hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチンが司る新規ＮＦ－ｋＢ活性化機構の機能解析

LUBACユビキチンリガーゼ複合体は直鎖状ポリユビキチン鎖を生成することでNF-kappaBを活性化する。本研究において、SHARPINが新規サブユニットであることを同定し、LUBACはHOIL-1L、HOIP、SHARPINの3者複合体であることを明らかにした。またSHARPINを欠損した自然変異マウスcpdmはSHARPINの欠損に加え、他の2つのサブユニットが不安定化することで、慢性皮膚炎をはじめとする多様な症状を呈する事を示した。さらに、直鎖状ポリユビキチン鎖はコンベンショナルなB細胞の分化は正常であるが、抗原に応答できないこと、腹腔に存在するB1細胞が著減することを見出した。NF-κBは種々の刺激によって活性化される転写因子であり、炎症性サイトカインや、細胞接着因子、抗アポトーシスタンパク質群などの遺伝子の転写を亢進させることで、免疫応答、炎症、細胞接着の誘導、抗アポトーシス作用などの多彩な生理作用を発揮する。その活性調節異常がアレルギー、ガンを含め幾多の疾患に関与していることもあり、刺激依存的なNF-κB活性化機構は精力的に研究されてきたが、まだその詳細は明らかではない。申請者らは自らが世界に先駆けて新たに見出した直鎖状ポリユビキチン鎖がTNF-α依存的なNF-κB活性化に関与することを報告してきた。本研究では、申請者らが発見した直鎖状ポリユビキチン鎖によるNF-κB活性化の生理的機能の解析を進め、NF-κB活性調節機構の新たなパラダイムとしての確立を目指している。本年度は直鎖状ポリユビキチン鎖を選択的に生成するユビキチンリガーゼの構造について研究を進めた。これまで、直鎖状ポリユビキチン鎖を生成するLUBACユビキチンリガーゼはHOIL-ILとHOIPの2種のタンパク質によって構成されると考えられてきたが、新規構成タンパク質としてSHARPINを同定した。SHARPINは慢性皮膚炎や種々の免疫異常を呈する自然変異マウスであるcpdmマウスの責任遺伝子として同定されていた。そこで、SHARPINの欠損によってcpdmマウスの多彩な症状が生じる理由について検索し、SHARPINが欠損することでHOIL-IL、HOIPが不安定化するためにLUBAC量が減少すること、その結果としてNF-KB活性化が減弱することで、多彩な症状が発現していることを明らかにした。研究代表者らは自らが世界に先駆けて新たに見出した直鎖状ポリユビキチン鎖がTNF-α依存的なNF-κB活性化に関与することを報告してきた。本研究では、研究代表者らが発見した直鎖状ポリユビキチン鎖によるNF-κB活性化の生理的機能の解析を進め、NF-κB活性調節機構の新たなパラダイムとしての確立を目指している。本年度は直鎖状ポリユビキチン鎖を選択的に生成するLUBACユビキチンリガーゼはHOIL-IL、HOIP、SHARPINの3種のタンパク質から構成されており、HOIPが直鎖状ポリユビキチン鎖生成の活性中心である。そこで、HOIPの直鎖状ポリユビキチン鎖生成能をB細胞特異的に欠失したマウスを作製したところ、コンベンショナルなB細胞であるB2細胞の分化は正常であったが、抗原刺激に応じて抗体産生細胞に分化しなかった。また腹腔で増殖することが知られているB1細胞の分化障害も認められた。同成果は現在投稿中である。また、LUBACによるNF-κB活性化機構の構造生物学的解析を進め、HOIL-1LのNZFドメインの直鎖状ポリユビキチン鎖結合がNF-KB活性化に必須であること、LUBAC形成に必須である、HOIL-1LのUBLドメインとHOIPのUBAドメインの結合様式を明らかにした。LUBAC複合体はHOIL-1L、HOIP、SHARPINの3つのサブユニットから構成されている。a. HOIP KOマウスの解析:HOIP KOマウスは胎生致死となる。NF-κB活性化経路の分子のKOマウスで胎生致死を示すものはTNF-α依存的なNF-κB活性化の不全による肝細胞のアポトーシスが原因となる場合が多く報告されている。

そこで、肝臓に焦点を絞って解析を進めるとともに、TNF-αKOマウスとの交配実験を進め、その原因の解明を進めた。b.直鎖状ポリユビキチン鎖の皮膚炎発症への関与の解析:LUBACの構成成分の中で、HOIL-1LとHOIPはインターフェロンγ(IFN-γ)によって発現が誘導されること、cpdmマウス由来胎児線維芽細胞をIFN-γ存在下で培養することにより、SHARPINの欠損によって減弱していたTNF-α依存的なNF-κB活性化が増強することを見出した。そこで、cpdmマウス皮膚にINF-γを投与によってcpdmマウスの皮膚炎が改善した。現在投稿論文準備中である。c.直鎖状ポリユビキチン鎖のB細胞機能への関与の解析:申請者らがすでに作製しているHOIPコンディショナルKOマウスをB細胞特異的なmb-1-Creと交配し、B細胞分化、活性化における直鎖状ポリユビキチン鎖の役割を解析した。論文のリバイスコメントへの対応を進め、再度論文を投稿した。d. SHARPINコンディショナルKOマウスの解析:SHARPINを欠損したcpdmマウスは多様な臓器の異常を呈するので、臓器特異的ノックアウトマウスの作製が不可欠である。SHARPINコンディショナルノックアウトマウスを作製できたので、B細胞特異的ノックアウトマウスの作製して解析に着手した。交付申請書に記載した研究項目のうちa.HOIP KOマスの、b.直鎖状ポリユビキチン鎖の皮膚炎症状への関与の解析は順調に進展中である。c.直鎖状ポリユビキチン鎖のB細胞機能への関与の解析は論文投稿中であり、d.SHARPINコンディショナルKO(CKO)マウスの作製はCKOマウスの作出に成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画はほぼ順調に推移している。研究代表者は平成24年度に京都大学大学院医学研究科に異動するが、本研究課題の期間中は大阪大学医学部動物実験施設が使用可能なので、遅滞なく研究が推進できることが期待される。
蛍光ナビゲーション手術に応用するがん細胞検知システムの開発

