hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラズマ中の原子・分子過程を考慮した可変パルス制御型プラズマアクチュエータの開発

本研究ではパルス放電で駆動するプラズマアクチュエータの開発を行った。往来型のプラズマアクチュエータは交流電圧で駆動するものが多かったが、電源をパルスにすることによって、プラズマの特性を様々に変えてこれまでより制御能力の高いプラズマアクチュエータを開発することを狙った。結果として、コード長100 mm,スパン長300 mmのNACA0015翼型に対し、風速15-40 m/sの環境下で気流制御が可能であることを実証した。これまでのプラズマアクチュエータでは風速10 m/s以下での実験が多かったが、パルス型のプラズマアクチュエータではより高速域でも気流制御が可能であることを示した。本年度は初年度として、高繰り返し動作が可能な高電圧パルスプラズマ電源の開発を行った。電源回路に必要な充電用に直流電源(500V直流)を用い、IGBTを用いてスイッチングさせる方式を採用した。その結果、周波数10kHz、ピーク電圧30kV,パルス幅40nsで動作する電源の開発に成功した。次に、実際のプラズマアクチュエータの電極を作成して、開発したパルス電源を用いてその放電特性の計測を行った。計測項目としては、プラズマアクチュエータに印加される電圧・電流特性と、放電発光写真、光電子増倍管を用いた放電発光の時間変化である。これらの項目について、開発した電源のパルス幅や立ち上がり時間、立ち下がり時間などのパラメータを様々に変えながら測定を行った。その結果、プラズマアクチュエータに投入される電力は、パルス電圧の立ち下がり時間の影響はほぼ受けないが、一方で立ち上がり時間は多大に影響を与えることがわかった。これらの結果により、プラズマアクチュエータの作動パラメータとして、印加電圧値とともに電圧の立ち上がり時間が考慮できるようになった。放電の基礎特性の計測に加えて、パルス放電によって発生する衝撃波の観測を行った。衝撃波の観測にはシュリーレン法を用いた。そして、前述したパルス電圧のパラメータを様々に変えながら衝撃波の強度について計測したところ、プラズマアクチュエータに投入される電力と、発生する衝撃波の強度は必ずしも比例の関係にないことを示唆するデータが得られた。現在、その理由について、シミュレーションを元に解析しているところである。最終年度である本年度は、パルス電圧によって駆動するプラズマアクチュエータの実証試験を行った。翼型には前年度と同様にスパン300mm、コード100mmのNACA0015翼型を用い、風速を1540 m/sに設定し、多点圧力スキャナを用いて翼面上圧力計測と天秤を用いて力計測を行った。結果として、失速角以降においてプラズマアクチュエータを起動させることにより、翼面上の負圧が回復し、揚力が回復することがわかった。この結果により、プラズマアクチュエータは実際に気流制御にとって効果的であることを示すことに成功した。また、同時に使い勝手の良い小型の風洞を自作し、東北大学が所有する3Dプリンタを用いて作成した翼型を用いてシュリーレン法による可視化実験を行った。シュリーレン法による可視化実験では、放電により発生する衝撃波の観測に加え、衝撃波の伝播よりも長い時定数で生じる気流の変化を観測した。さらに計測に加え、感圧塗料を用いた翼面上の圧力分布計測も行った。多点圧力スキャナを用いた圧力計速では翼面上の特定の点における圧力しか計測することが出来なかったが、感圧塗料計測を用いることで、プラズマアクチュエータにより翼全面において気流制御が行えていることがわかった。これらの実験成果により、パルス放電型のプラズマアクチュエータの有用性が明らかになった。加えて、往来型の交流電源におけるプラズマアクチュエータでは制御不可能な10 m/s以上での実験に成功したため、より高速域でもパルス型のプラズマアクチュエータであれば適用出来る可能性があることを示すことに成功した。当初の予定通り1ヶ月ほどで高電圧パルス電源の開発に成功した。そして、パルス電圧で駆動するプラズマアクチュエータの放電基礎特性を、ひと通り計測することが出来た。これらの成果により、次年度以降の風洞試験に向けての重要な基礎データがほぼそろった。27年度が最終年度であるため、記入しない。大気圧プラズマ応用今後は開発したパルス電圧駆動のプラズマアクチュエータを用いて、実際の翼の剥離制御実験を行っていく。現在は実験に用いる翼型の設計、風洞壁へ翼型を取り付けるためのターンテーブルの作成を行っている。翼型にはNACA0015モデルを用い、5月末に剥離制御実験を行う計画を立てている。この実験で得られた結果をシミュレーションモデルを用いて解析を行い、さらなる実験にフィードバックすることを狙う。
がん抑制に関与する遺伝子群の研究

1.遺伝性腫瘍の原因遺伝子とその突然変異ならびに発現の特性:家族性大腸ポリポ-ジス(FAP)の原因遺伝子のクロ-ニングに成功した。APC遺伝子と名付けられたその遺伝子は15個のエクソンからなり,2843個のアミノ酸をコ-ドする。FAP患者の体細胞で突然変異が認められていることから原因遺伝子であることは確実である。また,患者の腫瘍でヘテロ接合性の消失があるのでがん抑制遺伝子と考えられる。網膜芽細胞腫の配偶子突然変異のスペクトルが明らかになってきた。突然変異の中には発現抑制を受けるものがあることがわかった。ウイルムス腫瘍では、日本人患者ではWT1遺伝子の関与する腫瘍の割合が多く、日米における本症発生の頻度の差となっていることが示唆された。多内分泌腺腫瘍症MEN2Aは、がん遺伝子retの近くにマップされ、腫瘍ではret遺伝子の発現昂進が見られることが明らかとなった。2.腫瘍におけるがん抑制遺伝子の突然変異とその特性:腫瘍における染色体欠失に関する研究を進め、本年度は特に多段階過程について卵巣がん,肺がん、大腸がん,骨肉腫で複数のがん抑制遺伝子の協調的変異とがんの悪性度、転移能、治療の予後との関係が指摘された。P53遺伝子に関して、肺小細胞がん、食道がん、卵巣がん、子宮内膜がんで突然変異の同定を行なった。肺がんと食道がんは共にG→T変異が多いが、両者では突然変異の集績するエクソンに違いが見られた。3.p53遺伝子の配偶子突然変異とがんの家族集積:LiーFraumeni症候群でp53遺伝子の配偶子突然変異が報告されたので,日本人患者について、小児副腎皮質腫瘍、骨・軟部組織腫瘍の患者を対象にp53遺伝子の突然変異を調べた。その結果,わが国では,家系の中に胃がんの発生が多いことなど,典型的なLiーFraumeni症候群とは異なる家系も存在することが明らかとなった。
メンタルトレーニングとスポーツカウンセリングーその適用範囲の検討ー

