hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症と熱:その分子機序と病態生理学的意義

PGE2合成に必須であるCOX-2とその下流のmembrane-bound PGE synthase(mPGES)の発現を、脳で免疫組織化学的に検討した。カラゲニン注射後3時間で脳血管内皮細胞にCOX-2が発現した。mPGESもほぼ同様な時間経過でmPGESも脳血管内皮細胞に発現した。さらに、COX-2とmPGESの2重染色により、この両酵素は同一内皮細胞の同一細胞内分画(核膜周囲)に共発現していた。以上の結果はカラゲニンによる局所の炎症が何らかのメカニズムで脳血管内皮に影響をおよぼし、そこでのPGE合成系を活性化させて全身性の発熱を引き起こすことを示す。来年度は、局所の熱発生の機序について研究を進める予定である。カラゲニン炎症による局所サイトカイン産生昨年度までに、カラゲニンによる局所炎症は脳血管内皮細胞でプロスタグランジンE2合成系を活性化させ、全身の発熱を引き起こすことを示した。本年は、炎症部位から脳血管内皮細胞への情報伝達に、炎症性サイトカインが関与しているという仮説を検討した。ラット右後肢足底部にカラゲニンを皮下注射した後、1.5、3、6、12、24時間後にネンブタール麻酔し、左右の鼠蹊部から静脈血を採取し、その血漿と血球を分離し凍結した。その後、左右の後肢足底を切断し凍結した。免疫組織化学により、カラゲニン注射側と非処置側の足底でインターロイキン-1beta(IL-1b)の発現を検討した。カラゲニン注射3時間後から注射側の足底部にIL-1b陽性細胞が出現し、その数は6時間から12時間で最大値を示し、24時間後には減少した。すべての時間を通して、IL-1b陽性細胞の多くはED-1抗体で認識されるマクロファージ系の細胞であった。また、注射後6時間以降では、IL-1b陽性細胞の一部は顆粒球であった。一方、炎症部位から心臓に還流する血球成分についてIL-1bの免疫染色を行ったが、陽性細胞は認められなかった。以上の結果から、炎症部位から心臓に還流する静脈血には、非炎症側のそれと比べて高濃度のIL-1bが含まれていることが予想されたので、これをELISAで検討した。しかしながら、現時点では血漿中のIL-1bに左右差が認められていない。現在、ELISAの測定感度を改善する努力を行っている。
新規レドックス活性スピロ化合物より生成するπラジカルイオンの性質

本研究では、2つのTTF分子や1つのTTF分子と1つの電子受容性の分子とがスピロ結合した化合物の合成をそれぞれ行い、それらの電気伝導・磁気的性質さらにはスイッチング機能について検討する。今回、テトラチアフルバレニルジチオ基とベンゼンジチオ基とがスピロ結合した化合物(1)と、ベンゼンジチオ基以外の他の置換基を有するTTFスピロ化合物の合成を試みている中で得られた、テトラチアフルバレノチオキンン-1、3-ジチオールメチド(2)との物理化学的性質および電気伝導・磁気的性質について明らかにした。ベンゼン/ヘキサンより再結晶して得られる(1)の微結晶は、(1)の1分子当たり1/4分子のベンゼンを含む。この微結晶の圧縮ペレットは、室温下で8.3×10^<-4>S・cm^<-1>の電気伝導度を示した。これは、これまでで最も高い室温電気伝導度を示した単一成分結晶の値に匹敵する。(1)が高い電気伝導度を示す原因として、電子供与性のテトラチアフルバレニルジチオ基から電子受容性基として働くベンゼンジチオ基への分子内電子移動が起こっているためと考えられるが、このことは固体ESR測定により確かめられた。ESRシグナル強度の温度依存より、電子移動の大きさは約0.2%と見積もられた。電子移動度をより増大し、室温電気伝導度をさらに向上させるために、ベシゼンジチオ基よりもより大きな電子受容能をもつ種々の置換基のTTFスピロ化合物の合成を試みたが、目的とする生成物は得られなかった。反応条件等を詳細に検討し、(1)以外のTTFスピロ化合物の合成について引続いて検討する。反応生成物の分離・同定を行ったところ、テトラリアフルバレノチオキノンメチド類が単離された。そこで、(2)について、その電子供与能、CuBr_2と1:1錯体、対アニオンとしてBF_4^-やCuCl_4^<2->をもつカチオンラジカル塩の合成を行い、それらの電気伝導・磁気的性質について検討した。
ＨＭＧＡ２の造血器腫瘍異常クローン拡大・増殖における役割の解明

骨髄増殖性腫瘍(MPN)は真性多血症、本態性血小板血症および原発性骨髄線維症(PMF)を含み、成熟した骨髄系細胞の増殖から骨髄線維化や急性白血病への進展を来すが、その進展機序の多くは不明である。今回の研究によって、MPNの中でも、HMGA2は特にPMFにおいて高発現していること、HMGA2高発現にはlet-7マイクロRNAの低下が関与していることが示唆された。一方、HMGA2発現はDNAメチル化などにも関与し、ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬によって制御されることも判明した。さらに、HMGA2発現が長期間持続することによって無効造血など病態の進展が見られることがマウスの検討で示された。HMGA2発現マウスモデルにおいては、若齢ではMPNを来すが(Ikeda et al, Blood, 2011)、高齢まで観察すると好中球系細胞の増加と無効造血を伴うMPN/MDS様の造血を呈したことも合わせてAmerian Society of Hematology (Ikeda, et al, Blood [abst], 2013)、日本血液学会において発表した。HMGA2発現マウスでは、造血幹細胞および前駆細胞分画の増加などを認めたものの白血化や骨髄線維化をみとめなかった。以上から、HMGA2発現は病態進行や細胞増殖に重要な役割を果たすこと、骨髄線維症において何らかの重要な働きをしている可能性があること、しかしながらHMGA2発現は骨髄線維化を来す直接の因子ではないことが示唆された。上記の知見について、現在論文を作成中である。HMGA2マウスにおいてlet-7マイクロRNAの発現が亢進し、さらにそれが細胞の分化段階や系統に影響を受けることが示唆された。このことをAmerican Society of Hematologyの年次総会(ジョージア州アトランタ)および日本血液学会総会において発表した。現在論文準備中である。骨髄増殖性腫瘍症例においては、HMGA2の発現を検討し、病型間で有意な発現の相異が見られることを見いだしたので、発表及び論文の準備中である。骨髄増殖性腫瘍(MPN)は真性多血症(PV)、本態性血小板血症(ET)および原発性骨髄線維症(PMF)を含み、成熟した骨髄系細胞の増殖から骨髄線維化や急性白血病への進展を来す。MPNにおける骨髄増殖はJAK2 V617F等のドライバー変異により起こるが、ドライバー変異のアリル量は症例により異なり、異常クローンの拡大機序については不明な点が多い。我々はHMGA2発現マウスがMPNを発症し、かつ造血幹細胞レベルでクローンを拡大させることを見出した(Ikeda et al., Blood, 2011)ため、今回実際のMPN症例におけるHMGA2 mRNAを定量した。健常者コントロール(n=13)の平均+2SDを上回るHMGA2 mRNAの発現を示した症例はPVで22% (5/23)、ET27% (9/33)だったのに対し、PMFでは100% (10/10)と高頻度であった(P < 0.01)。HMGA2 mRNA発現量は血清LDH値、JAK2 V617Fアリル量は白血球数とそれぞれ有意に相関していたことから、HMGA2発現がJAK2変異とは異なる経路でMPNの病態に関与していることが示唆された。一方、HMGA2はlet-7群マイクロRNAによる発現調節を受けることから、HMGA2 mRNA発現量が高い症例と正常な症例におけるlet-7発現量を比較したところ、前者においてlet-7群マイクロRNAの発現が有意に低下していた。さらにHMGA2はp16のプロモーターメチル化にも関与し、一部急性白血病でも発現していた。また、HMGA2発現マウスを長期間観察するとMPN様の増殖性造血のみならずMDS様の無効造血を呈した。以上から、MPNにおいてドライバー変異に加えマイクロRNAなどの異常に伴うHMGA2発現増加がMPNの病態に関与していることが示唆された。血液内科学これまでに症例およびマウスを用いた検討において重要な知見が得られ、それぞれについて既に国際学会において発表し、さらに論文を作成中である。HMGA2発現マウスモデルを用いた検討に関しては、マイクロRNAの発現変化に関し既に知見が得られた。また、マウスの造血に関しても、加齢に伴う変化など、予備実験において重要な知見が得られつつあり、さらに検討を行っているところである。症例に関しては、既に有意な所見も得られているが、症例の集積に若干予想よりも時間がかかっている面もあり、さらに努力したい。上に示したとおり、本研究は順調に進捗しており、これまでに得られた知見を元に論文を完成させる。さらに、HMGA2発現に伴う骨髄線維症などの病態において、MDSへの進展がみられたものの骨髄線維症は認めなかった。いかなる要因が加われば線維化が起こるのかを今後検討する。

