hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モバイルVR環境での数学及び理科教材の開発とその評価

その操作は,電源ボタンをトリガーとして,視線で投射角を決め,速度を決めると,ボールが投射される.その際,ボールの移動と自身の視点と一致しているため,自身が飛んでいる感覚が得られる.このアプリの教材としての評価実験をアンケートを用いておこなった.その結果,小さな角度の場合や速度が小さい場合には誤差あること,多くの人が本アプリを楽しめたという評価が得られた.後者は, HTC Vive上で動作するVRアプリである.こちらは,発言した数式を認識し, VR空間上に描画するプログラムとなっている.このプログラムでは,認識部分をIBM社のWatsonでおこない,数式としている.その数式の評価をおこない, 3次元空間の点集合を作成している.その点集合から, VR空間での曲面近似を作り,表示している.また,コントローラを用い,曲面に近づいたり,様々な視点から曲面を見ることができる.このプログラムの評価をユーザによるアンケートに基づき評価した.アプリケーションとして,概ね良い評価を得られた.また,自由記述として, "数学は苦手だが,楽しかった"という回答があった.そのため,本アプリの目指している結果が得られていると考える.本年度は, 2種類のプログラムを作成し,これらの評価をおこなった.これらは,平成31年度に予定していたグラフ描画と力学的運動のプログラムである.進捗としては,予定よりも進んでいるが,完全に実現ができたわけではない.次の点がまだ実施できていない.前者は, HTC Vive上で動作をしているため,中等教育の現場では簡単に利用することができない.また,音声認識としては, IBM社のものを利用しているため,ネットワークに接続している必要がある.そのため,ネットワーク環境がない環境では使うことができない.Unityで開発をおこなっているため, Android向け, iPhone向けのアプリとして出力できる.今後,携帯端末向けの開発をおこなう予定である.後者では,放物運動を扱い, Androidアプリとして開発をおこなった.アプリとして動作させた際に見られる実際との誤差や教材としての評価をアンケートを用いておこなった.このアプリは,ネットワークを使うこともなく, Android端末であれば利用できる形になっている.そのため,現状の中等教育での利用が可能である.本来の計画では,このアプリを用い,入力方法の検討をおこなう予定であった.しかし,入力方法として,実装が終了したのは,視線を用いる方法だけであった.そのため,入力方法の検討がおこなえていない.また,あまり進捗のない点として,付属高校の教員に対する調査がある.これは,実際に動作するアプリを用いて,対面で説明をおこない,議論をおこなうことを予定していた.
敏捷性に着目した簡易的な易転倒者スクリーニング手法の考案とその臨床的応用

本研究では、(1)高齢者の転倒要因の抽出、(2)転倒の新しい概念モデル作成を目的とした。課題1では、高齢者78名を転倒群と非転倒群に分け、運動機能評価を横断的に調査した。課題2では、高齢者76名を対象とし、構造方程式モデリングによって転倒に関する要因の相互関係を検討した。その結果、高齢者の転倒には下肢の敏捷性、その背後に潜在する移動能力には下肢筋力とバランス能力が直接的に関連する要因であることが示唆された。最終モデルにおいて、高齢者の転倒に関連する要因の相互関連性をパス・ダイアグラムとして視覚化した(GFI:0.98、AGFI:0.94、RMSEA:0.00)。本研究の目的は、転倒による新規要介護認定者の発生予防を目的とした易転倒者スクリーニング手法の考案とその臨床的応用である。従来の転倒評価法は、下肢筋力やバランスに焦点を当てているが、対象とする母集団の違いからスクリーニングとしての精度にバラツキがみられる。また、高価な機器を用いることや測定内容が複雑で理解しにくいことが問題視されている。この問題に対して、機器等を用いることがなく、誰でも、どこでも、理解しやすい評価法を考案し、易転倒者を早期に発見し、その後の適切な介入によって転倒予防につなげていくことを目的とする。健康寿命の延伸や介護予防においては、高齢者の体力や機能的状態が大きく関与し、とりわけ歩行機能や転倒予防が重要である。転倒リスクには、内的要因と外的要因があり、そのなかでも転倒歴、歩行障害、バランス障害および下肢筋力の低下はそのほかの要因よりも転倒に対する相対リスクが高いとされている。しかし、これらの要因は運動機能が比較的高い高齢者ではリスクが検出できないことがある。転倒は、これらの諸要因が相互に影響し合い、その結果として発生すると考えられる。そこで、本研究では転倒に関連する要因として敏捷性(agility)を追加し、それぞれの要因の相互関連性を構造方程式モデリングによって包括的に分析した。その結果、運動機能評価ではステッピングのみが転倒群と非転倒群に有意差(p<0.05)が認められた。また、高齢者の転倒に関連する要因の相互関連性をパス・ダイアグラムとして視覚化した。最終モデルは、統計学的にモデルを採択する基準を満たしていた(GFI:0.98、AGFI:0.94、RMSEA:0.00)。本研究の成果として、高齢者の転倒には下肢の敏捷性、その背後に潜在する移動能力には下肢筋力とバランス能力が直接的に関連する要因であることが示唆された。そのため、転倒予防には予期しない外的刺激に対していかにすばやく1歩を踏み出せるかが重要な役割を果たし、この敏捷性を積極的に促すことが必要であると考えられた。地域在住高齢者78名の測定がすでに終了し、データ解析を進めている。また、計画していた内容の解析結果の一部をすでに学会発表しており、学術誌に論文も採択されている。転倒予防構造方程式モデリング(structural equation modeling:SEM)を用いた新しい転倒概念モデルの作成を今後進めていく予定である。平成26年度の研究で得られたデータおよび転倒に関する先行研究をもとに構造方程式モデリングを行う。使用ソフトウェアはAMOS20(SPSS社)である。仮説モデルの適合度等によって最終的な修正モデルを構築する予定である。備品等や学会旅費等の差額が未使用分として残った。測定に必要な備品は揃っており、新規の機器購入等の予定はない。今後、学会での成果発表のための旅費等や消耗品費が必要となる。
宇宙線天体物理学の理論的研究

