hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭頚部癌細胞由来RNAヘリカーゼのクローニングと機能解析

【目的】本年度の研究では、分離された頭頸部癌培養細胞から抽出した蛋白に対するポリクローナル抗体を作成し、遺伝子クローニングを行った。【方法】以下の方法で行った.1.頭頸部癌培養細胞から抽出したα-N-acetylgalactosaminidase活性を示す蛋白を抗原とし、ウサギを宿主としてポリクローナル抗体を作製した。3.XL-1 Blueを用いてファージタイターは2.4×10^<12>Pfu/mlで、このファージライブラリーを用いてクローニングを行った。4.IPTGを添加したNZY平板培地に、ファージを吸着させたXL-1 Blueをまき、42°Cの温度シフト後に形成されたプラークをブロッティング膜に転写させた。作製したポリクローナル抗体を用いてECL法によってクローンを検出した。【結果】Hela細胞より抽出した、約2500塩基のリーディングフレームを持つ新規mRNAをクローニングした。本蛋白は、DEVD Boxを有し、N末端側に塩基性アミノ酸配列と核移行シグナルが、またC末端側には回文構造がみられた。NCBIのBlastnによる解析では、RNAヘリカーゼ様構造を持つとともに、α-ガラクトシダーゼやグルクロニダーゼとの相同性もみられ、糖鎖構造を脱糖鎖する機能を有すると考えられた。本年度は、1)前立腺癌細胞から得たヘリカーゼ遺伝子のアミノ酸配列からペプチド抗体を作製する、2)唾液腺癌由来HSG細胞に対するペプチド抗体を作製するために、細胞抽出液からヘリカーゼ蛋白を精製する、3)頭頸部癌細胞のmRNAからcDNAベクターライブラリーを作製することを目的として行った。その結果、1)ペプチド抗体は、LNCapから得たヘリカーゼ遺伝子のアミノ酸配列から親水基配列を分析し、ラビットを宿主としてポリクローナル抗体を得た。ウェスタンブロット解析では、核抽出液ならびに細胞抽出液(細胞質蛋白)に蛋白バンドが検出され、核内移行シグナルの存在が示唆された。2)HSG細胞の細胞抽出液を調製し、イオン交換クロマトグラフィーならびにゲルクロマトグラフィーによるFPLCに供したところ、約48kDaの蛋白が精製された。本酵素はエンド型脱糖鎖活性を有することが示唆された。3)頭頸癌のうち扁平上皮癌細胞のHela細胞を用いてmRNAを抽出し、UNIZAPIIベクターcDNAライブラリーを作製した。このファージベクターの力価を測定したところ2×10^9Pfu/mlであり、遺伝子クローニングを行うにあたり十分な力価であることが明らかとなった。以上のように研究が順調に進んだことから、作製したcDNAベクターライブラリーを用いてヘリカーゼのクローニングを試みた。その結果、クローニングに用いた抗体が宿主大腸菌であるXL1-blueの産生する蛋白に交差反応する可能性が示された。そこで、ポリクローナル抗体に大腸菌抽出蛋白を吸着させ、大腸菌蛋白吸着済みポリクローナル抗体を作製した。
欧州自動車産業の生産ネットワークの形成と展開に関する実証的研究

本研究の目的は,欧州連合(EU)の東方拡大以降の自動車産業の企業・地域間分業体制の再編動向を実証的に検討し同産業の生産ネットワークの基本構造と展開のダイナミズムを解明することにある。研究期間内に,1欧州では統合深化に伴い地理(空間)的拡張(ルーマニア等の興隆)と「高度化」(中東欧でR&D拠点設立,スペインで高性能品の製造)が進展している,2自動車生産ネットワークは固定分業モデルではなく地域特性を熟慮した柔軟な再編可能な「進化」モデルとして捉える必要性がある,3欧州有力メーカーは各社独自のネットワークの形成・活用を梃子にグローバル競争力の強化に取り組もうとしている等の結論を導いた。1.平成24年度は,第一に,内外の先行研究を調査・サーベイし,EUとその周辺諸国の経済・産業事情と欧州自動車産業の展開動向,自動車生産・国際分業に関する基礎的な事実関係の整理と統計データの解析を行った。第二に,企業・地域間国際分業の「構造分析」の一環として,EUの旧周辺地域=スペインの産業クラスター分析を進めた。とくに後者については,スペイン現地への調査旅行を実施し,先行研究の指摘を踏まえたうえで欧州生産ネットワークにおける旧周辺地域の分業機能上の役割に関する中間的な総括を行った。2.研究成果として,EU東方拡大以前の西欧ネットワークにおいて低コスト生産拠点として比較優位にあったスペインでは,東方拡大後(中東欧地域が低コスト拠点として比較優位に立った後)は,商用車・多目的車両の一大開発・製造拠点としての役割を強化し,製造事業に関する高度化が進展していることを実証的に明らかにした。3.研究成果は,論文ならびに学会発表として取り纏め公表した。本研究は,欧州連合(EU)の東方拡大を契機に中東欧での製造拠点形成が相次いだ自動車産業を対象に,広域欧州で繰り広げられる企業・地域間分業体制の再編とその動態について多面的かつ実証的な検討を加えることにより,現代欧州における自動車生産ネットワークの基本構造と展開のダイナミズムを明らかにし同産業のグローバル競争力構造の解明と産業発展モデルの提示を試みることを目的とした。分析の枠組みとして,欧州の産業集積地を4つ(1新周辺地域=中東欧,2旧周辺地域=スペイン,3非EU新周辺地域=トルコ,4西欧コア地域)に区分し,各地域の産業特性と地域間貿易構造を比較・検討する方法を採用した。平成25年度は,第一に,中東欧(新周辺地域)・スペイン(旧周辺地域)の産業クラスター分析結果をそれぞれ取り纏め,生産ネットワークにおける分業機能上の役割に関する概念的な総括を行った。第二に,前記研究を基礎に先行研究の指摘を踏まえたうえで,新旧両周辺地域間対比を軸に地域・企業間国際分業構造の検討を行い,欧州自動車産業のグローバル競争力構造の解明と産業発展モデルの提示を試みて研究を総括した。3年間の研究の成果は学術論文の公表ならびに学会報告等で社会に還元した(出版の都合により次年度以降に刊行予定の図書を含む)。本研究全体をとおして,1自動車産業ではヨーロッパ統合の進展にともない,地理(空間)的拡張(ルーマニア等の興隆)と「高度化」(中東欧でR&D拠点設立,スペインでSUV等の開発)がダイナミックに展開しており,欧州有力メーカーは各社独自の生産ネットワークの形成・活用を梃子にグローバル競争力の強化に乗り出していること,2欧州自動車生産ネットワークは地域特性を熟慮した柔軟な再編が可能な「進化」モデルとして捉える必要性があること等を明らかにし,ヨーロッパの国際分業や産業発展モデルに関する研究を前に進めることができた。1.本研究の目的は,現代欧州自動車産業における生産ネットワークの基本構造と展開のダイナミズムを明らかにするとともに,同産業のグローバル競争力構造の解明と産業発展モデルの提示にアプローチすることにある。平成23年度(計画初年度)は,主に研究全体の理論的仮説の構築と企業・地域間国際分業の「構造分析」に取り組んだ。2.欧州連合(EU)の東方拡大後,広域欧州で繰り広げられている企業・地域間分業体制の再編とその動態を解明するための分析枠組みとして,4つの産業集積地((1)新周辺地域=中東欧,(2)旧周辺地域=スペイン・ポルトガル,(3)非EU新周辺地域=トルコ,(4)西欧コア地域)を取り上げ,各集積地域間で産業特性を比較する方法論を検討しその有効性を確認した。3.EUとその周辺諸国(トルコやロシアなど)の経済・産業事情をはじめEU自動車産業の展開動向,広域欧州の自動車生産・国際分業に関する内外の先行研究を調査・サーベイし,基礎的な事実関係の整理と統計データ解析を進めた。とくに(1)新周辺地域=中東欧の産業クラスター分析について集中的に取り組み中間的な総括を行った。低労働コストに優れる中東欧では,必ずしも「廉価小型車両の大量生産」に特化しているわけではなく,研究開発など高度な機能を担う事例が相次ぐようになっていること等の知見を得た。4.研究成果は,論文ならびに学会発表として取り纏め公表した。

