hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄骨造建物の３次元倒壊挙動の解明と耐震安全余裕度の評価

研究最終年度である平成26年度においては、実験としては、一般的な鋼構造部材の梁と柱の組み合わせであり鉄骨造建物の弱点であるにも関わらず、大規模な実験装置・試験体が必要という理由によりこれまであまり実験が行われてこなかった合成梁ー鋼管柱接合部について、部材断面の組み合わせをパラメーターとした繰り返し載荷実験を行い、支配的な終局状態である破断によって決まる塑性変形能力を評価するために必要なデーターを得るなど、立体形状をパラメーターとした接合部に関する実験を行い、研究遂行上必要なデーターの蓄積を行った。解析プログラムについては、平成25年度に水平2方向のランダム外力だけでなく変動軸力まで考慮した鋼管柱の解析プログラムを完成させたのに続き、床スラブの影響と接合部の幾何学的形状に起因する応力伝達効率を考慮した合成梁の解析プログラムを構築した。いずれも、鉄骨構造の3次元倒壊挙動を解明する上で必要不可欠な検討であり、得られた知見の耐震工学における重要性は非常に高いが、骨組全体の解析プログラムとしては構築しきれなかったことから、耐震安全余裕度の評価には至っていない。26年度が最終年度であるため、記入しない。建築構造・材料26年度が最終年度であるため、記入しない。新規性のある実験および解析プログラムの作成は順調に進んでおり、当初設定した目標に向けて着実に成果が挙がっている。当初の計画通り、軸力が変動する場合など、より複雑な条件のもとでの部材・接合部の挙動を実験的に検証するとともに、解析プログラムの拡張を行ってゆく。当初の計画通り、複雑な条件のもとでの部材・接合部の挙動を実験的に検証するとともに、解析プログラムの拡張を行ってゆく。
ニューロペプタイドY(NPY)の脳循環に与える影響

ニューロペプタイドY(NPY)は脳血管支配交感神経終末内にノルアドレナリンと共存するニューロペプタイドであり、脳血流調節に重要な貢献をしていることが想定されていたが、今回、我々は4種類の実験方法を用い、脳血流調節機構に及ぼすNPYの役割を解明してきた。犬脳底動脈及び中大脳動脈よりラセン状条片をつくり、等尺性張力変化を測定し、NPYの血管収縮作用の機序を明らかにした。電磁血流計を用い、NPYの持続時間の長い血流減少作用を確かめ、この血流減少は脳内血管の反応を反映していることを明らかにした。脳血管撮影法を用い、NPYを椎骨動脈内投与し、血流が減少している条件で脳底動脈径の変化を測定した。脳底動脈径には有意な減少がなく、NPYによる脳血流減少作用は主に細動脈から毛細血管の収縮に伴ったものであることが示唆された。電解式水素クリアランス法及び制御差温式血流計を用い、NPYの内頚動脈内投与が作用時間の長い血流減少を示すことを明らかにした。以上の研究成果より、NPYは脳血管支配交感神経終末の神経伝達物質として持続時間の長い脳血流調節に関与している可能性が示唆された。脳血管支配交感神経終末内にノルアドレナリン(NA)と共存するニューロペプタイドY(NPY)は、血管平滑筋張力や局所血流に強力な影響を与えることが知られるようになり、神経性血流調節に大いに貢献していることが明らかになりつつある。我々はin vitro及びin vivoの実験系を用い、NPYの脳血流に及ぼす影響を検討してきた。NPYは犬摘出脳血管を用量依存的に収縮させたが、NAやセロトニン等に見られない持続時間の長い収縮が特徴である。最大収縮としては中大脳動脈や脳底動脈をKCl収縮の50%位まで収縮させ、【ED_(50)】値は2nM前後であった。しかし、頚部より摘出した頚動脈や椎骨動脈に対しては、全く収縮作用を示さなかった。NYが交感神経終末内にNAと共存するという観点より、NAとNPYの相互作用も検討してみたが、末梢動脈で報告されているような、NAとNYの相乗収縮効果はなく、NPYの前投与はNAの作用を抑制する傾向にあった。この効果も脳血管だけで確認出来た現象であり、頚部摘出血管ではNPYはNA収縮に全く影響を与えなかった。一方、犬椎骨動脈血流量を電磁流量計で測定したが、NPYは摘出血管同様,椎骨血流量を用量依存的に増加させた。椎骨動脈自体にはNPYに対する親和性が認められなかった為、この血流増加は椎骨動脈支配領域の頭蓋内血流の増加を反映したものと推測された。NPYの作用時間は長く、例えば5n molの一回投与が20分間,血流を有意に減少させたが、これは従来の神経伝達物質には見られない効果と思われた。NAの血流減少効果はNPYの前投与により抑制され、この相互作用は摘出血管での効果とよく一致した。NPYは交感神経の伝達物質として脳血流調節に関与している可能性が強く、今後、他の伝達物質との相互作用や、脳血管障害等の病因との関連について検討を加えてみたい。イヌの摘出脳血管(脳底動脈及び中大脳動脈)と椎骨血流に対するNPYの効果は他の内在性血管活性物質には認められない.強力で持続時間の長い血管収縮,血流減少効果であった. NPYの血流減少作用は全身血圧や心拍数,血液ガス等に何ら影響を与えない条件で認められ, NPYは頚動脈や腸間膜動脈と比較すると脳血管に対する親和性が強い血管作動性神経伝達物質と思われる.この作用時間の長い脳血流減少効果は,組織血流計を用いて証明し得たラット線条体血流量に対する効果とよく一致した. NPYはノルアドレナリン(NA)といわゆる交感神経終末に共存することが証明されており,両者の相互作用を解明することは重要であり議論の多い点であった.

