hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
失われた磯環境の回復-護岸壁潮下帯生物群集の再生要因の解明と環境修復

その結果、マコンブは水温が17°C以下であった7月末までは生長を続けたが、18°Cを越えた8月以降には枯死することが解った。7月末までの杭によるウニの摂食阻害効果をマコンブ葉長、藻体数の2点から検討した結果、杭間隔3cmが最も効果的であったが、杭間隔5cmでは対照と同等か、場所によっては対照が勝っていた。杭の存在はマコンブ藻体による鞭打ち効果を減ずることも考慮する必要がある。以上をまとめると、護岸壁の生物群集を再生するには、ウニによる摂食圧の減少が必須であるといえる。ウニによる摂食圧を減ずる現実的な方法としては、杭の設置や護岸壁表面に凹凸を与える方法が考えられる。後者の方法として、フジツボの付着を積極的に促すことが検討に値するだろう。1.アカフジッボ存在による藻類およびキタムラサキウニへの影響この実験により、1)アカフジツボは潮下帯では比較的短命、2)アカフジツボ存在下では、春期に藻類の被覆度が高く、藻類被覆度がより長く維持される、ことが判明した。他の実験結果を考慮すると、フジツボの存在はウニの摂餌行動の妨げになったと推測される。アカフジツボに代わる凹凸をもつ試験板においても同様の結果が得られた。また、凹凸の存在により生物多様性も高かった。→アカフジツボまたは凹凸の存在は生物多様性を高め、ウニによる藻類への摂餌圧の抑制に多少の効果がある。2.キタムラサキウニに対する人工障害物の影響基板に杭を設けることによるウニの行動への障害の程度を実験室で調べた。ウニの匍匐行動への障害物として3cm間隔の杭を設けた剣山状の板を用い、板幅を30cm、60cm、90cmと変えた場合の障害物通過に要する時間は、障害物幅に比例して増加した(90cmの場合、およそ3時間)。一方、通過までの移動距離は対照と有意な差がなかったことから、杭の存在はウニの道程に影響を与えないことが示唆された。→障害物としての杭の存在は、通過時間に影響を与えるが、ウニの動きを撹乱する効果は期待できない(殻径5cm程度のキタムラサキウニの場合)。3.キタムラサキウニの摂餌圧に及ぼす水温の影響水温10°Cと15°Cにおけるキタムラサキウニの摂餌量を明らかにする目的で、個体毎の日間摂餌量の変化を1週間調べた。その結果、15°Cで微増したが有意差はなかった。今後、20°C条件下での実験が必要と考えられた。→ウニは毎日飽食量を食べ続ける訳ではなく、日間摂餌量に大きな変動があることが新たに判明した。以上の事実から、護岸壁の生物多様性を向上させるためには、ウニ密度の低下、護岸壁面への凹凸や障害物の付与が効果的と考えられた。
嗅覚系をモデルにした行動選択時の感覚情報処理機構の研究

2013年度中に、グレープジュースの匂いを用いれば、ショウジョウバエの雄に瞬時に匂いを選択させることが可能であることを明らかにした。また、グレープジュースの濃度と誘引率には正の相関があること、空腹時の雄は満腹時の雄より、より低濃度のグレープジュースの匂いで誘引されることがわかった。しかしながら、我々の確立した実験系では、慢性的に嗅がせるとハエが誘引されることが知られている酵母、ビールなどの匂いではハエを誘引させることができなかった。グレープジュース一種類の匂いだけでは、瞬時に匂いを選択して、その匂いに向かっていく行動を誘発する神経機構を調べる、という当初の目的を達成することは困難である。そのため、2014年度には、グレープジュース以外の匂いでハエを誘引することができる発酵食品をスクリーニングし、新たに一種類、我々の実験系で有為にハエを誘引することができるものを見いだせた。この発酵食品とグレープジュースを使って、空腹時と満腹時のハエに、遺伝学的手法を用いて半分以上のタイプの嗅細胞にカルシウム蛍光指示タンパク質であるGCaMPを発現させて、選択行動が起こる閾値の濃度の匂いに対する神経応答を調べる研究を開始した。その結果、行動が起こる閾値での神経応答が空腹時と満腹時で異なることが示唆される結果が得られた。今後は、こうした生理実験を引き続き行い、ショウジョウバエが匂いを選択する際の神経機構を明らかに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。ショウジョウバエの雄にとっては、採餌場所が雌との出会いの場になることが多いのだが、雄が餌臭の中で雌を感知し、求愛行動を開始した時、脳内の餌臭に対する匂い応答は、その刺激がある以上、変化しないのだろうか?また、雄に餌臭と雌臭を選択させた場合、選択された匂いと選択されなかった匂いの感覚情報処理は、それぞれの匂いを単独で与えた場合と同じであろうか?ショウジョウバエが餌臭や雌臭を選択する過程をモデルにして、動物が行動を決定する際の感覚情報処理機構を明らかにすることを目的として本研究を開始した。2012年度は、まず、ショウジョウバエの雄に、餌臭単独もしくは雌臭単独を選択する系の確立を目指し、テスト実験を行った。その結果、ショウジョウバエの雄は、グレープジュース、酵母、ビールなどの餌臭のうち、グレープジュースの匂いに最も効率良く誘引されることがわかった。さらに、グレープジュースの濃度と誘引率には正の相関があること、また、空腹時の雄は満腹時の雄より、より低濃度のグレープジュースの匂いに誘引されることがわかった。具体的には、空腹時には、1%10%の濃度のグレープジュースの匂いに誘引されるのに対して、満腹時には10%以上のグレープジュースの匂いにしか誘引されなかった。それに対して、雄は、雌臭やショウジョウバエのフェロモン物質などには、様々な条件を検討してみたが、誘引されることはなかった。この結果から、ショウジョウバエの雄に餌臭と雌臭のいずれかを選択させる実験系を組むことは困難であることが明らかになった。当初予定していた、ショウジョウバエの雄に餌臭と雌臭のいずれかを選択させる行動実験系を組むことは困難であることが明らかになったが、その一方で、餌臭に関しては、グレープジュースの匂いを用いれば、ショウジョウバエに匂いを選択させることが可能であることが明らかになった。その結果、2013年度には、雄がグレープジュースの匂いを選択する行動をモデルに、ショウジョウバエが匂いを選択する際の基盤となる神経応答を調べる研究を開始することができることから、おおむね順調に進展していると考える。

2012年度の結果から、ショウジョウバエの雄に餌臭と雌臭のいずれかを選択させる実験系を組むことは困難であることが明らかになったので、今年度は研究の方針を若干変更し、餌(グレープジュース)臭に雄が誘引される系を用いて、行動選択時の匂い応答を明らかにする。ショウジョウバエの雄は空腹時には、1%10%の濃度のグレープジュースの匂いに誘引されるのに対して、満腹時には10%以上のグレープジュースの匂いにしか誘引されなかった。この結果を利用して、空腹時および満腹時のショウジョウバエの0.1%10%のグレープジュースに対する神経応答を記録する。なお、神経応答は、遺伝学的手法を用いて、半分以上のタイプの嗅細胞にカルシウム蛍光指示タンパク質であるGCaMPを発現させて記録し、その結果を空間的・時系列的に解析することで、空腹時・満腹時のグレープジュースの匂いを選択する行動と相関のある神経応答を明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。
昭和57年7月長崎豪雨の発現機構に関する力学解析

