hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国際環境の変動と農業政策-公共財政論と比較政治の視点から

現在の研究成果は、論文集として添付されている。第一に、国際環境の変動と農業政策の変動を米国の事例を中心に検討したものと、第二に国内の農業補助行政とGATT体制との相克(工業部門と較べると、とりざたされるほどには、実は農業部門では大きいものではない)の解明、さらに第三に日本国内に絞って農業政策のパッケ-ジが生まれる一つの原因ともなった社会党の農業政策と農村票を論じた歴史研究、ここまでが一応の完成稿となった。研究の出発点に帰ってみれば、この共同研究は、従来の一国中心的な「農政」論から脱却する一つの試みであった。三つの点が確認された。第一に、農業政策における公共財政の役割は、生産規模や生産コストなどの経済的要因によって説明できない。それはすぐれて政治的諸変数の帰結であり、政治体制の形態によって説明される。作付規模を例にとれば、規模の大小で生産性を説明できないのはもちろん、国家財政による補助の大きさとも相関がない。総じて作付が小さいほど小口の補助が多く、作付が大きいほど国外市場開発のための国家による支援に傾くとしても、これらは生産者がどのように政治的に組織化されているか、また利益団体の利益表出に政策決定がどれほど敏感であるかによって大きく異なっている。第二に、公共財政の補助・介入と生産性との間には一義的な因果関係がみられない。第三に、農業製品に関する国際協調の制度化は、他の問題領域における協調とは全く独立している。工業製品において貿易紛争が存在しなくても、農業問題は浮上するし、逆に工業製品に関する紛争を「棚上げ」しても農業問題の解決が可能である。米国を中心に主張される「リンケ-ジ」政策の現実の効果は小さい。以上の研究成果の内、まだ論文として完成していないものがるのは残念であるが、添付論文集にそれらの論考を加えて、単行書として公刊する計画を現在進めている。公共財政と農業保護のディレンマについて、国際貿易体制と国内の農業政策との調整、および農業政策における公共財政の有効性を中心に検討した。対象地域は1.先進工業国、とりわけ米国、フランス、デンマーク、2.第三世界と社会主義圏、特にフィリピン、とソ連、そして3.日本である。現在の作業状況では、三つの点が確認された。総じて作付が小さいほど小口の補助が多く作付が大きいほど国外市場開発のための国家による支援に傾くとしても、これらは生産者がどのように政治的に組織化しているか、また利益団体の利益表出に政策決定がどれほど敏感であるかによって大きく異なっている。その意味で、補助による生産性拡大も、逆に補助廃止による競争力強化も、ともに一般的仮説としては成り立たない。第三に、農業生産に関する国際協調の制度化は、他の問題領域における協調とは全く独立している。ECの例にみられるように、工業製品において貿易紛争が存在しなくても、農業問題は浮上するし、逆に工業製品に関する紛争を「棚上げ」しても農業問題の解決が可能である。米国を中心に主張される「リンケージ」政策の現実の効果は小さい。

次年度に繰り越された課題としては、第一に戦間期の農業政策の展開について日本を含めた比較をおこない、前記の諸点の歴史的起源をあきらかにすること、第二に国際貿易体制の中で農業問題を位置づけること、があげられる。以上の作業を経て次年度に論文集としてまとめる予定である。現在の研究成果は、論文集として添付されている。第一に、国際環境の変動と農業政策の変動を米国の事例を中心に検討したものと、第二に国内の農業補助行政とGATT体制との相克(工業部門と較べると、とりざたされるほどには、実は農業部門では大きいものではない)の解明、さらに第三に日本国内に絞って農業政策のパッケ-ジが生まれる一つの原因ともなった社会党の農業政策と農村票を論じた歴史研究、ここまでが一応の完成稿となった。研究の出発点に帰ってみれば、この共同研究は、従来の一国中心的かつ経済中心的な「農政」論から脱却する一つの試みであった。三つの点が確認された。第一に、農業政策における公共財政の役割は、生産規模や生産コストなどの経済的要因によって説明できない。それはすぐれて政治的諸変数の帰結であり、政治体制の形態によって説明される。作付規模を例にとれば、規模の大小で生産性を説明できないのはもちろん、国家財政による補助の大きさとも相関がない。総じて作付が小さいほど小口の補助が多く、作付が大きいほど国外市場開発のための国家による支援に傾くとしても、これらは生産者がどのように政治的に組織化されているか、また利益団体の利益表出に政策決定がどれほど敏感であるかによって大きく異なっている。第二に、公共財政の補助・介入と生産性との間には一義的な因果関係がみられない。第三に、農業製品に関する国際協調の制度化は、他の問題領域における協調とは全く独立している。工業製品において貿易紛争が存在しなくても、農業問題は浮上するし、逆に工業製品に関する紛争を「棚上げ」しても農業問題の解決が可能である。米国を中心に主張される「リンケ-ジ」政策の現実の効果は小さい。以上の研究成果の内、まだ論文として完成していないものがあるのは残念であるが、添付論文集にそれらの論考を加えて、単行書として公刊する計画を現在進めている。
複数のシステムの間における競合解消戦略の協調的獲得機能の研究