アンケート調査によって、スポーツ選手の心理的問題が多様に存在すること、心理サポートでは表面上の訴えではなく、何が問題となっているかを見立てた上でメンタルトレーニングとスポーツカウンセリングの適用範囲を決めなければならないことが示された。一般に考えられているよりも、スポーツカウンセリングの適用範囲は広いことが確認された。また、事例を通して、心理サポートでは身体に関わる問題を心理的問題と同様の観点から理解して行くことが重要であり、そのことが心理サポートを有効にすることが示された。スポーツ選手の抱える心理的問題について調査し、彼らが「身体」や「人間関係」についての問題を抱えることが多く、それが女性に多いことが見出された。今後、スポーツカウンセリングやメンタルトレーニングにどのようにつなげるかについて考察した。そのつなぎ方をどのように行うのかについては次年度精査する予定であり、これまで明らかにされて来たようにスポーツ選手が身体や人間関係で悩みを抱えていることの一端を検討できたという意義があった。また、これまで関わって来た心理サポート事例について、面接での傾聴の仕方、長期的にサポートする意義についてまとめ、考察した。事例の中で、スポーツカウンセリングとして対応するときと、メンタルトレーニングとして指導するときがあり、それを事例に中で示した。本研究課題であるスポーツカウンセリングとメンタルトレーニングの適用範囲の検討につながるものである。スポーツ選手に適用したバウムテスト結果については次年度のデータと合わせてまとめる予定である。スポーツ選手はさまざまな心理的問題を抱えている。それは、競技での不出来、スランプなどの表面上の競技の問題から、発達課題やパーソナリティの問題などの内的な問題まで広範囲である。スポーツ選手の心理サポートでは、それらの問題のうち何が問題になっているのかを見立て(アセスメント)て、実践する必要がある。本年度ではそのことについて調査と事例によって検討した。そのなかで、表面上はメンタルトレーニング技法の適用と考えられても内的問題の整理を行うことが適切である事例、内的な問題があってもメンタルトレーニング技法の適用が適切である事例があり、対象となる選手のどのような心理的問題に対してどのような方法で支援して行くかを見立てる重要性についてさらに検討を加えた。つまり、見立て(アセスメント)によってスポーツカウンセリングとメンタルトレーニングの適用範囲を明らかにした。長期にわたって心理サポートを継続している事例では、描画や質問紙を用いることでスポーツカウンセリングやメンタルトレーニングの適用範囲が明らかになること、そしてそれに基づく支援を通じて選手は競技を適切に行えるようになり、相応の競技成績を挙げやすいこと、同時にさまざまな身体症状として心理的問題が表出されることを示した。また、これまで関わってきた心理サポート事例から、見立てを行うときの初回面接の重要性についてまとめ、考察した。競技での不出来の克服や競技力向上のために心理サポートを求めたスポーツ選手に対して、長期に渡って心理サポートを継続してきた事例について検討した。メンタルトレーニングの適用範囲と思われる選手に対して、その心理状態に合わせてスポーツカウンセリングを適用し、競技力向上につながる心理的問題の改善が見られた。その結果、スポーツカウンセリングの適用範囲が広いことが明らかとなった。メンタルトレーニングの適用範囲の事例においても、何が問題となっていて、どのようなサポートをすれば良いかを見立てた上で、スポーツカウンセリングを適用する場合と同様に競技での様子を詳細に聴き取っていくことを通して、心理的問題の解決や競技力向上につなげることができることが示された。詳細に聞き取ることが選手自身の競技上での行動を振り返ることになり、メンタルトレーニング技法のイメージトレーニングなどと同様のことを実施していることになるからである。また、その選手の身体の動き、反応、症状になど身体に現される事象について、その心理的な意味を理解することが選手の心を深く理解することにつながり、それが心理サポートをより効果的にすることが示された。本研究課題であるスポーツカウンセリングとメンタルトレーニングの適用範囲の検討について、調査と面接によって、見立てる必要があることを示した。24年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ選手への心理サポートについて、投影法(バウムテスト)と質問紙法(心理的競技能力診断検査:DIPCA.3)を用いて心理アセスメント(見立て)した上でメンタルトレーニングとスポーツカウンセリングの適用を決め、実施した事例をまとめると共に、それを学会発表し、単行本にまとめる。
ローベルト・ムージルの文学と中央ヨーロッパの諸都市の研究

旧ハプスブルク帝国の諸地域にまたがるローベルト・ムージル(1880年1942年)の足跡をたどり、作品との関連および作品解釈の新しい可能性を発見した。成果は学術図書"Robert Musilund der geniusloci"(Wilhelm Fink社)として発表し、多大の反響を得た。その後も論文「補遺1」「補遺2」として成果を公表している。1マクシミリアンI世伝説について、インスブルック大学のブレンナ文書館にて文献調査。1800年代の資料を複写し、古書を蒐集した。さらに現地の調査方法の教示をうけ、実際にマルティン岸壁付近まで行き、写真を撮影した。インスブルックの書店で文献蒐集。2ウルム市文書館にてRoberの年代記の現物を撮影。ウルム聖堂に登り、実際に記念銘板を撮影。以上により、研究者が以前より主帳していた説、ムージルの作品「黒つぐみ」および「ポルトガルの女」の主人公の奇矯な行動が、マクシミリアンI世伝説にもとづくものであるとする説の、すくなくとも伝説部分が確認された。3クラーゲンフルト鉄工業関係者(Fiedler, Frey)については、クラーゲンフルト文書館には資料がなかった。ウィーン市博物館学芸員Suzanne Winklerに相談したところ、ウィーンの4つの博物館、資料館を紹介された。継続して調査をする予定である。4シュラートミングおよびフィルツモースを調査した。19歳のローベルト・ムージルが1900年に滞在し、ヴァレリー・ヒルパートという女性と接触したのち、巡礼教会のあるフィルツモースで数日間、忘我(Ekstase)の境地を味わったとされる。現地を調査し、重大な仮説を唱えることができた。5ドイツ語のホームページを作成した。原書の初版本を図版で示したものは、ドイツ語圏にもなかったものである。また、日本のこれまでの翻訳、研究書も図版で示し、我が国のムージル研究の水準を示した。1.スロヴェニアにおける調査。ポストイナにおいてムージルが滞在した家屋、部屋を確定。小品「スロヴェニアの葬式」に描かれた、クリスマス直前に亡くなった斜め向かいの女性の氏名、死因も地区教会で突き止めた。コバリドの一次世界大戦博物館で各種資料を収集「スロヴェニアの村の葬式」の画期的な解釈を得た。これは著書『Robert Musilund der Genius Loci』の一章として発表される。2.ローマにおいては、カヴール通り144-146番のマルコヴァルデイ家、サン・スピーリト病院等を訪れた。離婚前のマルタ(のちのムージル夫人)がかなりの資産家であったことが分かる。サン・スピーリトは伝統ある修道院で、附属の病院は今日も救急病院として稼働している。しかしキリノ・セルジ一家の人類学研究所は、ローマ大学に照会しても突き止めることができなかった。3.ギョール(ハンガリー)のベネディクト修道院においそ調査。Konkordat(ヴァティカンとハンガリーとの協定)により、ハンガリーのカトリックが独自性を保持したことが分かった。マルタが前夫マルコヴァルディと離婚するためにブダペストで新教に改宗した状況があきらかになった。4.ウィーンの軍事博物館で第一次世界大戦中のムージルの従軍記録を調査。さらにウィーンのCsaky博士からムージルの家系、および祖父マティアス(軍医)について貴重な情報を得た。それにより16世起から現代に至るムージルの最新の家系図を作成することができた。これは著書の第1章に発表される。5.ドイツ語ホームページの拡充はいったん停止している。クラーゲンフルトのムージル文学館のW・ファンタ博士より、ムージルの初版版の公開はローヴォルト出版社の認可が必要であると指摘され、ローヴォルト出版社に照会した。「研究論文の一部として図版を用いるならば可」との返答であった。したがって「ムージルの作品の初版について」という論文を書いて、そこに図版を収録する必要がある。次年度の課題である。1、パリにおける調査。(1)フランス国立図書館、映像フォールム、ル・モンド(新聞社)などで、1935年6月に開催された「文化の擁護」(文学者たちの反ファシズム集会)の記録写真、とくにムージルの映像を捜したが、あまり協力を得られず成果はなかった。(2)パリ近郊のVille d'Avrayの市役所にて、スイス亡命時代のムージルのメセナであったChurch夫妻の別荘Villa Churchの資料を得る。(3) Church邸の設計図、写真などについてはパリにあるFondation Le Corbusierにて多数の電子データを取得した。2、スイスにおける調査は実施しなかった。没後70年にあたる2012年に、すべての資料が公開されると聞き、次年度に繰延べとした。3、ドイツ語ホームページの改修。ローヴォルト社が版権をもつ初版本や新発見の作品について、2012年に版権が切れるため、継続してホームページに掲載することにした。