1.昭和57年7月23日から25日にかけて、九州北西部を中心に、総降水量600mmを越す大雨が降った。とりわけ、23日19時から22時までの3時間に長崎では約300mmに達する降水量が記録され、多数の死者を含む大災害がもたらされた。本年度は3年計画の最終年度にあたるので、これまでの研究をさらに進め、特に、長崎豪雨に直接あるいは間接的に関与したと考えられる二つの異なったスケールの気象擾乱に注目し、それらの動態を解析し、長崎豪雨との関連について考察した。2.中間規模(1000km)低気圧東シナ海上をやや発達しながら東進し、23日にその中心が対馬海峡西部に達した低気圧は水平規模が1000kmの背の低い所謂中間規模低気圧であった。この低気圧は23日に中心気圧が最低となり、東進速度は著しく減じた。その構造は通常の発達しつつある温帯低気圧のそれとは異なり、弱い熱帯低気圧の特徴を備えていた。低気圧下層前面で南西からの暖湿気流の流入が顕著で、九州は豪雨の起こりやすい状況下にあった。さらに、長崎県付近は下層で南西風が卓越するとき地形的に収東域、したがって上昇気流域となり易いことがアメダス気象資料を用いて示された。3.中規模(100km)擾乱23日午後、上記の低気圧中心から南東に延びる温暖前線上を北北東から南南西に通るバンド状のレーダーエコー(強い降雨帯)が南東進した。このエコーの水平規模は100kmであり、所謂中規模擾乱に相当する。地上気象観測資料からバンド状中規模擾乱は北九州に上陸後エコーパターンは崩れるがほぼ時速30kmで南東進しつつ衰弱する。4.長崎豪雨の機構中間規模低気圧により長崎県付近に豪雨発生のための好条件が形成され、そこを直通したバンド状中規模擾乱がtriggerとなって自励的メカニズムを有する積乱雲が長崎付近に次々と発現しその結果豪雨となったと推論された。
白血病幹細胞の生物学的特性に基づく急性白血病患者予後推測システムの開発

急性骨髄性白血病は、患者体内における白血病細胞の無制限の増殖と、正常造血機構の障害で特徴づけられる。近年の化学療法や造血幹細胞移植療法などの進歩で治療成績は著しく向上し、治癒する患者も増えてきている。しかし現在でもなお難治性であり、多くの患者が再発して死亡している。さらに治療効果を上げるには、患者の予後を正確に判定し、予後に応じた治療法を選択していくことが望まれる。本研究では、白血病患者の予後を推測できる因子を明らかにするために、細胞培養系での白血病幹細胞の増殖能、WT-1遺伝子発現の有無、Notch蛋白およびそのリガンドであるJagged蛋白の発現を検討した。さらに治療によって寛解に導入された後に患者体内に残存している白血病細胞を早期に検出する方法の確立を検討した。まず、白血病幹細胞はメチルセルロース培地と液体培養系で増殖し、液体培養系での増殖能が患者予後に有意に相関することが確認された。WT-1遺伝子は検討したほとんどの白血病症例に発現しており、必ずしも患者予後との間に有意な相関は認められなかった。細胞の自己再生能と関連するとされるNotch蛋白は検討した15例中6例において発現が認められた。白血病幹細胞の増殖能が患者予後と相関する事実が確認できた。ついで、治療で寛解に導入された後に患者体内に残っている少数の腫瘍細胞を検出する方法を検討し、予後との関連を調べた。この目的には、Bリンパ性白血病、およびリンパ腫を対象として、末梢血液から血漿中のDNAを抽出し、nested-PCR法でIgH遺伝子再構成の有無を調べた。その結果、たとえ寛解であっても、血漿中にIgH再構成のある患者では、数ヵ月後に再発することが確認された。本法は血液から残存する腫瘍細胞を検出できる方法であり、今後さらに症例数を増やして検出法の確立に努めたい。今年度の研究では、白血病患者の予後を推測できる因子を明らかにするために、細胞培養系での白血病幹細胞の増殖能、WT-1遺伝子発現の有無、Notch蛋白およびそのリガンドであるJagged蛋白の発現を検討した。白血病幹細胞はメチルセルロース培地と液体培養系で増殖し、液体培養系での増殖能が患者予後に有意に相関することが確認された。平成11年度の研究では白血病幹細胞の増殖能が患者予後と相関する事実が確認できた。そこで、白血病幹細胞の増殖と密接に関連するとされるNotch蛋白およびそのリガンドであるJagged蛋白の影響については、引き続き研究を続行することにしている。

さらに治療効果を上げるには、患者の予後を正確に判定し、予後に応じた治療法を選択していくことが望まれる。今年度は、昨年度と同様に、白血病幹細胞の増殖動態、遺伝子異常の発現などと患者の予後との相関を引き続いて検討した。治療して寛解に導入された後に患者体内に残っている少数の腫瘍細胞を検出する方法を検討し、予後との関連を調べた。この目的には、Bリンパ性白血病、およびリンパ腫を対象として、末梢血液から血漿中のDNAを抽出し、nested-PCR法でIgH遺伝子再構成の有無を調べた。その結果、たとえ寛解であっても、血漿中にIgH再構成のある患者では、数ヶ月後に再発することが確認された。本法は血液から残存する腫瘍細胞を検出できる方法であり、今後さらに症例数を増やして検出法の確立に努めたい。
高性能指数(FOM)を有する非線形光学ガラス材料の探索ならびに開発