本年度は,昨年度に提案したマルチエージェントシステムにおける強化学習手法を人工衛星の自動設計に関する評価実験を通じて検証した.機械学習の分野で研究が進められてきた強化学習の手法において,本研究ではエージェントの自己主張が部分問題の最適化を達成するととらえ,個々の解の評価に応じた報酬(これを解報酬と呼ぶ)を与え,また,エージェント相互の意見のすりあわせが解における部分問題間での不都合を解消しその間での適切なバランスを達成するととらえ,エージェント相互の譲歩に対する報酬(これを調和報酬と呼ぶ)を個々の解の間の差異の程度に応じて与えることで,エージェントに報酬に基づく強化学習を行わている.小型人工衛星の自動設計を構造設計,熱設計,通信設計のサブシステムに分解し,それぞれの部分設計をエージェントに行わせることにより衛星全体の設計を進めていくマルチエージェントシステムをDOS/Vマシン上にSmalltalk言語を用いてインプリメントし,人工衛星のミッション,重量,軌道等を変更して様々な種類の実験を行った.実験から,本研究で提案した2種類の報酬の相対的な大きさの関係をマルチエージェントシステムにおける新たなコントロールパラメーターとして利用し,個々の部分問題を最適化した解の生成を重視する場合には解報酬を相対的に大きく設定し,逆に部分問題間でのバランスのとれた解の生成を重視する場合には調和報酬を相対的に大きく設定することで,システム全体としての目的に応じた適切な競合解消戦略を報酬に基づく強化学習により協調的に獲得させることが可能になることの示唆を得られた.本年度は機械学習の分野で研究が進められてきた強化学習の手法を拡張することにより,エージェント自身に適切な協調作業の行い方を学習させることで協調設計を向上させることを提案した.エージェント間で適切な強化学習を行わせるために,エージェントの自己主張が部分問題の最適化を達成するととらえ,個々の解の評価に応じた報酬(これを解報酬と呼ぶ)を与え,また,エージェント相互の意見のすりあわせが解における部分問題間での不都合を解消しその間での適切なバランスを達成するととらえ,エージェント相互の譲歩に対する報酬(これを調和報酬と呼ぶ)を個々の解の間の差異の程度に応じて与えることで,エージェントに報酬に基づく強化学習を行わせる手法を提案した.特に,上記の2種類の報酬の相対的な大きさの関係をマルチエージェントシステムにおける新たなコントロールパラメーターとして利用し,個々の部分問題を最適化した解の生成を重視する場合には解報酬を相対的に大きく設定し,逆に部分問題間でのバランスのとれた解の生成を重視する場合には調和報酬を相対的に大きく設定することで,システム全体としての目的に応じた適切な競合解消戦略を報酬に基づく強化学習により協調的に獲得させることを目指した.提案した手法をDOS/Vマシン上にSmalltalk言語を用いて実装し,小型人工衛星の自動設計に対して適用してその有効性を検証した.本年度は,昨年度に提案したマルチエージェントシステムにおける強化学習手法を人工衛星の自動設計に関する評価実験を通じて検証した.機械学習の分野で研究が進められてきた強化学習の手法において,本研究ではエージェントの自己主張が部分問題の最適化を達成するととらえ,個々の解の評価に応じた報酬(これを解報酬と呼ぶ)を与え,また,エージェント相互の意見のすりあわせが解における部分問題間での不都合を解消しその間での適切なバランスを達成するととらえ,エージェント相互の譲歩に対する報酬(これを調和報酬と呼ぶ)を個々の解の間の差異の程度に応じて与えることで,エージェントに報酬に基づく強化学習を行わている.小型人工衛星の自動設計を構造設計,熱設計,通信設計のサブシステムに分解し,それぞれの部分設計をエージェントに行わせることにより衛星全体の設計を進めていくマルチエージェントシステムをDOS/Vマシン上にSmalltalk言語を用いてインプリメントし,人工衛星のミッション,重量,軌道等を変更して様々な種類の実験を行った.実験から,本研究で提案した2種類の報酬の相対的な大きさの関係をマルチエージェントシステムにおける新たなコントロールパラメーターとして利用し,個々の部分問題を最適化した解の生成を重視する場合には解報酬を相対的に大きく設定し,逆に部分問題間でのバランスのとれた解の生成を重視する場合には調和報酬を相対的に大きく設定することで,システム全体としての目的に応じた適切な競合解消戦略を報酬に基づく強化学習により協調的に獲得させることが可能になることの示唆を得られた.
ユビキチン修飾系を標的とした新規食道癌治療法の臨床導入を目的とした研究

ユビキチンプロテアソームシステムに着目し、従来の抗癌剤がターゲットにしている機序とは異なる新たな観点から、難治消化管癌の進展機序を解明し新規治療標的の可能性について検証する。
治療用重粒子による水の放射線分解の評価とビームの可視化技術の開発

本研究では、重粒子の物理・化学作用の実験測定と理論計算による検討とともに、ビーム可視化新技術の開発を目的としている。前者については放射線医学総合研究所のHIMAC施設から得られるGeV級重粒子、He150MeV/u、C 290MeV/u、Ne 400MeV/u、Si 490MeV/u、Ar 500MeV/u、Fe 500MeV/uの入射エネルギーでの水分解のG値測定を行った。今年度は、C 135MeV/uとC 400MeV/uを新たに加え、同じ重粒子ビームでLETを変えての実験を進めた。これらのビームを使用し、水和電子、OHラジカル、H_2O_2の生成G値を決定した。2mm長のセルとフィルターを用いてさらに高いLETでの水分解実験を進め、ブラックピークの裾のLETの増大している部分での測定を行った。ここで用いている可視化技術が精度の高い照射を実現した。理論的な計算としてモンテカルロ法についてはカナダのシャーブルック大学のグループとの共同研究を実施した。メチルビオローゲン、ギ酸系のデータを計算でほぼ再現することができ、用いているモンテカルロ計算は信頼性高いことが示された。この計算結果を詳細に検討した結果、従来の捕捉剤濃度を増大することにより短時間の収量を決定する手法には限界があることを明らかにした。また、捕捉反応の時間が反応種の拡散量に対応することを基にして、生体内のDNA損傷を模擬することが可能となり、これを用いて放射線生物学で知られているRBE(生物学的効果比)を半定量的に説明できることを示した。微量分析である蛍光測定を導入し、クマリンとクマリン誘導体から生成するOH付加物の生成量を評価することによりトラック構造の知見が得られる可能性があることを確認するための実験を開始した。この手法を駆使すれば従来知られていなかった重粒子放射線分解の新しい側面を知ることができる可能性が大きいことを示した。近年、重粒子を用いたガン治療の進歩が著しい。前者については放射線医学総合研究所のHIMAC施設から得られるGeV級重粒子、He 150MeV/u、C 290MeV/u、Ne 400MeV/t、Si 490MeV/u、Ar 500MeV/u、Fe 500MeV/uの入射エネルギーでの水分解のG値測定を行った。各々重粒子のLETは2.2、12.8、30.3、54.9、93.2、185keV/□mである。さらに、捕捉剤濃度を変えることにより、捕捉反応時間を調節しトラック反応の時間挙動の解明も試みた。重粒子のLET増加に伴い、ラジカル収量は減少し、分子生成物収量が増大することを実験的に決定した。重粒子の形成するトラック構造のパラメータとしてLETは必ずしも適切なパラメータではなく、新しいパラメータを模索している。さらに、水分解のスパー拡散モデルと最近のモンテカルロ法による理論計算を開始した。スパー拡散モデルの計算コードを構築し計算を開始した。実験を再現するためのイオンビームごとにトラック構造はかなり異なる。モンテカルロ法についてはカナダのシャーブルック大学のグループとの共同研究である。予備的な結果では、モンテカルロ計算の結果は実験をかなり精度よく再現するように見受けられる。

