、国内において倫理コンサルテーションを実践している者に質問紙調査を行い、現在データ収集中である。(2)については、洗髪という清潔ケアにおける看護師の判断の過程についてインタビュー調査を行い、看護師は患者の病態の安全と生活や生理的欲求としての清潔の保持を前提に患者の希望を尊重して行っていることが明らかとなった。(3)については、医学、看護、作業療法、理学療法、臨床検査、薬学の1年生が、各専門職として患者の治療判断を検討した時、どのような判断をするのか調査した。専攻別、治療の是非についてX二乗検定(ボンフェロー二の修正)を行った。結果、学生の専攻と治療の是非に関する判断について、看護学生は医学生、その他に比べて統計的に有意な差があった。看護学生は他の群の学生に比べて、治療しない傾向にあったといえる。委譲の調査の結果から、看護師は、患者への看護実践について身体の安全と患者の希望を重んじて看護実践していること、専門知識がない学生においても、職業が有する価値を重んじて判断する傾向にある、という点が推察された。22年度は、上記の調査結果及び推察を基に、倫理コンサルタント、上級医師、上級看護師の価値判断を検討する。そのために、21年度に行った以下、3つ調査を受けて行った22年度の実績報告を記す。(1)国内において倫理コンサルテーションを実践している者に質問紙調査を用いたデータ収集。(2)看護師が洗髪という清潔ケアを行う際の判断の過程と判断価値の概念化を質的帰納的手法にて実施。(3)医学、看護、作業療法、理学療法、臨床検査、薬学の1年生が、各専門職として患者の治療判断を検討した時、どのような判断をするのかグループワークに自由記載したワークシートを用いて調査した。22年度はその結果を受けて、以下のことを継続した。(1)21年度収集したデータに関して、スーパーバイズを受けながら、分析中である。(2)(1)の対象者との類似性、特異性を検討するために、認定・専門看護師及び看護管理者、臨床指導を担当する医師、倫理学者を対象に同じ質問紙調査を用いてデータ収集を行った。これについては、現在、スーパーバイズを受けながら分析中である。(3)21年度に行った(3)の研究結果については、オーストラリア、シドニーで行われた学会、第5回All Together Better Healthで発表した。さらに、21年度の結果を受けて、質問紙を作成し、医学科、保健学科(看護学、リハビリテーション学、検査学)、薬学部在籍の1年生と4年生に対して質問紙調査を用いて、データ収集を行った。現在、データ入力が完了し、分析するためのデータセットを作成中である。来年度、成果発表にむけて、分析を続けていく。本研究の目的は倫理コンサルタント、医療専門職による倫理的問題の認識及び価値判への影響について明らかにすることである。23年度に修正を要したため、24年度の実績報告として報告する。122年4月のAll Together Better Health 5(オーストラリア)で発表した結果を基に質問紙を作成した。医学科、保健学科、薬学部在籍の1年生と4年生を対象にダックス・コワート事例(視聴覚教材)に対する治療判断を調査した。結果、1年生は4年生と比較して治療の是非、治療行動の有無に関して有意に治療すると回答した(p<0.05)。学年で治療に対する判断が異なることが明らかとなった。倫理的問題の認識は、両郡とも「患者の意向に沿わないことは患者にとって善いことか悪いことか」(1年生=240、4年生=210)が最も多く、ついで「患者の意向に反しても生命の維持をすることは医療従事者の義務か否か」(1年生=201、4

年生=174)、「生命維持は患者にとって善いことか悪いことか」(1年生=164、4年生=127)であった。2臨床倫理の専門家である倫理コンサルタント(EC)群と、非倫理コンサルタント(Non-EC)群(上級看護師、臨床指導医、倫理学者)を対象に仮想事例(アルツハイマー病高齢者の栄養療法の是非)を用いて質的研究を行った。EC群は治療の是非を患者の直接的な利益、害悪評価から判断し、Non-EC群は患者および家族の利益・害悪評価から判断していた。また、仮想事例が典型事例ということができるのか、倫理コンサルテーションで扱った実績症例を分析し検討を行った。実績症例の特徴から仮想事例は、1)患者の判断能力が不明確であること、2)患者の意向が不明であること、3)代理判断者の適正に関する問題、4)病態が終末期であるかどうかという点において、典型的な倫理的問題を含む事例であると言うことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
都市鉄道整備によるアクセシビリティの改善と生産性向上効果の計測に関する研究