HMGA2発現マウスの造血において、加齢に伴い興味深い知見が得られたことから、特に造血幹細胞の質的及び機能的な検討を進めていく。症例に関しては、末梢血の検討は順調に進行してきたので、骨髄血についても検討を進めていきたい。外部委託検体発送の関係で、新年度の早期に使用が必要な支出が存在した。また、新年度において、成果発表も含めより多くの予算が必要と思われた。年度早期の外部委託検体発送や消耗品購入、成果発表に使用する計画である。次年度は引き続き遺伝子発現および遺伝子変異の検討を中心として検討を行う予定であり、試薬をさらに購入する必要がある。また、得られつつある知見を発表するための経費が必要であり、ここにも使用する。
精神障害者の存在肯定のためのアーティスト共働型地域音楽活動に関する方法論的研究

本研究の目的は、精神障害者(以下、障害者)と地域住民を包括した音楽活動グループを地域に創生し、音楽表現による障害者の存在肯定の可能化を証明する。音楽活動での共有体験や地域での公開演奏を通して、社会包摂および社会と個人との相互変容を試みることである。この目的を達成するために、修正した平成30年度の研究計画に沿って、以下の点を実施した。1.ミュージシャンと共働で地域における音楽活動を、障害者と一般市民等を対象に毎月1回計12回開催した。2.本音楽活動の評価のために、参加者らにインタビューを行った、3.成果発表のためにJASMIM Journal vol3.に英語論文を発表した。4.地域住民の本音楽活動への関心を喚起するために、ガムラン・ワークショップを開催した、5.本音楽活動の認知度を高めるために、チラシ500部をひきこもり支援団体ほかの関係団体に配布した。6.要請に応じて別の地域へ出向いて音楽活動を行った、7.本活動に関するブログを開設した。本音楽活動を定期的に開催できたことと広報活動によって、地域住民の参加者がこの1年間で着実に増加した。このことは地域住民の本活動の目的や障害者に対する関心が高まった結果と評価できる。また、参加者のインタビュー結果も非常に肯定的であった。また本音楽活動への参加をきっかけに、地域住民との交流を広げた障害者も現れた。これらのことからも、地域における本音楽活動の存在意義を確認することができた。平成28年度(1年目)に海外視察とラウンドテーブルの準備と事後処理で時間を要し、また、研究遂行に必要な地域における音楽活動を実施する場所の確保にも時間を要したため、音楽活動の開始が約1年遅れの平成29年(2年目)9月になったためである。開始の遅延に伴い、当初の研究計画では平成30年度(3年目)に予定していた、研究成果を書籍としてまとめ出版することが実行に移せず、次年度(4年目)への持ち越しとなった。延長承認申請書は平成31年3月に承認されている。今後は修正した研究計画に沿って、音楽活動の定期的に開催、参加者の行動およびナラティブ分析、作成された作品の分析、音楽活動自体の課題の検討を引き続き行う予定である。さらに広報活動にもさらに取り組み、認知度を高める努力をする。並行して書籍の出版に向けての執筆作業を、研究分担者および協力者と共に進めていく予定である。本研究の目的は、精神障害者(以下、障害者)と地域住民を包括した音楽活動グループを地域に創成し、音楽表現による障害者の存在肯定の可能化を証明する。音楽グループでの共有体験や地域での公開演奏を通して、社会包摂および社会と個人との相互変容を試みることである。この目的を達成するために、平成28年度の研究計画に準じて以下の6点を実施した。1、イギリスとオランダのコミュニティー音楽療法の実践現場の視察、およびコミュニティー音楽療法の研究者へのインタビューを実施し、障害者の音楽活動が地域に定着するための取り組みについて意見交換した。2、オランダの即興合唱グループのワークショップに参加し、先駆的音楽表現の音楽活動への導入と方法論構築の参考とした。3、「精神障害者の存在肯定を目的とした地域における音楽活動の方向性」と題したラウンドテーブルを、即興音楽療法研究家、コミュニティー音楽療法実践者、障害者との音楽活動を実践しているミュージシャン、音楽活動に関心をもつリハビリテーション専門職、臨床心理士等を招いて開催し、社会学、哲学的論考も交えて今後の本研究の方向性の手がかりとするための意見交換を行った。4、ミュージシャンと協働して、障害者および医療福祉支援者らを対象として、地域におけるソングライティング活動を計2回実践した。5、成果発表のため、2018年世界作業療法学会にアブストラクトを提出した。6、地域における音楽活動の拠点となる場所を検討するために施設3箇所を訪問し、責任者と情報交換をした。特に先駆的に精神障害者の地域における音楽活動を実施している施設、および新規的即興表現について情報収集できたことは本年度の大きな収穫であり、今後の本研究における音楽活動の展望を与えられたことの意義は大きいと考える。海外視察とラウンドテーブルは計画に沿って順調に遂行できた。しかし、期間の前半をそれらの準備及び実施に費やしたため、地域における音楽活動の実践が2回しか遂行できなかった。その背景因には、地域における音楽活動の場所の選定に時間を要したこと、場所提供者・参加者ら・研究者の日程調整に苦慮したこと、症状の不安定な精神障害者が対象であったこと等から、予定通り開催できなかったことが挙げられる。本研究の目的は、1)アーティスト共働型音楽活動の導入により、より先駆的な音楽表現方法論を構築する、2)本音楽グループの意義を、障害の意味変容、表現との関係性、地域変容等から明らかにする、3)人の多様性を受容する社会のあり方について問題提起するために、成果を書籍化して出版する、の3点であった。1)に関しては、毎月定期的に精神的な問題を有する人を対象に、アーティスト、地域住民と共働して音楽活動を実施することができた。ソングライティングや即興演奏、偶然性の音楽等々、演奏技術の不要な多種多様な音楽表現を、アーティスト主導のもとに展開することができた。表現方法はなおも発展中であり、より充実した方法論の構築に向け、平成30年度も継続して実施する予定である。2)に関しては、多様な音楽表現を通して音楽の固定観念をはずし、音を媒介として他者と共鳴することができた等、活動の意義は参加者の感想からも証明された。

