hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
芳香族炭素資源高度利用のための機能開発

有機資源を再評価し、その高度利用を目的とする研究の一貫として有機芳香族系、複素環系化合物資源および有機ケイ素化合物を中心にそれらの高付加価値化のための機能付与、高度利用を検討した。【i】阿河等は新規補酵素PQQの基本骨格を持つ種々の複素多環系オルトキノン化合物を合成し、とくにミセル場下での触媒的酸化機能を検討した。【ii】米田等はチエノ[3,4-c]チオフェン誘導体の合成に成功し、その電気化学的研究から空気中で安定かつTTFより電子供与性に富む物質群を得、江口等はホモアダマンタン系化合物を取り上げ、4-アザホモアダマンタノ[4,5-b]ジヒドロイソキノリン-1'-オン系など一連の新合成法を見出している。【iii】伴等は新たに開発された光異性化反応を利用し、生成する9員環ラクタムに対する新電子反応を検討し、1-Acetylaspidofractinine,Deoxyaspidodispermineの合成に成功しまたマイトマイシンの合成研究中に見出した「十字交差反応」の利用を検討している。また丸山等はハロゲノキノンとオレフィンとの系に光反射による電子移動を行わせ、その縮合反応を行わせる方法をとり、たとえばシリルエノールエーテル系で新しいβ-ケトキノン類の合成法を開発している。また田丸等は遷移金属、pdを触媒として芳香族化合物と、オレフィン,不飽和アミン,不飽和アルコールとの選択的反応を見出し、2位に芳香環をもつ含酸素複素環,含窒素複素環化合物を合成し、またこれらのフォトクロミック機能の開発研究を行っている。石川等はまたジシランフェニレンポリマーの感光性特にポジ型レジストへの応用に着目し、このものの溶液中またはフィルム中での光への挙動を解明している。【iv】内田等はカーボンファイバー表面処理として鉄コーティングの新しい方法を見出し複合材料への利用を提案している。
監視カメラのための情報復元技術の研究

本研究は、防犯カメラの画像を用いた犯罪捜査において、画像に含まれる情報を最大限に抽出することを目的としたものである。具体的な研究テーマは、位置依存なPSFと非線形性を考慮した画像復元技術、白黒防犯カメラで撮影された対象の色情報の推定、低解像度画像に写された自動車のナンバープレートの読み取りであり、これら3つのテーマで成果を得た。監視カメラ画像の復元技術に関しては、M配列によって作成された画像パターンを使用して、画像位置によって変化するPSFを効率的かつ正確に計測する手法を開発した。この手法は従来の点光源を用いる方法に比べて効率がかなり良く、位置依存PSFの測定法としては有望な手法であることが分かった。この手法による画像の復元結果も優れていた。この成果は国際学会で発表した。画像復元技術に関して、当初の計画には無かったことであるが、低解像度で撮影された目視では視認できない車両のナンバープレート画像の数字を推定するという問題に取り組んだ。本研究では、従来からよく行われているような計算機の中で画像を復元するアプローチを取らず、候補となりうるナンバープレートを実際に撮影して得られる画像を比較することを行った。実験により、このアプローチが実際的には大変有効であることが確認された。これまでの実験で得た予備的な結果は国際学会で発表した。白黒監視カメラからの色情報の復元技術に関しては、校正板と呼ぶ分光反射率が既知の区画で構成された反射板を用いて、対象の色を推定する手法を開発した。今年度は基本部分の理論的な考察を終え、それに基づいていくつかの実験を行った。その結果、照明光にあまり変動がない場合で現も比較的多くの色に関する情報が得られることが分かった。これらの理論と実験結果をまとめて国際学会で発表する共に、学術論文として論文誌に投稿し掲載された。監視カメラ画像の復元技術に関しては、前年度、画像位置によって変化するPSFを効率的かつ正確に計測する手法を開発したが、今年度からこの測定法を効率的に実行する方法を検討すると共に、測定されたPSFを用いた画像復元手法についても検討している。これは、推定計算のループの中に実際のカメラを挿入しようとするもので、その予備実験の計画を現在進めている。画像復元技術に関しては、前年度に行った、低解像度画像からのナンバープレート画像の数字を推定する手法を学会で発表した。このテーマに関しては、ナンバープレートの数字パターンを精度よく動かし、それらを撮影した画像を調査する実験を行うことで、この手法の限界と可能性を見極めることを計画し実行中である。次のステップとしては、この実験の結果を受けて、さらに精度の良い推定方法を考案する予定である。白黒監視カメラからの色情報の復元技術に関して、前年度開発した校正板による物体色の推定をと特許出願するとともに、物体色とフィルタの有効な選択手法を理論的に考察した。現在この選択法が有効に機能するかの検証を行っている。また本技術に関連して開発されたマルチスペクトルカメラの構成法を実験し、学会発表を行った。その他、監視カメラの画像処理に関連して、異常状態の自動検出の問題や、画像の中から特定パターンを検出する手法であるテンプレートマッチングの特性に関して実験的調査を来ない、学会で発表した。前年度までに画像位置によって変化するPSFを効率的かつ正確に計測する手法を開発したが、本年度はその次のステップとして、測定されたPSFを用いた画像復元手法について検討した。これは原画像を推定する計算のループの中に、実際のカメラを挿入しようとするものである。それを実行する実験系を作成し、予備的な実験を行ったが、ディスプレーのダイナミックレンジの問題から、有効な結果が得られていない。狭いダイナミックレンジ(輝度の範囲)の画像を用いて原理的な有効性を検証すべく、引き続きそのような実験を計画している。画像復元技術に関しては、低解像度画像からのナンバープレート画像の数字を推定する手法の限界を調査する実験を行うとともに、現実的な条件での実験も複数回行い、実用性を検証した。この結果は現在国際学会に投稿しているところである。この手法を基にさらに精度の良い推定を行うために、間違いやすさのネットワークを用いて推定する方法を考察しており、有効な結果を得ている。この結果も近く論文として投稿する予定である。白黒監視カメラからの色情報の復元技術に関して、前年度に校正板により物体色の推定を行う手法を特許出願したが、本年度はこの対応を行った。またこの技術に関しては校正板の最適な選択法の考案・実験も行った。さらにこれに関連した技術としてマルチスペクトルカメラの構成法も研究してきたが、その原理はあらかじめ特許として出願してあった。本年度中にその米国特許が成立した。
西欧魚類標本と江戸期博物図譜の現存資料調査に基づく江戸博物学の再評価

