hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性疲労症候群診断法の開発と発症因子の探索

これまでに慢性疲労患者ではウイルス感染防御に関わるRNaseL由来、もしくはその関連タンパク質が変動していることが病態に関与すると示唆されている。しかし、実際にそれらをタンパク質レベルで検出した研究グループはない。そこで、我々は、独自に開発したRNase L抗体を用い、慢性疲労患者において変動するタンパク質の解析を行った。その結果、我々の抗体により37kDa、および33kDaの位置にRNase L抗体と反応するタンパク質を検出した。健常人と比較すると、慢性疲労患者では37kDaタンパク質が完全に消失し、33kDaタンパク質が増加していた。これらの現象は、慢性疲労患者41例中17例(41.5%)で見られ、過去に慢性疲労の診断に利用できる可能性があると言われた他の候補因子に比べて非常に高率であった。しかし、慢性疲労患者全てに共通して37kDaタンパク質の消失、及び33kDaタンパク質の増加が見られないことから、我々のRNase L抗体は慢性疲労患者の一部を認識していることが考えられる。そこで、我々は健常人の末梢血を用いて37kDa、及び33kDaタンパク質をイオン交換クロマトグラフィーにて精製後、二次元電気泳動で分離し、MALDI-TOF/TOF/MS、nano LC-MS/MSで同定を行った。その結果、33kDaタンパク質はProtein A、37kDaタンパク質はProtein Bであった(これらタンパク質については現在再現性を検討中)。Protein A,Bは、代謝系の酵素である一方、RNase Lと共通アミノ酸配列を有し、且つ、生体内でのウイルス防御というRNase Lと類似する生理活性を発揮する関連タンパク質であることがデータベース検索から分かった。これは我々の抗体がRNase L以外の関連タンパク質を認識していることを示唆する。Protein A、及びProtein Bは、特定の慢性疲労症候群患者の病態に関与している可能性が考えられるので、今後これらタンパク質を検出することにより、発症メカニズムの明らかな慢性疲労症候群を診断する(新たな疲労クライテリアの構築)とともに、適切な治療法を提供するための有効な診断マーカーとして開発していく予定である。慢性疲労症候群(Ohronic Fatigue Syndrome : CFS)は、原因不明の強い全身倦怠感、微熱、頭痛、筋肉痛、精神神経症状等が起こり、長期にこの状態が続いて健全な社会生活が送れなくなるという病気である。本疾患に関し現在有効な診断法が確立されていないため、「ぶらぶら病」、「なまけ病」など周囲から病気とは認識されず差別の対象となり、社会、経済的問題となっている。私たちは、生化学的手法を用いる臨床診断法の確立を行い、慢性疲労症候群に特異的な病因因子の同定を最終目標とする。平成18年度の研究成果を下記に示す。(1)細胞内での異常RNaseLの産生増加が疲労発症に関与する予備的結果を得たので、我々の開発した高感度なRNase L抗体を用いたウエスタンブロッティングを行った。その結果、30kDa付近の低分子量タンパク質がCFS患者において特異的に発現が上昇していることを見出した。(2)30kDa付近のタンパク質を生化学マーカーとしてCFSの臨床診断が可能になると考え、CFS患者でのパイロット研究を行った。その結果、CFS患者41例中17例において30kDaタンパク質が検出された。一方の健常人群66例では30kDaタンパク質は全く検出されなかった。この結果より、我々が開発した診断法は、CFSを正確に診断できることが分かった。
転写因子Tcf21の機能解析を通じた腎線維化の病態解明

[背景と目的]哺乳類の腎臓は、胎生期に尿管芽とCap mesenchymeならびに間質細胞の相互作用により構築される。Tcf21はbHLH転写因子に属し、Cap mesenchymeと間質細胞に発現する。Tcf21欠損マウスは腎臓の低形成を生じるが、一方でTcf21の機能は明らかでない。[結果]マウス胎生12.5日の腎臓を摘出し、培養後に尿管芽の分岐数を計測すると、対照群48.8±3.0(平均±SE), Tcf21欠損群12.3±1.7個と有意な低下を認めた。Tcf21欠損マウスの腎臓mRNAでは尿管芽分岐に必須であるGdnf, Ret, Wnt11の発現が対照群に比較してそれぞれ0.16倍、0.44倍、0.24倍と有意に低下していた。CapTcf21マウスは糸球体の形成不全を来したが、Gdnf, Ret, Wnt11の発現は維持されていた。一方で、StrTcf21マウスでは髄質の強い低形成を認め、4週齢で尿量が変異群で有意に増加しており、尿濃縮力低下が見られた。Gdnf, Wnt11の発現も対照に比較してそれぞれ0.23倍、0.28倍と有意に低下し、尿管芽の分岐数も対照群60.9±3.4(平均±SE), StrTcf21群49.8±3.0と有意な減少を認めた。[結語]胎生期の腎臓において、Cap mesenchymeに発現するTcf21は糸球体形成を、間質に発現するTcf21はGdnf経路を介して尿管芽の分岐を制御し腎臓発生に寄与することが明らかになった。転写因子Tcf21の腎臓間質における発生過程での機能が明らかになったため。今後腎臓の線維化におけるTcf21の役割について検討していく。出生後にTcf21を欠損するマウスを作成済みであり、これに今後腎臓線維化モデルを付加し検討する。basic Helix Loop Helix(bHLH)転写因子Tcf21は、胎生期において後腎間葉及びそこから分化するCap mesenchymeそして間質細胞に発現する。Tcf21欠損マウスでは腎の低形成を生じるがその機序は明らかでない。そこで我々は、Tcf21欠損マウスを用いて腎臓発生に関与する遺伝子発現について検討した。また、Cap mensenchyme特異的Tcf21欠損マウス(CapTcf21)及び間質細胞特異的Tcf21欠損マウス(StrTcf21)を作成しその表現型を解析した。さらに、出生後に全身でTcf21を欠損するマウスを作成し、片側尿管結紮モデルを作成して野生型と比較検討した。Tcf21欠損マウスでは尿管芽の分岐に必須であるGdnf,Wnt11,Retの発現が有意に低下していた。CapTcf21マウスではGdnf, Wnt11, Retの発現低下は認められなかったが、糸球体の形成不全を認めた。StrTcf21マウスでは、Gdnf、Wnt11及び尿管芽の分岐数の有意な減少を認め集合管ならびにヘンレのループを中心に、明らかな低形成を認め、このマウスは尿の濃縮障害をきたして多尿を呈していた。さらに、Tcf21欠損マウスのUUO腎では間質の線維化が抑制される傾向にあった。すなわち、間質におけるTcf21はGdnf経路を介し、尿管芽の分岐に重要であると考えられ、また、成熟個体においては、腎障害時に繊維化を促進する方向に働くと考えられた。間質とCap mesenchymeにおける転写因子Tcf21の間質発生、尿管芽の分岐における役割を検討し、現在投稿中であるため[背景と目的]哺乳類の腎臓は、胎生期に尿管芽とCap mesenchymeならびに間質細胞の相互作用により構築される。