毎回の活動記録により、音楽自体への興味の向上だけでなく、音楽表現に次第に拡がりが出てきたことも確認できた。固定メンバーも出現し、個人的変容レベルでは、研究者のみならず参加者自身も、本グループの存在意義を認めていることが明らかとなった。地域住民の参加も常に一定数あり、精神的な問題を有する人に対する関心が示されている。しかし、精神障害に対する理解や活動による地域変容には至っておらず、平成30年度も継続して取り組む課題である。3)に関しては、まだデータを収集中であるため、平成30年度以降に見送る予定である。その他の研究活動では、研究実施計画に挙げた「芝の家・音あそび実験室」の実地調査、第15回世界音楽療法学会への参加、論文作成、国際学会への演題提出を行い、研究計画をほぼ達成できている。当初予定していた音楽活動の実施場所が先方の都合で使用できなくなり、音楽活動を定期的にコミュニティーで実施するための場所の確保に時間を要した。そのため、音楽活動の開始が予定よりも遅れたことが理由である。本研究の目的は、精神障害者(以下、障害者)と地域住民を包括した音楽活動グループを地域に創生し、音楽表現による障害者の存在肯定の可能化を証明する。音楽活動での共有体験や地域での公開演奏を通して、社会包摂および社会と個人との相互変容を試みることである。この目的を達成するために、修正した平成30年度の研究計画に沿って、以下の点を実施した。1.ミュージシャンと共働で地域における音楽活動を、障害者と一般市民等を対象に毎月1回計12回開催した。2.本音楽活動の評価のために、参加者らにインタビューを行った、3.成果発表のためにJASMIM Journal vol3.に英語論文を発表した。4.地域住民の本音楽活動への関心を喚起するために、ガムラン・ワークショップを開催した、5.本音楽活動の認知度を高めるために、チラシ500部をひきこもり支援団体ほかの関係団体に配布した。6.要請に応じて別の地域へ出向いて音楽活動を行った、7.本活動に関するブログを開設した。本音楽活動を定期的に開催できたことと広報活動によって、地域住民の参加者がこの1年間で着実に増加した。このことは地域住民の本活動の目的や障害者に対する関心が高まった結果と評価できる。また、参加者のインタビュー結果も非常に肯定的であった。また本音楽活動への参加をきっかけに、地域住民との交流を広げた障害者も現れた。これらのことからも、地域における本音楽活動の存在意義を確認することができた。平成28年度(1年目)に海外視察とラウンドテーブルの準備と事後処理で時間を要し、また、研究遂行に必要な地域における音楽活動を実施する場所の確保にも時間を要したため、音楽活動の開始が約1年遅れの平成29年(2年目)9月になったためである。開始の遅延に伴い、当初の研究計画では平成30年度(3年目)に予定していた、研究成果を書籍としてまとめ出版することが実行に移せず、次年度(4年目)への持ち越しとなった。延長承認申請書は平成31年3月に承認されている。現在の問題点である地域における音楽活動の場所については、複数箇所を確保することで安定的・継続的な音楽活動を可能にする予定である。
糖尿病ラットを用いた痛覚過敏に対するアデノシン三リン酸の関与と治療薬の探索

糖尿病やガンなどで誘発される難治性の神経因性疼痛は,主症状にアロディニアが見られる。本年度は,坐骨神経部分結紮により生じるアロディニアおよび糖尿病により誘発されるアロディニアの発症機序の違いについて,一次求心性神経の入力部位である脊髄後角部位での形態変化および行動学的評価により検討を行った。その結果,坐骨神経部分結紮モデルでは,結紮一週間後においてアロディニアが発症し,さらに優位に結紮側の脊髄でマイクログリアの増加が見られた。そこで,結紮前からマイクログリアの活性を抑制するミノサイクリンを投与した結果,結紮により生じたアロディニアは抑制され,形態学的にも脊髄のミクログリアの上昇は消失していた。また,結紮後にミノサイクリンを投与してもアロディニアは抑制されなかった。一方,ストレプトゾトシン誘発糖尿病モデル動物では,ストレプトゾトシン投与一週間後に有意な血糖値の上昇およびアロディニアが見られた。しかしながら,脊髄内での顕著な形態変化は見られなかった。これらのことから,坐骨神経結紮によるアロディニアの発症にはミクログリア深く関与し,あらかじめミクログリアが活性化しないようにできればアロディニアは発症しないことが分かった。また,坐骨神経結紮により生じるアロディニアと糖尿病により生じるアロディニアの発症メカニズムは,一次求心性神経の入力する脊髄後角レベルで異なることが示唆された。今後さらに,坐骨神経結紮および糖尿病によりアロディニアが発症しているときの脳への影響を検討し,アロディニア発症メカニズムを明らかにしてくと共に,アロディニアを抑制する薬物を探索していきたい。本研究は,難治性で新薬開発が熱望されている糖尿病性神経因性疼痛の発症機序明らかにするために,ATP受容体に着目し,ATP受容体が糖尿病性神経因性疼痛発症に対してどのような役割を持つのか,あるいは神経細胞およびグリア細胞がどのように関係しているのかについて検討を行った.本研究では,ストレプトゾトシン(STZ)をマウスに投与し,糖尿病性神経因性疼痛のモデル動物を作製した.血糖値は,STZ投与七日後にはほとんどのマウスで高血糖を示し,十四日後も高血糖状態は持続していた.そこで,七日後および十四日後のモデル動物に対して,von Frey法により,神経因性痙痛の主症状であるアロデニアが発症しているかを検討した結果,STZ投与七日後および十四日後共にアロデニアを発症していた.また,そのアロデニアはATP受容体拮抗薬のPPADS, TNP-ATP, IP_5Iにより濃度依存的に抑制され,糖尿病によるアロデニアにはP2X_3受容体の関与が示唆された.以前の研究で,糖尿病マウスのDRGニューロンでは,P2X_2およびP2X_3受容体mRNA,特に,P2X_3受容体mRNAの顕著な増加が確認されている.そこで現在,DRGニューロンの入力あるいは投射部位である後肢足底部皮膚,脊髄さらにDRGニューロンの細胞体をそれぞれ取り出し,ウエスタンブロット法を用いて,各部位でのP2X_3受容体タンパクの増減を検討している.現段階では,糖尿群と対照群の後肢足底部皮膚,脊髄,DRGにおけるP2X_3受容体タンパクの発現量に違いは見られていない.このことは,タンパク発現量の増加が小さいために現段階では変化が検出できていないのかもしれないため,今後,さらに分画を細かく分けてP2X_3受容体あるいはP2X_2受容体タンパク発現量の変化を検討する.糖尿病やガンなどで誘発される難治性の神経因性疼痛は,主症状にアロディニアが見られる。
EーFハンドとZincフィンガ-をもつ脂質リン酸化酵素,DGキナ-ゼの機能