ビーム可視化技術開発については、メチルビオローゲンとアガロースを用いたゲルのシステムを照射し、ビームの飛跡を青く着色することに成功した。しかし、時間経過とともに着色を与えるメチルビオローゲンラジカルカチオンの拡散が進み、照射と非照射の部位の区別が不明瞭になる問題が生じる。本研究では、重粒子の物理・化学作用の実験測定と理論計算による検討とともに、ビーム可視化新技術の開発を目的としている。前者については放射線医学総合研究所のHIMAC施設から得られるGeV級重粒子、He150MeV/u、C 290MeV/u、Ne 400MeV/u、Si 490MeV/u、Ar 500MeV/u、Fe 500MeV/uの入射エネルギーでの水分解のG値測定を行った。今年度は、C 135MeV/uとC 400MeV/uを新たに加え、同じ重粒子ビームでLETを変えての実験を進めた。炭素イオンでLETを11,12,22eV/nmと変えた。これらのビームを使用し、水和電子、OHラジカル、H_2O_2の生成G値を決定した。理論的な計算としてスパー拡散モデルに基づく計算を開始した。低LETで水和電子やH_2、H_2O_2の収量の時間変化の実験値、報告値を用いてパラメーターを決定し、球状スパーで低LETによる放射線分解の時間依存性を計算するコードを作製した。このコードを高LET放射線照射による水分解に適用するために、円筒スパーのコードも作製した。イオンビームごとにトラック構造はかなり異なるが、見かけ上実験値を再現できるパラメーターを決定した。この精度を検討中である。モンテカルロ法についてはカナダのシャーブルック大学のグループとの共同研究を実施中である。計算コードにより重粒子照射用での二次電子の分布などの特性をまとめ、本格的な計算に進める予定。ビーム可視化技術開発については、新たに開発した色素のシステムを合成し、これらを重粒子で照射し、着色することに成功した。線量にして20Gyで十分着色し、感度はこれまでのものに比べて非常に高い。しかし、このシステムは水には不溶で、アセトニトリル溶液である。現在の所、水溶性の可視化システムの開発は困難である。今年度は、C 135MeV/uとC 400 MeV/uを新たに加え、同じ重粒子ビームでLETを変えての実験を進めた。2mm長のセルとフィルターを用いてさらに高いLETでの水分解実験を進め、ブラックピークの裾のLETの増大している部分での測定を行った。ここで用いている可視化技術が精度の高い照射を実現した。理論的な計算としてモンテカルロ法についてはカナダのシャーブルック大学のグループとの共同研究を実施した。メチルビオローゲン、ギ酸系のデータを計算でほぼ再現することができ、用いているモンテカルロ計算は信頼性高いことが示された。
生物学的脱窒プロセスからの亜酸化窒素ガスの生成量評価とその制御に関する研究

本研究では、富栄養化防止の廃水処理技術として広く用いられている生物学的窒素除去プロセスの脱窒過程から発生する亜酸化窒素(温室効果ガス)について実験的検討を行い、亜酸化窒素が生成しやすい条件を明らかにした。特に、運転操作因子のうちCOD/NO3ーN比(以下C/N比と略す)、汚泥滞留時間(SRT)とpHに着目して研究を行った。ケモスタットタイプのガラス製のリアクタ-を用い、これを20°Cに設定した恒温室中に設置し、酢酸と硝酸性窒素を含む合成基質を連続的にポンプで投与する方式をとった。わが国で多く用いられているし尿処理での脱窒を想定して有機物濃度をCODで1,000mg/Lに設定し、硝酸性窒素濃度を変化させた。(1)C/N比とSRTの影響......有機物不足のため脱窒が不完全にしか起きないC/N比1.5あるいは2.5の場合にはSRTが7日以下の範囲で亜酸化窒素が生成した。C/Nが2.5あるいは3.5の場合にはSRTが十分に長ければ有機物源が十分存在マるため亜酸化窒素は生成しないが、SRTが0.5日になると生成が起きた。亜酸化窒素生成の有無を決定する最大の要因はC/N比だがSRTも併せて重要な因子であることがわかった。(2)pHの影響......pHコントロ-ラを用いて、pH値を6.5,7.5,8.5の3種類に設定し4種類のC/N比に対して運転を行った。その結果、いずれの条件の場合にも、pHが低いほど発生する窒素系ガス中の亜酸化窒素の比率が高くなることがわかった。特にpHを7.5から6.5に低下させた場合の影響が大きかった。(3)亜酸化窒素発生可能量......溶存態で流出する亜酸化窒素が大きく、これを計算して含めると脱窒プロセスにて与えられた窒素成分の10ー20%にも相当する多量の亜酸化窒素が条件次第では生成することがわかった。(4)まとめ......(1)低いC/N比、(2)低いpHが亜酸化窒素生成の起き易い条件である。今年度の研究では,まず脱窒の過程でそもそも亜酸化窒素の生成が起き得るものか否かを明らかにすることを目ざして実験的検討を行なった。し尿処理場における脱窒を想定し比較的高濃度の酢酸と硝酸性窒素を基質として与えた。実験は3リットル程度のガラス製リアクタ-を用い、連統的に基質を投与した。実験条件として,基質中のCOD/NO_3ーN比(以下CN比と記す)と滞留時間をそれぞれ独立に変化させた。完全に脱窒を起こすために必要なCN比は,化学量論的には2.86であるが,実際には3.5程度が必要である。本実験においもCN比が1.5の場合と2.5の場合には、有機物はほぼ分解されるのに硝酸と亜硝酸が残存する.いわゆる不完全脱窒の状態になった。そして、注目されるのは、このような状態のもとで亜酸化窒素の生成が見られたことである。特にCN比が1.5で滞留日数が5日の場合には、発生した窒素系ガスの10%以上が亜酸化窒素であった。

ただし、滞留時間を長くする、すなわち負荷を下げてゆくと脱窒は不完全ながらも亜酸化窒素の生成は減少した。一方、CN比が3.5の場合、滞留日数5日では亜酸化窒素の生成がみられず硝酸もほぼ全量除去された。しかし、滞留日数を3日,あるいは2日と短かくして行くと亜酸化窒素が蓄積するようになり、同時に亜硝酸や硝酸も蓄積するようになった。これらの実験結果から,CN比が小さいほど亜酸化窒素が発生しやすいこと、CN比が通常の範囲でも滞留日数を短かくして負荷を高めると亜酸化窒素の生成の可能性があることがわかった。亜酸化窒素生成に影響を及ぼす可能性のある因子としてpHがあるがこれは次年度の課題である。
糖質を機能素子とする分子識別能を有する超構造錯体の設計