[結語]胎生期の腎臓において、Cap mesenchymeに発現するTcf21は糸球体形成を、間質に発現するTcf21はGdnf経路を介して尿管芽の分岐を制御し腎臓発生に寄与することが明らかになった。転写因子Tcf21の腎臓間質における発生過程での機能が明らかになったため。今後はさらに、間質におけるTcf21の下流遺伝子の同定を行なっていく。現在までに、リポーターマウスとFoxD1Creマウスを交配することで間質細胞の単離を試みており、今後この系を確立し、単離間質細胞を用いて、RNA Seq法にて間質特異的Tcf21KOマウスと野生型マウスの遺伝子発現解析をおこなう。また、現在、conventional KOマウスの解析で、Bmp4の発現上昇が認められており、Tcf21下流の候補遺伝子と考え解析を行っている。今後腎臓の線維化におけるTcf21の役割について検討していく。出生後にTcf21を欠損するマウスを作成済みであり、これに今後腎臓線維化モデルを付加し検討する。
パーキンソン病の間葉系由来グリア細胞移植による画期的治療法開発

ラットの骨髄間葉系細胞から種々の栄養因子を加えることで、シュワン細胞(BM-SCs)を誘導。片側パーキンソン病モデルラットを作成し、線条体への移植実験を行った。しかしBM-SCs移植群は、全体としては有意な改善を認めなかった。組織学的評価を行うと、本細胞は、移植後シュワン細胞としてのとしての特徴を失っていき、排除されていることが示唆された。したがって、間葉系細胞内に存在する多能性幹細胞、Muse細胞を移植する方針へ変更。Muse細胞の未分化マーカーの発現、3胚葉系の細胞への分化能も確認した。本細胞を用いたパーキンソン病の移植治療研究を引き続き継続する予定である。動物モデルとしては、Wistar Ratに対し、一側の黒質緻密層にカテコールアミン神経選択毒の6-ハイドロキシドパミン(6-OHDA)を注入して,片側パーキンソン病モデルラットを作成。モデル作成後、動物はアポモルフィン誘発回転運動による行動評価を行い、症状の軽い動物は除外し、同等の症状の動物のみ選択した。本方法によってモデルを作成し、1分間の回転運動が10回以上のものを採用した。これまでで、モデル作成成功率は約35%である。このようにして作成したパーキンソンモデルラットの黒質緻密層に対し、細胞を移植。移植細胞は、細胞なし(vehicle)、誘導前間葉系細胞、誘導シュワン細胞群と3群で行った。移植群を、現段階では1-12週の間で評価しているが、効果を認める群では誘導シュワン細胞移植群において、移植後2週程度から、回転運動の明らかな現象を認めている。組織学的には、移植細胞についてはMAG、MBP、GFAP、O4、P0等の発現について免疫組織化学的評価を行い、host細胞においてはhostの細胞に関してはDAT、TH等のドパミン産生細胞のマーカーで調べている。動物モデルとしては、Wistar Ratに対し、まずは一側の黒質緻密層にカテコールアミン神経選択毒の6-ハイドロキシドパミン(6-OHDA)を注入して、片側パーキンソン病モデルラットを作成。アポモルフィン誘発回転運動が10回/分以上のものを採用した。モデルラットの黒質緻密層に対し、細胞を移植。しかしこのモデルでは、モデル作成が安定せず、同一条件でのモデル作成、移殖が困難であることが分かった。そのため、6-OHDAを線条体へ注入、線条体へ細胞移植するモデルへ変更を行って、再度移植実験を施行している。移植群は、個体によっては移植後1-2週頃から回転運動の減少を認めているものの、全体としては現時点で有意な改善までは示せていない。誘導細胞群は、個体によっては移植後1-2週頃から回転運動の減少を認めたが、全体としては有意な改善を認めなかった。組織学的評価を行うと、移植7日目には移植細胞のシュワン細胞マーカーの発現は低下しており、移植4週後には細胞の残存がわずかしか認められなかった。本誘導シュワン細胞は、移殖後シュワン細胞としてのとしての特徴を失っていき、また排除されていることが示唆された。平成26年度には、引き続きパーキンソンモデルラットを作成し、間葉系細胞由来のシュワン細胞の移植実験を行う予定であったが、従来予定していた、黒質へ6-OHDAを注入するモデルでは、モデル作成が安定せず、線条体へ注入するモデルへ変更が必要となった。この変更のため、平成26年度に予定していた実験計画に遅延が生じ、期間延長の申請を行うに至った。神経内科学引き続き、骨髄間葉系細胞からのシュワン細胞の誘導と、パーキンソン病モデルの作成、モデルへの細胞移植を行い、行動、組織学的評価を行う。モデル作成、移植方法を変更したため、再度十分数の移植実験を行う。移植細胞の生着率にも注目し、不良であれば、移植方法の再検討や、免疫抑制剤の使用を行うなどの対策をとる。移植後短期での組織評価も十分に行い、移殖後の移植細胞動態についても十分評価する。移植細胞についてはMAG、MBP、GFAP、O4、P0等の発現について免疫組織化学的評価を行い、host細胞においてはhostの細胞に関してはDAT、TH等のドパミン産生細胞のマーカーで調べる。移植により、host細胞のドパミン産生細胞への分化以外にも、神経幹細胞の増殖や、成熟神経細胞の増殖を来たす可能性もあり、hostの脳におけるpax6、sox2、NeuN、Neurofilamentなどの発現も確認する。これらの発現を定量的にも評価する。また、移植細胞の分布や、移植細胞とhostのドパミン産生細胞や他の神経系細胞との局在の関係についても、免疫組織化学的に確認する。