1。宇宙線の加速源および加速機構の研究を進めた。超新星残骸および電波銀河について、磁場と衝撃波面の垂線とが斜効する斜め衝撃波で得られる最大エネルギーの解析的評価を行い、最大エネルギーがそれぞれ、10^<16>eV、10^<20>eVに達し得ることを明らかにし、平行衝撃波の場合の問題点の有力な解決法を提案した。さらに、モンテカルロシミュレーションによって詳しい検討を進め、基本的に解析的評価を確認した。残った課題として、衝撃波面の幾何学的形状の影響の問題がある。膨張する球状衝撃波についての研究を開始した。2。加速理論を検証する観測との比較の可能性をいくつか考察した。加速源での宇宙線スペクトルは、銀河系内のものよりかなり硬くなるので、物質と衝突した際に発生するγ線も高エネルギーでは、加速源が強く観測される可能性がある。通常の超新星残骸のガス密度や宇宙線強度にたいして期待される高エネルギーガンマ線の強度を計算し、既存のチェレンコフ光観測装置や空気シャワー観測装置の検出限界が約一桁近く改善されれば、ガンマ線が観測可能であることを示した。3。GRO衛星で観測されたBlazarからのGeVガンマ線の放射機構についての検討も行った。このガンマ線は、相対論的ジェット中の衝撃波による電子加速が関与しており、軟光子の逆コンプトン散乱によって生成されることを論じた。ガンマ線の最大エネルギーは電子の最大エネルギー、および光子光子衝突による吸収によって決定されるので、ガンマ線観測は電子加速過程にたいする強い制限を与えることになる。1。2。3。1。各エネルギー領域における銀河宇宙線の加速源、および個々の源で得られる最大エネルギーの評価を進めた。10^<16>eV以下のエネルギー領域では超新星残骸の衝撃波がその候補となる。斜め衝撃波で得られる最大エネルギーについて、モンテカルロシミュレーションにより、平面衝撃波にたいしては最大エネルギーが10^<16>eVに達し得ることを明らかにした。現実には衝撃波の形状は平面ではなく球状に近いので磁場の大局構造が問題となる。現在この場合の取扱いを検討中である。2。宇宙線には陽子のみではなく、ヘリウムから鉄にいたる原子核も存在する。衝撃波加速理論にしたがえば、最大エネルギーは電荷に比例するので、10^<16>eVを境界にして組成が大きく変化することになる。また、加速源での宇宙線スペクトルは、銀河系内のものよりかなり硬くなるので、物質と衝突した際に発生するγ線も高エネルギーでは、加速源が強く観測される可能性がある。現在これらの定量的検討を進めている。3。宇宙線に関連した天体物理的問題の考察を行なった。GRO衛星で観測された活動銀河からの高エネルギーγ線放射機構を検討し、相対論的ジェット中の衝撃波による電子加速で説明するモデルを提案した。銀河系の年齢の古い星で観測された、BeとBが銀河形成期の宇宙線による破砕反応で説明できることを示した。現在、以上の成果についていくつかの論文を準備中である。1。超新星残骸および電波銀河について、磁場と衝撃波面の垂線とが斜交する斜め衝撃波で得られる最大エネルギーの解析的評価を行い、最大エネルギーがそれぞれ、10^<16>eV、10^<20>eVに達し得ることを明らかにした。膨張する球状衝撃波ついての研究を開始した。2。加速源での宇宙線スペクトルは、銀河系内のものよりかなり硬くなるので、物質と衝突した際に発生するgamma線も高エネルギーでは、加速源が強く観測される可能性がある。

通常の超新星残骸のガス密度や宇宙線強度にたいして期待される高エネルギーガンマ線の強度を計算し、既存のチェレンコフ光観測装置や空気シャワー観測装置の検出限界が約一桁近く改善されれば、ガンマ線が観測可能であることを示した。現在進行中あるいは計画中の装置は十分超新星残骸からのガンマ線を観測可能であり、近い将来、宇宙線の加速過程が直接観測可能になると期待される。3。GRO衛星で観測されたBlazarからのGeVガンマ線の放射機構についての検討も行なった。このガンマ線は、相対論的ジェット中の衝撃波による電子加速が関与しており、軟光子の逆コンプトン散乱によって生成されることを論じた。ガンマ線の最大エネルギーは電子の最大エネルギー、および光子光子衝突による吸収によって決定されるので、ガンマ線観測は電子加速過程にたいする強い制限を与えることになる。
腸管病原性大腸菌の新規病原因子の同定と感染における役割の研究

本研究で得られた主な知見は以下の通りである。(2)LIMが血清型の異なるEPEC、腸管出血性大腸菌EHEC O157:H7、ウサギ腸管病原性大腸菌RDECにも共通に存在しており、病原性発現に重要な役割を担っている可能性が示唆された。(3)EPECのEAFプラスミドについて付着因子BFPと転写制御因子BfpTVWをコードする遺伝子領域以外の病原性関連遺伝子の検索を行うためプラスミドの全塩基配列を決定した。その結果、プラスミドは69917塩基対よりなり、80個のORF(Open Reading Frame)が含まれていることが明らかとなった。そのなかには、病原性因子をコードすると思われるもの、プラスミドの複製維持に関与するもの、挿入配列由来のものなどが見いだされた。病原性に関与すると予想されるものには、腸管出血性大腸菌O157:H7の保有するプラスミドに見いだされたtoxB遺伝子と高い相同性を示すもの、EPEC染色体上のLIM病原性領域に見いだした病原性因子特異的シャペロンをコードする遺伝子trcAと相同性を示すものがあった。EPEC(腸管病原性大腸菌)の付着因子Bundle-forming pili(BFP)およびInti minの発現はプラスミド上にコードされる転写調節囚子BfpT,V,Wによって正に調節されており、本調節遺伝子が同時に多数の病原性遺伝子の発現を調節している可能性が示唆されている。そこで未知の病原性遺伝子を探索することを目的に、DNA結合能のあるBfpTを精製し、これに特異的に結合するプロモーターDNA断片をEPECより分離した。さらに選択されたプロモーターの中から転写活性がbfpTVW遺伝子の存在により影響されるものを選別した。その結果、bfpTに調節されるプロモーター(遺伝子)が多数分離され、それらは正あるいは負に調節されるものに分類された。塩基配列を検討した結果、正に調節されているプロモーターのひとつは新規の遺伝子であり、非病原性大腸菌E.coli K12株には存在していなかった。さらにEPEC染色体上の当該プロモーターを含むEPEC特異領域は約4.9kbであること、少なくとも4つのORF(ORF1-4)を含むことを見い出した。当該プロモーター下流のORF(ORF1)には約20kD蛋白質がコードされ、赤痢菌細胞侵入性導伝子群の一つIpgB蛋白質と相同性を示した。orf1遺伝子の挿入変異株は培養細胞への付着能が低下し、BFPの発現が低下していた。精製したORF1蛋白質はBfpA蛋白質と値接結合すること、およびE.coliK12株においてorf1遺伝子と共存することによりBfpAの産生量が増加することからorf1はシャペロン様の蛋白質をコードしていることが示唆され、evcA(EPEC virulence specific chaperone-like protein)と名付けた。EPEC(腸管病原性大腸菌)の細胞付着因子およびその転写制御因子は、EPECが保有するプラスミドDNA(EAFプラスミド)にコードされている。EAFプラスミドは血清型の異なるEPEC間でも共通に見いだされ、EPECの病原性発現には必須であると考えられている。いずれのプラスミドも大きさは60-80kbであることが知られているが、上記の付着因子(Bundle-forming pili:BFP)と転写制御因子(bfpTVW)をコードする遺伝子領域以外は不明であった。そこで未知の病原性関連遺伝子の検索を行うためEPEC B171(O111:NM)株の保有するEAFプラスミドpB1.71の全塩基配列を決定した。その結果、pB171は69917塩基対よりなり、80個のORF(Open Reading Frame)が含まれていることが明らかとなった。それらのORFのなかには、病原性因子をコードすると思われるもの、プラスミドの複製維持に関与するもの、挿入配列由来のものなどが見いだされた。病原性に関与すると予想されるものには、腸管出血性大腸菌O157:H7の保有するプラスミドに見いだされたtoxB遺伝子と高い相同性を示すもの、EPEC染色体上のLIM病原性領域に前年見いだした病原性因子特異的シャペロンをコードする遺伝子trcAと相同性を示すものがあった。