本研究は,都市鉄道整備によるアクセシビリティの改善がもたらす企業の生産性向上効果をミクロ及びマクロの両面から計測する手法を開発し,東京圏を対象に実証分析を行うものである.平成30年度は,主に以下の2点について分析を行った.・東京圏において近年整備された鉄道路線を対象に,多時点の企業信用調査データベース(東京商工リサーチの「CD-Eyes」(企業検索CD))を用いて,開業に伴い新設された駅の周辺に立地した企業を特定し,業種や規模(資本金,従業員数),業績(売上・最終利益)等を把握した.その上で,実証分析手法の一つである差の差分析法(Difference in Differences)を用いて,鉄道整備によるアクセシビリティの改善がこれらの指標の変化に及ぼす影響の因果効果を推定した.具体的には,駅への至近性に応じて地域を処置群(アクセシビリティが改善された地域)と対照群(改善されなかった地域)の2つに区分し,各々の地域に立地している企業の生産性指標として従業員1人あたりの最終利益を算出し,開業前後での平均値の差を求めた.その結果,一部の駅において処置群と対照群の生産性の差分が正値となり,鉄道整備と生産性向上の因果効果の存在の可能性が確認された.・東京圏におけるアクセシビリティと生産性の関係をマクロな視点から分析する前段として,最新の統計である「平成28年経済センサスー活動調査」を入手し,東京圏における従業人口の地域別・産業別の特性を分析するとともに,前回調査(平成24年)の結果と比較することで,近年の動向を把握した.その結果,従業人口の空間分布特性は産業間で大きく異なる傾向が見られること,平成24年と平成28年の間で東京都心部を中心に従業人口が約11%増加し,これには「医療,福祉」,「卸売業,小売業」などのサービス産業の増加が大きく寄与していることが分かった.平成30年度は,まずミクロな視点からの分析について,東京圏における近年の新規整備路線として2000年12月に全線開業した都営地下鉄大江戸線を取り上げ,企業信用調査データベース(東京商工リサーチの「CD-Eyes」(企業検索CD))に収録されている開業前後の2時点の各企業の所在地情報や業種,規模,業績等に関する情報を用いて,同線の整備によるアクセシビリティの改善が企業の生産性に及ぼす影響の因果効果を推定した.この成果については,鉄道技術連合シンポジウム(J-RAIL2018)で発表を行うとともに,土木計画学分野の研究者と意見交換を行った.一方,東京圏におけるアクセシビリティと生産性の関係をマクロな視点からの分析の基礎となる知見を得ることを目的として,最新の統計である「平成28年経済センサスー活動調査」を入手し,東京圏における従業人口の地域別・産業別の特性を分析するとともに,前回調査(平成24年)の結果と比較することで,近年の動向を把握した.以上より,現在まで概ね順調に進んでいるものと考えられる.平成31年度の研究は,主に以下の2点について分析を進める.・ミクロな視点からの分析について,前年度の研究による結果や検討課題を踏まえ,差の差分析法(Difference in Differences)を適用する上での課題である処置群及び対照群に属する企業の同種性を可能な限り確保したうえで,2000年以降に東京圏で整備された複数の鉄道路線を対象に,アクセシビリティの改善が企業の生産性に及ぼす影響の因果効果を推定する.また,一連の分析の過程で把握される新駅周辺への企業の立地動向についても,鉄道整備による立地促進効果の視点から分析を深度化させていく.・マクロな視点からの分析については,前年度の「平成28年経済センサスー活動調査」に関する基礎的な検討結果に基づき,新規整備路線の駅周辺への従業人口の集積状況を把握するとともに,対象地域内の市区町村毎のアクセシビリティや従業人口密度と生産性の因果関係を分析する.生産性を表す指標としては,従業者1人あたりの付加価値額である労働生産性を採用する.そして,将来の鉄道整備にともなうアクセシビリティの改善や従業人口密度の増加による労働生産性の変化を推計可能な回帰モデルを構築する.本研究は,都市鉄道整備によるアクセシビリティの改善がもたらす企業の生産性向上効果をミクロ及びマクロの両面から計測する手法を開発し,東京圏を対象に実証分析を行うものである.平成30年度は,主に以下の2点について分析を行った.・東京圏において近年整備された鉄道路線を対象に,多時点の企業信用調査データベース(東京商工リサーチの「CD-Eyes」(企業検索CD))を用いて,開業に伴い新設された駅の周辺に立地した企業を特定し,業種や規模(資本金,従業員数),業績(売上・最終利益)等を把握した.その上で,実証分析手法の一つである差の差分析法(Difference in Differences)を用いて,鉄道整備によるアクセシビリティの改善がこれらの指標の変化に及ぼす影響の因果効果を推定した.具体的には,駅への至近性に応じて地域を処置群(アクセシビリティが改善された地域)と対照群(改善されなかった地域)の2つに区分し,各々の地域に立地している企業の生産性指標として従業員1人あたりの最終利益を算出し,開業前後での平均値の差を求めた.その結果,一部の駅において処置群と対照群の生産性の差分が正値となり,鉄道整備と生産性向上の因果効果の存在の可能性が確認された.