本研究では、非線形光学特性の向上に大きく寄与すると予想される有機色素、重金属ならびに遷移金属イオンを含む酸化物に着目し、種々の重金属ならびに遷移金属酸化物を結晶あるいは非晶質の状態で作製し、既存設備であるTHG光学系ならびに新たに導入するZ-scan光学系を用いて、得られた試料の3次非線形光学感受率の符号ならびに複素成分を決定し、その結果に基づいて新たな非線形光学材料の創製を目指すことを目的とした。本補助金により導入したピコ秒レーザーを光源に用いての本格的なZ-scan法によるχ^<(3)>の測定を始めたが、レーザーの発振が不安定で信頼性のあるデータが得られないという問題が生じた。そのため、種々の対策を講じる必要があった。特に部屋の温度管理とレーザー本体の冷却システムの改良にかなりの時間を費やして十分な対策をとった結果、これらの諸問題を解決することができた。またZ-scan法においてはオープアパチャーとクローズアパチャーでの透過率を別々に測定しているので時間がかかり、レーザーの出力変動の影響を受けやすい。そこでオープンアパチャーとクローズアパチャーでの透過率の測定を同時に行うべく光学系を改良し、更にはパソコンにより計測系の同期をとるようにした結果、測定時間が半減した上、大幅な精度の向上が図れた。実際、標準試料であるCS_2に対して測定を行い、十二分に満足できる結果を得た。その後、ローダミン6Gおよびフタロシアニンを含有するZnF_2-SnF_2-P_2O_5新規低融点ガラスおよびテルライトガラスの3次の非線形光学感受率χ^<(3)>を測定した。これらのガラス系に対しても高精度で測定ができることが分かった。Z-scan法の特長である非線形感受率の実部(非線形屈折)ならびに虚部(非線形吸収)を独立に求めることができた。今回の測定ではNd:YAGピコ秒レーザーのSHG光(532nm)のみを用いて行ったので、詳しい解析には至らなかった。今後、波長可変パラメトリック発振器(OPO)を用いてχ^<(3)>の測定を行い、3次非線形光学感受率のメカニズムの解明、更には実用可能なχ^<(3)>を有する材料の開発を精力的に行いたい。申請者らが最近発見したPbO-PbI_22成分系ガラスのχ^<(3)>をさらに高めるため、そして化学的耐久性を向上させるためにPbBrP_2を加えたPbO-PbI_2-PbBr_23成分系のガラス化範囲をまず確立した。次いで現有設備を用いたTHG法により3成分系ガラスのガラスのχ^<(3)>を測定した。その結果、20PbO・70PbI_2・10PbBr_23成分系ガラスは、現在まで知られている非共鳴ガラス材料の中で最も高い値χ^<(3)>=2.0x10^<-11>esuを示すことを見出した。しかもこのガラスは3成分とすることによりガラスの安定性、化学的耐久性も著しく向上した。

また、そのような高いχ^<(3)>を示す原因を明らかにするために、X線動径分布解析とペアファンクション法によりガラスの構造解析を行った。その結果、Pb-I結合およびPb-Br結合はガラス中に均一に分布しており、またそれらの結合は結晶中より短く、かなり共有結合性に富んでいることが明らかとなった。すなわち、Brの4p軌道とIの5p軌道が重なり合う結果HOMOの状態密度(DOS)が増加したためと考えた。今後、主要設備である波長可変レーザを用いてこれらのガラスのχ^<(3)>を500nm2.0μmの広い波長範囲で波長の関数として測定する。χ^<(3)>の測定には第三高調波発生(THG)とZ-scan法の両者を併用して3次の非線形光学感受率の実部、虚部を評価する。得られた結果に基づいてこれらガラスの非線形光学効果のメカニズムを議論する。昨年度導入したピコ秒レーザーを光源に用いての本格的なZ-scan法によるχ^<(3)>の測定を始めたが、レーザーの発振が不安定で信頼性のあるデータが得られないという問題が生じた。そのため、種々の対策を講じる必要があった。特に、部屋の温度管理とレーザー本体の断熱にかなりの時間を費やして十分な対策をとった結果、かなりの改善につながった。実際、標準試料であるCS_2とテルライトガラスに対して測定を行い、十分満足できる結果を得た。現在、Z-scan法においてはオープンアパチャーとクローズアパチャーでの透過率を別々に測定しているので時間がかかり、レーザーの不安定性の影響を受けやすい。そこでオープンアパチャーとクローズアパチャーでの透過率の測定を同時に行うべく光学系を改良している。これにより測定時間が半減する上、大幅な精度の向上が図れるものと期待できる。今後、本年度導入した光パラメトリック波長可変レーザと組み合わせてこれらのガラスのχ^<(3)>を500nm2.0μmの広い波長範囲で波長の関数としてχ^<(3)>を測定する。Z-scan法を用いると3次の非線形光学感受率の実部、虚部を評価することができるので、得られた結果に基づいてガラスの非線形光学効果のメカニズムを議論する。本補助金により導入したピコ秒レーザーを光源に用いての本格的なZ-scan法によるX^<(3)>の測定を始めたが、レーザーの発振が不安定で信頼性のあるデータが得られないという問題が生じた。特に、部屋の温度管理とレーザー本体の冷却システムの改良にかなりの時間を費やして十分な対策をとった結果、これらの諸問題を解決することができた。また、Z-scan法においてはオープンアパチャーとクローズアパチャーでの透過率を別々に測定しているので時間がかかり、レーザーの出力変動の影響を受けやすい。そこでオープンアパチャーとクローズアパチャーでの透過率の測定を同時に行うべく光学系を改良し、更にはパソコンにより計測系の同期をとるようにした結果、測定時間が半減した上、大幅な精度の向上が図れた。実際、標準試料であるCS_2に対して測定を行い、十二分に満足できる結果を得た。その後、ローダミン6Gおよびフタロシアニンを含有するZnF_2-SnF_2-p_2O_5新規低融点ガラスおよびテルライトガラスの3次の非線形光学感受率χ〓(3)を測定した。これらのガラス系に対しても高精度で測定ができることが分かった。Z-scan法の特長である非線形感受率の実部(非線形屈折)ならびに虚部(非線形吸収)を独立に求めることができた。
水素減極による連続亜鉛電解採取法の実用化試験

本研究の目的は安価で高純度の亜鉛を採取する新方法の実用化である。亜鉛を得る方法は,硫酸亜鉛水溶液から陽極に鉛板,陰極のアルミ板を用いアルミ板上に電析させる電解採取法が主流である。この方法は食塩電解と比べると低電流密度(0.05A/cm^2),高槽電圧(3.5V)で理論電解効率が低いので改良が望まれている。本研究は陽極を鉛板からガス拡散電極に置き換え水素を供給して水素酸化、陰極を回転式アルミディスクにして亜鉛を析出させる様にした。陽極反応が過電圧の大きい酸素発生から,過電圧のほとんど無い水素酸化となったので高電流密度、低槽電圧,高効率の電解が可能となり、回転陰極としたので連続的に亜鉛が採取できる様になる。小型電解槽での結果は,現行法の10倍の電流密度:0.5A/cm^2で槽電圧は1/2以下の1.5Vで電流効率は同程度の90%であった。実用化の可能性を検討するため陰極は直径1m,厚さ5mmのアルミディスクに大型化した、アルミ陰極に向かい合う面に陽極のガス拡散電極(100cm^2を4枚)が配置しに電解液は定量ポンプで供給した。ガス拡散電極の背面から、水素ガスを供給し,電解するとアルミ陰極上に亜鉛が析出し上部で剥離すると幅110mmのコイル状の連続箔として採取された。電解液を亜鉛濃度60g/l、硫酸濃度180g/lとし、電解液温度は20°Cとした場合,電流密度が0.1A/cm^2のとき、槽電圧1.14Vであり、電流密度を現行法の10倍の0.5A/cm^2とすると1.86Vである。得られた亜鉛の純度は99.999%で特に鉛の含有量が少なかった。実用化の成否はガス拡散電極の耐久性の向上を模索し、数千時間の耐久性があることが確認された。以上の結果から本法は大型化が比較的容易であり,更に実用規模の大型電解槽を作成しても良好な結果が得られるものと思われる。本年度の主な研究目標は装置の設計と製作である。設計した装置の概要は次の通りである。陰極はディスクタイプとし、純アルミニウムの回転円盤の片面に亜鉛を電着させ、上部で剥離することにした。アルミニウムディスクの直径は1mとし、板厚は強度を考えて5mmとした。電流は回転軸から供給する。電解槽はアクリル製とし、幅6cm、深さ40cmでその側面に100cm^2の電極を4枚取り付ける。4枚の電極背面には水素の供給と排出口が取り付けられる。電解液は電極の下部に導入口、上部に排出口を設けた。亜鉛の析出電流密度は0.5A/cm^2である。上記以上に検討したことを以下に示す。1)ガス拡散電極の作製法水素復極用の陽極であるガス拡散電極は従来、ロ-ル法で作成したが大型の電極を得ることが困難であった。そこで反応層原料粉末を水に浮かせ、ガス拡散層に接合する浮遊法の検討をした。得られた電極の性能はロ-ル法より優れ、大型の電極を作成するのに適した方法であることが確認できた。2)小型電解槽での電解条件の検討大型化に先立ち、小型電解槽で電解条件の検討を引続き検討した。

