hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
科学技術を利用した文化財研究法の開発

この成果は第11回日本文化財科学会大会で報告した。この他、北部、中部ベトナムから出土した1216世紀の陶磁器について分析を行った。その結果、ベトナムの青磁は中国南部地方の窯、特に龍泉窯と類似した分析値を示し、中国との文化の交流を示唆している。ただし焼成温度は低く、技術的な差がみられる。この成果は第12回日本文化財科学会大会で報告予定である。(3)青銅器研究班雪野山古墳出土の三角緑神獣鏡の同型鏡がワシントンのフリア-美術館にあるので、形状、成分などについて双方の比較を行った。またフリア-美術館とカナダ、ロイアルオンタリオ美術館の所蔵する中国青銅器について調査を行い、詳しい調書を作成した。また銅同位体比分析は特に中国の三星堆遺跡から出土した青銅器について行ったが、従来分析を行ってきた中国産の青銅器に比べて銅同位体比がたいへん低い値を示した。この値は殷嘘から出土する早期の青銅器と類似の値を示している。この時代の商の勢力と文化の広がりを示唆するもので、古代中国の歴史研究に取って極めて大きな事実が明らかになった。この成果は1995年2月発行の文物に掲載された。(1)遺跡調査法開発班:8月末にグッドマン、西村らは訪米し、初年度にモデル探査遺跡として選定した3遺跡の電気探査と磁気探査を実施し、一部では地中レーダー探査も行った。得られた調査結果について、現地で共同研究者および研究協力者と討議を行い、アメリカ大陸における遺跡調査法の現状と現有機器による調査の限界・問題点などについて検討した。平成5年度末の3月にも、両名は再び訪米し共同成果の発表方法などを含む研究のとりまとめの方向について、共同研究者と討議した。(2)青磁・緑釉研究班:昨年度末に行った現地調査をもとに研究協力者打合せを行い、日本国内で作製された陶磁器の産地による含有微量元素の相違に着目し、化学的研究を推進することとした。出土地の明らかな窯跡出土陶片資料十数点の提供を受け、蛍光エックス線分析による材質分析・釉薬の鉛同位体比質量分析を行った。この研究を通して、分析手法として新たなグロー放電質量分析法を開発した。通常行われていた電気分解法と、基準資料の分析結果を比較したところ、誤差の範囲内で分析結果は一致し、迅速な分析手法を確立できた。(3)青銅器研究班:西周・春秋戦国時代の青銅器の鉛同位体比分析を行い,データベースを作成した。9月に平尾・戸津が訪米し,鉛同位体比分析の結果についてアメリカ側研究者と検討するとともに,来年度予定している材質分析についての打合せを行った。また,フリア-美術館の所蔵する内部に銘のある青銅器の製作技法について,主として目視で調査を行った。雪の山古墳出土の青銅鏡のうち,フリア-美術館が明治期に購入した青銅鏡と同範関係のものがあるため,村上は8月末に訪米し,目視および顕微鏡観察による表面観察,透過エックス線ラジオグラフィーによる構造調査を行い、来年度の研究について,アメリカ側と協議した。
時間帯制限摂食の肥満防止効果における条件づけの役割の解明とその応用による体重制御

ラットを高脂肪の食物や糖分の高い食物が常に摂取可能な状態で飼育すると肥満になる(食物誘発性肥満)。しかし、食物が摂取可能な時間帯を活動期(暗期)の12時間内に制限すると(時間帯制限摂食)、摂取カロリーは変化しないにもかかわらず、肥満は大幅に緩和される。この現象には条件反応としてのインスリン分泌が関係している可能性がある。そのため、ラットを長期飼育できるオペラント箱型装置を用いて実験を行い、食事の時間帯、食事の開始を信号する刺激の有無といった変数を操作し、食事量や摂食パターン、体重の変化、さらにホルモンの分泌量といった変数への影響を検討する。これにより、時間帯制限摂食の効果を高める手段を探る。
アンドロイドを用いた身体コミュニケーションの基礎研究

本年度は体全体を表現メディアとした人間に親和的なアンドロイドシステムの開発を目指して,親和的動作の生成メカニズムの実装と効果の検証,さらに状況の応じたアンドロイドの振る舞い変化による人間との親和的な関係構築について検証した.動作の生成メカニズムとして,アンドロイドの動作の印象に大きな影響を与える体全体の振動を軽減する枠組みを提案した.神経減衰振動子と呼ばれるパターン生成器を用いた制御法とその学習アルゴリズムからなる枠組みで,この手法により振動現象を軽減することができた.この手法は関節間の連動性を調整する枠組みとしても利用可能であり,学習の目的により動作の印象を変えることが可能であることから,体全体の自然な動作を生成する枠組みとして期待できる.また,リアルな環境における振る舞いの違いがコミュニケーションへ与える影響の検証を目的として,アンドロイドを病院の診察場面に陪席させる実験を行った.患者の笑顔や頷きに同期してアンドロイドに笑顔や頷きを表出させた場合に患者の医師に対する印象や診察への満足度が向上するなど,アンドロイドの振る舞いを変化させることにより,患者の診察への印象が変化することを示した.この研究は,人間との親和的な関係を構築できる情報メディアとしてのアンドロイドを開発するだけではなく,人間のロボットの関わるシステムの構成要素を明らかにするものである.すなわち,三者間のコミュニケーションにおける親和的な関係構築への影響を調査したものであり,アンドロイドが今後,どのような社会的な役割を担い,親和的なコミュニケーションの実現に寄与するかを検証するための重要な一歩となっている.本年度は,これまでのアンドロイドの無意識動作の生成に関する研究に加え,多種多様なセンサを用いながら,人間と親和的に関わるアンドロイドの動作生成の工学的モデルの作成を目的として取り組んだ.具体的な課題は,以下の4つである.a)複雑なアンドロイドの制御.b)視線(等)による相互作用への引き込みc)センサ情報を伴うアンドロイドの制御.d)感情を伴う人間関係の中のアンドロイド.複雑なアンドロイドの制御の研究として,人間の運動をモーションキャプチャ装置によって計測し,計測したヒトの動作パターンに基づいて,より人間らしいアンドロイドの動作生成の枠組みについての研究を行った.視線(等)による相互作用への引き込みの研究として,本年度は視線を揺らす事が対話相手によるアイコンタクトの有無の判断にどのように影響を与えるかを調べ,揺れる視線がアイコンタクトを成立させるための条件を緩和することが明らかになった.センサ情報を伴うアンドロイドの制御の研究として,本年度は物を見つめる視線と印象について調べ,複数の注視対象をゆらぎながら切り替える効果について調べ,注視対象の切り替えメカニズムが人間らしい振る舞いの実現に必要な要素である事を示した.感情を伴う人間関係の中のアンドロイドの研究として,コミュニケーションにおいて陪席者の動作が与える影響について調べ,陪席者の振る舞いにより対話の印象が変る事が分かった.本年度は体全体を表現メディアとした人間に親和的なアンドロイドシステムの開発を目指して,親和的動作の生成メカニズムの実装と効果の検証,さらに状況の応じたアンドロイドの振る舞い変化による人間との親和的な関係構築について検証した.動作の生成メカニズムとして,アンドロイドの動作の印象に大きな影響を与える体全体の振動を軽減する枠組みを提案した.神経減衰振動子と呼ばれるパターン生成器を用いた制御法とその学習アルゴリズムからなる枠組みで,この手法により振動現象を軽減することができた.この手法は関節間の連動性を調整する枠組みとしても利用可能であり,学習の目的により動作の印象を変えることが可能であることから,体全体の自然な動作を生成する枠組みとして期待できる.また,リアルな環境における振る舞いの違いがコミュニケーションへ与える影響の検証を目的として,アンドロイドを病院の診察場面に陪席させる実験を行った.患者の笑顔や頷きに同期してアンドロイドに笑顔や頷きを表出させた場合に患者の医師に対する印象や診察への満足度が向上するなど,アンドロイドの振る舞いを変化させることにより,患者の診察への印象が変化することを示した.この研究は,人間との親和的な関係を構築できる情報メディアとしてのアンドロイドを開発するだけではなく,人間のロボットの関わるシステムの構成要素を明らかにするものである.すなわち,三者間のコミュニケーションにおける親和的な関係構築への影響を調査したものであり,アンドロイドが今後,どのような社会的な役割を担い,親和的なコミュニケーションの実現に寄与するかを検証するための重要な一歩となっている.
氷・氷摩擦と高密度雪圧縮特性の研究