悪性腫瘍の治療において、腫瘍の進展範囲を正確に把握することは重要である。近年、蛍光物質である5-Aminolevulinic Acid(5-ALA)を用いて、腫瘍を術中に同定する研究Photodynamic diagnosis(PDD)が脳外科領域をはじめ、口腔癌でも応用されるようになってきた。PDDは腫瘍細胞を蛍光発色させることにより、腫瘍の局在を視覚化することができる。ヘムの前駆物質である5-ALAは、癌細胞に特異的に取り込まれ、ミトコンドリアでprotoporphyrinIX(PpIX)に生合成され、励起光を照射する事により蛍光を発するとされている。今回、以下の研究を行った1)5-ALAを用いた腫瘍細胞の蛍光標識、蛍光強度の測定ヒト口腔扁平上皮癌細胞株5種(HSC-2,HSC-3,HSC-4,Ca9-22,SAS)を用いて、腫瘍細胞の蛍光標識を行い、蛍光強度を測定した。それぞれの細胞株を通常培養、培養液中に5-ALAを添加、培養液中に5-ALAおよび光増感剤であるDefbroxamine mesylate(DFO)を添加、以上の3条件で蛍光強度を測定した。細胞株の蛍光強度は、いずれの細胞株でも通常培養、5-ALA,5-ALA+DFOの順に高くなっていた。以上より、5-ALAによる腫瘍の蛍光標識は可能で、さらに光増感剤を添加すると蛍光強度は著しく強くなることを確認した。2)腫瘍の分化度による評価前述した細胞株5種を、マウスの背部に移植し、その分化度をヘマトキシリン-エオジン染色にて評価した。低分化の細胞が2種(HSC-2,Ca9-22)、中分化の細胞が1種(SAS)、高分化の細胞が2種(HSC-3,HSC-4)であった。これらの蛍光強度は高分化、中分化、低分化の順に強くなっており、腫瘍の分化度と蛍光強度との間に相関があることが示唆された。3)マイクロアレイによるPpIX生合成に影響を与える遺伝子検索マイクロアレイには低分化な細胞(HSC-2)と、高分化な細胞(HSC-3)を用いた。マイクロアレイ解析ではBCL2L1およびBCL2L13が高分化な細胞において高発現していた。4)今後の課題当科にて既に報告されているヒト口腔扁平上皮癌でのマイクロアレイの結果を基に、ミトコンドリアでのPpIX生合成のメカニズムに関与する遺伝子を明らかにしていこうと考えている。今回、分化度により5-ALAの取り込みに差が認められたことから,病理組織学的に異形成を示す口腔白板症においてもPDDによる術中の切除範囲の決定などに応用できる可能性があり,今後は白板症モデルマウスを用いて検討を行う予定である。

(1)マウス腫瘍モデルにおける5-ALAの有効性の検索当科で確立しているマウス腫瘍モデルにおいて、5-ALA(delta-ammolevulinic acid)の蛍光プローブの投与後、実際の蛍光度の評価を行った。蛍光発色にはUVスポット光源としてLight Source MUV250UL(モリテックス社製)を用い、その発色の評価にはLeica DC500 CCDカメラ(ライカ社製)で行った。投与後4時間後に腫瘍に特異的に発光を認めた。ただし、5-ALAの投与量の増大とともにマウス皮膚にも発光を認めた。今後指摘濃度の検討を行う。(2)(1)における蛍光発色組織におけるがん細胞の検索蛍光が認められた部位において病理組織学的また分子生物学的にがん細胞の存在を検索する。その方法として(1)における切除断端の発色を確認後、墨にてマーキングし組織学的な蛍光発色を検索する。現在、予備実験の段階である。また、分子生物学的には、腫瘍周囲の組織をホモジナイズしてがん細胞特異的高発現遺伝子をRT-PCR法で確認し、がん細胞の検索を行う。これにより組織学的に検出できないわずかながん細胞の存在も検出できる。現在、そのマーカーとしてサイトケラチン19を選択し、実際の癌組織で検索を行い確実なマーカーとしてのデータを蓄積している。(2)その他の口腔がん細胞において特異的に高発現するタンパク質の検索高感度で口腔がん特異的な新規蛍光プローブの製作のために、培養口腔がん細胞のmRNAから、がん特異的遺伝子のDNAチップ(TaKaRa)を使って、高発現する遺伝子を検索し、がん細胞の提示タンパクとなる候補を検索した。その結果は現在投稿中である。(1)ヒト扁平上皮癌細胞における5-ALAの有効性の検索6種のヒト扁平上皮癌細胞を5-ALA含有DMEMにて培養し、蛍光度の評価を行った。すべての細胞において5-ALAの取り込みを認め、蛍光発光を確認した。(2)(1)における細胞での蛍光強度の比較検討蛍光が確認された上記細胞において、細胞種の違いによる蛍光強度の差を蛍光分光計を用いて測定した。また、上記細胞をscid mouseに移植しそれぞれの細胞の分化度と蛍光強度との相関を検索した。(3)それぞれの細胞におけるミトコンドリア活性の検索蛍光を発光する物質がミトコンドリアに蓄積され代謝される事がわかっているため、それぞれの細胞におけるミトコンドリアの活性をRT-PCR法を用いて検索し、(2)の結果と比較する。現在、マーカーのプライマーの作製を行っている。(4)その他の口腔ガン細胞において特異的に高発現するタンパク質の検索高感度で口腔ガン特異的な新規蛍光プローブの製作のために、培養口腔ガン細胞のmRNAから、がん特異的遺伝子のDNAチップ(TaKaRa)を使って、高発現する遺伝子を検索し、がん細胞の提示タンパクからなる候補を検索した。その結果は次頁の論文に掲載予定である。。(1)ヒトロ腔扁平上皮癌における5-ALAを用いた蛍光強度の測定5種のヒト扁平上皮細胞(HSC-2,3,4,Ca9-22,SAS)を培養し、(A)通常培養した細胞(B)通常培養後、5-ALAを作用させた細胞(C)通常培養後、光増感剤であるDFOおよび5-ALAを作用させた細胞に分けて、1×10^4個当たりの細胞の蛍光強度を測定した。
病院の厳しい経営と財務状況の中における設備投資資金調達の総合的研究