本研究は、18世紀後半から19世紀前半にかけて、博物学発展の中で日本産魚類を扱った初期の研究史についての調査に取り組んだものである。特に現地調査では、西欧の学術機関を訪問し、そこに現存する日本産魚類標本並びに江戸時代の博物図譜や文献資料を調査した。その結果、従来存在が確認されてこなかった初期の日本産魚類研究に関する現存資料の行方と、日本の魚類研究史の一端を明らかにすることができた。本研究は、18世紀後半から19世紀前半にかけて、博物学発展の中で日本産魚類を扱った初期の研究史について取り組んでいる。特に、西欧に現存する日本産魚類標本並びに江戸時代の博物図譜や文献資料を調査し、それらの資料が日本産魚類の研究及び命名記載論文に利用された研究過程を明らかにすることを目的とした。2010年度に文献資料調査及び魚類標本資料調査のために訪問したのは、以下の研究機関である:スウェーデン、ウプサラ大学図書館、自然史博物館;ドイツ、ベルリン州立図書館、ベルリン自然史博物館;フランス、パリ国立自然史博物館図書館;イギリス、大英図書館。特に、ウプサラとベルリンに現存する日本産魚類標本資料は、シーボルトによる日本産魚類研究に先行する貴重な資料である。さらに、それらの学術資料の意義、すなわち現在も学名を担うタイプ標本であることが、本研究による現地調査で再確認された標本資料もあった。また、文献資料の調査によって、日本から西欧にもたらされた当時の国際関係や人物交流など、日本産魚類研究の背景や資料の移動の経緯も少しずつ明らかになってきている。そして標本資料とともに西欧に持ち帰られた江戸時代の図を中心とする資料が、西欧科学者らに研究資料として活用されていたことが分かってきた。当時の日欧交流史研究は、自然史研究において、特に植物学の分野から詳細な調査研究が行われているが、魚類学の分野からのアプローチも日欧交流史の解明に貢献できることが予測される。本研究の成果の一部として、2010年度日本魚類学会年会(於三重県)と第4回ヨーロッパ科学史学会国際大会(於スペイン、バルセロナ)にて口頭発表を行った。2011年も、西欧研究機関での現地調査と資料の分析を更に進める予定である。本研究は、18世紀後半から19世紀前半にかけて、西欧を中心に発展した博物学の中でも、特に日本産魚類を扱った初期の研究史について取り組んだものである。2011年度の研究では、2010年度に行った研究のテーマを継続しながら、新たに複数の西欧学術機関を訪問し、現地調査を実施した。本研究によって、従来存在が確認されてこなかった初期の日本産魚類研究に関する現存資料の行方と、日本の魚類研究史の一端を明らかたすることができた。2011年度に文献・図譜資料調査及び魚類標本資料調査のために訪問したのは、以下の研究機関である:ロシア、ロシア科学アカデミー動物部門、ロシア国立図書館(いずれもサンクトペテルブルグ);ドイツ、ライプチヒ大学、ベルリン自然史博物館;フランス、パリ国立自然史博物館、同図書館;イギリス、大英図書館。これらの学術機関で調査した魚類標本資料、文献・図譜資料の中には、クルーゼンシュテルンの航海で来日した博物学者らによって持ち帰られた資料が含まれていた。まだ西欧諸国に現存する関連資料があり、今後も本研究を継続して行う必要性が判明した。また本研究によって得られた資料の分析を元に、これから論文等による研究成果の発表を行っていく予定である。また、本研究の成果の一部として、日本動物分類学会第47回大会(於沖縄県、琉球大学、)2011年度日本魚類学会年会(於青森県、弘前大学)と第2回独自性・文化・領域国際シンポジウム「知識の可動性と循環」(於フランス、パリ第7大学)に参加し、口頭発表を行った。
コーパスを活用したフレイジオロジーに基づく英語指導法の開発と検証

従来の英語教育は文法偏重傾向が強いが、実際の言語使用は、文法規則よりはるかに、フレーズ、定型表現や連語などと呼ばれる意味のある高頻度の語連鎖の組み合せに依存していると考えられる。本研究では、このフレイジオロジーの理論としての妥当性を自編および既存コーパスで検証し、本理論に基づく英語教育の再構築を目標とした。分野別論文における定型句の抽出と分析、および論文作成過程における誤用・頻用分析から、前置詞句・句前置詞と受動形の定型連鎖の特徴を指摘し、汎用コーパスにみる類義定型句の使い分けを通して理論の妥当性を示した。さらに、大学英語教育一般のためにコーパスを利用した定型表現習得用教材を開発した。本研究では、究極目標として「コーパスと辞書で自立して楽しく英語使用ができるようになる」ことを設定し、個別目標に、(1)コーパスを利用した英語研究のための指導法と教材の開発と(2)フレイジオロジーに基づく英語教育の推進を掲げている。(1)を達成するために、(1a)ESP:学術論文作成へのコーパス利用と(1b)EGP:大学英語教育一般へのコーパスの導入についての研究と実践を行う。本研究では、究極の目標として「コーパスと辞書で自立して楽しく英語が使えるようになる」ことを設定し、個別目標に、(1)コーパスを利用した英語研究のための指導法と教材の開発と、(2)フレイジオロジーに基づく英語教育の推進を揚げている。(1)を達成するために、(1a)ESP:学術論文作成へのコーパス利用と(1b)EGP:大学英語教育一般へのコーパスの導入についての研究と実践を行ってきた。本年度は、(2)の一環として、自作コーパスCEAP(Corpus of English Academic Papers:学術誌掲載英語論文約1億語)における4語連鎖をソフトウェアn-gram makerを用いて抽出し、文学・歴史系、経済・経営系、社会学系、自然科学系の定型表現リストを作成した。その結果、前置詞句の多用が見られた。その中から、as a function ofの使用をとらえ、一般に学術論文に想定される「の関数・機能・産物として」(捉える)以外に「に呼応して・次第で・によって・ごとに」(変わる)を表す句としても多用されていることを指摘した。また、受動表現にも着目し、it should be noted thatの多用にも着目し、it must be noted thatとの機能的相違を、用例から質的に指摘した。また、特に受動形を取り上げ、ディスコースやレジスターと言語算出との関わりを研究する必要性についても論じた。本年度は、第1年目として、まず、(1a)のうち、大学院生の修士論文作成過程の英語ネイティブチェックによる誤用分析資料を収集した。さらに、従来の誤用分析結果を踏まえて、誤用は正書法(ピリオド、コロンなどの使い方)を除くと、冠詞に次いで前置詞の誤りが顕著であることが分かった。さらに正書法の誤りを除いて、論文における誤用全体を、エッセイからなる誤用分析のためのコーパス(ICLE)と比較すると、両者の資料で傾向が似ており、また、個々の前置詞の使用頻度を既存の論文コーパス(FLOBのJ)と比較すると、at, of, withは頻度が低く、逆にfor, inは頻度が高いことが分かった。誤用頻度を見るとin Figure/ Table/ the textbookやat the rate/ stageにおけるinやatとすべきところonが用いられる誤りに特徴があり、これらは日本語の「上にある」という感覚が影響した母語干渉によって起こったと考えられる。またフレーズの認識不足例としてhave an awareness of[forを誤って使用]、play an importantrole in [forを誤用]、the need for[ofを誤用]などがあり、フレイジオロジーに基づく英語教育の重要性と実践を紹介した。その他、(1b)の実践例紹介と(2)を推進するための講演等を行った。従来の英語教育は文法規則偏重傾向が強いが、実際の英語使用では文法規則に加え、決まった語の連続(フレーズ・定型句・連語)を多用し発話や文章作成を行うことが多い。このフレイジオロジーの妥当性をコーパスで検証し、その理論に基づく英語教育の再構築を目的に研究を進めた。

