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21世紀情報処理技術による音楽の表現拡張モデルと創作環境との相互関係の研究

音楽情報処理の「21世紀情報処理技術による音楽の表現拡張モデルと創作環境との相互関係の研究」について、研究計画に沿って、以下を実施した。創作への具体的な展開において発展的研究が実現出来た。イタリアの作曲家、マルコ・ストロッパのオペラ“Re Orso"を題材に、情報処理技術がオペラの主題、内容そしてタイトルにまで関わる例を、作曲者、音楽学者ジョルダーノ・フェラーリ、パリ第8大学アラン・ボナルディ各氏の講演を通して調査、分析した。オペラという古典的な媒体における情報処理技術の寄与が新しい表現の可能性を提示したと言える。IRCAMアルシア・コント氏を中心とする研究チームで開発されたアンテスコフォ(Antescofo=自動楽譜追跡システム)の利用も新しい展開と位置づけられ、今後の研究素材の1つと考えられる。他方、環境をテーマに実施したジャン・リュック・エルヴェ氏の、スピーカーを会場の見えない場所(壁の裏、床下、額縁の裏など)に設置し、センサーにより事前に準備された音のONOFFを制御するサウンド・インスタレーションの創作現場に立ち会い、IRCAMスタジオにて、制御のためのプログラムの方法を技術者を交えて議論した。また、申請者自身が作曲を専門としていることから、新しい表現法の研究の一貫として、新たに「3Dモデルによる音楽」というシリーズを立ち上げ、実験を開始した。具体的には、オーケストラのための「分子の饗宴」ヴィオラ独奏のための「分子の踊り」、ヴィブラフォン独奏のための「分子の香り」がそれに当たる。これらは、作品自体にコンピュータを取り入れるミクスト作品とは異なる方法で、作曲の素材を得る段階で電子工学により表現モデルを拡張している例となる。器楽や声楽をコンピュータというスタンダードなミクスト作品だけでなく、オペラ、インスタレーションを含めた様々な情報処理研究の関与を調査することが出来た。また、教育面で、パリ国立高等音楽院におけるミクスト作品30曲ほどについて、その初演に立ち会い、次世代の作曲家たちの表現法を調査することが出来た。また、複数の作曲者とのディスカッションが実現し、ミクスト作品の位置づけの変化が如実であることが確認出来た。昨年度は当初の計画以上に研究が進展したので、第3年度に計画していたかなりの部分を実施することが出来た。そのようなことから、今年度は以下のように研究を発展させたい。1)IRCAM、パリ国立高等音楽院、パリ第8大学で製作された作品について、各機関の持つ創作上の特徴を調査する。2)それぞれで作曲で使用しているコンピュータプログラムと、使用範囲、実施方法の特色を分析する。3)本年を最終年とした2010年代フランスにおけるミクスト作品の特色を統計的に解明することに着手したい。4)また、2000年代、さらに遡って1990年代から情報処理技術が作品に影響を与え、その表現方法モデルに変化をもたらしてきたか、その推移を考察するとともに、2020年代の新たな表現モデルの展開を推測する。5)報告者自身が作曲を専門とするため、自作を通しても新しい情報処理技術による表現モデルの拡張を、「3Dモデルによる音楽」シリーズにより展開する。6)フランスにおける、研究と教育現場での連携体制の状況を詳しく調査し、日本の芸術、音楽大学での研究教育プログラムの充実に寄与する情報を収集するよう努める。7)本研究最終年度の締めくくりとして、レクチャーコンサートを企画し、フランスと日本の研究者による研究発表、作曲家による作曲作品により、電子工学による表現モデルの拡張の実施例を日本、フランスにて提示する。平成29年度は、まず研究計画に沿って、21世紀に入ってから発表された作品についての情報収集を行なった。たとえば、制作場所、使用アプリケーション、制作方法、チームの有無などを調べることで、作曲家が情報処理技術をどのように用いることが出来たのか、どのような方法により表現の拡張が可能となっているか、IRCAM(フランス国立音楽音響研究所)のデータベースや資料に基づき調査を行なった。パリ第8大学では、博士課程の学生や教員との議論の中で、情報処理技術を使った音楽表現が、社会や地域、子供達への教育にも生かされる可能性が検討された。この議論は、日本での大学教育に役立てることが出来るかもしれない。また、実践研究として、同大学施設において、空間を使った作品制作を進めた。譜面をコンピュータに起し、プログラムに乗せ、複数スピーカーにより、音の交差、遠近感の構築、空間対位法などの実験を行なった。他方、日本での活動として、学生との新しい表現の可能性を個々人それぞれに合わせて準備し、議論を行う勉強会、パリ大学研究者を招聘してのワークショップ、研究紹介などの国際交流を行なった。研究協力者の体調不良により、予定する企画を来年度に延期した。また、本年予定していた実践研究もあまり進展させることが出来なかった。計画が進まない時の研究遂行の方法として、メールやスカイプ会議なども案として出したが、それも叶わない時期があった。その間、フランスにおける大学院の教育環境、教員環境などを学ぶ機会を得た。今後の研究遂行のためにも有益な情報を得ることができた。そのうち、パリ第8大学で博士号を取得したPhilippe Galleron氏の研究は、環境、教育における展開を示唆するもので、次年度以降の本研究、ならびに教育への展開の手がかりを得た。当初の研究計画と少し異なる方法を取らざるを得なかったが、計画通りでは得られない発展が望めるかもしれない。