良好な細胞移植方法が確立したら、シュワン細胞誘導の段階毎にGDNF、FGF-20の発現を定量PCR等で確認した上で、レトロウィルスベクターを用いた遺伝子導入法により、GDNF、FGF-20の発現を促進させた誘導シュワン細胞を作成。これらについてもモデル動物に対する細胞移植を行い、組織学的評価と機能評価を行う。これらの実験を踏まえ、最も細胞移植に効果的な骨髄間葉系由来シュワン細胞の樹立を行う。また、臍帯由来間葉系細胞においても同様の実験を行い、双方での移植治療の確立を目指す。また、臍帯と骨髄のデータと比較することで、それぞれの治療効果や応用性の差異について検討する。移植細胞の誘導、確保と、パーキンソン病モデルラットの確立は、当初の計画より早めに進んでいる。移植細胞の標識方法として計画していた、レンチウィルスを用いたGFP標識方法が、標識率が低かったため計画通りにはうまくいかず、現在他の方法を検討中である。全体としては、ほぼ当初の計画と同等の進捗状況と思われる。平成26年度には、引き続きパーキンソンモデルラットを作成し、間葉系細胞由来のシュワン細胞の移植実験を行う予定であったが、従来予定していた、黒質へ6-OHDAを注入するモデルでは、モデル作成が安定せず、線条体へ注入するモデルへ変更が必要となった。この変更のため、平成26年度に予定していた実験計画に遅延が生じ、次年度使用額が生じた。引き続き、骨髄間葉系細胞からのシュワン細胞の誘導と、パーキンソン病モデルの作成、モデルへの細胞移植を行い、行動、組織学的評価を行う。また、適切な評価機関に関しても検討する。移植細胞の標識方法としては、GFPラット由来の骨髄間葉系細胞を用いて行う。シュワン細胞誘導の段階毎にGDNF、FGF-20の発現を定量PCR等で調べておく。これらは誘導細胞に元々軽度発現していることも想定されるが、それらを確認した上で、レトロウィルスベクターを用いた遺伝子導入法により、GDNF、FGF-20の発現を促進させた誘導シュワン細胞を作成する。発現の上昇についても、定量PCR等で確認する。GDNFを過剰発現させた誘導シュワン細胞、FGF-20を過剰発現させた誘導シュワン細胞を準備し、それぞれの移植群につき、十分な移植動物数を確保する。組織学的評価と機能評価を行う。ドパミン産生細胞への分化以外にも、神経幹細胞の増殖や、成熟神経細胞の増殖を来たす可能性もあり、hostの脳におけるpax6、sox2、NeuN、Neurofilamentなどの発現も確認する。これらの発現を定量的にも評価する。また、移植細胞の分布や、移植細胞とhostのドパミン産生細胞や他の神経系細胞との局在の関係についても、免疫組織化学的に確認する。次年度には引き続き、線条体へ注入するモデルを作成し、細胞移植実験と評価を行うため、未使用額は実験動物の飼育費、購入費、細胞培養に関する試薬、その他消耗品に充当することとしたい。
脂質生合成調節因子MLXIPLに作用するマイクロRNAに関する研究

非飲酒者の脂肪肝は非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)と呼称されており、有病率の高い肝疾患であるが、その有効な治療法や診断法は確立されていない。糖質の過剰摂取は脂肪肝の原因となるが、糖質から脂質への生合成を活性化させる転写調節因子であるMLXIPLの機能が注目されている。しかしながら、MLXIPLの生合成、臓器特異性の多くは不明である。本研究ではmRNAの蛋白質翻訳を抑制するマイクロRNAとMLXIPLの発現に着目し、それらの機能研究を行う。得られた研究成果は、薬物療法の有効性向上およびバイオマーカー開発の一助となることが期待される。
ヒトES細胞からの造血幹細胞の産生

1.汎用性のある培養上清に関する新しい知見通常、ヒトやサルの霊長類のES細胞を造血系細胞に分化させるにあたってOP9由来の細胞が支持細胞として使われる。既に得られた実験的結果では、マウス由来ES細胞からストローマ様細胞に分化させた細胞から得られる培養上清を用いると容易に分化し、また、通常ならば支持細胞を用いた二層での培養によらないと分化が難しいのだが、マウスES細胞由来のストローマ細胞の培養上清をもちいれば、モノレイヤーでも分化が可能であることがわかっている。このことから、マウスES由来の胚性に近い細胞だけから出ている特殊なサイトカインが、分化増殖を促していると考えられる。これは、造血幹細胞の増殖因子の解明に関わる重要な知見であると考えられ、この二年間での非常に大きな成果のひとつにあげられる。2.サルES細胞のマウスへの移植サルES細胞由来のCD34+CD45+の造血系細胞をNOGマウスに移植した。NOGマウスは、免疫系を破壊したマウスであり、移植研究に必須のマウスである。このNOGマウスに生理食塩水と、上記細胞を移植したところ、コントロールは体重が増加したのに対してNOGマウスは移植後DAY12以降体重が減少した。また、移植後21日目には骨髄と脾臓に生着していたが、末梢血とPECが減少していた。また、移植マウスのマクロファージは変形しておりマクロファージが自分自身の血液細胞を貪食しているところも観察された。このような点から、サルES細胞由来の造血系細胞は、移植した場合には生着するもがん化している可能性が考えられる。十分に移植条件を考慮した実験であったにも関わらず、ES細胞の移植がとても困難であることが実験的に解明された。ES細胞の移植医療に問題を投げかける結論であった。1.Hemangioblast様細胞の特定Hemangioblastというのは、血管と血液の共通の前駆細胞として知られている。当初この指様細胞は、Hemangioblastと考えていた。観察によれば、指様形状を有する細胞から血管と血液に分化するが、指様形状を有する細胞は形態学的にはストローマ細胞に酷似している。従来は、造血幹細胞は可塑性があり、造血幹細胞から神経幹細胞、肝幹細胞、筋肉幹細胞、へと可塑的に脱分化後再分化するという理論があったが、もしここで仮定している造血幹細胞が間葉系幹細胞であれば、可塑性というような不自然な理論をつくらなくても、単なる分化のプロセスとしてとらえることができる。指様細胞がストローマ細胞である、との仮説によって、すでに、我々はin vitroにて間葉系幹細胞からストローマ細胞を経て、血液や血管へと分化するという生体内プロセスを再現したことになる。血液は、増殖分化するにあたり、骨髄内で浮遊することがないように、骨髄内で接着細胞たるストローマ細胞となり、このストローマ細胞から血液や血管に分化すると考えることが自然である。早稲田大学ではヒト細胞は扱えないために、現在、このフィンガーライク細胞はサル由来のものをもちいており、ストローマ細胞と特定できるマーカーを探索中であり、形態学的だけでなく、表面マーカーからの特定を図る。2.汎用性のある培養上清の作製プロトコル従来プライマリーのOP9細胞を培養し、その培養上清をもって分化培養していたが、今年度は株化されたOP9の培養上清をもって検証したところ、株化されたOP9でも同様の効果が得られることがわかった。株化されたOP9細胞は大量生産が可能であるために、ES細胞から指様細胞、そして血液、血管への分化という流れのなかで大量に使用される培養上清の確保に成功したということができる。
中国の「村民自治」に関する実証的研究-その歴史的連続と不連続から