第一に、大学英語教育一般と論文作成指導で実践するための定型句の分析と、理論としてのフレイジオロジーの提示、第二にコーパスを利用した教授法と教材の開発研究と現場での実践、第三に論文作成過程における誤用・頻用分析のまとめを行った。定型句の分析では、自作論文コーパスCEAP(Corpus of English Academic Papers:学術誌掲載英語論文、総数約1.5億語)から4語連鎖に加え、3語・5語連鎖を抽出し、文学歴史系、経済経営系、社会学系、自然科学系別に高頻度定型句リストを作成した。さらに、自作ミニ学習者論文コーパスCOLP (Corpus of Learner Papers:修士論文作成過程誤用修正付コーパス、総数約45万語)の拡充と同時にCEAPとの定型句比較も充実させた。結果として前置詞句と受動構文の使用に特徴がみられ、レジスター、ディスコース、コロケーションの視点から相違を論じた。理論面では、言語使用は、実際の使用状況(レジスター)に応じて、言葉の流れ(ディスコース)の中で、言語固有の統語規則(シンタックス)と語の慣用的組み合わせ(コロケーション)の選択が行われた結果であるという前提にたち、フレイジオロジーを人間の言語生成を担う機能の一部と捉えなおして説明した。実践では「コーパスと辞書で自立して楽しく英語が使えるようになる」ことをスローガンに、作成した教材に基づいて、英語授業を展開した。教材は、大学英語教育一般に汎用コーパスを組み込んで、定型句・コロケーションを習得できるよう配慮した。英語コーパス言語学教育面では各種実践を行ってきたが、指導書(教材)にまとめる作業が遅れている。また、自作1億語強のコーパスデータを利用した分析と教育への応用が進まなかった。データ収集、分析と教育面での実践を行い、学会発表は行ってきたが、コーパスを英語教育に活かすための指導書(教材)作成のための授業実践による検証作業が未完了で、指導書にまとめる作業が遅れている。昨年度はフレイジオロジーを英語教育に応用するための理論分析とそれに基づくいわゆる一般の英語教育における実践、論文における誤用分析は一定進展して、研究発表を行うことができた。他方、自作1億語強のコーパスからのデータ抽出に関しては、ソフトは完成したが、実際の抽出作業までは進まなかった。最終年度としてコーパスを英語教育に活かすための指導書(教材)の刊行を行うとともに、自作1億語強のコーパスデータを利用した分析と教育への応用成果を発表する。引き続き、誤用分析の充実とフレイジオロジーに基づく英語使用実態に関する基礎研究を進める。海外での国際会議の発表を行うとともに、コーパスを英語教育に活かすための指導書の刊行を行う。自作1億語強の英語論文コーパス(CEAP)と大学院生のリサーチペーパー(修士論文)における英語の誤用や英語使用の特徴の分析を続ける。自作コーパスを利用したフレイジオロジー抽出と分析、論文における誤用分析のための資料追加と分析、それらの研究成果の公表、英語教育への更なる応用実践と実践を踏まえた教材づくりに取り組む。
超高強度レーザー生成高密度高エネルギーイオンによるビーム様核融合反応に関する研究

本研究の目的は短パルス超高強度レーザーとプラズマの相互作用による高密度高エネルギーイオンの生成とそれによるビーム様核融合反応について実験的に調べることである。平成9年度においては、高強度レーザーと重水素置換プラスチックターゲットを使用して重水素-重水素のビーム様核融合反応中性子を観測した。平成10年度はレーザー条件を変化させたり、解析コードを開発することにより、超高強度レーザーによるイオン加速の機構を調べた。大阪大学レーザー核融合研究センター既存の1TW/100pSのレーザー光を重水素置換プラズマに強度2×10^<17>W/cm^2で照射したところ、レーザーは自己集束し強いポンドラモーテイブ力によりイオンが加速されビーム様核融合反応による中性子を観測した。また30-100TW/0.5psのガラスレーザーを照射強度10^<18>-10^<19>W/cm^2の強度で重水素置換プラスチックターゲットに照射したところ発生数10^6個程度のビーム様核融合反応中性子を確認した。レーザーの偏光に対する照射条件を変えることにより、レーザー吸収機構の違い(JXB,vacuum heating)によるイオン加速の違いを反映した中性子スペクトルを観測した。さらに3次元モンテカルロ解析シミュレーションコードを開発し、イオンの加速方向の評価を行った。本研究の目的は短パルス高強度レーザーとプラズマの相互作用により高密度エネルギーイオンの生成とこれによるビーム様核融合反応について実験的に調べることである。初年度においては、高強度レーザーと重水素置換プラスチックターゲットを使用して重水素-重水素反応を調べた。大阪大学レーザー核融合研究センター既存の100TW/0.5psのガラスレーザーを照射強度10^<19>W/cm^2強度で重水素置換プラスチックターゲットに照射し、発生する中性子を時間飛行計測法及びマルチチャネル中性子スペクトルメーターで計測した。その結果、発生数10^6個程度の中性子を確認した。また発生する中性子スペクトルはビーム様核融合反応を示すものであった。レーザーの進行方向に依存した形でスペクトルは変化し、発生する高エネルギーイオンが数MeVまで加速されていることを示唆するものであった。また1TW/100psのレーザー光を同様に重水素置換プラスチックターゲットに強度2×10^<17>W/cm^2で照射したところ、通常では中性子は観測されなかった。しかし予備プラズマを生成しレーザー自己集束をさせることにより10^6個程度の中性子を観測した。中性子スペクトルは同様にビーム様核融合反応を示し数100keVにイオンが加速していることを示唆するものであった。
ビスアミジン骨格を設計基盤とする動的反応場制御を指向した不斉触媒の開発

