hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前骨芽細胞の破骨細胞分化ニッチェ形成に対する骨代謝ホルモンの作用

破骨細胞分化に対するニッチェ形成を行う前骨芽細胞系ネットワークを微細構造学的・組織化学的に明らかにした。研究を遂行するにあたり、乳癌骨転移モデルを用いて検索を行った。骨端部では癌細胞が浸潤している周囲の骨表面にTRAPとALPの陽性細胞が多数認められ、骨破壊部位では破骨細胞と骨芽細胞の活性化を認めた。さらに、今回の研究では不明な点が多くある骨細胞にも着目して解析を行なった。癌細胞が転移した周囲の骨細胞では、骨細胞産生因子であるFGF23およびSOSTの発現の低下を示した。骨転移巣では、骨細胞も影響を受けることが示唆された。当研究は前骨芽細胞ネットワークにおける破骨細胞の挙動に関して解析することを主目的としているが、解析にあたり、実験動物における骨破壊モデルを要した。免疫不全モデルマウスに骨指向性をもつヒト乳癌細胞を投与し、下肢骨に骨の転移及び破壊像を樹立した。分子生物学的手法や組織化学的手法を用いて、癌と骨代謝関連群の相互関係や前骨芽細胞系ネットワークの作用に関して検索した。ヒト乳癌細胞を免疫不全モデルマウスに注射4週後からマウスの上腕及び下肢骨に骨転移巣が樹立された。骨転移は軟エックス線上での明らかな骨破壊像により確認した。同部位を用いて、解析サンプルとした。下肢骨(主に大腿骨)への転移巣をサンプルとして解析したが、骨端、骨幹端及び骨幹にヒト乳癌細胞が浸潤し、骨破壊像を呈していた。骨端部では癌細胞が浸潤している周囲の骨表面にTRAPとALPの陽性細胞が多数認められ、骨破壊を行なっている様相が確認された。さらに骨破壊が進行した骨幹端及び骨幹では骨破壊が著しく、骨梁が喪失し、その代わりに類骨様の組織の増生を一部に認めた。TRAPとALPの組織染色像から、骨破壊の初期では破骨細胞と骨芽細胞の活性化を認めるが、骨破壊の後期、すなわち一通り骨破壊が終了した時期には両者の活性化を認められず、骨破壊から一転骨増生を認める結果が得られた。今回の研究では不明な点が多くある骨細胞にも着目して解析を行なった。近年、骨細胞の骨代謝調節や骨基質ミネラル調節における多数の成果が報告されており、骨代謝の主役の一つとして骨細胞があげられる。乳癌細胞が転移した周囲の骨細胞においては、骨細胞産生因子として知られているFGF23およびSOSTの発現の低下を示した。乳癌細胞が転移することにより、骨細胞に影響を及ぼしていることが示唆された。当研究は前骨芽細胞ネットワークにおける破骨細胞前駆細胞の分化及び成熟に関する種々の骨代謝ホルモンの影響に対する解析を目的とした。解析をするにあたり、実験動物骨破壊モデルを用いて実際の生体内の骨代謝環境を模倣した。骨代謝に関わる前骨芽細胞ネットワークの複雑性を理解するには生体を模倣した骨破壊(代謝)モデルは重要なサンプルであった。ヒト乳癌細胞を免疫不全モデルマウスに投与し、下肢骨等に種々の様相を呈した骨破壊像を作成することができ、同部位を用いて、免疫組織化学的手法及び分生物学的手法を駆使し、目的とする項目を解析した。骨破壊部位は軟エックス線で確認し、その後実験動物を固定後、パラフィン包埋、薄切後にTRAP及びALPの免疫染色を行った。骨破壊部位では骨代謝に関わる種々のホルモンが産生されており、TRAPならびにALPの両因子ともにその発現が亢進し、骨代謝が非常に活発であることが示された。さらには骨破壊を示す下肢骨を凍結し、同部位よりRNAを抽出後、遺伝子解析を行った。TRAP及びALPは免疫染色と同様の結果を示した。今回の研究では骨代謝に関わる細胞の一つである骨細胞にも注目した。骨細胞は骨に最も多く存在する細胞であるが、骨破壊部位においては骨細胞は形態学的には萎縮したような像を示し、骨細胞産生因子であるSOST及びFGF23の発現が優位に低下していた。以上のことから骨代謝にかかわる種々のホルモンの影響により前骨芽細胞群、破骨細胞、ならびに骨細胞に影響を及ぼすことが強く示唆された。さらに、組織染色像から前骨芽細胞系細胞、破骨細胞、骨細胞の位置的関係や状況を検索することができ、3者は密接に連携を取り、各々の状況に応じた骨代謝を行っていることが示唆された。当研究の主目的である前骨芽細胞ネットワークにおける破骨細胞の挙動を解析するための実験動物モデルの系は樹立している。今後は組織化学的に骨代謝に関連した細胞や骨代謝関連因子を解析する。系は樹立していため、研究はおおむね順調に進展していると考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究結果を確かなものにするため実験動物の下肢骨での骨転移巣(骨破壊部位)のサンプル数を増やす必要がある。確実な実験系を樹立するためには、今後は実験動物の匹数を増やして種々の段階の転移巣サンプルを作製する予定である。確実な実験系が樹立できれば、現在治療に用いられている薬剤の効果や作用機序の解明にも役立つ可能性がある。これまでの研究では、用いた乳癌細胞がマウスの主に下肢骨に転移をし、骨破壊を示すことは確認できている。さらには、骨破壊が進行した後、一部に骨増生を示す部位も認められ、生体の防御機能を示唆する所見も得られている。今後は、前骨芽細胞や破骨細胞の相互作用や挙動に関して詳細に検索する予定である。確実な研究データを学会で発表し、さらには論文に投稿することで、この情報を発信していく予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
新たなミエリン形成機構のシグナルカスケードに基づく脱髄/再生メカニズムの解明

ミエリンの形成は発達段階のミエリンの新生に始まり、成人脳では脱髄と再ミエリン化を繰り返しながら機能するミエリンを生涯にわたって維持することができる。初期のミエリン形成のトリガー分子がFcR/Fynであることはすでに明らかにしたが、さらにこれらのトリガー分子は脱髄や再ミエリン化の過程(ミエリンのリモデリング機構)でも重要であると考え、野生型マウスおよびFcR/Fynを欠損したダブルミュータントマウスに0.2%カプリゾン混入餌を5週間与えて脱髄モデルマウスを作製し、さらにカプリゾン混入餌から普通餌に戻して2週間飼育し再ミエリン化モデルマウスを作製した。これらのモデル動物で実際に脱髄と再ミエリン化が起こっているかどうかを脳組織切片を作製し、電子顕微鏡等で大脳白質のミエリンを調べたところ、野生型マウスではカプリゾン投与5週間目で著しいミエリンの崩壊がみられ、普通餌に戻した脳ではミエリンの再生している様子がみられた。しかしミュータントマウスの脳では変化がみられないことがわかった。次に、脱髄と再ミエリン化のときに、FcRとFynの発現に変化がみられるかどうかをそれぞれの脳からミエリンを抽出してウェスタンブロットで調べた。野性型ではカプリゾン投与5週目でFcR、Fynともにその発現が消失しており、ミエリンの再生化が行われると再び発現がもとどおりになることがわかった。これらの結果により、ミエリンの新生だけでなくカプリゾン投与による脱髄/再生のモデルマウスにおいてもトリガー分子であるFcRとFynが重要な役割を果たしていることが明らかになった。そして生化学的な解析の結果、脱髄とミエリン再生が起こるときにマーカーとなるミエリンを構成するタンパク質は、特に発現が顕著に変化し、リン酸化・脱リン酸化の変化を受けるミエリン塩基性タンパク(MBP)の21.5kDaアイソフォームであることがわかった。ミエリン形成機構にはまだわからないことが多いが、本研究のなかで初期のミエリン形成のトリガー分子がFcR/Fynであることを明らかにした。さらにこれらのトリガー分子は脱髄や再ミエリン化の過程(ミエリンのリモデリング機構)でも重要であると考え、野生型マウスおよびFcR/Fynを欠損したダブルミュータントマウスに0.2%カプリゾン混入餌を5週間与えて脱髄モデルマウスを作製し、さらにカプリゾン混入餌から普通餌に戻して2週間飼育し再ミエリン化モデルマウスを作製した。引き続きFcR、Fynの下流で働くミエリン形成に関与するシグナル分子カスケードの解明に取り組んでいる。