氷・氷間に働く摩擦力は温度や運動速度により大きく変化することが知られている。そこで氷・氷間摩擦が及ぼす雪の抵抗力への影響を実験的に調べた。また、雪の貫入抵抗はこれまで400kg/m^3以下の密度でしか計測されておらず、400kg/m^3以上の高密度はデータの空白区となっている。高密度雪は雪崩デブリ、圧雪路面、氷微惑星等の研究で重要である。そこで高密度雪の圧縮貫入実験を行ない、その力学的性質と変形形態を調べた。雪の摩擦抵抗:-10°Cにおける流速0.5-500mm/sでの雪の抵抗力測定では、流れる雪粒子から受ける抵抗力を様々な深さに挿入したシリンダーで計測した。その結果、流速の増加とともに抵抗力は小さくなることがわかった。一方、-50°C以下の低温で行なった実験では抵抗力に速度依存性は検出されなかった。氷・氷間の摩擦係数は摩擦熱による表面融解により、速度上昇とともに急激に減少する。そして融解による水膜の厚さが摩擦係数を制御すると考えられている。観測された速度依存性はこの氷・氷間の摩擦係数の速度変化と同じ傾向であり、氷粒子間の摩擦により雪の抵抗力が制御されていることを意味する。このように500mm/s以下の流速では、.流体とはまったく異なる粒子流の性質が.現れることがわかった。高密度雪の圧縮貫入:-10°Cにおける圧縮貫入試験では貫入速度1300mm/sの間で高密度雪の圧縮弾性係数と変形モードの出現条件(貫入速度、雪密度)を明らかにした。これまで400kg/m^3以下の低密度雪において高速度では破壊変形が起こり、低速度では塑性変形が観察されてきた。この境界が密度800kg/m^3まで外挿されることが実験により確認された。また、圧縮弾性率は密度により3桁以上変化し、高密度になると氷の値に漸近する。雪の粘弾性的性質を反映して、弾性率の貫入速度依存性も現れることがわかった。また、貫入速度が遅く高密度雪が塑性変形を示す時、粘弾性的性質はより顕著になる。これまで雪はニュートン流体として近似されてきたが、高密度雪ではビンガム流体もしくは非ニュートン流体として振る舞うことがわかった。本年度は、氷・氷摩擦係数の測定と理論の修正を行い、低速度領域(10^<-7>10^<-3>m/s)における摩擦実験結果に対する物理モデルを構築した。モデルは低速度あるいは融点近辺の高温度になると焼結の効果によって氷摩擦面の結合面積が増え、それによってせん断摩擦力が増加するというものである。高密度雪の圧縮実験は、円柱を雪に押し込む、いわゆる貫入実験で行われた。貫入棒の材質は鋼と木の2種類、寸法は直径8、20、30mmである。雪試料はあらかじめ550kg/m^3、650kg/m^3、および730kg/m^3に調整された。野外での自然積雪実験のためにポータブル雪圧縮装置を作成した。

これは、上記の測定を簡便に行うための装置で、小型のロードセル、変位計、およびマイクロフォンを組み込んだ貫入圧縮装置である。記録された反抗力と付随音の振動解析は雪内部の構造変化と比較して行われた。振動解析の結果はまだまとめられていないが、波形の時間変化および卓越スペクトルと、雪の内部構造、特に粒子の破壊、再配列による空間充填、およびせん断滑りとの間に明瞭な関係がありそうである。この他、雪と氷の付着衝突時の高速写真が撮られ解析された。また雪に発射した音響エネルギーの伝達測定から音速の詳細な温度依存が求められ雪構造の変化と関連して解析された。低速度における氷・氷摩擦係数の理論の修正が完成し、低速度領域(10^<-7>10^<-3>m/s)における摩擦実験結果に対する検証が行われた。モデルは、低速度あるいは融点近辺の高温度になると焼結の効果によって氷摩擦面の結合面積が増え、それによってせん断摩擦力が増加するというものである。これまで詳細が明らかでなかった高密度雪の摩擦機構を調べるため、最密充填した氷粒子群の中を円柱が定速度で移動する時の抵抗が種々の条件のもとで測定された。得られた結果は予想に反するものであり、ガラスや金属粒子の結果とは大きく異なった。例えば、抵抗は速度の減少とともに増加し、挿入深さの2乗に比例して増加した。これらの結果は、昨年度測定された氷平面同士の低速度摩擦実験の結果、および新しく構築された低速度氷摩擦に対する凝着せん断理論で説明された。雪の音波速度と減衰の測定は引き続き行われ、誘電物性測定で発見された融点近傍における特異現象が再確認された。また、音波測定による弾性率とポアッソン比の温度依存性が求められた。雪と岩石混合物に対する高速衝突の実験が広い速度領域(150-670m/s)で実施され、衝突破壊強度と速度、空隙率、岩石混合率の関係が求められた。この結果により、惑星形成時の氷微惑星衝突の際、衝突によってクレーターができるか、氷微惑星が完全に破壊するか、あるいは破壊後重力によって再集積するか、を予測することが可能となった。本年度は、高速度における高密度雪の衝突特性を実験的に研究した.特に雪の焼結が及ぼす衝突採掘量への効果を衝突実験により調べた.実験試料は直径13.5cm,高さ10cmのステンレス容器に氷粉末(<500μm)を詰めて準備した.実験は-5,-10,-18°Cで行った.試料の空隙率は,3545%であり,標準の焼結時間は15分である.-10°Cの実験では,焼結時間を3分から60時間と変化させて焼結度の影響を調べた。衝突実験は氷弾丸をヘリウムガス銃を用いて3150m/sに加速して行なった.実験後,衝突クレーターの質量減少量や直径,深さ等を計測し,衝突採掘量を調べた.焼結時間が15分(一定)である場合,-10°Cでは速度増加とともに採掘量が大きくなるのが確認できた.温度が低くなると速度が同じでも,採掘量は極端に大きくなる.これは低温のため雪の焼結が進まず,強度による抑制を受けなかったからだと考えられる.温度が高い場合,今度は焼結が進むので採掘量は小さくなる.採掘量と弾丸の運動エネルギーの関係は,各温度,弾丸種類毎にべき乗の実験式でフィットでき,そのべき指数は条件に関係なくほぼ0.5と一定である.相関関係は温度が低くなるほど上方に移動する.今回の実験条件では,-5°Cと-18°Cで3倍程度の採掘量の系統的差が生じた.雪試料の強度は,焼結時間により大きく変化することが知られている.
乳癌手術切除断端に対する生組織標本を用いた癌細胞の術中迅速診断の開発