1.EUとその周辺諸国の経済・産業事情と欧州自動車産業の展開動向,各産業集積地域の貿易・投資構造の把握ならびにそれに基づく地域・企業間国際分業構造の分析については,東京(日本貿易振興機構等)等への国内調査旅行と,スペイン(本研究計画の分析枠組みにおける「旧周辺地域」)現地への海外調査旅行の実施によって,研究の前進・充実を図ることができた。2.旧周辺地域=スペインに関する産業特性分析に関する研究成果を,論文ならびに学会での研究報告として取りまとめ,中間的な総括を行った。この分野では比較的順調に研究を進展させることができた。3.予定していたチェコ・ハンガリーを主要な訪問先とする中東欧諸国への現地調査については,年度内に実施することができなかった。新周辺地域=中東欧に関するクラスター分析については,現地調査に基づく現在進行中の事実・実態に関する情報整理と文献レビュー・統計資料による検討結果との間で摺り合わせ検証は十分ではない。そのため,産業発展モデルの構築も不十分である。1.広域欧州における自動車関連の貿易取引や対外直接投資,工業出荷額等の推移,現地活動拠点の事業展開動向等,基礎的な統計による貿易・投資構造の把握ならびにそれに基づく地域・企業間国際分業構造の分析については,東京(日本貿易振興機構,日欧産業協力センター等),仙台(東北大学EU資料センター)等への国内調査旅行によるEU情報・資料の渉猟を比較的順調に実施することができたため,一定前進することができた。2.研究は適宜中間的な総括を行い,一定の水準に達したものについて論文ならびに学会での研究報告として取りまとめ,研究成果を社会へ発信・還元した。3.年度後半に予定していたチェコ・ハンガリーを主要訪問先とする中東欧現地調査については,3月の東日本大震災の影響により,本務校の研究・教育態勢の正常化への例外的な負担に加えて,訪問先企業・関係諸機関に対するヒヤリング調査の日程調整等の困難が重なったため,年度内に実施することができなかった。現地調査に基づく現在進行中の事実・実態に関する情報整理と,文献レビュー・統計資料による検討結果との間での入念な相互検証が不十分である。今年度は原則として,前年度までに未達の研究を遂行した後に,漸次本年度の研究計画に移行する。前年度までの研究の進捗状況を踏まえつつ,主要な産業集積地域の現地調査を実施しそれにもとづく各産業クラスター分析を進めた後に,研究の取り纏めと最終総括を行う。視察旅行は,本年度が計画の最終年度であることを考慮して訪問先を絞る。新周辺地域としてトルコ(非EU新周辺地域)への現地調査を優先的に計画・実施し,次いで中東欧(EU新周辺地域)への調査を計画する。出来るだけ速やかに研究計画で当初予定した研究スケジュールへの復帰・到達を図る。平成25年末までに研究の遅れの挽回を目指す。海外調査旅行の実施と平行して,EUの新旧両周辺地域間対比を軸に,非EU新周辺地域の特性を重ね合わせ,地域・企業間国際分業構造の多面・多角的な解明に取り組む。以上を踏まえたうえで,欧州自動車産業のグローバル競争力構造の解明と産業発展モデルの提示を試みることにより,3年間の研究を総括する。
公共調達にかかわる不正防止のための行政法的対応

公共調達における不正発生メカニズムについて、公共工事、防衛調達等分野ごとに制度面、実際面における考察を行い、主として行政法分野における不正防止のための制度構築への示唆を行った。共通する点として、これまで会計法、地方自治法といった会計法令が定めるところと実際の公共調達実務とのかい離がその背景にあることが指摘できた。一般競争と総合評価の組み合わせ一般化されるだろう今後においては、入札談合ではなく入札妨害が多発するだろうと予測でき、従来のような刑事法的対応のみならず入札契約制度見直し(総合評価方式への対応等)、モニタリング(常設の第三者委員会方式、公契約にかかわる独立性の高い内部監査機関設置の義務付け)やビッド・プロテスト(処分性の有無とは切り離して特別の手続を用意)の組織面、手続面での対応等、行政法的対応が必要になるという結論を得た。19年度前半においては主として、文献調査を中心に、設定した課題についての論点、争点の整理と情報収集に努めた。公共調達分野における不正行為について、わが国は「入札談合」がその問題の大きなウェイトを占めていること、そしてその背景が長期的な官民間の「協働」「貸し借り」にあることを認識するに至った。そこで、設定されたテーマをさらに具体的化し、(1)官製談合に象徴される入札談合にかかわる官のかかわりの構造解明、(2)入札談合等独禁法違反に対する制裁制度の歴史、(3)公共工事法制それ自体の改革による不正防止の方策、(4)いわゆる「外郭団体」の存在と不正へのかかわり、防止策、とに分け、各々の分析を通じて、最終的には設定されたテーマの総合的な分析へと発展させる構想を立てた。19年度後半においては、文献調査に加え、フィールドワークを交えた調査を行った。具体的には、公共調達改革に取り組む各地方自治体、それらの改革の影響下にある各建設業協会、業務委託調達について国交省及び財務省、防衛調達の不正に関連して防衛省、受注産業側にそれぞれ聞き取り調査を行った。また、20年2月には欧州調査を行い、欧州における公共工事法制や、不正の実情、OECD等国際機関の取り組みなどについて、聞き取りを行った。これらの調査に基づき、現在、(1)独占禁止法の制裁・措置の歴史(著作・和文)、(2)入札談合を中心とするわが国の公共調達の不正構造の分析(論文・和文及び英文)を作成中であり、(1)については21年度中に、(2)については20年度中に完成させ、その後出版、投稿することを予定している20年度前半においては主として、公共工事における不正発生のメカニズムを考察、分析する作業を進め、その整理を行った。とりわけ独占禁止法のリーニエンシー制度の影響が強く、大手建設業界では談合構造が解消されたことを推定するに十分な事実が存在するという結論を導くと同時に、地方の中小建設業界、市区町村レベルの入札契約においては不正・癒着の構造が、延々と受け継がれているという実態を認識するに至った。執行面でいえは、刑法における入札競売妨害罪の適用が目立つようになり、これつまり入札談合という不正ではなく、情報漏洩等入札契約過程における官民間のより直接的な癒着が深まったことを示すのではないか、という推測を働かせるものである。総合評価方式がより積極的に採用されつつある状況において、脱談合時代の新たな不正の形態が今後形成されるようになるだろうという一応の結論を導けた。20年度後半においては、それまでの取りまとめ作業を行った。現段階では公表には至っていないが、以下の計画が進んでいる。(1)単著で「公共工事における不正」についての論文を作成し、公表する予定である。(2)行政法分野の岩橋健定氏と共著で公共調達にかかわる専門書を作成中で、この中で公共調達における不正行為禁止について大きなウェイトを割いて触れる予定である。
看護ケアにおける意思決定ー患者および看護婦の意識調査・国際比較ー