イタリアの作曲家、マルコ・ストロッパのオペラ“Re Orso"を題材に、情報処理技術がオペラの主題、内容そしてタイトルにまで関わる例を、作曲者、音楽学者ジョルダーノ・フェラーリ、パリ第8大学アラン・ボナルディ各氏の講演を通して調査、分析した。オペラという古典的な媒体における情報処理技術の寄与が新しい表現の可能性を提示したと言える。IRCAMアルシア・コント氏を中心とする研究チームで開発されたアンテスコフォ(Antescofo=自動楽譜追跡システム)の利用も新しい展開と位置づけられ、今後の研究素材の1つと考えられる。他方、環境をテーマに実施したジャン・リュック・エルヴェ氏の、スピーカーを会場の見えない場所(壁の裏、床下、額縁の裏など)に設置し、センサーにより事前に準備された音のONOFFを制御するサウンド・インスタレーションの創作現場に立ち会い、IRCAMスタジオにて、制御のためのプログラムの方法を技術者を交えて議論した。また、申請者自身が作曲を専門としていることから、新しい表現法の研究の一貫として、新たに「3Dモデルによる音楽」というシリーズを立ち上げ、実験を開始した。具体的には、オーケストラのための「分子の饗宴」ヴィオラ独奏のための「分子の踊り」、ヴィブラフォン独奏のための「分子の香り」がそれに当たる。これらは、作品自体にコンピュータを取り入れるミクスト作品とは異なる方法で、作曲の素材を得る段階で電子工学により表現モデルを拡張している例となる。器楽や声楽をコンピュータというスタンダードなミクスト作品だけでなく、オペラ、インスタレーションを含めた様々な情報処理研究の関与を調査することが出来た。また、教育面で、パリ国立高等音楽院におけるミクスト作品30曲ほどについて、その初演に立ち会い、次世代の作曲家たちの表現法を調査することが出来た。また、複数の作曲者とのディスカッションが実現し、ミクスト作品の位置づけの変化が如実であることが確認出来た。平成30年度は、国際交流の研究発表の場として、パリ第8大学かパリ・イタリア文化会館において、日本、フランス、イタリア3国の研究者、作曲家、演奏家による企画を実施するため、準備中である。また、イタリアのピアニストで研究者であるFranco Venturini氏を含めた共同制作により、イタリアを含めた国際企画に発展した形での企画として、今年度は、パリで講演と作品発表を行う予定である。この企画が実行できたあとには、日本、可能であればイタリアでも同様の企画を実施したい。この企画を通して、情報処理技術が、作品制作に具体的にどう生かされているかについて、音加工、編集方法を分析、実験することで、拡張された表現モデルを明らかにしてゆきたい。その後の展望として、1)技術者(Carlo Lorenzi氏またそれに準ずる高い技術と経験をもつ人)を招聘し、ワークショップ開催を計画する。大学機関などを対象に開催することで、次世代への教育の一環として、電子工学技術が芸術表現拡張にいかに入り込み、関与しているか、そのモデルの一部を、本研究の途中経過という形で提示する。
Webサーバクラスタにおける分散処理に関する研究

同一コンテンツを提供する複数のWebサーバ(Webサーバクラスタ)において、各サーバにかかる負荷を均一にして、効率的なシステム運用を実現する方式について研究した。本研究では、サーバ群の前段にロードバランサと呼ばれる専用のリクエスト振り分け装置を配備したシステムを対象としている。リクエスト振分方式の他、サーバ-クライアント間のコネクション管理に関する方式やサーバにおける優先処理方式についても検討した。今年度は、主として、Webサーバにおける処理の効率化に関する研究を行った。まず、応答時間の低減を実現しつつ、可能な限り多くの新規ユーザを受け付けるために、Webサーバにおけるコネクション受付制御方式について検討した。ブラウザはファイルのダウンロード時間を短縮するため、サーバとの間に複数のコネクションを確立し、並列ダウンロードを行っている。一方、サーバは過負荷防止のため、受付コネクション数に上限を設定している。したがって、1ユーザからの複数コネクションを全て受け付けてしまうと、同時接続可能なユーザ数は減少し、新規ユーザの接続が棄却される確率(棄却率)が大きくなる。そこで、ユーザ数が少ないときは各ユーザからの複数コネクションを受け付け、ユーザ数が多くなると以降の新規ユーザについてはコネクションを1本ずつに制限する受付制御方式を提案し、その有効性をシミュレーションにより、定量的に明らかにした。次に、Webサーバの制御パラメータであるkeep-alive時間(データ伝送終了後もコネクションを持続させる時間)について検討した。シミュレーションによる検討の結果、keep-alive時間の適切な値の範囲にはある程度(数秒程度)の余裕があることを確認した。来年度以降、更に検討を加え、適切な値を自動的に設定する手法を提案したいと考えている。今年度は、Webサーバにおける処理の効率化の実現に関する研究を行った。まず、Webサーバクラスタにおいて理想的なリクエストの振分けを実現する方式について検討した。到着したリクエストを負荷が最小となっているサーバに振分けることにより、理想的な振分けが可能となるが、これを実現するためにはサーバの負荷を正確に見積もる必要がある。従来の方式では、各サーバから定期的に負荷情報を収集する手法や、接続コネクション数や転送されたパケット数から各サーバ負荷を推定する手法が研究されてきた。しかし、前者の手法では負荷情報に時間的遅れが生じること、また、後者の手法では推定値の誤差が大きくなることが問題となっていた。これに対して、本研究では、サーバの処理時間がファイルサイズに比例することを利用して、リクエストされたファイルの大きさと当該リクエストを割振った時刻から各サーバの負荷を比較的正確に推定する手法を提案し、その有効性を明らかにした。次に、効率的なダウンロードを実現する持続型接続の影響で、実際には処理が終了しているが接続されたままになっているコネクションをクライアント側から切断することによって、稼動していないコネクションがサーバ資源を浪費することを防止する方式を提案した。従来は、サーバ側からコネクションが切断されていたため、無駄なコネクションの発生を防止することができなかったが、提案方式によりこの問題に対する一つの解決策が示された。まず、クライアント側の協力を得て、Webサーバの処理の効率化を図る方式について検討した。効率的なダウンロードを実現するために、サーバに実装されている持続型接続により、実際には処理が終了しているが接続されたままになっているコネクションをクライアント側から切断することによって、稼働していないコネクションがサーバの資源を浪費することを防止する方式を提案し、その有効性を明らかにした。従来は、サーバ側からコネクションが切断されていたため、無駄なコネクションの発生を防止することができなかったが、提案方式により、この問題に対する一つの解決策が示された。次に、Webサーバで優先処理を行って、受け付けるクライアント数を増加させる方式について検討した。一般に、一つのページは複数のファイルで構成されているため、それぞれのラァイルに記載された情報の重要度には、自ずと差が存在すると考えられる。そこで、サーバ側であらかじめファイルの重要度を設定しておき、サーバへの負荷が高くなったときに重要度の高いファイルの処理を優先する方式を考案した。これにより、サーバが高負荷になっている場合には、優先度の低いファイルが処理されず、ブラウザには一部の情報が欠落したページが表示されることになるが、サーバへの負荷を一時的に減少させることができるため、より多くのクライアントからの接続を受け付けることが可能となる。
政治主体の利害形成および適切な調整ルールの検討