我々は動物ジアシルグリセロ-ル(DG)利用酵素としては初めて、80KDGキナ-ゼのcDNAクロ-ニングに成功したが(Nature,1990)、この結果Ca^<2+>結合部位であるEFハンドと亜鉛フィンガ-を併せもつ、新しい機能タンパク質の存在が明らかになった。1)80KDGキナ-ゼのEFーハンドの機能精製酵素を用いて検討したところ(JBC,1991),本酵素は高親和性の(Kd=300nM)Ca^<2+>結合タンパク質であり、モル当たり2モルのCa^<2+>を結合すると、ホスファチジルセリン(PS)による活性化を受けることがわかった。さらに大腸菌とCos7細胞での欠失型、短縮型cDNA発現実験を行なった(BBRC,1991)。Ca^<2+>非存在下ではEFハンド領域は自己阻害部位として酵素によるPS結合を妨げているが、Ca^<2+>結合時にコンフォメ-ション変化を起こし、この結果DGキナ-ゼのPS結合領域が露出する。2)ラット80KDGキナ-ゼラット80Kキナ-ゼcDNAをクロ-ン化し、in situ hybridizationと免疫組織染色を行なった(投稿中)。本酵素はTーリンパ球に大量に発現しているが、脳ではoligo dendrocytesに限局して発現しており、ミエリンの成熟度に一致した発現調節を受けることが分かった。3)ヒト血小板DGキナ-ゼヒト血小板より3種類のDGキナ-ゼを精製し、いずれも80K酵素とは免疫学的に区別されることを示した。(JBC,1990)。4)検討中の課題80K酵素のヒト遺伝子に関しては、転写開始点を決定し、5'領域のプロモ-タ-活性をCAT assayにより検討している。亜鉛フィンガ-の機能を調べるために、点変異導入酵素をBaculovirus/Sf9細胞で発現中である。Tーcell hybridoma刺激時のDGキナ-ゼの動態を免疫的手法で検討中である。1.平成2年度終了実績ー(1)80KDGキナ-ゼのもつEFハンドの機能(JBC印刷中)。精製酵素を用いて検討した結果、本酵素は高親和性の(Kd=0.3μM)カルシウム結合タンパク質であり、モルあたり2モルのカルシウムを結合することが分かった。カルシウム結合時に33残基からなる両親媒性αーhelixを介して膜リン脂質と結合し活性化される。(2)ヒトTリンパ球におけるDGキナ-ゼの機能(JBC投稿中)。これ迄プロテインキナ-ゼCの阻害剤として知られてきたスフィンゴシンが、Jurkat細胞のDGキナ-ゼを強力に活性化することを発見した。この細胞には最低4種類のDGキナ-ゼアイソザイムが存在するが、可能性の2種のアイソザイムがスフィンゴシンのタ-ゲットであることを示した。(3)これらの結果を和文総説4編、Methods in Enzymol.ほか著書4編に発表した(業績参照)。本年6月Gordon Research Conferenceで招待講演予定である。2.検討中の課題ー(1)80KDGキナ-ゼcDNAの発現実験。大腸菌での発現タンパク質は大量に得られたが、不溶化のため研究に不適であることが分かった。そこでCosー7細胞でpMT2ベクタ-により発現させたところ活性酵素が得られた。現在この発現系をもちいて,それぞれ2カ所ずつある亜鉛フィンガ-とATP結合部位にアミノ酸置換を導入した変異型cDNAの発現実験中である。(2)80KDGキナ-ゼをコ-ドするヒト遺伝子のクロ-ニング。現在全長の約2/3のエキソンーイントロン構造を決定し、転写開始点をPrimer extensionとSー1ヌクレア-ゼアッセイで決定中である。(3)そのほかVaculovirusによる昆虫細胞での80KDGキナ-ゼの大量発現、DGキナ-ゼアイソザイムのクロ-ニングが進行中である。

(JBC,1990)。4)検討中の課題80K酵素のヒト遺伝子に関しては、転写開始点を決定し、5'領域のプロモ-タ-活性をCAT assayにより検討している。亜鉛フィンガ-の機能を調べるために、点変異導入酵素をBaculovirus/Sf9細胞で発現中である。Tーcell hybridoma刺激時のDGキナ-ゼの動態を免疫的手法で検討中である。我々は動物ジアシルグリセロ-ル(DG)利用酵素としては初めて、80KDGキナ-ゼのcDNAクロ-ニングに成功したが(Nature,1990)、この結果Ca^<2+>結合部位であるEFハンドと亜鉛フィンガ-を併せもつ、新しい機能タンパク質の存在が明らかになった。1)80KDGキナ-ゼのEFーハンドの機能精製酵素を用いて検討したところ(JBS,1991),本酵素は高親和性の(Kd=300nM)Ca^<2+>結合タンパク質であり、モル当たり2モルのCa^<2+>を結合すると、ホスファチジルセリン(PS)による活性化を受けることがわかった。さらに大腸菌とCos7細胞での欠失型、短縮型cDNA発現実験を行なった(BBRC,1991)。Ca^<2+>非存在下ではEFハンド領域は自己阻害部位として酵素によるPS結合を妨げているが、Ca^<2+>結合時にコンフォメ-ション変化を起こし、この結果DGキナ-ゼのPS結合領域が露出する。2)ラット80KDGキナ-ゼラット80Kキナ-ゼcDNAをクロ-ン化し、in situ hybridizationと免疫組織染色を行なった(投稿中)。本酵素はTーリンパ球に大量に発現しているが、脳ではoligo dendrocytesに限局して発現しており、ミエリンの成熟度に一致した発現調節を受けることが分かった。3)ヒト血小板DGキナ-ゼヒト血小板より3種類のDGキナ-ゼを精製し、いずれも80K酵素とは免疫学的に区別されることを示した。
ガラス基板上に配向を有するIGZO薄膜の形成メカニズムの解明

