hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規銅触媒を用いた不飽和結合の還元反応の開発

本年度は,ボリル銅と銅ヒドリドという異なる活性種を使い分けることにより非対称内部アルキンの位置選択的ヒドロホウ素化反応が進行するという知見を元に,位置選択性の制御が極めて困難なアレンへと適応した.シクロヘキシルアレンを基質とし,触媒として(ClIPr)CuClを用いて,ビスピナコラトジボロン(B2(pin)2)とメタノール存在下,THF中,室温で反応を行った,その結果,ビニルホウ素化合物が高い選択性で得られた.興味深いことに,触媒として(MeIMes)CuClを用いトルエン中,-20°Cで反応を行ったところ,先の反応とは異なる構造をもつビニルホウ素化合物が得られることを見出した.一方で,ピナコールボラン(HB(pin)を用いた場合にはホウ素の導入位置が異なるアリルホウ素が高い選択性で得られた.即ち,活性種ならびに配位子を適切に用いることにより,ビニルホウ素化合物やアリルホウ素化合物の選択的合成に成功した.ここで,反応機構に関する知見を得るため量論反応を行ったところ,活性種と考えられるボリル銅ならびにこの錯体がフェニルアレンへと付加することにより生じるアリル銅錯体を単結晶X線構造解析によって同定することに成功した.さらに,この知見を基に求電子剤としてアリルリン酸エステルを用いることにより高選択的なアレンのアリルホウ素化が進行することを見出した.ここでも量論反応を検討し,ボリル銅がアレンへ付加して生じる銅化学種がアリルリン酸エステルとの置換反応によって目的生成物を与えることを明らかにした.銅触媒を用いたアルデヒド共存下におけるケトンの不斉ヒドロシリル化反応について検討を行う過程で申請者は適切な配位子を有する銅ヒドリドがアルキンに効率良く挿入することを見出した。そこから発生するビニル銅を用いて銅触媒を用いたアルキンの部分還元反応、ヒドロカルボキシル化反応およびヒドロホウ素化反応の開発に成功した。銅ヒドリドはこれまで分極の大きな多重結合カルボニル化合物やマイケルアクセプターの還元に広く用いられているが、その一方で比較的分極の小さな多重結合であるアルキンなどにはほとんど適用されていなかった。そのため本研究を契機に今後銅ヒドリドを用いた反応のさらなる発展が期待でき、本研究の成果は大きな意味を持つと言える。昨年度までに得られた銅触媒を用いたアルキンの部分還元反応ならびにヒドロホウ素化反応の開発による知見を元に,生成物の制御が困難なアレンの位置選択的ヒドロホウ素化反応の開発に成功した.この反応における重要な中間体となる銅錯体を単離し単結晶X線構造解析による同定に成功した.さらに,この反応を展開しホウ素官能基の導入を伴うアリルーアリルカップリング反応へと展開した.これらは本研究課題を遂行する過程で見出された研究成果であり,当初計画では想定出来なかった新たな知見である.即ち,本研究課題は当初計画以上に親展していると言える.これまでの研究において銅触媒を用いたアルキンの還元的修飾反応が進行することを見出した。今後はハロゲン化アルキルなどの他の求電子剤を用いてさらなる反応の開発を目指す。さらにヒドロホウ素化反応においては銅ヒドリドとボリル銅という異なる活性種を使い分けることで相補的な位置選択性のヒドロホウ素化生成物を作り分けることができることを見出した。このように活性種を使い分けることはこれまでに広く用いられるロジウム触媒やパラジウム触媒ではヒドロホウ素の酸化的付加を経由するために困難であると考えられ銅触媒に特徴的な反応であると言える。そのため本コンセプトを他の不飽和成分や他のヒドロメタル化反応に用いることによってさらなる位置選択的なヒドロメタル化反応の開発が期待できる。
遊離型カテコラミンの抱合化の過程および代謝高進に及ぼす影響の検討