RepFIIAとRepFIBに相同性を持つ2種類の異なる複製領域が見いだされ、さらにF因子の持つプラスミド安定分配機構と類似の機構を持つと思われる領域が見いだされた。プラスミドには全体にわたって完全長あるいは部分長の挿入配列がみられEAFプラスミドが様々な段階を経て形成されてきたことが示唆された。一方で、腸管出血性大腸菌O157:H7の染色体上に見いだされた病原性関連領域と推定される配列がEPEC染色体上にも存在していること、さらに多くの病原性大腸菌に保存されていることを見いだした。
複合的アプローチを用いた多発性嚢胞腎の新規病態メカニズム解明

多発性嚢胞腎は両側の腎臓に嚢胞が無数に生じ最終的には腎不全に至る遺伝性の疾患である。一次線毛の異常との関連性が明らかにされているが、その病態メカニズムは不明な点が多く残されている。本研究ではトランスクリプトーム解析により原因の異なる多発性嚢胞腎モデルに共通する発現変動遺伝子を同定し、それらの遺伝子を過剰発現やノックアウトしたゼブラフィッシュにおける腎臓の表現型を解析することで、多発性嚢胞腎に関連する新たな遺伝子を同定する。これらの遺伝子を過剰発現やノックアウトした培養細胞における一次線毛形態を解析することで、多発性嚢胞腎の新たな病態メカニズムを解明する。
遺伝子座の集積によりトウモロコシに匹敵する高い光合成能力をもつイネを作出する

インド型多収水稲品種タカナリとコシヒカリの交雑自殖後代にC4植物のトウモロコシに匹敵する高い光合成速度を示す系統(HP-a)があり、コシヒカリ対立遺伝子がタカナリ遺伝背景のイネの光合成速度を高める量的形質遺伝子座(QTL)が、第1染色体短腕側と長腕側、第3染色体長腕側、第7染色体短腕側と長腕側に計5つ見出されている。本研究の結果、HP-aのもつ4つのQTLをすべてタカナリに集積すると、光合成速度はHP-aの光合成速度とほぼ等しくなること、そして、5つのQTLをいろいろに組み合わせて集積して集積効果を解析したところ、5つのQTLすべてがプラスの効果をもって積み重なることが分かった。日本型水稲品種コシヒカリの対立遺伝子が、イネ品種の中で最高の光合成能力を示す1つである多収性インド型品種タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度をさらに高める5つの遺伝子座(第1染色体に座上するqHP1aとqHP1b、第3染色体に座上するqHP3、第7染色体に座上するqHP7aとqHP7b)のうち、本年度はqHP1bとqHP7aを集積した準同質系統NIL(1b+7b)、qHP7aとqHP7aを集積した準同質系統NIL(7a+7b)の光合成速度、乾物生産特性、子実収量を比較した。NIL(1b+7b)は,光合成速度を高める遺伝子座を一つもつ両親(NIL1b、NIL7b)に比較して、穂ぞろい期の止葉の光合成速度がさらに有意に高くなり,明らかなQTLの集積効果が認められた。しかし、NIL(1b+7b)は両親の性質を併せもち、タカナリに比べて出穂日が早い、個体群受光態勢と密接な関係のある葉身傾斜角度が小さい、登熟期の葉面積指数が小さいことなどによって、収穫期乾物重と子実収量はタカナリを有意に上回ることはなかった。NIL(7a+7b)は,光合成速度を高める遺伝子座を一つもつ両親(NIL7a、NIL7b)に比較して、穂ぞろい期の止葉の光合成速度がさらに有意に高くなり,明らかなQTLの集積効果が認められた。NIL(7a+7b)も両親の性質を併せもち、タカナリと比較して、幼穂形成期から穂ぞろい期の間のCGRが大きい傾向があったにも関わらず、出穂期が早いことによって穂ぞろい期の乾物重が小さかった。そのため登熟期はNARが高く,CGRも高かったが,収穫期の乾物重はタカナリを上回ることはなかった。収量は収穫指数が大きいことによってタカナリを上回った。タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子5つすべてを集積する系統の育成を進めた。日本型水稲品種コシヒカリの対立遺伝子が、イネの中で最高の光合成能力を示す多収性インド型品種タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度をさらに高める5つの遺伝子座(第1染色体に座上するqHP1aとqHP1b、第3染色体に座上するqHP3、第7染色体に座上するqHP7aとqHP7b)のうち、本年度は2つの遺伝子座を集積した9つの準同質遺伝子系統および3つの遺伝子座を集積した4つの準同質遺伝子系統を作成し、光合成速度、乾物生産量、子実収量を測定した。そして、測定結果をタカナリ、単独遺伝子座系統(単独系統)、2遺伝子座集積系統(2集積系統)、3遺伝子座集積系統(3集積系統)の4つのグループに分けて比較した。止葉の光合成速度はタカナリと比較して単独系統で有意に高く、2集積、3集積系統では単独系統よりもさらに高くなり、明らかな集積効果が認められた。供試系統の中には出穂期がタカナリより約1週間早い系統があったため、出穂の早い系統を除いて収穫期の乾物重をタカナリと比較したところ、単独、2集積、3集積系統のいずれも高い傾向があった。また、収穫期乾物重を生育日数で割って求めた1日当たり乾物増加速度を比較すると、3集積系統でタカナリよりも有意に高く、単独系統、2集積系統においても高い傾向が見られた。出穂の早い系統を除いて部分刈り収量をタカナリと比較すると、2集積系統は有意に高く、単独系統と3集積系統も高い傾向があった。収穫指数にはタカナリと単独系統、集積系統の間に相違が認められなかったことから、収量の相違は乾物生産の違いによると推察された。併せて、タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子を4つ集積する系統、そしてさらに5つすべてを集積する系統の育成を進めた。タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子5つのうち、3つの遺伝子座をもつほとんどの組合せ系統、およびの4つさらには5つすべての遺伝子座を集積する系統を育成できたが、これらについて、光合成速度、光合成に関わる生理的性質の検討が次年度に積み残された。日本型水稲品種コシヒカリの対立遺伝子が、イネの中で最高の光合成能力を示す多収性インド型品種タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度をさらに高める5つの遺伝子座(第1染色体に座上するqHP1aとqHP1b、第3染色体に座上するqHP3、第7染色体に座上するqHP7aとqHP