現代の分子触媒に求められる高効率性や低環境負荷を達成するために、本研究では、触媒調製条件に応じて異なる不斉触媒能が発現する『動的反応場制御』に立脚した不斉分子触媒を開発した。さらに、その特徴を活かした化学選択的・立体選択的不斉反応を達成するとともに、理論的検討によって複合酸機能や水素結合ネットワークに基づく立体選択性の要因について解明した。具体的には、異なる触媒機能を合目的的に組込む触媒設計の鍵となる骨格として、キラルビスアミジン配位子を開発した。複合酸触媒や複核金属触媒を選択的に調製することで、様々な不斉反応について検討した。本研究では、金属触媒(ルイス酸)部位と有機分子触媒(水素結合)部位として働く作用点を有し、異なる不斉反応場を自在に制御可能な『動的反応場制御』を指向した分子性不斉触媒の開発を目的としている。本年度は、キラルビスアミジン骨格を設計基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒の開発を行った。キラルAg(I)-ビスアミジン触媒は、アミジン骨格の共鳴安定化構造により、ルイス-ブレンステッド複合酸触媒として作用して、インドールとニトロアルケン、α-置換-β-ニトロアクリレートの不斉Friedel-Craftsアルキル化反応において、高い不斉触媒能を示すこと見出した。それぞれの反応基質に対して、対アニオンを適切に選択することで、90% eeを超える高いエナンチオ選択性を達成している。触媒活性種探索の一環として、不斉配位子と生成物の鏡像異性体過剰率の相関関係について検討したところ、より強い配位性溶媒にてより直線的な線形性を示し、Ag(I)とビスアミジン配位子が1:1で錯形成した単量体が触媒活性種であると考えられる。さらにDFT計算によって、Ag(I)中心とブレンステッド酸性を示すNH部位が協働的に求電子剤を活性化し、末端N上置換基との立体反発によって立体選択性が制御されていることを見出した。また関連研究として、PyBidine-Cu(II)錯体による不斉[3+2]付加環化反応について理論的検討を行い、同様にCu(II)中心とイミダゾリジンNH部位との水素結合が協働的に作用していることを解明した。ルイス-ブレンステッド複合酸としての触媒機能を見出し、類似の不斉反応の例とも併せてDFT計算を実施し、ルイス酸と水素結合の協働作用による立体制御機構を解明した。『動的反応場制御』を指向した分子性不斉の1つの設計指針を確立し、順調に進展していると判断できる。本研究では、金属触媒(ルイス酸)部位と有機分子触媒(水素結合)部位として働く作用点を有し、異なる不斉反応場を自在に制御可能な『動的反応場制御』を指向した不斉分子触媒の開発を目的としている。昨年度は、ビスアミジン骨格を基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒を開発し、ルイス酸中心とブレンステッド酸性を示すNH部位の協働作用について検討した。DFT計算による遷移状態モデルから、この協働作用は活性化だけでなく多点相互作用による分子認識能を示すことが期待された。そこで本年度は、実験的な初期検討に併せて、水素結合ネットワークによる立体制御に着目した関連研究として、(1)カルボン酸ーリン酸複合触媒における協働作用、(2)4-ピロリジノピリジン触媒のジオール類に対する分子認識能などについて理論的検討を行った。(1)については、リン酸部位が反応中心として作用しつつ、カルボン酸部位と水素結合することで特異な不斉反応場を構築し、高い立体制御能を発現していることを見出した。(2)については、水素結合ネットワークを介した多点相互作用によって、ジオールが効果的に分子認識されることで、ジアシル化反応に比べてモノアシル化反応が優先することを見出した。これらはいずれも、分子性触媒が構築する水素結合ネットワークが鍵となる協働作用によって発現する立体制御や分子認識であり、本研究が目指す不斉分子触媒の開発に有益な知見を与えた。ルイス酸と水素結合の協働作用に基づく『動的反応場制御』の1つの設計指針として、分子認識能に着目し、主に水素結合ネットワークによる制御機構について一定の成果を得た。得られた知見は実際の触媒開発へとフィードバックされており、順調に進展していると判断できる。昨年度までに、ビスアミジン骨格を基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒を開発してきた。本年度は、ルイス酸部位、ブレンステッド酸部位と二点相互作用可能な求電子剤としてα-ケトエステルに着目し、斉向山アルドール反応への応用を試みた。ビナフチル母骨格のキラルビスアミジン配位子と亜鉛トリフラートより調製した亜鉛(II)-ビスアミジン触媒を用いてイソプロピルアルコール存在下に反応したところ、種々の脂肪族・芳香族置換基を有するα-ケトエステルに対して、高収率・高エナンチオ選択的に生成物が得られた(up to 98% ee)。また、シクロヘキサン母骨格のキラルビスアミジンを複核化配位子として活用し、Et2Znにょるα-ケトエステルの不斉アルキル化反応について検討した。o-MeO基、o-MeS基が導入された芳香族置換基や嵩高い脂肪族置換基を有するα-ケトエステルを用いると、高収率・高エナンチオ選択的に生成物が得られることを見出した(up to 97% ee)。