医療機関にとって初めての公共債になる社会医療法人債を研究し、病院はコスト面から実質的に活用できないとの結論に達した。海外の病院の資金調達を調査すると、様々は方法が取られていた。アメリカの非営利病院調査からは、資金調達は「寄附」と「RevenueBond」でなされていることが判明した。中国では国立病院への国庫補助は少なく、反対に株式会社立化が推進され、また外資100%の株式会社立病院も推奨されていた。モンゴルも同様で、国立病院であっても、国の支援は少ない。中国、モンゴルとも病院事業への外資導入に積極的であった。本研究の目的は、経営状態が厳しい病院の財務状況の中で、病院が設備投資資金をどのように調達するべきかを明らかにすることである。研究は、(1)病院設備投資での科学的に適正な意思決定理論構築、(2)銀行借入と債務者格付との相関検証、(3)公募病院債での資金調達コスト分析、(4)海外病院の資金調達研究の4項目で構成される。病院の資金調達の現状と課題については、金融関係の先行研究を調査し考察の後に単著、共著の書籍2冊と論文1編にまとめた。その後に上記4項目内、(3)と(4)に焦点を絞り、研究に着手した。(3)の公募病院債については、本年度中には発行事例はなかった。そこで同一格付機関における同水準格付の企業の公募債イールドカーブをダミーモデルにして格付・残存期間別のコストの検証実施により公募病院債での資金調達のをモデル考察、第9回日本医療経営学会にて報告を行った。現状では公募債発行に伴うイニシャルコストを吸収する発行金額に達しない場合には、公募病院債での資金調達は病院にとってメリットが見いだせないとの結論に達した。(4)の海外病院の資金調達研究に関しては、当初タイ国の上場株式会社立病院を研究対象に想定していた。ところが首都バンコクでクーデターが発生し、加えて洪水も災害もあったことから本年度はタイ国への渡航を断念、調査対象病院を中国の病院に変更した。中国では北京、天津の国立病院を中心に病院の資金調達を調査。現在の国立病院では、国の初期病院設備投資と毎年の経常予算は別立てであること、経常予算は病院の独立会計であり、病院経営者が経営責任を持つことが判明した。初期設備投資の資金調達が不要(従って借入金返済・利払い・減価償却費計上がない)な病院経営の運営方法の利点、課題点につき第177回東海病院管理学研究会にて報告を行った。中国の病院経営改革は日本の国公立病院の経営改善への先行モデルの一つにすることができると結論づけた。本研究の目的は、経営状態が厳しい病院の財務状況の中で、病院が設備投資資金をどのように調達するかを明らかにすることである。研究は(1)病院設備投資での科学的に適正な意志決定理論構築、(2)銀行借入と債務者格付との相関検証、(3)公募病院債での資金調達コスト分析、(4)海外病院の資金調達研究の4項目で構成される。★23年度の研究成果については以下である。(1)「病院設備投資での科学的に適正な意志決定理論構築」については、現状の金融市場および病院経営環境がDCF方法などに未成熟であることが判明、意味を持つ研究成果が期待できない(空理空論になることが見込まれる)ためカットすることにした。(2)に関する論文「社会医療法人債の発行コストに関する-考察」を日本医療経営学会に投稿(現在査読段階)、6月刊行の学会誌に掲載予定である。(3)については、病院経営で世界的に著名な米国のメイヨー・クリニックを訪問、「寄附」と「投資」「病院機関債」という日本の病院では一般的ではない病院資金調達方法を調査した。メイヨー・クリニックの病院経営に関しては医療経済研究機構の月刊誌に3回に渡って報告した。また11月の日本医療経営学会学術集会・総会にて「米国非営利病院における財務構造の-考察(Mayo Clillicの財務戦略)」を発表した。メイヨー・クリニックの病院ファイナンスに関しては、本件科研費研究の総括として24年度に論文発表する予定である。また、モンゴル循環器学会からの講演招聘を受け、12月に日本及び米国の病院ファイナンスに関する科研費研究の中間発表を行った。モンゴルの病院ファイナンスも調査を実施したが、開発経済学の世界であった。内外の病院の資金調達の手法・課題の調査研究を行い、平成24年度は以下の論文に纏めた。・「新しい病院ファイナンス地域医療連携体制の構築“医療機関債"を活用」『病院』医学書院Vol.71 No.5 pp.58-60 2012/05個々の研究の成果はでている。英文での報告は未済。

なお、4つの研究項目の内の一つ「病院設備投資での科学的に適正な意志決定理論構築」については、現実の金融市場および病院経営環境がまだ未成熟であることが判明、意味を持つ研究成果が期待できない(空理空論が見込まれる)ためカットする予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。個々の研究の成果発表は実施済みであるが、全体を統括する報告(できれば病院ファイナンスに関する著作)を作成したい。隘路は時間の捻出である。
ミトコンドリア・核ゲノム連関遺伝情報ネットワークの解明

ミトコンドリアと核の遺伝子連関ネットワーク機構を解明する試みは未だ報告されていない。臨床的にミトコンドリアの過剰増生が観察されるミトコンドリアtRNAの点変異を持つ患者由来の細胞モデル(ρ^0システム)を確立した。このRRFを来しうる遺伝子異常をもつ細胞モデルとヒト由来の遺伝子発現マイクロアレイを用い、ミトコンドリアのエネルギー産生能を調節できる遺伝子を発見し、ミトコンドリアと核の遺伝子連関ネットワーク機構を解明することが本研究の目的である。遺伝子を導入しミトコンドリアの呼吸鎖活性が改善すれば、この治療法は、ミトコンドリア異常症の治療のみでなく、ひいては、痴呆症、老化の治療にも応用できる可能性がある。このような試みは世界で初めてであり、臨床にフィードバックできる有用な研究である。我々は、ミトコンドリアtRNAの点変異を持つ患者臓器および、細胞モデル(ρ^0システム)を用い、総RNAを分離し、患者群と正常者で異常に増減する遺伝子をアフィンメトリクス社製のマイクロアレイシステムで解析した。この解析により、癌抑制遺伝子として分離されたminitinが実は、電子伝達系複合体Iの核のサブユニットである事を明らかにした(J Biol Chem.2005 Mar 17 20;280(20):19977-19985)。現在、これら遺伝子群の同定および確認を行っている。また、点変異で起こるミトコンドリア脳筋症のMELASおよびLHONの患者におけるミトコンドリア脳筋症の全周解析を行い、エネルギーの機能不全状態の系統樹解析を行った。また、LHONの患者で病気の浸透率を100%に増加させる新規点変異を発見報告した(Mitochondrion 2005 5:194-199、Mitochondrion 2006 6:39-48)。カルシウム代謝調節を司る遺伝子の一つKlotho遺伝子をKOしたマウスは、ヒトの老化症状を早期に来すことがわかっており、このマウスのエネルギー産生系の網羅的解析を行った。また、その遺伝子を治療的に正常細胞に過剰発現させることで、呼吸鎖活性を測定し、機能快復ないしは機能亢進状態の有無を確認する。遺伝子導入することで、ミトコンドリアの呼吸鎖活性が改善すれば、この治療法は、ミトコンドリア異常症の治療のみでなく、ひいては、痴呆症、老化の治療にも応用できる可能性がある。この解析は、現在進行中である。30種以上の遺伝子が同時に変化していることが判明した。現在これら遺伝子群の同定および確認を行っている。同時に、点変異で起こるミトコンドリア脳