本年度の成果としては、学位請求論文の出版および、査読付き雑誌への投稿作業が挙げられる。1.M+1ルール研究政治学の実証研究において観察されるM+1ルール、すなわち「M人が当選できる選挙区においては、M+1人の候補者に票が集まる」という経験則が、投票者による戦略的投票によって生じるか否かについての実験研究である。今年度は、離散選択モデルを用いて、個人の投票行動を計量的に分析し、自分の1票が結果に与える影響が大きいほど、投票者は自分が最も好む候補者に投票せず、戦略的に振る舞うことを明らかにした。また、リスク回避的な投票者ほど、より戦略的に振る舞うことも明らかにした。2.ネットワーク公共財研究高速鉄道など特殊な外部性を持つ公共財の供給を、区間ごとに、沿線自治体による逐次投票によって決定する際に生じる諸問題について、理論・実験の双方から検討した。理論的な考察の結果、投票に諮る区間の順番を操作することにより、ほぼ任意の区間にわたって公共財が供給され得ることを明らかにした。また以上の事実は、投票に諮る区間の順番によっては、社会的に望ましい水準以上に公共財が供給されてしまうことも示唆しており、公共財に外部性が存在する場合には、一般に中央政府による供給が望ましいとされている公共経済学において、新たな知見を与えるものである。3.後ろ向き推論についての実験研究ネットワーク公共財の研究で明らかになったように、投票に諮る順番(アジェンダ設定)を読み込み、後ろ向き推論に基づいた戦略的な投票者(洗練された投票者:Sophisticated Voter)を想定した場合、投票結果はアジェンダ設定に依存する。本研究では、アジェンダ設定がどの程度結果に対して影響を与えるのか、どのような状況で参加者は洗練された投票を行うのか、実験室実験を用いた研究を行った。平成23年度は、「M+1ルールの研究」、および「ネットワーク公共財の投票研究」を中心に進めた。【M+1ルール研究】「M人が当選できる選挙区においては、M+1人の候補者に票が集まる」という、M+1法則が生じる条件を、実験室実験によって明らかにする研究を行っている。この法則は政治学で最も重要な知見の一つであるが、その成立のメカニズムについては複数の仮説があり、実験室実験による検証が待たれていた。現在、個人の投票行動について、各種学会、研究会でのコメントをもとに計量分析を進めながら、平成24年度中に共著論文としての投稿を目指している。【ネットワーク公共財研究】高速鉄道に代表される、ネットワーク外部性を持つ公共財の供給を、複数区間に分割して逐次投票によって決定するモデルおよび実験研究を行っている。これまでの研究で、投票に諮る区間の順番(アジェンダ)が、投票者の行動に影響を与え、したがって実現する結果が異なることが明らかになった。平成23年度では新たに、以下の2点について進展が見られた:(1)理論の一般化これまで3人3区間で議論していたモデルを、より一般的なn投票者n区間へ拡張した。これにより理論的な関心にも応えることが可能となり、投稿先の選択肢が大幅に広がった。学外の研究会での報告を経て、現在は単著ディスカッションペーパーとしての掲載を準備中である。(2)実験の実施上記のモデルを検証する目的で、3/23、24、27日の3日間で実験を行った。実験結果は先行研究と同程度に理論を支持している。また、個人のリスク態度、合理性の指標を同時に計測することで、投票行動について踏み込んだ分析を行っている。M+1ルール研究の投稿手続きが遅れていているが、ネットワーク公共財のモデル拡張および実験が当初の予定よりも進展しているため。

今後は現在の内容を引き継ぎながら、同時並行的に分配正義の研究を行う予定であったが、共著予定者が近接異分野(ニューロサイエンス)へ関心を移し始めたことから、共著が困難になってきている。今後は、分配正義の問題を、より投票実験の文脈に近づけることで、申請者が取り組む別の課題と統合してきたいと考えている。
ソルボサーマルを用いる希土類酸化物粒子の形態制御とその凝集状態制御

本研究課題は、グリコールやアルコールのような有機溶媒中でのソルボサーマル反応を利用することで希土類酸化物の形態や凝集状態を制御し、その機能を最大限発揮させることを目的としている。そこで、A)ソルボサーマル合成したセリア微結晶の凝集状態制御とその担体効果およびB)アミン共存下でのソルボサーマル法によるYBO_3微結晶の形態制御とその蛍光挙動に関する研究を主に行った。その結果、セリア微結晶に関する研究では、細孔構造が制御された高次構造体CeO_2の合成に成功し、それを担体に用いた触媒では高い液相酸化活性を達成した。また、YBO_3微結晶に関する研究では、アミンの種類を調整することで、結晶形態を制御することに成功し、本処方で合成したYBO_3では特異な発光挙動が認められた。酢酸イットリウムとホウ酸トリエチルを1, 4-ブタンジオール中300°Cで反応させるとYBO_3の赤血球状の結晶が得られる。この反応をヘキシルアミン存在下、塩化イットリウムを原料として行うと、花弁状の結晶が得られ、これは、a, b軸方向に成長した板状結晶が会合して生成したものと結論した。また、アミンの種類がこの反応に及ぼす影響を検討したところ、立体障害の大きいジプロピルアミンなどを用いた場合には、不規則な形態のYBO_3が得られたことから、ヘキシルアミンはab面上に選択的に吸着し、c軸方向の成長を阻害するものと考えられた。また、この反応を少量の酢酸ユーロピウム共存下(Y : Eu=9 : 1)で行うと、YBO_3 : Euの螢光スペクトルにおける593nmのピーク強度に対する612nmのピーク強度が、通常の固相法で合成したものより強く、結晶の形態が蛍光特性に影響を与えることを明らかにした。金属セリウムのソルボサーマル酸化により得られるセリアコロイドの凝集状態制御についても検討した。硝酸アルカリのような中性の凝集剤を用いると、凝集剤濃度の増加に伴い表面積や細孔容積は減少するものの、細孔の形態は凝集剤濃度により影響を受けなかった。一方、水酸化ナトリウムで凝集させると、濃度の増加とともにマクロ孔容積は増加するが表面積は凝集剤濃度によりあまり影響を受けないことを見出した。細孔構造はほほ同じで、表面積の異なる担体、表面積は同じであるが細孔容積の異なるセリアを担体に用い、ルテニウムを担持して、ベンジルアルコールの液相酸化活性を比較し、触媒活性が担体の表面積だけでなく細孔容積にも影響されることを見出した。無機材料合成ならびに触媒工学
Apoptosisの誘導における分子生物学的機序と抗癌剤耐性の克服に関する研究

アポトーシスは本来、、組織にとって不要となった細胞群の生理的条件下における能動的な細胞死である。しかし、放射線照射や抗癌剤処理等の非生理的な各種ストレスによってもアポトーシスが誘導されることが認められており、癌治療の分野でも注目されている。我々は各種消化器癌細胞株に抗癌剤処理を施し、アポトーシスに陥った細胞のDNA fragmentationを検出した。胃癌細胞株MKN-45を5-FUで72時間処理した後、DNAを抽出し電気泳動すると5-FUの濃度依存性にDNA ladderが観察された。このladderはADMやVP-16の#時間処理でも認められ、いずれも濃度依存性であった。合計12種類の消化器癌細胞株について同様にしてDNA ladderの検出を試みたところ、正常p53を発現している3株のみにアポトーシスがみられ、p53異常のある9株では全くDNA ladderは検出されなかった。すなわち抗癌剤処理によるアポトーシスはp53-dependentに誘導されることが強く示唆された。次に、MKN-45細胞を5-FUにて処理した際に検出されるDNA fragmentを定量化し、SD活性とともにプロットしたところ、DNA fragment量と殺菌胞効果に相関関係が認められた。もちろんアポトーシスのみで抗癌剤の殺細胞効果を説明できるわけではないが、正常p53遺伝子をトランスフェクトした細胞株で抗癌剤に対する感受性が増強したという報告報告もあり、このp53-dependentなアポトーシスが抗癌剤感受性を規定する一因子となっていることが強く示唆された。
パターニング生体機能化処理を施した生体用ベータ型チタン合金の人工歯根への応用