1.生体内における基幹物質の一つである糖質の配位化学的挙動の解明は、生物無機化学の分野において興味深い研究課題である。本年度は糖環がキレート面に対して平行に配向するD-グルコース(D-Glc)_4)および二糖であるマルトース(α-D-Glc-(1→4)-D-Glc)(Mal)を用いてコバルト配糖錯体の合成を行い、得られた錯体の構造および酸素分子の着脱能を検討した。2)錯体1a,2を窒素下で紫外線光照射による酸素分子の着脱能を検討した。3.元素分析結果から1a・5H_2O、1b・5H_2Oならびに2・6H_2Oの組成であることが判明した。錯体カチオンは擬C_2対称の構造をとっており、IR、UV、CD、NMRから予想されたように2個のCo原子間に酸素分子が架橋する二核構造となっている。架橋酸素結合距離はO-O一重結合に対応するペルオキソ架橋であることが明らかとなった。錯体1a,2を窒素下で紫外光照射するとペルオキソ架橋二核錯体に特徴的な400nmの吸収が消失し、また照射後空気に触れると400nmの吸収がそれぞれ76%(1a)および26%(2)まで回復した。このことから錯体1a,2は紫外光照射によりCo(II)錯体とO2に変換し、また生成したCo(II)錯体は酸素を吸収して錯体1aおよび2を再生すると思われる。グルコース錯体1aはマルトース錯体2に比べて酸素架橋錯体の再生率が高いことから、糖の違いにより錯体の安定性に違いが生じたものと思われる。4.糖質の選択により酸素分子の接近を制御しうることを見いだした本研究は糖質を機能素子とする分子識別能を有する超構造錯体の設計にとって有用な情報を与えるものである。
植物ポテンシャルを利活用した新しい酵素機能同定法の構築

本研究では,植物に一過的に生合成候補酵素を過剰発現させ,植物自身に蓄積している代謝産物を基質とすることで,植物体内で酵素活性試験を行い,生成された代謝産物を化学分析することにより生合成酵素の機能を解明する。という手法の開発を目指した。その結果,チャ由来の1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸合成酵素遺伝子(DXS)とモノテルペン合成酵素遺伝子(TPS)を一過的に導入したタバコにおいて,モノテルペン内生量が著しく増加することを明らかにした。本方法は,基質の入手が難しい場合や,候補遺伝子のスクリーニングに効果を発揮する酵素機能同定法として期待できる。本研究は,植物に一過的に生合成候補酵素を過剰発現させ,植物自身に蓄積している代謝産物を基質とすることで,植物体内で酵素活性試験を行い,生成された代謝産物を化学分析することにより生合成酵素の機能を解明する手法の開発である.本年度の成果は以下のとおりである.・テルペン化合物高蓄積組換えタバコの作成:木本科植物であるcamellia sinensisから2-C-メチル-D-エリトリトール-4-リン酸経路上に位置する1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸合成酵素遺伝子(DXS)およびテルペン合成酵素遺伝子(TPS)を単離した.単離した二つの遺伝子をそれぞれ植物形質転換用高発現ベクターpRI101に導入し,Agrobacterium tumefaciens LBA4404に形質転換を行った.インフィルトレーション法を用いてNicotiana benthamianaに目的酵素を発現した.その後,植物体から有機溶媒を用いて化合物を抽出し,GC-MSで分析した.その結果,TPSのみを導入した植物体とTPSおよびDXSを導入した植物体のテルペン化合物内生量を比較した結果,TPSおよびDXSを導入した植物体におけるテルペン化合物内生量が著しく上昇していた.以上より2-C-メチル-D-エリトリトール-4-リン酸経路上に位置する1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸合成酵素遺伝子を過剰発現することでテルペン化合物を高生産する組換えタバコの作製に成功した.本研究課題が目指す酵素機能同定法は,「植物に一過的に生合成候補酵素を過剰発現させ,植物自身に蓄積している代謝産物を基質とすることで,植物体内で酵素活性試験を行い,生成された代謝産物を化学分析することにより生合成酵素の機能を解明する。」という手法である。本手法は植物自身の「代謝産物」や「酵素反応の場」(植物ポテンシャル)を利用するため,大腸菌や酵母などを利用したin vitro酵素活性試験に比べ,「基質を必要としない」,「酵素抽出が不要」という特徴がある。基質の入手が難しい場合や,候補遺伝子のスクリーニングに効果を発揮する酵素機能同定法として期待できる。平成26年度においては,テルペン未知生合成遺伝子の探索に適した植物プラットーフォーム(イソペンテニル二リン酸/ジメチルアリルピロリン酸(IPP/DMAPP)の高蓄積組換えタバコ)を作製するために1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸生合成酵素遺伝子とチャ由来モノテルペン生合成酵素遺伝子をタバコに導入し,モノテルペン生成量を定量分析した。その結果,1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸生合成酵素遺伝子をタバコに一過的に導入することで,モノテルペン生成量が著しく増加した。このことからテルペン生合成の出発物質であるイソペンテニル二リン酸/ジメチルアリルピロリン酸(IPP/DMAPP)を高蓄積した代謝改変組換えタバコを作成できた。1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸生合成酵素遺伝子だけでなくモノテルペン生合成酵素遺伝子をタバコに一過的に導入することで,モノテルペン生成量が著しく増加させることに成功した。このことは,平成27年度に目標とした「イソペンテニル二リン酸/ジメチルアリルピロリン酸(IPP/DMAPP)を高蓄積した代謝改変組換えタバコの作製」を達成した。本申請課題の目的は,「植物ポテンシャルを利活用した新しい酵素機能同定法の構築」である。本研究で目指す酵素機能同定法は,「植物に一過的に生合成候補酵素を過剰発現させ,植物自身に蓄積している代謝産物を基質とすることで,植物体内で酵素活性試験を行い,生成された代謝産物を化学分析することにより生合成酵素の機能を解明する。」という手法である。平成27年度において植物プラットーフォーム(イソペンテニル二リン酸/ジメチルアリルピロリン酸(IPP/DMAPP)の高蓄積組換えタバコ)の構築に行った。平成28年度は本植物プラットフォームタバコを用いて,チャ(Camellia sinensis)由来のテルペン合成酵素遺伝子とシトクロムP450遺伝子およびP19遺伝子を導入して,一過的に生合成酵素を過剰発現させた。一過的組換えタバコから有機溶媒を用いて代謝産物を抽出し,カラム精製を行い,ガスクロマトグラフー質量分析装置(GC-MS)を用いて代謝産物の定性解析を行った。その結果。テルペン合成酵素によって生成されたと揮発性テルペン化合物およびシトクロムP450で水酸化されたテルペンアルコールを検出した。これらの化合物について標準物質を用いて,構造決定を行った。以上より,本研究の目標である植物ポテンシャルを利活用した新しい酵素機能同定法の構築に成功した。また本酵素機能同定法を用いることにより,チャ由来テルペン合成酵素とシトクロムP450酵素の同定を行った。