筋症のMELASおよびLHONの患者におけるミトコンドリア脳筋症の全周解析を行い、エネルギーの機能不全状態の系統樹解析を行った(投稿中)。また、LHONの患者で病気の浸透率を100%に増加させる新規点変異を発見報告した(Mitochondrion 2005 in press)。ミトコンドリアと核の遺伝子連関ネットワーク機構を解明する試みは未だ報告されていない。臨床的にミトコンドリアの過剰増生が観察されるミトコンドリアtRNAの点変異を持つ患者由来の細胞モデル(ρ^0システム)を確立した。このRRFを来しうる遺伝子異常をもつ細胞モデルとヒト由来の遺伝子発現マイクロアレイを用い、ミトコンドリアのエネルギー産生能を調節できる遺伝子を発見し、ミトコンドリアと核の遺伝子連関ネットワーク機構を解明することが本研究の目的である。また、その遺伝子を治療的に正常細胞に過剰発現させることで、呼吸鎖活性を測定し、機能快復ないしは機能亢進状態の有無を確認する。遺伝子導入することで、ミトコンドリアの呼吸鎖活性が改善すれば、この治療法は、ミトコンドリア異常症の治療のみでなく、ひいては、痴呆症、老化の治療にも応用できる可能性がある。このような試みは世界で初めてであり、臨床にフィードバックできる有用な研究である。我々は、ミトコンドリアtRNAの点変異を持つ患者臓器および、細胞モデル(ρ^0システム)を用い、総RNAを分離し、患者群と正常者で異常に増減する遺伝子をアフィンメトリクス社製のマイクロアレイシステムで解析した。この解析により、癌抑制遺伝子として分離されたminitinが実は、電子伝達系複合体Iの核のサブユニットである事を明らかにした(J Biol Chem. 2005 Mar 17 20;280(20):19977-19985)。現在、これら遺伝子群の同定および確認を行っている。同時に、点変異で起こるミトコンドリア脳筋症のMELASおよびLHONの患者におけるミトコンドリア脳筋症の全周解析を行い、エネルギーの機能不全状態の系統樹解析を行った。また、LHONの患者で病気の浸透率を100%に増加させる新規点変異を発見報告した(Mitochondrion 2005 5:194-199、Mitochondrion 2006 6:39-48)。この解析により、癌抑制遺伝子として分離されたminitinが実は、電子伝達系複合体Iの核のサブユニットである事を明らかにした(J Biol Chem.2005 Mar 17 20;280(20):19977-19985)。一方、点変異で起こるミトコンドリア脳筋症のMELASおよびLHONの患者におけるミトコンドリア脳筋症の全周解析を行い、エネルギーの機能不全状態の系統樹解析を行った。
河川流量に関する高規格自動リアルタイムモニタリングシステムの構築と運用

河川流量は,河川管理上最も重要な水理量の一つであり,精度良くモニタリングを行うことは不可欠である.既存の河川流量計測法には多くの問題点が指摘されており,現在でも流量を「直接」計測可能な高規格モニタリング手法は確立されていない.このような要請に対しては,流速鉛直分布計測が可能な超音波ドップラー流速分布計(ADCP)などの超音波計測技術と河川流シミュレーション技術を組み合わせた流量モニタリング手法が有効であると考えられる.対象とする河川流場は,出水時の非定常性,並列螺旋流,複断面・植生域周辺の三次元乱流構造,河床変動や側岸侵食に伴う境界形状の大変形などにより,時空間的に大きく変化しており,現段階では,河川流モデル自体が十分確立されているとは言い難い.本研究では,上述した超音波計測技術と融合させる河川流モデルを構築することを念頭にして,モデル構築上ポイントとなる乱流構造や流速鉛直・横断分布特性や今後河川流計測の展開が大いに期待される超音波ドップラー流速分布計(ADCP)の計測特性を現地観測により明らかにすることを目的とした.本年度の主な研究成果は,以下の2点である.(1)超音波ドップラー流速計を用いた流量計測法に関する多角的な検討を行った.そこでは,ADCP移動観測法における流速・水深・横断位置計測精度や流量算定精度について検討した結果,既存手法と計測精度は同程度であり,かつ,計測効率は大きく上昇していることが示された.(2)超音波ドップラー流速分布計に基づいて,小河川(大堀川)や大河川(江戸川)における洪水時乱流計測を行った.その結果,大河川では,乱れ強度やレイノルズ応力などの乱流統計量が,単純な一様開水路流れの乱流場と比べて著しく大きいことが明らかとなった.河川流量は,河川管理上最も重要な水理量の一つであり,精度良くモニタリングを行うことは不可欠である.既存の河川流量計測法には多くの問題点が指摘されており,現在でも流量を「直接」計測可能な高規格モニタリング手法は確立されていない.このような要請に対しては,流速鉛直分布計測が可能な超音波ドップラー流速分布計(ADCP)などの超音波計測技術と河川流シミュレーション技術を組み合わせた流量モニタリング手法が有効であると考えられる.対象とする河川流場は,出水時の非定常性,並列螺旋流,複断面・植生域周辺の三次元乱流構造,河床変動や側岸侵食に伴う境界形状の大変形などにより,時空間的に大きく変化しており,現段階では,河川流モデル自体が十分確立されているとは言い難い.本研究では,上述した超音波計測技術と融合させる河川流モデルを構築することを念頭にして,モデル構築上ポイントとなる乱流構造や流速鉛直・横断分布特性を現地観測により明らかにすることを目的とする.主な内容は,以下の2点である.(1)乱流計測が可能な超音波ドップラー流速分布計を用いて,出水時における河川乱流計測を行った.その結果,既存の室内実験では「定常」と見なせる弱い非定常性の出水イベントにおいても,レイノルズ応力などの乱流統計量が増水期と減水期で大きく変化しており,乱流構造に対する非定常性の影響が大きく現れていることが明らかとなった.(2)ADCPを用いて,多くの河川(江戸川や多摩川,荒川など),様々な出水イベントにおける流速鉛直分布データを収集・解析した(n=4000).その結果,流速鉛直分布の平均像は対数則と非常に近く,また,流速ピーク位置が水面近傍で現われることが示された.さらに,水深平均流速と表層付近の平均流速の比である更正係数が,一般に用いられている値よりも小さく,実河川における流速鉛直分布特性の見直しの必要性が示唆された.河川流量は,河川管理上最も重要な水理量の一つであり,精度良くモニタリングを行うことは不可欠である.既存の河川流量計測法には多くの問題点が指摘されており,現在でも流量を「直接」計測可能な高規格モニタリング手法は確立されていない.このような要請に対しては,流速鉛直分布計測が可能な超音波ドップラー流速分布計(ADCP)などの超音波計測技術と河川流シミュレーション技術を組み合わせた流量モニタリング手法が有効であると考えられる.対象とする河川流場は,出水時の非定常性,並列螺旋流,複断面・植生域周辺の三次元乱流構造,河床変動や側岸侵食に伴う境界形状の大変形などにより,時空間的に大きく変化しており,現段階では,河川流モデル自体が十分確立されているとは言い難い.本研究では,上述した超音波計測技術と融合させる河川流モデルを構築することを念頭にして,モデル構築上ポイントとなる乱流構造や流速鉛直・横断分布特性や今後河川流計測の展開が大いに期待される超音波ドップラー流速分布計(ADCP)の計測特性を現地観測により明らかにすることを目的とした.本年度の主な研究成果は,以下の2点である.(1)超音波ドップラー流速計を用いた流量計測法に関する多角的な検討を行った.そこでは,ADCP移動観測法における流速・水深・横断位置計測精度や流量算定精度について検討した結果,既存手法と計測精度は同程度であり,かつ,計測効率は大きく上昇していることが示された.(2)超音波ドップラー流速分布計に基づいて,小河川(大堀川)や大河川(江戸川)における洪水時乱流計測を行った.