人工歯根は,力学的特性に加えて,歯肉結合上皮あるいは歯槽骨と接することから,それぞれ軟組織適合性および硬組織適合性の両者を有することが求められる.本研究では,金属バイオマテリアルに性質の異なる生体機能性を複数付与するパターニング生体機能化技術の確立を試みる.特に,臨床応用が期待されている生体用β型チタン合金Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金(以下TNTZ)のパターニング生体機能化を行う.本年度は,硬組織適合性の生体機能化のための有機金属化学気相析出法(MOCVD法)を用いたリン酸カルシウム膜の固定化を行い,リン酸カルシウム膜固定化TNTZの力学的および生物学的生体適合性について評価を行った.その結果,原料である有機金属の温度を制御することで,様々な種類のリン酸カルシウム膜をTNTZ上に固定化することができた.また,処理時の基板温度上昇により,β相であるTNTZにα相が析出し,未処理のTNTZと比較して弾性率がやや上昇するものの,低弾性率を有することが明らかになった.さらに,α相の析出により,引張強度が改善されることが明らかになった.また,ハイドロキシアパタイト合成TNTZの生物学的生体適合性を疑似体液浸漬試験により評価したところ,良好なリン酸カルシウム析出能を有することが明らかになった.人工歯根は,力学的特性に加えて,歯肉結合上皮あるいは歯槽骨と接することから,それぞれ軟組織適合性および硬組織適合性の両者を有することが求められる.本研究では,金属バイオマテリアルに性質の異なる生体機能性を複数付与するパターニング生体機能化技術の確立を試みる.特に,臨床応用が期待されている生体用β型チタン合金Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金(以下TNTZ)のパターニング生体機能化を行う.本年度は,硬組織適合性の生体機能化のための有機金属化学気相析出法(MOCVD法)を用いたリン酸カルシウム膜の固定化を行い,リン酸カルシウム膜固定化TNTZの力学的および生物学的生体適合性について評価を行った.その結果,原料である有機金属の温度を制御することで,様々な種類のリン酸カルシウム膜をTNTZ上に固定化することができた.また,処理時の基板温度上昇により,β相であるTNTZにα相が析出し,未処理のTNTZと比較して弾性率がやや上昇するものの,低弾性率を有することが明らかになった.さらに,α相の析出により,引張強度が改善されることが明らかになった.また,ハイドロキシアパタイト合成TNTZの生物学的生体適合性を疑似体液浸漬試験により評価したところ,良好なリン酸カルシウム析出能を有することが明らかになった.
神経管閉鎖不全症の早期胎内分子診断法の確立

ヒト神経管閉鎖不全症(NTD)の未解明の基礎的研究を完成し、生物学的マーカーを模索し、早期胎内診断を確立することを目的とした。本研究遂行にあたり準備すべきことが多岐にわたり、平成28年度まではまだ本格的に研究が開始できていなかったが、平成29年度において体制を整え、日本で使用できる羊水幹細胞培養専用の培地として、Amniomax II培地の条件を整えた。本研究計画については、海外の学会でも報告したが十分新規性もあり、将来のエピジェネティック機序による胎内薬物治療を展開することが大いに期待できると思われる。今年度は実験を開始できなかった。理由は、物品の購入と実験条件の再確認、倫理申請のために時間を要したからである。しかしながら、実験に必要な物品の購入はほぼ完了しており、研究のプラットホームの構築に努めることで、実験の準備としてはいつでも開始できるほど十分な段階である。当臨床研究において神経管閉鎖不全症に対するコントロールは、神経管閉鎖不全症の児を妊娠しておらず、かつ、羊水穿刺を受ける妊婦の羊水・血清検体である。臨床研究を遂行するためにも、より多くの妊婦に研究参加協力をお願いすることが必要で、産婦人科医との協力は必須である。これに関しては、すでに当院産婦人科医の協力を得て、茨城県内の産婦人科の協力を得る方向で進んでいる。実験材料の一部の仔牛血清を原料とする成分(Chang medium B, C)はもはや日本で入手困難のため、代替の培地(Amniomax II)を用いても同様の羊水幹細胞が培養可能であることを確認した。神経管閉鎖不全症に対するコントロールは、神経管閉鎖不全症の児を妊娠しておらず、かつ、羊水穿刺を受ける妊婦の羊水・血清検体であるので、より多くの妊婦に研究参加協力をお願いするためにも、産婦人科医との協力は必須である。さらに倫理申請で承認間近であり、これからまさに、神経管閉鎖不全症の早期胎内分子診断のための基礎的実験がはじまるところである。羊水および血清検体を得るために茨城県内の産婦人科医を中心により多くの施設から協力を得る必要がありその調節に時間を要した。本研究遂行にあたり準備すべきことが多岐にわたり、平成28年度まではまだ本格的に研究が開始できていなかったが、平成29年度において体制を整え、本研究で実施した事項を下記に示す。1妊婦からの羊水・血液提供を依頼するため、筑波大学附属病院産婦人科医の全面的な協力を得て、本研究は倫理委員会で承認された。承認まで時間を要した理由として、本研究から得られる結果に関してはすぐに何らかの臨床的意義を見出せるものではない可能性があるため、このことを含めて十分に倫理委員会で検討を重ねる必要があったからである。2羊水幹細胞の培養条件の再検討を行った。具体的には、Chang BおよびChang C培地が日本への輸入を禁止され、日本ではChang BおよびChang C培地を使用することができなくなったためである。したがって、新たに培養条件を設定する必要が生じた。日本で使用できる羊水幹細胞培養専用の培地として、Amniomax II培地がある。これに関してはすでに羊水幹細胞の成功および羊水幹細胞の継代が可能であることを証明する報告が海外からなされている。以上より、本研究でもAmniomax II培地を使用することが妥当と判断した。これらの内容は、倫理委員会でも承認済みである。3本研究計画については、海外の学会The 29th KSPN-JSPN joint meeting(soul, 2017.5.19)でも、これまで報告してきたヒト神経管閉鎖不全症の早期診断のための生物学的マーカー(一次神経管形成における背腹側マーカーやエピジェネティックマーカー)の発現程度に関する基盤的な研究結果を踏まえて発表した。十分新規性もあり、今後の臨床応用へ大いに期待できると思われる。実験材料もそろい研究のプラットホームはすでにできているので、これから、大学院生も研究協力者として実験に従事してもらう。29年度が最終年度であるため、記入しない。小児神経外科29年度が最終年度であるため、記入しない。
カンボジア、人民革命党政権期における漁村社会の再編過程(1979〜89年)