7b)を4つあるいは5つまで集積した準同質遺伝子系統(NIL)を完成させ、光合成速度を高める遺伝子座を1つもつNILから5つすべての遺伝子座を集積したNILまで計25のNILの光合成速度、乾物生産量、子実収量をタカナリと比較した。光合成速度はすべての系統でタカナリに比較して高い値を示し、光合成速度を高める遺伝子座の集積数が多くなるほど光合成速度は高くなる傾向を示した。遺伝子座を1つもつ系統と2つもつ系統の光合成速度の実測値から相加効果・相互作用を含めた予測モデルを作成して3つから5つの遺伝子座の集積系統の光合成速度を予測したところ、予測値と実測値との間に高い回帰係数(R2=0.73)が得られ、遺伝子座が加わることによって光合成速度が相加的に増加することを確認できた。一方、光合成速度の遺伝子間相互作用は検出されなかった。光合成速度と葉のクロロフィル含量を示すSPAD値との間には有意な相関が認められたが、光合成速度と気孔伝導度との間には有意な相関は認められなかった。SPAD値と気孔伝導度を説明変数とした光合成速度に対する重回帰分析の寄与率は31%であった。収穫期の全乾物重は2系統でタカナリに比較して高くなったが、その他の系統ではタカナリを下回り、子実収量にはタカナリを超える系統は認められなかった。光合成速度を高める遺伝子座の集積効果を乾物生産や子実収量に及ぼすためには、出穂期を早めるなどの他の乾物生産や収量に関わる形質の遺伝子を含まない遺伝子座を集積していく必要があるものと考えられた。インド型多収水稲品種タカナリとコシヒカリの交雑自殖後代にC4植物のトウモロコシに匹敵する高い光合成速度を示す系統(HP-a)があり、コシヒカリ対立遺伝子がタカナリ遺伝背景のイネの光合成速度を高める量的形質遺伝子座(QTL)が、第1染色体短腕側と長腕側、第3染色体長腕側、第7染色体短腕側と長腕側に計5つ見出されている。本研究の結果、HP-aのもつ4つのQTLをすべてタカナリに集積すると、光合成速度はHP-aの光合成速度とほぼ等しくなること、そして、5つのQTLをいろいろに組み合わせて集積して集積効果を解析したところ、5つのQTLすべてがプラスの効果をもって積み重なることが分かった。タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子を4つから5つに増やし、2つの遺伝子座をもつすべての組合せ系統の育成を完了した。併せて、5つの遺伝子座を集積する系統の育成を進めた。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると言える。タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子5つのうち、3つの遺伝子座をもつほとんどの組合せ系統、およびの4つさらには5つすべての遺伝子座を集積する系統を育成できたので、これらについて、光合成速度、光合成に関わる生理的性質を明らかにしたい。作物学タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子5つのうち、2つの遺伝子座をもつすべての組合せ系統の作出を完了したので、これらについて、光合成速度、光合成に関わる生理的性質を明らかにし、乾物生産と子実収量の高い集積系統を見出す。併せて、5つの遺伝子座を集積する系統の育成を目指す。タカナリを遺伝背景とするイネの葉の光合成速度を高めるコシヒカリの対立遺伝子5つのうち、3つの遺伝子座をもつほとんどの組合せ系統、およびの4つさらには5つの遺伝子座を集積する系統を育成できた。これらについて、光合成速度、光合成に関わる生理的性質を明らかすることで、研究延長が認められたので、次年度の研究のために研究費を残した。次年度は本年度よりもさらに多くの光合成測定を予定している。
アディポネクチン・コーティングステントの開発とその血管内治療における有効性の検証

今回の検討で人工基材表面上への安定したアディポネクチン(Adpn)の高密度化学固定は可能となり、Adpn固定表面での内皮細胞接着促進および分化促進効果は確認された。しかしeNOSの発現亢進および細胞老化抑制作用は化学固定表面では得られず細胞の接着固定作用、細胞の足場形成作用のみと考えられAdpn化学固定ステントによる臨床的有用性は期待されにくいものと結論された。交付申請書に記載した今年度の実施計画内容は以下で、現在基礎検討技術の安定を図りつつ検討を行っている。1)アディポネクチン化学固定の実施:アディポネクチン蛋白の金属及びガラス片表面での固定については、金沢工業大学教授松田武久先生の教室に伺い施工中。本来松田研ではVEGFの化学固定に特化した機器の設定になっており、今回対象とするアディポネクチンを表面にムラなく均一に塗布するためにプログラムの調整等が必要とされ、作成しながら条件調整を進めている。現在施行しているのは試薬メーカーより購入した高純度の単量体アディポネクチンであるが、本研究においては少なくとも最終年度までに遺伝子合成し純度が高いとは言えない高分子型アディポネクチンを化学固定する事を目標としており、その作成を視野に入れた条件検討も平行して行っている。2)作成した化学固定表面への細胞接着の検討:現在までに検討しでいる細胞は2種類。ヒト臍帯静脈由来内皮細胞(HUVEC)およびVolunteerの末梢血より分離した単核球である。比較対象としては松田研でルーチンに作成されているVEGF化学固定表面で、細胞の接着、伸展、増殖、剥離を電子顕微鏡的に検討している。現時点までに得られている知見は以下である。1.付着:アディポネクチン化学固定表面にHUVECは接着する。VEGF固定表面と時間経過で付着面積を検討すると同程度と考えられる。2.伸展-伸展-増殖:48-72時間での細胞の伸展は再現性を持って観察され、剥離/脱落はほとんど認められない。ただし増殖についてはVEGFには劣る。3.単核球については有意な付着は観察されない。以上の結果よりステント表面素材としてのアディポネクチンの有用性が確認された。本年度は人工基材表面上ヘアディポネクチンの高密度化学固定を行ない、ヒト血管内皮細胞および単核球を培養し、その接着・増殖性を検討した。●高密度蛋白質表面設計:まず、人工基材の設計では、円型ガラスにポリ(エチレン-CO-ビニルアルコール)共重合体を薄膜コーティングし、ついで表面水酸基をカルボジイミダゾールで活性化し、ついで蛋白質溶液に浸漬して蛋白溶液を高密度固定した。水酸基の活性化および蛋白質の固定化はX線光電子分析装置により極微表面層の元素分析より同定し、また蛋白質の高密度固定は、螢光標識蛋白濃度と表面螢光強度の相関より明らかにした。●細胞挙動:アディポネクチン、血管内皮増殖因子(VEGF)およびこれらの1:1の混合溶液による蛋白質固定化表面に、ヒト内皮細胞および密度傾斜法で採取した単核球を播種し、接着(培養1日目)・増殖(培養5日目)挙動を検討した。いずれの表面でも内皮細胞は接着1日目で伸展し、5日目では増殖していた。一方、単核球の場合では、いずれの表面でも1日目では接着したが伸展は限られており、5日目では伸展増殖する傾向を示した。これらのことから、アディポネクチンはVEGFと同様に内皮細胞の接着を促進し、且つ単核球成分の内皮細胞への分化を誘導している可能性を示した。●アディポネクチン固定化表面の意義:アディポネクチンがVEGFと同等の内皮細胞の接着・増殖性に加え、単核球の分化を促進する実験事実が見出された。これらの結果と最近の文献による(1)液相アディポネクチンはEPCの分化誘導を促進し、(2)遊走のchemoattractantとして作用すること、(3)EPCの老化を阻害する事等が報告されていることを統合すると、アディポネクチン単独あるいはアディポネクチン/VEGF混合蛋白層はEPCの血中捕捉・分化誘導・機能に単独又は協奏的に作用しうるものと期待でき、来年度のテーマとする。3年間の検討の中で人工基材表面上へアディポネクチン(Adpn)の高密度化学固定は安定して行えるようになった。またAdpn固定表面でのVEGFと同程度の内皮細胞接着促進および分化促進効果は確認されていた。しかしながら当初より基剤表面へのAdpn固定が強固でおそらく基剤からの脱落が少ない材料を繰り返し用いられるようになるにつれて、計画提出前に行われていたPilot studyの段階では再現性を持ってpositiveであったeNOSの発現亢進および細胞老化抑制が再現性が乏しくなってゆくことが明らかとなってきた。当初は手技的な問題および化学固定用試薬調整の問題化と思われたが、これは検討を繰り返すうちに、当初細胞表面へのAdpn固定が不十分な材料ではこれまでに多数報告のある液相下のAdpnと同様に細胞内に取り込まれた結果ではないかと推測されるようになってきた。