従来末梢血管を用いて報告されたNAとNPY収縮は相乗作用を示すという結果とは異なり,脳血管では, NPYは神経終末からのNA放出を抑制するだけでなく, NAの収縮反応を用量依存的に抑制し,他の部位とは異なることが証明出来た.事実,頚動脈ではNPYのNA縮抑制作用は全く認められなかった.Substance P, VIP, CGRPはイヌ脳血管拡張,脳血流増加作用を示すことを,既に報告したり,確認したニューロペプタイドであるが, NPYの収縮作用もこれら弛緩性ペプタイドが抑制することを確かめた.Substance Pの反応は血管内皮依存性の一過性反応であったが, VIP, CGRPは直接血管平滑筋に作用し, NPYの作用を持続的に抑制するものと思われた.脳血管は生理的条件下で,交感神経緊張状態,つまり血管収縮状態に保たれている可能性が強く示唆されているが,その役割を従来知られていたNAではなく, NPYが果たしている可能性が予想され,今後の研究課題として更に追究したい.そして上記の弛緩性ペプタイドとの相互関係も明らかにしたいものである.ニューロペプタイドY(NPY)は脳血管収縮を示す交感神経経内神経伝達物質として、脳血流調節に重要な役割を果たしていることが想定されている。我々は犬摘出脳血管、犬椎骨血流やラット線条体血流に及ぼす影響を検討してきたが、63年度は同じ実験方法を用い、他の血管収縮性ペプタイドとの比較や弛緩性ニューロペプタイドとの相互関係を明らかにしてきた。NPYは摘出脳血管で40mHKd収縮の約50%位の収縮をもたらすが、作用時間が極めて長いのが特徴であった。これはノルアドレナリン等のアミン類や循環ホルモンであるアンギオテンシンIIの作用時間の短い物質とは作用機序が異なっているものと思われた。一方、バゾプレシンやエンドセリンも持続時間の長い脳血管収縮作用と血流減少作用を示し、NPYの効果に類似していた。NPYの作用はca┣D12+依存性であり、細胞外ca┣D12+のない状態ではその作用が抑制される。その為、ca┣D12+拮抗薬は、NPY収縮を完全に抑制出来る。又、弛緩性ニューロペプタイドであるCalcitonin gene-related peptide (EGRP)やvasoactive intestinal peptide (VIP)でNPYの収縮作用は抑制可能である。CGRPやVIPも比較的作用時間の長い血管弛緩作用を示し、特にCGRPはその特徴が顕著であり、NPYの好対称を示すニューロペプタイドである。現在までに報告された数あるニューロペプタイドの中ではNPYだけが血管収縮作用を示すことが知られており、他の血管活性ニューロペプタイドは弛緩作用を示す。それ由NPYはノルアドレナリンと交感神経絡末内に存在し、NPYが作用時間の長い血流調節機構に関与し、ノルアドレナリンが短時間の血流減少機構に貢献しているものと思われる。
歯エナメル質による放射線被曝線量評価:in vivo ESRを用いた補正法の検討

人抜去歯からのESRバックグランド信号の計測を行った。平均ESR信号強度0.017014±0.011049a.u.であり、ヒストグラムによる分析では、その分布は対数正規分布に従うことが確認された。診断用デンタルX線連続照射によりL-band ESR測定装置でも検出される信号が生成されることを確認した。歯科用X線撮影装置や医療被曝が既存EPR信号の発生に主に関与している可能性が考えられた。補正法として、一定の信号強度の加算が適切ではないかと考えられた。1.既存ESR信号の測定本学外来で提供を受けた人の抜去歯を用い、バックグランド信号の計測を行った。計74本の天然歯を測定対象とした。測定条件は、ESR線量測定装置の実用を想定し、人が実際に口を開けた状態で維持できうる5分以内に完了するように、掃引磁揚25gauss、走査時間30秒、積算回数30回、変調磁場4.0gauss、時定数5msecで行った。結果として、平均EPR信号強度0.017014±0.011049a.u.で最小値0.000647a.u.、最大値0.04757a.u.とばらつきのある信号が観察された。ヒストグラムによる分析では、その分布は対数正規分布に従うことが確認された。バックグランド信号の発生は、L-bandで、抜去状態で共振器の内側に歯エナメル質を留置し最大感度検出領域で計測した場合シグナルの検出可能であるが、口腔内からのL-bandによる計測では、検出限界感度が更に低くなり、現状で単独の補正をするためには、共振器自体の更なる向上が必要であると考えられた。しかし、この既存信号が、検出限界に影響していることが確認され、人での実用計測においては、検出値に一定のESR信号が重なっており、特に低線量領域での判断には、既存信号の割合が高くなっていることを認識しておく必要がある。ESR線量測定の実用化に向けた重要なデータとなった。2.放射線の線源別のESR信号生成効率50kVおよび150kVのX線、および10MeVの電子線、Co-60ガンマ線で実際の抜去歯に照射を行い、ESR信号生成状況を計測した。X線照射により線量に比例した信号の生成が確認された。50keVと150keVには、有意な生成効率の差は確認できなかったが、電子線及びガンマ線では、生成効率はX線に比べて低く約1/3から1/4であった。被曝の際の線源の種類によるESR信号の解析に有用なデータとなった。1.歯科用X線照射装置のESR信号に及ぼす影響診断用デンタルX線を抜去歯に連続照射(5-100回)を行い、L-band ESR Spectrometerで検出される信号が発生するか検討した。同時にTLD素子(熱ルミネッセンス線量計)により線量測定を行った。照射回数に応じた線量で一回照射が、4.256±0.021mSvであった。抜去歯への5-10回の連続X線照射では、信号強度が0.029-0.056a.u±0.018であり、既存信号との分離評価は不可能であったが、50回から100回照射では、0.0985-0.1021a.u±0.0277であり、L-band ESR測定装置でも検出される信号が生成されることを確認した。歯科用X線撮影装置や医療被曝が既存EPR信号の発生に関与している可能性が考えられた。既存被曝信号の分離評価について十分に考慮されなければならない条件であることが確認された。2.ESR信号を用いたスクリーニング法の分析抜去天然歯を、(1)非曝露群(非照射群)と(2)曝露群で、50kVX線1Gyと2GyのX線照射を行ったもの)に分けて計測を行い、生成データの分布から、曝露群が正しく曝露ありと判定される確立(感度)と、非曝露群が正しく曝露なしと判定される確立(特異性)を、モンテカルロシュミレーション(Crystal ball ORACLE[○!R],R)で算出した。1Gy照射群では感度77%特異性78%だったが、2Gy照射群では感度99.9%、特異性99.8%であった。高線量被曝事故の際に、1-5Gyでの領域が測定できればトリアージとしての運用が可能となる。今回のデータから、L-band ESR Dosimeterによって一人あたり数分のスループットでマススクリーニングとして利用できうる可能性を示せた。
酵母の細胞分裂に対する理論システム生物学の構築に関する研究