【意義】本邦では乳癌に対する乳房温存手術の際、乳腺切除断端の術中迅速病理診断(凍結標本)が一般的に施行されているが、多くの労力を必要とする。そこで、我々は、乳腺切除断端の生組織標本を用いて癌細胞の有無を正確、かつ、短時間で診断する方法を開発すべく本研究を実施した。【具体的内容】癌細胞の生体染色には、癌細胞などの酸化ストレスの多い細胞で高発現するアクロレインに有機反応を起こして細胞に取り込まれる試薬“click-to-sense"probe 1を使用した。細胞実験において、本試薬を用いると正常細胞株に比して癌細胞株が有意に濃染されることを確認した。次に乳癌患者より採取された乳癌組織30例(浸潤癌20例、非浸潤癌10例)と正常乳腺組織30例に対して本試薬とHoechst 33342+33258による二重染色を5分間行い、PBSで洗浄後、染色された生組織を蛍光顕微鏡にて観察・測定した。結果として、生組織片全体の染色像を弱倍率(20倍率)で撮影解析したところ、本試薬は正常乳腺組織に比して乳癌組織を濃度依存性に明確に濃染し、90%以上の感度・特異度で乳癌組織と正常乳腺組織を判別できることが分かった。また、強倍率(200倍率)で観察したところ、二重染色によって細胞単位(癌細胞(浸潤癌、非浸潤癌)、正常乳腺上皮細胞等)での病理学的評価が可能であった。【重要性】“click-to-sense"probe 1を用いることにより乳癌組織と正常乳腺組織を高精度に鑑別することが可能であった。以上の結果から本試薬とHoechstによる二重染色が乳腺切除断端の術中迅速診断に応用可能であることが示唆された癌細胞などの酸化ストレスの多い細胞で高発現するアクロレインに有機反応を起こして細胞に取り込まれる試薬を、理化学研究所の田中研究室より提供されており、本試薬が癌細胞の生体染色に非常に有効であることが判明しました。細胞実験(in-vitro)にて、乳癌細胞株は、正常細胞株比べて有意に染色されることを判明することができました。さらに、in-vivoにて、乳癌患者より採取された乳癌組織(浸潤癌、非浸潤癌)と正常乳腺組織に対して、本試薬とHoechstによる二重染色を5分間行い、洗浄後、生組織を蛍光顕微鏡にて観察・測定し、生組織片全体の染色像を弱倍率(20倍率)で撮影解析したところ、本試薬は正常乳腺組織に比して乳癌組織を濃度依存性に明確に濃染し、90%以上の感度・特異度で乳癌組織と正常乳腺組織を判別できることが分かりました。強倍率(200倍率)の観察では細胞単位での病理学的評価が可能でした。つまり、本試薬を用いることにより乳癌組織と正常乳腺組織を染色濃度と形態学的に併用して、想定以上の高精度に鑑別することが可能でした。以上の結果から本試薬とHoechstによる二重染色が乳腺切除断端の術中迅速診断に応用可能であることが分かりました。今後の研究としては、本試薬による乳房温存手術の切除断端に対して、実際の術中迅速病理検査に活用できるようにする為、以下の研究に取り組んでいます。本研究の乳腺生組織の測定法が、微小な乳癌病変に対しても、凍結標本による病理組織診と遜色ない診断精度を有するか確認する研究を行っています。微小病変での本測定法の有用性が証明された後、本試薬の乳腺切除断端の術中迅速診断における有用性を、今後、大阪大学医学部附属病院にて臨床試験を行い、検証する予定です。また、大阪大学大学院・情報科学研究科ゲノム情報工学講座と共同研究にて染色組織の撮影画像の癌測定診断を効率的に行う為、人工知能(AI)の画像診断技術を用いて解析を行う予定です。さらに、顕微鏡・精密測定機器メーカーなど共同研究を行い、本測定方法にて実臨床に応用可能な機器の開発を行うことも計画しています。本研究は、今後、乳癌手術標本の乳腺断端の生組織に対して試薬を染色し癌細胞の診断を行う為の基礎的・臨床応用を目的とした研究として位置づけられています。

結果として、生組織片全体の染色像を弱倍率(20倍率)で撮影解析したところ、本試薬は正常乳腺組織に比して乳癌組織を濃度依存性に明確に濃染し、90%以上の感度・特異度で乳癌組織と正常乳腺組織を判別できることが分かった。また、強倍率(200倍率)で観察したところ、二重染色によって細胞単位(癌細胞(浸潤癌、非浸潤癌)、正常乳腺上皮細胞等)での病理学的評価が可能であった。【重要性】“click-to-sense"probe 1を用いることにより乳癌組織と正常乳腺組織を高精度に鑑別することが可能であった。以上の結果から本試薬とHoechstによる二重染色が乳腺切除断端の術中迅速診断に応用可能であることが示唆された癌細胞などの酸化ストレスの多い細胞で高発現するアクロレインに有機反応を起こして細胞に取り込まれる試薬を、理化学研究所の田中研究室より提供されており、本試薬が癌細胞の生体染色に非常に有効であることが判明しました。細胞実験(in-vitro)にて、乳癌細胞株は、正常細胞株比べて有意に染色されることを判明することができました。さらに、in-vivoにて、乳癌患者より採取された乳癌組織(浸潤癌、非浸潤癌)と正常乳腺組織に対して、本試薬とHoechstによる二重染色を5分間行い、洗浄後、生組織を蛍光顕微鏡にて観察・測定し、生組織片全体の染色像を弱倍率(20倍率)で撮影解析したところ、本試薬は正常乳腺組織に比して乳癌組織を濃度依存性に明確に濃染し、90%以上の感度・特異度で乳癌組織と正常乳腺組織を判別できることが分かりました。強倍率(200倍率)の観察では細胞単位での病理学的評価が可能でした。つまり、本試薬を用いることにより乳癌組織と正常乳腺組織を染色濃度と形態学的に併用して、想定以上の高精度に鑑別することが可能でした。以上の結果から本試薬とHoechstによる二重染色が乳腺切除断端の術中迅速診断に応用可能であることが分かりました。今後の研究としては、本試薬による乳房温存手術の切除断端に対して、実際の術中迅速病理検査に活用できるようにする為、以下の研究に取り組んでいます。本研究の乳腺生組織の測定法が、微小な乳癌病変に対しても、凍結標本による病理組織診と遜色ない診断精度を有するか確認する研究を行っています。微小病変での本測定法の有用性が証明された後、本試薬の乳腺切除断端の術中迅速診断における有用性を、今後、大阪大学医学部附属病院にて臨床試験を行い、検証する予定です。また、大阪大学大学院・情報科学研究科ゲノム情報工学講座と共同研究にて染色組織の撮影画像の癌測定診断を効率的に行う為、人工知能(AI)の画像診断技術を用いて解析を行う予定です。さらに、顕微鏡・精密測定機器メーカーなど共同研究を行い、本測定方法にて実臨床に応用可能な機器の開発を行うことも計画しています。本研究は、今後、乳癌手術標本の乳腺断端の生組織に対して試薬を染色し癌細胞の診断を行う為の基礎的・臨床応用を目的とした研究として位置づけられています。
ヒト胎児におけるREM/NREM睡眠及び覚醒状態の起源と個体発生過程に関する研究