エネルギーハーヴェスティングのマルチフィジクス・マルチシステム強連成解法

圧電効果により,潮流の機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するエネルギーハーヴェスティングは,次世代の発電システムとして注目されている.このシステムでは,圧電,構造,流体の間のみならず,機械と電気のサブシステム間にも不可分な相互作用(強連成)が生じる.本研究では,申請者らが提案する階層的分解により,マルチフィジクス・マルチシステム強連成解析手法を開発し,エネルギーハーヴェスティングの高精度かつ効率的な解析を実現する.さらに本手法を用いて,モデルシステムにおける共振特性を解明し,新しいエネルギーハーベスティングシステムを探索する.圧電効果により,潮流の機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換するエネルギーハーヴェスティングは,次世代の発電システムとして注目されている.このシステムでは,圧電,構造,流体の間のみならず,機械と電気のサブシステム間にも不可分な相互作用(強連成)が生じる.本研究では,申請者らが提案する階層的分解により,マルチフィジクス・マルチシステム強連成解析手法を開発し,エネルギーハーヴェスティングの高精度かつ効率的な解析を実現する.さらに本手法を用いて,モデルシステムにおける共振特性を解明し,新しいエネルギーハーベスティングシステムを探索する.
数理生態学に現れる自由境界問題の解の形状と伝播現象の解明

昨年度,多安定型非線形項をもつ空間1次元の反応拡散方程式の自由境界問題において,適当な条件の下で解が速度の速いsemi-wave(自由境界問題に対応する進行波)に速度の遅い進行波を積み重ねた形状をもつ「テラス解」に収束することを証明することに成功した.本年度は共同研究者と論文を執筆し,学術雑誌に投稿を行った.現在,査読結果に対応しているところである.研究成果は2018年7月に台北(台湾)で行われた国際会議「12th AIMS conference on Dynamical Systems and Differential Equations」や国内の研究集会で発表を行った.また,2018年8月から9月にかけて,Yihong Du教授(University of New England,アーミデール,オーストラリア)を訪問し,問題の空間多次元の球対称への拡張について議論した.帰国後,兼子氏(日本女子大学)との共同研究により,解の漸近挙動の分類を行い,ある条件下ではspreading解が漸近的にlog tのずれを含むテラス解へ収束することを証明することに成功した.証明のポイントとなるのは,spreading解が十分時間が経過した後,log tのshiftを含む進行波やsemi-wave(自由境界問題)に挟まれているという評価を得るために,徐々に精密な優解と劣解を段階的に構成することであった.非線形項が多安定型で,空間多次元球対称の問題においてlog tのずれまで精密な評価を含むテラス解を論じた結果はほかになく,学術的意義は高いといえる.この成果について,現在,共同研究者と細部を詰めながら論文を執筆している.研究期間2年目で空間多次元球対対称の問題に着手し,目的となる結果が得られていることから進捗状況はおおむね順調であると評価できる.空間多次元球対称の問題で得られた成果を共同研究者と論文としてまとめる.得られた成果を2019年7月にオランダで行われる国際会議「Equadiff2019」にて発表する.また,対称性を仮定しない空間多次元の問題への拡張を行うため,Yihong Du教授を訪問し研究討論を行う.本研究の主題は数理生態学に現れる自由境界問題についての解の漸近挙動と解の形状の解析である.本年度は次の2つについて研究を行った.一点目は自由境界h(t)と指定した正の速度cで動く境界ctをもつ区間(ct, h(t))で反応拡散方程式をみたす問題である.この問題は外来種の生息領域の最前線を表すh(t)はStefan条件により時間発展するが,生息領域が反対側の境界ctにより一定の速度で失われていくモデルである.この場合,左の境界が自由境界に追いつき,解が有限時間で消滅する現象が現れる.この問題において,非線形項がロジスティック型の場合の解の挙動について松澤による研究成果がCommunications on Pure and Applied Analysisより出版されている.次いで単安定,双安定,燃焼型の場合に解の挙動を完全に分類することに成功した.ロジスティック型の場合を扱った先行研究と異なる手法が必要となる.実際,速度cで動く座標で方程式を書き換えた場合の定常解構造に関する相平面解析とω極限集合の解析が証明の鍵となった.この研究成果は兼子氏との共同研究によりJournal of Differential Equationsより出版されている.また,この成果をスロバキアで行われた国際会議Equadiff2017において発表した.二点目は多安定型非線形項をもつ反応拡散方程式の自由境界問題において,異なる速度の進行波を積み重ねたような形状をもつテラス解が現れることを証明した.申請時に想定した非線形項の微小変形は必要なく,比較関数の構成順序が証明の鍵となった.このテラス解は自由境界問題に対応する進行波(semi-wave)に収束する部分と通常の進行波にする部分をもち,異なる種類の速度をもつ解が現れるという点で学術的観点からも興味深い.現在,共同研究者と論文を執筆中である.多安定型非線形項をもつ反応拡散方程式の自由境界問題において,進行波を積み重ねたような形状をもつテラス解が現れることを証明することに成功し,計画通りに進捗していると評価している.国内では兼子裕大氏(早稲田大学),山田義雄教授(早稲田大学)と定期的な研究打ち合わせを行っており,論文執筆も順調に進んでいる.また,数理生態学に現れる自由境界問題において空間1次元の場合に解の形状を解析する手法を完全に構築できた手ごたえを感じている.昨年度,多安定型非線形項をもつ空間1次元の反応拡散方程式の自由境界問題において,適当な条件の下で解が速度の速いsemi-wave(自由境界問題に対応する進行波)に速度の遅い進行波を積み重ねた形状をもつ「テラス解」に収束することを証明することに成功した.本年度は共同研究者と論文を執筆し,学術雑誌に投稿を行った.現在,査読結果に対応しているところである.研究成果は2018年7月に台北(台湾)で行われた国際会議「12th AIMS conference on Dynamical Systems and Differential Equations」や国内の研究集会で発表を行った.