4、クラーゲンフルトにある州文書館にて、Franz Samekの資料収集(ムージル文学館の建物は以前Samek-Hausと呼ばれていたことから)。5、グラーツの州文書館にてAndreas PlachlおよびRusterholzerについて調査。6、ブルノ大学のマレチェク博士の協力を得て、モラヴィア州文書館のMatrikel(古文書の電子データ)解読のためのログイン、Siganturなどを取得。ムージルの先祖の婚姻・死亡記録(ラテン語、ドイツ語)の解読は帰国後の作業となる。7、ウィーンにてムージルの親族、チャキ博士、およびエーアリヒ教授と面会、先祖の肖像のミニアチュール(細密画)を撮影し、親族についての各種情報を交換した。1.ローベルト・ムージルの書簡(1934年9月30日付け)を新たに発見した。2.ブルノ(チェコ)の州文書館にてムージルの先祖の生没年記録を電子データ(7件)として取得。Matej Musil (ca.1637-15.01.1695)が現存する、確認可能な最古の先祖であり、長男Pawelについては死亡記録のみあることから、ムージル家が1661年から1670年のあいだに他所からRychtarovに移住したと推定されることがわかった。3.ジュネーヴの戸籍役場にてムージルの死亡記録を閲覧、メモし、死因が明記されておらず、むしろ死因の記載を避けていることが分かった。さらにジュネーヴの国立公文書館にて、保管されているムージル関係の文書すべてのコピーを得た。そのなかの1枚に、ムージルのカードは「特別扱い」になっていることを示唆するものがあった(自殺説の傍証になりうるもの)。4.著書"Robert Musilund der geniusloci"の記述について、訂正を求めるもの、新情報などが寄せられたため、調査、確認を行った(1903年のベルリンの最初の住居、祖母アロイージアの詩作と見られていたものが、別の詩人の宗教詩であったことなど)。5.ドイツ語版ホームページの拡充。とりわけ、日本のムージル研究者たちの日本語の著書の目次をドイツ語訳し、おおよその内容が世界の研究者に分かるようにした。1のパリにおける調査は期待以上の成果であった。47は当初の計画にはなかったが、それぞれ有意義な結果を得て、ムージル研究に貢献できた。他方、2,3については次年度に繰り越すことになった。とりわけ6のモラヴィア州文書館の資料の解読はこれから果たすことになる。24年度が最終年度であるため、記入しない。1、今年度から公開されるスイス(ジュネーヴ)国立公文書館のムージル関係資料の取得が最優先課題である。2、モラヴィア州文書館の資料の解読。ムージルの家系図の充実を図る。3、未調査のムージルゆかりの地、シュタイア、リンツ、バルト海の保養地などの調査。4、ドイツ語ホームページの拡充と充実。同HPは、国際ローベルト・ムージル学会HPに「日本におけるムージル研究」としてリンクが貼りつけられている。
末梢神経の変性・再生においてシュワン細胞に発現される栄養因子・接着分子の解析

末梢神経の発生に際して、神経細胞の成長円錐は細胞外基質に接して伸長し、シュワン細胞は神経軸索に沿って移動し自らが接する神経軸索に応じた分化を遂げる。一方、末梢神経の再生においては、神経の変性によって軸索との接触を失ったシュワン細胞は自らが神経軸索を取り巻いていたミエリン鞘を切り離して脱分化し、分裂増殖しながら縦列に配列する。このシュワン索の中を再生軸索が伸長し標的に達する。シュワン細胞も再生軸索とともに移動して個々の軸索を取り囲み、その軸索に応じて髄鞘形成するなど分化を遂げることにより再生が完了する。このように末梢神経の発生および再生における神経軸索の伸長、シュワン細胞の脱分化と増殖、移動、再分化には細胞相互および細胞外基質との接着が重要な役割をはたしていると考えられる。インテグリンは細胞外基質の主要構成成分であるラミニンやフィブロネクン、コラーゲンなどに対する細胞表面レセプターで、α,βヘテロニ量体からなる糖蛋白質である。この蛋白は細胞の接着のみならず、移動・増殖分化の制御にもかかわると見られている。そこで本研究ではマウスの座骨神経(SN)と後根神経節(DRG)の発生過程でのインテクリンalpha 1,2,3,5,6,7,Vの各分子の遺伝子発現をRT-PCR法により解析した。これらの分子の発現パターンは(1)発生を通じてSN、DRGで発現するもの(2)DRGでのみ発現が認められるもの(3)成熟組織で発現が認められるもの(4)発生に伴いオルタナティヴ・スプライシングが認められるものに分けられた。
哺乳類細胞におけるユビキチン活性化系のDNA修復への関与