DFT計算や実験検討によって、ビスアミジン配位子:亜鉛:反応基質が1:3:1で構成される反応活性種が推定され、本触媒の複核化の効果として、アルデヒドが共存しても完全に官能基選択的にα-ケトエステルに対してのみ活性を示すことを見出した。現代の分子触媒に求められる高効率性や低環境負荷を達成するために、本研究では、触媒調製条件に応じて異なる不斉触媒能が発現する『動的反応場制御』に立脚した不斉分子触媒を開発した。さらに、その特徴を活かした化学選択的・立体選択的不斉反応を達成するとともに、理論的検討によって複合酸機能や水素結合ネットワークに基づく立体選択性の要因について解明した。具体的には、異なる触媒機能を合目的的に組込む触媒設計の鍵となる骨格として、キラルビスアミジン配位子を開発した。複合酸触媒や複核金属触媒を選択的に調製することで、様々な不斉反応について検討した。キラルビスアミジンとルイス酸の組み合わせによって発現する、ルイス-ブレンステッド複合酸としての触媒機能をさらに進展させる。具体的には、ルイス酸部位、ブレンステッド酸部位と二点相互作用可能な求電子剤に対して、様々な求核剤による不斉反応を検討する。併せて、ビスアミジン配位子を設計基盤とする複核金属触媒や酸・塩基複合触媒の開発も進める。また、関連の深い不斉反応についても引き続きDFT計算を実施し、複核金属部位や酸・塩基部位における協働作用による立体制御機構についてもさらに知見を深め、実際の触媒開発にフィードバックする。本年度に得られた知見を実験検討へとフィードバックすることで、ビスアミジン骨格を基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒、複核金属触媒を開発し、特に分子認識能について検討を進める。具体的には、複数の反応点を有する求電子剤に対して、多点相互作用可能な求電子部位のみ選択的に分子変換可能な不斉反応の開発を進めている。また、関連の深い不斉反応についても引き続きDFT計算を実施し、金属触媒部位や酸・塩基触媒部位における協働作用による立体制御機構についてもさらに知見を深め、実際の触媒開発にフィードバックする。有機合成、計算化学物品費のほとんどは、本研究に関わる試薬、ガラス器具などの購入費に充てられているが、本年度は、研究進捗の都合上、反応遷移状態の計算研究にも多くの時間を費やすこととなったため、相対的に実験研究に要する試薬、ガラス器具などに充てる購入費用が抑えられる結果となった。試薬などの消耗品費において端数が生じたため。本年度にDFT計算により解明した、反応遷移状態モデルに基づいて実験検討を中心に進めていくため、次年度使用額については、本研究に関わる試薬、ガラス器具などの購入費に充てる予定である。試薬などの消耗品費として使用する。
天然水中の有機物研究のための短寿命天然放射性核種を用いたマルチトレーサー法の開発

海洋における炭素循環の解明において有機物の生産速度と分解速度を把握することは極めて重要である。このうち分解速度の解明は従来、微生物による方法が中心であった。本研究では放射性物質の時間軸を用いて、分解速度を解明しようとするもので、現在までこのような視点で研究が行われている例は極めて少ない。これにより、天然水中の有機物の分解量および分解速度を定量的に把握することができる方法が確立できる。海水および湖沼水からの放射性物質測定のための有機物分離法の確立:天然水中の短寿命放射性核種であるP-32(半減期λ:14.28日)、Po-210(138日)、およびPb-210(20.4年)は極めて微量にしか存在しない。これらの分析測定のために天然水の量としては1000から3000l程度が必要である。これら大量の海水から有機物を効率的に濃縮する方法として、大量にできる連続限外ろ過法、および異なるサイズの有機物を濃縮するためのポリカーボネートのフィルターによるろ過法を検討し、有機物濃縮の条件および問題点を明らかにした。短寿命放射性核種の低バッツクグランド計測条件と核種測定条件の検討:放射性核種の測定は静岡大学放射化学研究施設のβ線、γ線(Ge(Li))測定器により、また金沢大學低レベル放射能測定施設のα線、β線(Si detectorあるいはピコベータ、γ線測定器により測定した。これらの核種の測定条件を測定試料の化合物の化学形、試料測定容器、計数効率等について検討し、特にP-32については0.03cpmの極低バックグランドでの測定を可能にした。実試料を用いたマルチ核種相互の関係の検討:駿河湾および琵琶湖において、有機物粒子およびプランクトンを捕集し、P-32,Po-210,U-238,Pb-210を測定し、これらの核種の間の有機物粒子への吸着等の挙動について検討し、Pb-210とU-238はそれぞれ、異なる挙動の可能性が示唆された。海洋生物が生産する海水中の有機物動態の複雑なシステムを定量的に把握するためには、有機物の分解速度、あるいは年齢の測定と有機物の変化に関係する分解あるいは補食の過程を区別する必要がある。そこで短寿命放射性核種であるP-32,S-35,Be-7,Th-234,Pb-210の測定と限外ろ過による有機物の分子量分画、サイズ別のフィルターを用いた有機物の分別を組み合わせることにより、天然水中(海水および湖沼水)の高分子有機物、粒子状有機物、植物および動物プランクトンの間の有機物動態の時間スケールを明らかにするためのマルチトレーサー法の確立を目的とした。(1)天然水中の短寿命放射性核種であるP-32(半減期λ:14.28日),Th-234(24.1日)およびPb-21(20.4年)を測定するための現場型の吸着ろ過システムを検討し、粒子態有機物を5つのサイズに分離できた。5つのサイズは500μm以上,500200,20020,201.2,1.2μm以下である。

(2)放射性核種、特にP-32/P-33の測定は金沢大學低レベル放射能測定施設のβ線(Si detectorあるいはピコベータ)測定器によりバックグランドおよび測定試料の形状,妨害条件等については検討を行い、0.03cpmの極低バックグランドを得た。(3)三陸沖、琵琶湖および駿河湾で,2000lの海水から粒子態有機物を分離し、P-32,Pb-210,Th-234について測定を行った。これらの放射性物質は主に小さい粒子の部分に検出された。(4)海水中の容存有機物の濃縮は、限外ろ過装置を用いる方法により行った。分子量1000,10000および100000ダルトンの膜を用いて有機物の分離を行った。その結果、海水中には10000から100000ダルトンの高分子有機物が30から45%存在している。短寿命放射性核種であるP-32,S-35,Be-7,Th-234、Pb-210の測定と限外ろ過による有機物の分子量分画、サイズ別のフィルターを用いた有機物の分別を組み合わせて,天然水中の有機物動態の時間スケールを明らかにするためのマルチトレーサー法を確立する。海水および湖沼水からの放射性物質測定のための有機物分離法の確立:天然水中の短寿命放射性核種であるP-32(半減期λ:14.28日)、Be-7(53.6日)、Po-210(138日)、Th-234(24.1日)およびPb-210(20.4年)は極めて微量にしか存在しない。ましてや、溶存有機物の部分だけを集めようとすると、さらに微量になる。そのため、大量の海水あるいは湖沼水を必要とする。天然水の量としては1000から3000l程度が必要である。これら大量の海水から有機物を効率的に濃縮する方法として、大量にできる連続限外ろ過法、および異なるサイズの有機物を濃縮するためのセルロースフィルターによるろ過法を確立した。トレーサーに使用するための放射性核種を自然試料(土壌あるいは生物試料)から迅速多量に天然放射性核種を濃縮分離する方法の確立:迅速分離濃縮方法を放射性物質が濃縮している土壌あるいは生物試料を電気炉で加熱分解し、鉱酸で抽出する方法を検討し、分離濃縮する方法を確立した.短寿命放射性核種の低パッツクグランド計測条件と核種測定条件の検討:放射性核種の測定は静岡大学放射化学研究施設のβ線、γ線(Ge(Li))測定器により、また金沢大學低レベル放射能測定施設のα線、β線(Si detectorあるいはピコぺータ、γ線測定器により測定した。これらの核種の測定条件を測定試料の化合物の化学形、試料測定容器、計数効率等について検討し、特にP-32については0.03cpmの極低バックグランドでの測定を可能のにした.実試料を用いたマルチ核種相互の関係の検討:駿河湾および琵琶湖において、有機物粒子およびプランクトンを捕集し、Be-7,P-32,Th-234,U-235,Pb-210を測定し、これらの核種の間の有機物粒子への吸着等の挙動について検討し、Th-234とPb-210は極めて類似の、P-32とBe-7はそれぞれ、異なる挙動の可能性が示唆された。
「日常生活における運動量の把握が、健康を保持増進する態度の育成に与える影響について