また,2018年8月から9月にかけて,Yihong Du教授(University of New England,アーミデール,オーストラリア)を訪問し,問題の空間多次元の球対称への拡張について議論した.帰国後,兼子氏(日本女子大学)との共同研究により,解の漸近挙動の分類を行い,ある条件下ではspreading解が漸近的にlog tのずれを含むテラス解へ収束することを証明することに成功した.証明のポイントとなるのは,spreading解が十分時間が経過した後,log tのshiftを含む進行波やsemi-wave(自由境界問題)に挟まれているという評価を得るために,徐々に精密な優解と劣解を段階的に構成することであった.非線形項が多安定型で,空間多次元球対称の問題においてlog tのずれまで精密な評価を含むテラス解を論じた結果はほかになく,学術的意義は高いといえる.この成果について,現在,共同研究者と細部を詰めながら論文を執筆している.研究期間2年目で空間多次元球対対称の問題に着手し,目的となる結果が得られていることから進捗状況はおおむね順調であると評価できる.多安定型非線形項をもつ自由境界問題において,進行波を積み重ねたような形状をもつテラス解が現れることについて論文執筆を続ける.また,平成30年7月に台北で行われる国際会議「12th AIMS conference on Dynamical Systems and Differential Equations」にて発表を行う.また,問題を空間多次元の場合に拡張することを検討する。また,国外との研究者との連携を強化する.空間多次元球対称の問題で得られた成果を共同研究者と論文としてまとめる.得られた成果を2019年7月にオランダで行われる国際会議「Equadiff2019」にて発表する.また,対称性を仮定しない空間多次元の問題への拡張を行うため,Yihong Du教授を訪問し研究討論を行う.研究の進捗がよく,情報収集よりも論文執筆の方に時間を割いたため.2019年度はオランダで行われる国際会議での発表する.また,空間多次元で対称性を仮定しない問題への拡張のため,9月に中国に滞在するYihong Du教授との研究打ち合わせを行う.さらに,有限伝播性をもつ方程式であるporous medium型の退化拡散をもつ反応拡散方程式への拡張も視野に入れており,この方程式を研究する高橋氏(東京工業大学)を沼津で行われる研究集会に招へいする.
量子ドットを使った光子－スピン間の量子状態転写と非局所もつれ生成の研究

量子力学を動作原理とする量子情報通信や量子コンピュータの研究は、安全でかつ大容量・高速な情報処理への要求から急速に進展している。本研究では、量子通信で不可欠な量子中継の基盤技術を、電気制御性に優れた量子ドット中の電子スピンを使って確立することを目指してきた。まず単一光子が生成する単一電子スピンの検出を達成し、単一円偏光光子と光生成単一電子スピンの間で量子状態転写の実現可能性を示す角運動量転写を実証した。さらにもつれ光子対源を導入して、光子と量子ドット中の光生成単一電子の同時検出を達成した。電気制御量子ドットとして初めて、量子中継で重要な遠隔地点へのもつれ配信へつながる重要な成果を得た。本年度は2つの課題を挙げ、以下の通り成果を上げた。1)信頼性の高い角運動量転写の実現:研究代表者による先行研究(基盤研究A)で開発した量子井戸構造を有する量子状態転写用2重量子ドットを使い、ドット間トンネルを使った信頼性の高い光生成単一電子の検出を実現し、円偏光単一光子照射と組み合わせて、円偏光と生成される単一電子スピンの向きに一対一の対応がある角運動量転写を実証することに成功した。これは本研究の非常に重要な成果である。またスピン検出の信頼性を決定する主要な要因として、当初の計画にはなかった磁場下でのスピン緩和に関する重要な知見を得た。2)部分的角運動量転写の観測:1)に続いて、部分的量子状態転写を実現すべく、量子状態転写の条件を満たす条件下で光生成単一電子スピンの検出を試みた。しかし軽い正孔状態のスピン分裂の大きさが十分ではないことと励起効率が悪かったため、達成することはできなかった。この点を改善するために井戸厚が厚い新しい基板をドイツWieck教授に依頼し、新しい量子ドット試料の作製を行った。3)光生成単一電子のスピン操作(量子ゲート操作):本年度は、電子スピン制御のための高周波系の導入と併せて、電子スピン高速検出のための高周波反射系の導入も完了した。また電子スピン操作のための微小磁石を有する量子ドット素子もその作製法をほぼ確立した。しかし上述のように量子状態転写の条件を満たす試料作製に少し時間を費やしたため、年度内にスピン回転の実証という当初の目標を達成することはできなかった。しかし年度内に新たな試料が完成し、実験を再開している。加えて本年度の予算で既存レーザーを高出力化し、もつれ光子源開発に着手した。光子-電子スピン変換を基本とした量子通信の実現にはもつれ光子対を保持し、操作可能な系が必要とされている。本研究では単一電子スピンを操作可能な横型量子ドットにもつれ光子を捕捉することを目標とした。それに向けて重要な要素が光子の吸収効率であり、それを高めるため誘電体多層構造を配したGaAs系基板を設計、作成を依頼し、量子井戸の励起波長に合わせた共鳴波長に見合う反射波長を有する基板の検証を試みた。さらに同基板上に量子ドット用電極の作成、集光用高誘電体微小レンズを配置し、低温下での動作検証と共に集光効率の向上の実証を試みた。一方で、もつれ光子-電子対確認に向け光学系と電気系間の同期系を開発し、実際に時間相関の測定を実現した。更なる光子吸収効率の向上のために、重い正孔状態からの量子状態転写にも取り組んだ。まずはじめに重い正孔状態が有限の面内g因子を持つInAs自己形成ドットについて、単一光子検出に不可欠な電荷計を実現するため、並列2重接合素子を作製してその特性評価を行った。また単一電子スピン検出法として量子ホールエッジ状態とGaAs量子ドット結合系におけるスピンフィルターの研究を行い、スピン検出効率を決めるスピンフィルター効率がゲート電圧による局所ポテンシャル制御で調整できることを実証した。1)単一光子検出効率の向上今年度は量子状態変換の実験の実現と将来の現実的な量子中継技術のために高効率な光子ー電子変換に向けた試みを行っている。一つは量子井戸での吸収が主な要因である内因的変換効率を向上させるため、DBR(分散ブラッグ反射鏡)構造を設けた量子井戸基板をドイツルール大ボーフムと共同して作製し、設計通りの共鳴波長で反射率が高くなることを確認した。また励起効率の高い重い正孔からの量子状態転写を可能にするため面内磁場に対して重い正孔のg因子がゼロでない(110)GaAs量子井戸を同じくドイツのグループと共同で作製し、量子状態転写をアンサンブルで実証するため時間分解磁気光学効果測定を開始した。同じく重い正孔から量子状態転写が可能と期待され、予備的に研究を進めていたInAs自己形成ドットにおいて、光生成単一電子検出に必要な電荷検出を示唆する結果を得た。光ビームスポットと量子ドットのサイズの違いが主要因である外因的変換効率を向上し、量子ドットのみへ効率よく光子を捕捉するため、ビームスポットよりも大きい大面積検出器で高効率に光子を吸収し、生成された単一電子の輸送と検出を行うように、大受光面積光検出部を持つ量子ドット素子を着想した。今年度は量子ポイントコンタクトを備えた大面積2次元電子受光素子を作製し、量子ポイントコンタクトを使った光生成スピンと重ね合わせ状態の検出を試みた。以上の通り、量子状態変換実証実験遂行に不可欠な高効率変換の技術を着実に確立しつつある。2)もつれ光子源を用いた単一光子検出