これは当初期待されたAdpn化学固定により細胞内へのAktをはじめとするシグナル促進作用が、細胞内にAdpnが取り込まれず接触に留まる固定表面では行われないことを意味する。繰り返しの検討の結果としてAdpnの基剤表面への固定の効果はフィブロネクチン(Fbn)等と同様の細胞の接着固定作用、細胞の足場形成作用のみと考えられた。その状況下ではFbnより高価なAdpnを用いる接着固定作用がFbnに勝る点を有するのかとの議論になる。こちらも複数の検討で優位性は示されないものと判断された。さりながら応用的検討としてVEGF固定表面にAdpnを同時に固定する事でのVEGFコーティングステントでのEPC捕捉作用の増強も期待されると考えて検討を追加したが、同検討においても十分な優位性を示すことはできなかった。この2年間でアディポネクチン化学固定ステントが作成可能な事は確認された。またアディポネクチン単独の固定ステントよりはVEGFとの混合ステントの方が実際に臨床を含めた応用を考慮した場合には発展性が大きい事まで明らかとなった。その上で次年度より大型動物での検討に移る予定であり、概ね順調に進展している者と判断される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はVFGF混合アディポネクチン化学固定ステントをミニブタの頸動脈および大腿動脈に留置する。その上でEPCの補足、表面被覆に関して以下の検討を行う。具体的には1匹のブタの両側頸動脈、大腿動脈の計4カ所にVEGF混合アディポネクチン化学固定ステントを留置し1ヶ月後にEPCの補足および血管内皮細胞の被覆を確認する。特にアディポネクチンの作用はVEGFに引き寄せられたEPCを血中マクロファージによる除去や障害から保護する事で発揮される可能性があるため、マクロファージの遺伝子や蛋白発現についても検討する。またステント固定部位の血管の断層面でのvasa vasorumの発達、外膜側の変化について病理的に検討を進めるための準備を行う。
ジーントラップ・マイクロアレイによるマウス・ゲノムの網羅的な機能解析

我々は、マウス・ゲノム科学における新しい研究手法の開発を第一の目標にし、本研究を推進している。まず、マウスのES細胞とレトロウイルス型ジーントラップ・ベクターRET(改良型poly Aトラップ方式を採用)を利用してランダムなジーントラップを行い、これまでに約2000個のES細胞コロニーをピックアップした。それぞれのES細胞クローンからRNAを抽出し、3'RACE法によりトラップされた遺伝子のcDNA断片を増幅したあと、direct sequencingによってその塩基配列を決定した。その塩基配列の情報に基づき、それぞれの遺伝子に特異的なPCRプライマーを合成し、3'RACE法によって得られたものよりもさらに高純度のcDNA断片を増幅し、DNAアレイを作製した。このアレイを用いたスクリーニングにおいて、マウスの脳で特異的に発現する新規遺伝子を見出し、その遺伝子がトラップされたES細胞クローンを用いることにより、直ちにその新規遺伝子に関するノックアウト・マウスを作製した。このランダムなジーントラップに基づいたDNAアレイの大きな特徴は、従来のゲノム解析法では遺伝子として見なされたことのない、未知の(unknown)遺伝子候補配列を数多く含んでいることである。我々のアレイを用いたスクリーニングでは、このような遺伝子候補配列の場合でも、しばしばマウスの組織におけるmRNAレベルでの発現を確認することができた。つまり、ランダムなジーントラップに基づいたDNAアレイを用いることにより、遺伝子の発現パターンのみを指標にして(その塩基配列には依存せず)全く新規の遺伝手群を同定し、直ちにそれらをマウスの個体レベルでノックアウトすることが可能になったのである。この新しい手法の開発により、マウス・ゲノムの網羅的な機能解析の分野に大きな突破口が切り開かれた、と言うことができる。
スポーツにおける行動規範を規定する要因分析