I.ヒト胎児行動学の観点から:1)眼球運動期と無眼球運動期の個体発生過程:眼球運動期の持続時間は妊娠29-30週と37-38週に、無眼球運動期のそれは妊娠31-32週と37-38週に統計学的に有意な変極点を有することがわかった。このことは、妊娠20週から妊娠40週の期間、眼球運動期と無眼球運動期の制御機構は各々異なる個体発生過程を辿り、妊娠37-38週に至れば軌を一にして機能的に成熟した状態に達すること、および両者は各々27-30分、23-26分の固定したウルトラディアン・リズムを獲得することを意味する。2)胎児の排尿と眼球運動期開始との同期性:妊娠37週以降では、胎児の排尿と眼球運動期とが有意な同期性を示すことが分かった。排尿とレム睡眠の各々の発現中枢は各々橋のBarrington核と青斑核に存在し、両者は解剖学的に極めて近接した部位にあることから、本現象は幼若動物特有の神経細胞核間の余剰な情報伝達によるEctopic projectionと推察された。II.ヒト胎児神経学の観点から:申請者らが開発したスクリーニングシステムを妊娠37週以降に分娩に至った胎児1,426例を対象に試験的に運用した成績では、10例に子宮内で中枢神経系の機能異常が疑われた。その結果、1)脊髄あるいは延髄橋に病変を有する例では、子宮内における動作の異常から病巣の解剖学的な部位を推定できること、2)脳全体に瀰漫性に病変を有する例では、動作の異常の検出は可能であったが病変部の特定は困難であること、3)大脳半球に限局した病巣を随伴する例では動作に異常は認められないこと、および4)異常動作が一過性に認められた例では、出生後に器質的にも機能的にも中枢神経系に異常な所見は認められないことが判明した。以上の成績から、脊髄および延髄から橋に至る脳幹に限局した病巣については、動作と各々の制御中枢とを一対一の確からしさで病変部位の出生前診断ができることが分かった。成人においては、瞳孔は睡眠中には縮小、覚醒時には散大した状態にあり、睡眠・覚醒を記述する場合に客観的な指標となることが報告されている。しかしながら、ヒト胎児における瞳孔径の変化については明らかにされていない。そこで、本年度はヒト胎児の瞳孔径の変化と眼球運動の観察を同時に行い、散瞳と縮瞳の2つの状態が存在することを数理的に証明するとともに、散瞳/縮瞳の両状態と眼球運動期/非眼球運動期との関連について検討を加えた。対象は娠妊35ー38週の正常胎児30例である。この30例を観察した結果、全観察時間の90%以上の期間、瞳孔が明瞭に認められた12例を以後の解析の対象とした。超音波電子スキャンを用いて、1秒間に1回づつ瞳孔径を計測し、測定値の経時変化図に対して最小二乗メディアン回帰分析を行った。一方、眼球運動については、一分間を単位として、個々の一分間に観察される運動の頻度を求めて、眼球運動の経時的な変化を記述した。

さらに、この一分間毎の刻みのなかに1回以上の運動が認められる状態を眼球運動有りとみなして、眼球運動の有りと無しの並びが持続する期間を各々眼球運動期と非眼球運動期とした。その結果、瞳孔径の測定値は散瞳(全計測値の9.7%、平均瞳孔径3.0mm)と縮瞳(90.3%、1.7mm)の2つの状態に、統計学的有意差をもって区分されることが明らかとなった。さらに、散瞳状態は眼球運動期の14.3%、非眼球運動期の2.3%の期間観察され、眼球運動期に占める割合が有意に長いことが分かった。以上の成績から、妊娠末期ヒト胎児には、瞳孔径で識別される2つの異なった状態:散瞳と縮瞳が実在しており、前者は眼球運動期と密接な関連があることが明らかとなった。REM期とNREM期の交代性の出現をウルトラディアン・リズムを刻む生物時計とみなして、妊娠の進行に伴う両者の持続時間の推移について、折れ線回帰分析を用いて検討した。REM期の持続時間は妊娠29-30週と37-38週に、NREM期のそれは妊娠31-32週と37-38週に変極点が存在することがわかった。このことは、妊娠20週から40週へ至る期間、REM期とNREM期の制御機構は、各々異なる個体発生過程を辿り、軌を一にして妊娠37-38週で両者ともに機能的に成熟した状態に達することを意味する。一方、このようなヒト胎児における行動の生理的な発達過程の研究を続けている間に、子宮内で異常な動作を示す症例の存在を経験した。その後、個々の症例から得られた動作の評価を介して、出生前に病変部位の同定を試みた成績によれば、胎児期から既に中枢神経系病変を有する症例が存在することがわかった。そこで、子宮内で認められる異常な動作と出生後に明らかとなった病変部位とを対比することによって、胎児期に中枢神経系機能異常ならびに病変の局在をどの程度まで診断できるかを検討した。その結果、1)脊髄あるいは延髄橋に病変を有する例では、子宮内における動作の異常から病巣の解剖学的な部位を推定できた。2)脳全体に瀰漫性に病変を有する例では、動作の異常を検出できたが病変部の特定は困難であった。3)大脳半球に限局した病巣を有する例では動作に異常は認められなかった。4)異常動作が一過性に認められた例では、中枢神経系に異常は認められなかった。以上の所見から、胎児の中枢神経系は妊娠末期に限っても子宮内から全て機能しているわけではなく、そのために病巣が限局する部位によって出生前に診断可能なものと不可能なものが存在することが示唆された。胎児期に中枢神経系機能異常ならびに病変の局在をどの程度まで診断できるかを目的に、妊娠37-41週で分娩に至った1,426例の胎児を対象として、ヒト胎児の中枢神経系機能異常のスクリーニング検査を行った。子宮内において中枢神経系機能障害を有する可能性のある胎児を抽出する基準として、胎動の減少・消失、持続性non-reactive FHRpattemおよび先天性中枢神経系形態異常を設定した。本基準によって抽出された10症例に対して、1)四肢の運動2)呼吸様運動、3)眼球運動期と無眼球運動期の交代性の出現、4)眼球運動一単位の持続時間、5)無眼球運動期に同期した規則的な口唇運動、6)胎児心拍数パターンのActive/Quiet Phasesの交代性の出現を指標とした精密検査を施行した。その結果、精密検査の指標の何れかに、繰り返して異常を認めた症例は5例存在し、これらは子宮内において既に中枢神経系機能障害を有している症例であると出生前に診断した。出生後の追跡調査において、これら5症例は中枢神経系機能に異常があることが明らかとなった。本指標に一過性の異常を認めた症例が2例存在したが、出生後、神経学的な異常が認められなかった。残る3例においては精密検査に異常が認められなかった。以上より、本システムのpositive predictive valueは71.4%(5/7例)であることが判明した。
末梢部皮膚血流量に関する基礎的研究