マウス培養細胞FM3A由来のユビキチン活性化酵素E1の温度感受性変異株が紫外線(UV)に対し非許容温度処理によって高感受性を発現することをこれまで見出してきた。この感受性がUVのDNA損傷に対する細胞側の何等かの修復能の欠損によることを明らかにするため、本研究ではまずUVによる誘発突然変異についてヒボキサンチングアニンリボースリン酸トランスフェラーゼ(hprt)遺伝子の変異を指標に調べた。その結果、E1変異株はUV照射後非許容温度39°Cに20時間おくことにより親株FM3Aよりも有意に誘発突然変異頻度が抑えられた。39°C処理をしない場合は親株と差はなかった。またE1変異株に外からマウスE1cDNAを発現ベクターにのせて導入すると、このUV誘発突然変異能の欠損は完全に相補された。以上の実験結果より、E1の失活により細胞内のUVによるDNA損傷の処理能力に異常が生じ、突然変異を伴うDNA修復機構に欠損が起こることが明らかとなった。このUVに対する感受性と誘発突然変異能の欠損というE1変異株の表現型はE1と同じユビキチン活性化系に属するユビキチン結合酵素E2の酵母変異株rad6/ubc2のものと一致しており、これらの事実は細胞内タンパク質分解系に関与するユビキチン活性化系が少なくとも部分的にDNA修復にも関与していることを示唆している。なお、UV照射後のクロマチン構成タンパク質ヒストンH2Aのユビキチン化についてもSDS-PAGEにより生化学的に解析したが、親株とE1変異株での差は見られなかった。また、許容温度でもUV感受性を示すE1変異株も得られており、現在この細胞を用いてDNA修復に関与するE2を生化学的に検出することを試みている。
網膜変性の分子生物学的研究

網膜変性の診断・病態・病因を探る目的で、主として分子細胞学的および分子生物学的方法を用いて、いくつかの基礎的および臨床的知見をあげることができた.以下は、特記すべき研究成果である.1.基礎的研究:1)網膜変性の実験モデルとして光変性網膜をラットやマウスに作成した.このモデルを用いて,さまざまな成長因子が網膜変性を阻止する作用をもつことを明かにした.すなわち、1週にわたって自然光を持続照射すると網膜視細胞はほぼ選択的に変性脱落するのであるが、あらかじめ成長因子を硝子体に投与しておくと有意に変性が阻止される.特にレチノイン酸反応遺伝子産物であるミドカインは、マクロファージの誘導をほとんど伴うことなく視細胞を変性から守る効果のあることを明かにした.変性阻止効果は、形態のみならず網膜電図を視標として視覚機能の側面を調べた場合も確認することができた.2)光変性網膜の成因に関連して、視細胞内節におけるリボゾーム粒子の超微形態変化を明かにした.2.臨床的研究:1)重度の網膜硝子体発生異常を中核症状とするNorrie病の疾病遺伝子について、患者から得た試料を調べて変異の実態を明かにした.従来の記載にない新しい変異として3種類の点変異が明かになった.すなわち、同じ疾病における遺伝子の異質性を確認した.この知見は、Norrie病の遺伝子診断のための重要な資料となる.2)糖尿病におけるミトコンドリア遺伝子を検索したところ,家族性に発症して重度の網膜症を発生した硝子体試料からミトコンドリア遺伝子の塩基番号3243番に点変異のあることを発見した.この新しい知見は、今のところ1例のみに見い出したいるが、今後の研究を進める起爆になるであろう.網膜変性の診断・病態・病因を探る目的で、主として分子細胞学的および分子生物学的方法を用いて、いくつかの基礎的および臨床的知見をあげることができた.以下は、特記すべき研究成果である.1.基礎的研究:1)網膜変性の実験モデルとして光変性網膜をラットやマウスに作成した.このモデルを用いて,さまざまな成長因子が網膜変性を阻止する作用をもつことを明かにした.すなわち、1週にわたって自然光を持続照射すると網膜視細胞はほぼ選択的に変性脱落するのであるが、あらかじめ成長因子を硝子体に投与しておくと有意に変性が阻止される.特にレチノイン酸反応遺伝子産物であるミドカインは、マクロファージの誘導をほとんど伴うことなく視細胞を変性から守る効果のあることを明かにした.変性阻止効果は、形態のみならず網膜電図を視標として視覚機能の側面を調べた場合も確認することができた.2)光変性網膜の成因に関連して、視細胞内節におけるリボゾーム粒子の超微形態変化を明かにした.2.臨床的研究:1)重度の網膜硝子体発生異常を中核症状とするNorrie病の疾病遺伝子について、患者から得た試料を調べて変異の実態を明かにした.従来の記載にない新しい変異として3種類の点変異が明かになった.すなわち、同じ疾病における遺伝子の異質性を確認した.この知見は、Norrie病の遺伝子診断のための重要な資料となる.2)糖尿病におけるミトコンドリア遺伝子を検索したところ,家族性に発症して重度の網膜症を発生した硝子体試料からミトコンドリア遺伝子の塩基番号3243番に点変異のあることを発見した.この新しい知見は、今のところ1例のみに見い出したいるが、今後の研究を進める起爆になるであろう.基礎的研究;ラットおよびマウス網膜視細胞のリボソームの配列が、光環境に依存して変化するかどうを電子顕微鏡的に調べた.その結果、明暗環境に対応してリボソームの配列が変化することを見い出した.さらに、実験的に光照射網膜変性を動物で作成すると、視細胞変性に対応して内節中のリボソームの配列が変化することを見い出した.この知見は、視細胞における蛋白合成と微細構造変化との関連を示すものであり、今後の分子生物学的研究のための基礎資料となるものである.次に、光網膜変性が細胞成長因子によって阻止されることを明かにした.すなわち、ラットおよびマウスを1週間にわたって持続的に光照射すると、視細胞が顕著に変性する.この場合、予め細胞成長因子(bFGF,midkine)を硝子体中に注射しておくと光変性が確実に阻止されることを明かにした.視細胞の形態レベルのみならず、電気生理学的に網膜電図を指標としてみると機能的にも変性が阻止されることを明かにした.網膜変性の予防あるいは治療の基礎的知見であり、今後は分子的な機序を検討する予定である.臨床的研究:各種疾病における分子生物学的な検索を進めたところ、実績として報告できたのは以下の事項である.1)Norrie病の責任遺伝子における新しい点変異Norrie病責任遺伝子について3家系の症例群について調べたところ、従前の報告にない新しい突然変異であることを明かにした.すなわち、2家系については開始コドンの変異であり、1家系についてはミスセンス変異であった.この知見は、重篤な網膜硝子体変性の成因を理解するのに重要であるだけでなく、遺伝相談等の実践的な資料にもなる.)HTLV-Iぶどう膜炎の疫学、臨床像を明かにすることができた.また、炎症の成立との関連で前房水における抗体を調べたところ一部の症例では局所で抗体産生のあることを明かにした.ぶどう膜炎の成因を理解するのに重要な知見である.HTLV-1関連網膜変性についても検討し、独立した網膜変性の存在を示唆する知見を得た.網膜変性の診断