平成18年度における研究補助金を受けて,酵母の細胞分裂におけるCdc25タンパク質及びWee1タンパク質の機能を,システム理論を用いることによって,理論的に示すことが可能となった.まず,Active MPFに基づく酵母の細胞分裂の基本タンパク質ネットワークモデルを,質量方程式手法及びミカエレス・メンテン法の2種類の方法を用いて,非線形方程式として記述した.次に,非線形方程式に対して周期感度を定義し,それぞれの非線形方程式に対して適用した.そして,この周期感度に基づいて酵母の細胞分裂のロバスト性を検証したところ,Cdc25タンパク質及びWee1タンパク質を考慮することで,酵母の細胞分裂のロバスト性が飛躍的に向上することが示された.特に,質量方程式手法及びミカエレス・メンテン法のどちらの場合においても,Cdc25タンパク質及びWee1タンパク質を考慮することでロバスト性の飛躍的な向上が見られ,表現方法によらずロバスト性向上の結果が得られたことは従来の実験ベースの酵母の細胞分裂研究では得られていないものである.以上の研究成果を考慮すると,本研究の結果として,酵母の細胞分裂に対する理論システム生物学に対するロバスト性を検証するための一つの方法を確立することが出来た.しかし,酵母の細胞分裂に関連するタンパク質はすでに数百個見つかっており,その遺伝子-タンパク質ネットワーク構造を考慮すると,状態が1千次元程度のロバスト性解析手法の確立が必要となる.また,ロバスト性解析以外に,細胞分裂を停止させるための制御手法を確立するなどの課題が残されている.平成17年度における研究補助金を受けて,酵母の細胞分裂におけるロバスト性向上に関わるタンパク質の存在を理論的に示すことが可能となり,実験を行う際の指針を与えることが出来た.まず,酵母の細胞分裂における最も基本的な遺伝子ネットワークであるActive MPFに基づくモデルを質量方程式により記述し,非線形モデルを導出した.この基本モデルにおいてはActive MFPの濃度自体が自身の反応速度を決定するといった仮定があり,実際にその仮定が細胞分裂のリズムを決定する際の重要な要素であることを示した.そして,このモデルの10個パラメータに対して,感度解析手法を用いてその値を求め,微小なパラメータ変動に対するロバスト性について考察した.このパラメータ変動は実験ではタンパク質の急激な変動として捉えることも可能であり,実験により再現することが可能である.このモデルでは,すでに述べた自己フィードバックループが重要かつ細胞分裂のリズム形成に重要な役割を果たすことを数値シミュレーションで示したが,この自己フィードバック部分に相当するタンパク質が存在すると仮定し,再度質量方程式により非線形モデルを導出し,感度解析を行った.その結果,本研究で仮定したタンパク質により,酵母の細胞分裂のロバスト性が大幅に向上すること及びこのタンパク質を考慮することにより細胞分裂のリズムが軌道の揃ったリミットサイクルになることが判明した.平成18年度においてはこれを実験により検証し,さらには最新の細胞分裂の遺伝子ネットワークに対して新しいシステム理論の適用から新たな細胞分裂の現象予測を導き出す予定である.平成18年度における研究補助金を受けて,酵母の細胞分裂におけるCdc25タンパク質及びWee1タンパク質の機能を,システム理論を用いることによって,理論的に示すことが可能となった.まず,Active MPFに基づく酵母の細胞分裂の基本タンパク質ネットワークモデルを,質量方程式手法及びミカエレス・メンテン法の2種類の方法を用いて,非線形方程式として記述した.次に,非線形方程式に対して周期感度を定義し,それぞれの非線形方程式に対して適用した.そして,この周期感度に基づいて酵母の細胞分裂のロバスト性を検証したところ,Cdc25タンパク質及びWee1タンパク質を考慮することで,酵母の細胞分裂のロバスト性が飛躍的に向上することが示された.特に,質量方程式手法及びミカエレス・メンテン法のどちらの場合においても,Cdc25タンパク質及びWee1タンパク質を考慮することでロバスト性の飛躍的な向上が見られ,表現方法によらずロバスト性向上の結果が得られたことは従来の実験ベースの酵母の細胞分裂研究では得られていないものである.以上の研究成果を考慮すると,本研究の結果として,酵母の細胞分裂に対する理論システム生物学に対するロバスト性を検証するための一つの方法を確立することが出来た.しかし,酵母の細胞分裂に関連するタンパク質はすでに数百個見つかっており,その遺伝子-タンパク質ネットワーク構造を考慮すると,状態が1千次元程度のロバスト性解析手法の確立が必要となる.また,ロバスト性解析以外に,細胞分裂を停止させるための制御手法を確立するなどの課題が残されている.
イオウを含有する新しいポリアセチレンの設計、合成および特性の解明

本研究は、特異な性質を示すことが期待されるイオウを含有するポリアセチレンの分子設計、高重合体の合成方法の開発、生成ポリマ-の特性の解明などを目的とする。以下に研究成果の要旨を述べる。1.ポリ(1-n-アルキルチオ-1-プロピン)の合成と特性1-n-アルキルチオ-1-プロピン(MeC≡CSR;R=Me、Et、n-Bu、n-C_6H_<13>、n-C_8H_<17>、n-C_<10>H_<21>)はMocl_5-ph_3SiH(1:2)触媒により、トルエン中、80°Cで好収率(5080%)で重合した。それに対し、対応するW、Nb、Ta触媒は効果が小さかった。生成ポリマ-は1×10^52×10^5の分子量を有し、従来合成されてきたいずれの含イオウポリアセチレンよりも高分子量であった。分光学的なデ-タよりポリマ-構造は〓CMe=CSR〓nであることが分かった。ポリ(1-メチルチオ-1-プロピン)を除いてこれらのポリマ-はトルエン、CHcl_3など通常の有機溶媒に完全に可溶であった。生成ポリマ-は無色、成膜性、空気中での比較的高い熱安定性、電気絶縁性、中程度の気体透過性などの性質を有していた。2.1-メチルチオ-1-アルキンの重合とポリマ-の性質1-メチルチオ-1-アルキン(MeSC≡CR;R=Et、n-Bu、n-C_6H_<13>、n-C_8H_<17>)の重合を遷移金属触媒により検討した。Mocl_5とPh_3SiHの1:2混合物はこれらのモノマ-からMw 1×10^5以上、収率3050%でポリマ-を与えた。アルキル基の長さは重合にほとんど影響しなかった。モノマ-、Me^-C【SY.identical with】C-n-C_6H_<13>は単独重合においては低い反応性しか示さなかったが、Me^-C≡C-n-C_5H_<11>との共重合では高い反応性を示した。ポリ(1-メチルチオ-1-アルキン)は無色固体で、長いアルキル基(R=n-C_6H_<13>、n-C_8H_<17>)をもつものは種々の有機溶媒に可溶であった。生成ポリマ-は対応する炭化水素ポリマ-であるポリ(2-アルキン)より熱的に安定であった。いくつかの含イオウ芳香族アセチレンの重合についても検討した。