研究目的は急性期病院での患者と看護婦・看護士(以下、看護婦と省略する)の看護ケアでの共同意思決定について、その態度と認識を明らかにすることである。研究の概念枠組みは看護婦と患者の態度と認識が意思決定での共同行為と患者に生じる結果に影響するという理論に基づいている。研究方法は同じ手順で、1988年から1991年に、ノルウェー、日本、フィンランド、そして、アメリカ合衆国でおこなった質問紙調査である。看護婦には1回、患者には2回(入院時と退院時)の質問紙調査を実施した。原調査票は英語で作成され、他の3カ国語に翻訳された。結果は4カ国ともに医療での消費者主義に向かっているこが明らかになった。しかし、4カ国間、さらに、患者と看護婦の間では、消費者主義的態度に有意な差があった。患者群と看護婦群では、看護実践での共同意思決定について、2つの異なる因果モデルが形成された。両群ともに、年齢と一般的消費者主義態度が看護での共同行為に関連がある。現代の推進力は医療での自己決定と消費者主義に価値をおく方向であるため、今後の研究は消費者主義的態度と患者と看護婦との行動の関連性を明らかにすることであろう。1990年に計画した調査を終了し、得られた日本の知見をまとめる。1.看護婦は看護ケアの意思決定について、情報を患者に提供し、共有することを患者自らが意思決定していると認識していた。そのため、意思決定においては、看護婦は患者の意見・考えに従っていると考えていた。一方、患者は必要に応じて意見をいう機会が与えられていたという認識であった。臨床における患者と看護婦の意思決定にかなりの食い違いが認められた。患者自らの意思決定がコンシュ-マイズムの視点から積極的にすすめるに至っていない現状であった。2.意思決定に参加しているという患者の認識が高いほど満足感が高かった。しかし、コンシュ-マ的態度と満足感とは関係がなかった。つまり、患者の意思決定は医療専門職に委ねるという伝統的病者役割が認められはしたものの受けた看護ケアには満足していた。3.個人的要因である年齢は患者と看護婦ともにコンシュ-マ的態度に影響していた。4.内科看護と外科看護の違いは看護婦の態度に影響していた。そのため、患者の医療参加の程度が異なっていた。Kim(1983)による「看護実践における共同的意思決定」の理論を検証するため、国際比較調査をおこなった。アメリカ合衆国(1985,1991)、ノルウェ-(1988)、日本(1989),フィンランド(1990)の4カ国により得られた知見を以下に述べる。1.「看護実践における共同的意思決定」理論は国際的に応用できる理論である。2.共同的意思決定のための態度及び認識測定尺度は国際的な妥当性が認められた。3.林知己夫(1983)による回答パタ-ン分析から日本語翻訳調査質問紙の信頼性は認められた。4.医療における患者の権利は看護婦および患者に認められる普遍的概念である。5.各国ともに、看護婦と患者との意思決定の認識に、有意に食い違いがみとめられる。看護婦は看護ケアの意思決定は患者自らがおこなっているとみなしていたにもかかわらず、患者は意見を言う機会を与えられたという認識であった。6.患者および看護婦の年齢はコンシュ-マ的態度に影響する各国共通の個人的特性である。7.患者の医療参加の認識、患者の実際の医療参加、患者の満足度の3要因の関係は各国で異なっている。1.目的ー本研究は、看護実践における患者と看護婦の意思決定に関する能度と認識を調査することである。2.研究方法ー東京の一急性期病院900床と川崎市の分院240床において、1991年10月から1992年1月に行った。238名の看護婦と193名の患者が対象となった。患者には2部の質問紙、1部には入院時に、もう1部は退院時に配布した。看護婦には1部を配布した。質問紙の配布と収集は研究員が行った。

質問紙によって5つの態度指標と2つの認識指標が看護婦と患者の両者に測定された。更に患者には看護ケアに対する満足度が測定された。3.結果と考察ー看護婦の平均年齢は26歳で患者の平均年齢は54歳であった。66%の患者は男性であり、看護婦は全員が女性であった。看護婦と患者の態度を比較すると、5指標すべてに有意な差がみられた。すなわち看護婦は情報を得る権利以外では、患者よりリベラルであった。更に意思決定での認識を両者で比較すると、半数の看護婦は看護婦と患者が共同で意思決定をしていると認識しているのに対し、ほとんどの患者は意思決定時に助言的に自分の意見を述べると認識していた。この結果から看護婦と患者の態度には重要な違いがあること、看護婦は患者が認識している以上に、高いレベルで意思決定に患者が参加していると認識していることが明らかとなった。この差異は興味があるとともに問題であると考えられ、今後更に追求していく必要性が示唆された。
高速載荷を受ける溶接接合部の破断性状

阪神大震災において、鉄骨造柱・梁接合部の溶接部に脆性的な破断を含む大きな被害をうけた。この損傷の原因が、厚板の溶接によるものか、接合部詳細の形態によるものか、あるいは、高速度の載荷に起因するものか、未だ明確になっていない。そこで本研究では、代表的な形状の溶接接合部を持った片接梁に、高速で繰返し載荷を行い、静的な載荷時における性状とどのように異なるかを調べた。片持梁試験体の溶接端を試験床に固定し、他端を高速アクチュエータによって載荷して固定端における曲げモーメントと回転角の関係を調べた。載荷は漸増繰返しとし、高速載荷、低速載荷とも全く同じ載荷履歴とした。今回使用した鋼材は、塑性変形能力、破壊靱性ともに優れていたので、破断状態を含めて高速載荷、低速載荷時における性状に大きな差は見られなかった。すなわち、設計において載荷速度の影響を考える必要はない。
エンリッチ環境での痛み―恐怖記憶の消去促進に対する神経新生の関与