3)アルミニウムの材質の検討亜鉛が電析する陰極材質は剥離性のよいものを選択する必要がある。純アルミニウムと耐食性の高い珪素の含有合金を検討した。その結果析出亜鉛の純度から純アルミニウムが適当なことが判明した。昨年度に作成した装置の運転とその改良を行った。1)装置の運転ディスクの径で5倍,電析面積(ガス拡散電極面積)で26.7倍の大型化を行っても連続的に亜鉛の採取が可能であることが確認できた。カソ-ドは直径1mのアルミディスク.アノ-ドのガス拡散電極は作動面積10cm×10cmのものを4枚使用し総面積は400cm^2、極間は3mmである。電解液は、Zn60g/1,H_2SO_4180g/1,電解液の利用率は20%,復極水素は1atmである。電流密度と電流効率の関係は上記電流密度においてそれぞれ93%,91%,87%であり小型装置と比較してみてもほぼ同じ電流効率が得られることが分かった。このことは、大型化によって電流効率の低下はみられないことを示している。電析した亜鉛の分析結果は小型の装置と同様の結果(亜鉛純度99.999%)を得ることができた。また触媒である白金の溶出も認められなかった。2)装置の改良アルミディスクの回転制御を自動化するとともに電解槽の改良を行いそれらを完成させた。平成4年度での運転を可能とした。昨年度に完成した装置に改良を加え、実用化のために必要な操業条件を詳しく調べた。さらに長時間運転を行いシステムとしての安定性について検討した。その結果、実用化の可能性が大であることが分かった。装置の概要カソードは直径1mのアルミディスクを用い、電解槽はアクリルを用いて製作した。アノードに使用するガス拡散電極は面積10cm×10cmのものを4枚使用し総面積は400cm^2。電解液はZn60g/1,H_2SO_4180g/1に調整した後、純亜鉛末による精製を行った。電解液流速はその利用率を随時変化させ、ポンプで定量供給した。アルミディスクはモーター制御により、回転速度を360゚/hourに設定し、極間は4mmとした。これらの条件で定電流電解を行い、随時電析亜鉛を剥離させた。試験結果電流密度0.35A/cm^2で1.81V、0.7A/cm^2では2.67Vとなった。極間が1mm広がったこととアノード性能の違いにより、すでに報告した値に比べ0.2V程度大きい値となった。電流密度と電流効率の関係は0.45A/cm^2までは90%以上、0.7A/cm^2と非常に高い電流密度でも86.4%を示し大型化しても電流効率は低下しないことが明かとなった。また電流密度を0.35A/cm^2に固定し、電解液中のZn利用率の電流効率依存性はZn利用率30%までは90%以上を示し、浴電圧への依存性はほとんどなかった。さらに電流密度0.25A/cm^2で本システムを六時間連続運転してその電解槽液温と浴電圧の推移を調べた結果、高い安定性を示した。電流効率は91%を示し、電流効率の変動は認められなかった。ガス拡散電極については延べ30時間の使用に対し性能の低下はみられなかった。
放射線照射メダカによる骨代謝障害予防法の開発

放射線生物学や環境変異原の研究にメダカが利用され,咽頭歯骨には破骨細胞の存在するため放射線照射後の破骨細胞性骨吸収における変化の解析を試みた。放射線照射メダカの破骨細胞の活性を経時的に計測した。炭素線照射メダカでは抑制され炭素線照射によって破骨細胞の活性は低下することが示された。免疫染色によって破骨細胞誘導因子を確認すると炭素線照射メダカの咽頭歯周辺では破骨細胞誘導因子が阻害されることが示された。1.メダカに対してガンマ線,炭素粒子線の照射を行い,照射後の咽頭歯骨部における破骨細胞を特異的に染色するTRAP染色を行い検討した。咽頭歯骨の咽頭歯周辺部の破骨細胞はガンマ線照射によって増加する傾向を示し,対照的に炭素粒子線照射によって減少した。異なる放射線照射によって,メダカ咽頭歯骨の反応が異なることが確認された。炭素粒子線はガンマ線に比べて破骨細胞の誘導を抑制して骨吸収を低くする可能性が示唆された。2.メダカの全遺伝子はヒトを初めとする哺乳類との同相性が指摘されている。マウス等の抗体を用いて放射線照射メダカの咽頭歯骨の切片を作製して,各種骨代謝因子の発現と分布を検証するために,免疫染色を施した。ガンマ線照射によって咽頭歯周辺において破骨細胞の誘導因子であるRANKLの発現が増強された。これとは対照的に炭素粒子線照射されたメダカにおいてはRANKLの拮抗因子であるOPGの発現が強化され,対照的な応答が示された。炭素線照射で破骨細胞の誘導が抑制される要因としてRANKLの抑制とOPGの高発現が要因である可能性が示唆された。重粒子線がん治療において骨組織の反応が従来のガンマ線照射と異なることが指摘されてきたが,ガンマ線と炭素粒子線のようにLETの違う放射線によって骨組織における骨代謝因子や骨芽細胞の成熟と分化における反応が異なることが示された。また,メダカを用いた研究が放射線の生体骨組織におよぼす影響を調査する上で有用であることが示された。1メダカに対してガンマ線,炭素粒子線の照射を行い,照射後の咽頭歯骨部における破骨細胞を特異的に染色するTRAP染色,破骨細胞のマーカーであるCathepsin kのmRNA発現を調査した。2メダカの全遺伝子はヒトを初めとする哺乳類との同相性が指摘されている。しかし,魚類の骨代謝は哺手L類と異なり,破骨細胞の存在はまれであり,多核化することも少ないと考えられていたが,咽頭歯骨部における破骨細胞を電子顕微鏡で観察したところ光顕レベルでは見られなかった哺孝L類と同様の多核化した破骨細胞が観察され,しかも炭素線では非照射,ガンマ線照射に比べて核の数が少なく線質の違いによる異なった反応が観察された。重粒子線がん治療において骨組織の反応が従来のガンマ線照射と異なることが指摘されてきたが,ガンマ線と炭素粒子線のようにLETの違う放射線によって骨組織における骨代訓1因子や骨芽細胞の成熟と分化における反応が異なることが示された。また,メダカを用いた研究が放射線の生体骨組織におよぼす影響を著さする上で有用であることが示された。骨は増殖因子に富む肥沃な環境であり,一般的に癌細胞が定着し増殖するために都合の良い組織と考えられている。近年,骨浸潤,骨転移における骨破壊は癌細胞により直接引き起こされるのではなく,破骨細胞を介して起こる破骨細胞性骨吸収が重要な役割を演じていることが明らかとなっている。放射線生物学や環境変異原の研究はマウスなどの小型ほ乳動物とともにメダカ(Oryzias)などの小型魚類を利用した研究が盛んになってきている。骨代謝の研究分野では,メダカの咽頭歯骨周辺,neural archの内側等で破骨細胞が存在することから,本研究では,メダカを使用して破骨細胞性骨吸収後に引き続いて起こる癌の骨への浸潤増殖のメカニズムを解明し,放射線照射後に発症する骨吸収等の骨代謝障害予防法の開発を行うことを目的とした。メダカに対する各種放射線(ガンマ線,重粒子線)の照射を行い,照射後の咽頭歯骨部における破骨細胞を電子顕微鏡による咽頭歯骨部の観察によって放射線照射による形態的変化を観察し,免疫染色によって骨代謝因子の分布を観察したところガンマ線と炭素線では異なった分布が見られた。