平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜とIn2O3系統計導電膜の結晶化に関してアモルファス酸化インジウム薄膜へのカチオン元素の添加によって結晶化にどのような影響を与えるかをIn-situ XRDによって解明してきた。10%程度のSnやGaの手bb賈ではIn2O3本来の結晶構造であるビックスバイトに結晶化するが、Zn添加やZn,Gaの供添加の場合はアモルファス構造から層状構造であるホモロガスIZO, IGZO構造になるため、カチオン元素とアニオン元素の大幅な移動(拡散)が必要である。現在までに、放射光を利用したin-situ XRDの測定により、アモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程、と不純物Sn, Ga、Znの添加によるアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を調べ、不純物の添加によって結晶化の活性化エネルギー変化を定量的に解析した。この結晶化過程に関して得られた系統的な知見は、アモルファスIGZO薄膜の結晶化において不可欠な基礎知識になる。これらの研究成果は2017年8月29日に開催された国際学会(IUMRS-ICAM2017、京都大学)でに発表し、さらに詳細に解析した研究成果を2018年12月18日(火)20日(水)に開催された第28回日本MRS年次大会(北九州国際会議場)で発表し「奨励賞(Award for Encouragement of Research)」を受賞するなどの高い評価を得た。また、アモルファスIGZO薄膜やドープしたIn2O3系透明導電膜が結晶化する際の構造の変化を、放射光を利用したXAFSにより解析するためにサンプルの高温加熱セルを設計して製作した。アモルファスIGZO薄膜、ドープしたIn2O3薄膜の結晶化過程における局所構造の変化に関する実験を行い、アモルファスから完全に結晶化するに至る全過程の機構解明を行った。平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜の結晶化に関したカチオン元素の添加によって結晶化への影響をIn-situ XRDによって解明している。アモルファス構造からホモロガスIGZO構造になるには、カチオン元素とアニオン元素の拡散が必要である。この半年に、放射光を利用したin-situ XRDの測定により、アモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程、と不純物Ga、Znの添加によるアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を調べ、不純物の添加によって結晶化の活性化エネルギー変化が見られた。これらの研究成果は国際学会(IUMRS-ICAM2017)で発表する。また、アモルファスIGZO薄膜が結晶化する際の構造の変化を、放射光を利用したXAFSにより解析するためにサンプルの高温加熱セルを設計して製作した。これからアモルファスIGZO薄膜の結晶化過程における局所構造の変化に関する実験を行う。平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜の結晶化に関して基礎となるアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を調べた。様々な酸素流量を変化させて作製したアモルファスIn2O3薄膜の結晶化、及び不純物Ga、Znの添加によるアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を、放射光を利用したin-situ XRDを用いて調べた。得られたデータを基づいて、結晶化するための活性化エネルギーを求めた。この結晶化過程に関して得られる系統的な知見は、アモルファスIGZO薄膜の結晶化において不可欠な基礎知識になり、これからの研究の推進方向も明確した。平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜とIn2O3系統計導電膜の結晶化に関してカチオン元素の添加によって結晶化への影響をIn-situ XRDによって解明している。これらの研究成果は国際学会(IUMRS-ICAM2017、京都大学)で2017年8月29日に発表した。アモルファスIGZO薄膜、ドープしたIn2O3薄膜の結晶化過程における局所構造の変化に関する実験を行い、結晶化機構を解析する。平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜の結晶化に関して基礎となる様々なドーパントを含むアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を解析した。放射光を利用したin-situ XRDを用いて調べた。得られたデータを基づいて、結晶化するための活性化エネルギーをさらに精度を上げて解析した。また、XAFS測定による動径分布関数の解析も行った。

平成28年度10月追加採用以来、アモルファスIGZO薄膜とIn2O3系統計導電膜の結晶化に関してアモルファス酸化インジウム薄膜へのカチオン元素の添加によって結晶化にどのような影響を与えるかをIn-situ XRDによって解明してきた。10%程度のSnやGaの手bb賈ではIn2O3本来の結晶構造であるビックスバイトに結晶化するが、Zn添加やZn,Gaの供添加の場合はアモルファス構造から層状構造であるホモロガスIZO, IGZO構造になるため、カチオン元素とアニオン元素の大幅な移動(拡散)が必要である。現在までに、放射光を利用したin-situ XRDの測定により、アモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程、と不純物Sn, Ga、Znの添加によるアモルファスIn2O3薄膜の結晶化過程を調べ、不純物の添加によって結晶化の活性化エネルギー変化を定量的に解析した。この結晶化過程に関して得られた系統的な知見は、アモルファスIGZO薄膜の結晶化において不可欠な基礎知識になる。これらの研究成果は2017年8月29日に開催された国際学会(IUMRS-ICAM2017、京都大学)でに発表し、さらに詳細に解析した研究成果を2018年12月18日(火)20日(水)に開催された第28回日本MRS年次大会(北九州国際会議場)で発表し「奨励賞(Award for Encouragement of Research)」を受賞するなどの高い評価を得た。また、アモルファスIGZO薄膜やドープしたIn2O3系透明導電膜が結晶化する際の構造の変化を、放射光を利用したXAFSにより解析するためにサンプルの高温加熱セルを設計して製作した。アモルファスIGZO薄膜、ドープしたIn2O3薄膜の結晶化過程における局所構造の変化に関する実験を行い、アモルファスから完全に結晶化するに至る全過程の機構解明を行った。平成29年度には、酸素流量を変化させたアモルファスIGZO複合酸化物薄膜を堆積する。放射光を利用したin-situ XRDとin-situ XAFSを用いて、アモルファスIGZO薄膜の結晶化過程における、結晶化温度付近で局所構造の緩和からスケールの大きな構造変化まで系統的な変化を解析する。また、平成29年度後期に測定を予定しているアモルファスIn2O3薄膜の結晶化に関したデータを基づいて、分子動力学法を用いたシミュレーションプログラムを構築し、結晶化における活性化エネルギーを求め、実験データと比べながら、結晶化過程を確立する。これはアモルファスIGZO薄膜の結晶化に関する基礎データになる。平成30年度には、放射光を利用したin-situ X線回析のみならずXAFSによる動径分布関数の解析データも含めて、結晶化が開始する初期成長過程まで含めた統合的な結晶化過程の解析を行う。また、求められた活性化エネルギーに関して、種々の理論的な解析も行う。分担先での物品(高温加熱セル)の設計製作に時間がかかっており、初年度に計画いていたが次年度へとずれ込んだ。(使用計画)1.国際学会での発表に係る費用2.消耗品費3.九州シンクロトロン光センターでの測定施設使用料4.九州シンクロトロン光センターへの交通費1.高温加熱セルの支払い(約120万)2.九州シンクロトロンセンターでの測定施設使用料3.九州シンクロトロンセンターへの交通費
複数組織間で相互利用可能な属性ベース暗号に基づくファイル共有システムの研究開発