レーザー・ドップラー方式による皮膚血流量測定において、測定用プローブは皮下の1mm^3程度の狭い範囲を対象とする。ところがこれによる研究の多くは、部位による違いを考慮していない。そこで筆者らは細かく区分して測定し、四肢末梢部には血流量において高値を示す部位(H点)と低値を示す部位(L点)が存在することを見出した。さらに、寒冷血管反応と併せて観察した結果、各点は環境温に対し特異的な応答を示すことを示した。被服衛生学あるいは生理人類学をはじめとする領域においては、被服圧の生体影響について皮膚血流量から捉えようとする試みが多い。そこで本年度はこれについて観察した。健康な成人女子8名を被験者とした。測定対象部位は第2指腹側先端部及び母趾腹側先端部とし、前者はH点とL点について、また後者はL点のみについて観察した。被服圧はサポート性パンティストッキングにより与えた。すなわち非着用、1枚のみ、及び2枚の重ね履きの3種条件を設定した。被服圧レベルの平均は(単位:cm水柱)、手背中央部では0、10、15、上腕中央部では0、7、13、足背中央部では0、17、23、下腿中央部では0、18、24であった。これらの衣服圧条件が末梢部血流量に及ぼす影響には、増加、減少、不変の3種があり、特定の傾向は認められなかった。このことはH点及びL点についても同様であった。本実験では四肢に流入する動脈血流量は異なる被服圧間において差異はなく、たとえ末梢部皮膚血流量が変化するとしても、心理面をはじめとする個体差の影響が大きいと推察した。レーザー・ドップラー法による皮膚血流量測定値の諸特性について検討した。先ず測定用治具を試作した。これは1mmずつプローブをずらすためのものである。1箇所における測定時間は15秒とした。なお1V=10ml/100g/分として以下単位はVで表す。実験1では成人女子5名を被験者として、身体各部位の皮膚血流量を測定した。末梢部と非末梢部では皮膚血流量分布は明らかに異なり、例えば手指部では0.23.9V、前腕部では0.0503Vであった。さらに中指掌側部における末節部と中節部を比較すると、前者の方が分布において高値を示した。実験2では成人女子5名を被験者とした。ここでは各自において皮膚血流量値の高い点(H点:4.0V以上)及び低い点(L点:2.9V以下)を先ず定め、皮膚温との関連について観察した。H点とL点における皮膚血流量は共に皮膚温と正の相関関係にあるものの、回帰式における傾きが有意に異なることが判明した。以上より、レーザー・ドップラー方式では部位による違いの影響が大きく、またH及びLの各点においては温度依存性が異なることから、測定点の選択における重要性が示唆された。レーザー・ドップラー法による皮膚血流量測定では、プローブのわずかなずれにより測定値は大きく変動する。これは皮下1mm^3程度を測定対象とするためであるが、血流分布を詳細に観察し得ることにもなる。そこで、これの高い部位(H点)と低い部位(L点)に着目し検討を行った。実験1では成人女子5名を被験者とし、寒冷血管反応について捉えた。対象部位は左手第3指先端部であり、先ず、平成8年度において確立されたH点及びL点の分布確認法に基づき両者を同定した。そして0°Cの冷水中に30分間浸し、皮膚血流量、皮膚温、及び主観(疼痛感)について連続的に観察した。その結果これら各指標は特定の傾向をもって推移した。すなわち、初期ハンティングリアクションにおいて、先ずH点の皮膚血流量が増し、その約1分後にL点における増加が観察され、さらに約1分後に皮膚温が上昇に転じた。なお疼痛感の消失はH点での上昇によく一致した。本研究により寒冷血管反応の実態が明らかとなった。実験2では成人女子3名を被験者とし、被服圧との関係について捉えた。対象部位は左手第3指先端部及び左足第3趾先端部とし、手ではH点及びL点を、足ではL点のみを求めた。水銀式血圧計の表示装置部と自作のゴム製チューブを連結し、圧をゼロ水準から最大60mmHgまで変化させた。その結果、椅座位にて上肢を体側に垂らした状態ではH点・L点の血流量は被服圧水準と対応を示さず、加圧部位、加圧面積及び姿勢について考慮する必要のあることが示唆された。

被服圧はサポート性パンティストッキングにより与えた。すなわち非着用、1枚のみ、及び2枚の重ね履きの3種条件を設定した。被服圧レベルの平均は(単位:cm水柱)、手背中央部では0、10、15、上腕中央部では0、7、13、足背中央部では0、17、23、下腿中央部では0、18、24であった。これらの衣服圧条件が末梢部血流量に及ぼす影響には、増加、減少、不変の3種があり、特定の傾向は認められなかった。このことはH点及びL点についても同様であった。本実験では四肢に流入する動脈血流量は異なる被服圧間において差異はなく、たとえ末梢部皮膚血流量が変化するとしても、心理面をはじめとする個体差の影響が大きいと推察した。
C型肝炎ウイルスRNAの細胞内複製:遺伝子型2b由来ミニ遺伝子の作製と解析