平行して行っているマウス等の骨細胞による実験において転移巣での癌の増殖や骨破壊の制御を行っているとされてきたPTHrPの発現とこれによって誘導される破骨細胞誘導因子の発現も炭素線照射で抑制されことが明らかになり,重粒子線局所照射の安全性を評価することでがん治療への応用が期待できるのみならず,骨粗鬆症や宇宙飛行士の骨量減少の防止にも応用が期待できる。
噴火湾岸域における後氷期の自然環境の変動と人類適応

本研究は、噴火湾岸域の有珠6遺跡(北海道伊達市所在)の発掘調査と周辺遺跡群の分布・測量調査を実施し、過去1万年間における自然環境の変動、特に火山活動と海水準変動と、それに対応して繰り広げられた人類の適応活動の実際の様相を復元的に解明するものである。(1)有珠6遺跡は縄文早期(浦幌式併行期calBC6240-6080頃)から形成され始めた、北海道で最古級の貝塚遺跡であることが判明した。(2)有珠6遺跡が立地する流山を形成した有珠火山の山体崩壊が発生した年代は、従来は9000年前6000年前と考えられていたが、calBC17620-17480以前に遡ることが明らかになった。(3)有珠6遺跡での縄文早期前期における人類の活動形態としては、岩礁帯で採取したマガキを遺跡地に持ち帰り、第2岩陰で加熱処理して、その貝殻を隣接する第1岩陰に廃棄するという内容であったことが判明した。(4)貝塚形成期以降の有珠6遺跡での人類の活動形態としては、狩猟などの際の一時的なキャンプ地としての岩陰の利用が、縄文後期以降、晩期まで断続的に行なわれたことが判明した。(まとめ)有珠火山の山体崩壊によって周囲の自然環境が壊滅的に改変された後、約10000年が経過する中で植生環境や海浜環境が回復し、縄文海進の最高海水準期に向かう約8000年前に人類がこの地での活動を開始し始める。活動の当初から、この場所では集中的に採取したマガキを、加熱処理・加工する空間として利用された。貝塚形成期以降は、この場所の特徴的な地形である岩陰を利用して、狩猟などの一時的なキャンプ地として縄文晩期まで断続的に利用された。それ以降は、20世紀になって(太平洋戦争中)、流山を構成する安山岩の砕石が行なわれるまで、ここでの人類活動は途絶えていた。本研究は、噴火湾岸域の有珠6遺跡(北海道伊達市所在)の発掘調査と周辺遺跡群の分布調査を実施し、過去1万年間における自然環境の変動、特に火山活動と海水準変動と、それに対応して繰り広げられた人類の適応活動の実際の様相を復元的に解明するものである。本年度の研究では、有珠6遺跡に関しては(1)貝層の広がりを明らかにする、(2)貝層の一部を発掘して定量的な貝層サンプルを採取する、(3)遺跡周辺の地形を測量調査して立地環境を復元する、(4)貝層サンプルの水洗選別を行い、貝層(本年度調査分)の構成種及び組成を明らかにする、以上の調査を実施した。また、周辺遺跡群の調査としては豊浦町小幌洞窟遺跡の1961年発掘資料(北大大学院文学研究科北方文化論講座所蔵)の土器と骨格製漁労具の再整理・再調査を実施した。有珠6遺跡については(1)貝層の北側への広がりを確定できた。(2)サンプル採取を2地点で行い、堆積状態で0.3立方メートルの貝層サンプルを採取した。(3)遺跡周辺は17世紀降灰の有珠火山灰に厚く覆われているために、当時の地形景観が判然としない。今回の測量調査と発掘調査によって有珠6遺跡が樹枝状の谷頭にある尾根先端に占地されたことを明らかにできた。周辺の測量調査は来年度もさらに広範に実施する予定である。(4)ニシンの魚骨層とウニを多く含むカキ殻純貝層の存在を明らかにできた。