本研究は、特異な性質を示すことが期待されるイオウを含有するポリアセチレンの分子設計、高重合体の合成方法の開発、生成ポリマーの特性の解明などを目的とする。本研究の63年度の成果は以下のように要約される。モノマーとして1ーヘキシルチオー1ープロピン(MeC〓CーSーnC_6H_<13>)を用い、重合を検討したところ、MoCl_5ーPh_3SiH(1:1)混合物を触媒として60%の収率で重量平均分子量(M_ω)約11万のポリマーが生成することを見いだした。従来、イオウを含有するアセチレンとしてはチオフェン誘導体からM_ωが高々2万程度のポリマーしか得られていない。本研究のモノマーはイオウがC〓Cに隣接しているため塩基性が弱められ、高重合体が生成したものと考えられる。種々の重合条件について検討した。その結果、遷移金属触媒としてはW化合物よりMo化合物の方が活性が高いことが判明した。共触媒としては種々の4、5族有機金属が有効であったが、Ph_3SiHが最も活性が大であった。重合は種々の炭化水素、ハロゲン化炭化水素、およびある種の含酸素溶媒中で進行した。上記モノマーだけでなく、数種の同族体(MeC〓CSR;R=Et、nBu、nC_8H_<17>、nC_<10>H_<21>)の重合も試みた。いずれのモノマーの場合もM_ω11万17万のポリマーが6080%の良好な収率で生成した。生成ポリマーはいずれも白色固体で、ヘキサン、トルエン、クロロホルムなどに完全に可溶であった。キャスト法により丈夫な膜を得ることが可能であった。対応する脂肪族ポリアセチレンであるポリ(2ーアルキン)より熱的に安定であった。ポリマーの力学的性質はアルキルチオ基が長いほど柔らかくて伸びやすくなった。ポリマーの光分解性や気体透過性についても検討した。本研究は、特異な性質を示すことが期待されるイオウを含有するポリアセチレンの分子設計、高重合体の合成方法の開発、生成ポリマ-の特性の解明などを目的とする。本研究の平成元年度の成果は以下のように要約される。1ーメチルチオー1ーアルキン(MeSC=CR、R=エチル、n-ブチル、n-ヘキシル、n-オクチル)の重合を遷移金属触媒を用いて検討した。MoCl_5とPh_3SiHとの1:2混合触媒により、これらのモノマ-から3050%の収率で重量平均分子量(M^ーw)10万以上のポリマ-が生成した。それに対し、対応するW、NbおよびTa触媒は活性を示さなかった。MoCl_5に対して有機金属共触媒を加えない場合やnBn+Sn、Ph_3Sbなど他のものを用いた場合は多少ともポリマ-収率は低下した。重合溶媒としては種々の炭化水素およびハロゲン化炭化水素を用いることができたが、トルエンが非常に有用であった。モノマ-のマルキル基の長さは重合媒体にあまり影響しなかった。ノ-メチルチオー1ーオクチンは単独重合ではあまり高い反応性を示さないが、2ーオクチンとの共重合ではより高い反応性を示した。生成したポリ(1ーメチルチオー1ーアルキン)は無色の固体で、アルキル基の短かいものは有機溶媒に不溶であったが、n-ヘキシルとn-オクチルを有するものはトルエン、CHCl_3などに可溶であった。これらの含イオウポリマ-は対応する炭化水素ポリマ-であるポリ(2ーアルキン)より高い熱安定性を有していた。イオウを含有する芳香族アセチレンであるPhSC=CーnC_<10>H_<21>およびnBnSC=CーPhの重合および生成ポリマ-の性質に関する予備的な実験を行った。前者はMoCl_<25>ーPh_3SiHにより、後者はWCl_6により50%前後の収後でMW1万2万のポリマ-を生成した。
上皮幹細胞の増幅と機能維持のための生理活性分子固定化温度応答性培養皿の開発

本研究では、3T3フィーダーレイヤーを完全に代替することを目的として、上皮幹細胞を維持・増殖させるのに必要な生理活性因子を固定化し、なお温度に応答して細胞シートを脱着させる次世代型温度応答性培養皿の開発を目的としている。カルチャーインサートを用いた実験、および上皮幹細胞を播種するまでの時間を変え効果を比較する実験等の予備的検討から、3T3フィーダーレイヤー由来の生理活性因子の少なくとも一部として細胞外マトリックス構成分子が機能していることを明らかにした(論文投稿準備中)。次に、3T3フィーダーレイヤー由来生理活性因子の検索の際にポジティブコントロールおよびネガティブコントロールとして用いるマウス細胞株を決定するために、種々のマウス由来細胞株をフィーダーレイヤーとして用い、角膜上皮細胞のコロニー形成能、重層化を評価した。本方法で選択したポジティブコントロール、ネガティブコントロールの細胞株からmRNAを単離し、TaqMan PCRを用いた定量化により約30種の細胞外マトリックス遺伝子について網羅的検索を行い、3T3と比較した。この方法でフィーダーレイヤー活性に関与する可能性をもつ数種の遺伝子を同定することができた(論文投稿準備中)。現在、これらの遺伝子産物を培養系に添加する実験、およびこれらの特異的な抗体を培地に添加する阻害実験といった細胞生物学的手法により、それら候補分子の上皮幹細胞に対する生理活性を検討中である。また、培地に添加する方法以外に、カルボキシル基を導入した温度応答性培養皿表面に共有結合的に固定化する方法もあわせて検討している。すでに、RGDペプチドやインシュリンなど生理活性分子を固定化した温度応答性培養皿を利用して、血管内皮細胞の接着性や増殖性が亢進することを確認している。現在、上記候補分子を結合した培養皿上での上皮幹細胞培養条件について検討を進めている。本年度は、以下の成果を得た。カルチャーインサートを用いた実験、および上皮幹細胞を播種するまでの時間を変え効果を比較する実験等の予備的検討から、3T3フィーダーレイヤー由来の生理活性因子の少なくとも一部として細胞外マトリックス構成分子が機能していることを明らかにした(投稿準備中)。次に、3T3フィーダーレイヤー由来生理活性因子の検索の際にポジティブコントロールおよびネガティブコントロールとして用いるマウス細胞株を決定するために、種々のマウス由来細胞株をフィーダーレイヤーとして用い、角膜上皮幹細胞のコロニー形成能、重層化を評価した。本方法で選択したポジティブコントロール、ネガティブコントロールの細胞株からmRNAを単離し、TaqMan PCRを用いた定量化により約30種の細胞外マトリックス遺伝子について網羅的検索をおこない、3T3と比較した。この方法でフィーダーレイヤー活性に関与する可能性をもつ数種の遺伝子を同定できた(投稿準備中)。現在、これらの遺伝子産物を培養系に添加する実験が進行中である。上皮幹細胞への提示法としては、培地に添加する他、カルボキシル基を導入した温度応答性培養皿に共有結合的に固定化する方法をあわせて検討している。この他、培養上清の2次元電気泳動をおこない、細胞株間で差が見られたスポットについて質量分析による解析を準備中である。平成17年度の研究実績の概要(1)ヒト角膜上皮幹細胞を用いた評価:初年度のウサギ角膜上皮細胞を用いた検討結果をもとに、ヒト角膜上皮幹細胞を用いて、臨床応用への有効性を検討した。(2)ヒト口腔粘膜