ランニングホイールと隠れ家のあるイグルー設置したケージをエンリッチ環境として、マウスの恐怖記憶の保持能を解析した。イグルーのあるエンリッチ群とイグルーのない対照群の間に、恐怖記憶の保持能に差が認められなかったので、自発運動との関連を解析した。1.ランニングホイールによる自発運動の解析恐怖記憶忘却度に対する忘却度と運動量には相関があるかを確認するために、ランニングホイールに簡易的カウンターを設置し、マウスを1匹ずつ単独飼育して、ランニングホイールの回転回数を解析した。マウスは夜行性動物であるので、エンリッチ群の夜間(消灯時、20時-8時)の回転回数は対照群と比較して多いと予想したが、統計学的有意差は認められなかった。エンリッチ群の運動量は点灯時(8時-20時)に亢進していて、日中の回転回数は、対照群と比較して有意に多かった。回転回数の個体差も大きいが、日中の回転回数多い固体ほど、記憶の保持度が大きい傾向があった。2.ハンギングワイヤー試験よる自発運動の解析マウスの運動学習能を測定する試験として、ハンギングワイヤー試験がある。マウスを金網の上に乗せ、その金網をひっくり返して、マウスが金網から落下するまでの潜時を測定する。エンリッチ群の潜時のほうが対照群の潜時よりも長いと予想したが、予想外にエンリッチ群の潜時は顕著に短かった。ランニングホイールを入れていない対照群は、自発運動が制限されているわけではないので、頻繁にケージの金網につる下がるという行動が観察されるが、エンリッチ群ではほとんどつる下がり行動はみとめられない。ランニングホイールは快楽的で報酬系が活性化するという報告もある。ケージで飼育されている実験用マウスの運動は野生のマウスに比べると運動は制限されてはいるが、運動量の指標はランニングホイールの回転回数だけでは十分でないことが示唆された。痛みの慢性化に対して「恐怖回避モデル」が注目されているが、そのメカニズムは明らかではない。痛みに対する強い恐怖が記憶されても、通常はさまざまな体験により新たなる記憶に塗り替えられていくが、マイナス思考や深刻な疾患の情報により、恐怖記憶が増幅される。一方、エンリッチな(刺激に富んだ)環境は、情動や学習に関与する扁桃体や海馬の神経細胞の新生が促進させるという報告があり、エンリッチ環境では新たなる記憶への塗り替えが促進される可能性も考えられる。平成27年は「マウスをエンリッチな環境で飼育すると、痛みー恐怖記憶の消去が促進される」かどうかを、行動学的に検証しようとした。オスマウス(C57BL/6系)をエンリッチ環境で飼育する群(エンリッチ群)と通常環境環境で飼育する群(対照群)に分け、恐怖条件付け学習および、消去学習の効果を比較した。エンリッチ群のケージには回転盤付イグルーを入れ、マウスが回転盤上を走ったり、ドーム型の隠れ家に入って遊んだりする。恐怖記憶の行動学的検証として、恐怖条件付けテストを行った。フットショック(嫌悪刺激)と、チャンバー(文脈刺激)および音刺激(手がかり刺激)を組み合わせた恐怖条件付けを行った。文脈試験、および手がかり試験を行い、恐怖条件付けの短期記憶および長期記憶を不動時間で評価した後に、消去学習を行い、恐怖記憶の保持を解析した。条件付け1時間後の短期記憶の解析では、エンリッチ群の不動時間が有意に延長していたにもかかわらず、消去学習後の不動時間はエンリッチ群と対照群で有意差が消失した。条件付け3週間後の長期記憶の解析では、エンリッチ群と対照群の不動時間には有意差が認められず、消去学習後の不動時間も有意差が認められなかった。したがってエンリッチ群では条件付け学習と恐怖消去学習の両方において学習効果が勝っていると示唆された。平成27年の当初の予定は、条件付け学習後の恐怖記憶の自然消去の解析であった。エンリッチメントの開始日や期間を変えても、条件付け1日後、1週間後、3週間後の不動時間はエンリッチ群と対照群で有意差が認められなかった。そこで平成28年の予定を前倒しにして、消去学習による恐怖記憶の変化を解析した。条件付け1時間後に短期記憶を解析すると、文脈テストではエンリッチ群で不動時間が長い傾向であったが、統計的有意差は認められなかった。手がかり学習でのエンリッチ群の不動時間は、対照群と比較して有意な延長が認められ、エンリッチ群で条件付け学習効果が高いと示唆された。3日間の消去学習後には、文脈テストと手がかりテストの両方において、不動時間の差が認められなかった。しかし条件付け学習後の分散は対照群で大きく、消去学習後の分散はエンリッチ群で大きかったので、現段階ではエンリッチ群の条件付け学習だけでなく、消去学習の学習効果が高いとは結論づけることができない。さらに恐怖条件付けプロトコールなどの条件検討が必要であり、個体数の追加も必要であり、扁桃体や海馬における神経新生の解析は進んでいない。平成28年は「エンリッチ環境での恐怖条件付け学習と行動量の関係、および消去学習効果」について、行動学的に検証した。C57BL/6系オスマウスを対象とし、エンリッチ群と対照群に分け、マウスは1ケージに45匹で飼育した。エンリッチ群のケージには12週齢から回転盤付イグルーを入れ、回転盤上を走ったり、ドーム型の隠れ家で遊ぶことができる。16週齢から行動実験を開始した。音手がかり刺激(条件刺激)とフットショック(非条件刺激)との連合学習を行い、文脈テストおよび手がかりテストの不動化時間で、条件付け学習効果を評価した。