本研究では,植物に一過的に生合成候補酵素を過剰発現させ,植物自身に蓄積している代謝産物を基質とすることで,植物体内で酵素活性試験を行い,生成された代謝産物を化学分析することにより生合成酵素の機能を解明する。という手法の開発を目指した。その結果,チャ由来の1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸合成酵素遺伝子(DXS)とモノテルペン合成酵素遺伝子(TPS)を一過的に導入したタバコにおいて,モノテルペン内生量が著しく増加することを明らかにした。本方法は,基質の入手が難しい場合や,候補遺伝子のスクリーニングに効果を発揮する酵素機能同定法として期待できる。本研究の目的の一つは,テルペン合成を強化された組換えタバコの作製であり,平成26年度内に実施することができた.また転写後遺伝子サイレンシング効果に及ぼすアグロバクテリウムの種類,インフィルトレーション方法の検討実験にすでに取り掛かっている.1-デオキシ-D-キシルロース-5-リン酸生合成酵素遺伝子やモノテルペン生合成酵素遺伝子だけでなく,テルペン配糖体を例にとり,IPP/DMAPP高蓄積組換えタバコに,テルペンP450酵素,テルペン環化遺伝子,P19遺伝子をアグロ注入法により導入し,代謝産物の変動解析を行う。植物化学転写後遺伝子サイレンシング効果,ジテルペン配糖体遺伝子を用いた本手法の有用性の検証を順次行う予定であり,変更点や問題点は特にない.試薬の納入が次年度にずれ込んだため,次年度使用額として16309円生じた。すでに執行済みである。平成27年度内に試薬の納入が遅れたが,平成28年度すぐに執行済みである。
オール・メタル・アンテナ型誘導RFプラズマの開発と水素負イオン源への応用

プラズマ中に金属アンテナを挿入して誘導放電を行うと、プラズマ電位が上昇してユニポーラ・アークが起こり、放電が不安定になる。通常、これを抑制するためにアンテナを絶縁物で被覆してプラズマと隔てているが、アンテナ給電点付近のプラズマと接した絶縁物表面上には負の直流バイアス電圧が現れ、イオンスパッタリングにより、絶縁物が劣化、損傷してしまう。そこで、本研究では、これまで困難と言われてきた、絶縁被覆を一切使用しないオール・メタル・アンテナによる誘導RFプラズマ源を開発し、従来の絶縁被覆アンテナを用いた誘導プラズマ源との比較を行うとともに、水素負イオン生成用のプラズマ源としての評価を行った。高周波電流の流れる誘導アンテナに直流電流を重畳したところ、アンテナ導体の周囲に磁場が形成されることを確認され、またその磁場はアンテナ近傍で特に強く存在し、それから離れるにつれ急激に減衰することがわかった。この直流電流を重畳したメタルアンテナを用い、水素プラズマを生成したところ、直流電流を200A程度まで大きくすることによりプラズマ電位はおよそ30Vまで低下させることができた。これは絶縁被覆アンテナの場合とほぼ同じであり、またプラズマ密度についても同様であった。さらにプラズマ電位に対する磁場の効果を1桁以上密度の高いアルゴンプラズマで検証したところ、水素プラズマと全く同様の結果が得られ、高密度プラズマの生成に本手法が有効であることが示された。
２種の超分子システムの融合による、新規人工光合成モデルの構築

当グループでは人工光捕集系の構築を目指し、表面に均一な負電荷を有する無機層状化合物である粘土鉱物(ホスト)と、カチオン性色素(ゲスト)からなる有機ー無機複合体に着目してきた。粘土鉱物表面は光反応場として非常に興味深いが、光合成の初期過程のようにエネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する様な系の構築にはこれまで至っていない。そこで本研究では、人工光合成の初期モデルとして、エネルギードナー、エネルギーアクセプター(兼電子ドナー)、電子アクセプターを粘土上に共存させ、エネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する系の構築を達成した。本年度は、無機ナノシートである粘土鉱物上に配列した2種の分子カプセル間における光エネルギー移動反応を研究した。ナノシート表面は負電荷を帯びており、カチオン性の分子カプセルが静電相互作用と疎水性相互作用によって吸着する。有機分子カプセル内には、任意の芳香族化合物を内包することが可能で、光捕集機能を有する有機色素を複数種、同一平面上に固定する事が可能である。本研究では、分子カプセル内にエネルギードナーとしてピレン誘導体、アクセプターとしてアントラセン誘導体を包摂し、両者が1枚のナノシート上で共吸着した超分子系を作製した。吸収スペクトルの結果より、2種の分子カプセルがナノシート上に安定かつ高密度に配列されることを確認した。さらに、最も密な条件における分子カプセルの中心間距離は約2.4 nmと算出され、光エネルギー移動反応に適した高密度配列が実現できていることを確認した。定常蛍光スペクトル、時間分解蛍光スペクトルによる詳細な検討の結果、ほぼ100%の効率で光エネルギー移動反応が進行していることを見出した。さらに詳細な解析をした結果、2種の分子カプセルの吸着構造がランダムであることが示された。従来、固体表面に吸着した2種の分子はその構造の違いから偏析することが多かったが、本系では分子カプセルがその内部の有機分子を完全に覆っているため、見かけ上分子構造は完全に同一となり、ランダムな吸着構造を作り出すことに成功した。本研究課題の目標である、ナノシートと分子カプセルを組み合わせ新しい人工光合成の構築に大きく前進した。これまでの検討により、粘土ナノシート上に共吸着した二種の色素間において、高効率なエネルギー移動反応が進行する事を報告している。本研究では、人工光合成の初期モデルとして、エネルギードナー、エネルギーアクセプター(兼電子ドナー)、電子アクセプターを粘土上に共存させ、エネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する系の構築を目指した。エネルギードナーとして2-acetylanthracene(AA)を選択し、これをカチオン性カプセル型分子(OAm8+)に内包させた(AA@OAm216+)。エネルギーアクセプター兼電子ドナーとしてtetrakis(1-methylpyridinium-4-yl)porphyrinatozinc(ZnTMPyP4+)を、電子アクセプターとして1,1'-bis(2,4-dinitrophenyl)-4,4'-bipyridinium(DNPV2+)を選択した。これらの溶液を粘土分散液に撹拌しながら加え、複合化した。AA@OAm216+-ZnTMPyP4+∩Clayの蛍光測定において、エネルギードナーであるAA@OAm216+の蛍光は減少し、代わりにZnTMPyP4+の蛍光強度が増強した。これはAA@OAm216+からZnTMPyP4+へのエネルギー移動反応が進行したことを示している。蛍光スペクトルの解析より、エネルギー移動効率および損失効率はそれぞれ67%、5%であった。定常蛍光、時間分解蛍光の詳細な解析により、目的に掲げたエネルギー移動反応と、それに続く電子移動反応が進行していることが明らかとなった。本年度は、本研究で取り上げているナノシート/分子カプセル複合系を用いて人工光合成の初期モデルとして、エネルギードナー、エネルギーアクセプター(兼電子ドナー)、電子アクセプターを粘土上に共存させ、エネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する系の構築を行った。研究課題の目的である新しい人工光合成モデルの構築には基礎的ながらも一部成功し、本課題の目標をおおむね順調に達成している。当グループではこれまで、表面に均一な負電荷を有する無機層状化合物である粘土鉱物のナノシート(ホスト)と、カチオン性色素(ゲスト)からなる有機ー無機複合体に着目しており、これまでの検討により、中性の有機分子を内包したカチオン性カプセル型分子の高密度配列に成功している。また、本研究課題の初年度、二年度目の成果として、カプセル分子内に内容された中性分子と外部の中性もしくはカチオン性分子間での高効率な光ネエルギー移動、光電子移動を達成しており、新しい人工光合成モデルの提案に成功している。本年度は、分子カプセル内に燐光色素として有名な4,4'-ジメチルベンジルを内包し、さらに粘土ナノシート層間にインターカレーションさせることで、カプセルの開閉に伴う酸素による燐光消光挙動を能動的に制御することに成功した。具体的には、様々な酸素濃度に調整した水溶液中で分子カプセルとナノシートの複合体を調整し、定常発光、時間分解発光測定を行うことで、スターンーボルマー解析を行った。その結果、分子カプセルが水溶液中に単独で存在するときの酸素による燐光消光速度定数は4.7 ×107 (sー1 Mー1)だったのに対し、ナノシート層間に閉じ込められた分子カプセルにおいては5.4 ×105 (sー1 Mー1)となり、2桁減少した。