上皮幹細胞を用いた評価:非常に強い自己免疫疾患の患者等で、強度の免疫異常をともない、自己細胞以外の生着が期待できない症例の場合、自己口腔粘膜上皮細胞から作製した自己口腔粘膜上皮細胞シート移植に治療行った検討結果をもとに、臨床応用を視野に入れて、ヒト口腔粘膜上皮幹細胞を用いて、その有効性を確認した。(3)生理活性因子固定化温度応答性培養皿の作製:上皮幹細胞の維持・増殖を促進する生理活性物質の固定化を検討した。温度応答性培養皿表面への固定化には、温度応答性のN-イソプロピルアクリルアミドをもち、かつカルボキシル基を導入したカルボキシイソプロピルアクリルアミドを1数%含む、共重合体として培養皿に固定化した反応基を有する温度応答性培養皿を作製した。生理活性因子内のアミノ基を利用し、活性エステル法により温度応答性培養皿に導入した。得られた生理活性固定化温度応答性培養皿を用いて、上皮幹細胞の維持、増殖能をセルソーターを用いたSP細胞の単離、定量、コロニー形成能、リアルタイムPCR法を用いて、種々の幹細胞特異的遺伝子発現の定量を使い定量化した。さらに、本温度応答性培養皿を用いて低温処理により上皮細胞シートを回収し、ウサギ病態モデルへの移植を検討した。異種移植ではあるが、初期接着等の評価は十分に確認できた。現在、学内倫理委員会の承認を視野にいれながら、臨床応用への検討を考慮している。
神経機能におけるアストロサイトの役割

本研究は神経機能を発達させ維持するためには、神経細胞だけでは不十分でグリア細胞特にアストロサイトの役割に注目した研究である。1)マウス個体における解析を行なう前に、胎仔から樹立した脳初代培養幹細胞において検討した。この培養幹細胞は培養を継続するとニューロン、グリアへと分化できる。伸展した神経突起が、シナプスを形成するときに働く機能分子を解析するために、神経成長円錐に局在する数種類の蛋白を分離・精製した。これらの部分アミノ酸配列からペプチドを人工的に合成し、家兎に注射して特異抗体を作製した。これら数種類の抗体を用いて、脳初代培養細胞において形態学的に分析した。2)アストロサイトを選択的に破壊するためには、塩基配列(lox)特異的にリコンビネーションをおこすCre-lox系を用いた。アストロサイト特異的遺伝子(S100)プロモーターと細胞破壊用のジフテリアトキシンAフラグメント遺伝子(DT-A)の間に、loxで挟まれた転写終結シグナル(ストッパー)を挿入した。この細胞破壊用プラスミドを培養細胞に導入し、Creリコンビナーゼが作用しストッパーが除去され細胞が死に至った。3)ES細胞由来のジーントラップマウスを2系統樹立した。この2系統のトランスジェニックマウス個体で遺伝子発現とその構造、染色体の位置の解析を行なった。1系統の遺伝子は胎生致死となったが精神発達障害を引き起こすといわれる遺伝子をトラップしたので、神経機能発達と維持の研究に継続してこのマウスを利用したい。7年度に予定した研究計画は1)導入遺伝子の作製と2)その融合遺伝子をin vitroに用いた発現効果の検討である。1)の導入遺伝子の作製についてはアストロサイト特異的遺伝子(S100)プロモーターに細胞破壊用のジフテリアトキシンAフラグメント遺伝子(DT-A)に結合した。本実験の目的であるアストロサイトを選択的に破壊するために、細胞特異的遺伝子発現の精度をあげる必要が生じた。この問題を解決するために部位特異的リコンビエーションをおこすCre-lox系を導入することにした。CreマウスにはS100プロモーターをloxマウスにはGFAPのプロモーターを使って、両方の遺伝子が発現する場であるアストロサイトで選択的細胞破壊を引き起こすための導入遺伝子を構築した。2)については新生児脳から初代培養系を確立できた。培養細胞に導入遺伝子をリン酸カルシウム法、リポゾーム法、エレクトロポレーション法で導入し、tacZの発現をX-galで染色したところ、導入効率が低く評価が困難であった。細胞破壊用の融合遺伝子と蛍光色素をまぜてマイクロインジェクション法で直接アストロサイトーマ由来のC6細胞とニューロブラストーマ由来のB103細胞に注入して細胞特異的遺伝子発現の制御を観察している。S100プロモーターに駆動されるCreがC6細胞で発現していることを確認した。細胞への導入効率を高めるために単層培養では、ほぼ100%の効率で遺伝子導入できるアデノベクターの使用が良いことが分かった。8年度に予定した研究計画は1)脳初代培養細胞の解析と2)トランスジェニクマウスの作出であった。1)の脳初代培養細胞の解析については、マウス胎齢10日の脳から神経培養幹細胞が確立できた。この培養細胞は培養を継続するとニューロン、グリアへ分化できる多分化能を有する細胞である。伸展した神経突起が、シナプスを形成するときに働く機能分子を解析するために、神経成長円錐に局在する蛋白を分離・精製し、それらのアミノ酸一次構造を決めた。成長円錐に存在することが知られている蛋白以外に、数種類の新規な蛋白を見つけた。この抗体を用いて、今回分離した蛋白が神経細胞の成長円錐膜に局在することを確認し、つづいて、培養神経幹細胞が増殖・分化し、突起を伸長して神経細胞に接着するシナプス形成過程を追った。2)について、本実験の目的であるアストロサイトを選択的に破壊するためには、細胞特異的遺伝子発現の精度をあげる必要がある。

その手段として、塩基配列特異的にリコンビエーションをおこすCre-lox系を用いている。アストロサイト特異的遺伝子(S100)プロモーターと細胞破壊用のジフテリアトキシンAフラグメント遺伝子(DT-A)の間に、loxで挟まれた転写終結シグナル(ストッパー)を挿入した。この細胞破壊用プラスミドを培養細胞に導入したところ、わずかではあるがCreが存在しなくてもDT-Aが発現した。この予備実験から、細胞破壊用ベクターに用いたストッパーの再検討が必要となりトランスジェニクマウスの作出に至っていない。9年度に得られた研究実績は、1)神経成長円錐に存在する蛋白の同定とその機能を解析した。前年度迄に分離生成した蛋白のうち分子量48kDaと46kDaの2つについて詳細に検討した。48kDa蛋白はダイナクチン複合体を構成する淡白で神経成長円錐にあってマイクロチューブを介して細胞内小器官を移送する分子モーターであるダイニンを活性化することが知られている。我々の実験においても神経軸索内で物質移送に関わっている結果を得た。現在この蛋白については、神経機能の発達と維持に、とりわけ神経成長円錐を舞台として、どのように作用しているかを特異抗体を使用して形態学的生理学的手法を取り入れて解明している。46kDa蛋白に関しては、PCRcDNAクローニングで得られた塩基配列から蛋白構造を決定した。1回膜貫通型の糖蛋白で細胞の外側はイムノグロブリンVドメインとCドメインをそれぞれ1個づつ持っていることがわかった。イムノグロブリンスーパーファミリーに属するこの型の蛋白で神経系に圧倒的に発現しているのは今回見つけた46kDa蛋白が初めてであった。更にC6細胞にトランスフェクションの結果、この46kDa蛋白は互いに接着することができ、発生の初期から発現するので神経回路の形成に深く関与していることが予想されたので、現在その実験的な証明を行なっている。2)本研究に関連して新しい遺伝子のプロモーターの検索を行なうのに、トランスジェニックマウス個体での遺伝子発現とその構造、染色体の位置を同時に解析できるジーントラップ法を用いた。神経細胞と心臓に優先的に発現している遺伝子と殆どすべての細胞に発現している2系統のジーントラップマウスを樹立した。これらの遺伝子のプロモーターが利用できる段階まで研究を進めた。
地震動評価に係る圧倒的不確定性存在下における耐震部材の開発とその性能開示