Dropboxに代表されるオンラインストレージサービスが普及してきている.このようなサービスではストレージの管理者によりデータを覗き見られる危険性があることから,ユーザ側で暗号化してデータを保護するシステムが注目されている.本研究では,暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)と呼ばれる暗号化方式を利用したファイル共有サービスについて複数組織が共同で安全に利用するための方法について検討し,その有効性について評価した.クラウド上のオンラインストレージを安全に利用するために,暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)を利用してクライアント側でアクセス制御付きの暗号化を行うシステムの研究開発を目的としている.具体的には,単一の組織内でのファイル共有をする従来のモデルではなく,管理が異なる組織が連携してCP-ABEを用いたファイル共有を実現するための手法について検討を進める.本年度は研究代表者の転職に伴い,開発初期に利用することを想定していた従来までの研究環境を利用できなくなったため,研究開発用の実験用ネットワークおよびサーバ機器の整備,ベースとなるファイル共有システムの再実装を行った.さらに,複数の鍵発行機関が存在可能なCP-ABEに関する研究について情報収集を行った.また,本研究課題ではペアリングを使用した手法を実装することが想定されるため,高速なペアリングライブラリTEPLAの開発手法について,東邦大学で開催されたTEPLAハッカソンに参加することで習得している.本年度は管理が異なる組織が連携するために秘匿性と検索能力を兼ね備えた方法についても検討を行った.具体的は検索の効率を良くした形でCP-ABEによる暗号化機能を使う方法と暗号化したままで検索できる検索可能暗号の性能について評価を行った.この成果の一部は,2015年11月に査読付き国内会議で報告している.研究代表者の転職に伴い,開発初期に利用することを想定していた従来までの研究環境を利用できなくなったため,開発環境の構築への時間が余分に必要になったため.それ以外の情報収集や開発について概ね順調であり,全体の研究期間に影響する大きな遅れにはならないように努める.クラウド上のオンラインストレージを安全に利用するために,暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)を利用してクライアント側でアクセス制御付きの暗号化を行うシステムの研究開発を目的としている.具体的には異なる複数の組織が混在した環境でファイル共有を行うモデルについて検討を進める.本年度は平成27年度に再実装したファイル共有システムをベースにして,システム上でやり取りするリストファイルと呼んでいる暗号化されたディレクトリ情報を分割管理する方法について検討・評価した.これは,本課題でやり取りする組織が増えることで柔軟にリストファイルを送受信できる必要があると考えたからである.本成果および他の新世代暗号の利用についての検討について,2016年9月に開催されたMATワークショップ2016で口頭報告した.さらに、実装技術については前年度から引き続きTEPLAに関する技術を確認し,プロキシ暗号などシステム中で応用できる可能性があるものを作成している.また,本システムではハイブリッド型の暗号化の仕組みを前提としており,その中で用いる可能性がある共通鍵ストリーム暗号について安全性評価も実施している.これらの成果のうちRC4暗号に関する安全性評価は電子情報通信学会の英文論文誌に採録されている.また,ストリーム暗号において中間一致攻撃が可能となるモデルの提案および重要な暗号方式であるGrain v1へ適用した結果は国内学会で発表している.複数の鍵発行センターを用いるモデルについて検討が遅れており,ベースとしたシステムへの実装・評価も遅れてしまっている.クラウド上のオンラインストレージを安全に利用するために,暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)を利用してクライアント側でアクセス制御付きの暗号化を行うシステムの研究開発を目的としている.具体的には異なる複数の組織が混在した環境でファイル共有を行うモデルについて検討を進める.本年度は申請時にアイディアを示した「暗号化手順を工夫することで複数組織に対応する方式」について安全性について検討し,複数組織の属性のAND表現を利用する場合に課題があることがわかった.さらに,調査をした結果Decentralized ABEと呼ばれる方式が本課題と親和性が高いことがわかり,その中でも既存のライブラリで実装可能なLewkoによって提案された方式を実装・評価を行っている.この研究結果については,2018年3月に開催された情報処理学会IOT研究会にて発表した.また,複数の組織間でデータを安全に共有する方式についても並行して検討を行った.エッジコンピューティング基盤において鍵発行センターを仮想マシンとして実装したときの評価,暗号化した状態でデータを検索および集計するための暗号化方式に関して検討し,本課題の方式で共有した暗号化鍵を用いた連携に関する可能性を示した.さらに,本システムではハイブリッド型の暗号化の仕組みを前提としていることから,その中で用いる可能性がある共通鍵ストリーム暗号に関する安全性評価手法の検討も実施している.これらの成果は数回に分けて国際会議および国内学会で発表している.なお,国際会議(ポスター発表)で発表した研究成果に対して,IWSEC 2017 Best Poster Awardが授与されている.Dropboxに代表されるオンラインストレージサービスが普及してきている.このようなサービスではストレージの管理者によりデータを覗き見られる危険性があることから,ユーザ側で暗号化してデータを保護するシステムが注目されている.本研究では,暗号文ポリシー属性ベース暗号(CP-ABE)と呼ばれる暗号化方式を利用したファイル共有サービスについて複数組織が共同で安全に利用するための方法について検討し,その有効性について評価した.本年度調査した複数の鍵発行機関が存在可能なCP-ABEに関する研究について手法について整理し,実装を伴う性能評価を行う予定である.