本研究の一番大きな目的は,態度測定における質問紙調査法の問題点をふまえて,それを補うことのできる方法論の開発であった.すでに作成した質問紙による行動規範尺度を参考にして,軟式テニスでよくおこるスポーツマンシップが問題にされる状況を設定し,映像化による尺度を作成する試みを行った.初年度はビデオ映像を作成する作業を行い,予備的な映像尺度ができあがった.今年度は,それを用いて尺度の信頼性・妥当性を高めながら,行動規範を規定する要因の分析を行う予定であったが,その映像をさらに手を加えることに時間と労力が費やされ,最終的に質問紙と併用した約20分程度の軟式テニスにおける行動規範の映像化尺度が作成された.予備的に,中学軟式テニス部員103名を対象として,調査測定の可能性について検討するために映像をみせながら質問紙に回答させた.その結果,映像化された10の事例は,その状況がほとんど理解できるものであり,より生きた映像で示されるためわかりやすく,質問紙だけの反応とは異なると考えられる.この点については,方法論による反応傾向をみておく必要がある.今回は,本調査として中学生のみを対象として,男女あわせて304名の軟式テニス部員を測定した.テレビモニターで測定を実施するため,場所ならびに人数の制約があり,当初予定していた600名を大幅に下回った.従って,性別,経験年数別,ポジション別,目的志向別,競技水準別などの個人的要因について,その傾向性をみるだけにした.今後,高校生,大学生への測定計画を予定しており,多くのサンプルを収集した上で標準化の手続きや要因分析を進めていきたい.ただ今回の収穫として,新しい測定法の開発だけでなく,つくられた映像そのものがひとつのスポーツ教育の教材として機能することが示唆された.映像に説得的コミュニケーションを入れることによる行動規範の変容も課題にしていきたい.本研究の一番大きな目的は,態度測定における質問紙調査法の問題点をふまえて,それを補うことのできる方法論の開発であった.すでに作成した質問紙による行動規範尺度を参考にして,軟式テニスでよくおこるスポーツマンシップが問題にされる状況を設定し,映像化による尺度を作成する試みを行った.初年度はビデオ映像を作成する作業を行い,予備的な映像尺度ができあがった.今年度は,それを用いて尺度の信頼性・妥当性を高めながら,行動規範を規定する要因の分析を行う予定であったが,その映像をさらに手を加えることに時間と労力が費やされ,最終的に質問紙と併用した約20分程度の軟式テニスにおける行動規範の映像化尺度が作成された.予備的に,中学軟式テニス部員103名を対象として,調査測定の可能性について検討するために映像をみせながら質問紙に回答させた.その結果,映像化された10の事例は,その状況がほとんど理解できるものであり,より生きた映像で示されるためわかりやすく,質問紙だけの反応とは異なると考えられる.この点については,方法論による反応傾向をみておく必要がある.今回は,本調査として中学生のみを対象として,男女あわせて304名の軟式テニス部員を測定した.テレビモニターで測定を実施するため,場所ならびに人数の制約があり,当初予定していた600名を大幅に下回った.従って,性別,経験年数別,ポジション別,目的志向別,競技水準別などの個人的要因について,その傾向性をみるだけにした.今後,高校生,大学生への測定計画を予定しており,多くのサンプルを収集した上で標準化の手続きや要因分析を進めていきたい.ただ今回の収穫として,新しい測定法の開発だけでなく,つくられた映像そのものがひとつのスポーツ教育の教材として機能することが示唆された.映像に説得的コミュニケーションを入れることによる行動規範の変容も課題にしていきたい.我々は、スポーツにおける行動規範を質問紙尺度によっていろいろな角度から分析してきた。本研究では、質問紙による限界を考慮して、ビデオを用いた映像化による反応尺度を作成する試みを行った。今年度は、特に軟式テニスおよびハンドボールの種目を対象にして、ルールに反するような行為やスポーツマンシップが問題にされるような場面などいくつかの状況を設定し、それを大学のクラブ員を使ってビデオに収める作業を行った。その作業を実施していく過程で、その状況をよりわかりやすく理解できるものすなわちだれが、どこで、どのような問題を起こしているのか反応する立場で理解できるものにする因難さを痛感し、ナレーションやテロップ、スローモーションやストップ等のかなり高度な編集技術が必要であることを感じた。あくまで試みの段階であるから完成形をのぞむわけではないが、その映像化尺度を用いて被験者に反応してもらうわけであるから、画像は鮮明でわかりやすく反応しやすいものであることが条件になろう。それを満たすためには、撮映技術や編集技術の経験の豊かな方に、我々がすでに作成した予備的な映像をもとにして、撮映から編集作業をお願いすることがベターと考え、再度ビデオどりを実施し、編集を行った。その作成されたビデオをもとにしながら、反応する回答用紙も作成した。今年度はとりあえず映像化尺度が可能になったが、尺度の信頼性・妥当性については今後の資料収集に待たなければならないが早急に尺度構成の手順をふみながら、信頼性・妥当性を検討していく予定である。尺度としての条件がある程度満たされた段階で、当初予定している映像化による行動規範を規定している要因分析ならびに説得的コミュニケーションを与えることによる行動規範の変容、またスポーツのゲーム中にみられる衝撃的な映像をみせることによる行動規範の変容などを明らかにしていく作業が62年度の課題となっている。
慢性肝疾患患者における血糖日内変動に対する漢方薬投与による影響についての研究