開発した超高強度RC柱部材の年損傷確率を以下の手順で算定し,普通強度RC柱部材のそれと比較した.1.建設地点の選定と設計条件の設定:建設地点は,日本全国から任意に10箇所を選定した.対象構造は,上部構造は連続鋼鈑桁橋を想定し,地盤はI種地盤上に位置すると仮定した.そして,普通強度構成材料を用いて単柱式RC橋脚を耐震設計する.耐震設計する際は,現行の道路橋示方書の基準を満足するようにした.その上で,同じ断面諸元,鉄筋量のもとで,コンクリート圧縮強度を120N/mm^2,軸方向鉄筋降伏度を785N/mm^2,横拘束筋降伏強度を1400N/mm^2としたRC橋脚を耐震設計した.2.確率的地震ハザード曲線の作成:地震ハザード評価コードSHEATを用いた.3.時刻歴波形の合成とフラジリティカーブの作成:着目する地震動強さに対応した地震波(加速度時刻歴波形)を作成した.ここでは,振幅と位相のばらつきを考慮した地震波を合成した.任意の地震動強さの作用に対するRC橋脚の条件付損傷確率(終局変位を超過する確率)を表すフラジリティカーブを作成する.4.年損傷確率の算定:ハザード曲線とフラジリティカーブの数値積分により,RC橋脚の年損傷確率を算定する.建設地点の選定にもよるが,普通強度構成材料および超高強度構成材料を用いたRC橋脚の年損傷確率をそれぞれpf<1,n>とpf<1,h>とすると,(pf_<1,n>/pf_<1,h>)はおよそ10500となった.1.4.のプロセスでは,地震動の生起から構造物位置への地震動の伝播,そして構造物の応答評価に係わるばらつきを一元的に扱うことができる.地震動評価に係わる圧倒的な不確定性の存在下でも,超高強度構成材料を用いたRC部材は,地震時の年損傷確率を大きく低減できる可能性を示すことができた.平成17年度は,主に2つの研究を実施した.最初に,地震動評価に関わる圧倒的な不確定性の存在下において,橋脚・杭基礎系の耐震信頼性に影響する不確定要因に関する感度解析を実施した.次いで,地震動評価に関わる圧倒的な不確定性の存在下でも,地震時破壊リスクを低減可能な超高性能耐震部材の開発を目指し,超高強度構成材料を用いたRC柱の製作とその構造性能評価を行った.それぞれの研究概要を以下に示す.1.地盤定数をN値から推定する場合,大きな不確定性が介在することは避けられない。本研究では,この不確定性を低減し,精緻に地盤定数を推定することがRC橋脚・杭基礎系の耐震信頼性の評価結果に与える影響について,地震ハザード曲線とフラジリティカーブを用いて算定される損傷確率の値を基に考察した.限定的な解析条件で得られた結果ではあるが,RC橋脚・杭基礎系の損傷確率は,地震動評価に係わる時間的・空間的なばらつきに支配されており,地盤定数の不確定性の損傷確率に与える感度は小さく,その不確定性の低減の有無はRC橋脚や杭の設計結果にほとんど影響を与えないことが推察された.2.コンクリート圧縮強度130N/mm^2,横拘束筋降伏強度1450N/mm^2までを用いたRC柱の一軸圧縮実験を行い,断面形状(円形・正方形)の違いを含む横拘束筋拘束形状,柱長さ,および構成材料の強度や横拘束筋量などが圧縮破壊領域長さや荷重-変位関係に及ぼす影響を考察した.次いで,著者らの過去の実験結果も含め,圧縮力を受けるコンファインドコンクリートの平均化応力-ひずみ関係を新たに定式化した.提案式は,既往のモデルに比べ,横拘束筋拘束形状や柱長さによらず,広範囲な構成材料の強度の組み合わせからなるRC柱に適用できる特徴を有する.また,正負交番荷重を受ける高強度RC柱を対象に,提案した平均化応力-ひずみ関係を用いたファイバー解析を実施し,実験結果を概ね再現できることを確認した.1.はじめに重要度の高い土木構造物は,兵庫県南部地震クラスの地震が作用した直後でも,供用可能であることが要求される.このような耐震設計を実現する一つの方策が高強度構成材料を使用したRC耐震部材の開発であり,兵庫県南部地震クラスの地震に対しても弾性応答させることをその目標性能とする.しかし,高強度コンクリートを用いても,常時荷重による軸圧縮力が小さい橋脚などの柱では,地震時の水平力に対して,断面の大部分が引張域となってしまい,コンクリートの高強度化を全く活かすことができない.そこで,高強度コンクリートの有効利用を図るため,高強度構成材料を用いたRC柱部材にプレストレスを与え(以下,高強度PRC柱),地震時保有水平耐力の向上を試みた.2.実験概要および実験結果供試体は,直径400mm,長さ4000mmの中空構造(肉厚約80mm)が基本であり,断面中心付近にPC鋼棒を配置する.実験因子は,コンクリート圧縮強度σ^'_c,プレストレスf_<pe>,軸方向鉄筋ρ_g,らせん筋ρ_w,および中詰めコンクリートの充填の有無である.高強度なコンクリートを大きなプレストレス作用下で使用することで,曲げ耐力をさらに向上させることが可能になる結果となった.3.今後の展開高強度PRC柱を開発し,曲げ載荷実験から各実験因子がその力学的特性に与える影響を考察した.また,実験で得られたモーメント-曲率関係を再現できる曲げ耐力算定法を提示し,それに基づき,本構造をさらに高耐力化するための基礎検討を行った.