その結果,大河川では,乱れ強度やレイノルズ応力などの乱流統計量が,単純な一様開水路流れの乱流場と比べて著しく大きいことが明らかとなった.
マクロファージ指向性キャリアのための特異構造糖質高分子の精密合成

マクロファージや樹状細胞といった免疫系細胞へのDDSを目的として、糖質高分子を親水性セグメントとするブロックコポリマーの合成方法について検討した。疎水性薬剤DDS用ブロックコポリマーには生分解性を有するポリ乳酸を、核酸DDS用ブロックコポリマーには生分解性を有するポリ(L-リシン)を用いた。それぞれカップリング法および二官能性開始剤法による合成が有望であることが分かった。ただし、ポリ(L-リシン)を用いる場合には糖質高分子側に酸加水分解耐性が求められることが分かった。またマウスマクロファージ様細胞RAW264.7を用いて糖質高分子の取り込み量の亢進を確認した。近年、樹状細胞へのガン抗原輸送によるガン免疫療法や、肺胞マクロファージへの抗菌薬輸送によるレジオネラ肺炎等の治療など免疫系細胞への生理活性物質輸送が重要性を増している。マクロファージや樹状細胞などへのターゲッティングにはマンノース受容体を利用する方法が効果的である。一方、近年の精密重合の発展により糖を側鎖に有する高分子(糖質高分子)においても複雑な分子設計が可能となってきている。我々はこれまでにマンノースを有する結晶性モノマーManEMAの精密重合技術により、マンノースを側鎖に有する糖質高分子PManEMAの合成手法を研究してきた。本研究課題では糖質高分子PManEMAと生分解性セグメントとのブロック共重合体を合成し、水中で自己組織化することによりマンノースで覆われたドラッグデリバリーシステム用ナノ粒子の創製を目的としている。平成25年度は主にカップリング反応によるブロック共重合体の合成方法の開発を行った。具体的には糖質高分子セグメントとして開始末端にアジド基を有するPManEMAの合成、生分解性疎水性セグメントとして開始末端にエチニル基を有するポリ乳酸PLLAの合成、さらに先行実験として両セグメントのクリック反応によるブロック共重合体PManEMA-block-PLLAの合成に低分子量ながら成功した。また生分解性カチオン性セグメントとしてポリ(L-リシン)PLLを合成するためのN-カルボン酸無水物(NCA)の合成を行った。平成26年度は平成25年度に引き続き、主にカップリング反応によるブロック共重合体の合成方法の開発を行った。ManEMAとポリ乳酸(PLLA)のブロックコポリマー(PManEMA-block-PLLA)については、合成に必要な技術(ManEMAの確実な合成技術およびミクロ重合技術)を確立し、系統的なポリマー合成の段階に入っている。一方、ManEMAとポリ(L-リシン)(PLL)とのブロックコポリマー(PManEMA-block-PLL)については、側鎖アミンをZ基で保護した状態でのブロックコポリマー(PManEMA-block-ZPLL)の合成に成功した。また研究分担者において現在マクロファージRAW 264.7を用いた評価系の確立を行っている。本研究課題ではマンノースを側鎖に有する糖質高分子PManEMAと生分解性セグメントとのブロックコポリマーを合成し、水中で自己組織化することによりマンノースで覆われたドラッグデリバリーシステム用ナノ粒子の創製を目的としている。最終年度は疎水性セグメントを有する糖質高分子として、PManEMAとポリ乳酸(PLLA)のブロックコポリマー(PManEMA-block-PLLA)の系統的な合成とミセル化の検討、さらにカチオン性セグメントを有する糖質高分子として、側鎖にグルコサミンを有するアクリルアミド(PAG)とポリ(L-リシン)(PLL)とのブロックコポリマー(PAG-block-PLL)の合成研究を進めた。さらにマクロファージRAW 264.7を用いてPManEMAの取り込み挙動を調査した。その結果、水中原子移動ラジカル重合(ATRP)とクリック反応を併用することによりPManEMA-block-PLLAを系統的な合成を達成し、さらにそのミセル形成能を明らかにした。しかし、未反応のセグメントが不純物として混入すること、また重金属を使用するため安全性の観点から問題があるなどの課題が残った。一方、PManEMA-block-PLLの合成は保護基の除去の際、ManEMAユニットが分解してしまうことが障害となった。これは容易に解決しないためグルコサミンのアクリルアミドモノマー(AG)の利用を計画した。モデルモノマーとしてN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)を用い、アミノ基を有するATRP開始剤を用いた二官能性開始剤法でPNIPAM-block-PLLの合成を達成した。一方、蛍光ラベルしたPManEMAを用いてRAW 264.7による取り込み挙動を調査したが、マンノースユニットが密集したホモポリマー構造では取り込みの亢進は確認できなかった。マンノース密度の調整が必要と考えられる。