平成13年度はこれまでに収集した文献および調査資料を整理・分析し、今日中国で実施されている「村民自治」の歴史的位置づけを中心に、学会発表と学術論文の形で研究成果を段階的に発表しました。今年度の研究の重点は次の二つです。すなわち、第一に、中国伝統社会における自然形成的「自治」と西ヨーロッパに端を発し、明治期の日本にも大きな影響を与えた「近代的」地方自治との相違点。第二に、近代国民国家の理念に基づいたドイツ・プロイセンや明治期日本の地方自治制度が二十世紀初期中国に紹介・導入されたことの歴史的背景、導入のプロセスおよび制度継受の際に生じた変容。初年度は文献・実地調査を中心に研究を進めてきた。その経緯および実績は以下のとおりです。(1)文献調査。主に人民公社制度崩壊後、中国で「村民自治」が実施される政治的・社会的背景、政策の形成と変遷、および各地の実施状況に関する先行研究について文献調査を行いました。日本国内においては主として日本語で発表された関連の著作・論文が対象となりました。なお、2000年夏、中国の南京、北京で中国語の関連研究を数多く入手し、この分野の中国人研究者と意見交換も行いました。(2)実地調査。夏休み帰国の際、南京師範大学経済法政学院盛宇華教授を通して、江蘇省小城鎮研究会の若手メンバーの協力を得て江蘇省江寧県禄口鎮を訪れました。江寧県における「村民自治」の具体的な実施状況について聞き取り調査を行い、近年各地で表面化しつつある農民の負担増問題をめぐる「県-郷-村」関係についても意見を聞きました。現在、調査で得た資料に基づいて論文をまとめています。(3)国際会議への出席と発表。2000年8月21日24日武漢で中国社会史学会主催の「経済発展と社会変遷国際シンポジウム」に参加し、「近代中国における地方自治言説の形成と変遷」と題した論文を提出し口頭発表を行い、各国からの研究者と学術交流を行いました。この論文において、筆者は現在の「村民自治」と明末清初期以降の地方政治改革論、清末期の地方自治との間の「歴史的連続と不連続」という角度から、中国における地方自治理論の思想的背景・形成・変遷について考察しました。明末清初期から顧炎武らがすでに中国の政治制度に内在する「上下隔離」の問題を解決するための方策を模索しつづけ、清末期に入ってから、その思想的蓄積は西洋・日本から輸入された「自治」、「地方自治」という表現を用いて結実した、という結論を得ました。この論文は現在華中師範大学歴史文化研究所編纂中のシンポジウム論文集に収録される予定です。
超音波振動が創るマクロ/ミクロ対流を利用した新規凝固組織制御手法の開発

本研究では、時間分解X線イメージングを利用して、Sn-Bi合金を対象として超音波振動下でのデンドライト成長のその場観察手法の開発を行った。デンドライト先端において音響流によるマクロな対流の発生と同時に20Hzの低周波数の固相の振動が起こった。デンドライト先端では、成長形態が樹枝状からセル状へと変化するため、アームの溶断は起こらなかったが、固液共存領域では、マクロな対流と固相の振動による撹拌効果により、アームの溶断が顕著に起こった。固液共存領域において、流入する液相の溶質濃度の違いが、固相率の変化、デンドライトアームの溶断、マクロ偏析など組織形成に影響を及ぼすことが明らかとなった。本研究では、放射光X線を利用して、超音波振動下において組織形成過程を粒子スケールで時間分解その場観察を行うことにより、超音波振動によって発生するマクロおよびミクロスケールの対流が凝固組織に及ぼす影響を実証的に明らかにすることを目的とした。今年度は、SnおよびAl合金を対象にX線イメージングを利用して超音波振動下でデンドライト成長や溶断などの組織形成過程をその場観察可能な実験装置の開発に成功した。Al合金の実験では、セラミックス製の超音波ホーンを利用することによって、従来のTi合金製で問題となった溶湯中での浸食を克服し、超音波振動を印加することが出来た。超音波振動が引き起こす、一次効果(超音波周波数による結晶の振動)、二次効果(音響流)、キャビテーション効果の中で、二次効果の影響について詳細に調べた。音響流によるマクロスケールの対流による影響は、固液界面付近と固液共存領域内では異なっていた。固液共存領域では、溶質濃度の高い液相が流れこむ下流側では、デンドライトの溶断が著しく発生するが、溶質濃度の低い液相が流れ込む上流側では、デンドライトの溶断はほぼ起こらず固相率が増加し、溶断頻度に差異があることが分かった。さらに、音響流によって、超音波周波数よりも著しく低い周波数で結晶が振動することを初めて見出した。マクロスケールの対流だけでなく、低周波数の振動もデンドライトの溶断に寄与していることを明らかにした。一方、固液界面付近では、マクロスケールの対流の影響を強く受ける。デンドライトの成長速度の低下と溶質輸送の促進により、デンドライトアームの先端が粗大化し、その結果、成長形態が二次枝のないセル状に変化し、ほとんど溶断が起こらないことが分かった。以上の点から、キャビテーションが起こらない条件下でも音響流によって凝固組織は著しく変化することが明らかとなった。本年度では、超音波振動が引き起こす効果の内、二次効果の音響流によるマクロスケールの対流が凝固組織に及ぼす影響についてX線イメージングを利用したその場観察により調べた。デンドライトの成長形態および成長速度の変化やデンドライトアームの溶断などの様々な組織変化を明らかにすることができた。また、試料セルの工夫などにより、局所的な組織変化だけでなく、マクロスケールの対流のドメインを含む領域で、その場観察することが可能となり、対流の上下流での凝固組織の違いや固液界面の近傍と固液共存領域内での組織形成の違いなどを詳細に調べることが出来た。さらにその場観察から得られたX線の輝度データを基に、定量的な解析を試み、超音波前後での濃度分布や固相率の違いを明らかにすることが出来た。その結果、液相の溶質濃度と組織形成を合わせて考慮することが可能となり、組織形成機構の解明に繋がった。これまでその場観察することが不可能であった、Al合金に関して、超音波ホーンを新たに開発することにより、従来のSn合金と同様に超音波振動下で組織形成のその場観察が可能となり、Sn合金との違いを知ることが出来た。ただし、結晶の太さや形態などの初期組織の影響などの詳細は不明である。また、一次効果である超音波周波数でのデンドライトの振動が凝固組織に与える影響については、十分に検証することが出来なかった。以上の点を踏まえておおむね順調に進展していると判断した。本研究では、Sn合金およびAl合金を対象として放射光X線イメージングを利用した超音波振動下での組織形成過程の時間分解その場観察を行い、超音波振動によって誘起されるマクロおよびミクロスケールでの対流が凝固組織に及ぼす影響について明らかにする。本年度は、透過X線強度を利用して超音波振動印加前後における液相中の溶質の濃度分布の評価を行い、組織形成との関係について調べた。Sn合金において、音響流の影響を抑制した条件下において、超音波周波数でのデンドライトの振動(一次効果)によって、デンドライトの成長形態が樹枝状からセル状へと遷移した。この原因を調べるために、透過X線強度からデンドライト近傍における液相の溶質濃度の定量評価を行った。超音波印加後、徐々にデンドライト周囲の溶質濃度が変化していることが明らかとなり、高周波数でのデンドライトの振動によって、デンドライト周辺において、ミクロスケールの対流が起きていることが示唆された。また、Al-Cu合金において超音波振動下でデンドライト成長の時間分解その場観察に成功した。超音波印加と同時に、固液界面前方でのマクロな対流の発生とデンドライトの低周波数での縦振動が起きた。その結果、デンドライトの二次アームだけでなく、一次アームにおいても著しく溶断が起こった。