主に東大グループが、もつれ光子源を構築し、もつれ光子の一つの光子を量子ドットへ照射し、もう片方の光子を単一光子検出器で検出し同時検出の相関を調べる実験に着手した。これまで、量子ドットの電荷計の信号と単一光子検出器の信号を解析し、同時検出を示唆する結果が得られつつある。高効率変換を実現するためのDBR基板や(110)GaAs量子ドットなど計画通り作製できている。単一光子ー単一電子変換の効率向上の実証には至っていないが、評価では共鳴波長での反射率の増大など概ね設計通りの特性が得られており、順調に遂行できているといえる。その他、大面積受光部を使った高効率光子吸収による変換効率改善の着想は当初計画にはなかったもので、単一光子ー単一電子スピン変換を高効率にする効果的な方法であり、応用を広げる可能性がある点で重要な進展である。またもつれ光子対を導入する研究では、量子ドットへのもつれ光子照射を開始しており、次年度に光子とスピン非局所もつれ生成実験へ展開する準備ができており、順調に進展しているといえる。重い正孔からの高効率変換を目指し、(110)GaAs量子井戸での量子状態転写を実証するため時間分解カー回転測定を行い、(110)GaAs量子井戸の電子スピン緩和時間とg因子などを算出した。量子状態転写の実証には至っていないが、重い正孔のゼーマン分裂状態を区別して励起するため、回折格子を導入して励起光の狭帯域化を図るなど、(110)GaAs量子井戸における量子状態転写条件の抽出が完了した。量子輸送の研究例が少ない(110)量子井戸上に量子ドットを作製するためのプロセス技術の確立もほぼ完了した。また光子を効率よく量子ドットへ照射するために量子ドット上にブルズアイ構造を取り付けた素子の透過率のシミュレーションを行い、透過率が50倍程度増大することが分かった。これは光子ー電子スピン変換の研究を加速する上で重要な結果である。光スピン検出の正確性について、新しい知見を得た。電子スピンの検出に2重量子ドットのスピン閉塞を利用するが、その緩和が光子-スピン変換検出の測定の精度を下げるため、スピン判定の原理となるスピン閉塞の緩和の要因の解明を行った。これにより正確に光生成電子スピンを検出する指針を得ることができた。その他、新しい光生成単一電子スピン検出法として、エッジ状態によるスピンフィルター効果と軌道依存トンネルを組み合わせたスピン3値読み出し法を提案、実証した。光生成電子スピンやスピン相関の検出への応用が期待される。もつれ変換については、偏光もつれ光子対を光源として、一方の光子で量子ドット中に生成した単一電子を単一電子電荷計で、他方の光子を単一光子検出器で計測することにより、両者の同時性を確認した。検出された単一電子のうち10-12%が単一光子と同時検出であること、その確率はもつれ光子対の生成確率と同程度であることを確認した。この成果は、光-スピン間のもつれ変換のための重要な結果である。量子力学を動作原理とする量子情報通信や量子コンピュータの研究は、安全でかつ大容量・高速な情報処理への要求から急速に進展している。本研究では、量子通信で不可欠な量子中継の基盤技術を、電気制御性に優れた量子ドット中の電子スピンを使って確立することを目指してきた。まず単一光子が生成する単一電子スピンの検出を達成し、単一円偏光光子と光生成
月経前不快気分障害の病態発生に関した前方視的調査研究

この研究の目的は、産褥期に発現する月経緊張症(PMS)および月経前不快気分障害(PMDD)の有病率を調査した。方法:218名中200名の妊娠女性の社会心理的データ、既往のPMDDとPMSを調査した。結果:分娩1年後のPMDDの有病率は7.3%、中等度・重度のPMSの有病率は8.1%であった。PMDD女性の中で2名のみがPMDDの既往歴があった。PMDDの女性では、妊娠期のHADS不安尺度、HADSうつ尺度、EPDSの値が有意に(p<0.05)高かった。結論:PMDDの多くは、分娩後に初めて生じた例であった。こうした背景には、産褥期のホルモン変動がPMDDの発現に寄与していることが示唆された。研究分担者および三重大学病院母性棟スタッフと協議して、研究倫理委員会承認後に調査資料など完成した。調査の評価票としては、1産後5日目のマターニティ・ブルーズ(Stein, 1980)、2産後うつ病の重症度には、エジンバラ産後うつ病自己評価票Edinburgh Postnatal Depression Scale (EPDS)、3PMDDの自己評価票とライフイベントの困難のスケール(今回の調査用に特別に作成)を用いた。2013年2月から、1)産褥期の性周期再開後のPMDDの時点有病率を明らかにすること。2)PMDDと社会心理的要因、産科的要因との関係を明らかにすること。さらに、3)産褥期うつ病性障害との併存の有無について調査して、PMDDと産褥期のうつ病の関連性を明らかにするために、三重大学病院母性棟で出産を目的に入院した産褥婦を対象として、研究協力者が、妊娠後期に外来にて妊産婦に研究趣旨の説明と協力要請とエントリーの開始した。さらに産後5日目、産後1ヶ月目に調査票を送付して、回収している。予備データを解析するため、妊娠後期、産後5日目、産後1か月目のデーターから、PMDDの危険因子として、マタニティブルーズ、産後うつ病との関連をみるために、2014年3月から、統計学的解析を開始した。エントリー数が高く、しかも継続率も高いため、今後産後1年目のPMDDの有病率のデータ集積が期待できる。20代後半30代の女性にみられる月経前不快気分障害(PMDD)の発病年齢は、女性の出産年齢に相当する。我々の後方視的先行研究では、産後うつ病女性の中でPMDDが発現頻度が高いことは判明した。