・病態・病因を探る目的で、主として分子細胞学的および分子生物学的方法を用いて、いくつかの基礎的および臨床的知見をあげることができた.以下は、特記すべき研究成果である.1.基礎的研究:1)網膜変性の実験モデルとして光変性網膜をラットやマウスに作成した.このモデルを用いて、さまざまな成長因子が網膜変性を阻止する作用をもつことを明かにした.すなわち、1週にわたって自然光を持続照射すると網膜視細胞はほぼ選択的に変性脱落するのであるが、あらかじめ成長因子を硝子体に投与しておくと有意に変性が阻止される.特にレチノイン酸反応遺伝子産物であるミドカインは、マクロファージの誘導をほとんど伴うことなく視細胞を変性から守る効果のあることを明かにした.変性阻止効果は、形態のみならず網膜電図を視標として視覚機能の側面を調べた場合も確認することができた.2)光変性網膜の成因に関連して、視細胞内節におけるリボゾーム粒子の超微形態変化を明かにした.2.臨床的研究:1)重度の網膜硝子体発生異常を中核症状とするNorrie病の疾病遺伝子について、患者から得た試料を調べて変異の実態を明かにした.従来の記載にない新しい変異として3種類の点変異が明かになった.すなわち、同じ疾病における遺伝子の異質生を確認した.この知見は、Norrie病の遺伝子診断のための重要な資料となる.2)糖尿病におけるミトコンドリア遺伝子を検索したところ、家族性に発症して重度の網膜症を発生した硝子体試料からミトコンドリア遺伝子の塩基番号3243番に点変異のあることを発見した.この新しい知見は、今のところ1例のみに見い出したいるが、今後の研究を進める起爆になるであろう。
単球・マクロファージにおける血清アミロイドA産生、代謝と線維化機構

AAアミロイドーシスは線維化能を有する血清アミロイドA蛋白(SAA)の過剰産生と、プロセッシングの異常で起こると説明されている。マクロファージはSAA代謝、アミロイド線維形成の中心的細胞であり、かつ自身がSAAを産生するというユニークな特徴を持つ。本研究では単球性白血病細胞株THP-1をマクロファージのモデルにして、SAAの産生調節を肝癌細胞株HepG2と比較の上検討した。成果として(1)HepG2ではIL-1とIL-6が相乗作用を示すが、THP-1ではIL-1が主たる刺激因子でIL-6の作用はない。(2)コルチコステロイドの共存はHepG2においては産生増加作用を示すが、THP-1においては必須因子である。4THP-1ではコルチコステロイドの存在下、培養に用いるウシ胎児血清(FCS)の共存のみでもSAAが産生される。SAA産生を促すFCS中の因子は複数ある。ことが示されたれた。グルココルチコイドが存在すれば、血清環境下でSMが産生されることが示され、臨床例での治療に参考されるべき所見と考えられた。次にTHP-1培養系に外来性にSAAを添加し、線維形成モデルの作製を試みた。結果的にコンゴーレッド陽性になるような明確な線維は形成されなかったが、SAAの細胞凝集効果が明らかになった。また抗高脂血症薬であるフィブレート誘導体がSAA産生を抑制することをマウスin vivo実験とHepG2培養系で確認した。マウス実験では炎症惹起の結果としてのアミロイドーシス発症が抑制され、本薬剤の治療への応用の可能性が示された。ことが示されたれた。単球の細胞株THP-1細胞で血清アミロイドA蛋白(SAA)が産生されることを、培養上清のSAA蛋白の定量と細胞画分のmRNAのRT-PCRによる同定によって確認した。その産生様式を肝癌細胞株HepG2と比較の上、検討した。要約すると、(1)HepG2ではIL-1とIL-6が相乗作用を示すが、THP-1ではIL-1が主たる刺激因子でIL-6の作用は明らかではなかった。2コルチコステロイドの共存はHepG2においては産生増加作用を示すが、THP-1においては必須因子であった。(3)以前の他報告で強調されたTHP-1におけるビタミンD3の必要性は確認されなかった。(4)THP-1ではコルチコステロイドの存在下、培養に用いるウシ胎児血清(FCS)の共存のみでもSAAが産生されたが、HepG2では常にサイトカインを必要とした。(5)SAA産生を促す、FCS中の成分についてはゲルろ過分画にて解析したが、複数のヒークでSAA産生能が確認され、現在詳細を追求中である。以上より、THP-1細胞はSAA産生様式が肝とかなり異なることが確認された。またヒト末梢血単球を用いて実験したところSAA産生様式についてTHP-1と全く同じ結果が得られ、同細胞をヒト単球/マクロファージのモデル細胞として使用することは妥当とされた。以上の成果は原著論文としてScand J Immunolに投稿され、受理された。昨年までに株化細胞の培養上清中に分泌される血清アミロイドA(SAA)蛋白の高感度測定法を確立し、肝癌細胞株HepG2と単球細胞株THP-1細胞でSAA産生の刺激因子の作用様式が異なることを見い出した。本年度は、SAA産生に対する各種薬剤の影響を調べた。中でも抗高脂血症剤でありながら、抗炎症作用が注目されているフィブレートを取り上げた。両細胞株においてフィブレートは用量依存性にサイトカイン誘発のSAA産生を抑制した。

ただしHepG2では同時に測定したトランスサイレチン(TTR)への影響(ここではhouse keeping geneとして)も考慮すると、薬剤高濃度では細胞毒性が主となることがわかった。THP-1ではTTRの分泌が明らかでないため、毒性については今後、別途検討する必要が残った。フィブレートをマウスに経口投与して、炎症刺激を与えたところ、血清SAA濃度の上昇は劇的に抑制され、炎症持続の結果起こるべきアミロイド沈着も劇的に抑制された(論文投稿中)。以上はフィブレートのアミロイドーシス治療剤としての可能性を示唆するものであり、この機序における単球/マクロファージの関与を今後検討していきたい。昨年までに単球細胞株THP-1細胞でSAA産生の刺激因子の作用様式が異なることを見い出した。本年度は、同細胞の培養系に精製SAAを添加し、上清のSAA濃度の変化、細胞形態への影響、アミロイド線維化が起こるか否かを検討した。SAAは大腸菌発現によるリコンビナントSAA1.1を使用した。まず、ウシ胎児血清の入った通常の培養液中に生理的な濃度で添加してもSAAは安定で、細胞にも特徴的な変化は起こらなかった。この系においてSAA濃度を極端に高めるとSAA自体の濃度変化はなかったが、細胞が凝集する傾向にあった。培養細胞をウシ血清のない培養液で洗い、ウシ血清のない条件下でSAAを添加すると細胞が凝集する傾向にあった。しかし、いずれの系においてもコンゴーレッド陽性となるほどのアミロイド線維形成は見られなかった。以上より、SAAは血清存在下では、脂質結合型になるため安定であり、脂質非結合型のSAAが細胞膜に粘着し、細胞凝集作用を示すことが示唆された。線維化に至るには細胞内に貪食されるか、細胞内からの線維形成因子のようなものの放出が必要とされた。またヒトSAAの繊維化能自体にも問題がある可能性があり、マウスSAAを用いた実験を実施中である。
複雑適応系としての集積とイノベーションの場の動学的研究