本貝塚が季節的な沿岸性漁労活動によって形成された可能性が高まった。小幌洞窟遺跡については続縄文期から擦文期にかけての土器群構成が復元できた。土器群構成には遠隔地の土器も含まれており、単なる漁労用キャンプ・サイトであるという従来の解釈では理解しきれない内容の遺跡であることが明らかになった。マリン・ハンターの存在の是非についても今後の課題である。本研究は、噴火湾岸域の有珠6遺跡(北海道伊達市所在)の発掘調査と周辺遺跡群の分布調査を実施し、過去1万年間における自然環境の変動、特に火山活動と海水準変動と、それに対応して繰り広げられた人類の適応活動の実際の様相を復元的に解明するものである。本年度の研究では、縄文文化に属する有珠6遺跡に関しては(1)貝層主体部の発掘、(2)遺跡周辺地形の測量調査、(3)古環境復原のための土壌サンプルの採取・分析の予備調査を実施した。(1)は1.5×3mの範囲を貝層部深度約1mまで掘り下げ、人工遺物と自然遺存体の採取を行った。自然遺存体の種同定の結果、ニシン魚骨を含むカキ殻層とウニ殻・棘を含むカキ殻層とが互層を成して堆積していることが判明した。人工遺物からはその年代が縄文前期前葉であることが確認された。また、採取したカキ殻サンプルを用いて、カキの採集季節を判定するための貝殻成長線の分析を開始した。(2)は前年度に引き続き測量調査を行うとともに、これまでの測量データを数値データに変換して、遺跡周辺地形図のデジタル化を実施した。(3)は遺跡周辺低地部でサンプルを採取したが、その分析結果からは当初予測していたような後背湿地はその地点には形成されておらず、丘陵部から崩落した火山岩が再堆積している状況が判明した。また、縄文海進時の海岸線の位置を確定するために予備的なボーリング調査を実施し、現在採取した資料を分析中である。続縄文文化から擦文文化にかけての小幌洞窟遺跡に関しては骨角製漁労具の実測と分析を実施した。縄文前期に確立する噴火湾岸での漁労活動による適応技術が、海浜環境の変化とともに、地域的な集団のネットワークの変容にともなって、時期ごとに変化・発展する様相が明らかになりつつある。本年度の研究では、縄文文化に属する有珠6遺跡に関しては(1)地形環境の調査、(2)貝塚主体部の発掘調査、(3)古環境復原のための遺跡周辺でのボーリング調査、(4)遺跡地形のレーザー測量、(5)発掘調査の成果の3Dアーカイブ化を実施した。(1)については遺跡周辺の分布調査を行い、地形環境と遺跡立地に関する基礎データを収集した。(2)については縄文前期貝塚範囲約8平方メートルを層厚-80cm掘り下げて、貝層の形成過程と生業活動とを復原するためのデータを得た。なお、カキ殻を分析資料とした採取季節の推定方法の開発を富岡が実施している。(3)については(株)パレオ・ラボ(羽島市)からの協力をえて、遺跡周辺の低地部で5本のボーリング調査を実施し、珪藻分析・花粉分析・年代測定のための資料を採取した。現在、分析を実施中であるが、年代測定値(AMS・校正年代)でcalBC3,780-3,700年calBC6,380-6,310年付近の珪藻・花粉の同定と出現頻度を調べている。なお、その成果は平成17年度開催の文化財科学会(7月)での発表を予定している。(4)については(株)中田測量(札幌市)からの協力をえて、前期貝塚発掘区全域とその周辺でのレーザー測量を実施し、その成果を昨年度までに作成した測量図と組み合わせて、遺跡周辺地形の3Dデジタル復原を実施した。
病者の自己管理行動の持続における病者と保健医療従事者との共同ケアの有効性の研究

1.O大学附属病院糖尿病外来における「共同ケア」のあり方に関する研究医療者と患者の共同ケアを実施しその評価を行うことを目的に、O大学医学部附属病院の糖尿病外来において患者との面接を実施した。その結果、患者は自分の健康に関心を持ち、必要な行動について積極的に考えるようになった。面接者は、患者の生活に合わせて必要な援助が可能となった。患者が自分の健康について関心を高め、治療に積極的に参加するためには、患者を主体とする共同ケアは有効であると考えられる。2.地域で生活する糖尿病者との「電話による話し合い」による共同ケア「健康と生活」調査で血糖値が高いと回答した中で共同ケアに賛同の得られた12名を対象とし、電話にて日常生活行動、ストレス等について話し合った。「電話による話し合い」から、糖尿病を受容するための段階的な援助が必要であるということ、そして共同ケアにおいては本人から経験を話してもらうことに意味があると結論付けられた。3.個別健康教育における受講者と保健医療従事者の共同ケア対象の個人の特性、生活習慣を把握して行う個別健康教育と同時に、保健医療従事者側の自己効力(Self-efficacy)を高めることを目標に、健康教育についての学習会、スタッフミーティング、評価指標の検討などを行った。その結果、医療保健従事者は学習支援型アプローチを意識することが出来るようになり、やる気も向上した。4.O県M町でのコミュニティレベルでの共同ケアO県M市をフィールドにし、住民、住民組織、行政、専門家が共同で健康づくりを進めることにした。具体的には、健康づくり推進委員会の活性化、小地域単位の活動の強化、リーダーへの研修事業、健康教室への補助金、運動施設の整備が進んだ。この介入の評価として、活動開始直後と2年経過後に「健康と生活」調査を住民に実施した。効果が現れだしたことが結果で認められた。O大学医学部附属病院第3内科外来において、通院患者に定期的に面接し、患者が自己管理を自発的に実施、継続できるための共同ケアの方法論を確立することを目標に、面接時の記録を分析した。その結果、面接回数が増すに従い、約束した目標行動の実施割合は増加した。また、医療者側からの提案でも話し合って患者が合意に達した目標行動の実施度は高かった。一方、患者の提案でも、思い切った目標行動(間食は絶対しないなど)は実施できないことが多かった。岡山県M町と滋賀県H市において、30歳以上の男女からそれぞれ1175名、1000名を無作為抽出し、生活の満足感、身体的健康状態、保健行動、自己効力感、支援環境についての市町村レベルの基礎調査を実施した。M町の調査では、有効回答数は1014、94.3%で大変高率であった。生活満足度では満足以上を示したのは約半数であった。何らかの健康問題をかかえた人は56%であり、血糖値が高いと言われている人は7%いた。肥満者(BMI、25以上)は18%であった。保健行動をみると、自己判断ではあるが味付けが濃い37%、おなかいっぱい食べる49%、バラ肉をよく食べる、洋菓子をよく食べるはともに55%前後、砂糖入りのコーヒーを飲む44%などが目立つ。また日頃運動している人は36%と少ない。喫煙者は男性51%、女性6%、1日2合以上酒を飲む人は男性24%と高く、女性1.5%であった。自己効力感をみると、適切な体重維持の自信は55%、運動を取り入れる自信は低く37%であった。生活環境では食材は入手しやすいと78%が答えているが、運動に適した場所や施設が得やすいは52%であった。

M町においては、性、年齢、職業、地域、身体状況別に、保健行動および社会環境の違いを明らかにすることにより、糖尿病ハイリスク者へのアプローチをより効率的に検討することが可能になる。なお、H市のデータは有効回答数760、76%であったが、現在入力段階である。1.O大学医学部附属病院糖尿病外来における「共同ケア」のあり方に関する研究平成13年度は研究者(看護職資格あり)3名で、年度当初は19名の患者を対象に定期的に面談した。年度末にはうち6名が様々の事情で中断し、13名が継続している。面談経験をもとに共同ケアマニュアル作りをすることが目的になっている。共同ケアのアプローチとして、自己効力理論の応用、ホリスティック健康観の応用・変化ステージ理論の応用などを複合した具体的アイテムの構築が必要であることがわかった。2.地域における「個別健康教育」およぴ「電話による話し合い」の実施についての研究1)H市の「個別健康教育」の実施について平成13年度も前年度に引き続き「個別健康教育」をH市職員(栄養士3名、保健師2名)を中心に研究者が協力して実施した。平成12年度の結果と考察の概要は以下のごとくである。節目総合健康診査の受診者のうち、高脂血症/糖尿病要指導者96名がみつかった。個別健康教育の申込者は21名であった。全過程を受講したのは17名であった。支援方法として自己効力理論を取り入れた。メディカルデーターの変化をみると、総コレステロール値では効果がみられなかったが、血糖値は明らかに改善した。2)M町の「電話による話し合い」の実施についてM町の「健康と生活」の基礎調査から高血糖と自己申告しかつ住所を記入したのは56名であった。その中の「電話による話し合い」を希望した12名を対象とした。研究者(看護職の資格あり)2名により、平成13年11月末より「電話による話し合い」が開始され、現在継続中である。3.H市の「健康と生活」の基礎調査について平成12年度末に実施した調査を平成13年度に集計・分析した。サンプル数1,000に対し760名が回答し、回収率は76%であった。生活の満足度は大変満足と満足を加えると57%であった。高血糖の自己申告が8%、肥満(BMI25以上)は22%であった。食行動、運動習慣、喫煙、飲酒、地域活動などについては、改善を要する行動が多かった。特に運動の実施は35%と少なかった。これらの行動と態度に関する項目との関連を明らかにし、今後のポピュレーションストラテジーの方法を探る計画である。1.M町の「健康と生活について」の共同ケアの調査について健康診断で、高血糖、高血圧、高脂血症と診断された人々を含めて、一つの市町村が、住民参加を活発にすることにより、生活習慣病予防のための生活行動がどのように改善するかを調べた。ベースラインデータを得るために平成12年12月に調査を行った。その後2年経過した平成14年12月に第2回目の調査を行った。対象地域はO県のM町であった。有効回答数は1,023であった。食生活、運動習慣、喫煙・飲酒習慣、ストレス対処などの行動の変容はほとんどみられなかったが、地域活動への参加は有意に増大した。
看護における評価需要の体系的整理と評価の専門性を有す人材の育成プログラムの開発