今後,検討結果を反映した柱を製作し,追加実験を行うとともに,本構造の耐震部材への適用により,地震動評価に関わる圧倒的な不確定性の存在下でも,地震時破壊リスクを劇的に低減可能であることを証明する.開発した超高強度RC柱部材の年損傷確率を以下の手順で算定し,普通強度RC柱部材のそれと比較した.1.建設地点の選定と設計条件の設定:建設地点は,日本全国から任意に10箇所を選定した.対象構造は,上部構造は連続鋼鈑桁橋を想定し,地盤はI種地盤上に位置すると仮定した.そして,普通強度構成材料を用いて単柱式RC橋脚を耐震設計する.耐震設計する際は,現行の道路橋示方書の基準を満足するようにした.その上で,同じ断面諸元,鉄筋量のもとで,コンクリート圧縮強度を120N/mm^2,軸方向鉄筋降伏度を785N/mm^2,横拘束筋降伏強度を1400N/mm^2としたRC橋脚を耐震設計した.2.確率的地震ハザード曲線の作成:地震ハザード評価コードSHEATを用いた.3.時刻歴波形の合成とフラジリティカーブの作成:着目する地震動強さに対応した地震波(加速度時刻歴波形)を作成した.ここでは,振幅と位相のばらつきを考慮した地震波を合成した.任意の地震動強さの作用に対するRC橋脚の条件付損傷確率(終局変位を超過する確率)を表すフラジリティカーブを作成する.4.年損傷確率の算定:ハザード曲線とフラジリティカーブの数値積分により,RC橋脚の年損傷確率を算定する.建設地点の選定にもよるが,普通強度構成材料および超高強度構成材料を用いたRC橋脚の年損傷確率をそれぞれpf<1,n>とpf<1,h>とすると,(pf_<1,n>/pf_<1,h>)はおよそ10500となった.1.4.のプロセスでは,地震動の生起から構造物位置への地震動の伝播,そして構造物の応答評価に係わるばらつきを一元的に扱うことができる.地震動評価に係わる圧倒的な不確定性の存在下でも,超高強度構成材料を用いたRC部材は,地震時の年損傷確率を大きく低減できる可能性を示すことができた.
プロテインホスファターゼ阻害活性を有するDysidiolideの合成研究

プロテインホスファターゼcdc25A阻害活性を有する海産セスタテルペノイドdysidiolideの全合成を目的に本研究を行い、以下に示した3項目の成果を上げることができた。モデル化合物を用い、Dysidiolide合成上重要なデカリン部の立体選択的な構築法を開発することができた。すなわち、プロピオル酸とジエンアルコールを縮合することにより分子内Diels-Alder反応を行いα,β-不飽和ラクトンを得、次いでMe_2CuLiによる立体選択的なメチル基の導入、C-6位のヒドロキシメチル化により、dysidiolideのデカリン部の合成に成功した。2. (±)-Dysidiolideの形式全合成前項で開発したdysidiolideのデカリン部の構築法を利用することによりdysidiolideのC-6、C-7及びC-11位に相当する不斉炭素を有するデカリンの合成に成功した。さらにC-12位とC-24位の脱酸素官能基化を行い、側鎖部を延長することにより(±)-dysidiolideの形式全合成を達成することができた。3.リパーゼを用いた光学活性シクロヘキセノン誘導体の合成以上、本研究により(±)-dysidiolideの形式全合成を達成すると共に、光学活性dysidiolideの出発物質である光学活性エノンの合成も行うことができた。現在、光学活性dysidiolideの全合成に取り組んでいる。Dysidiolideは、カリブ海産の海綿Dysidea etheriaから単離されたプロテインホスファターゼcdc25A阻害活性を有する海産セスタテルペノイドであり、天然からcdc25Aの阻害作用を有する物質が見出されたのはdysidiolideが初めてである。また、dysidiolideの炭素骨格は、これまでに見出されていない新規なものであり、構造化学的にも生合成的にも大変興味深いものである。以上の観点からdysidiolideの全合成を目的に本研究を行った。本年度は、まずモデル化合物を用いたdysidiolideのデカリン環部の構築法の確立を行った。1,3-シクロヘキサジオンから合成したジエンエステルをトルエン中加熱することにより分子内Diels-Alder反応を行いデカリン環の構築を行った。次いでこれにMe_2CuLiを作用させdysidiolideのC-7位に相当するメチル基を立体選択的に導入し、次にLDAによりC-6位をリチオ化し、ホルムアルデヒドを作用させることによりヒドロキシメチル基の導入を行い、望ましいC-6,7及び11位の立体配置を有しdysidiolideのデカリン環部に相当する化合物であるアルコールの合成を達成した。以上のように分子内Diels-Alder反応を鍵反応とした方法によりdysidiolideのデカリン環部の構築法を確立することができた。さらに、リパーゼを用いる光学分割によりdysidiolideのC-15位に相当する四級不斉炭素を有し、上記デカリン環部の構築の出発物質となりうるアルコールの光学活性体の合成法を確立した。現在、本化合物よりdysidiolideの合成を検討中である。Dysidiolideは、海綿Dysidea etheriaから単離されたプロテインホスファターゼcdc25A阻害活性を有する海産セスタテルペノイドであり、その炭素骨格も新規であることから、注目を集めている化合物である。昨年度は、モデル化合物を用いたdysidiolideのデカリン環部の構築法の確立を行った。本年度は、昨年度の結果をふまえ、dysidiolideの合成を目指し検討を行った。1,3-シクロへキサジオンから合成したエノンに対する2回のアルキル化、ビニル化等を行うことによりジエノンを合成した。これにチオフェノールの付加、スルホキシドへの酸化、ケトンの1,2-還元によりアリルアルコールとした。これをプロピオール酸エステルとした後、トルエン中加熱したところ、スルホキシドの脱離によるジエンの再生と分子内Diels-A1der反応がone-potで進行しdysidiolideのデカリン環部に相当する化合物が得られた。

次にMe_2CuLiを作用させC-7位に相当するメチル基を立体選択的に導入し、次にC-6位をアルキル化することにより、dysidiolideのC-6,7,11及び15位に相当する立体配置を有するデカリンラクトンを合成した。さらに、デカリンラクトンをLiAlH_4還元することによりジオールとした後、C-12位の水酸基をPONエステルとした後、エチルアミン中金属リチウムにより還元し、C-12位の酸素官能基を除去することに成功した。現在この化合物よりdysidiolideの合成を検討している。
配偶子成熟に必要な微小環境に欠陥をもたらすマウスのS1突然変異の発生工学的研究