1.C型肝炎ウイルス(HCV)のRNAの5′と3′両側には、ウイルスに固有の塩基配列が存在し、ウイルス複製に重要な役割を果たしている。翻訳開始のシスエレメントである5′側の配列IRES(internal ribosomal entry site)が、3′非翻訳領域内の塩基配列により受ける影響を検討した。その結果、ポリU/CトラクトがRNAの安定性とは無関係にIRES依存性の翻訳開始を抑制することを証明した。スプライシング因子であるポリピリミジントラクト結合蛋白(PTB)は、HCVの3′非翻訳領域に結合することが知られていたが、翻訳領域内の塩基配列にも結合し、IRES活性を抑制することを報告した(Arch.Virol.印刷中)。2.バキュロウイルスベクターを用いたCre-loxPシステムにより、培養細胞でHCV蛋白の発現を、長時間にわたり高頻度に誘導することに成功した。長期にわたるレプリコン活性の測定に有利な系を確立できたと考えられる。3.感染個体内にはQuasipeciesが存在することから、クローニングした遺伝子にレプリコン活性がない可能性も考えられた。海外のグループが報告したジシストロニックレプリコンを、申請者らが樹立したクローンで作製した。昨年度確立したプラス鎖特異的RT-PCRを用いて、レプリコン活性を培養細胞内で観察することに成功した。1.C型ウイルス(HCV)の蛋白合成開始のシスエレメントであるIRES(internal ribosomal entry site)は、ミニ遺伝子の構成要素としても重要な役割を果たすと考えられる。このHCV IRESの宿主因子の要求性を、無細胞翻訳系でポリオウイルスと比較した。その結果、抗核抗体の抗原でもあるLa/SS-Bの要求性とウイルス感染による細胞質への局在の変化が、HCVではポリオウイルスよりも低いことを証明した(J.Gen.Virol.80:2319-2328,1999)。2.細胞内複製を解析するためのミニ遺伝子を作製した。この遺伝子は、5'側には無細胞翻訳系で十分なIRES活性を持つ領域を含み、3'側には現在まで報告されている株の相同性検索から、マイナス鎖RNA合成のシスエレメントとして必要と考えられる領域を持っている。中間の欠失したRNA領域にはレポーター遺伝子を挿入している。3.Creレコンビナーゼの導入によりHCVの全蛋白を発現する安定形質転換細胞株を樹立した。β-ガラクトシダーゼを用いた予備実験により、ウイルスベクターによりCreを発現させる至適感染条件を決定した。4.プラス鎖特異的RT-PCRにより、細胞内で複製したRNAを正確に定量する系を作製した。5.海外のグループにより、我々と同様の発想に基づくジシストロニックレプリコンが報告され、我々の方法論の正しいことが証明された。この報告と同様のレプリコンの作製も同時に進めている。
海洋産アルカロイドスピロリドDの全合成研究

海洋産アルカロイドスピロリドDの全合成に向け、BCD環フラグメントの立体選択的な合成を行った。C10位とC24位をテザーで連結させたマクロラクトンを用いて渡環型ジスピロケタール化を行うと、望みの異性体が立体選択的に得られることを見出した。また、予想に反して大員環を持たない基質の場合も望みの異性体が主生成物であることがわかり、立体選択性発現において双極子モーメントの制御が重要なことを明らかにした。生成物に対して、二重結合の立体選択的水素化などの変換を行い、BCD環フラグメントの合成を達成した。海洋産アルカロイドスピロリドDの初の全合成を目指し、[6,5,5]-ジスピロケタール環部の立体選択的構築を行った。はじめに環化反応の基質となる大員環化合物の調製を行った。1,3-ジチアンを出発原料として9工程で合成したメチルケトンに対し、別途調製したアルデヒドを用いてアルドール反応を行うことで、C12-C24に相当するカップリング生成物を得た。続いて、Roskampらの方法を用いたケトエステル部の構築など9工程の変換を行ってジエンを合成した。得られたジエンに対して第二世代Grubbs触媒存在下、閉環メタセシスを行ってマクロラクトンを構築した後、3工程の変換により環化前駆体となるヒドロキシトリケトンの調製を完了した。ジスピロケタール化を検討した結果、モレキュラーシーブ5Aを用いた場合に環化生成物が高収率で得られることを見出した。また、望みの立体化学を持つ異性体は熱力学支配生成物であることが明らかとなり、環化生成物を酸性条件下で異性化することで、目的とするジスピロケタールを立体選択的に合成することに成功した。次に、テザー部が環化反応に与える影響を明らかにするため、大員環を持たない基質を調製して環化と酸性条件下の異性化を試みた。結果、予想に反して望みとする異性体が主生成物として得られることがわかった。得られた生成物のベンジルエーテルを加水素分解した後、二重結合の立体選択的還元、大平-Bestmann試薬を用いたアルキン部の導入を含む7工程の変換を行うことで、スピロリドDのBCD環フラグメントの合成を達成した。海洋産アルカロイドスピロリドDの初の全合成を目指し、二つのフラグメントの立体選択的合成について研究を行った。BCD環フラグメント(ジスピロケタール環部)の立体選択的合成は昨年度に達成したため、本年度はその量的供給に着手した。しかしながら、出発原料として用いていた市販の光学活性エステルの価格が高騰したため、代替原料を探す必要があった。結果として、ロジウム触媒を用いた不斉水素化反応がC13位不斉中心の立体選択的構築に利用可能であり、安価なイタコン酸に対して6工程の変換を行って、以前の合成中間体であるジチアンに導くことができた。E環部については分子間Diels-Alder反応により構築することにした。グルタミン酸から調製可能な文献既知の光学活性ラクトンから7工程の変換でエノールトリフラートを合成した。続いて、本化合物と別途マンニトールからCorey-Fuchs反応を含む5工程で調製したボロン酸エステルとの鈴木ー宮浦カップリング反応により、アリル位に不斉中心を持つジエンを得た。求ジエン化合物は文献既知であり、入手容易な不飽和エステルから、C31位、C32位二連続不斉中心の立体選択的構築、ラクトン環形成、エキソメチレン基の導入など14工程によりグラムスケールで調製した。得られた両化合物を用いて加熱条件下でDiels-Alder反応を試みたところ、付加環化体が異性体混合物として得られた。異性体を分離してNOESY実験を行ったところ、望みの異性体が主生成物であることがわかった。本化合物を合成する上で最大の課題である[6,5,5]-ジスピロケタール環部の立体選択的構築に成功し、BCD環フラグメントを合成することができた。しかし、E環フラグメントの合成については未だ検討の途上である。医歯薬学エキソ選択的Diels-Alder反応を用いたE環の構築について検討し、E環フラグメントを立体選択的に合成する。BCD環フラグメントとのカップリングを経て、スピロリドDの合成を達成する。
自己単核球を含む多血小板血漿ゲルを用いた半月板再生方法の開発