近接記憶あるいは遠隔記憶を評価した後に、消去学習を行い、恐怖記憶の保持を解析した。条件付け記憶の不動時間はエンリッチ群で低下が認められたが、分散も大きかった。エンリッチ群では活動量が亢進している可能性を考え、行動量を解析した。エンリッチケージには回転盤を入れているので、輪回しなどによる行動量の比較は適当ではないので、オープンフィールドテストを連日行い、馴化後の3日目の行動量を比較した。エンリッチ群の一部に行動量が著明に多い個体が認められ、オープンフィールドテストにおける総行動距離と、恐怖条件付けテストにおける不動時間には負の相関関係が確認された。単独個体での飼育よりも複数個体で飼育するほうが、神経新生は促進されるという報告があるために複数個体一緒に飼育したが、ケージ内の個体に順位が形成されるために回転盤占有時間にも差が出る可能性もある。著明に活動の亢進が認められた個体では、不動時間の低下は活動時間の亢進によるとも解釈できるが、報酬系の亢進により忘却が促進された可能性も否定できない。消去学習のプロトコールに関しては、単独個体での消去処理よりも、複数個体での消去処理の効果が有意に高いことが確認された。単独個体での飼育よりも複数個体で飼育するほうが、神経新生は促進されるという報告があるので、対照群もエンリッチ群も複数個体一緒に飼育している。エンリッチ環境では適度な運動が学習効果を促進させる結果を期待したが、恐怖条件付けによる不動時間には分散が大きかった。エンリッチケージ内でのそれぞれの個体の運動量を解析するのは困難なため、オープンフィールドテストなどで行動量を解析したところ、過活動の個体ほど不動時間が短いことが判明した。不動時間の短縮は通常恐怖記憶の低下と解釈されるが、過活動の個体での学習効果の評価は慎重に解釈する必要が生じた。エンリッチ環境や消去学習法について、さまざまなプロトコールを検討しているため、行動実験以外の実験計画は遅れている。1.エンリッチ環境による恐怖消去効果条件付けられた恐怖記憶に対する消去効果は、単独個体での消去学習よりも、複数個体での消去学習の効果が高いことが判明したので、消去学習処理は複数個体個体で行った。また近接記憶(恐怖条件付け学習の翌日)、あるいは遠隔記憶(4週間後)における不動時間を解析後に、3日間連続での消去学習処理を行った後に、消去学習処理の効果を解析した。条件付けられた恐怖記憶の消去効果は、不動時間の減少を指標とした。エンリッチ群で近接記憶の亢進傾向がみられたが、エンリッチ群、コントロール群共に、消去効果が認められた。遠隔記憶、および遠隔記憶後の消去学習効果は、エンリッチ群とコントロール群で差は認められなかった。そこでさらに長期のエンリッチ環境を負荷し、長期遠隔記憶(4ヶ月後)を解析したところ、エンリッチ群において恐怖記憶の忘却の促進が認められた。2.消去学習効果と自発運動との関係の解析エンリッチ群のケージには回転盤付イグルーを入れ、自発運動ができる。恐怖記憶の忘却と自発運動の増加には相関が認められるかを確認するために、連日によるオープンフィールドテストで行動量を解析したが、対応関係は認められなかった。
薬剤耐性解明のための細胞の不均一性のモデルの構築

本研究では、乳癌細胞における薬剤耐性機構を明らかにするため、単一細胞レベルでの分子ネットワークを実験と理論解析を通じて明らかにすることを目的とした。文献情報や細胞実験をもとに、エストロゲン受容体ネットワークに関わる35種の分子種を選定し、細胞平均および単一細胞での測定を行った。その結果、薬剤耐性細胞でEGFR、ErbB2、ErbB3膜受容体、エストロゲン受容体、GSK3 beta、E2F1、CREB、Fos、Jun、JunBのリン酸化またはタンパク量の変化が見られた。単一細胞で計測すると、ErbB3、ERK,、Aktの活性化に細胞間の不均一性が見られた。この結果をもとにAktを中心としたシグナル伝達系のモデルを構築し、ネットワークのシステム的な性質を調べている。文献情報や細胞実験をもとに、エストロゲン受容体ネットワークに関わる35種の分子種を選定した。薬剤耐性MCF-7乳がん細胞では、野生株と比較して、EGFR、ErbB2、ErbB3膜受容体、エストロゲン受容体、GSK3 beta、E2F1、CREB、Fos、Jun、JunBのリン酸化またはタンパク量の変化がウェスタンブロット解析の結果、見られた。興味深いことに、エストロゲン受容体や膜受容体活性およびその下流の転写因子の発現量や活性が2細胞間で大きく異なるのにも関わらず、中間のシグナルであるERKおよびAkやアダプタータンパクのリン酸化には大きな違いはなかった。この原因として、ウェスタンのような細胞集団の平均ではそれぞれの個別の細胞の活性が平均化されてしまって変化が見えなくなっていることが考えられた。よって、HRG刺激条件の時間と濃度を変えて一細胞レベルでの分子活性を観察することとした。野生株を用いて、ERKの成長因子依存的なリン酸化をフローサイトメトリーで観察すると、ERK活性が全くない細胞と活性の高い細胞の2つの集団に分かれることがわかった。さらにこの2峰の活性ピークごとに細胞を分取し、ウェスタンブロットを行うと、細胞の高い集団ではErbB3およびAktリン酸化が高いことが示された。すなわちMCF-7では、細胞の不均一性にErbB3受容体活性そのものが大きく関与する可能性が示された。これらの情報を理論的に整理するために、膜受容体から転写制御までのシグナルネットワークの数理モデルを作成した。この野生株モデルの作成後、エストロゲン受容体やタモキシフェン耐性株のパラメータ(受容体の高活性等)を変えてシミュレーションを行っていく。細胞は分子ネットワークの回路を変化させ異なる出力を生み出す。また、このことは細胞応答の不均一性を生み出す原因ともなる。このような細胞応答の不均一性は、細胞の生き残り戦略として重要である一方で、癌や疾病における薬剤抵抗性などの弊害をもたらす。乳癌細胞は、ホルモン受容体の応答性が細胞間で非常に不均一な細胞種のひとつであり、この理解のためには、分子単体ではなく、細胞ネットワークの回路の概念が必要となる。本研究では、乳癌細胞の薬剤耐性における回路変化を同定するために、細胞の分子活性出力を単一細胞レベルで実験定量的にモニタリングし、数理モデルを用いて、背後にある分子制御を予測する。このためには、最近開発された、Mass Spectrometer-based Flow Cytometer(CyTOF)を用い、複数の分子種の一細胞レベルでの解析を行う。この実験手法を用いて、一回の実験で得られる数万個の細胞に関するデータをもとに、数理モデルを用いてネットワーク回路の同定を行う。本年度は、乳癌細胞ネットワークに関わる分子制御の情報を文献や公共データベースから集め、基本となる実験測定分子を決定した。また、CyTOF測定の実験項目や条件を定めるために、フローサイトメトリーを用い、抗体の選択と細胞条件検討を行った。測定項目を中心とした数理モデルを構築した。数理解析は、Fuzzy logic modelのほかに、他の数理モデルの検討も行った。平成23年度は、過去の実験データや文献情報を調べ、薬剤耐性乳がん細胞の増殖に重要な役割を担う、ERKおよびAkt分子に注目し、単一細胞解析を行うこととした。まずは、一般的なフローサイトメトリーを用い、成長因子の濃度依存性に対するMCF-7乳がん細胞のERKおよびAkt活性化応答の時間変化(10, 30, 60分)を計測した。その結果、最も細胞集団の活性値の違いが異なるのは、それぞれの分子の活性化ピークに当たる10分で、そこではERK活性は濃度変化に対して完全な2峰性(低活性と高活性の2つの細胞集団の存在)を示した。Aktは同条件で2峰性は示さず、ほぼ線形の濃度依存性を示した。