本研究の主な目的は、社会主義政権であったカンボジアの人民革命党政権(カンプチア人民共和国、197989年)が、ポル・ポト政権下で一旦解体されたトンレー・サープ湖(いわゆるトンレサップ湖)地域の漁村社会をどのように再編しようとしたかを、ポーサット州コンディアン郡R区の水上漁村におけるクロム・サマッキー(生産増大団結班)の事例を中心に論じることにある。採用第2年度目である平成20年度は、「ムラ」レベルにおけるクロム・サマッキーの管理の実態とその影響について明らかにすることに研究の重点を置き、4回に渡ってカンボジアにてフィールドワークを行なった。具体的には、R区の水上漁村(3ヵ村)にて全戸調査を行ない、1980年代当時のクロム・サマッキーへの参加者と参加状況などについて把握した。クロムごとに当時のクロム長およびクロムの参加者を集め、クロム・サマッキーの導入過程、共同操業と管理の実態、利益の分配方法、運営上のトラブル、廃止時の状況などについてグループ・インタビューを行なった。全戸調査およびグループ・インタビューの結果をもって重要インフォーマーを選別し、さらに細かい個別インタビューを行なった。平成21年4月現在は、2年間の研究作業から抽出された成果をもとに、「カンボジア、人民革命党政権期(197989年)における漁村社会の再編過程」という表題で論文を執筆中である。これらのデータは、社会調査のモノグラフの数が極端に少ないカンボジアの漁村社会研究において、大変重要な成果であると考えられる。採用第1年度目である平成19年度は、3回に渡ってカンボジアにてフィールドワークを行なった。具体的には、まず、カンボジア王国農林水産省水産局、ポーサット州農林水産部水産課にてクロム・サマッキーに関連する1次資料を収集した。そして、プノンペンの国立公文書館、情報省の資料室などで当時の官報、新聞、雑誌などの資料を入手し、当時の国の水産政策、漁村社会の動向に関するデータを収集した。さらに、当時クロム・サマッキーの導入・管理に直接関わった中央水産局の役人をはじめ、ポーサット州水産課の役人、コンディアン郡およびR区の役人を対象に、クロム・サマッキーの導入背景・導入過程・管理の実際・廃止時の状況などについてインタビューを行なった。平成20年3月末現在は、フィールドワークで収集した1次資料の分析作業およびインタビュー資料のまとめ作業に務めている。これら分析作業により、人民革命党政権がなぜ、どのような過程を経てトンレー・サープ湖地域の漁村社会にクロム・サマッキーの制度を導入し、どのように管理しようとしたかという「中央」レベルにおける動きを明らかにしうると考える。これらの作業は、1980年代の同地域における漁村社会の再編過程を考察するに際し、重要な足がかりになると考える。
体幹部の内臓脂肪・皮下脂肪分布の定量：3次元解析と脂肪量の高精度推定式の開発

内臓脂肪の推定式を開発のために、継続的にデータを分析し、研究を遂行した。開発したプロトコールのMRI法で、中・高齢男女計110名に加えて、青年の男女のMRIを撮像を60名ほど行い、分析した部分(約半分)のデータを使用し、成人の全年齢のデータを使用の開発に入った。食生活や睡眠時間といった生活習慣をいれた多変量解析を行う手法で、精度高い推定式を作成している。平成28年度に、iPhoneアプリ「メタボウォッチ」をリリースし、食習慣、運動習慣、睡眠、労働状況など、日本人の体型や生活習慣、運動習慣をITを活用しデータを収集した。収集したビッグデータから、日本人の生活スタイル、食習慣、運動習慣、睡眠、労働など、相互の関係性を明らかにすることを目的として情報科学的解析を行った。成人の一定の年齢層がデータ不足だったため、追加で、青年の男女のMRIを撮像および超音波法による撮像を80名ほど行ったため、分析に時間を要している。研究の最終年度にを迎える。これまでの分析データをまとめ、研究の目的を遂行し、発表する予定。目的:人間の体幹の内臓脂肪・皮下脂肪を3次元的に評価し、年齢や性別、身体組成、種々の形態計測値との関連性を調べたうえで、体幹の脂肪量の簡易・高精度推定法を開発する。対象は中・高齢男女とし、MRI法を用いて体幹の内臓脂肪・皮下脂肪全体を可視化し、それぞれの腹腔内分布状態とともに体積を定量する。同時に、身体組成の推定に加えて身体各セグメントの形状を詳細に計測するとともに、超音波法によって身体各部の皮下脂肪厚と筋厚を計測する。これらの計測値から、体幹の皮下脂肪量・内臓脂肪量と年齢、体格、身体組成、骨格筋量、性差などとの関連性を多変量解析によって明らかにしたうえで、簡便な身体計測値から体幹の脂肪量を高精度に求めることができる推定式を開発し、公表する。実績:平成28年度においては、体幹における脂肪量評価法の確立を行った。非侵襲的とされるMRI法を用いて、中・高齢男女を対象として体幹部における内臓脂肪と皮下脂肪の蓄積状態を可視化する。脂肪のみならず筋組織についても体幹全体について可視化を試み、骨格・骨格筋の発達度合いの計測と併せて体幹部の「からだつき」を評価する。本年度においては、体幹部の内臓脂肪、皮下脂肪全体像のMRI法による可視化を検討。MRIの撮像手法には、T1強調、T2強調、脂肪抑制など種々のものが存在する体幹部の脂肪を描出するにあたり、最適なプロトコールを模索し決定した。対象部位は胸骨下端から大転子までをFSE、T1強調にてスライス厚10mm、スライス間ギャップ0mmで連続撮像を行う。より精密な分析のため、内臓脂肪の多い臍から上下5cmについてはDixon法を用いることに決定。トータルの撮像時間は20分、高齢の被験者でも姿勢維持が可能な時間であるかを男女20名について測定し確認した。内臓脂肪、皮下脂肪の分布パターンを評価するため分析を行い、プロトコールに問題がないことを確認。MRI法の撮像方法については予定通り確立できた。しかし、その問題点として、内臓脂肪と内臓諸器官のコントラストの差が少なく、内臓脂肪の抽出が困難である点があげられ、この点については脂肪組織と他組織の判別が容易なCT法が優れている。MRI法による上記の測定にCT撮像を加えて計測を行い、得られた2つのデータセットから、MR画像において腹膜や内臓、骨組織、筋組織、血管等と脂肪組織を区別しながら脂肪組織を高精度・客観的に定量することのできる指標(MRIのコントラストに基づく自動判別アルゴリズム)を構築するまでには至っていない。CTの撮像には困難を極めているが、平成29年度前半において2名の被検者においてCTおよびMRIの同時撮影を試みている。これにより、本研究の手法は確立されるものと計画している。「研究の目的」人間の体幹の内臓脂肪・皮下脂肪を3次元的に評価し、年齢や性別、身体組成、種々の形態計測値との関連性を調べたうえで、体幹の脂肪量の簡易・高精度推定法を開発する。「研究実施計画」自立した生活が可能であるが、健康診断等においてメタボリックシンドロームの基準に該当する方、体格を含めた体力レベルの高い方を含む健常な中・高齢男女計80名について、MRI法による体幹の脂肪量、骨・筋量の計測を行った。また同時に、生体電気インピーダンス法(Ohta, Kawakamiら, 2005)による身体組成(体脂肪率、除脂肪組織比率)推定、テープメジャーによる体肢、体幹のセグメント長および周径囲計測、超音波Bモード法による全身の皮下脂肪・筋厚の計測を行った。