「空間経済学」は、地理的空間における新たな一般理論を目指して、90年代初めより、日米欧の経済学者を中心に急速に発展して来た。本研究は、財の市場を中心として構築されてきたこれまでの空間経済学に、多様な人々の共同による知識の創造・学習・伝播のミクロプロセスを内生的に導入することにより、グローバル化と知の時代における空間経済学として、理論と実証分析の両面で大きく進展させることに成功した。今世紀に入りますます重要になりつつある、広い意味でのイノベーションないし知識創造活動に焦点を当て、その舞台となる様々な「場」およびその母体となる都市や産業集積の形成と内生的発展のミクロプロセスを、複雑適応系モデルの観点から多核的かつ統一的に分析することにより、「空間経済学」の格段の発展を達成することを目的として、三年計画の初年度の研究を遂行した。具体的には、藤田は、K-linkages(知識創造における人々の間の相互連関)を通じての知識の創造・学習・伝播のミクロプロセスを複雑適応系としてモデル化した。さらに、この基本モデルと財の水平的差別化を中心とするRomer・Helpman型の内生的成長モデルと融合し、知識労働者の多様性と経済成長との関連について分析した。一方、西村は複雑系二国モデルの枠組みで、国際間におけるビジネスサイクルの伝播と外部性の影響を均衡動学経路の動学的特性として分析した。田渕は複雑系としての空間モデルの枠組みで都市の空間構造と貿易の関係を分析するとともに、都市の誕生と消滅のプロセス、およびクラスター型の都市階層構造を内生的に求めた。藤本は、(サービス業を含む)広い意味での製造業における製品開発から販売までにおける一連の活動を設計情報の流れとして一貫して捉えることにより、企業における組織能力・知識創造・熟練形成・人材育成について理論と実証の両面より分析した。森は都市形成と都心形成に関する理論モデルについて総合的に分析した。浜口は産業集積における知識のスピルオーバーと知識労働者のネットワーク化を利用した技能形成と技術政策について分析した。村田は独占的競争の一般的均衡に関するアプローチを提案するとともに、選考の異質性と生産規模の関係について分析した。また、山本は企業集積と研究開発の生産性の関連、および部門間労働移動と人的資本の蓄積の関係についても理論的に分析した。広い意味でのイノベーションないし知識創造活動に焦点を当て、その舞台となる様々な「場」およびその母体となる都市や産業集積の形成と内生的発展のミクロプロセスを、複雑適応系モデルの観点から多角的かつ統一的に分析することにより、「空間経済学」の格段の発展を達成することを目的として、三年計画の二年度の研究を遂行した。具体的には、藤田は、知識の創造・学習・伝播のミクロプロセスを複雑適応系としてモデル化し、内生的成長モデルと融合することにより、知識労働者の多様性と経済成長との関連について分析した。一方、西村は、教育による人的資本の蓄積が、経済の動学経路におよぼす影響について分析し、さらに人口を内生化した経済変動モデルを構築した。田渕は、自国市場効果による価格メカニズム、労働者の技術獲得過程、特定産業の地域集積メカニズムの分析を通じて、空間経済学理論の再構築を進めた。藤本は、アーキテクチャと組織能力がイノベーションおよび企業による設計活動の立地選択に与える影響について研究を進めるとともに、組織能力の進化およびアーキテクチャとコーディネイションメカニズムの選択についての実証研究を進めた。森は、地図上において経済集積を検出するための統計手法を開発し、日本の小分類産業の集積検出に適用し、その実用性を検証した。浜口は、東アジアにおける工程間分業を通じての生産ネットワークの形成について分析し、企業間の知識情報リンケージと地域インフラを含む企業集積の要因についての実証研究を行った。村田は、非同次選好、農業部門の収穫逓減、および地域間と部門間の労働移動を同時に考慮した新しい空間経済モデルを構築した。また、山本は、グローバリゼーションの進展が企業のイノベーション活動に及ぼす影響についての理論モデルを構築し、分析を進めた。広い意味でのイノベーションないし知識創造活動に焦点を当て、その舞台となる様々な「場」およびその母体となる都市や産業集積の形成と内生的発展のミクロプロセスを、複雑適応系モデルの観点から多角的かつ統一的に分析することにより、「空間経済学」の格段の発展を達成することを目的として、三年計画の最終年度の研究を遂行した。具体的には、藤田は、知識の創造・学習・伝播のミクロプロセスを複雑適応系としてモデル化し、知識労働者の多様性と創造性のダイナミズムを分析した。さらに、多地域モデルへと拡張し、地域間における文化の多様性の形成過程を分析した。西村は動学的均衡モデルにおいて、経済主体が外部性の影響を受ける場合における複数経路現象について解明するとともに、多国間モデルへの拡張を行った。藤本は、産業競争力に与える影響について、設計立地の比較優位を念頭に置きつつ実証的に検討した。この結果、従来バラバラであった品質管理、デジタル設計、モジュール化などの工学系ツールの間に相互調整の動きが見られることがわかった。森は事業所立地データを用いて産業内と産業間集積の手法を整備するとともに、1980年と2000年における日本での製造業の集積パターンを分析した。

また、日本の都市群における人口規模と産業の多様性の間の強い相関関係を示した。濱口は東アジアにおける地域統合の進展とともに、域内分業の発展が国家間の所得格差を縮小させた一方で、各国内での産業集積の進展が地域間所得の拡大を引き起こしたことを明らかにした。また、山本は多国籍企業間での水平的合併について理論的に分析し、合併における貿易障壁および生産性格差の影響を調べるとともに、企業間合併の経済厚生について分析した。
頭頸部癌の温熱感受性試験に関する研究

1.温熱処理後の細胞内ATP量の経時的変化についての検討in vitroで継代されたヒト咽頭癌由来細胞(KBcell line)を、1x10^5個/Flaskに調整し、恒温漕内で加熱した。温度設定は43°C1hrとし、温熱処理後の細胞内ATP量をルシフィラーゼを用いたバイオルミネッセンス法にて経時的に測定した。こうして得られたATP量による増殖曲線を、温熱未処理群それと比較することによりgrowth delay timeを求めたところ、温熱処理群は処理後1224hrで再増殖した。よって温熱処理による細胞致死効果の判定には、処理後24hr以降でのコントロールにたいする相対ATP量を測定すれば良いことが分かった。2.コロニー法とATP法による細胞温熱感受性の比較検討1)種々あの加熱温度による温熱感受性の比較検討KB cellを用い、42,43,44°C加温に対する生存率をコロニー法と、また温熱処理によりコントロールに対して減少した相対的ATP量(温熱処理後24hrで測定)とをそれぞれプロットし温熱処理時間生存率曲線を描いたところ、両者は各温度処理に対して、良好に相関した。種々の培養細胞株による温熱感受性の比較検討IMC-3cell、KBcell、及びLcellの三つの培養細胞株を用いて、43°C加温に対する温熱感受性を検討したところ、全ての培養細胞株おいて、ATP法は、コロニー法による温熱感受性を良好に反映していた。以上よりATP法は温熱感受性の簡便かつ迅速な評価法として非常に有用であると思われた。
蛋白質の高可溶化・高機能化・治療薬開発をめざす「可溶化誘導好塩性タグ」の創製法