1.研究目的:健康の保持増進のために有効である「運動」についての量的な把握を、日常的に個人個人が行い、それを分析する課程で認識した情報が、各人の健康を保持増進する態度を育成することにどのような効果を及ぼすかということを明らかにしようとした。2.研究方法(1)対象:広島大学附属福山中・高等学校中学1年生男子40名(2)データー:(1)自己の行動・運動量と健康状況との関わりに関する認識のアンケート調査(2)日常生活の行動内容の記録(歩数計を利用した4週間の運動量の記録と感想)3.研究成果歩数計を利用し、毎日の運動量を4週間にわたり計測した結果、その日の運動量を知りたいという「運動行為の結果に対する意識」が毎日の記録の中に現れており、「測定する」という行為自体が運動量の過多と健康の関係に対する関心を常に喚起したという効果が認められた。また、この期間中にあった10時間程度の持久走の授業をうまく走りきるための睡眠や食時・排便等のコントロールと体調の関係性を考えたケースも多く、個々人が自分の健康状態と運動との関わりを検討するという過程の経験自体が健康を保持増進する態度を育成することに対しても、一定の効果を示したと言える。
褐毛和種牛の封入体病の病態解明とsod1変異に関する検討

褐毛和種牛の封入体病(IBD)は、異常興奮や振戦などの神経症状と、脳幹部の神経細胞における封入体形成を特徴とする原因不明の致死性神経変性疾患である。16症例のIBDについて組織検索を実施した結果、神経細胞内封入体は活性酸素分解酵素であるsuperoxide dismutase 1 (SOD1)とミトコンドリアの凝集物からなることが明らかになった。家系調査と発生状況から、IBDは褐毛和種牛に特有の遺伝性疾患である可能性が高く、背景にsod1の変異が疑われる。本研究ではIBDの病態解明と原因となるsod1変異の同定、さらには遺伝子診断法の確立を目的とする。
生物システムの適応性に基づく確率的最適化法によるVLSI配置線手法の開発

本研究では、VLSIの配置配線問題のように解の品質と求解の高速性が要求される問題に対応するために,遺伝的アルゴリズムを高速化する新たな近似計算法を開発した。具体的には以下の点について研究した。(1)これまでに開発を進めてきた遺伝的アルゴリズムを用いたCADシステムを利用して、比較的小規模な問題における最適解への収束性と計算時間の関係を、計算機シミュレーションを通して求めた。(2)生物システムの進化における個体間の競争・淘汰が局所的分散的に行われる点に着目して、個体間の相互作用を隣接する要素に限定することにより、評価関数の計算を簡略化する近似計算手法に関して研究を進めた。(3)遺伝・進化と同様に生物系の適応システムのひとつである免疫システムについて、工学的システムの最適化手法に導入すべく、基礎的研究を行った。具体的には免疫システムの持つ速やかな適応性を導入した最適化手法を新たに構築し、求解の高速化をはかった。(4)開発手法を比較的大規模なフロアプラン設計問題に応用し、開発手法と既存の手法を解の品質と計算時間に関して比較して、開発手法の有効性を検証した。
ブロックポリペプチド集積膜による情報伝達と触媒機能の制御

複数の外部刺激に応答する高機能センシング材料の開発を目指し、生体分子の有する特異的な分子認識能、高効率触媒能と、人工材料で実現されている環境・情報応答機能の有機的な連携が試みられている。本研究では、ポリペプチドおよびポリマー集積膜を金属表面に自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayer、SAM)として構築し、界面における情報応答と触媒機能の制御を試みた。ポリマー集積膜は、分子中にジスルフィド基を有するイニファーターを用いて調製した3-アクリルアミドフェニルホウ酸-N, N-ジメチルアクリルアミド共重合体(P(DMAA-co-APBA))により構築した。P(DMAA-co-APBA)は、水溶液において、下限臨界溶液温度(LSCT)を有しており、さらに、酸・塩基および糖などの添加(外部刺激)により、LSCTの変化が観測された。これは、フェニルホウ酸の酸解離平衡の変化によるものと考えられる。また、サイクリック・ボルタンメトリー(CV)による検討から、P(DMAA-co-APBA)は、金基板上にポリマー集積膜として構築されうることが示された。このP(DMAA-co-APBA)-SAMは、溶液中における温度応答性(LSCT)を保持したまま構築されており、また、糖類および糖タンパク質と特異的に結合することが、CVおよび赤外高感度反射吸収法(IR-RAS)により確認された。ポリペプチド集積膜は、アスパラギン酸プロテアーゼの特異的阻害剤であるスタチン誘導体(Boc-Val-Val-Sta(ethyl)およびBoc-Val-Val-Sta(n-hexyl))を調製しSAMとして金電極上に構築した。このポリペプチド集積膜の界面においては、標的としたペプシンおよびHIVプロテアーゼの特異的吸着現象がCVおよびIR-RASを用いた検討から確認され、タンパク質検出素子としての有効性を示した。分子内にチオル基またはジスルフィド結合を有する化合物を、金や銀などの金属表面と結合することで形成される自己組織化単分子膜(SAM)に、様々な機能性基を導入することで、バイオセンシングデバイスとしての応用が期待される。そこで、まずシスタミンを開始剤とするZ-L-lysine NCAの開環縮合重合により得られた、中央にジスルフィド結合、ペプチド側鎖に糖を有するテロマー(Cys-PLL-Mal)を、金蒸着を施した水晶振動子表面にSAMとして集積させ、水晶振動子微小重量測定(QCM)を行った。糖認識タンパク質ConAを添加したところテロマー側鎖の糖残基を認識し結合したため、振動数は減少した。その緩和曲線から、Cys-PLL-MalとConAの会合定数Kassは3.3±1×10^5(M^<-1>)と算出された。次に、α-chymotrypsin(α-CT)の基質を末端に有するSAMを金表面に構築し、その界面でのα-CTとの相互作用についてcyclic voltammetry(CV)により検討を行った。SAM表面に特異吸着するα-CTの量は、リガンドの表面密度に依存しており、リガンド部位間の距離と、リガンドの流動性に起因していると考えられる。数種の組成のSAMに対するα-CTの挙動をQCMにより観測し、CV測定におけるPotential Differenceの変化速度との相関を求めたところ、一次の直線関係が得られ、目的タンパクのみの結合を電気化学的に解析できる電極が構築されたことが示された。さらに、放線菌由来のアスパラギン酸プロテアーゼの特異的阻害剤であるペプスタチンの誘導体を合成し、分子中央にジスルフィド基を有する化合物と反応させた。ペプスタチン誘導体をpepsin溶液および西洋ワサビperoxidase(HRP)溶液と混合した後、HRPの発色基質溶液を加えたときの吸光度を測定することにより阻害評価を行った。その結果、阻害剤の濃度の増加に伴いHRP活性が上昇した。つまりpepsinによって不活性化されたHRPが減少するということから、誘導体がpepsinを阻害しているということがわかった。末端にペプスタチン誘導体を担持したSAMについては現在検討中である。