その精度を超音波計測においては、体幹2箇所、上肢3箇所、下肢4箇所の部位について、熟練した検者が、申請者の研究グループによって確立された手法(Abe, Tanaka, Kawakamiら, 1996)によって皮下脂肪厚と筋厚を測定した。得られたデータに対して年齢、性別なども加味しながら多変量解析を施し、体幹における内臓脂肪量と皮下脂肪量の推定式を開発する。上記の測定は終了し現在分析を行っている。30年度中盤まで測定が継続予定であったが、29年度中に終了した。CTの計測は撮像環境や同意書を得ることが予想以上に難しく、得られたデータは2名のみとなったが、貴重なCT2名のデータからMRIでも解析できるよう分析の手法を検討し、MRIでも十分体積を算出することは可能であることがわかり、現在、分析中である。光学3次元人体形状計測法においては、体幹・体肢をセグメント分けするための解剖学的ランドマークの精確な自動認識をコンピュータ上で行うために、全身の18ヶ所の皮膚上に反射マーカーを貼付したうえで計測を行い、セグメントの長さ、周径囲分布、表面積、体積を求めたが、40名程度実施で打ち止めとした。測定結果を分析、検証したが、推定式に用いるには精度が疑われること、他の手法で集めたデータで十分推定式作成にたえうると判断したためである。内臓脂肪の推定式を開発のために、継続的にデータを分析し、研究を遂行した。開発したプロトコールのMRI法で、中・高齢男女計110名に加えて、青年の男女のMRIを撮像を60名ほど行い、分析した部分(約半分)のデータを使用し、成人の全年齢のデータを使用の開発に入った。食生活や睡眠時間といった生活習慣をいれた多変量解析を行う手法で、精度高い推定式を作成している。平成28年度に、iPhoneアプリ「メタボウォッチ」をリリースし、食習慣、運動習慣、睡眠、労働状況など、日本人の体型や生活習慣、運動習慣をITを活用しデータを収集した。収集したビッグデータから、日本人の生活スタイル、食習慣、運動習慣、睡眠、労働など、相互の関係性を明らかにすることを目的として情報科学的解析を行った。成人の一定の年齢層がデータ不足だったため、追加で、青年の男女のMRIを撮像および超音波法による撮像を80名ほど行ったため、分析に時間を要している。平成2930年度:内臓脂肪と皮下脂肪の分布様相の明確化と体幹の脂肪量の推定式の開発に向けて、自立した生活が可能であるが、健康診断等においてメタボリックシンドロームの基準に該当する方、体格を含めた体力レベルの高い方を含む健常な中・高齢男女計120名について、前年度に確立したMRI法による体幹の脂肪量、骨・筋量の計測を行う。また同時に、生体電気インピーダンス法による身体組成(体脂肪率、除脂肪組織比率)推定、テープメジャーによる体肢、体幹のセグメント長および周径囲計測、光学3次元人体形状計測法による全身の体表計測、超音波Bモード法による全身の皮下脂肪・筋厚の計測を行う。光学3次元人体形状計測法においては、体幹・体肢をセグメント分けするための解剖学的ランドマークの精確な自動認識をコンピュータ上で行うために、全身の18ヶ所の皮膚上に反射マーカーを貼付したうえで計測を行い、セグメントの長さ、周径囲分布、表面積、体積を求める。なお、テープメジャーによるセグメント長・周径囲の計測値は、光学式3次元人体形状計測法によるデータとの整合性の確認と、実際に現場で応用されることになる推定式の投入パラメータとしての意義を有している。その精度を超音波計測においては、体幹2箇所、上肢3箇所、下肢4箇所の部位について、熟練した検者が、申請者の研究グループによって確立された手法によって皮下脂肪厚と筋厚を測定する。
粘膜免疫監視機構の解明と制御

マウスのγδ-IELは胸腺欠損ヌード(nu/nu)マウスにも十分存在する。昨年、nu/nuマウスのγδ-IEL前駆細胞は腸間膜リンパ節(MLN)やバイエル板(PP)に分布するCD4^+8^+RAG^<high> T細胞であることが示された(J.Exp.Med.197:333,2003)。これを検証するために、nu/+雌妊娠マウスにLTβ-R-IgとTNFR-55-Ig融合蛋白質を投与して得た、すべてのリンパ節やPPを欠損するnu/nu LNP-マウスや胸腺は無論のこと、MLNを含むすべてのリンパ節(LN)、PP、孤立リンパ小節(ILF)を欠如するnu/nu aly/alyマウス及びRAG-1遺伝子座にGFPを導入したnu/nu aly/aly RAG^<GFP/+>マウスなどを作製して解析した結果、γδ-IELがnu/nu LNP^- nu/nuマウスやnu/nu aly/alyマウスの腸管粘膜に多数分布すること、そのサブセット構成も正常であることが判明するとともに、クリプトパッチ(CP)の存在を確認した。この結果によって、nu/nuマウスにおけるγδ-IELの発達分化にMLNやPPが必須でないことが確かめられた。(J.Immunol.174:1906-1912,2005)さらに、γδ-TCR gene(KN6)をSCIDマウスに導入したKN6-SCIDマウスのリンパ組織を精査した結果、c-kit^+リンパ球が集積するCPの周辺にのみc-kit^+KN6^+リンパ球が多数存在することが確かめられた。これに対し、胸腺、MLN、脾臓のKN6^+リンパ球はすべてのc-kit陰性であった。これらの結果から、γδ-IELの前駆細胞はCPに分布するc-kit^+細胞であることが一層明らかになるとともに、γδ-IELのT細胞抗原受容体(TCR)遺伝子再構成はCPを出てから引き起こされることが提示された。昨年、nu/nuマウスのγδ-IEL前駆細胞は腸間膜リンパ節(MLN)やパイエル板(PP)に分布するCD4^+8^+RAG^<high> T細胞であることが示された(J.Exp.Med.197:333,2003)。これを検証するために、nu/+雌妊娠マウスにLTβ-R-IgとTNFR-55-Ig融合蛋白質を投与して得た、すべてのリンパ節やPPを欠損するnu/nu LNP^-マウスや胸腺は無論のこと、MLNを含むすべてのリンパ節(LN)、PP、孤立リンパ小節(ILF)を欠如するnu/nu aly/alyマウス及びRAG-1遺伝子座にGFPを導入したnu/nu aly/aly RAG^<GFP/+>マウスなどを作製して解析した結果、γδ-IELがnu/nu LNP^- nu/nuマウスやnu/nu aly/alyマウスの腸管粘膜に多数分布すること、そのサブセット構成も正常であることが判明するとともに、クリプトパッチ(CP)の存在を確認した。