これまでのところ10名の患者より同意を得ることができ、臨床研究を行った。内訳はC型肝硬変、B型肝硬変、C型肝炎、B型肝炎、非アルコール性脂肪性肝炎から肝硬変を発症した患者であった。24時間持続血糖測定(以下CGMS)を7日間施行し、血糖動態と食事との関連性について検討している。一例を挙げると非アルコール性脂肪性肝炎からの肝硬変患者に対して防風通聖散TJ-62を3か月投与した。防風通聖散TJ-62を投与することにより体重減少を認めた。CGMSを使った検討では、高血糖の時間帯の割合は朝食後12%、昼食後6%、夕食後8%と改善していた。防風通聖散による体重減少からのインスリン抵抗性の改善を認めた。本症例については第22回日本病態栄養学会年次学術集会において「クローン病による食事の偏りが原因でNASH由来肝硬変を合併した症例ーCGMSを用いた数年間の検討ー」として報告発表を行った。クローン病にNASH由来肝硬変を合併し、耐糖能異常をきたした症例についてCGMSを用いて血糖動態を5年間検討した。同患者では朝食摂取時は昼食後の血糖上昇幅が低く改善していた。翌年には肥満に対して漢方薬の防風通聖散を開始後肥満及びインスリン抵抗性は改善傾向を認めたが、肝機能増悪を認めたため中止。SGLT-2阻害薬に変更した。CGMSにて日内血糖変動幅(MAGE:the mean amplitude of glycemic excursions)の改善を認めた。このようなCGMSを用いた24時間の血糖動態と運動の関係性をモニタリングは患者の肝予備能と糖代謝に適した運動療法の提案の材料になると考えられ、インスリン抵抗性を中心とした糖代謝異常に防風通聖散は有効と考えられた。以上より計画は順調に進行している。慢性肝疾患患者の抽出が順調に行われている。対象患者を抽出後BMI25以上の肥満患者に対しては、防風通聖散TJ-62を投与し臨床学的に肥満に対する加療を行い、同時にCGMSを用いて血糖の日内変動耐糖能異常に対する影響を検討している。また初年度に検討を行った症例についても継続して検査を行っている。集まったデータより各種マーカーとCGMSの関連性、食品栄養素との関係の検討を行っていく。以上より順調と判断した。最終年度として、引き続き症例の蓄積を行っていく。症例蓄積のために関連施設との密な連携をとる。本年度の目標として、CGMSから得られた肝硬変患者における血糖動態、肥満との関係性、防風通聖散投与による効果について検証していく。特に栄養学的見地から見た血糖動態を改善する方法について検討することと、効果がある症例ない症例について検討し論文化していく。また低栄養状態の肝硬変患者において投与される分岐鎖アミノ酸製剤による血糖動態への関係性についても検討したい。これまでは分岐鎖アミノ酸製剤を投与しても、臨床の現場としてその効果を検証する手立てが乏しく漫然と投与されるままとなっている。本当に有用な症例の抽出ができれば無駄な医療費の削減にもつながる。そしてそのような分岐鎖アミノ酸製剤が無効な患者にどのようにアプローチすべきかについても検討したいと考えている。これまでのところ5名の患者より同意を得ることができ、臨床研究を行った。そのうちの2名について内容を供覧する。非アルコール性脂肪性肝炎からの肝硬変患者さん1名に同意を得ることができ、24時間持続血糖測定(以下CGMS)を7日間施行した。防風通聖散TJ-62を3か月投与した。防風通聖散TJ-62を投与することにより3kgの体重減少を認めた。CGMSの検討では投与前では食前に高血糖を示す傾向があり,これはインスリン抵抗性のため,基礎インスリン分泌量が足りないことが考えられた.通常インスリンの働きによって食後2時間もすれば,血糖値は食事前のレベルに戻るが,食後に血糖上昇状態が長く継続する傾向にあり,次の食事の摂食時間になっても血糖値が食事前のレベルまで戻ることができなかったためであると考えられた.食前血糖値,食後血糖値,食後ピークまでの時間について朝食,昼食,夕食,3食を含めた全食,についてそれぞれT検定を行った.その結果,昼食の食後血糖値は15mg/dl低下し,食後ピークまでの時間も30分短縮し,5%の確率で有意差が認められた.これらの要因に食事摂取量や消費エネルギー量が関与しているのではないかと考えたが,有意な差は見られなかった.もう1名の対象者は耐糖能異常が疑われるB型肝硬変患者さんである。CGMSによる血糖変動データから,平均高血糖時間分布は外来13%,入院9%,平均低血糖時間分布は外来7%,入院0%が認められ,夜間・就寝中の低血糖時間分布は外来10%,入院1%と入院による血糖コントロールの改善がみられた.このようなCGMSを用いた24時間の血糖動態と運動の関係性をモニタリングは患者の肝予備能と糖代謝に適した運動療法の提案の材料になると考えられる.以上より計画は順調に進行している。5名の肝硬変患者の同意を得ることができ、臨床研究を行った。計画は順調に進行していると考えている。

24時間持続血糖測定(以下CGMS)を7日間施行し、血糖動態と食事との関連性について検討している。一例を挙げると非アルコール性脂肪性肝炎からの肝硬変患者に対して防風通聖散TJ-62を3か月投与した。防風通聖散TJ-62を投与することにより体重減少を認めた。CGMSを使った検討では、高血糖の時間帯の割合は朝食後12%、昼食後6%、夕食後8%と改善していた。防風通聖散による体重減少からのインスリン抵抗性の改善を認めた。本症例については第22回日本病態栄養学会年次学術集会において「クローン病による食事の偏りが原因でNASH由来肝硬変を合併した症例ーCGMSを用いた数年間の検討ー」として報告発表を行った。クローン病にNASH由来肝硬変を合併し、耐糖能異常をきたした症例についてCGMSを用いて血糖動態を5年間検討した。同患者では朝食摂取時は昼食後の血糖上昇幅が低く改善していた。翌年には肥満に対して漢方薬の防風通聖散を開始後肥満及びインスリン抵抗性は改善傾向を認めたが、肝機能増悪を認めたため中止。SGLT-2阻害薬に変更した。CGMSにて日内血糖変動幅(MAGE:the mean amplitude of glycemic excursions)の改善を認めた。このようなCGMSを用いた24時間の血糖動態と運動の関係性をモニタリングは患者の肝予備能と糖代謝に適した運動療法の提案の材料になると考えられ、インスリン抵抗性を中心とした糖代謝異常に防風通聖散は有効と考えられた。以上より計画は順調に進行している。慢性肝疾患患者の抽出が順調に行われている。対象患者を抽出後BMI25以上の肥満患者に対しては、防風通聖散TJ-62を投与し臨床学的に肥満に対する加療を行い、同時にCGMSを用いて血糖の日内変動耐糖能異常に対する影響を検討している。また初年度に検討を行った症例についても継続して検査を行っている。集まったデータより各種マーカーとCGMSの関連性、食品栄養素との関係の検討を行っていく。以上より順調と判断した。多施設での臨床研究を遂行し、患者さんの同意を得る予定である。最終年度として、引き続き症例の蓄積を行っていく。症例蓄積のために関連施設との密な連携をとる。本年度の目標として、CGMSから得られた肝硬変患者における血糖動態、肥満との関係性、防風通聖散投与による効果について検証していく。特に栄養学的見地から見た血糖動態を改善する方法について検討することと、効果がある症例ない症例について検討し論文化していく。また低栄養状態の肝硬変患者において投与される分岐鎖アミノ酸製剤による血糖動態への関係性についても検討したい。これまでは分岐鎖アミノ酸製剤を投与しても、臨床の現場としてその効果を検証する手立てが乏しく漫然と投与されるままとなっている。本当に有用な症例の抽出ができれば無駄な医療費の削減にもつながる。そしてそのような分岐鎖アミノ酸製剤が無効な患者にどのようにアプローチすべきかについても検討したいと考えている。支出が3028円残りました。10月に支出した物品が10万円を超えたため、学内の事務で検討するのみ時間がかかり、最後の支出に合わせることができませんでした。今年度使用予定としていた金額よりも旅費が安く計上できたため、次年度分として使用が生じたため。
ヒドリドシリカモノリス担体中での金属・合金ナノ粒子のその場作製と触媒反応への応用