PMDDの好発時期については、現在のところ不明であるが、本研究では、産褥期の性周期の再開後にPMDDが発生するのか、あるいは産後うつ病にPMDDが併存しやすいのか、その病態発生を明らかにするができる。そこで、前方視的調査によって、出産前後のPMDDの有病率と社会心理的要因との関係を比較することでPMDDの病態発生を特定することにした。その方法は、産褥期における月経の再開時期から少なくとも3回の性周期の期間を追跡して、PMDDの発現率について調査する。PMDD群と非PMDD群における社会心理学的要因、産科的要因、性格要因、うつ病(double depression)の有無について相関を観察する。産褥期のPMDDの好発しやすいことが実証できれば、女性のメンタルヘルスに大きな影響を与えるPMDDの啓発活動、SSRIによる薬物療法の早期治療によって、周産期の女性の精神的健康度やQOLを向上することができる。また産後うつ病(PND)からPMDDに到る発症メカニズムの説明に、多数の危険要因が想定できることからも、ハイリスク妊産褥婦を同定できる。今年度は、PMDDの社会心理的要因の追加、PMDDの危険因子の要因、母乳との関連を明らかにするために、プロトコールを再検討して、最終版を作成した。また、臨床現場との今後の研究実施のための打ち合わせを重ねた。予備調査について妊娠前のPMDDと妊娠期と産褥期の抑うつ及不安との関連を調べたところ、PMDD群と非PMDD群の間では、年齢、過去の出産回数の間には有意な差異はなかったが、妊娠前にPMS群では、妊娠後期のHADSとEPDSに有意に高い数字を示した。また、PMS群では、産後5日目のmaternity bluesの尺度のSteinの値が高値を示し、EPDS値も有意に高い数値を示した。こうしたことから、性周期の気分状態は、妊娠後期と産褥直後の抑うつ、不安を高めることが示唆された。中間解析では、妊娠前のPMDDと産褥期の抑うつおよび不安の関係性を調べたところ、PMDD群と非PMDDPの間では、年齢、過去の出産回数の間には有意な差異はなかったが、妊娠前にPMS群では、妊娠後期のHADSとEPDSに有意に高い数字を示した。また、PMS群では、産後5日目のmatemity bluesの尺度であるSteinの値が高値を示し、EPDSも有意に高い数値を示した。最終年度では、全体の分析を開始して、出産後のPMDDの発病率、マタニティブルーズ、産後うつ病との関連を統計学的に解析して、論文を発表する予定である。データ集積に関して、産後1年後のアンケート調査票の回収が平成27年度以内では完了せず、次年度にまたがったため、最終年度の完了を1年延長した。月経前不快気分障害(以下PMDD)は米国の精神科診断基準

DSM-5(2013年)では、特定不能のうつ病から、定型のうつ病の類型に正式に記載された。しかしながら、分娩とPMDDの発症の関連についての前方視的調査研究はない。そこで、分娩後の月経周期再開に伴うPMSやPMDDの発現頻度の増減を明らかにした。方法:対象218名の中で200名の妊娠女性の社会疫学的データを追跡した。これらの女性は、妊娠期から産褥期1年目までの期間、HASD尺度(HASD-A不安尺度、HASD-Dうつ尺度)、EPDS、maternity bluesなど尺度を使用した。PMDDの評価尺度であるPSST(月経前気分不快障害尺度)を用いて、産後6カ月と産後1年後にPMDDの縦断的評価を実施した。結果:分娩後の1年後のPMDDの有病率は7.3%(9/124名)、中等度から重度のPMSは8.1%であった。既往歴にPMDDのある女性は2名であった。PMDDの既往歴の女性では、妊娠期のHADS不安尺度、HADSうつ尺度、EPDSでは有意に(p<0.05)高い値を示した。また、この群では産後1ヵ月後に有意に(p<0.05)高い値を示した。PMSの既往歴のある女性では、産後5日目でSteinのマタニティー・ブルーズ尺度とEPDSの値が有意に(p<0.05)高い値を示した。産後1ヵ月の時点のHDDSやEPDSの値では、両群の間に差異は認められなかった。結論:産後1年後におけるPMDDの有病率は、欧米の調査研究と同等の値を示した。出産1年時のPMDDの事例の多くは、初発群であった。こうしたことから、PMDDの初発は産褥期の内分泌学的機構が関与していることを示唆する機構があると思われた。また、PMSの既往歴のある女性では、産後直後に心理的に不安定になる傾向がみられた。この研究の目的は、産褥期に発現する月経緊張症(PMS)および月経前不快気分障害(PMDD)の有病率を調査した。方法:218名中200名の妊娠女性の社会心理的データ、既往のPMDDとPMSを調査した。結果:分娩1年後のPMDDの有病率は7.3%、中等度・重度のPMSの有病率は8.1%であった。PMDD女性の中で2名のみがPMDDの既往歴があった。PMDDの女性では、妊娠期のHADS不安尺度、HADSうつ尺度、EPDSの値が有意に(p<0.05)高かった。結論:PMDDの多くは、分娩後に初めて生じた例であった。こうした背景には、産褥期のホルモン変動がPMDDの発現に寄与していることが示唆された。最終エントリ数197名として、産科医の協力のもとに、データの集積は順調に経過している。予備調査で、統計学的に妊娠前のPMSと妊娠後期、産褥直後の抑うつ、不安との関連が指摘されてきた。平成27年度中には、データの回収を継続して、性周期再開後のPMDDの出現との関連を統計学的に明らかにできる予定である。出産後1年後のデータが集積されたため、統計的解析を実施して、学会での発表を予定している。また、各要因の相関が明らかにされると、今後の周産期精神医学におけるPMDDのリスク評価に対するガイドラインも作成できる。内科系臨床医学・精神神経科学郵送による産後6ヵ月、出産1年後のデータが集積されたら、統計学的解析を本年度12月に実施し、学会などでも発表する予定である。産後うつ病、マタニティー・ブルーズとの関連が明らかにできれば、今後PMDDの予防と治療に対するガイドラインも作成できる。
同種神経基底膜と骨髄幹細胞移植による人工神経の作成