透過X線強度から評価した液相の溶質濃度の定量評価により、溶質濃度の高い液相が対流によって輸送され、アームの根元における溶質の濃化により、局所的に再溶解が起きたことが分かった。Sn-Bi合金の場合の音響流がSnのデンドライト成長に与える影響と類似していた。また、マクロな対流を強く受ける固液界面付近では、デンドライト先端の成長速度が低下し、形態が樹枝状からセル状へと変化していることが明らかとなった。本研究では、時間分解X線イメージングを利用して、Sn-Bi合金を対象として超音波振動下でのデンドライト成長のその場観察手法の開発を行った。デンドライト先端において音響流によるマクロな対流の発生と同時に20Hzの低周波数の固相の振動が起こった。デンドライト先端では、成長形態が樹枝状からセル状へと変化するため、アームの溶断は起こらなかったが、固液共存領域では、マクロな対流と固相の振動による撹拌効果により、アームの溶断が顕著に起こった。固液共存領域において、流入する液相の溶質濃度の違いが、固相率の変化、デンドライトアームの溶断、マクロ偏析など組織形成に影響を及ぼすことが明らかとなった。本研究では、金属溶湯中への超音波振動の印加によって発生する三つの主な現象である、一次効果の音響流、二次効果の超音波周波数での振動、キャビテーション効果を切り分けて、それぞれ凝固組織に及ぼす影響についてX線イメージングを利用したその場観察により調べる。マクロスケールの対流を引き起こす音響流については、試料のセルの工夫、超音波発生装置の出力、超音波ホーンの振幅などの制御により、対流の大きさを変化させ、凝固組織との関係について調べる。ミクロスケールの対流を引き起こす可能性のある超音波周波数によるデンドライトの振動については、高周波数の振動のみの影響を観察するために、音響流によるマクロスケールの対流を抑制する実験技術の開発を行う。この時、デンドライトの形態、デンドライトアームの太さの変化、デンドライト周囲の濃度変化に着目する。濃度分布に関しては、その場観察によって得られたX線の輝度情報から定量化を試みる。また、超音波印加前の初期のデンドライトアームの太さ、固相率(流動限界の固相率まで)の影響についても調べる。前年度で開発した実験技術により、従来のSn合金のモデル材料から実用合金に近い、Al-Cu合金へと展開する。Al合金の場合、Sn合金よりも溶湯中にガスを含有しやすいため、超音波振動によって数十ミクロンの多数の気泡の発生・崩壊を繰り返すキャビテーション現象が著しく起こると期待される。このキャビテーションが凝固組織に及ぼす影響(デンドライトの形態変化や溶断)についてその場観察により調べる。凝固工学
びまん性内在性橋神経膠腫(DIPG)に対するACVR1変異を標的とした新規治療

死因の第1位であるが、有効な化学療法が確立しておらず、放射線治療を行なっても平均生存期間は約10ヶ月と非常に予後不良疾患である。網羅的な遺伝子解析が進み、ヒストンの遺伝子変異,特にH3.1 K27Mを持つDIPGは、activin A receptor type I (ACVR1)遺伝子変異が併存することが判明したが、これまでACVR1を標的とした治療は試みらていない。本研究は、DIPGにおけるACVR1(ALK2)阻害薬による新たな治療法の開発を目的とする。
解析的偏微分方程式におけるジュブレイ性とフレドホルム性

本研究の成果は多岐に渡るので、研究代表者の三宅正武の研究成果を中心に研究実績の報告をする。解析的偏微分方程式のグルサ-問題は従来では優級数の方法による研究がほとんどであったが、三宅はテプリッツ作用素のフレドホルム性の議論を数列空間に適用することに依って、各種のジュブレイ族空間における可解性のみならず、初めてグルサ-問題においてフレドホルム性の概念が自然に導入される事を明らかにすると共に、指数公式を与えた。これは、従来の優級数に依る方法は単に可解性の証明にのみ有効であったのに対して、関数解析的手法及び結果が自然に適用されることを与える優れた方法である事を示している。また、一般の常微分方程式系に対して、各種のジュブレイ族空間での指数公式をジュブレイ位数に付随して定義される行列式から定まる表象を用いて与えた。これらの結果は、常微分作用素及び偏微分作用素の何れに対してもフレドホルム性がテプリッツ作用素によって統一的に議論することが出来る事を示している。この成果のもとに、不確定特異点型偏微分作用素に対してもジュブレイ族空間における指数公式を証明し、形式べき級数解の収束性を特徴付る事に成功した。これは、柏原・河合・ショストランドによる結果の類似で、テプリッツ作用素の立場からの特徴付である。また、形式べき級数解に対する漸近解析の手始めとして、熱方程式をモデルとして形式解のボレル総和可能性を特徴付ると共に、熱核が発散級数解のボレル和の解析接続から得られる事や佐藤超関数としての表現で与えられる事を明らかにした。
プルキンエ起源特発性不整脈の発生メカニズムに関するシミュレーション研究