・東京圏におけるアクセシビリティと生産性の関係をマクロな視点から分析する前段として,最新の統計である「平成28年経済センサスー活動調査」を入手し,東京圏における従業人口の地域別・産業別の特性を分析するとともに,前回調査(平成24年)の結果と比較することで,近年の動向を把握した.その結果,従業人口の空間分布特性は産業間で大きく異なる傾向が見られること,平成24年と平成28年の間で東京都心部を中心に従業人口が約11%増加し,これには「医療,福祉」,「卸売業,小売業」などのサービス産業の増加が大きく寄与していることが分かった.平成30年度は,まずミクロな視点からの分析について,東京圏における近年の新規整備路線として2000年12月に全線開業した都営地下鉄大江戸線を取り上げ,企業信用調査データベース(東京商工リサーチの「CD-Eyes」(企業検索CD))に収録されている開業前後の2時点の各企業の所在地情報や業種,規模,業績等に関する情報を用いて,同線の整備によるアクセシビリティの改善が企業の生産性に及ぼす影響の因果効果を推定した.この成果については,鉄道技術連合シンポジウム(J-RAIL2018)で発表を行うとともに,土木計画学分野の研究者と意見交換を行った.一方,東京圏におけるアクセシビリティと生産性の関係をマクロな視点からの分析の基礎となる知見を得ることを目的として,最新の統計である「平成28年経済センサスー活動調査」を入手し,東京圏における従業人口の地域別・産業別の特性を分析するとともに,前回調査(平成24年)の結果と比較することで,近年の動向を把握した.以上より,現在まで概ね順調に進んでいるものと考えられる.平成31年度の研究は,主に以下の2点について分析を進める.・ミクロな視点からの分析について,前年度の研究による結果や検討課題を踏まえ,差の差分析法(Difference in Differences)を適用する上での課題である処置群及び対照群に属する企業の同種性を可能な限り確保したうえで,2000年以降に東京圏で整備された複数の鉄道路線を対象に,アクセシビリティの改善が企業の生産性に及ぼす影響の因果効果を推定する.また,一連の分析の過程で把握される新駅周辺への企業の立地動向についても,鉄道整備による立地促進効果の視点から分析を深度化させていく.・マクロな視点からの分析については,前年度の「平成28年経済センサスー活動調査」に関する基礎的な検討結果に基づき,新規整備路線の駅周辺への従業人口の集積状況を把握するとともに,対象地域内の市区町村毎のアクセシビリティや従業人口密度と生産性の因果関係を分析する.生産性を表す指標としては,従業者1人あたりの付加価値額である労働生産性を採用する.そして,将来の鉄道整備にともなうアクセシビリティの改善や従業人口密度の増加による労働生産性の変化を推計可能な回帰モデルを構築する.(理由)平成30年度は,差の差分析法を用いたアクセシビリティの改善が生産性に及ぼす影響の因果効果の推定方法の検討に時間を要したため,分析対象路線が少なく,分析用データを整備するための人件費が予定より低い結果となった.(使用計画)平成31年度において,「今後の研究の推進方策」に記載した研究を推進していくために必要な分析用データベースを整備するための人件費として使用する計画である.
ミエリン形成におけるCNP及びMAG遺伝子の役割

非常に高活性の2'、3'ー環状ヌクレオチド3'ーフォスフォジェステラ-ゼ(CNP)が脳及び脊髄に存在し、オリゴデンドログリアが特異的にCNPを発現していることが示されている。CNPはSDSーPAGE上で泳動度がわがかに異なる2つのタンパクバンドとして存在する。このような分子の多様性は、他のオリゴデンドログリア特異タンパクと同じように、二者択一的スプライシングによってもたらされている可能性がある。本年度はマウスCNP420アミノ酸をコ-ドする第2のCDNA(cDNAII)を分離し、前に得た400アミノ酸をコ-ドするCDNA(cDNAI)及びCNP遺伝子の配列と比較した。その結果、エクソン1の中ほどで二者択一的スプライシングが起きていることが明らかになった。cDNAIとcDNAIIは5'端のみが異なる。cDNAIIの配列をマウスCNP遺伝子の配列と比較するとエクソン1の内部にスプライスアクセプタ-サイトがあることがわかる。cDNAIIの5'端の配列はエクソン1の約800塩基上流の遺伝子上に見出された。遺伝子上のこの配列の上流には、GCーrichな配列の中にコンセンサスTATAーboxに近い配列(TATGAA)があり、プロモ-タ-のコア-と考えられた。プライマ-伸長、S1フクレア-ゼ保護分析の成績はTATGAAの26塩基下流に転写開始点があることが示した。エクソン1のさらに上流に新たに見出された第2の5'端エクソンをエクソンOと名付けた。