【目的】我々は、ナーブリッジ(東洋紡)の外筒管(PGA)を神経誘導管として使用し、腓腹動静脈を外筒に接するように留置し、同種神経基底膜移植と骨髄間葉系細胞移植を組み合わせた新しい人工神経鞘を作成した。この人工神経は自家神経移植術の代替療法となり得るものと仮説を立てて、ラット坐骨神経20mm欠損モデルを用いて検討した。【方法】実験1:ナーブリッジ外筒管の血行透過性評価の為、ルイスラットの坐骨神経に5mm欠損モデルを作成した。3mm径の神経誘導管内に腓腹動静脈を血管茎として挿入したモデルと神経誘導管の外筒に血管茎を沿わせたモデルを作成し神経再生、神経管内の血流を評価した。実験2:DAラット坐骨神経を界面活性剤処理して作成した同種神経基底膜を、23mm長のナーブリッジ外筒内に2本挿入した。ルイスラット坐骨神経に20mm欠損を作成し、神経導管内の同種神経基底膜にルイスラット大腿骨より採取した骨髄間葉系細胞3X107個を移植し、外筒管に腓腹動静脈を沿わせた人工神経鞘で、ラット坐骨神経20mm欠損を架橋し神経再生を評価した。【結果】実験1:両群間で電気生理学的、組織形態学的に有意差を認めなかった。また抗血管内皮抗体を用いて、検索したところ再生神経内の血流に有意差はなかった。実験2:外付け20mm欠損モデルでは、電気生理学的検査において、処置後12週で、運動神経伝導速度は自家神経群よりは劣るが、足部内転筋誘発電位では有意差は認めなかった。術後24週では、電気生理学的検査で自家神経移植群と比較し有意差はあるものの約7割までの神経再生を有していた。【考察】先行実験において、ナーブリッジは血管透過性を有する神経誘導管であることが示唆された。長い神経欠損には、神経再生の足場となる基底膜の重要性が示唆され、また骨髄間葉系細胞の生着・生存率に影響を与えると考えられた。人工神経内に移植した同種神経基底膜の抗原性に関しては、抗CD8免疫染色を、同種神経基底膜の残存する細胞外マトリックスについては、抗ラミニン抗体を用いて検索しているが、まだ実験中である。またGFPルイスラットより採取した骨髄間葉系細胞の培養を行い、移植実験を近々に実施する予定であるが、まだ手付かずの状態である。同種神経基底膜の抗原性に関しては、抗CD8免疫染色を用いて、また細胞外マトリックスの存在については、抗ラミニン抗体を用いて検索する。それぞれ自家神経片、同種神経片と比較する。またGFPルイスラットより採取した骨髄間葉系細胞を人工神経内に移植し、移植神経内の移植骨髄幹細胞数についても検索する予定であり、完成し次第論文として結果を公表する予定である。これまでに我々は、骨髄間葉系幹細胞移植した同種神経基底膜と血管茎を含有したシリコンチューブで、ラット坐骨神経に作成した20mm欠損モデルを架橋したところ、移植24週での神経再生は、ほぼ自家神経移植に匹敵することがわかった(Y. Kaizawa et al. Cell Transplant 2017)。電子顕微鏡的検索により化学処理して作成した同種神経基底膜では、ほぼ完全に細胞成分の遺残はなかった。Lewis ratの坐骨神経に作成された5mmの神経欠損を、Nerbridge外筒管内に腓腹動静脈茎を挿入した神経誘導管で架橋した群とNerbridge外筒管に腓腹動静脈茎を外付けして架橋した群とで、移植後12週で神経再生は、組織学的、電気生理学的に有為差はなく、anti-rat endothelial cell cytoplasmicantigen (RECA-1) antibodyを用いた染色でも、Nerbridge外筒管は、外付け血管茎から毛細血管を良く誘導していることがわかった。Lewis ratの坐骨神経に作成された20mm神経欠損を、lewis rat由来の骨髄間葉系幹細胞を移植したDAラット由来の同種神経基底膜を含有させたNerbridge外筒管に血管茎を外付けした神経誘導管で架橋した群(C群)と20mmの神経片を再度縫合した自家神経移植群(A群)をそれぞれ20頭作成し、その神経再生を、術後12週、24週に各群10頭ずつ電気生理学的、組織形態学的評価を行う予定である。神経誘導管移植後12週の電気生理、組織形態学的データはほぼ渉猟しており現在解析中である。24週分の神経誘導管移植、および自家神経移植の動物実験はほぼ終了しており、平成30年5月ごろより動物をsacrificeし、データを取る予定である。また免疫染色の手技も安定化してきている。今後24週データの解析と抗laminin抗体免疫染色で脱細胞化同種神経基底膜内に残存する細胞外マトリックス,抗S100抗体免疫染色を用いた移植骨髄間葉系幹細胞の神経誘導管内でのSchwann cell様細胞への分化、抗CD8抗体免疫染色により同種神経基底膜の拒絶反応、anti-rat endothelial cell cytoplasmicantigen (RECA-1) antibodyを用いた免疫染色で、20mm欠損長を架橋した同種神経基底膜の再血行化について、評価する予定である。

この人工神経は自家神経移植術の代替療法となり得るものと仮説を立てて、ラット坐骨神経20mm欠損モデルを用いて検討した。【方法】実験1:ナーブリッジ外筒管の血行透過性評価の為、ルイスラットの坐骨神経に5mm欠損モデルを作成した。3mm径の神経誘導管内に腓腹動静脈を血管茎として挿入したモデルと神経誘導管の外筒に血管茎を沿わせたモデルを作成し神経再生、神経管内の血流を評価した。実験2:DAラット坐骨神経を界面活性剤処理して作成した同種神経基底膜を、23mm長のナーブリッジ外筒内に2本挿入した。ルイスラット坐骨神経に20mm欠損を作成し、神経導管内の同種神経基底膜にルイスラット大腿骨より採取した骨髄間葉系細胞3X107個を移植し、外筒管に腓腹動静脈を沿わせた人工神経鞘で、ラット坐骨神経20mm欠損を架橋し神経再生を評価した。【結果】実験1:両群間で電気生理学的、組織形態学的に有意差を認めなかった。また抗血管内皮抗体を用いて、検索したところ再生神経内の血流に有意差はなかった。実験2:外付け20mm欠損モデルでは、電気生理学的検査において、処置後12週で、運動神経伝導速度は自家神経群よりは劣るが、足部内転筋誘発電位では有意差は認めなかった。術後24週では、電気生理学的検査で自家神経移植群と比較し有意差はあるものの約7割までの神経再生を有していた。【考察】先行実験において、ナーブリッジは血管透過性を有する神経誘導管であることが示唆された。長い神経欠損には、神経再生の足場となる基底膜の重要性が示唆され、また骨髄間葉系細胞の生着・生存率に影響を与えると考えられた。人工神経内に移植した同種神経基底膜の抗原性に関しては、抗CD8免疫染色を、同種神経基底膜の残存する細胞外マトリックスについては、抗ラミニン抗体を用いて検索しているが、まだ実験中である。またGFPルイスラットより採取した骨髄間葉系細胞の培養を行い、移植実験を近々に実施する予定であるが、まだ手付かずの状態である。1.電気生理学的、組織形態学的検索:平成30年5月に、術後24週間後のC群, A群のラットを屠殺し、電気生理学的検索と組織形態学的検索を行う。2.移植骨髄間葉系幹細胞のSchwann cell様細胞への分化に関する検討:神経誘導管内に移植した骨髄間葉系幹細胞が、Schwann細胞様に分化しているかを検索するため、GFP(+)Lewis ratより採取した骨髄間葉系幹細胞をGFP(-)Lewis ratの神経誘導管内に移植し、再生神経切片をS100, GFAPで免疫染色をおこない、GFPの信号とmergeする細胞があるか検索する。3.同種神経基底膜の細胞外マトリックスの存在に対する検索:化学処理により作成した同種神経基底膜にextra cellular componentであるlaminineが残存しているか抗laminine抗体を用いて検索する。4.同種神経基底膜の抗原性についての検索:移植された同種神経移植片に拒絶反応が起こっていないかを調べるため、CD8a monoclonal antibodyを用いて免疫染色行い、C群の再生神経片、自家神経移植片、同種神経移植片と比較検討する。