この結果は、水溶液中では容易に起きるカプセルの開閉を、ナノシート層間の物理的に制約のある空間に閉じ込めることによって達成された。当グループでは人工光捕集系の構築を目指し、表面に均一な負電荷を有する無機層状化合物である粘土鉱物(ホスト)と、カチオン性色素(ゲスト)からなる有機ー無機複合体に着目してきた。粘土鉱物表面は光反応場として非常に興味深いが、光合成の初期過程のようにエネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する様な系の構築にはこれまで至っていない。そこで本研究では、人工光合成の初期モデルとして、エネルギードナー、エネルギーアクセプター(兼電子ドナー)、電子アクセプターを粘土上に共存させ、エネルギー移動反応と、電子移動反応が段階的に進行する系の構築を達成した。年度計画で予定した高効率なエネルギー移動に関してすでに論文発表を行った。本研究で、ナノシート表面に固定された光捕集色素、光エネルギーアクセプターおよび電子アクセプターの協奏的な光化学反応が可能であることが示され、新規な人工光合成モデルと呼べるものが提案できた。今後は、より実際の光合成系や優れた物質変換系への展開を目指したい。具体的には、いかに示すような超分子系を設計することで、“電子移動後の精製物を直接単離できる"、いわば植物が行っているような系を目指したい。電子ドナーを溶液中に独立した状態で存在させることにより(つまりナノシート表面に配置しない)、電子移動後にはその電子ドナー分子の価数を変化させ、安定な電荷分離状態を形成可能であると期待している。超寿命に安定な電荷分離状態の達成は現在の光化学研究全般における最大の課題であり、本研究課題で行ったような次世代の超分子システムを用いて克服することができると考えている。光化学次年度以降は、本年度で達成した高効率な光エネルギー移動系に対し、物質変換反応系を連結することを目指す。光触媒的反応を行う前に、電子移動反応の可否を検討する。ナノシート上にエネルギー移動系としてピレン誘導体、アントラセン誘導体を包摂した分子カプセルを配列し、アントラセン誘導体からの電子移動可能な電子受容体を新たに共存させる。すなわち、エネルギー移動から電子移動という自然界の光合成反応が行っている過程を、本系で人工的に再現することを目指す。最終年度である2016年度に分光装置を購入するため、2015年度の使用を一部制限した。次年度以降と予算と合わせて分光器を購入するため。合成のための消耗品、分光装置の購入に充てる。次年度は、有機合成試薬とガラス器具代として使用し、繰越し金と合わせて最終年度に光学機器を購入する。
記憶想起の分子制御基盤解明と記憶想起障害を示すモデルマウス開発の試み

本課題では、記憶想起制御に対する時計遺伝子BMAL1の役割を明らかにして、記憶想起のサーカディアン制御機構の分子基盤を解明することを目的とした。bHLH-PAS型転写調節因子BMAL1は、サーカディアンリズム産生の起点となる時計遺伝子として機能する。研究代表者は、前脳領域におけるリズム制御と学習・記憶能力との関係を明らかにするため、前脳特異的にドミナントネガティブ型BMALl(dnBMAL1)を発現するマウスを作製し、解析を進めてきた。dnBMAL1発現マウスでは、前脳領域においてCLOCK/BMAL1標的遺伝子群のmRNA発現レベルが有意に減少していたものの、サーカディアンリズム中枢である視交叉上核(SCN)を含む視床下部ではこれらの発現異常は観察されなかった。さらに、SCNに依存する概日行動リズムにも異常は認められなかった。以上の結果から、dnBMAL1発現マウスは前脳領域特異的にサーカディアン転写リズムが破壊されていることが示唆されている。興味深い点として、dnBMAL1発現マウスは、記憶形成には障害を示さないものの、明期開始10時間後(ZT10)付近においてのみ、社会的認知記憶、恐怖条件付け文脈記憶及び物体認識記憶などの様々なタイプの記憶の想起に障害を示すことが示された。本年度は、さらに行動解析を進め、dnBMAL1を成体となってから発現誘導しても、ZT10において記憶想起の障害が観察されることを示し、dnBMAL1は脳の発達等に影響を与えずに、記憶想起を直接的に障害したことを強く示唆した。また、野生型マウスも時間帯依存的に記憶想起能力に差異が存在することを新たに見いだした。以上の結果から、記憶想起のサーカディアン制御基盤が存在し、この制御にBMAL1が中心的役割を果たすことが明らかとなった。これまでに遺伝子操作マウスにおいてのみ観察されていた現象を、実験条件を調節することで、野生型のマウスにおいても観察されることを見いだしたため。今後は、記憶想起を制御する制御基盤の解明が課題である。次世代シークエンサーを用いた詳細遺伝子発現プロファイルなどの網羅的解析を通して、記憶想起を制御する新たな遺伝子群の発見が急務である。研究代表者は、前脳領域におけるリズム制御と学習・記憶能力との関係を明らかにするため、前脳特異的にドミナントネガティブ型BMAL1(dnBMAL1)を発現するマウスを作製し、解析を進めてきた。本年度の解析では、dnBMAL1発現マウスの行動学的解析をさらに進めた。dnBMAL1発現マウスは、記憶形成には障害を示さないものの、明期開始10時間後(ZT10)付近においてのみ、社会的認知記憶、恐怖条件付け文脈記憶及び物体認識記憶などの様々なタイプの記憶の想起に障害を示すことが示された。さらに、c-fos遺伝子発現を指標にして、記憶想起時のdnBMAL1発現マウス海馬の活性化状態を評価した結果、dnBMAL1発現マウスでは、ZT10において、野生型マウスに比べて、恐怖記憶を形成させた文脈への再エクスポージャーに反応した顕著なc-fos発現誘導が有意に低かった。従って、dnBMAL1発現マウスではZT10付近で記憶表出に障害が起こっているのではなく、記憶回路の再活性化,すなわち、記憶想起自体に障害が起こっていることが強く示唆された。