また,その際に本課題の申請書に記載したシンプルなモデルも実装・評価を行う予定である.また,それぞれの手法の安全性についての検討も行う.複数の鍵発行センターを用いるモデルについて,自身での方式についての検討が終わらずとも,まずは他の研究グループが提案している方式を実装・評価するところから始めることで実装技術について確認を行うようにする.その上で、申請書で概要を書いている方式を詳細化し,比較を行うようにする.その他,提案方式の安全性評価,研究課題に関連する要素技術の評価なども引き続き行っていく.情報セキュリティ
協同学習場面における生徒同士の相互質問を促進させる介入プログラムの開発

本研究の目的は、学習場面における仲間同士の相互質問を抑制する原因を明らかにし、これを克服するための介入プログラムを開発、実践することであった。研究1では、仲間同士の相互質問に影響を及ぼす態度要因について性差、発達差の影響も踏まえて検討した。その結果、青年期に近づくにつれて質問に対するネガティブな態度が抑制要因として作用することが明らかになった。研究2では、仲間への質問に対する態度の変容を目的とした授業プログラムの介入実験を行った。その結果、プログラムの実施前と実施後では仲間への質問に対するポジティブな態度が有意に上昇した。研究3では、特に質問内容の質の向上に焦点を当てたプログラムの介入実験を行った。質問生成の認知的枠組みの形成を支援する教材を使用する授業を行った結果、教材適用前と比べて教材適用後に生成された質問の方が、より具体的で良質の質問であると評価された。以上の3つの研究により、仲間との相互質問の量と質両面の向上を目ざしたプログラムを開発するという本研究の目的は概ね達成された。本研究の目的は、協同学習場面における学習者同士の相互質問を抑制する要因を解明し、さらにその抑制要因を克服するための介入プログラムの開発とその効果の検証を行うことであった。平成22年度は、平成23年度に行うプログラム開発のための基礎研究として、協同活動に対する認識を校種・学年間で比較した。また、もし校種・学年間で差異が見られるのであれば、この認識の違いには求められる授業の形態が校種・学年間で異なっていることが原因であることを予想し、検討した。その結果、小学校から中学校へと学年が上がるに従って質問行動を含む協同活動に対する有効性の認識が低下すること明らかになった。さらに、質問行動、さらに協同活動に対する教師の認識と児童・生徒の認識には相関関係がみられることが明らかになった。これらの結果から、協同学習において学習者同士の相互質問が生起しにくいのは、主に中学生において顕著であり、友人への質問があまり役に立たないと認識していることが原因であることが示された。また、こうした生徒同士の相互質問に対するネガティブな認識は、教師の指導的介入により克服できることが示された。上記の調査研究に加え、短期大学の学生を対象として、今回開発する介入プログラムの効果を検討する予備実験も行った。その結果、授業における介入プログラムの導入が学習者の動機づけを高め、個別学習よりも高い学習成果をあげることが確認された。平成22年度は以上の研究を実施したが、これらの研究で明らかになった結果は、平成23年度に実施予定の研究を推進する上で重要な基礎情報を提供した。平成23年度は、前年度に明らかになった協同学習場面における仲間への相互質問を抑制する要因の結果を踏まえて、これらを克服する教育プログラムの開発を中心に研究を行った。研究1では、仲間への質問に対する態度の変容を目的としたプログラムの介入実験を行った。このプログラムの特徴は、授業開始前のエクセサイズの実施、互恵的作業の導入、平等な質問-回答機会の提供等である。プログラムの実施前と実施後における仲間への質問に対する態度を比較した結果、プログラム実施後に仲間への質問に対してポジティブな態度を持つ傾向が有意に上昇していた。一方で、「何を質問して良いのかわからない」のような質問生成段階におけるネガティブな態度を持つ傾向も有意に上昇していた。この結果は、実施したプログラムが、仲間に質問する機会を提供するものであり、且つ質問の表出段階で問題となる態度の変容のみに焦点を当てるものであったことが考えられる。つまり、質問行動の表出段階における抑制要因の克服には効果があるものの、質問生成の支援までするものではなかったために、仲間に対する質問の機会を増やすことが逆に困惑に繋がったためではないかと思われた。そのため、研究2では、特に質問内容の質の向上に焦点を当てたプログラムの開発を試みた。プログラムの具体的な内容は、中学校の国語科の授業において質問生成の認知的枠組みの形成を支援する教材を使用するというものであった。教材適用前と教材適用後で、生成された質問内容の質に違いがみられるかを検討した結果、教材を使用しない場合の質問と比較して教材を使用した場合の質問の方が、質問対象者がより具体的で良質の質問であると評価する傾向が有意に高いことが明らかになった以上の2つの研究により、平成23年度に設定した仲間べの相互質問の量と質両面の向上を目ざしたプログラムを開発するという目的は概ね達成され、一定の成果を挙げた。
蛋白質アミロイド凝集形成配列とその構造・物理化学的性質に関する研究

本年度の研究では、非病原性アミロイド線維を形成するウシ・βラクトグロブリンとそのペプチド断片、また、新たにヒト・メディンペプチド(こちらも非病原性)を材料にし、それぞれのアミロイド線維の立体構造に関する情報とその構築原理について、以下の手法により研究を行った。また、ケンブリッジ大学、クリストファー・ドブリン教授、ミカエレ・ヴェンドロスコロ博士と共同し、アミロイド形成に直接関与するアミノ酸配列領域について、予測プログラムの構築に関する研究を進めることができた。1)リジン側鎖の露出度アミロイド線維状態におけるリジン側鎖の露出度について、βラクトグロブリンを用いて検討した。その結果、以外にも線維中ではリジン側鎖の露出は、多くなく、一方、均質な修飾物がえられなかった。この結果から、アミロイド線維構造の不均一性が存在するか、リジン側鎖が分子内部に比較的よく埋もれていることが示唆された。2)継代的微量シーディングによる線維の均一化この研究を行うため、材料としてヒト・メディインのペプチド断片を用いた。これは、本ペプチドが7残基と比較的短く。構造均一性を保持することが可能と考えられたからである。しかしながら、予想に反し、メディインのペプチドの線維形成速度には、非常にばらつきがあり、且つ、シーディング効果も制御しづらいことが分かった。つまり、本ペプチドのアミロイド線維形成において、構造不均一性は、そのエネルギー地形にとって、本質的な性質であることが示唆された。現在、この予想の信憑性について、X-線繊維回折などを利用し、解析することを計画している。アミロイド線維形成反応は、水溶液中で進行する蛋白質の不活性化会合現象の一つである。この会合体は、不定形のアモルファス凝集と異なり、幅数十ナノメータのβシート構造からなる細線維を形成する。アミロイド線維の形成機構を研究することは、水溶液中での真の蛋白質の構造・物性、並びに病気との関係を理解する上で重要である。ここでは、非病原性アミロイド線維を形成するβラクトグロブリンを用い以下の成果を得た。1.アミノ酸配列の物理化学的特性やその動力学的性質とアミロイド線維形成機構の関係について調べることを目的として、以下の実験を行った。まず、βラクトグロブリン由来の様々なペプチドを調製し、そのアミロイド線維形成傾向について調べた。その結果、比較的高い疎水性度を持つ天然状態でA,G,Hストランドに相当するペプチドにおいて、アミロイド線維が形成されることが分かった。しかしながら、それ以外の疎水性度の比較的低いペプチド断片では、凝集体形成傾向も低かった。2.Aストランド由来のペプチドから作られたアミロイド線維をβラクトグロブリンが入った溶液中に添加することで、蛋白質全体のアミロイド線維形成が促進された(クロスシーディング効果)。これにより、Aストランドに相当する配列領域がβラクトグロブリンのアミロイド線維形成に直接、関与していることが示唆された。2.アミロイド線維を形成したβラクトグロブリンを含む溶液中にリジン側鎖を特異的に修飾するFITC蛍光色素を添加し、個々のリジン残基の溶媒露出度を調べた。修飾されたリジン残基はアミロイド線維内において、溶媒に露出していると考えられる。現在、トリプシン分解と蛍光分光ならびに質量分析によって、蛍光修飾されたリジン残基の位置を同定している。概ね、上記1,2と整合性のとれる結果が得れられている。来年度においては、個々のリジン残基の化学修飾の速度などについても検討する。
固液界面の関与する新しい化学発光系の開発と応用