(J.Immunol.174:1906-1912,2005)。さらに、γδ-TCR gene (KN6)をSCIDマウスに導入したKN6-SCIDマウスのリンパ組織を精査した結果、c-kit^+リンパ球が集積するCPの周辺にのみc-kit^+ KN6^+リンパ球が多数存在することが確かめられた。これに対し、胸腺、MLN、脾臓のKN6^+リンパ球はすべてのc-kit陰性であった。これらの結果から、γδ-IELの前駆細胞はCPに分布するc-kit^+細胞であることが一層明らかになるとともに、γδ-IELのT細胞抗原受容体(TCR)遺伝子再構成はCPを出てから引き起こされることが提示された。
ＰｒｏｈｉｂｉｔｉｎおよびＨｉｎｔ２による低酸素下の細胞死の制御機構の解析

正常細胞は低酸素条件下で細胞死を引き起こすのに対して、癌細胞は低酸素のような劣悪な環境でも生存できる細胞である。研究代表者らは、低酸素による正常細胞の細胞死誘導過程でミトコンドリア内膜タンパク質Prohibitinが減少すること、ヒト大腸癌細胞においてProhibitinをノックダウンするとS期の割合が減少して細胞増殖が抑制されることを見いだした。さらに、Prohibitinとミトコンドリア内膜タンパク質Hint2との関連について解析を行った。研究代表者らは低酸素条件下の細胞死の制御機構を明らかにするため、低酸素で発現が変動するタンパク質を網羅的に探索した。その結果、ミトコンドリア内膜タンパク質Prohibitin (PHB)が低酸素刺激により減少することを見出した。さらに、PHBが細胞生存因子として機能することを明らかにした。加えて、PHBがミトコンドリアタンパク質Hint2と結合すること、Hint2過剰発現細胞株は抗癌剤の感受性が高いことを見出した。これらの知見より、研究代表者らは細胞生存因子PHBと細胞死促進因子Hint2のバランスが低酸素条件下の細胞死を制御しているという仮説を立てている。本研究では、検証し、この細胞死制御機構の破綻と癌細胞の低酸素耐性の因果関係を明らかにすることを目的としている。これらの研究目的を達成するため、正常酸素濃度条件下と低酸素条件下におけるPHBおよびHint2の発現量と細胞内局在を明らかにするための予備実験を行った。具体的には、内在性のタンパク質を検出するために、抗PHB抗体と抗Hint2抗体を用いて検出のための条件検討を行った。さらに、蛍光顕微鏡観察のためにPHB-GFPとHint2-mCherry発現ベクターを構築し、ともにミトコンドリアに局在することを確認した。研究代表者らは低酸素による正常細胞の細胞死誘導過程で減少する因子としてミトコンドリア内膜タンパク質Prohibitin (PHB)を同定し、PHBが細胞生存因子として機能することを明らかにしている。さらに、PHBがミトコンドリアタンパク質Hint2と結合すること、Hint2過剰発現細胞株は抗癌剤の感受性が高いことを見出している。本研究では、細胞生存因子PHBと細胞死促進因子Hint2の量比が低酸素下の細胞死を制御しているという仮説を検証し、この機構の破綻と癌細胞の低酸素耐性の因果関係を明らかにすることを目的としている。これらの研究目的を達成するため、正常酸素濃度下と低酸素下におけるPHBおよびHint2の局在と発現量を比較するための予備実験を行った。具体的には、蛍光顕微鏡観察のためにPHB-GFPとHint2-mCherry発現ベクターを構築し、ともにミトコンドリアに局在することを確認した。さらに、内在性のタンパク質を検出するために、抗PHB抗体と抗Hint2抗体を用いて検出のための条件検討を行った。本年度は正常酸素濃度条件下の大腸癌細胞においてPHBファミリー(PHB1およびPHB2)をノックダウンした際の細胞増殖などを調べた。その結果、PHBファミリーのノックダウンにより細胞増殖が抑制されることを見いだした。今後は低酸素条件下においてPHBファミリーおよびHintファミリーをノックダウンして、細胞の生存と増殖に対する効果を検証する予定である。腫瘍生物学PHB-GFPとHint2-mCherry発現ベクターを構築し、培養細胞において両者がミトコンドリアに局在することを確認できた。また、内在性のPHBとHint2を検出するための条件を決定できた。さらに、正常酸素濃度条件下と低酸素条件下におけるPHBとHint2の発現量に関する予備的なデータを得ることができた。計画していた正常酸素濃度下と低酸素下におけるPHBとHint2の局在と発現量を比較するための予備実験を遂行し、PHBとHint2がミトコンドリアに局在することを明らかにできた。さらに、内在性のタンパク質を検出するための実験条件を決定できた。腫瘍組織における癌幹細胞の周囲の微小環境(ニッチ)は低酸素状態であり、様々な低酸素応答が癌の悪性化と関連していることが明らかになってきている。そこで、PHBの安定化とHint2の減少が癌細胞の低酸素耐性の原因であるのかを検証する。まず、正常酸素濃度条件下と低酸素条件下の癌細胞におけるPHBおよびHint2の発現量をウエスタンブロッティング法により調べる。