半月板修復促進のためのマテリアルとして、完全自己血由来フィブリンゲルの生成方法、成分分析、半月板欠損モデルを用いて、半月板再生修復促進を検討した。ラットにおいて迅速な心臓採血とメディフュージ遠心分離器を用いCGFモードで遠心したところ安定したPRFを生成可能であった。ヒト末梢血由来のPRFの成分分析では、様々なGrowth Factorを豊富に含んでいることが明らかになった。ラット半月欠損モデルではPRFの明らかな半月板修復促進効果は認められなかった一方、骨髄血移植では半月板修復促進がみられた。膝半月は一旦損傷すると自然治癒を期待することは困難である。現在の縫合術では成績不良例も多く、技術的な向上だけでなく成長因子、幹細胞などの生物学的治癒因子の動員が必要とされる。半月板治癒に対する再生医療を可及的早期に臨床応用するために自己単核球を含む多血小板血漿ゲル(Plate Rich Fibrin)の一期的移植を計画した。本年度は安定したPRF作製技術の確立と、半月板欠損部分移植を行った。GFPラットから採血を行い、遠心することでPRFを作成した。PRF生成に必要な血小板凝固作用を促進させるためにガラスで作られた採血管を使用した。遠心方法として3000rpmを15分行っていたが、PRFは得られなかった。また多くの量の血液を得るために下大静脈から21G針で採取していたが、PRFは得られなかった。そこでより太い18G針を用い、心臓から採血を行い、遠心時間を2700rpm 2min,2400rpm 4min, 2700rpm 4min, 3000rpm 3minの条件で行うことによって少量のPRFが作成することができた。さらに、採血後遠心までの時間が1分以上経過するとPRFが得られないことが分かった。野生型ラットの半月板前半分を切除する半月板切除モデルを作成し、GFPラットの採血から得られたPRFを半月欠損部に移植したところ、術後4週での再生半月の大きさは大きな変化がなかったが、トルイジンブルー染色で異染性が認められ、軟骨基質の産生が示唆された。今後はtype IIコラーゲンの染色、長期モデルを作成し、その効果を判定する。膝半月板はいったん損傷すると自然修復すること困難である。現在の縫合術は成績不良例も多く、技術的な向上だけでなく成長因子、幹細胞などの生物学的治癒因子の動員が必要とされる。半月板治癒に対する再生医療を可及的早期に臨床応用するためには自己単核球を含む多血小板血漿ゲル(PRF:Plate Rich Fibrin)を用いた半月修復方法を計画した。前年度に確立したPRF作製方法を用いて、半月板欠損部に移植した。術後4週、8週にて屍殺し、トルイジンブルー染色にて異染性が見られたが、蛍光顕微鏡ではGFP陽性の蛍光を発色するものはなかった。得られるPRFが大きいためか、一部膝変形が進行している例もあり、PRF量の調節も必要であると考えている。さらに、血液由来のフィブリンゲルだけではなく、骨髄由来のフィブリンゲルの方が実際の手術時により効率的に採取できることに注目し、骨髄を取し、半月板欠損部に移植した所、半月板修復が促進したことがわかった。PRF作成の確立において、前年遅れていたために、本年度は動物を使用した移植実験を主に行ったため。半月板治癒に対する再生医療を可及的早期に臨床応用するために自己単核球を含む多血小板血漿ゲル(Platelet Rich Fibrin)の一期的移植を計画した。そこで18G針を用い、心臓採血、遠心時間を2700rpm 2min,2400rpm 4min, 2700rpm 4min, 3000rpm 3minの条件で行うことによって少量のPRFが作成することができた。採血後遠心までの時間が1分以上経過するとPRFが得られないことが分かった。この手法を用いて、野生型ラットの半月板前半分を切除する半月板切除モデルを作成し、GFPラットの採血から得られたPRFを半月欠損部に移植した。術後4、8週で屍殺、組織切片を作成した。蛍光顕微鏡ではGFP陽性の蛍光を発色する細胞は見当たらなかった。トルイジンブルー染色では異染性が軽度認められたが、関節軟骨の進行も見られた。ほかの臨床応用モデルとして骨髄血からのフィブリンゲルを想定し、GFPラット骨髄を野生型ラット半月欠損部分に移植した。蛍光顕微鏡ではGFP陽性の蛍光を発色する細胞は少数認められ、トルイジンブルー染色では異染性も認められた。関節軟骨の進行は軽度であった。半月板再生、修復過程において末梢血由来より骨髄血由来のマテリアルのほうが適している可能性が示唆された。

半月板修復促進のためのマテリアルとして、完全自己血由来フィブリンゲルの生成方法、成分分析、半月板欠損モデルを用いて、半月板再生修復促進を検討した。ラットにおいて迅速な心臓採血とメディフュージ遠心分離器を用いCGFモードで遠心したところ安定したPRFを生成可能であった。ヒト末梢血由来のPRFの成分分析では、様々なGrowth Factorを豊富に含んでいることが明らかになった。ラット半月欠損モデルではPRFの明らかな半月板修復促進効果は認められなかった一方、骨髄血移植では半月板修復促進がみられた。今年度は安定したPRF作製技術の確立に時間がかかったが可能となった。しかしながら、PFRの成分分析、その生理作用については評価できなかった。動物実験においては比較的安定した手術の習熟が出来たが、その評価はまだ不十分である。来年度はPRFの半月板細胞に対する効果を検討する予定である。さらに、骨髄移植群との比較も行う。半月板再生、スポーツ整形外科26年度の研究によって、安定したPRF作製技術が確立できたが、その生理作用については判明しなかった。27年度はPRFに含まれるTGFβ、IGF-1, PDGF, IL-βなどのサイトカイン測定と、半月板細胞に対する分化作用を明らかにし、半月板修復に有用なマテリアルであることを証明する。さらに、半月板欠損モデルに移植する事で、半月板再生が促進することを証明する。本年度は動物実験を主に行ったために、細胞培養などの経費がかからなかったために次年度使用額が生じた。サイトカイン測定や細胞培養に関わる消耗品をそれほど購入しなかったため。来年度は、細胞培養にかかる費用が必要となるために、次年度使用額を使用する予定である。本研究に対する追加実験等の研究、研究に関する調査、成果発表を行う予定であるため追加実験のための動物、抗体、道具、染色試薬、学会出張費、投稿準備費、印刷代等の支出を予定している
炭疽菌の病原性に関する分子遺伝学的研究

炭疽は急性の経過を辿る人獣共通感染症で、グラム陽性桿菌のBacillus anthracis(以下、炭疽菌)の感染により引き起こされる。また、古くから生物兵器としての使用が懸念されてきたが、近年実際にバイオテロに使用され多くの死傷者を出したことは人々の記憶に新しい。炭疽菌はストレス環境下では芽胞を形球し、病原性を保持したまま生存することができる。炭疽で死亡した動物の遺体や体液などにより土壌が炭疽菌に汚染され、土壌中に芽胞が形成されると、その地域は長期間にわたり炭疽の発生が起こりやすくなる。特に、中近東やインド、モンゴルなどアジア地域では頻繁に炭疽が発生しており、現在のグローバリゼーション時代における人や物資の活発な流通や生物テロの危険性などを考慮すると防疫上重要な感染症と考えられる。そのため、環境中からの炭疽菌の迅速で正確な検出法の開発や、予防・治療法の確立が望まれる。本年度は、炭疽菌の芽胞のみを特異的に認識する抗体の作製に成功した。土壌中に存在し炭疽菌と遺伝的に近縁な他のバシラス属菌の芽胞はこの抗体によって認識されなかった。また、この抗体と磁気ビーズを利用して、炭疽菌芽胞を特異的に検出、分離できる免疫学的手法の条件検討を行い、簡便で正確な分離法を構築した。今後、実際に土壌サンプルからの検出に応用できるように更に改良を行う予定である。また、現在使用されているヒト用炭疽ワクチンは接種部位の疼痛、硬化、および関節痛や発熱など副作用が強く、また長期間の接種を要するため、軍事目的以外では一般人には使用できない。このような問題点を解消するため、乳酸菌による安全なワクチン開発を試みている。今年度は炭疽菌の病原因子を組み込んだ発現ベクターを構築し、乳酸菌に遺伝子導入後、発現量の高い菌株のセレクションを行った。投与方法、投与量、またワクチン効果について引き続き検討を行う。
共役アレンカルボニル化合物に対する求核付加反応の研究