マウスS1遺伝子座におこった突然変異が生殖細胞の分化におよぼす影響について融合キメラを作製することによって解析した。1)S1突然変異遺伝子とS1^d突然変異遺伝子をもつS1/S1^dマウスはオス・メスとも生殖細胞が正常の5%と減少し、少数ある生殖細胞の分化もおこらないために不妊である。この生殖細胞・分化の異常が、始原生殖細胞の欠陥のためなのか、あるいは始原生殖細胞をとりまく微小環境の欠陥のためなのかを知る目的で、S1/S1^dの胚と+/+の胚を融合させてキメラマウスを作製した。+/+マウスは前身黒色であり、S1/S1^dマウスはメラノサイトを欠損するために前身白色であるが、S1/S1^dと+/+のキメラは白と黒の稿を持つことにより区別される。このキメラマウスは生殖力を持ち、+/+のマウスと交配して得られた仔の遺伝子型を毛色より判定したところ、S1/S1^d胚由来の始原生殖細胞と+/+胚由来の始原生殖細胞の両方が、キメラの精巣内で精子にまで分化していることがわかった。S1/S1^d胚由来の始原生殖細胞は本来正常であり、正常の微小環境にめぐまれれば、その増殖・分化は正常におこると考えられる。キメラマウスの精巣を組織学的に観察すると、生殖細胞の分化がおこっている精細管と、おこっていない精細管の両方がみられる。分化のおこっている部分は+/+胚由来のセルトリ細胞、分析のおこっていない部分はS1/S1^d胚由来のセルトリ細胞により被われていると考えられた。2)S1^tはS1遺伝子座におこった弱い突然変異で、S1/S1^tマウスはメスのみが不妊である。S1/S1^tの胚と+/+の胚からキメラマウスを作製してしらべたところ、S1/S1^tの始原生殖細胞、顆粒膜細胞はともに正常であり、S1/S1^tマウスの卵巣外の内分泌機能も正常なので、莢膜細胞の異常のために顆粒膜細胞の増殖・分化がおこらず、卵胞が形成されないことが、S1/S1^tマウスの不妊の原因と考えられた。
光干渉断層計による近視視神経乳頭の構造解析と近視緑内障の診断プログラムの開発

近年、近視は世界的に増加してきており、特に日本を含むアジアの若年層に大きな増加が見られることが様々な疫学調査によって示されている。近視は眼科疾患の中で高頻度かつ重篤な疾患である緑内障の危険因子であることも報告されており、特に国内の緑内障の大部分を占める正常眼圧緑内障の危険因子であり、かつ視野障害も進行しやすく、高度な障害となりやすい。したがって近視緑内障の病態の解明は緑内障診療における大きな課題であるが、近視乳頭の変化と近視緑内障の病態との関係について、今まであまり多くのことは検討されてこなかった。本年、京都大学眼科にあるスペクトラルドメイン光干渉断層計(SD-OCT)によって、近視眼の視神経乳頭およびその周囲構造の3次元画像データを多数例取得し、この得られたデータにより近視眼における視神経乳頭および辺縁部の形態変化を解析した。これにより、1)視神経乳頭は近視眼において下方に回旋しやすく、緑内障における上方視野障害に関与している可能性があること(2)近視による傍乳頭網脈絡膜萎縮の位置形状は視神経乳頭の形状と大きな関係があり、傾斜が強いほど大きくなりやすいこと(3)近視による傾斜視神経乳頭の楕円変化は、視神経乳頭の傾斜だけでなく、視神経乳頭自体が楕円形に変形していること(4)近視による傍乳頭網脈絡膜萎縮の深部構造において、強膜床のstep-configurationが視野障害に関係している可能性があること、などといった新知見を得、学会で報告した。いずれも現在海外雑誌に投稿中であるが、特に(2)に関しては最近Investigative Ophthalmology and Visual Sciences誌に掲載された。近視は眼科疾患の中で高頻度かつ重篤な疾患である緑内障の危険因子であることも報告され、特に国内の緑内障の大部分を占める正常眼圧緑内障の危険因子であり、視野障害も進行しやすく、また高度となりやすい。したがって、近視緑内障の病態の解明は緑内障診療における大きな課題であるが、近視乳頭の変化と近視緑内障の病態との関係について、今まであまり多くのことは検討されてこなかった。これにより、(1)視神経乳頭は近視眼において下方に回旋しやすく、緑内障における上方視野障害に関与していること(2)近視による傍乳頭網脈絡膜萎縮の位置形状は視神経乳頭の形状と大きな関係があり、傾斜が強いほど大きくなりやすいこと(3)近視による傾斜視神経乳頭の楕円変化は、視神経乳頭の傾斜だけでなく、視神経乳頭自体が楕円形に変形している、などといった新知見が得られ、学会で報告し、現在海外雑誌に投稿中である。
光増感能をもつ多孔性錯体フレームワークの構築と新規固体触媒反応への挑戦

近年、種々の多孔性錯体フレームワーク(MOFs)が合成され、ガス吸着剤や高分子合成触媒としての応用が活発に研究されている。本研究では、多孔性錯体フレームワークに新たに光増感機能を付与した錯体フレームワークを創製し、可視光を駆動力とした固体触媒の開発を目指した。光増感剤としてはルテニウム錯体を用い、触媒分子としてはビタミンB12モデル錯体を用いた。多孔性錯体フレームワークを構成できる金属イオンとして亜鉛(II)イオンを採用し、補助配位子、光増感能をもつルテニウム錯体の組み合わせにより、大きな空孔を有する多孔性錯体フレームワーク構築した。多孔性錯体フレームワークに導入した光増感剤は可視光により励起され、ビタミンB12モデル錯体を還元して活性なCo(I)種を生成した。本固体触媒を用いた可視光照射による有機ハロゲン化物(環境汚染物質)の分解反応および官能基の1,2-転位反応に成功した。近年、種々の多孔性錯体フレームワークが合成され、ガス吸着剤や高分子合成触媒としての応用が活発に研究されている。多孔性錯体の合成法として、水熱合成法を用いた。種々の条件で多孔性錯体の合成を行い、X線構造解析により構造を明らかにした。多孔性錯体は、「光増感剤空孔取込型」を創製した。この大きな内部空孔に、イオン交換により光増感剤(ルテニウム錯体)及びビタミンB12モデル錯体を導入し、光増感能をもつ多孔性錯体を構築した。多孔性錯体はアニオン性の錯体であるため、カチオン性のルテニウム錯体やビタミンB12モデル錯体(コバルト錯体)はイオン交換により導入することができた。取込挙動は、溶液中のビタミンB12モデル錯体の吸収の減少、取込んだ錯体の拡散反射スペクトルやICP-MSなどにより検討し、取込比率を明らかにした。Co(I)種は超求核剤として機能するので、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応が可能である。すなわち、本固体触媒を用いた可視光照射による有機ハロゲン化物(環境汚染物質)の分解反応に成功した。また、官能基の1,2-転位反応にも成功した。