心臓刺激伝導系は心臓が効率的にポンプ機能を果たすのに重要な役割を果たしている.刺激伝導系のうち心室内側に張り巡らされたプルキンエ線維網は,近年様々な不整脈に関与することが明らかになっている.本研究では,このプルキンエ線維網自体の形態的特徴とプルキンエ線維網内の伝導率の低下の組み合わせが不整脈発生の要因の1つであることが,コンピュータシミュレーション実験により示唆された.またヒト活動電位数理モデルを用いた3次元形状モデル構築や,病理組織標本デジタル画像からの心臓刺激伝導系3次元再構築を通じて,電気生理的にも形態的にも妥当なシミュレーションモデルの構築のための基盤技術を開発した.ヒス束終端からプルキンエ線維網を介して心室筋に至る部分の興奮伝播様式を再現するために,プルキンエネットワークの解剖学的構造を単純化し格子状の経路を有する伝導モデルをコンピュータ上に構築した.さらに格子の接点位置や経路のあるなしを組み合わせた9種類のmulti-pathway伝導モデルを追加で構築した.その上でgap junctionの伝導率を変えながら,ヒス束終端からプルキンエ線維網を介して心室筋に至る伝導シミュレーション実験を行った.その結果,multi-pathway伝導モデルの1つでgap junctionの伝導率の低下に伴ってプルキンエ線維網内で伝導ブロックが生じるようになり,引き続いて興奮が再入(リエントリ)しプルキンエ線維網内で伝導し続ける現象が観察された.本実験結果により,プルキンエ線維網自体の解剖学的構造と,gap junctionの伝導率の低下の組み合わせが,プルキンエ起源の不整脈発生の要因であることが示唆された.合わせて,病理組織標本デジタル画像から心臓刺激伝導系の3次元可視化を行った.400マイクロメートル間隔の連続切片組織標本30枚に対してマッソン染色を施行し,スキャナを用いてデジタル画像を取得の上,用手的に位置合わせとセグメンテーションを行い,それらを積み上げボリュームデータとすることで3次元構築を行った.その上で分かりやすく可視化できインタラクティブな操作ができるアプリケーションの開発を行った.平成25年度は1症例のみを対象とし,房室結節周辺からHIS束に至るまでの刺激伝導系の3次元構築と可視化を行った.心臓刺激伝導系は心臓が効率的にポンプ機能を果たすのに重要な役割を果たしている.刺激伝導系のうち心室内側に張り巡らされたプルキンエ線維網は,近年様々な不整脈に関与することが明らかになっている.本研究では,このプルキンエ線維網自体の形態的特徴とプルキンエ線維網内の伝導率の低下の組み合わせが不整脈発生の要因の1つであることが,コンピュータシミュレーション実験により示唆された.またヒト活動電位数理モデルを用いた3次元形状モデル構築や,病理組織標本デジタル画像からの心臓刺激伝導系3次元再構築を通じて,電気生理的にも形態的にも妥当なシミュレーションモデルの構築のための基盤技術を開発した.本年度は心室における頻脈性不整脈を対象に,特に心筋梗塞などの器質的心疾患のない特発性不整脈を念頭におき,心室筋にもともと備わっている電気的不均質さ(再分極時間の貫壁性ばらつき,TDR)と異方伝導性につながる解剖学的な線維走向ねじれが,頻脈性不整脈の実態であるスパイラルリエントリー(SW)の挙動にどのような影響を与えるのかについて,計算機シミュレーションによる実験と発生メカニズムの検証を行った.心筋細胞膜のイオンチャンネルの開閉を微分方程式で詳細に記述した細胞モデルを心筋ユニット(機能単位)とし,その上で興奮伝播解析を行う手法を採用し,3次元心室壁モデルを構築した.この3次元心室壁モデルに対して,生理的に妥当なTDRと線維走向ねじれに基づく異方伝導性を埋め込んだ.その上でTDRとねじれ角を様々に変化させ,スパイラルリエントリーとその旋回軸であるフィラメントの動態解析を行った.TDR増大によって心室内膜側と外膜側でSWのさまよい運動が異なる様式を示すようになりフィラメントは延長したが,線維走向ねじれが存在するとフィラメント長は相対的に短く抑えられ,その効果はねじれ角に依らず一定であった.線維走向ねじれによりSWのさまよい運動が変化し,内膜側と外膜側の旋回軸がずれにくくなることで,フィラメント長が相対的に短くなった.従来より,例えば薬理的修飾に基づくTDR増大と線維走向ねじれの存在は,いずれもSW分裂の促進因子として知られるが,両者の組み合わせは逆にSW分裂を相対的に抑制し,不整脈の発生を妨げる方向に働くと考えられた.頻脈性不整脈は心筋梗塞などの器質的心疾患に伴って出現することが多いが,基質を伴わない(特発性)ものも全体の1020%存在する.その発生メカニズムとして,心室筋にもともと備わっている電気的不均質性と異方伝導性とが関与していることが示唆された.昨年度までに,ヒス束終端からプルキンエ線維網を介して心室筋に至る部分の興奮伝播様式を再現するために,プルキンエネットワークの解剖学的構造を単純化し2次元格子状の経路を有する伝導モデルをコンピュータ上に構築した.近年の研究で細胞間結合であるCx40の変異が進行性の致死性不整脈を有する患者から見つかっていることから,平成26年度は変異による細胞間の電気的結合力の低下と不整脈の誘発性との関係に着目した実験を行った.

実験の結果,電気的結合力を低下させた条件下においては,通常の興奮伝導ではみられない心室からプルキンエ線維網への興奮伝導の流入や,プルキンエ線維網と心室を旋回経路とする旋回性興奮が発生した.またアブレーション治療を模擬するように格子状の経路の一部を遮断すると,旋回性興奮は持続しなかった.これらのことから,プルキンエ線維網の構造と細胞間の電気的結合は不整脈発生の要因であり,また旋回経路を対象としたアブレーション治療が有効であることが示唆された.2次元格子モデルに加えて3次元構造モデルによる予備的実験も行った.合わせて,病理組織標本デジタル画像から心臓刺激伝導系の3次元可視化における表現手法の改善を行った.連続切片組織標本に対して位置合わせとセグメンテーションを行い,それらを積み上げたボリュームデータに対して,Poisson Surface Reconstruction法を適用することにより,表示品質・再現性と操作性を両立することができた.生体医工学本研究計画では,プルキンエ線維ー心室筋移行部の構造を反映させた電気生理学的心臓モデルを計算機上に構築し,非対称興奮伝導を再現できるシミュレーション実験システムの開発を行うこととなっている.心室筋側について,開発はひととおり終わっており,心室筋のみを用いた特発性不整脈の発生メカニズムの研究が実施できる状況である.プルキンエ線維側について,プルキンエ線維網自体の構造や伝導率を変えながらの不整脈発生メカニズムの研究が実施できる状況であるが,心室筋とプルキンエ線維とを接続して非対称興奮伝導を再現する実験を実施するに至っていない.従って達成度は「やや遅れている」と評価する.本研究計画では,プルキンエ線維ー心室筋移行部の構造を反映させた電気生理学的心臓モデルを計算機上に構築し,非対称興奮伝導を再現できるシミュレーション実験システムの開発を行うこととなっている.心室筋側について,開発はひととおり終わっており,心室筋のみを用いた特発性不整脈の発生メカニズムの研究が実施できる状況であるが,プルキンエ線維側については現時点で単純な形状や均質な条件における動作検証を行うにとどまっており,詳細な構造の反映や心室筋モデルと接続した上での実験を実施するに至っていない.従って達成度は「やや遅れている」と評価する.今後とも引き続き構造モデル構築とシミュレーション実験システムの開発を実施する.特に遅れているプルキンエ線維部分と心室筋部分の接続した上での非対称伝導の再現実験を優先的に実施する.その上で生理的に妥当な詳細構造を徐々に反映させていく計画である.シミュレーション実験に必要なパラメータをプルキンエ線維ー心室筋移行部の光学顕微鏡像および電子顕微鏡像から取得する計画については,追加の画像撮影ができず必要なパラメータを取得できない場合に備えて,追加で文献からの情報収集や,心臓形態学の専門知識の提供を依頼する予定である.当初の研究計画においても,構造モデルの構築とシミュレーション実験システムの開発は相互に関連性があることから,平成24年度中に当初の計画が完了しないことが予想されていた.今後とも引き続き構造モデル構築とシミュレーション実験システムの開発を実施する.
「製造物責任制度」の導入が企業の原価企画活動に及ぼす影響に関する実証研究