疎水性薬剤DDS用ブロックコポリマーには生分解性を有するポリ乳酸を、核酸DDS用ブロックコポリマーには生分解性を有するポリ(L-リシン)を用いた。それぞれカップリング法および二官能性開始剤法による合成が有望であることが分かった。ただし、ポリ(L-リシン)を用いる場合には糖質高分子側に酸加水分解耐性が求められることが分かった。またマウスマクロファージ様細胞RAW264.7を用いて糖質高分子の取り込み量の亢進を確認した。PManEMA-block-PLLAの方は比較的順調に進行している。しかし、PManEMA-block-PLLの合成は困難を極めている。ブロックコポリマー合成後にZ基を除去する方法はPManEMAが酸加水分解を起こしてしまうことが明らかとなった。一方、Z基を保護したあとクリック反応のカップリングを行う方法はアミノ基が大量に存在するために、今のところ成功していない。現在、この対策を検討中である。高分子合成化学PManEMA-block-PLLAの方は、セグメント長の異なるブロックコポリマーの合成を行いPManEMAで覆われたPLLAナノ粒子の創製を進める。PManEMA-block-PLLの方は、(1)リシンのアミノ基存在下でもクリック反応が進行する条件の探索、(2)酸加水分解耐性を有する糖モノマーの開発を平行して行う。系統的な合成が完了したものから順次、機能評価に移行する。精密重合法の研究が進んでいるスチレンなどの汎用モノマーと異なり、糖モノマーManEMAは重合のスケールが極端に小さい(典型的には1 mL以下)ため、原子移動ラジカル重合の成否が実験者の技量に依存しやすいという問題点が確認された。この問題点を克服するため、重合に使用する容器や手順の最適化などを行い、十分再現性の高いミクロスケール精密重合技術を確立するために時間を要した。現在では非常に再現性良くManEMAの原子移動ラジカル重合が可能となっている。平成25年度の研究成果により、ManEMAの再現性の高い原子移動ラジカル重合が可能となっている。また先行実験として行ったポリ乳酸PLLAとのブロック共重合体の合成も使用したPLLAが低分子量ではあるが、合成できたことを確認している。今後は分子量の異なるPLLAを系統的に合成し、ブロック共重合体の合成の限界を見極めるとともに、糖質高分子poly(ManEMA)で覆われたPLLAナノ粒子の創製を進める。また平行してに生分解性カチオン性高分子であるPLLとのブロック共重合体PManEMA-block-PLLの合成も進める。
下垂体前葉の分化とプロジェニター細胞における新規ホメオティック転写因子群の役割

交付期間で、新規転写因子PROP1の特異抗体を作製し、下垂体の発生過程における発現変動を解析し、PROP1が発生初期の下垂体の全細胞に存在し、その後ホルモン産生細胞の出現に伴いその数を減じることを初めて明らかにした。しかも、PROP1陽性細胞は常に細胞分化に重要な因子SOX2と共存する事も初めて明らかした。さらに、新規の転写因子PRX2の同様な解析を行い、PROP1-PRX2-下垂体の分化細胞と言う系譜の一端を明らかにした。表記課題を達成するための平成20年度の期間で、下記のような実験を進めた。1.転写因子間の相互作用を解析して、3種のLIM-only proteinとSingle-strand binding protein(SSBP2)をクローン化した。前者の細胞特異的な発現とホルモン遺伝子発現制御への関与を初めて明らかにした。SSBP2では、ミトコンドリアにおける局在と相互作用分子であるコファクターCLIM2の存在により核に移行する特異な挙動を発見し、論文報告した。2.PROP1およびPRX2の抗体を用いて免疫組織化学を行い、PROP1は13.5日胎仔下垂体の下垂体原基で、すべての細胞に発現し、PROP1陽性細胞には幹細胞マーカーであるSOX2が常に共存する事を見いだし、国際誌に報告した。さらに、生後のPROP1の挙動を調べ、PROP1はホルモン産生細胞に存在せず、ホルモン産生細胞を供給するプロジェニター細胞を維持する機能を持つことを示唆する結果かを得て、論文を作成中である。3.PROP1およびPRX2を指標として、下垂体の非ホルモン産生細胞を分類すると濾胞星状と言われてきた細胞には3種類が存在し、さらに未同定の2種の細胞が存在することが判明し、下垂体の発生・分化の機序の解明に新知見を与える事ができ、論文を投稿するところである。4.PROP1とHESX1との相互作用を解析し、前者はホモおよびヘテロ2量体を形成するものの、後者はホモ2量体は形成出来ずに、PROP1とヘテロ2量体を形成して、それまでの抑制的活性を促進的なものに転換することを見いだし、論文報告した。以上、実験は順調に進んでおり、さらなる展開を期待している。表記課題を達成するための平成22年度の期間で、下記のような実験を進めた。1、PROP1およびPRX2の抗体を用いて生後のラット下垂体について免疫組織化学を行い、PROPI陽性細胞は胎仔期に引き続き、常に幹細胞マーカーであるSOX2が共存する事を確認した。また、PRX2陽性細胞は、Marginal Cell Layer (MCL)に多くが局在し、胎児期にその部分を占めていたPROP1細胞と交代していた。と同時に実質層にも存在していた。2、PROP1はホルモン産生細胞には存在する事はなかった。そのため、下垂体ホルモン産生細胞の分化指標となる転写因子PIT1およびSF1とPROP1の共存を調べた。SF1とPROPIとの共存は確認出来なかったものの、PIT1との共存は確認された。3、一方のPRX2は、一部のホルモン産生細胞に存在する像を確認したが、日にちが経つに従って、その共存はなくなった。4、生後に発現を開始するカルシウム結合タンパク質S100の抗体により、非ホルモン産生細胞の状態を調べた。その結果。S100細胞の一部にPROP1が共存することを発見した。と同時にPRX2も同じ様にS100細胞に存在する事が確認された。5、さらに、PROP1、PRX2、SOX2、S100抗体による多重染色を行ったところ、その共存関係を調べると9種類の非ホルモン産生細胞が確認された。以上の結果は、我々が同定した下垂体のホメオティック因子が下垂体前葉のホルモン産生細胞の起源となる細胞・幹細胞に何らかの重要な機能を果たしている事を示すものである。また、これまで不明であった濾胞星状細胞を含めた非ホルモン産生細胞が多様な形質を持つことを明らかにしたものである。これら細胞をより詳細に解析することで、下垂体の発生・分化の機序の解明を順調に進める事が可能で、さらなる展開を期待している。表記課題を達成するための平成23年度の期間で、下記のような実験を進めた。1.PROP1およびPRX2、SOX2の抗体を用いて胎仔期の下垂体における発現の変動を調べ、それら細胞分布について3次元的分布解析を行い、それら陽性細胞が胎児期21.5日において、幹細胞が存在するとされるMarginal Layerでの局在を確認した。2.生後のPROP1陽性細胞の局在を調べ、生後600日でも存在する事を初めて確認した。3.下垂体の幹細胞が生後に胎児期と大きく変化することを確認した。2および3の知見を国際誌に発表した。

4.PRX陽性細胞を調べ、この細胞には、下垂体の幹細胞に発現始める細胞と、下垂体原基周辺にある間葉細胞が、下垂体前葉に浸潤することを発見し、下垂体は起源の異なる細胞からなる事を示した。この結果を論文投稿している。5.現在使用しているPRX2抗体は2種のホモログ(PRX1・PRX2)を認識することから、特異抗体の作製を行った。その結果、両者に特異な抗体の作製に成功した。それらを使うと、両抗体によって染色される組織に、相当な違いがあることが判明し、現在、その成果を取りまとめている。以上の結果は、我々が同定した下垂体のホメオティック因子が下垂体前葉のホルモン産生細胞の起源となる細胞・幹細胞に何らかの重要な機能を果たしている事を示すものである。また、これまで不明であった濾胞星状細胞を含めた非ホルモン産生細胞が多様な形質を持つことを明らかにすることができた。さらに、下垂体以外の起源の細胞の浸潤を発見したことから、下垂体の血管形成との関係で新たな研究の展開を期待している。
アモルファス薄帯の表面集合組織を利用した新しい金属結晶制御法の開発