本申請者は平成4年度に引き続いてビアクリジニリデンのN,N'-二置換体(BA)が非極性溶媒中空気存在下で活性アルミナ表面の関与する新奇な発光、吸着発光及び脱着発光についての機構の解明と、更に同様の発光を示す系の開発等について研究を行い、以下に記すような成果を得た。1.吸着剤としての固体酸化物の吸着発光に及ぼす影響の検討:固体酸化物は構成する金属原子により酸化・還元能が異なる。アルミナの他に酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン等各種の無色の固体酸化物を用い、BAの吸着発光をアルミナと比較検討した。この際金属酸化物の酸化活性の指標とされる金属イオンの電気陰性度に対して発光強度をプロットするとアルミナの頂点とする山型を形成するという興味深い結果を得、吸着発光について大いに考察を深めることができた。2.BA以外の基質の開発を目指して種々の化合物について検討し、いくつかの化合物が同様の発光系となることを認めたが、一例としてBAのベンゾローグであるビキノリデン(BQ)及びビイソキノリデン(BIQ)をとりあげた。酸化体であるジカチオンBQ^<2+>及びBIQ^<2+>塩をそれぞれ合成し、Na_2S_2O_4を用いて電子的に還元を行なった。BIQ^<2+>については脱酸素下でBIQが得られたが、これは酸素との反応性が大きく、アルミナ等の存在がなくても非極性溶媒中、空気中の酸素と反応して発光する。一方BQ^<2+>については一電子還元体であるBQ^+が微量の酸素によりBQ^<2+>に酸化されBQを得ることはできなかった。これらはサイクリックボルタモグラムの検討から説明できた。3.単離されたBIQは三重項状態にあって分子状酸素と反応してジオキセタン型の発光鍵中間体を経て発光すると思われたが、ESRによる確認は行なわれておらず、この発光反応の機構は今後の検討に値するものである。本申請者は1989年にNN^1-二置換のビアクリジリデン誘導体(BA)が非極性溶媒中、酸素存在下で活性アルミナ表面に吸着する際、強い瞬間的発光とそれに続く弱いが発光時間の長い発光を示す新しい化学発光系を見出した。この現象の全体像を明らかにし、更に発展させるための検討により、以下のような結果を得た。1)吸着剤としての固体酸化物の吸着発光に及ぼす影響:固体酸化物は構成する金属原子により、酸化・還元能が異なる。Al_2O_3の他MgO、ZnO、TiO_2など各種の無色の固体酸化物を用い、BAの吸着発光をルミカウンターを用いて検討した。その結果固体酸化物の吸着体としての能力(吸着量や強度)並びに酸化・還元能力が、発光強度及び発光持続時間に影響を与えていることが明かとなった。2)ビアクリデン類(BA)の他に基質を開発する目的で、BAのベンゾローグであるビキノリデン(BQ)及びビイソキノリデン(BIQ)の合成を行なった。二電子酸化体のBQ^<2+>、BIQ^<2+>をそれぞれ合成し、Na_2S_2O_4を用いて電子的還元を行なった。BIQ^<2+>については酸素を除いた雰囲気で還元体BIQが得られたが、BQは非常に酸化されやすく、BQ^<2+>への逆反応が進行しBQは得られなかった。

このような差異は、本研究費で設置が可能になったサイクリックボルタンメトリー(CV)での測定により、還元のピーク電位がBIQ^<2+>では-0.5-0.7V、BQ^<2+>では-0.8-0.9V(Ag^+/Ag)と得られ、BQ^<2+>の還元体が不安定であることを示した。3)単離されたBIQはビラジカル状態にあり、BAと異なって空気に触れると中性溶媒中で非常に強い発光を示すことが認められた。BAとBIQの酸化反応に対するこの違いはCV測定の結果からBIQ^<2+>では-0.5-0.7Vに対してBA^<2+>では-0.3-0.5V(Ag^+/Ag)とわかり、これに基づいて説明できることが明らかとなった。またBIQ^<2+>のラジカル発光機構も明らかにした。1.本申請者はN,N'-二置換のビアクリジニリデン誘導体(BA)が非極性溶媒中、空気存在下活性アルミナを加える時に、強い黄緑色の化学発光を示すという新奇な現象を見い出して機構を明らかにし、吸着発光と命名した。即ちBAがアルミナ表面に吸着する時、同様に吸着している分子状酸素によって電子的に酸化され、ビアクリジニリデンのカチオンラジカルBA^+を経てジカチオンBA^<2+>へと変化し、一方酸素はスーパーオキシドO_2へと還元される。このBA^+がアルミナ表面の塩基性点から電子をもらってビアクリジニリデンの励起状態BA^*を生成して発光体となる。2.更に吸着の際に生成するBA^<2+>を極性溶媒で脱着する際に青白い発光も示すことを見い出し、これを脱着発光を命名した。BA^<2+>とO_2が脱着の際に反応して、アクリドンの励起状態を生成して発光を示すのである。3.吸着発光は溶媒、基質、アルミナ、酸素の中のいずれか1個が欠けると発光せず、再び添加することによって発光し、繰り返しが可能であり実用光源への応用に大きな道を開くものである。4.BA以外の化合物も同様の発光系をつくることができ、アルミナ以外の金属酸化物も同様の働きを示すが、BAとの組み合わせではアルミナが最も適していることがわかった。5.吸着発光の際に生成するO_2はアルミナスラリー中で非常に安定であり、ESRで確認したが、室温放置の際に1ヶ月間にわずか40%しか減少しないことを認めた。6.BAと同様な基質の一例としてBAのベンゾローグであるビキノリデン(BQ)及びビイソキノリデン(BIQ)を得るため、それぞれ酸化体であるBQ^<2+>,BIQ^<2+>の塩を合成しNa_2S_2O_4を用いての還元によって得た。BAと比べてBIQは非常に酸素との反応性が大きく、非極性溶媒中で直ちに発光を示した。この分子状酸素による発光機構については今後検討に値する。