アフリカ農民の流動性、生業の多様性、および「秩序」に関する研究

1980年代の構造調整計画の実施、1990年代の政治の民主化と市場の自由化は、アフリカ農村社会に大きな変容をもたらした。農村・都市間のヒト・カネ・情報の流動性が増え、人々は村内外で非農業活動を活発化させてきた。この流動性増大と生業の多様化が農民の脆弱性や農村部の伝統的権威に変化をもたらしてきたことをザンビアの村落調査で明らかにした。また伝統的権威の変化と紛争との関係についても考察した。今年度は、ナイジェリアにおいて現地調査と資料収集を実施した。現地調査は主として首都アブジャにおいて実施し、1970年来調査している中部ナイジェリアのエビラ人が結成している同郷集団(10団体)を訪問し聴き取り調査を行った。エビラ社会では2000年代に入り大きな暴動(エビラ暴動)が起きた。このエビラ暴動の背景とその原因、そして同郷集団が事態収拾あるいは沈静化に果たした役割等について聴き取りを行った。その結果、エビラ暴動の発生原因には、政治的疎外や経済的停滞を背景とした農民達の不満増大と彼等の脆弱性増大が挙げられる。政治家は彼等の不満を吸収できないばかりか、それをむしろ政治的に利用する挙に出て、一部の若者を私兵化し事態は急速に悪化したという。この暴動に際し、宗教的指導者や伝統的支配者は以前のように調停能力を発揮できない事態となり彼等の権威は急速に低下したという。もともと出稼ぎが盛んであったエビラ社会では、全国各地および海外に出かけている人々がこの危機的状況を憂え、一部の同郷集団が故郷の危機を救うべく「秩序」の回復に乗り出したという。それが一定の効果を生みだし、最終的には宗教的指導者や伝統的支配者が前面に復帰して暴動は収束に向かったようである。農村社会の急速な変化が、新しい形の紛争を生み、それを沈静化するために新しい形の「秩序」確立の動きが始まったともいえる。今後は、ザンビア等での農民の生業の多様化と新しい「秩序」の在り方についても調査を実施し、農民の生業の多様化と社会の「秩序」の変化について調査していくことが必要である。今年度はザンビアで2度現地調査を実施した。1度目の調査では首長・伝統省と地方政府・住宅省を訪問し、現在進められている地方分権化と伝統的首長制度の制度化について聴き取り調査を行った。2度目の調査では20年来調査中のリテタ地区の首長ならびに同地区C村の農民から聴き取り調査を行った。C村の農民の聴き取り調査では、最近の商業的野菜栽培の実態や農業から非農業活動に比重を移してきた農民の経歴などを調査した。農村部にも携帯電話の普及が急速で、農民の生業活動の多様化や流動化に大きな影響を与えていることが明らかになった。携帯電話を利用した送金やクーポン券の発行と、そのクーポン券を利用した農業資材の購入などが進んでいることが明らかとなった。一方、伝統的首長制度の変更と農村社会の「秩序」に関する調査では、2012年に誕生した愛国戦線党(PF)政府による首長省の新設と首長層の公的地位の認知が彼らの活動を勢いづかせていることが分かった。一部の首長は、USAIDや国際NGOの地域開発計画の受け皿となって活動している。他方政府は地方分権化政策を実施しており、地方政府と首長との間の関係に緊張が生まれつつある。最末端の行政単位である地区(Ward)と伝統的首長領との関係(PFのマニフェストでは一致させるとあった)を巡る問題や首長会議に地方議会決定事項の拒否権を与えるか否かの問題(地方政府省はこれに反対)など、重要な問題が生起しつつあることも明らかとなった。首長の地方政治レベルにおける正式な認知は、彼らの領域内での土地所有権に対する権力にも変化を生じはじめており、新しい「秩序」破壊の可能性をもっていることが明らかになった。聴き取りを行ったリテタ首長は領内における土地私有化に積極的であった。最終年度は、ナイジェリアにおけるボコハラムやニジェールデルタ地域の紛争が、農村社会の脆弱性増大や社会の流動性とどのような関係があるのか探るため、ボコハラムの専門家であるラルフ(Raufu)博士と南部の紛争やインフォーマルセクターの専門家であるミーガー(Meagher)博士を日本に招聘し、東京と京都で公開講演会を開催し意見を交換した。また資源をめぐる重層的関係や人々の流動性の研究で有名なジョンホプキンス大学のベリー(Berry)教授とニジェールデルタ地域の紛争研究の第一人者である米国社会科学研究評議会(SSRC)のオビ(Obi)博士を訪問し、最新の研究動向を調査すると同時に執筆中の論文に対するコメントをもらった。

3年間の研究成果としては、11980年代の構造調整計画(SAP)の実施や1990年代末以降の政治の民主化影響が、アフリカ農村社会に大きな影響を与え、生業の多様性と人々の流動を増大させ、一部の農民たちの脆弱性を増大させていたことを、ザンビアにおける一農村での現地調査の分析から明らかにし、その成果を英文論文の形でまとめ発表した。2しかしながら、ナイジェリアのボコハラムの展開は予想を超えるもので、生業の多様性や社会の流動性増大による「秩序」の破壊から説明するだけでは不充分で、国際的な紛争との繋がりをも視野に入れる必要性が明らかとなり、このような視点からボコハラムの過激化の過程を分析し研究発表を行った。3農村社会の「秩序」と伝統的権威に関する研究では、MeagherやBerryとの研究会で、伝統的権威の低下は広く認められ紛争解決の有効な担い手ではなくなりつつあるが、今も政治家と連携して隠然たる力を発揮する場合があること、また紛争地で若者武装集団が社会の秩序の担い手とはなり得ていないなど、権威と秩序をめぐって状況が流動的になっている点も議論となった。アフリカ地域研究現地調査実施直前のアルジェリアでの人質殺害事件やマリ北部でのフランス軍の軍事作戦などの影響で北部ナイジェリアでは調査実施が難しい状況であった。しかしながら、現地の研究者の支援とアドバイスのお蔭で、首都アブジャにおけるエビラ人(中部ナイジェリアのコギ州が地元)のイスラーム系の同郷集団での聞き取り調査を精力的に実施することができた。