アモルファス薄帯製作の方法としてよく知られている"片ロール法"は溶融金属を一方向に凝固させている。この場合、急冷速度が十分に速ければ、薄帯全体がアモルファスとなる。しかしながらある条件においては、ロールに接触しない面(自由面)の側の表面近傍のごく薄い領域に結晶相が形成される場合がある。しかも重要なことはこの結晶相がある結晶方位に配向した集合組織となっていることである。本研究によって始めてFe-Zr系(【Fe_(91)】,【Zr_9】),Ni-Zr系(【Ni_(90)】【Zr_(10)】および【Ni_(80)】【Zr_(20)】)合金においてこのような事実が発見された。本研究では(1)X線回折によりこれらの表面結晶相の組織を調べること(2)これらの集合組織が形成される条件を明らかにすること。(3)これら表面結晶相がアモルファスの結晶化に与える影響を調べることを目的とした。その結果、表面結晶相は【Fe_(91)】【Zr_9】についてはδ-鉄の(100)textureであり、【Ni_(90)】【Zr_(10)】については、Niの(111)textareおよび【Ni_(20)】【Zr_(80)】については、(110or101)のW-Zrのtextureであることが明らかとなった。またこれら表面集合組織が形成される条件は合金組成が深い谷となる共晶点近傍でかつ共晶点温度が高い(1000゚C以上)ことが必要であることが明らかとなった。またこの表面集合組織はアモルファスの結晶化に際しては結晶核となって薄帯の結晶方位をそろえることが明らかとなった。以上のことから片ロール法を利用し、溶融凝固の際に意図的に自由表面側に表面結晶相を作り、この結晶相が強く結晶配向していることを利用し、その後の一方向加熱により、この結晶相を成長させることにより、溶融状態から結晶方位をそろえた薄帯を連続的に製造することが可能となる。本研究では基礎的研究に終りこのような工業化の方策の具体化にまでは及ばなかったが今後は本研究をさらに継続発展させ実用化にこぎつけていきたい。本研究課題は2簸年を研究期間として計画したものであり、本年度の研究計画としては第1にこれまで我々が【Fe_(90)】【Zr_(10)】合金において発見した液体急冷片ロール法による表面集合組織が他の如何なる合金系において見出されるかを明らかにする。第2にこれらの表面集合組織が熱処理により如何に成長するかを明らかにすることであった。以上の計画のもとに今日までに得られた研究成果を次に述べる。1.液体急冷片ロール法により見出された表面集合組織としては従来【Fe_(90)】【Zr_(10)】と【Fe_(91)】

【B_9】に限られていたが、今回の我々の研究により、【Ni_(20)】【Zr_(80)】においてもω-Zrの表面集合組織が形成されることが明らかとなった。このω-Zrの相はZrの高圧相である、常圧で得られたのは今回が始めてである。この常圧でのω-Zrの形成は物性を含め実用的にも今後大いに期待できる発見である。なお、表面集合組織が形成される合金組成の条件については、来年度より系統的な研究を行い明らかにする計画である。2.表面集合組織の成長を観察する手段としてX線用位置敏感型比例計数装置(PSPC)を購入し、現在その取付け、調整が完了した段階である。一方現在・X線用試料高温装置については製作中であり、間もなく完成する。この完成を待って、来年度より表面集合組織の熱処理による成長過程をX線その場観察によりとらえ、成長条件を解明する計画である。
カイコの異所発現トラップ法の開発

本年度は,カイコの異所発現トラップ法の展開に必要な系統の準備を進め,遺伝学的スクリーニングの準備を完了した.交配に必要な系統,すなわち,ミューテーター系統(ジーンサーチ系統;UAS配列をpiggyBacベクターの両端に持つ)・ジャンプスターター系統(piggyBac transposaseを高発現する)について,Inverse-PCR法によりベクター挿入部位を同定した.挿入部位の配列に基づいて,ベクターをホモに持つかヘテロに持つかをPCRで判別できるプライマーを設計した.そして,両系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRによるジェノタイピングを行い,ホモ個体同士を交配しな.これによって,両系統についてベクターのホモ化を完了することができた.ミューテーター系統・ジャンプスターター系統ともに,トランスジェニックのマーカー遺伝子として蛍光タンパクを利用しているため(ミューテーター系統はactin3-EGFP,ジャンプスターター系統は3xP3-CFP),これまでは,トランスジェニック個体の同定には一個体ずつ蛍光顕微鏡を用いて蛍光タンパクの発現を観察する,という多大な労力を要していた.しかし,ベクターをホモ化したことで,蛍光顕微鏡を用いたジェノタイピングの必要が全く無くなり,大規模な遺伝学的スクリーニングの展開を現実的なものとすることができた.今後は,ミューテーター系統とジャンプスターター系統を交配してF1を得て,それにGAL4系統を交配して,新規変異体の獲得を行っていく.本年度は,カイコの異所発現トラップ法の展開に必要な系統の準備を進め,遺伝学的スクリーニングの準備を完了した.交配に必要な系統,すなわち,ミューテーター系統(ジーンサーチ系統;UAS配列をpiggyBacベクターの両端に持つ)・ジャンプスターター系統(piggyBac transposaseを高発現する)について,Inverse-PCR法によりベクター挿入部位を同定した.挿入部位の配列に基づいて,ベクターをホモに持つかヘテロに持つかをPCRで判別できるプライマーを設計した.そして,両系統のゲノムDNAを鋳型としてPCRによるジェノタイピングを行い,ホモ個体同士を交配しな.これによって,両系統についてベクターのホモ化を完了することができた.ミューテーター系統・ジャンプスターター系統ともに,トランスジェニックのマーカー遺伝子として蛍光タンパクを利用しているため(ミューテーター系統はactin3-EGFP,ジャンプスターター系統は3xP3-CFP),これまでは,トランスジェニック個体の同定には一個体ずつ蛍光顕微鏡を用いて蛍光タンパクの発現を観察する,という多大な労力を要していた.しかし,ベクターをホモ化したことで,蛍光顕微鏡を用いたジェノタイピングの必要が全く無くなり,大規模な遺伝学的スクリーニングの展開を現実的なものとすることができた.今後は,ミューテーター系統とジャンプスターター系統を交配してF1を得て,それにGAL4系統を交配して,新規変異体の獲得を行っていく.
国際環境問題を解決する手段としてのエコラベリングシステムの経済分析