興味深い点として、dnBMAL1発現マウスは、記憶形成には障害を示さないものの、明期開始10時間後(ZT10)付近においてのみ、社会的認知記憶、恐怖条件付け文脈記憶及び物体認識記憶などの様々なタイプの記憶の想起に障害を示すことが示された。本年度は、さらに行動解析を進め、dnBMAL1を成体となってから発現誘導しても、ZT10において記憶想起の障害が観察されることを示し、dnBMAL1は脳の発達等に影響を与えずに、記憶想起を直接的に障害したことを強く示唆した。また、野生型マウスも時間帯依存的に記憶想起能力に差異が存在することを新たに見いだした。以上の結果から、記憶想起のサーカディアン制御基盤が存在し、この制御にBMAL1が中心的役割を果たすことが明らかとなった。申請書に記載した23年度の計画が概ね終了したことから、以上のように判断した。これまでに遺伝子操作マウスにおいてのみ観察されていた現象を、実験条件を調節することで、野生型のマウスにおいても観察されることを見いだしたため。申請書通りに研究を進行させる。24年度にBMAL1発現マウスのプロテオミクス解析を行う予定であるが、次世代シークエンサー用いた詳細発現プロファイル解析を併せて行えるように調整している。今後は、記憶想起を制御する制御基盤の解明が課題である。次世代シークエンサーを用いた詳細遺伝子発現プロファイルなどの網羅的解析を通して、記憶想起を制御する新たな遺伝子群の発見が急務である。
心・血管の構築変化と心不全の発現を規定する適応限界点に関する研究

心臓の肥大・拡張モデルの確立と心機能評価(1)家兎の頚部動脈と静脈間に側々吻合路を作製し、容量負荷心を作製した。短絡血流量を安静時頚動脈血流量の4倍に設定したところ、慢性期に著明な心臓の拡大と心筋の肥大を観察することができた。すなわち、動静脈短絡を作製して12週目に心臓の形態計測を行ったところ、Sham手術例に比較して右室は65%,左室は66%の重量増加と心内容積の増大を認めた。心機能の変化については、カテ先血圧形を用いて左室の内圧を測定し、dp/dtを心収縮能の指標とした。短絡路形成による容量負荷12週において,Ca^<2+>やβ受容体刺激に対する反応性の低下を認めた。すなわち、心肥大の過程においてβ受容体のdown regulationが示唆された。Ca^<2+>感受性の低下が何時生じたかを明らかにする為経時的検討を行った。(2)右室の圧負荷モデルについてはモノクロタリンの腹腔内注射によって作製することができた。TxA_2受容体拮抗剤に対する反応からモノクロタリン注入初期における血小板凝集亢進が病態の形成に関与していたものと思われた。(3)右室と左室の相互干渉に関する検討β受容体刺激とCa^<2+>拮抗剤の右心室機能と左心室機能に及ぼす効果を検討した。
非攪拌水層の分子メカニズムの解明

薬物の消化管吸収は主に単純拡散によって行われるが、特に脂溶性薬物の多くは、腸管上皮細胞の管腔側表面を覆う水溶性の粘液層である非攪拌水層の透過が膜透過の律速段階と考えられている。しかし、薬物吸収と非攪拌水層との関連性について分子レベルで検討した報告は無く、薬物の細胞膜透過における役割は不明である。本研究では、薬物の腸管吸収に及ぼす非攪拌水層の影響及び消化管部位差を定量的に明らかにし、一酸化窒素(NO)が非攪拌水層に対して作用することで消化管部位特異的な吸収促進効果を望めるという、新規の吸収促進機構を提唱した。本年度は、経細胞輸送を介した薬物の消化管吸収に及ぼす一酸化窒素(NO)の影響について詳細な検討を行った。NO供与体であるNOC7を用い、NOC7前処理時における薬物の吸収量の変化についてラット摘出腸管(十二指腸部)を用いたin vitro Sac法により検討したところ、脂溶性薬物であるgriseofulvin (log P = 2.18)及びdiclofenac (log P = 1.13)の粘膜透過量はNOC7の濃度依存的に有意に上昇した。一方で、水溶性薬物であるtheophylline (log P = -0.02)及びparacellular markerとして一般的に用いられるFD-4の膜透過性に変化は認められなかった。さらにin situ closed loop法により、十二指腸部に作成したloopより投与したgriseofulvinの吸収量が、NOC7前処理時において有意に増加したことから、ラットwhole-bodyにおいてもNOC7の吸収促進効果が認められた。このNO供与体による効果を明らかにするため、脂溶性薬物の吸収制御因子として一般的に知られている非攪拌水層に対する影響を検討した。非攪拌水層の分子実体はmucinであり、mucin除去剤としてdithiothreitol (DTT)を選択し、griseofulvinの粘膜透過性に対する影響を検討したところ、十二指腸部において有意な上昇が認められた。また、十二指腸部におけるmucin除去の効果は、NOC7前処理時と同程度の効果を示し、さらに両試薬の併用による相加効果は認められなかった。これらの結果から、NOC7により放出されたNOが、DTTと同様にmucin層に対して影響を及ぼしたことによりgriseofulvinの膜透過性を上昇させたと考えられた。本年度は、脂溶性の異なる薬物の腸管膜透過性に及ぼす粘液層の影響について詳細な検討を行った。被験薬物としてBCS Class I及びClass IIに分類される化合物のうち、脂溶性が異なる薬物を数種類選択した。また、薬物の膜透過性評価はラット摘出腸管を用いたin vitro sac法により行い、粘液除去剤であるdithiothreitol (DTT)を投与することで腸管吸収性に対する粘液層の影響を評価した。その結果、BCS Class I化合物であり高脂溶性化合物であるpropranolol (log P = 2.75)の腸管膜透過性は、ラット十二指腸部においてDTT前処理による影響は認められなかったのに対し、BCS Class II化合物(flurbiprofen, rifampicin, griseofulvin)の腸管膜透過性はDTT前処理によって顕著に増大した。一方、ラット空腸部においては、DTT前処理によってBCS Class I化合物(antipyrine, theophylline)及び一部のBCS Class II化合物(rifampicin, griseofulvin)で、その腸管膜透過性が顕著に増大した。さらにrifampicin及びgriseofulvinの腸管膜透過性に対するDTT前処理の影響を腸管各部位で検討したところ、腸管上部(十二指腸及び空腸部)において顕著に増大したのに対し、腸管下部(空腸及び結腸部)では影響は認められなかった。これらの結果より、DTT前処理後における薬物の腸管吸収性はBCS分類に応じて変化する可能性が示され、さらに腸管膜透過に対する粘液層の影響は、薬物の物理化学的性質だけでなく腸管部位によっても異なる可能性が示唆された。本研究課題における研究目的の一つである「薬物の膜透過性に対するmucinの影響を、脂溶性及び水溶性薬物を用いて定量的に評価する。」に対し、重要な結果を得ることができた。また、投稿論文にて報告した、非攪拌水層を標的とするNOの吸収促進作用に加え、薬物吸収自体に及ぼす非攪拌水層の影響を示す重要な知見を得ることができた。従って、本研究課題の基盤となる研究成果が得られていることより、総合的に研究計画はおおむね順調に進展していると判断できる。本年度は、脂溶性の異なる薬物の腸管膜透過性に及ぼす粘液層の影響について、粘液層の生理学的性質と薬物吸収との関係性について詳細な検討を行った。粘液除去剤であるdithiothreitol (DTT)処理後におけるラット腸管管腔内の遊離粘液量をAlcian Blue染色法により定量した結果、粘液除去量はDTT処理群において用量依存的に有意に増加した。さらに、その効果は腸管上部ほど顕著であることが示され、粘液層除去剤処理により粘液層が除去されることが確認された。また、薬物の膜透過性評価はラット摘出腸管を用いたin vitro sac法により行い、粘液除去剤であるDTTを投与することで上部腸管(十二指腸部及び空腸部)における薬物の吸収性を評価した。