1.共役ケトアレンとして, 4.5-ヘプタジエンー3-オン, 2.6-ジメチルー4.5-ヘプタジエンー3-オン, 5-フェニルおよび5.5-ジフェニルー3.4-ペンタジエンー2-オンを新たに合成し,これら基質に各種アミン類あるいはアリールチオール類を求核付加させ,その位置選択性を検討した.求核試薬がアニオン種,例えばベンゼンチオールのトリエチルアミン塩の場合高選択的にβ-置換β, γ-不飽和ケトンが得られたのに対し,求核試薬が中性分子,例えばベンゼンチオールやアニリンの場合β-置換α, β-不飽和ケトンが請託的に生成した.アレンカルボン酸エステル, 2.3-ペンタジエン酸メチルおよび4-メチルー2.3-ペンタジエン酸メチルに対する反応でも同様の傾向は認めされたがその選択性は低下した.さらにアレンニトリルに対する反応も検討した結果,反応性ケトン,エステル,ニトリルの順に低下した.これらの付加反応の位置選択性はそれぞれジエノーラトおよびジエノール中間体を経由すると考えることにより合理的に説明できることを明らかにした.2.共役ケトアレン, 4.5-ヘプタジエンー3-オンにマロン酸ジメチル,アセト酢酸メチルあるいはシアノ酢酸メチルをDBU触媒でマイケル付加させると閉環反応を伴い3-置換2-ピロン類を合成することができた.この結果は上記付加の位置選択性支配に対する仮説にも合致し,さらに比較的報告例の少ないα-ピロン類の新しい合成法を提案するものである.1.共役ケトアレンとして, 4.5-ヘプタジエンー3-オン, 2.6-ジメチルー4.5-ヘプタジエンー3-オン, 5-フェニルおよび5.5-ジフェニルー3.4-ペンタジエンー2-オンを新たに合成し,これら基質に各種アミン類あるいはアリールチオール類を求核付加させ,その位置選択性を検討した.求核試薬がアニオン種,例えばベンゼンチオールのトリエチルアミン塩の場合高選択的にβ-置換β, γ-不飽和ケトンが得られたのに対し,求核試薬が中性分子,例えばベンゼンチオールやアニリンの場合β-置換α, β-不飽和ケトンが請託的に生成した.アレンカルボン酸エステル, 2.3-ペンタジエン酸メチルおよび4-メチルー2.3-ペンタジエン酸メチルに対する反応でも同様の傾向は認めされたがその選択性は低下した.さらにアレンニトリルに対する反応も検討した結果,反応性ケトン,エステル,ニトリルの順に低下した.これらの付加反応の位置選択性はそれぞれジエノーラトおよびジエノール中間体を経由すると考えることにより合理的に説明できることを明らかにした.2.共役ケトアレン, 4.5-ヘプタジエンー3-オンにマロン酸ジメチル,アセト酢酸メチルあるいはシアノ酢酸メチルをDBU触媒でマイケル付加させると閉環反応を伴い3-置換2-ピロン類を合成することができた.この結果は上記付加の位置選択性支配に対する仮説にも合致し,さらに比較的報告例の少ないα-ピロン類の新しい合成法を提案するものである.1.共役アレンカルボニル化合物として、4,5-ヘプタジエン-3-オン,2,6-ジメチル-4,5-ヘプタジエン-3-オン,5-フェニルおよび5,5-ジフェニル-3,4ペンタジエン-2-オンを新たに合成し、これら基質に各種アミン類あるいはアリールチオール類を求核付加させ、その位置選択性を検討した。求核試薬がアニオン種、例えばベンゼンチオールのトリエチルアミン塩、の場合高選択的にβ-置換β,γ-不飽和ケトンが得られたのに対し、求核試薬が中性分子、例えばベンゼンチオールやアニリン、の場合β-置換α,β-不飽和ケトンが選択的に生成した。アレンカルボン酸エステルに対する反応でも同様の傾向は認められたが、その選択性は低下した。さらにアレンニトリルに対する反応も検討した結果、反応性はケトン,エステル,ニトリルの順に抵下した。これらの付加反応の位置選択性はそれぞれジエノラートおよびジエノール中間体を経由すると考えることにより合理的に説明できることを明らかにした。2.共役ケトアレン,4.5-ヘプタジエン-3-オン,にマロン酸ジメチル,アセト酢酸メチルあるいはシアノ酢酸メチルをDBU觸媒でマイケル付加させると閉環反応をともない3-置換2-ピロン類を合成することができた。この結果は上記付加の位置選択性支配に対する仮説にも合致し、さらに比較的報告例の少いα-ピロン類の新しい合成法を提案するものである。3.以上の成果より共役アレンカルボニル化合物に対する求核付加反応の位置選択性に関してはある程度の知見を得ることができたので、これらの知見をさらに立体化学的選択性の解明に拡大するため、不斉アレン化合物の選択的合成法の開発、およびそれに対する求核付加の立体選択性の検討を現在行っている。また新しい複素環化合物の合成法の開発についても現在検討中である。
複合系の反応試剤の開発

各種金属化合物を中心とする複合系の形成を基盤とし,優れた特徴を持つ反応試剤の開発とその一般化を行うとともに有用な化合物合成への応用についても検討を行った。1.不斉触媒反応の開発光学活性ジアミン配位子を持つスズ(II)トリフラ-トを触媒とする,不斉アルド-ル反応の一般化をはかり、様々な光学活性アルド-ルを高い光学純度で得ることができた。又、希士類アルコキシドが塩基触媒として、アルド-ル,マイケル,シアノシリル化反応等に有効であることを見い出し,特にニトロアルド-ル反応において,触媒量の光学活性ランタンアルコキシドを用いるだけで,良好な光学収率でアルド-ル体を得ることができた。又,前年度開発した不斉Heak反応を利用し,カプネレン類の合成中間体の不斉合成を行った。さらにキラルな1,4ージオ-ルで修飾したチタン化合物を用いる不斉〔2+2〕付加環化反応の一般化をはかり,巾広い適用性を持つことを明らかにした。2.高選択的な反応試剤の開発パラジウム触媒を用いる有機ホウ素化合物とビニルあるいはアリ-ルハライドとのカップリング反応を利用し、ヘテロ芳香族化合物,α,βー不飽和ケトン,シクロアルケン類の一般的合成法を確立した。一方,有機化合物の一電子酸化による活性化を基盤とし,シクロプロパノ-ル,エナミン,2ースタンニルー1,3ージチアンなどと,オレフィンとの分子間クロスカップリング反応を見い出した。さらに白金あるいはルテニウム多核錯体の合成を行い,オレフィンの酸素酸化が高い選択性で進行することも明らかになった。