好塩性酵素は、総荷電が大きくマイナスに偏った酸性蛋白質であり、広いpH領域で多量のマイナス荷電をもち、通常酵素が機能しない高濃度塩存在下でも「塩析効果」を受けず機能できる。高次構造を壊す他のストレス環境下でも多量のマイナス荷電による高可溶性と荷電の反発による「非凝集性」を保持し、可逆的な構造回復能を示す「不可逆的に変性しない酵素」である。この好塩性タンパク質遺伝子を分離、大量発現させ、性質検討を行った。また、融合タンパク質作成のタグとしてその全長または部分配列を利用した。本年度は、23年度に構築した新規2種の融合蛋白質発現ベクターを含む計3種の好塩性蛋白質を超可溶性パートナーとした融合蛋白質発現系を用いて、蛋白質の分泌生産に高い能力を持つBrevibacillus chochinensisを宿主にする新しい系を開発した。3種の好塩性パートナー蛋白質はいずれも分泌蛋白質なので高い分泌能が期待されたが、予想どおりの良好な結果を得た。最も発現量が多く、安定性も優れていたβ-Lactomase-scFv(一本鎖抗体)を精製し、スロンビンにてβ-lactomaseを切り離しscFvをきれいに精製できた。このようにして得た2種類のscFvの抗体活性を測定したところ完全な生物活性を保持しており、細菌の分泌発現系を用いた一本鎖抗体の新しい生産系を確立することに成功した。一方、「酸性クラスター配列」を用いた「可溶化誘導好塩性タグ」の作成にも取り組み上記融合蛋白発現系のパートナーに用いた好塩性蛋白より酸性アミノ酸残基を集中的に含んだ約50残基断片を切り出し、「可溶化誘導好塩性タグ」として使用できるか検討した。方法は大腸菌において封入体を形成する蛋白質に、本可溶性タグを付加して発現させ、可溶性画分への発現量の増加を指標とした。数十%の可溶性画分への増加が見られた。好塩性蛋白質は、酸性アミノ酸に富み、総電荷がマイナス電荷に偏っていて、この特徴が高い可溶性と変性しても凝集しないで巻き戻る高い構造可逆性を保証している。本研究では、「蛋白質の高可溶化・高機能化・治療薬開発をめざす「可溶化誘導好塩性タグ」の創製」を目的とした。具体的には、(1)好塩性蛋白質の「酸性アミノ酸クラスター配列」を用いて「可溶化誘導好塩性タグ」の開発と(2)高可溶性の好塩性酵素とは「対極」に位置する「難溶性・難分解性アミロイド線維」を好塩性蛋白質から形成させ、さらに「アミロイド可溶化両親媒性様タグ」を開発することを計画した。3年間の主な成果は、1.中度好塩菌由来の金属結合タンパク質の大量生産と、その金属結合タンパク質の配列から「タンパク質の可溶化力と金属結合力」を持った「アフィニティタグと可溶化誘導好塩性タグ」の両者を兼ね備えた50-70残基からなるペプチドタグの分離、2.Brevibacillus choshinensisという新しい発現系を導入し、好塩性β-ラクタマーゼ(Bla)融合タンパク発現法を適用して、次世代型抗体分子フラグメント(1本鎖抗体scFv)の発現・性質検討に成功、3.超可溶性の上記好塩性金属結合タンパク質やBlaを用いて、規則的タンパク質凝集体であるアミロイド線維の形成条件と形成メカニズム解析、などである。本年度は、上記2.3.に取り組み、金属結合能の詳細な解析、またモデルペプチド合成によるコア領域の解析を実施した。アミロイド線維形成においても、予想に反して高い効率でアミロイド線維を形成させることができ、高い可溶性をもつタンパク質から非特異的な凝集体を経ずに、純粋なアミロイド線維を形成させることに成功し、アミロイド線維形成メカニズムの新しい面を明らかにすることができた。好塩性蛋白質は、総電荷がマイナス電荷に偏っていて、高い可溶性と変性しても凝集しないで巻き戻る高い構造可逆性を持っている。本研究では、「蛋白質の高可溶化・高機能化・治療薬開発をめざす"可溶化誘導好塩性タグ"の創製」を目的としている。本年度は、年度当初の研究計画に示したとおり、「ある種のリガンドに特異的親和性を備えた好塩性蛋白質を発現パートナーとした高可溶性融合蛋白質発現系の開発」を最重点課題として取り組んだ。具体的には、能動輸送に関与する好塩性金属結合蛋白質(HP)と好塩性糖結合ドメイン(SBD12)を用いた融合蛋白質発現ベクターの開発を行なうために、それぞれの蛋白質を大腸菌で発現させ、精製を行った。HPは、大腸菌において大量に可溶性画分に発現し、融合タンパク質発現パートナーとして適していることが明らかになった。

また、各種金属イオンに対する結合能を調べた結果、Ni,Zn, Cuなどに高いアフィニティーが認められ、市販のNiカラムへの強い結合を確認し、タグとしての汎用性が期待できる結果となった。また、SBD12についても、HPほどではないが十分量の発現量が認められ、リガンド結合能を調べたところ市販のアミロースカラム、デキストリンカラムへの結合が確認できた。また、塩依存性も確認でき、好塩性タグの特徴を示すことができた。両タンパク質の融合タンパク質発現パートナーとしての有用性が明らかになったので、現有のbeta-lactamase融合蛋白質発現ベクターを改変して、目的の新規ベクターの構築を試み、緑色蛍光タンパク質(GFP)や1本鎖抗体分子融合タンパク質の大量可溶性発現、各カラムへの結合、精製に成功した。GFPに関しては、蛍光スペクトルの測定によりnativeなタンパク質が発現していることが確認できた。1本鎖抗体分子に関しては、現在その活性を確認中である。1次世代抗体として期待されている一本鎖抗体scFvを選定し、好塩性蛋白質との融合蛋白として発現・精製し、パートナー蛋白を切り離したあと、活性を検証するという24年度の目標を、Brevibacillus choshinensisの分泌発現系を新たに導入することによって完全に達成した。また2「酸性クラスター配列」を切り出した「可溶化誘導好塩性タグ」についても、標的不溶性蛋白質の部分的可溶化に成功した。一方、3超可溶性を持つ好塩性蛋白質からの規則的凝集体であるアミロイド線維形成は、相当の困難が予想されるが、いくつかの方法を検討した。2年間を終了し1はほぼ100%,2は50%,3は50%程度の達成状況と考えられ、最終年度である25年度は2と3に力を注ぐ必要がある。年度当初に策定した研究計画どおり、本年度は、「ある種のリガンドに特異的親和性を備えた好塩性蛋白質を発現パートナーとした高可溶性融合蛋白質発現系の開発」を最重点課題として取り組んだ。計画どおり、新規2種の蛋白質を用いた新しい融合蛋白質発現系の構築に成功し、その有用性を一部確認できた。「酸性アミノ酸リッチな配列」を用いた可溶性タグの開発においては、ゲノム情報が公開されている各種好塩性細菌、古細菌のデーターベースより、候補配列を検索した。実際の構築は、H24年度以降の課題である。研究はおおむね計画どおり順調に推移しているので、最終年度にあたる平成25年度は「可溶化誘導好塩性タグ」の実証試験と、超可溶性の好塩性蛋白質からのアミロイド線維形成の効率化、メカニズムの解明に集中的に取り組む。今年度に融合蛋白質としてその発現・生産に成功した一本鎖抗体scFvは、大腸菌における直接発現では封入体となるが「可溶化誘導好塩性タグ」の付加による可溶性発現をめざす。球状蛋白質からアミロイド線維を作らせる際には、「部分的な構造の変性」が必要といわれており、酸性、高温、変性剤の添加、アルコールなどの溶媒の添加等が知られているが、供試する好塩性蛋白質を大量精製し、順次、上記の条件を検討する。その結果を元にして可溶化タグの作成を試みる。研究は当初計画どおり順調に推移しているので、平成24年度も本研究スタート時の計画どおり遂行する。具体的には、前年度に構築した新規融合蛋白質発現ベクターを用いて、実際に難発現性の有用蛋白質をつなぎ、可溶性・活性型融合蛋白質の発現を試みる。発現した融合蛋白質を精製し、プロテアーゼによって目的蛋白質をパートナーから切り離し、生物活性を測定する。最重要なターゲットとして、次世代抗体医薬として最も期待される1本鎖抗体scFvを選定し、さらにヒト由来有用蛋白質なども検討する。
ルイス酸触媒下での、1,3-双極性環状付加反応