このことから、細胞集団における成長因子に対する不均一な応答は、分子間に差があること、またAktよりもERKにおいて顕著であることが明らかになった。次に、この成長因子の条件で、CyTOF (Mass Spectrometer-based Flow Cytometer)の計測を開始した。この過程で、思っていた以上に、CyTOFの抗体ラベリングの実験条件が安定しないことがわかった。現在、実験条件の最適化を行なっている。数理解析では、一細胞挙動の実験データを解析するためのモデルを開発するため、様々なシミュレーションモデルを構築し、試行した。当初考えていたFazzy Logic Modelよりも簡単なモデルでデータの解析が可能であるように考えている。今後、MCF-7を用いCyTOFの実験条件の最適化およびデータ収集を行う。測定分子種数を増やす。その上で、タモキシフェン薬剤耐性細胞のMCF-7細胞の測定を行う。ERK/Aktの制御因子のノックダウンの影響を単一細胞レベルで解析していく。これらの実験データを元にした数理モデルの解析を進めていく。次年度使用額: 0円細胞培養試薬、消耗品、および抗体の購入に全ての研究費を充てる。
CNNによる空間領域シグマデルタ変調に関する研究

本研究では,シグマデルタ変調型セルラーニューラルネットワーク(SD-CNN)において,高次ノイズシェープ方式,オーバーサンプリング手法の導入を実現し,さらに,SD-CNNの時空間ニューロダイナミクスの基礎解析を行った.また,画像符号化を対象に検討を行い,SD-CNNのDA(digital-to-analogue)変換部で行われている画像予測性能を向上する手法を明らかにした.本研究では,シグマデルタ変調型セルラーニューラルネットワーク(SD-CNN)において,高次ノイズシェープ方式,オーバーサンプリング手法の導入を実現し,さらに,SD-CNNの時空間ニューロダイナミクスの基礎解析を行った.また,画像符号化を対象に検討を行い,SD-CNNのDA(digital-to-analogue)変換部で行われている画像予測性能を向上する手法を明らかにした.平成20年では,コンピュータ上でソフトウェア実装されたCNNによるシクマテルタ変調(シグマテルタCNN)を用いて様々なテジタル静止画像に対してシミュレーションを行い、CMOSカメラ統合への応用に関する試み, Multi Stage Noise Shaping (MASH)を利用した多次ノイズシェープ特性を持つ方式の検討,ハードウェア実装に関する検討を行った.さらに,量子化雑音低減のために非常に有効な手法であるオーバーサンプリング技術を本方式に適用する事について検討し,その基本技術である画像拡大手法として, CNNによる画像アップサンプリング手法を提案した.まずCMOSカメラ統合については,将来CMOSカメラにシグマデルタCNNを統合しダイレクトA/D変換する事を想定し, A/D変換以外に基本的な画像処理機能を提供することについて検討を行った.ここで, CNNシグマデルタ変調においては, CNNのプレフィルタであるBテンプレートが任意フィルタに設定できることを明らかにし,これを利用することによってA/D変換以外にも基本的な画像処理機能を供する方式について提案した。次に,多次ノイズシェープ特性を持つ方式については,構造が簡単である一次ノイズシェーブ特性を持つCNNシグマテルタ変調器(一次シグマデルタCNN)をカスケード接続する事によりMASHを実現し,一次シグマデルタCNNと比較し優れた画像再構成性能を有する2次シグマデルタCNNを提案した.なお, MASH型シグマデルタCNNの安定性については,その結合特性上一次シグマデルタCNNの安定性のみで議論可能である.最後に,ハードウェア実装においては,シグマデルタ型CNNのテンプレート係数が実数係数を要求するためにハードウェア実装時に大きな障害となる.このため,テンプレート係数の単純化について検討を行い,フィルタリング処理を加算演算とシフト演算のみで実現した方式についてシミュレーションを行い,従来のシグマテルタCNNと比べて非常に高い画像再構成性能を有する方式を実現した.平成21年では,量子化雑音低減のために非常に有効な手法であるオーバーサンプリング技術をCNNによるシグマデルタ変調(シグマデルタCNN)に適用し,様々なデジタル静止画像に対してコンピュータ上でソフトウェア実装されたシグマデルタCNNを用いてシミュレーションを行い,その基本特性について解明し,さらにMulti Stage Noise Shaping (MASH)を利用した多次ノイズシェープ特性を持つ方式についても検討を行った.オーバーサンプリング型シグマデルタCNNを実現するにあたり,現時点での入力はデジタル静止画像であるため,入力の時間変化がない.このため,周波数領域へのオーバーサンプリングは有効ではないが,CNNの情報処理素子であるセルはAテンプレートにより空間的に結合されているため,空間領域にも情報伝達のダイナミクスが発生すると推測できる.従って,空間領域でのオーバーサンプリングを行い,その有効性について検討を行った.実験結果より,空間方向へのオーバーサンプリングは非常に有効であり,複数の画像において,オーバーサンプリング比10倍においてニアロスレス(PSNR 48dB以上)で入力画像を再現可能であることを確認した.また,空間領域でのオーバーサンプリングの基本技術である画像拡大手法についても検討を行い,バイリニア法,バイキュービック法,Lanczos法及びCNNによる画像アップサンプリング手法について実験を行い,バイリニア法が最も良い特性を示すことを明らかにした.次に,前年度と同様に多次ノイズシェープ特性を持つ方式については,構造が簡単であるMASHを用いて実装し,一次シグマデルタCNNと比較し優れた画像再構成性能を有する事を確認した.平成22年度では,シグマデルタセルラーニューラルネットワーク(SD-CNN)のセルが呈する複雑な時空間ダイナミクス解析の基礎的研究として,空間的結合係数の結合範囲及び強度を変化させた際の各セルの時空間ダイナミクスをコンピュータシミュレーションにより調査を行った.SD-CNNは生体の網膜系を模したネットワークの複雑な時空間ダイナミクスによりシグマデルタ変調の重要な特性を実現し,画像などの2次元信号を直接2次元ディジタルパルス列に変調可能である.SD-CNNでは,CNNの状態をセルが周期解を持つ状態で安定化させるために,安定平衡解に収束するための条件を満たさないがエネルギー関数は単調減少するようなパラメータ設定をし,各セルがパルス密度変調を行うようにしている.また,各セルの入力値は正負の値を持つように線形変換されるため,セルは抑制性(負の入力)または興奮性(正の入力)の素子として振る舞う.これらのセルが空間的に結合することにより,そのダイナミクスは協調・競合的要素を持つ.シミュレーションにより,シグマデルタ変調では,入力値によりスパイク頻度が決定するが,SD-CNNにおいては協調・競合作用によりセルのスパイク頻度は空間結合係数であるAテンプレートの結合範囲及び結合強度並びに入力の空間的構造に依存するという知見が得られた.さらに,SD-CNNのDA部では画像予測が行われている.この性能向上の鍵となるCNNのパラメータを適切に設定する手法を検討するために,画像符号化を対象に検討を行い,入力の局所構造に適応したテンプレートを使用することの有効性を確認し,さらに,CNNパラメータの教師付き学習が可能であることを示した.
尿路結石形成におけるシュウ酸分解菌の働きについての検討