看護において科学的評価が必要な領域を体系的に把握し、評価に関する専門的知識と技術を有す人材を育成するための研修プログラムを作成し、それを試行して有用性を検討することを目的とした。文献検討、学術集会、有識者を対象としたインタビュー調査、認定看護管理者を対象としたデルファイ調査を行い、その結果に基づいて研修プログラムを作成した。受講者を募り試行したところ、半数以上が新しい知識やスキルが身につき、学んだことが役に立つとした。受講者自身の仕事への応用のためには、実例を充実させて改良する必要があることが明らかとなったが、全体として人材育成のために有用なプログラムになり得ることが示唆された。看護において評価が必要な領域を明らかにするため、日本看護協会ホームページに氏名・所属が公開されている全国の認定看護管理者から、都道府県別の層化無作為抽出により20%の抽出率で281名を抽出し、2ラウンドのデルファイ調査を実施した。調査内容は、昨年度の調査に基づき、現在評価の対象となっている活動と、今後評価が必要になる活動の計24項目について意見を求めるものとした。具体的には、これらの活動の評価を行う際に、「数値化できる指標があること」「現状の良し悪しを判断する基準があること」「改善すべき問題が把握できること」「現在の取り組みや活動に効果があるかどうか示すこと」「現在の取り組みや活動の効率性(費用からの)を示すこと」の5つの要素が「重要である程度(重要度)」「評価手法が充足している程度(充足度)」「今後評価手法を開発あるいは洗練させていくことが必要である程度(必要度)」を尋ねた。2ラウンドとも協力が得られたのは49名(17%)であった。5つの要素すべてに対して、80%以上が重要度を「かなり重要」以上と評価したのは16項目であった。そのうち、転倒転落予防対策やカテーテル関連感染予防対策は、必要度は「ある程度」が多かったが、充足度が「ある程度」以上であることから、数値による評価や改善の活動が一定レベル普及していると考えられた。「患者の治療・看護への参加の促進」など患者との対話に関する活動は、充足度が低くても重要度・必要度の評価が高くない傾向があり、自由記載で理由の記述を求めたところ、数値による評価の意義を感じていないという回答が得られた。充足度が低く必要度評価が高かったのは、「看護部門の病院経営に対する貢献」「看護管理者の育成」など組織の内部管理に関する項目と、「患者・家族への指導/教育」の効果あるいは効率性の評価であり、これらの領域における評価の充実が必要であると考えられた。前年度までのグループインタビューやデルファイ調査および文献や学会等で得た情報をもとに、評価に関する専門的知識と技術を有す人材を育成するための、90分×16コマ相当の研修プログラムを作成した。プログラム内容は、評価活動の意義や基本構造などの評価学に基づく基本的知識の講義に加え、目的ごとの評価の方法や、看護サービスの評価に用いることのできる指標について、受講者の業務上の課題から検討し議論する演習を組み合わせたものとした。2施設の看護師長を除くリーダーレベル以上の看護師10名を受講者として募り、作成した研修プログラムを試行した。研修プログラムの効果については、受講者からの評価および受講者の所属施設における看護サービスの質評価によって検討した。受講者からの評価としては、内容の理解度、満足度、実務における有用性などについて質問紙で回答を得た。新しい知識やスキルが身についたと思う人は6名、学んだことは仕事に役に立つと思う人は5名だったが、自分自身の仕事に応用できそうだと思う人は3名であった。この3質問項目のいずれも、残りはどちらとも言えないという回答だった。続けてフリーディスカッションを行って統合した結果、今後、実例を充実させて改良を図る必要があるが、看護における人材育成として有用なプログラムとなりえることが示唆された。看護サービスの質評価については既存の質問紙を用いて、研修プログラムの実施前後に調査し比較をすることとした。実施前の調査を受講者の所属施設の4病棟の看護職員99名および入院患者191名を対象に、実施した。実施後の評価は研修プログラム終了後6か月以上経た後に実施という計画であり、前後の違いはその調査の終了後に分析する予定である。看護サービスの場において評価が必要な領域を明らかにするために、看護管理者を対象としたフォーカスグループインタビューを6回、個別インタビューを4回実施し、看護師長11名、看護部長・副看護部長11名の参加を得た。看護サービスの場で行われている評価の現状として、有害事象の発生率や在院日数など数値で評価可能な側面の質の評価に重点が置かれているが、データ収集の仕組みや人材の充足などの施設背景によって、実際の取組み状況の差異は大きいことが明らかになった。