本研究は、PL(製造物責任)制度の導入が原価企画活動に及ぼす影響を実証的に分析し、原価企画の今後のあり方を展望しようとするものであった。本研究では、わが国を代表する加工組立型メーカー数社を訪問し、またメールおよび電話による聞き取り調査を併用しながら、原価企画が抱える問題点の析出ならびに、原価企画を担当するエンジニアを中心にPL制度が彼らの活動・業務にあたえる影響について意見を聴取した。その結果、ほとんどすべての調査企業において、PLは法務部門における担当領域とされ、原価企画における検討課題にはのぼっていないことが確認された。その一方で、エンジニアの多くはこの状況に対して強い危機感を抱いていることが明らかとなった。なお、この調査結果の一部は、昨年末に開かれた社会関連会計研究学会第5回大会において発表した。さて、本研究では、当初平成4年末をめどにアンケート調査を実施する予定であった。しかし、昨年10月に首相の諮問機関である国民生活審議会消費者政策部会がPL制度の導入を時期尚早とする意見書を提出し事実上PL制度の導入が一歩後退したことから、再度質問事項の練り直しや調査そのものの基本的方針を修正する必要が生じた。これにより、ヒアニング調査を継続しつつ、各方面から参考意見を聴取し、再度質問事項の整理・修正を行ってきた。現在、ほぼこの作業を終え、あらためてアンケート調査を準備中である。
精神障害者のセルフスティグマの低減に向けたケア実践者育成プログラムの開発

社会に存在する精神障害者に対するスティグマは、当事者自身ももっており、セルフスティグマと呼ばれている。このセルフスティグマは、精神障害を抱える当事者の回復を著しく低下させていると指摘されている。このために、当事者が抱えるセルフスティグマを考慮に入れた看護が必要であると考えられ、本研究では、精神障害者のセルフスティグマの低減にむけたケアの提供ができる看護師を育成するためのプログラムの構築化を目指した。研究期間を通して、1セルフスティグマの低減のための支援について文献検討、2精神障害者が抱えるセルフスティグマに対する看護学生の認知と反応に関するフィールドワーク、3精神科病棟での看護実習中でのセルフスティグマへのケアに関する学びの可能性についてのフィールドワーク、4セルフスティグマの低減に向けた看護的関心に関するインタビュー調査、5セルフスティグマの低減のために必要な支援についての当事者からの意見聴取、6精神障害に関するスティグマの克服のためのプログラムの運営とそれに伴う看護師に必要な技能に関する検討などを行った。研究の最終年度は、精神障害に関するスティグマの克服のためのプログラムの成果に関する報告書を作成し、当事者や支援者に配布した。精神障害者のセルフスティグマの低減にむけたケア実践ができる看護師の育成のために必要なことは、1セルフスティグマに関する概念やセルフスティグマが及ぼす影響に関する理解、2セルフスティグマを抱えた当事者が示す様々な反応や行動に関する観察とアセスメントの視点、3セルフスティグマに苦悩する当事者への個別ケア、4セルフスティグマの低減のためのグループアプローチのスキル、5地域社会・家族関係の中にあるスティグマを低減するための包括的アプローチのスキル、6看護者あるいは支援者の中にあるスティグマを克服するリフレクティブ・プラクティスであると考えられた。平成26年度は、精神障害者のセルフスティグマに関連した文献および資料収集と文献レビューを行った。また、精神障害者が抱えるセルフスティグマに影響を及ぼしている、精神障害者を取り巻く社会、すなわち(1)差別をなくす地域社会、(2)家族の在り方、関するフィールドワークを行った。(1)差別をなくす地域社会:差別をなくす地域社会を構築するための行政の取り組み、市民からの意見を反映させる差別をなくすための条例づくりについてのフィールドワークを行った。また、当事者を含め、各分野の専門職との意見交換会に参加し、差別の事例についての検討を行った。(2)家族の在り方:家族の関わりがどのように当事者のセルフスティグマと関連しているのかについての、フィールドワークを行った。家族の体験や視点を中心にして、精神障害者の家族が抱える様々な困りごと、不安、悩みについて調査を行い、それらが、どのように当事者のセルフスティグマに影響を及ぼしているのか検討を行った。平成27年度は、文献検討に加えて、収集したデータの分析、並びに、アクションリサーチを行った。また、当事者の状況および体験していることに関するフィールドワークを行った。1精神障害者が抱えるセルフスティグマに関する文献レビュー:セルフスティグマを克服するための援助の方向性に関する示唆が含まれている文献(22件)を抽出し、「セルフスティグマの形成」、「負の循環」、「セルフスティグマの軽減」、「セルフスティグマからの回復を促す支援」について検討を行なった。この検討を通して、ケアの方向性についての示唆を得た。2収集したデータの分析:ケア提供者となる看護学生の日常場面あるいは地域社会における精神障がい者との接触体験について明らかにし、それが個々人にどのような影響を及ぼしているのかについて検討を行った。3アクションリサーチ:看護基礎教育の中に、「精神障害者のセルフスティグマ」について学べる仕組みづくりのためのファースト・アクションを実施した。座学および臨地実習における学びの場の試験的導入を行った。このアクションに対する評価と分析は次年度に行う予定である。4当事者(家族を含めた)の状況・体験に関するフィールドワーク:病院施設・地域における生活者の状況や思いに注目して、フィールドワークを行い。当事者だけでなく、家族を支援することの必要性についての検討も実施した。精神疾患を抱える当事者へのインタビューを計画していたが、倫理的な手続きに不備があり、実行できなかった。平成28年度は(A)精神障害者が抱えるセルフスティグマへの援助が出来る看護師の育成についての検討と(B)地域で生活している精神障害者のためのセルフスティグマ克服のための支援についての検討を行った.(A)精神障害者が抱えるセルフスティグマへの援助が出来る看護師の育成についての検討:次の4つのことを行った.1精神看護学の臨床実習において、精神疾患を持つ患者が抱えるセルフスティグマに関連する事柄に、看護学生が遭遇する機会ならびに遭遇内容を明らかにし、セルフスティグマに関する学びの可能性についての検討,2精神看護学の臨地実習において、セルフスティグマを抱える患者が呈する言動に対して、看護学生はどのように反応しているのかを明らかにし,セルフスティグマを抱えた患者への支援に関する看護教育の在り方に関する検討,