(目的)尿路結石の80%以上を占めるシュウ酸カルシウム結石の最も重要な危険因子は尿中シュウ酸排泄量の増加でありシュウ酸カルシウム結石患者の多くに尿中シュウ酸排泄量の増加が認められる。尿中に排泄されるシュウ酸の多くが以前は肝臓で代謝される内因性のものが多くを占めると言われていたが最近では尿中に排泄されるシュウ酸の多くが食事に起因すると言われている。人間の腸内にはシュウ酸を分解するシュウ酸分解菌が存在することがAllisonや当教室の伊藤らによって報告されている。本研究では結石形成に及ぼすシュウ酸排泄量とシュウ酸分解菌の関係を検討した。(対象と方法)22人のシュウ酸カルシウム結石患者と34人の健常者の便をシュウ酸添加のPYG培地で1週間嫌気培養しシュウ酸分解菌の存在を確認した。また24時間蓄尿を行い1日シュウ酸排泄量も測定した。(結果)健常者34例中28人(82%)でシュウ酸分解菌が存在した。結石患者では22例中10例(45%)にシュウ酸分解菌が存在した。このことより結石患者では有意(p<0.01)にシュウ酸分解菌が健常者に比べて存在する割合が低かった。1日尿中シュウ酸排泄量を検討した場合、1日尿中シュウ酸排泄量が40mg/day以上の高シュウ酸尿の症例はシュウ酸分解菌が存在した27例中4例(15%)のみであったが、シュウ酸分解菌が存在しなかった症例16例中8例(50%)が高シュウ酸尿であった。(結論)人間の便中に存在するシュウ酸分解菌は今回の研究から結石患者には少ない傾向が認められた。またシュウ酸排泄量の多い症例ではシュウ酸分解菌の存在する割合が少なかった。以上のことからシュウ酸分解菌は食物によって摂取されるシュウ酸を腸管内で分解することにより体内への吸収を阻害しひいては尿中シュウ酸排泄量を減少させることが推察された。シュウ酸分解菌の欠除は尿路結石の危険因子であると考察される。
骨形成指標のオステオカルシンで糖尿病の発症を予測できるか　大規模コホート研究

過去の動物実験ではオステオカルシン(OC)欠乏は耐糖能異常を発症させ、OCの添加がそれを正常化し、人の断面研究でも血清OC値と血糖指標との間に負の相関が認められている。本研究では血清OC値と糖尿病発症との関連を前向きに検討した。その結果、血清OC値の1SD上昇当たり10%程度の糖尿病発症リスクの減少が見られた。しかし、統計的に有意には至らなかった。統計的パワーが不足しており、今後より大きな規模での検討が必要と考えられた。JPOSコホート研究20年次追跡調査を福島県西会津町と新潟県上越市在住の対象者約800人について行い、以下の項目を実施した。(1)空腹時血糖、HbA1c測定による新規糖尿病の把握:対象者には空腹(食後7時間以上)での受診を求め、静脈血を採取し、血漿中グルコース濃度(FPG)とヘモグロビンA1c (HbA1c)の存在割合を測定した。この検査と問診時に処方箋かお薬手帳で糖尿病の現在の治療の有無を確認し、糖尿病新規発症を判定した。(2)未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査:地域毎の調査終了後、未受診者に可及的速やかに調査票を送付し、未回答者には電話で聞き取りし、糖尿病の新規の治療開始を把握し、アウトカムの補完を行った。(3)保存血清中ucOCの測定:凍結保存されている15年次調査時の血清のucOC値を化学発光免疫分析法(エイザイPicolumi ucOC)で測定した。調査のできた西会津町と上越市については、9に述べたように、計画通り進めることができた。受診率はいずれも68%代で、20年間の追跡調査としては高いものと考えられる。また、骨折などのアウトカムについては未受診者調査を行い、アウトカムの把握率は92.0%の高率となった。しかし、北海道芽室町の調査の直前に台風10号が襲来し、芽室町のかなりの部分が洪水に遭い、調査の実施が不可能となった。そのため、芽室町の15年次調査時血清を用いたOC、ucOCの測定を見合わせた。この分の進捗が遅れている。また、ベースライン時の血清については、一部を試験的に測定したが、測定値が想定されるより低く、測定法を再検討している。JPOSコホート研究20年次追跡調査を北海道芽室町の対象者約381人を対象に実施した。この調査は昨年度に予定していたものだったが、調査直前に台風10号が襲来し、芽室町のかなりの部分が洪水に遭い、調査の実施が不可能となった。その後、復興が進み、平成29年7月7日18日に調査を実施することができた。受診者は261人で、受診率は68.5%で、20年間の追跡調査としては高いものと考えられた。受診者については空腹時血糖とHbA1c値により糖尿病の新規発生を把握し、未受診者については郵送調査と電話調査を行い、医師による新規の診断を自己申告で把握した。これらを含めたアウトカムの把握率は90%の高率となった。また、見合わせていた15年次調査時血清を用いたOC、ucOCの測定を実施した。ただし、ベースライン時の血清のucOC測定は、一部を試験的に実施したが、測定値は想定されるより明らかに低かった。これは長期にわたる保存期間中に分解が進んだものと考えられ、測定実施を断念した。現在、データベースは完成し、鋭意分析している。芽室町とは7月7日18日に調査を実施することで合意できたので、再度の天変地異がなければ、調査の遅れは取り戻せると考えている。したがって、芽室町の15年次調査時血清を用いたOC、ucOCの測定も実施する。ベースライン時血清のucOC測定についてはキット開発元のエーザイ、並びにSRLと検討し、進める予定である。疫学、公衆衛生学前述のように、北海道芽室町の調査の直前に台風10号が襲来し、芽室町のかなりの部分が洪水に遭い、調査の実施が不可能となった。29年度にも調査ができなかった場合のことを考え、芽室町の15年次調査時血清を用いたOC、ucOCの測定を見合わせた。この測定費用を繰り越している。幸いにして、芽室町の調査を29年度に実施できることになったので、15年次調査時血清のOC、ucOC測定を行う。
新規ノン・ホスゲンDPC合成法の開拓