安全管理、職員教育などの領域の評価ツールが充実している一方で、不足している領域として患者の視点からの看護の評価、看護計画の展開やその結果などの個別のケアプロセスの評価があげられた。患者の視点からの看護の評価については、満足度の調査やクレーム管理だけでなく、治療・看護への理解や権利の保護など、現在の患者のニーズに応じて新しい側面の評価を考えていく必要があり、ケアプロセスの評価では、看護記録が充分に活用されていないなど、評価方法を工夫していく必要性があることが明らかになった。また、施設内でのケアの質の評価が充実していても、在院日数が短縮化する中で長期的な視点での患者の変化について評価できておらず、退院支援や在宅医療との連携、外来での患者の状態などの評価が今後必要とされている。また、看護サービスの場で評価を行う人材に求められる能力は、データ収集・分析能力、管理能力、データの意味を伝えていくという観点からのコミュニケーション能力などであり、さらに、データの妥当性や意味を解釈するためには、現場の背景を理解できるだけの知識や経験が必要と考えられる。研究目的は、評価に関する専門的知識と技術を持って看護に関連する評価を実践できる人材を育成するためのプログラムを作成・施行することであり、今年度はデルファイ調査に加え、多方面からの情報を集めてプログラム試案を作成する予定であった。実際の進捗状況としては、デルファイ調査の実施まで進んだ段階であり、年度ごとの実施計画からみると、やや遅れが生じている。研究目的は、看護において科学的評価が必要な領域を体系的に把握し、それに基づいて評価に関する専門的知識と技術を有す人材を育成するためのプログラムを作成・施行することであり、平成23年度は、科学的評価が必要な領域の把握を目的として、グループインタビュー及びデルファイ法による質問紙調査を実施する予定であった。進捗状況としては、インタビュー対象者のリクルートや実施日の調整に時間を要したため、グループインタビューによって科学的評価が必要な領域をあげる段階までは進んでいるが、デルファイ法の実施にまで至っていない。年度ごとの研究実施計画からみると、やや遅れが生じている状況である。これまで行ったデルファイ調査の結果に加え、評価学の専門家の助言、及び国内外の看護領域における評価実践に関する情報をもとに、看護師を対象とした評価に関する基礎的・専門的知識と技術を教育するプログラムの試案を早期に開発する。縁故施設から看護師10名程度を募集して講義や演習のプログラム試案を施行し、その効果を測定するとともに、各施設における波及効果について調査する。以上のプロセスによって、有用かつ実用的な人材育成プログラムの完成を目指す。デルファイ調査のためのリスト作成を早期に実施するとともに、調査開始時期によって調査回数を調整する。また、可能であれば、デルファイ調査と同時進行で実態調査を行い、当初の計画に近づける。次年度使用額として繰り越すのは、今年度、デルファイ調査の結果に基づいて行うことにしていた評価学の専門家から助言を得るために使用する予定だった経費と、今年度に計画していた海外情報の収集を、次年度に開催される大きな学術集会(2年毎の開催)に参加して行う方が適切であると考えて計画を変更したために生じたものである。
新規アミン結合型超原子価ヨウ素を用いた直截的炭素ー窒素結合形成反応

本研究では、環境低負荷型分子変換反応の開発の一つとして、新規ヨウ素ー窒素結合型超原子価ヨウ素化合物の創製を行ない、これら化合物を用いた複素環化合物の直截的アミノ化反応を検討した。その結果、様々な複素環(アリール)ヨードニウムビススルホンイミドの合成に成功した。さらに、インドリル(アリール)ヨードニウムビススルホンイミドを用いたインドールのCsp2-Csp2ブロモアミノ化反応、Csp2-Csp3遠隔位ヨードアミノ化反応、及び触媒的3位アミノ化反応を達成した。これらの反応を鍵とした様々なアミノインドール誘導体の合成に成功した。本研究では、新規アミン結合型超原子価ヨウ素を用いた直截的炭素ー窒素結合形成反応の開発を検討した。我々は、新規アミン結合型超原子価ヨウ素化合物であるインドリル(フェニル)ヨードニウムイミドの合成し成功しており、この化合物を用いた直截的炭素ー窒素結合形成反応を精査した。その結果、インドリル(フェニル)ヨードニウムイミド化合物に求電子剤である1,3-ジブロモ-5,5-ジブロモヒダントイン(DBH)を作用させると、イミド基の1,3-転位を伴うブロモアミノ化反応が進行し、インドール骨格にアミノ基と臭素原子が同時に置換した2-アミノ-3ブロモインドール誘導体が高収率および位置選択的に得られた。また、この知見を活かして、インドール誘導体から(ジアセトキ)ヨードベンゼン、ビススルホンイミド、及びDBHを作用させることにより、直截的に目的の2-アミノ-3ブロモインドール誘導体を高収率および位置選択的に得ることができた。さらに、この生成物から生物活性が期待できる三環性インドール誘導体やスピロイミノインドリン誘導体の合成に成功した。一方、新規アミン結合型超原子価ヨウ素化合物合成の普遍性を示すために、インドリル(アリール)ヨードニウムイミドの合成を行ったところ、様々なアリール基を有するインドリル(アリール)ヨードニウムイミドを効率的に合成する事ができた。そして、インドリル(2-n-ブトキシフェニル)ヨードニウムイミドからヨウ化銅を触媒とする炭素ー窒素結合形成反応が円滑に進行し、目的の3-アミノインドール誘導体が高収率で得られた。本年度の研究は、前年度までの成果により、本研究を順調に進展させることができた。具体的には、インドリル(アリール)ヨードニウムイミド化合物と1,3-ジブロモ-5,5-ジブロモヒダントイン(DBH)を作用させると、位置選択的ブロモアミノ化反応が進行し、2-アミノ-3ブロモインドール誘導体が高収率および位置選択的に得られた。この結果は、新規アミン結合型超原子価ヨウ素を用いた直截的炭素ー窒素結合形成反応を展開するにあたり、重要な結果であると言える。本結果は、トップレベルの学術論文に掲載された(Chemical Communications 2015, 51, 2273-2276)。また、その他の直截的炭素ー窒素結合形成反応もいくつか興味深い知見を得ることができた。これらの結果は投稿準備中である。今後、超原子価ヨウ素の触媒化や不斉反応に展開する予定である。本研究では、新規窒素ーヨウ素結合型超原子価ヨウ素の創製及びそれらを用いた直截的炭素ー窒素結合形成反応の開発を検討した。我々は、これまでに新規アミン結合型超原子価ヨウ素化合物であるインドリル(フェニル)ヨードニウムイミドの合成し成功しており、この化合物を用いた直截的炭素ー窒素結合形成を伴うインドールの二重官能基化反応を達成した。本年度は、本研究の新たな展開として、インドール以外の複素環化合物を有する複素環(アリール)ヨードニウムイミドの合成を検討した。その結果、ピロール、インダゾール、ウラシル、チオフェン、またはキノリン骨格を有する(アリール)ヨードニウムイミドを高収率で得ることに成功した。一方、インドリル(フェニル)ヨードニウムイミドの形成を伴う2-メチルインドール誘導体の二重官能基化反応を精査した。はじめに、2-メチルインドール誘導体に(ジアセトキシ)ヨードベンゼン及びビススルホンイミドを作用させると、2-メチルインドリル(フェニル)ヨードニウムイミドが効率的に得られることがわかった。さらに、この化合物にハロゲン化剤である1,3-ジヨード-5,5-ジブロモヒダントイン(DIH)を加えると、イミド基の1,4-転位を伴うヨードアミノ化反応が進行し、2-メチルインドール骨格のメチル基とインドール環の3位がアミノ基とヨウ素原子に置換された2-アミノメチル-3ーヨードインドール誘導体が高収率および位置選択的に得られた。具体的には、ピロール、インダゾール、ウラシル、チオフェン、またはキノリン骨格を有する複素環(アリール)ヨードニウムイミドの合成を達成した。本結果は、トップレベルの学術論文に掲載された(Chemistry An Asian Journal 2016, 11, 3585-3588)。さらに、2-メチルインドリル(フェニル)