ポリペプチド集積膜は、アスパラギン酸プロテアーゼの特異的阻害剤であるスタチン誘導体(Boc-Val-Val-Sta(ethyl)およびBoc-Val-Val-Sta(n-hexyl))を調製しSAMとして金電極上に構築した。このポリペプチド集積膜の界面においては、標的としたペプシンおよびHIVプロテアーゼの特異的吸着現象がCVおよびIR-RASを用いた検討から確認され、タンパク質検出素子としての有効性を示した。
心筋L型Caチャンネルのリン酸化に対する各種Caチャンネル抗体の修飾作用

1.ウサギ心筋L型Caチャンネルの遺伝子をステイブルトランスファーして発現させたCHO細胞(CCAR)を用い、パッチクランプの全細胞記録法によりL型Caチャンネル電流をBa電流として記録した。2.膜電位を-60mVに保持し、パルス幅500msの脱分極刺激を10mV間隔で与えBa電流を測定し、この電流に対するIBMX(10^<-6>M)の効果を検討したところ、すでに心筋Caチャンネルで得られているチャンネルのリン酸化による効果と同様の効果を観察できた。3.電極内液にCaチャンネルalpha1サブユニットC末端部に対するポリクローナル抗体CR2(100ng300ug/ml)を含む液を用いて全細胞記録法を完成後、圧力パルスを用いて抗体を細胞内に注入しようと試みた。細胞内に抗体が注入されたか否かは、蛍光色素Reactive Yellow 2-Dextran (10ug/ml)の細胞内への注入による細胞の蛍光強度(励起光400nm、測定光510nm)の変化から推定した。その結果、60psiで100msのパルスを100ms間隔で20回程度反復刺激することにより、Reactive Yellow 2-Dextranの濃度は電極内濃度の約25%程度になることが判明した。ただし、Reactive Yellow 2-Dextranの細胞内への注入は、それ自体でBa電流を大幅に抑制してしまうことが判明し、色素を抗体と同時注入することが不可能であったので、本研究では抗体のみを電極内液に入れ前述の圧力パルスを用いて実験を行った。4.CR2注入実験の結果、低濃度のCR2はチャンネルのキネティクスには影響を与えないが、300ug/mlCR2を含む電極内液を用いた場合、25例中3例でBa電流の有為な抑制を見た。
レンチウイルスベクターを利用した胎盤特異的な遺伝子操作法の開発とその応用

本年度は、マウス個体における胎盤特異的な遺伝子操作技術を確立し、それを応用して胎盤における遺伝子機能の制御を試みるとともに、新規胎盤機能遺伝子の探索に着手した。まず、レポーター遺伝子としてEGFPを搭載したレンチウイルス(LV)ベクターを用いて検討を行った結果、酸性タイロード処理により透明帯を除去しだ胚盤胞を、カプシドタンパクp24濃度1μg/mlのLVベクター溶液中で45時間培養した後、偽妊娠マウスに移植することで、胚の発生率に影響を与えることなく、100%の効率で胎盤特異的に遺伝子導入できることが明らかとなった。EGFPの発現は胎盤全体に観察され、FISH解析の結果、1細胞あたり平均6.6コピーの遺伝子が導入されていた。さらに、この技術の応用として、胎盤異常が原因で胎生10.5日目までに致死となるp38α欠損マウスの胚盤胞にp38aを発現するLVベクターを感染させ、胎盤特異的に欠損している遺伝子を補ったところ、胎盤の構造や機能が回復し、胎児の発生が正常にサポートされた。この結果は、胎生致死マウスの生後解析が可能になる事を示しており、個体レベルでの遺伝子機能解析に大きく貢献できると考えられる。さらに、p38α欠損マウスの胎盤にアイソフォームであるp38βの遺伝子を導入した場合にも同様にノックアウト個体が誕生したことから、「胎盤においてp38βはp38αの機能を相補できる」という新しい事実が明らかとなった。上記とは別に、着床や胎盤形成に重要な役割を果たす新規遺伝子の探索を目的として、TS cellとGiant cellの遺伝子発現をマイクロアレイ解析により比較しており、これまでに、Giant cellで10倍以上高い発現を示す遺伝子を120程度得ている。現在、マイクロアレイ解析を繰り返し、共通して発現上昇が認められる遺伝子の絞り込みを行っているところである。
無機ヒ素代謝経路に基づいたヒ素の発がん性に関する実験病理学的研究