次に、低酸素条件下でもPHBが減少しなかった癌細胞を用いて、PHBをノックダウンした場合に低酸素による細胞死が増加するのかを調べる。同様にHint2を強制発現した場合に低酸素による細胞死が増加するのかを調べる。さらに、内在性のPHBとHint2の結合を拮抗阻害するようなPHBまたはHint2のdeletion mutantの発現ベクターを数種類作製し、これらを強制発現させて同様の実験を行う。両分子の結合を阻害するタンパク質断片の領域を詳細に特定することで、創薬につながる情報を得ることができると考えている。以上の解析により、PHBおよびHint2による低酸素条件下における癌細胞の細胞死の制御機構を明らかにする。PHBの減少により遊離したHint2による細胞死誘導機構を解析する。これまでに研究代表者らは、低酸素下で誘導されるミトコンドリアにおけるBcl-2の減少、ミトコンドリア膜電位の低下、シトクロムcの放出、細胞死がPHBの過剰発現により阻害されることを見出している。そこでPHB結合因子であるHint2をノックダウンさせた場合に同様の結果となるか、Hint2を過剰発現させた場合に逆の結果となるかについて調べる。さらに、PHB対Hint2のバランスの破綻と癌細胞の低酸素耐性の獲得の因果関係を検証する。腫瘍組織における癌幹細胞の周囲の微小環境(ニッチ)は低酸素状態であり、さまざまな低酸素応答が癌の悪性化と関連していることが明らかになってきている。そこで、癌細胞における低酸素耐性の獲得が、PHBの安定化とHint2の減少の結果もたらされたのかを検証する。本研究を通じて、PHBおよびHint2による低酸素下の細胞死の制御機構を明らかにする。従来の癌の低酸素応答の研究はHIFを中心としたものであった。本研究を通じてPHBとHint2を中心としたHIF非依存的な低酸素応答経路を明らかにすることができれば、非常に特色のあるものになると考えている。また、これらの分子を標的とした癌の治療法の開発へと展開するための研究基盤を確立できると期待している。具体的にはPHBとHint2の結合を阻害することで細胞死促進因子であるHint2を活性化する薬剤の開発などが考えられる。平成25年度は、前年度に研究費の前倒しにより購入した試薬類を使用して研究を遂行したため、試薬を新たに購入する必要がなく次年度使用額が生じた。現在遂行している以下の解析を継続して、PHBの減少により遊離したHint2による細胞死誘導機構を明らかにする。まず、正常酸素濃度下と低酸素下の癌細胞におけるPHBおよびHint2の発現量をウエスタンブロッティング法により比較する。さらに、PHBをノックダウンした癌細胞またはHint2強制発現癌細胞の低酸素感受性をトリパンブルー法および細胞検出器Cytellにより測定する。これらの研究計画の遂行のために、細胞培養のための培地・血清・抗体・蛍光試薬を購入する。
炭素―窒素系多座配位子を有する不斉金属触媒による炭素骨格構築法の開発

炭素・窒素複合型の多座不斉補助配位子を備えた新規金属触媒を用いた分子変換反応の開発を検討した。結果、フェニルオキサゾリンを基本骨格として、アミノ基やNーヘテロ環状カルベンを組み合わせた多座配位子と、種々のピンサー型錯体の合成に成功した。これらの触媒では、α、βー不飽和エステルの不斉共役還元反応や、直接的不斉アルキニル化反応に対して触媒活性を示した。また、ピンサー型イリジウム錯体がベンゼン誘導体のC-H結合切断反応に有効であり、ジボランを用いたベンゼン類の触媒的C-Hボリルが進行することを見出した。さらに、イリジウム錯体は化学的に不活性なアルカン類のC-H活性化に有効であることを明らかにした。炭素・窒素複合型の多座不斉補助配位子を備えた新規金属錯体の合成とそれを触媒とする分子変換反応の開発を目的として研究を実施した。金属ー炭素結合を分子内に有する非対称型アニオン性多座配位子を有する金属触媒を標的として、非対称分子構造に由来する不斉反応場の電子状態と立体環境の精密制御、反応の立体制御のための水素結合能の獲得、金属と基質間の電子移動能などの多機能性を備えた分子触媒の構築を目指した。その結果、フェニルオキサゾリンを基本骨格として、アミノ基やNーヘテロ環状カルベンを組み合わせた多座配位子を合成した。ここに、ロジウムとルテニウムを導入することによって、種々のピンサー型錯体の合成に成功した。これらの触媒では、α、βー不飽和エステルの不斉共役還元反応や、アルデヒドの直接的不斉アルキニル化反応に対して触媒活性を示すことを明らかにした。また、不活性分子のC-H結合活性化反応についても検討した。ここでは、NCNピンサー型イリジウム錯体がベンゼン誘導体のC-H結合切断反応に有効であり、ジボランを用いたベンゼン類の触媒的C-Hボリルが進行することを見出した。また、イリジウム錯体は化学的に不活性なアルカン類のC-H活性化に有効であり、対応するアルキル錯体が得られることを明らかにした。新規金属錯体の合成では、オキサゾリンーカルベンから構成される複合三座配位子を設計し、対応するロジウム錯体をC-H活性化反応により合成した。さらに、そのロジウム錯体を触媒とする不斉アルキニル化反応を見出した。本年度は分子変換のための配位子合成とそれを用いた金属錯体の合成を実施した。非対称型三座配位子としてオキサゾリンとN-ヘテロカルベンを金属の配位部位とするキラル三座配位子を設計した。配位子合成はクロロメチル基を有するフェニルオキサゾリンを合成した。ここに、イミダゾリンを反応させることによって、目的の配位子の合成に成功した。続いて、金属錯体の合成を検討した。種々反応条件を検討したところ、塩化ロジウムをアセトニトリル中で反応させることによって、目的とするロジウム錯体(CCN)RhCl2(H2O)を得ることができた。さらに単結晶を作成し、X線構造解析により分子構造を明らかにした。推定した通り、配位子は炭素と窒素の三点で金属に結合しており、メリディオナル型の構造であることが分かった。今後は、さらに触媒反応への応用を検討する。炭素ー炭素結合生成反応としては、末端アルキンと不飽和カルボニル化合物のカップリング反応を検討した。ここでは、ビスオキサゾリンフェニル配位子を有するルテニウム錯体が触媒反応に活性を示すことが分かった。たとえば、不飽和エステルとアルキンとの反応では、β位へのアルキンの導入が起こり、アルキニルエステルが高収率で得られた。本触媒の特徴は塩基などの添加物を必要としない点である。さらに本触媒は、反応性が乏しい不飽和アミドにも用いることができ、アルキニルアミドの合成にも成功した。また、反応速度と選択性には改善の余地を残しているものの不斉反応にも適用することができた。またイリジウム錯体によるアルカンやアレーンのC-H結合切断反応を開発した。特に化学的な安定な直鎖アルカンのC-H結合切断によるアルキル錯体の合成に成功した。さらに触媒的なC-Hボリル化反応も進行することを見出した。本研究では分子変換のための分子触媒の設計と合成、炭素-炭素結合生成反応の開発を目的としている。触媒設計としては、オキサゾリン-ヘテロカルベンを組み合わせることにより電子供与性を高めた不斉配位子の設計を目指している。この目的分子の1つである非対称型の配位子とロジウム錯体の合成に成功した。さらに、単結晶X線構造解析により分子構造を明らかにすることができた。