モデル薬物として異なる物理化学的性質を有する高膜透過性薬物を選択し評価した結果、高いlogD値を有し生体内において非電荷である薬物ほど、膜透過性に対する粘液層の影響が大きいことが示された。次に、粘液層の分子実体であるmucinに着目し、ラット腸管各部位におけるmucin遺伝子発現量解析を行った。その結果、ラット消化管においてrMUC1, 2, 3A, 4, 5AC, 13の発現が認められ、膜透過性に与える粘液層の影響が顕著であった腸管上部において、rMUC1及びrMUC5ACの遺伝子発現量が高いことが示された。これらのことから上部消化管での発現が高く、Alcian Blue染色の反応性が高いとされるrMUC5ACが薬物の腸管膜透過性に影響を与える粘液成分である可能性が示唆された。以上の結果は、薬物の消化管膜透過機構において粘液層を中心とした腸管表面構造をより詳細に理解し、ヒト腸管における薬物吸収の高精度予測を可能にするための基盤情報を提供し、医薬品開発における腸管吸収の適正な評価法を確立する上での有用な知見となるものと考えられた。薬物の消化管吸収は主に単純拡散によって行われるが、特に脂溶性薬物の多くは、腸管上皮細胞の管腔側表面を覆う水溶性の粘液層である非攪拌水層の透過が膜透過の律速段階と考えられている。しかし、薬物吸収と非攪拌水層との関連性について分子レベルで検討した報告は無く、薬物の細胞膜透過における役割は不明である。本研究では、薬物の腸管吸収に及ぼす非攪拌水層の影響及び消化管部位差を定量的に明らかにし、一酸化窒素(NO)が非攪拌水層に対して作用することで消化管部位特異的な吸収促進効果を望めるという、新規の吸収促進機構を提唱した。本研究課題における研究目的の一つである「非攪拌水層を標的とした吸収改善策としての一酸化窒素(NO)の有用性評価」に対し、重要な結果を得ることができ、本研究課題の着眼点及び展開方向の妥当性を示すことができた。また、NO供与体の吸収促進作用に関して、投稿論文を作成するための情報収集を完了したので、論文発表もできるものと考えている。従って、本研究課題の基盤となる研究成果が得られていることより、総合的に研究計画はおおむね順調に進展していると判断できる。本研究課題における研究目的の一つである「薬物吸収を制御する分子機構の解明」に加え、「膜透過の寄与に関する評価系の確立」に関して、申請した研究計画に従って研究を進めていく予定である。また、膜透過性に及ぼすmucinの影響について、その構造・分子サイズの違い及び種差を念頭に統合的な解析を行うだけでなく、医薬品開発において重要な情報となることを考慮し、柔軟な研究計画により研究を推進していく予定である。医療系薬学本研究課題における研究目的の一つである「薬物吸収を制御する分子機構の解明」に関して、申請した研究計画に従って研究を進めていく予定である。また、医薬品開発において重要な情報を得られるだけでなく、消化管における薬物吸収の新たな展開の可能性も考慮しながら、柔軟な研究計画により研究を推進していく予定である。
高配位ケイ素を配位原子とする錯体の合成

2-(ジメチルアミノメチル)フェニル基(Ar^N基)をシリル基上の置換基として持つ鉄錯体を合成し、ケイ素が5配位になっているか検討を行った。その結果、Fp′SiMe_2Ar^N(Fp′=(eta-C_5Me_5)Fe(CO)_2)では、アミノ基はケイ素に配位しておらず、ケイ素は4配位のままであることが^<29>SiNMRの測定から明らかになった。そこでシリル基上のメチル基をフルオロ基を変え、ケイ素の電子密度を下げることにより5配位ケイ素を含む錯体の合成を試みた。FpSi(H)MeAr^N(1:Fp=(eta-C_5H_5)Fe(CO)_2)とフッ素化剤であるPh_3CPFとを反応させたところ、驚くべきことに、H^-が引き抜かれ、シリレン配位子にアミノ基が分子内配位して安定化された陽イオン性シリレン錯体[Fp=SiMeAr^N]PF_6(2)がほぼ定量的に得られた。一般にケイ素-フッ素結合は非常に安定なため、シリレン配位子のような配位不飽和なケイ素化学種はフッ素源となる化合物と速やかに反応する。2はカチオン性の不飽和ケイ素化合物に対してPF^-_6が対陰イオンとして安定に存在している非常に珍しい例である。また2のアミノ基は溶液中でフラクショナルな挙動を示しており、現在温度可変NMR法による解析を進めている。一方、1を別のフッ素化剤であるPh_3CBF_4を反応させたところ、Si-HがSi-Fに変換され、アミノ基の窒素にBF_3が配位した錯体FpSi(F)(Me)Ar^N・BF_3(3)が生成した。この錯体はアミノ基にBF_3が配位しているため、アミノ基がケイ素に配位した5配位構造をとることができない。現在錯体3を単離すると共に、3のBF_3をアミノ基からはずすことにより5配位ケイ素錯体が得られるのではないかと考え実験を進めている。