ヒ素は環境中に広く存在し、疫学的にその発がん性が裏付けられている。しかしながら、動物実験においては未だヒ素の発がん性は明らかにされていない。dimethylarsinic acid(DMA)は無機ヒ素のほ乳類での主な尿中代謝物である。F344雄ラットにDMAを用いて2年間の発がん性実験を施行した。その結果、50、200ppm投与群で8/31,12/31の頻度で膀胱腫瘍の発生が見られた。対照群と12.5ppm投与群では腫瘍発生は見られなかった。以上より、DMAのラット膀胱発がん性が証明された。ODCトランスジェニックマウスの皮膚にDMBAでイニシエーション後にDMAを週2回、18週間塗布した場合、皮膚発がんプロモーション作用が、TPAと同程度に発現された。DMAをNBRラットに投与したら、酸化的ストレスの指標の8-OHdGの上昇が腎において認められ、細胞増殖能の増加が認められた。また、NBRラットに膀胱発がん物質のBBNを投与後にDMAを飲料水で100ppmの濃度で32週間投与した場合、膀胱がんは発生が促進され、膀胱粘膜の細胞増殖能の亢進が認められた。一方、ラット多臓器発がん性試験法を用いて、ヒ素代謝に関わる有機ヒ素化合物であるmonomethylarsonic acid(MMA)、DMA、trimethlarsine oxide(TMAO)、とarsenobetaine(AsBe)、無機ヒ素のsodium arseniteの発がん修飾作用を検討した。その結果、膀胱発がん促進作用が、DMA>MMA>TMAsOの順に認められ、無機ヒ素であるNaAsIIIや海藻類に多く含まれる有機ヒ素のAsBeには発癌促進作用は認めなかった。本研究はヒ素の発がん性を動物実験において解明することを目的としている。1.ラットの2年間発がん性実験10週齢のF344ラット144匹を4群に分け、DMAをそれぞれ0,12.5,50,200ppmの濃度で飲料水で投与実験中である。2. p53トランスジェニックマウスを用いた発がん性試験8,9週齢の雄性p53ノックアウトマウス(ヘテロ接合型)と野生型(C57BL/6)合計180匹をそれぞれ3群に分け、DMAを0,50,200ppmの濃度で飲料水で投与実験中である。3.無機ヒ素代謝に関わるヒ素代謝産物のラット多臓器発がん性試験法を用いた発がん修飾作用の検討6週齢のF344ラット150匹を12群に分け、第16群にはBBNを0.05%の濃度で飲料水にて4週間、その後、EHENを0.05%の濃度で飲料水にて2週間投与し、その2週間後よりヒ素代謝に関わるヒ素化合物であるMMA、DMA、TMAsO、AsBe、をヒ素として100ppmの濃度で、NaAsIIIは10ppmの濃度で飲料水として投与し、また、712群は発がん物質を投与せず、ヒ素のみを投与した。ラットは実験開始38週後に屠殺し、膀胱、肝、腎の腫瘍発生を病理学的に検索し、ヒ素投与開始28週後に尿中のヒ素濃度を検索した。その結果、膀胱発癌促進作用が、DMA>MMA>TMAsOの順に認められ、無機ヒ素であるNaAsIIIや海藻類に多く含まれる有機ヒ素のAsBeには発癌促進作用は認めなかった。また、膀胱腫瘍の数と膀胱粘膜の細胞増殖能の指標であるBrdU Labeling Indexとの間に高い相関が見られた。一方、膀胱発癌促進作用と有機ヒ素の尿中脱メチル中間代謝産物の間に高い相関性が認められた。

しかしながら、動物実験においてはいまだ、ヒ素の発がん性は明らかにされていない。本研究では、無機ヒ素代謝に関わるヒ素代謝産物について、ラット多臓器発がん性試験法を用いてその発がん修飾作用を検討した。6週齢のF344ラット150匹を12群に分け、第16群には膀胱発がん物質であるN-butyl-N-(4-hydroxybutyl)-nitrosamineを0.05%の濃度で飲料水にて4週間、その後、肝および腎の発がん物質であるN-ethyl-N-hydroxyethyl-nitrosamineを0.05%の濃度で飲料水にて2週間投与し、その2週間後より砒素代謝に関わる砒素化合物であるmonomethylarsonicacid(MMA)、gimethylarsinic acid(DMA)、trimethlarsine oxide(TMAO)、arsenobetaine(AsBe)、を砒素として100ppmの濃度で、sodium arseniteは毒性が強いため、10ppmの濃度で飲料水として投与し、また、712群は発がん物質を投与せず、砒素のみを投与した。ラットは実験開始38週後に屠殺し、膀胱、肝、腎の腫瘍発生を病理学的に検索した。途中、砒素投与開始1週および28週後に尿中の砒素濃度を検索した。その結果、膀胱発がん促進作用が、DMA>MMA>TMAsOの順に認められ、無機ヒ素であるNaAsIIIや海藻類に多く含まれる有機ヒ素のAsBeには発癌促進作用は認めなかった。また、膀胱腫瘍の数と膀胱粘膜の細胞増殖能の指標であるBrdU Labeling Indexとの間に高い相関が見られた。一方、膀胱発がん促進作用と有機ヒ素の尿中脱メチル中間代謝産物の間に高い相関性か認められた。肝発がん修飾作用に関しては、TMAOに強い膀胱発がん促進作用が見られた。一方、腎発がん修飾作用は今回の実験ではどのヒ素化合物に関しても明らかではなかった。ヒ素は環境中に広く存在し、疫学的にその発がん性が裏付けられている。しかしながら、動物実験においては未だヒ素の発がん性は明らかにされていない。本研究では、無機ヒ素代謝に関わるヒ素代謝産物について、ラットを用いた様々な発がん実験を検討した。dimethylarsinic acid(DMA)は無機ヒ素のほ乳類での主な尿中代謝物である。まず、F344雄ラットにDMAを用いて2年間の発がん性実験を施行した。その結果、50、200ppm投与群で8/31,12/31の頻度で膀胱腫瘍の発生が見られた。対照群と12.5ppm投与群では腫瘍発生は見られなかった。以上より、DMAのラット膀胱発がん性が証明された。また、p53ノックアウトマウスにDMAを50,200ppmの濃度で80週間投与したら、heteroおよび野生型で対照群より早期に腫瘍が出現し、特に野生型では自然発生腫瘍の頻度が有意に増加した。このことから、マウスへの発がん性も示唆された。一方、ラット多臓器発がん性試験法を用いて、ヒ素代謝に関わる有機ヒ素化合物であるmonomethylarsonic acid(MMA)、DMA、trimethlarsine oxide(TMAO)、とarsenobetaine(AsBe)、無機ヒ素のsodium arseniteの発がん修飾作用を検討した。
低出力体外衝撃波による関節拘縮予防および改善効果の検討

関節拘縮の主病変は関節包にあり線維化、炎症と共に虚血や軟骨化生も関節拘縮の重要な病態と考えられている。本研究はこれらの病態と低出力体外衝撃波の抗炎症作用や血管新生作用に着目し、ラット膝関節不動化モデルを使用して低出力体外衝撃波による関節拘縮予防効果および改善効果を検討する。体外衝撃波の拘縮関節包に対する作用の基礎的データを収集し、現存しない関節拘縮の治療機器への応用を検討する。