ポリカーボネートの基幹原料である炭酸ジフェニル(DPC)の新合成法を開発した.通常DPC合成は猛毒のホスゲンを用いて行われているが,本研究においてホスゲンを用いない新規ノンホスゲン直接合成法を開発した.DPCは加水分解されるため酸素を用いたカルボニル化は不的確である.本研究において,パラジウム電極触媒を開発することで水が副生しない電解酸化カルボニル化によるDPCの直接合成を実現すると共に反応機構を解明した.23年度の研究で炭酸ジフェニル(DPC)生成活性のあるPdCl2/AC電極触媒のキャラクタリゼーションおよび作用機構を検討した結果,反応中に活性炭上にPd金属ナノ粒子が生成していることが明らかとなった.本年度は,各種炭表面上にPdナノ粒子を粒子径を制御した材料を合成し,これを用いてフェノールの電解カルボニル化反応を実施し,DPC生成活性との相関を研究した.具体的にはカーボン担体として活性炭の他に,カーボンファイバーVGCF,カーボンブラックXC72,カーボンブラックKB,カーンブラックBP2000を用い,パラジウム担持量を1-20重量%,水素還元温度を100-400°Cまで変化させ,様々なPd/C電極触媒を合成した.これら電極触媒のPd粒子径はTEM観察により決定した.これらを用いて1mAの定電流電解カルボニル化反応を行い,DPC生成活性と比較したところ,Pd粒子径と強い相関があることが明らかとなった.DPC生成活性を示すPdは5nm以下であり,特に2nm以下のPd金属粒子が担持された電極触媒が高活性であることを見出した.特に120°Cで低温水素還元した10wt%Pd/KB電極触媒が有効であることを見出した.このPd/KB電極触媒を用いて,DPC生成反応の反応条件の適切化を行った結果,電流効率80%でDPCを選択合成できることが分かった.23年度の研究ではDPC生成の電流効率は40%であり,大幅な電極触媒作用の改善が達成できた.本研究成果から,より効率的にDPC生成反応を進行させるためには2nmよりも更に小さなPd粒子,つまり原子状のPd金属が有効であることが強く示唆された.今後,飛躍的にDPC生成活性が向上することが期待できる.ポリカーボネートの基幹原料である炭酸ジフェニル(DPC)の新合成法を開発した.通常DPC合成は猛毒のホスゲンを用いて行われているが,本研究においてホスゲンを用いない新規ノンホスゲン直接合成法を開発した.DPCは加水分解されるため酸素を用いたカルボニル化は不的確である.本研究において,パラジウム電極触媒を開発することで水が副生しない電解酸化カルボニル化によるDPCの直接合成を実現すると共に反応機構を解明した.予備的実験により,PdCl2/ACアノードとフェノール/ナトリウムフェノキシド/アセトニトリル電解液を用いることにより,電解カルボニル化活性(電解電流;1 mA),選択性(電流効率;50%)ともに低いものの, DPCの直接合成が室温で進行することを見出した.PdCl2/ACアノードの電解触媒作用を明らかにするため,透過型電子顕微鏡および粉末X線回折装置を用いてアノードのキャラクタリゼーションを行った.その結果,Pdナノ粒子が重要な作用をしていることが分かった.各種ボルタモメトリーを用いて電子移動過程の解析を試みたが,本年度は成功しなかった.ナトリウムフェノキシドの作用機構を解明するために,アルカリ水酸化物,アミン誘導体などの塩基性支持電解質やカルボン酸や硫酸などの酸性支持電解質などを用いてカルボニル化反応を実施した結果,カルボニル化反応が進行する際に放出されるプロトンを受容可能な塩が存在するとDPCが生成することを見出した.また異性体を用いた実験から,ナトリウムフェノキシドはDPC中に混入しないことが分かった.これらの事実から,ナトリウムフェノキシドは支持電解質として機能するばかりでなくカルボニル化反応の反応促進剤としても機能していた.フェノールの電解カルボニル化によるDPC生成反応について速度的解析を行った結果,一酸化炭素へのフェノールへの求核攻撃が律速であり,ナトリウムフェノキシドはカルボニル化反応が進行する際に放出されるプロトンのアクセプターとして機能し,触媒的に作用していることが分かった.PdCl2/ACアノードとフェノール/ナトリウムフェノキシド/アセトニトリル電解液を用いることにより,電解カルボニル化反応が進行し, DPCの直接合成が室温で進行することを見出した.アノードのキャラクタリゼーションを行った結果,Pdナノ粒子が重要な作用をしていることが分かった.ナトリウムフェノキシドは支持電解質として機能するばかりでなくカルボニル化反応の反応促進剤としても機能していることを解明した.以上の結果は,23年度の研究目標をほぼ達成しており,24年度研究計画に結びつくと考えられる.23年度研究において,Pdナノ粒子が重要な作用をしていることを見出している.この成果を踏まえて高活性Pdアノードを開発する.

そこで,様々な粒子径を有するPdナノ粒子を各種炭素担体上に固定化し,Pd/Carbon電極触媒のPdナノ粒子の粒子径適切化,Pd担持量ー担持密度適切化,および炭素担体比表面積,表面官能基密度の適切化を行う.さらに,23年度結果を踏まえ,最適な支持電解質の選択と反応条件の適切化を行う.以上のような検討により,DPC生成活性を最低でも10倍,期待値としては100倍に促進させる.以上の結果を踏まえ,新規ノン・ホスゲンDPC合成法の工業的応用に向けた研究開発の方向性,および優位性や課題などを明らかにする.24年度は様々な粒子径を有するPdナノ粒子を各種炭素担体上に固定化し,Pd/Carbon電極触媒のPdナノ粒子の粒子径適切化,Pd担持量ー担持密度適切化,および炭素担体比表面積,表面官能基密度の適切化を行う.このためには各種Pd化合物,炭素材料,調製用溶媒,調製用硝子器具が必要であり,また電解カルボニル化を実施するためには,電解セル,フェノール,一酸化炭素,溶媒などの消耗品が必要である.研究経費はこれら消耗品に当てる.
酸化還元分子集合系にによる新しい光情報変換・記録簿膜の構成

配列や位置を規制して分子を組織化すると、単独では不可能な優れた機能発現が期待できる。本研究では、酸化還元分子集合系により光情報変換・記録有機薄膜の構成を目指し、イオン対電荷移動錯体の光誘起エレクトロクロミズムによる書き換え可能な超高速光記録と酸化還元複合単分子累積膜による光電変換を行なう。本年度は次のような成果を得た。1)高分子電荷移動錯体キャスト膜による超高速光記録4,4'ービピリジニウムイオンを主鎖の一部に含むポリマ-のテトラキス[3,5ービス(トリフルオロメチル)フェニル]ボレ-トアニオン塩を合成した。このキャスト膜を脱気下,ピコ秒レ-ザ-(355nm)で励起すると、単一パルス照射で淡黄色から青色に変化した。青色種の生成は数十ピコ秒で起こり、超高速書き込みが可能であることがわかった。昨年度の定常光での結果と併せて本ポリマ-系は超高速・高密度光メモリ-への応用が期待される。2)高分子イオン対CT錯体の光誘起電子移動に伴う発光・吸収変化有機溶液中、脱気下で4,4'ービピリジニウムポリマ-のCT吸収を励起すると溶液が淡黄色から青色に方化した。青色状態は可逆的に減衰し、光照射により繰り返し生成した。さらにこの電荷移動錯体は室温の溶液あるいは固体フイルム中でCT蛍光を示すことがわかった。この蛍光は光誘起電子移動反応に伴って減衰し、その逆反応により増加することもわかった。記録の読みだしに関して新しい方法になる可能性がある。3)光導波路法による酸化還元型超薄膜の光誘起電子移動の高感度計測光導波路法による微小吸光度変化の高感度計測系の改良を進めた。モニタ-レ-ザ-の変動補正などにより脱気下での4,4'ービピリジニウムポリマ-の光誘起電子移動反応による色変化の検出限界膜厚が約十倍改良された。薄い膜ほど酸素に対する感度がいいことも明らかにした。