現在まで成功例のない1,3-双極性環状付加反応のルイス酸触媒作用を研究し、次に示す顕著な成果を得た。1)(アルキリデンアミノ)アセタートのリチウムエノラートはN-リチオ化アゾメチンイリドとして動き、α,β-不飽和エステルとの反応で環状付加体のピロリジン-2-エステルを立体選択的に与える。種々のキラルなα,β-不飽和エステルを用いることにより高選択的不斉環状付加反応が達成できた。2)嵩高いアルデヒドあるいはケトンから誘導した(アルキリデンアミノ)アセタートのリチウムエノラートは、α,β-不飽和エステルに対してアンチ選択的Michael付加反応を起こす。カンファーイミンのエノラートとβ位に置換基をもつα,β-不飽和エステルとのMichael付加反応は完全にジアステレオ選択的であった。3)塩化ヒドロキシモイルあるいはヒドラゾノイルと有機金属試薬との反応により双極子/ルイス酸錯体の生体が達成できた。4)この内、マグネシウム錯体と2-(1-ヒドロキシアルキル)アクリラートとの1,3-双極性環状付加反応は高いシン選択性を示し、フリー双極子が示すアンチ選択性が逆転した。5)α位にキラリティーをもつアリル系アルコールとニトリルオキシド/MgBrCl錯体との反応は完全にシン選択的に進む。特に、アルコールのマグネシウムアルコキシドを双極子発生の塩基として用いる方法が有効であった。6)γ位に置換基をもつアリル系アルコールのマグネシウムアルコキシドを用いると、ニトリルオキシドの環状付加反応は完全にレギオ選択的となり、イソオキサゾリン-5-メタノール誘導体のみを生成する。マグネシウムアルコキシドは、フリーアルコールと比較して著しい反応性の増加を示した。7)ニトロン環状付加反応でもほぼ同様の効果が観察された。この研究を通して、ルイス酸触媒の使用により1,3-双極性環状付加反応の反応性、レギオおよび立体選択性の著しい向上が達成できることが初めて明らかにされ、新しい有機合成方法論が導出できたものと評価される。イソオキサゾリンおよびイソオキサゾリジンは、窒素ー酸素結合の還元的開裂によって合成的に有用な官能基化合成ブロックへ誘導できる。そこで、1,3ー双極性環状付加反応によってこれらの複素環を与えるニトリルオキシドおよびニトロンのルイス酸触媒下での反応を検討して、以下の新知見を得た。1)ニトロンとの反応において、親双極子にルイス酸を取り込める多配座型エノン構造をもたせると、取り込まれたルイス酸触媒のエノンカルボニル基への配位によって、著しい反応の活性化、ステレオ選択性の向上、レギオ選択性の向上などが達成できる。2)ニトロンは多くのルイス酸と安定な錯体を形成して大きく不活性化され、この錯体は不溶性の固体として反応系外に沈殿する。従って、ルイス酸触媒の配位子を嵩高くして系外に排除されることを防ぐ必要がある。3)上記の成功例においてすら、ほとんどの場合ルイス酸は可逆的にニトロンに取り込まれていることが判明した。その際、錯体の反応性が著しく低下することがポイントで、低濃度で存在する遊離ニトロンとルイス酸の配位によって活性化されたエノンとの間でのみ反応が進行し、顕著な添加効果が観察されたものである。4)従って、双極子としてニトロンよりもはるかに反応性に富むニトリルオキシドを用いた場合、顕著なルイス酸添加による選択性の上昇は認められない。

5)ニトリルオキシドとの反応では、分子内に共有結合によってルイス酸を取り込める構造の親双極子として3ー(1ーヒドロキシアルキル)アクリラ-トを用いた場合にはじめて立体選択性の制御が行える。6)ニトリルオキシドに対し、アリルアルコ-ルのアルコキシドが高い反応を有することが見い出された。現在までに成功例のない1,3-双極性環状付加反応のルイス酸触媒作用を研究し、次に示す顕著な成果を得た。1)(アルキリデンアミノ)アセタートのリチウムエノラートはN-リチオ化アゾメチンイリドとして働き、α,β-不飽和エステルとの反応で環状付加体のピロリジン-2-エステルを立体選択的に与える。種々のキラルなα,β-不飽和エステルを用いることにより高選択的不斉環状付加反応が達成できた。2)嵩高いアルデヒドあるいはケトンから誘導した(アルキリデンアミノ)アセタートのリチウムエノラートは、α,β-不飽和エステルに対してアンチ選択的Michael付加反応を起こす。カンファーイミンのエノラートとβ位に置換基をもつα,β-不飽和エステルとのMichael付加反応は完全にジアステレオ選択的であった。3)塩化ヒドロキシモイルあるいはヒドラゾノイルと有機金属試薬との反応により双極子/ルイス酸錯体の生成が達成できた。4)この内、マグネシウム錯体と2-(1-ヒドロキシアルキル)アクリラートとの1,3-双極性環状付加反応は高いシン選択性を示し、フリー双極子が示すアンチ選択性が逆転した。5)α位にキラリティーをもつアリル系アルコールとニトリルオキシド/MgBrCl錯体との反応は完全にシン選択的に進む。特に、アルコールのマグネシウムアルコキシドを双極子発生の塩基として用いる方法が有効であった。6)γ位に置換基をもつアリル系アルコールのマグネシウムアルコキシドを用いると、ニトリルオキシドの環状付加反応は完全にレギオ選択的となり、イソオキサゾリン-5-メタノール誘導体のみを生成する。マグネシウムアルコキシドは、フリーアルコールと比較して著しい反応性の増加を示した。7)ニトロン環状付加反応でもほぼ同様の効果が観察された。この研究を通して、ルイス酸触媒の使用により1,3-双極性環状付加反応の反応性、レギオおよび立体選択性の著しい向上が達成できることが初めて明らかにされ、新しい有機合成方法論が導出できたものと評価される。