本年度は、二つの側面からエコラベリング制度の効果を開放経済下において理論的に分析した。企業や政府の戦略的な行動を分析することが目的のため、どちらも不完全競争市場を前提として分析を行った。第1に、複数の企業が存在する状況における導入の効果であるが、ここでは、各企業がエコラベリングを自社の製品に貼付するかどうかの意思決定を内生化している。つまり、より大きな利潤が得られる財(ラベルの貼付された財と貼付されない財)の市場に参入する。ここでは、消費から発生する汚染と生産から発生する汚染とを分けて考えている。制度の導入が自国企業の利潤、および汚染排出総量に与える影響は、汚染が発生する段階、外国においても同様の制度が導入されているかどうか、自国の消費者が外国のエコラベルを認識しているかどうか、の3点に大きく依存している。第2に、様々なタイプの消費者の存在を仮定した場合の効果である。ここでは簡単化のために、自国市場において自国企業と外国企業が1企業ずつ参入して競争を行っている状況を想定した。エコラベリング制度の導入によって、自国企業のみがエコラベルを貼付する場合には、汚染排出の総量が制度導入前に比較して増加する場合があることが明らかとなった。一方で、両国企業がともに貼付する場合には、必ず汚染排出総量が減少することが明らかとなった。さらに、政府が外国企業の取得を困難にするような基準設定を行うインセンティブを持つ場合があることを、数値例を用いて示している。本年度は、エコラベリング制度導入の効果について、経済学の理論を応用して分析を行った。最初に、閉鎖経済、完全競争の前提条件の下で、エコラベリング制度の導入が汚染排出総量に与える影響を分析した。また、生産段階において排出される汚染と消費段階において排出される汚染とを区別し、これまで多用されてきた直接規制との比較を行った。結論としては、第1に、エコラベリング制度の導入が必ずしも汚染排出の総量を減少させないということが明らかとなった。これは、各消費者が自身の消費が社会全体に与える環境負荷を考慮に入れて消費量の決定を行うとは限らないためである。第2に、一定の条件の下で、消費から発生する汚染については、エコラベリング制度は直接規制よりも社会厚生の観点から望ましいが、生産から発生する汚染の場合には直接規制のほうが望ましいことが明らかとなった。(商学論集に掲載)次に、不完全競争市場で、貿易が行われている状況のもとで、エコラベリング制度導入の効果を分析した。各企業が、エコラベリングを自社の製品に貼付するかどうかの意思決定を内生化している。ここでも、消費から発生する汚染と生産から発生する汚染とを分けて考えている。制度の導入が自国企業の利潤、および汚染排出総量に与える影響は、(1)汚染が発生する段階、(2)外国においても同様の制度が導入されているかどうか、(3)自国の消費者が外国のエコラベルを認識しているかどうか、の3点に大きく依存している。状況によっては、エコラベリング制度の導入が必ずしも自国企業の利潤を減少させない、また、汚染排出総量を減少させないことが明らかとなった。(後半部分は、来年度中に発表の予定である。)本年度は、二つの側面からエコラベリング制度の効果を開放経済下において理論的に分析した。
非対称型金属錯体を用いた常圧下ゼロギャップ物質の開発

グラフェンのようなゼロギャップ物質は、新たな電子材料開発を目的として、精力的に研究されている。しかし、グラフェンを構築するための薄膜制御が難しく、物性評価法も難しい。また、単結晶などのバルク結晶では、圧力下における有機伝導体のみが、ゼロギャップ物質になることが知られている。ゼロギャップ物質は、ディラックコーンと呼ばれる特殊なバンド構造を持つ。そこで、本研究課題では、ディラックコーン型バンド構造に近い電子状態をもつ非対称型金属錯体からなる単結晶を用いて、X線構造解析や、種々の物性測定から、当該物質の電子状態を詳細に考察し、常圧下バルク物質によるゼロギャップ物質開発に必要な重要な知見を得た。本研究の目的は、分子性導体を用いた常圧下におけるゼロギャップ物質の開発である。分子性導体の多くは有機分子(陽イオン)と陰イオンからなる結晶で、隣り合った有機分子に沿って1次元的、あるいは2次元的な伝導経路が形成される。様々ある分子性導体の中、現在最も注目されているのが田嶋らにより発見された、圧力下で実現する分子性導体α-(BEDT-TTF)2I3を用いたゼロギャップ物質である[1]。本研究では、合成化学的視点から、分子性導体を用いた常圧下でのゼロギャップ物質の実現を目指した。ゼロギャップ物質では、ディラックコーンと呼ばれる、二つの円錐が頂点で接するようなバンド構造を持つ。低エネルギー側が荷電帯、高エネルギー側が伝導帯である。さらにフェルミエネルギーが、そのバンドの接点と同じになっている。鈴村らは、α-(BEDT-TTF)2I3の圧力下での結晶構造を元に、このバンド構造を見出した[2]。金属に見られるフェルミ面や、半導体で形成されるバンドギャップではなく、ゼロギャップ物質では“フェルミ点"を形成することにより、質量ゼロのディラックーフェルミ粒子の発生が可能になる。ゼロギャップ物質の名の元となったこの“フェルミ点"を有するため、温度変化に依存しない電気抵抗など、特異な物性の発現が可能となる。合成化学的なアプローチでゼロギャップ物質の新規開発を行う場合、固体のバンド構造においてこのようなディラックコーンを形成する物質を開発すれば良いことがわかる。本研究では、非対称型金属錯体を用いて、常圧下ゼロギャップ物質作成の可能性を探り、これらの化合物を用いることにより常圧下ゼロギャップ物質を合成できる可能性を示すことができた。有機分子と陰イオンの組み合わせや、同じ組成でも結晶構造が異なる場合があること、圧力による変形を受け易く有機分子間の距離や角度が変えられること等のバリエーションにより、超伝導、金属、絶縁体、磁気秩序、電荷秩序など多様な電子状態を実現する。様々ある分子性導体の中、現在最も注目されているのが田嶋らにより発見された、圧力下で実現する分子性導体&#61537;-(BEDT-TTF)2I3を用いたゼロギャップ物質である。ゼロギャップ物質の名の本となったこの“フェルミ点"を有するため、温度変化に依存しない電気抵抗など、特異な物性の発現が可能となる。本研究では、非対称型金属錯体を用いて、常圧下ゼロギャップ物質作成の可能性を探り、これらの化合物を用いることにより常圧下ゼロギャップ物質を合成できる可能性を探った。本研究では、目的のゼロギャップ物質を構築する分子として非対称型金属錯体に着目した。これは、[(ppy)Au(C8H4S8)]2[PF6](1) (ppy = C-protonated-2-phenylpyridine)がディラックコーン型のバンド構造に類似したバンド構造を有するからである。