また、警官同伴の現地移動となったが、エビラ社会の伝統的統治者の一人(エミールに次ぐNo.2の地位にあるシロマ)の就任式に参加することができ、参与観察と参加者の聴き取り調査を実施することができた。治安悪化のため、当初予定していた調査村における聴き取り調査は実施できなかったが、同郷集団や伝統的支配者に対する聴き取り調査は予想以上の成果を得ることができたと考える。またザンビアにおける調査では、調査村を訪問し来年度の現地調査の意向を伝える一方、首長省を訪問し大臣自らに面会することができ来年度の現地調査の意向を伝え了解を得ることができた。ナイジェリアの調査地(イビラ地方)では、農業生産の多様化に限界があり非農業部門への進出で生業の多様化が進められていた。若者達は村外(とりわけ都市部)に流出し、調査地の農村社会では農家世帯の脆弱性が増大しつつあった。経済発展の遅れた調査地域では、農村世帯の脆弱性増大が若者達の周辺化意識を増幅させ、政府に対する不満を増大させ2000年代以降何度か暴動が起きてきていることが明らかとなった。昨年の首都アブジャでのイビラ同郷者集団の聴き取り調査では、急速な拡大を見せつつあるこれらの集団が、故郷の政治的抗争の仲介や故郷の祭り、インフラの整備等に大きな貢献をしていることが明らかになった。25年度に実施したザンビアでの現地調査では、農村部での農業の多様化に加え、一部農民の脱農化が進んでいること、そのことが農家世帯の脆弱性増大の緩和に一定の効果を持っていることが明らかになってきた。しかし、現在検討が進められている首長制度の改正や地方分権化の動きが農村社会に大きなインパクトを与える可能性があることが明らかになってきた。とりわけ伝統的年所有制度の中で一定の力を持つ首長達が、グローバル化が進む中で領内への外部資金投資誘引に積極的であることが判明した。このことが農村部の脆弱性と「秩序」にどのような影響を与えるか、重要な研究課題として浮かび上がってきている。上記の2カ国での調査では、1990年代以降の経済の自由化が農村部の生業の多様化や農民の脱農化を推し進め、それが経済格差の拡大や地方権力の変化と関係があること、さらにそれらの変化が農村社会の「秩序」に影響を与えていることが示唆された。
レニウム錯体の触媒機能の開拓とその応用

レニウム錯体を用いる有機合成反応は少ない。本研究では、レニウム錯体の特徴を活かした独創的な合成反応を、研究期間内にできるだけ多く見つけることを目的に研究を進めた。見いだした主な反応を示す。(1)レニウム錯体を用いるsp^2炭素-水素結合の活性化を基盤とする新反応群(2)レニウム錯体によるβ-ケトエステルのC-C結合切断反応を基盤とする新反応群、(3)レニウム錯体による立体選択的[3+2]付加環化反応、(4)レニウム錯体を用いるオレフィンによるフェノールの位置選択的アルキル化反応、(5)マンガン触媒を用いる新規[2+2+2]付加環化反応によるp-テルフェニル化合物の選択的合成。レニウム錯体に有機合成反応にどれだけ利用できるのかを明らかにすることを目的に研究した。第1のテーマである「新規レニウム錯体の触媒機能の開拓と利用」については、グローブボックスを利用し、現在も新規レニウム錯体を調製すべく研究を続けている。もう1つのテーマである「不活性結合の活性化を基盤とする反応」では、下記の5つの反応を見いだした。(1)レニウム錯体によるC-C結合切断反応の利用:[ReBr(CO)_2(thf)]_2にイソニトリルを加え、イソニトリルの配位した新しい錯体を調製すると、C-C結合切断反応が進行する。この反応のメカニズムと適用範囲、とくに鎖状のβ-ケトエステルと単純なアセチレンとの反応を検討した。(2)C-H結合活性化とアルデヒドの挿入を利用するイソベンゾフランの合成とその利用:芳香族ケチミンのC-H結合活性化に引き続き、アルデヒドと反応させると、挿入、分子内環化、アニリンの脱離を経て、イソベンゾフラン誘導体が生成した。このイソベンゾフランを分子内Diels-Alder反応のジエンとして用い、引き続く酸処理により、ナフタレン誘導体に導いた。(3)レニウム触媒を用いるヘテロ芳香族へのアミド基の導入:イミン基を有するヘテロ芳香環にレニウム触媒を作用させたところ、アミド官能基がイミンの隣の位置に導入できることがわかった。(4)ノルボルネンとアセチレンの[2+2]付加環化反応:レニウム触媒存在下に、ノルボルネンとアセチレンを加熱撹拌したところ、[2+2]付加環化反応が進行することを見いだした。(5)末端アルキンのヒドロアミド化反応:末端アルキンとピロリジンにレニウム触媒を加え、加熱撹拌したところ、anti-Markovnikov型のエナミドがE体選択的に得られることを見いだした。レニウム錯体は有機合成反応にどれだけ利用できるのかを明らかにすることを目的に研究を進めている。「新規レニウム錯体の調製」については、グローブボックスを利用して研究をおこなっている。もう1つのテーマである「レニウムの新しい触媒作用の開拓と合成反応への利用」については、下記の反応を見いだした。(1)重水素化実験の結果などより、レニウム触媒[ReBr(CO)_3(thf)]_2存在下のインデン合成が、C-H結合活性化を経由していること、活性化により生じたC-Re結合にアクリル酸エステルが挿入すること、挿入後の中間体からの還元的脱離やβ-水素脱離がおこらず、環化反応が進行することが明らかになった。(2)レニウム触媒Re2(CO)_<10>を用いると、芳香族C-H結合だけでなく、オレフィン性C-H結合も活性化できることがわかった。たとえば、α,β-不飽和エステルの挿入反応によりシクロペンタジエンが生じること、そのジエンと錯体との反応でレニウムーシクロペンタジエン錯体がOne-Potで合成できることなどを見いだした。(3)レニウム錯体Re2(CO)_<10>を触媒として用い、末端アルキンとピロリジノンをトルエン溶媒中で過熱したところ、アルキンにantiMarkovnikov型にアミドが付加し、E体の二置換エナミンのみが生成することを見いだした。(4)レニウム触媒を用いると環状化合物において歪のない炭素-炭素単結合切断をともなうアルキン挿入がおこるが、直鎖化合物においても進行すること、さらに挿入反応のあとにフッ化テトラブチルアンモニウムを添加すると、アルコールの脱離を伴う分子内環化反応が促進されて2-ピラノン誘導体が得られることがわかった。同様の作用が同族のマンガン錯体にもあることも見いだした。(4)レニウム触媒[ReBr(CO)_3(thf)]_2存在下、鎖状のβ-ケトエステルと末端アレンを反応させたところ、[3+2]付加環化反応が立体選択的に進行してシクロペンテン誘導体が生成した。