トリアルコキシシランの加水分解・重縮合を、Si-H結合を維持したまま進行させて相分離を伴うゾルーゲル反応を行うことにより、液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを作製した。溶媒組成を最適化した貴金属溶液をヒドリドシリカ担体のメソ孔壁にあるSi-Hと反応させて、金属/合金ナノ粒子を形成しこれらを反応触媒とする流通型のリアクターを構成して性能を評価した。また、整った細孔をもつシリカ担体上に、Si-H基をもつ高分子試薬をホウ素触媒によって脱水素反応させ、残ったSi-H基により金属/合金ナノ粒子を作製して、同様の触媒反応効率評価を行った。トリアルコキシシランの加水分解・重縮合反応をケイ素ー水素結合を維持したまま行い、相分離を伴うゾルーゲル反応を起こすことにより、液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ、階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを作製した。相分離誘起に用いる成分を従来のポリエチレンオキシドの他に、ポリオキシエチレン鎖を含む界面活性剤に拡張し、鋭いサイズ分布のマクロ孔をもつ多孔構造を好適に作製できる出発組成・反応条件を見出した。パラジウムをはじめとする有機合成反応に有用な組成の金属および合金ナノ粒子の合成条件を網羅的に探索し、35ナノメートルの狭い粒子径分布を実現する条件を狭めつつある。特に金属イオンを溶解させてる溶媒組成に注目し、水に相溶するアセトンなどの有機溶媒を主成分とし、水の濃度を低下させることにより、析出速度は低下するものの、粒子径の制御は容易になることを見出した。トリアルコキシシランの加水分解・重縮合反応をに基づく、相分離を伴うゾルーゲル反応により、液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ、階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを、様々なマクロ孔径および気孔率で作製した。ヒドリドシリカモノリスの細孔表面に多数存在するヒドロシリル基を利用して、アルコール類による高効率な表面修飾が可能であることを見出した。またこの際に使用する触媒を精査した結果、ホウ素系の脱水素触媒を用いれば、水酸基とヒドロシリル基がそれぞれ表面修飾分子および担体のどちらに存在する場合にも高効率な反応が進行することを確認した。上記の発見に伴い、細孔表面にヒドロシリル基を有する多孔体の作製手法を、以下の2種類の方法への拡張した。(1)塩基性条件に弱くメソ孔径が小さいヒドリドシリカ材料の欠点を補うため、シリカを始めとする制御されたメソ孔をもつ担体多孔体への、ポリメチルヒドロシラン(PMHS)修飾を確立した。PMHSの一部のヒドロシリル基が基質とM-O-Si結合を形成し、残存するヒドロシリル基が機能性官能基を結合させる足場となる。(2)機能性官能基を含むジシラン化合物を用いて、M-O-Si結合を形成することにより、個々のSiがヒドロシリル基をもつように表面修飾を行い、残存ヒドロシリル基による還元を利用して金属微粒子を析出させた。これらの金属/合金微粒子を担持した階層的多孔構造触媒を用いて、溝呂木ーヘック反応を始めとするクロスカップリングや、不飽和炭化水素化合物への水素添加反応が、効率よく進行することを確認した。当初触媒担体への応用を目論んでいたヒドリドシリカモノリスのみならず、高分子試薬であるポリメチルヒドロシランや、ジシラン類による表面修飾によっても、階層的多孔構造をもつ担体上へ反応性のヒドロシリル基を導入できることが明らかになり、触媒担体としての自由度と応用可能性が飛躍的に広がった。金属微粒子の析出制御法が進展し、高い触媒機能の期待されるシングルナノ金属微粒子を容易に得られるようになった。トリアルコキシシランを前駆体とする相分離を伴うゾルーゲル反応により、液体の流通が可能なマクロ孔と高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ、階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを作製し、その表面に銀、金、パラジウム、白金、ロジウムなどの貴金属ナノ粒子を還元担持して触媒機能を評価した。また、メソポーラスシリカやマクロ孔を制御したモノリス状シリカに、ポリメチルヒドロシロキサン(PMHS)をホウ素系触媒による脱水素反応によって担持し、残留したヒドロシリル基と貴金属イオンの反応によるナノ粒子の合成も行った。また、モノヒドロシランに代えて、末端にアミノ基を有するジヒドロシランを用い、メソポーラスシリカ(SBA-15)表面の修飾担持を行ったところ、ケイ素原子上に存在する2個のヒドリド基のうちの1個のみが表面シラノール基との脱水素化反応に寄与し、1個は未反応のまま保持された。この残存ヒドリド基を用いて、超微粒金属ナノパーティクル(NPs)が生成することが分かった。このとき担持に用いた3-アミノプロピルメチルシランの末端アミノ基と、ケイ素原子上に生成した銀ドープパラジウムナノ粒子の共同触媒効果により、ギ酸の脱水素化反応を高効率で達成した。さらにPMHSをホウ素触媒によって担持させ、同上の還元反応によりPdナノ粒子モノリスシリカカラムを調製し、3ーヘキシンー1ーオールの立体選択的水素添加還元反応を行ったところ、80%の転換率、80%の立体選択性でシスーヘキセンー1ーオールを得た。トリアルコキシシランの加水分解

・重縮合を、Si-H結合を維持したまま進行させて相分離を伴うゾルーゲル反応を行うことにより、液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスを作製した。溶媒組成を最適化した貴金属溶液をヒドリドシリカ担体のメソ孔壁にあるSi-Hと反応させて、金属/合金ナノ粒子を形成しこれらを反応触媒とする流通型のリアクターを構成して性能を評価した。また、整った細孔をもつシリカ担体上に、Si-H基をもつ高分子試薬をホウ素触媒によって脱水素反応させ、残ったSi-H基により金属/合金ナノ粒子を作製して、同様の触媒反応効率評価を行った。液体の流通が可能なマクロ孔と、高比表面積を与えるメソ孔を併せもつ、階層的多孔構造ヒドリドシリカモノリスの作製は、新しい相分離誘起剤を含む反応系においても可能であることが見出された。また、金属/合金ナノ粒子の析出・担持法も改良され、これを用いて様々な有機合成反応への活性を評価することができた。金属微粒子を担持した触媒材料のライブラリーを生かして、有用な反応の探索を引続き行う。また、ジシラン類によって導入される、酸・塩基触媒サイトと、金属微粒子とによる、複合的触媒反応の詳細な調査と、適用できる反応の範囲の拡大を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。無機材料化学階層的多孔構造を備えたヒドリドシリカモノリスの精密構造制御を引続き行い、特に有機基をもつアルコキシシランとの共重合による骨格構造の改変・ハイブリッド化を試み、細孔表面の極性を制御する。金属ナノ粒子の析出・担持を、寄り広い範囲の金属種・合金組成において行い、それらによってどのような有機反応が効率的に触媒されるかを調べる。特に、ビナフチル骨格を有するキラル配位子の効率的合成法の開発を目標として、最適の触媒系の探索を行う。触媒反応評価実験の一部の機器不調のため、作製した材料の触媒機能評価が研究補助者の計画も含めて一部次年度にずれ込んだため。本年度に計画していた海外開催の国際会議における成果発表を延期したこと、また研究補助人員の雇用開始時期が予定よりも遅くなったため、当該年度の実使用額が減り、次年度使用額が生じた。研究補助者謝金を含めて、最終年度での評価実験を加速し、計画通りの研究遂行を予定している。研究補助人員は予定通りの雇用を続けるが、研究の進捗状況に応じて雇用時間を増やし、効率的な研究の推進を図る。次年度の対外発表についても、件数を増やすよう調整する。