3精神障害者が抱えるスティグマについて,看護学生が関心を寄せ,ケアについて学び,セルフスティグマの軽減に向けたケアを考えるためのアクションリサーチ,4スティグマを抱える精神障害者の理解とケアについての学びを深めた看護学生へのインタビュー.上記14の成果として,臨床・実習の場面では,当事者が内的なセルフスティグマを表現する機会が比較的多くあり,これらの場面をインストラクターや教員が適切に学習者に提示して,学びの機会とすることが必要であることが示された.(B)地域で生活している精神障害者のためのセルフスティグマ克服のための支援についての検討:精神疾患を抱える当事者を対象にインタビューを行い,偏見や差別を克服する体験とその体験につながる支援についての分析に着手した.上記の(A)学生の視点と(B)当事者の視点を統合することで,セルフスティグマを抱えた精神障害者への適切なケアが提供できる看護師育成プログラムの基盤構築の一助になると考えられ,それを目指した研究活動を行った.倫理的な不備のために平成27年度に実施できなかった当事者へのインタビューを,平成28年度には実施できた.また,上記に加えて,「精神障害者のセルフスティグマ」について,基礎看護教育の中で学べる仕組み作りのためのフィールドワークの分析もほぼ完了した.セルフスティグマは、スティグマを抱える本人の認識のみならず、その人の家族やその周囲の人々,そして文化社会的な背景が複雑に関係している.そのために,精神障害者のセルフスティグマの低減のためには,スティグマを抱えている本人だけにアプローチするのではなく,本人とその家族や社会との相互作用へのアプローチが必要と考えられる.そのために,H29年度は,当該研究の取り組みの一つである「精神障害者が抱えるセルフスティグマの低減および是正に向けたケア実践の方法の検討」として,「精神障害者のセルフスティグマの低減」のための「本人・家族・支援者」に向けたプログラムの運営に関するアクションリサーチを行った.このアクションリサーチを通して,精神疾患を抱える本人と精神障害者家族の立場にある人々と支援者の間で,社会に存在するスティグマに再度目を向けながら,苦悩の中での意味を見出すことや,新たな視点や新たな価値観を創造することの可能性を見出すことが出来た.これを受けて,いかにして看護師をはじめとした支援専門職が,セルフスティグマを克服していくことを促進したり,方向づけたりすることが出来るのかについての検討を行った.この結果,セルフスティグマに配慮した患者-看護師関係の在り方だけでなく,患者ー家族関係の在り方,患者ー社会関係の在り方についての重層的なアセスメントの視点が重要であり,また,重層的な関係性・相互関係に変化をもたらすような支援および支援者の在り方や支援者に必要な能力に関する検討がさらに必要であると考えられた.精神障害者のセルフスティグマの低減および是正にむけたケア実践ができる看護師の育成プログラムの開発を目指したアクションリサーチを行ったが,これらの研究のまとめへの着手には至らなかった.当初の予定では,平成29年度が研究の終了予定としていたが,実施した調査の統合及びまとめが出来ておらず,研究の進捗状況としては遅れていると判断した.社会に存在する精神障害者に対するスティグマは、当事者自身ももっており、セルフスティグマと呼ばれている。このセルフスティグマは、精神障害を抱える当事者の回復を著しく低下させていると指摘されている。このために、当事者が抱えるセルフスティグマを考慮に入れた看護が必要であると考えられ、本研究では、精神障害者のセルフスティグマの低減にむけたケアの提供ができる看護師を育成するためのプログラムの構築化を目指した。
シリルメチル亜鉛反応剤を蝶番にするπ共役系連結法と新規縮環π共役系創出への利用

環状ポルフィリン多量体は、光合成中心における光捕集アンテナのモデル分子や新規機能性分子として、古くから盛んに研究がおこなわれてきた。我々は、シリルメチル亜鉛反応剤、ブタジイン、シリレンを蝶番とする新しいπ共役系連結法を開発し、ポルフィリン多量体の高効率合成法を開発した。例えば、β,β'-ジエチニルポルフィリンに対して、銅(II)塩を用いたカップリングを行えばブタジイン架橋環状ポルフィリン二量体が、パラジウム(II)触媒を用いる酸化的カップリングにより三量体が選択的に生成することを見いだした。ブタジインユニットを蝶番にしたπ共役系の連結法を開発し、新しいポルフィリン多量体の合成に成功した。ポルフィリン多量体は光合成反応中心のモデル分子、非線形光学材料、有機導電性材料として盛んに研究が行われている。我々は、ポルフィリン多量体の新たな合成法として、同一時空間集積化に基づく2,18-ジエチニルポルフィリンのパラジウム触媒による酸化的にカップリングを検討した。これまでに過剰の酢酸銅を用いたエリントンカップリングによる二量化が知られていたが、今回パラジウム触媒を用いたところ、驚くべきことに三量体が高選択的に生成した。この選択性の違いはブタジイン生成の反応機構の差異によると考えている。すなわち、銅塩を用いるカップリングでは、ブタジイン生成過程がpseudo-trans型で進行するのに対し、パラジウム触媒を用いた場合には、パラジウム上にシスに配置されたアルキニル基からブタジインが生成する。二量体が生成するためにはpseudo-trans型が有利な中間体である一方で、パラジウム触媒では対応するcis-ジアルキニルパラジウム中間体が剛直な骨格ゆえに生成し得ないため、三量化が優先すると考えられる。ブタジイン部位を蝶番として、新奇ポルフィリン多量体の合成に成功した。本研究は国際的に評価の高い学術誌Angewandte Chemie International Editionに掲載され、雑誌の表紙を飾るに至った。我々は、ポルフィリン多量体の新たな合成法として、ケイ素をちょうつがい元素とする手法を考案した。これを達成するために、まず周辺ハロゲン化ポルフィリンの高効率合成法を開発した。すなわち、イリジウム触媒を用いて容易に合成できるベータボリルポルフィリンをN-ハロコハク酸イミドとハロゲン化銅(I)で処理すると、ボリル基がハロゲンに置き換わることを見いだした。さらに、Knochelが開発した塩化イソプロピルマグネシウム臭化リチウム錯体を用いてハロゲンマグネシウム交換を行ったところ、交換が速やかに進行し、ポルフィリニルグリニャール反応剤を発生させることに世界で初めて成功した。グリニャール反応剤は有機化学における最も基本的な反応剤であり、今後の広がりを期待できる。ポルフィリニルグリニャール反応剤を用いてケイ素元素の導入を検討したところ、クロロジメチルシランとの反応で、シリル化が効率よく進行することが明らかとなった。これは、ポルフィリン母核周辺にケイ素が直接結合した世界初の例である。さらにジクロロメチルシランとの反応では、ケイ素をちょうつがいとしたポルフィリン二量体を合成することができた。二つのポルフィリン間の相互作用は小さく、一カ所でつなぐのではなく、二カ所でつないで二枚のポルフィリンをより強固に固定する必要があると考えている。環状ポルフィリン多量体は、光合成中心における光捕集アンテナのモデル分子として、あるいは新規機能性分子創成の観点から、古くから盛んに研究がおこなわれてきた。なかでも連結基としてアリール基を用いた環状ポルフィリン多量体は数多く合成され、その物性が調べられてきた。しかしながら、ポルフィリンに直結したアリール基はポルフィリン面にほぼ直交するため、発色団同士の大きな電気的相互作用は期待できない。一方でブタジイン架橋環状ポルフィリン多量体はポルフィリン間の大きな電気的相互作用が期待できるが、その合成例は限られている。申請者は、β,β'-ジアルキニルポルフィリンから銅(II)を用いたGlaserカップリングによりブタジイン架橋環状ポルフィリン二量体が効率よく生成することを見いだした。また、パラジウム(II)触媒を用いることによりブタジイン架橋ポルフィリン三量体が選択的に生成することを見いだした。銅(II)を用いた反応では三量体はほとんど得られなかったため、この選択性は炭素ー炭素結合形成時における反応機構の違いに由来すると考えられる。このように、ブタジインユニットを蝶番にしてπ共役系を自在に連結する手法を開発し、新しいポルフィリン多量体の合成に成功した。