【目的】本研究の目的は、カテコラミン注入による血中の抱合型カテコラミンの動態および代謝の高進への影響を明らかにすることであった。【研究方法の概要】被験者は、健常な男性6名(年齢:24±2才、最大酸素摂取量:52.5±5.0ml/kg/min、体脂肪率:11.0±1.2%)であった。これらの被験者に体重あたり0.05μg/分のノルアドレナリンを60分間にわたって静脈から注入した。注入前、注入中10分毎および注入後1時間と2時間目に採血し、遊離型および抱合型のカテコラミン、血中脂質等を測定した。また注入中は呼気ガスと心拍数を連続的に、血圧を10分毎に測定した。【結果の概要】ノルアドレナリン注入により遊離型ノルアドレナリンが漸増し、また抱合型ノルアドレナリンも漸増した。一方、アドレナリンは遊離型および抱合型ともに有意な変化を認めなかった。血中脂質もノルアドレナリンの注入によって漸増した。酸素摂取量、収縮期および拡張期血圧は漸増し、心拍数は減少した。【結論】カテコラミン注入によって、抱合型カテコラミンも漸増する事が明らかとなり、このことは抱合型は遊離型の貯蔵形であり、注入中にもカテコラミンの抱合化が起こっている可能性を示唆した。またノルアドレナリンの注入は、呼吸代謝と脂質代謝を刺激することが明らかになった。【目的】本研究の目的は、遊離型カテコラミンの抱合化のタイミングや抱合される量の検討、運動あるいはカテコラミン注入による血中の遊離型カテコラミンの増加がどの程度代謝の高進に影響するかを検討することであった。本研究は2年間にわたって、1)運動負荷実験、2)カテコラミン注入実験を実施する予定であるが、平成8年度は、運動負荷実験を実施した。【研究方法の概要】被験者は、大学の陸上競技部長距離部門に所属する男子8名(年齢:20【plus-minus】1才、最大酸素摂取量:67.8【plus-minus】5.0ml/kg/min、体脂肪率:11.0【plus-minus】1.2%)であった。これらの被験者が25°Cの一定温度条件下と25°Cから温度を漸減させる条件下において、65%VO_2max強度で1時間の自転車エルゴメータ運動を行い、その後1時間の安静を保った。運動前、運動中10分毎、運動後30分および60分目に採血し、遊離型および抱合型のカテコラミンを測定した。また運動中は連続的に呼気ガス、心拍数、直腸温等を測定した【結果の概要】直腸温は漸減温度条件下ではほぼ一定であったが、25°C環境下では漸増した。運動中に遊離型カテコラミンは上昇し続けたが、運動後30分目には運動前値に低下した。一方、抱合型は運動10分目に一旦減少し、その後上昇し、運動後1時間目に最高値に達した。運動に伴う遊離型および抱合型カテコラミンも25°C環境下の方が漸減温度条件下より高かった。【結論および今後の検討内容】抱合型カテコラミンは、遊離型の貯蔵形であり必要に応じて運動中に遊離型に活性化されること、また運動中にもカテコラミンの抱合化が起こっている可能性が高いことが明らかとなった。平成9年度はカテコラミンの注入実験を行い、運動実験の結果とあわせて、遊離型カテコラミンの抱合化の過程および代謝に及ぼす影響を検討する予定である。【目的】本研究の目的は、カテコラミン注入による血中の抱合型カテコラミンの動態および代謝の高進への影響を明らかにするひとであった。【研究方法の概要】

被験者は、健常な男性6名(年齢:24±2才、最大酸素摂取量:52.5±5.0ml/kg/min、体脂肪率:11.0±1.2%)であった。これらの被験者に体重あたり0.05μg/分のノルアドレナリンを60分間にわたって静脈から注入した。注入前、注入中10分毎および注入後1時間と2時間目に採血し、遊離型および抱合型のカテコラミン、血中脂質等を測定した。また注入中は呼気ガスと心拍数を連続的に、血圧を10分毎に測定した。【結果の概要】ノルアドレナリン注入により遊離型ノルアドレナリンが漸増し、また抱合型ノルアドレナリンも漸増した。一方、アドレナリンは遊離型および抱合型ともに有意な変化を認めなかった。血中脂質もノルアドレナリンの注入によって漸増した。酸素摂取量、収縮期および拡張期血圧は漸増し、心拍数は減少した。【結論】カテコラミン注入によって、抱合型カテコラミンも漸増する事が明らかとなり、このことは抱合型は遊離型の貯蔵形であり、注入中にもカテコラミンの抱合化が起こっている可能性を示唆した。またノルアドレナリンの注入は、呼吸代謝と脂質代謝を刺激することが明らかになった。
医療的ケアを要する小児の社会化促進に対する看護支援強化のためのプログラム開発

本研究は、医療的ケアを必要とする幼児の社会化促進の看護プログラムを開発することを目的としている。平成30年度は、社会化の指標を検討することと、事例の評価指標について、「社会生活力評価」(宮本,2006)、「S-M社会生活能力3版」「遠城寺式乳幼児分析的発達検査」の領域、「適応行動評価」(横井、2015)と、各種の文献から抽出された各概念について主要な指標を整理した。現在準備された主な評価項目と介入項目として、<身体的な社会化拡大>(身辺自立スキル、姿勢変化を含めた移動、感覚刺激と受容、作業的能力(微細運動))に関する項目、<相互応答性・相互作用の拡大>(コミュニケーション(受容と表出)、相互応答性に関わる刺激と応答性)、<自発性・関心と有能感の獲得経験>(探索や試行錯誤、達成への意欲、行動の継続や発展への意欲、行動変化への有能感獲得)、<生活集団や経験社会の変化>(関係する人、環境、集団、場所、イベント、付随する経験の内容)、<満足・快の経験とその質の変化>を抽出して、評価ならびに介入の下位項目を作成した。また、既存の在宅移行支援プログラムやパス等を参照に、各項目に働きかける各職種の役割について検討した。事例検討の対象となる子どもについては、医療的ケア児とするが、移動や知的な障害を重複する重症心身障害児に該当する子どもも含めるとし、また、幼児期の社会化促進について検討するため、対象は過去の情報を得られる8歳までの子どもを対象とすることとした。本来は実際の事例検討から数例の介入予定であったが、令和元年での実施を予定した。平成30年度は社会化の評価と介入の指標を作成した。本来は数例の事例検討を行い、発達段階の異なる対象について事例を収集することにあったが、実施検討までには至らず、評価指標の作成と計画が中心となったため。令和元年度は、事例検討による評価指標の確定と、数例の評価・介入調査に着手する。所属施設の倫理審査の承認ならびに調査機関の倫理審査を経て、社会化促進の介入内容や評価指標を確定するために、数例の事例での事例分析を実施し、修正評価したのちに、医療的ケアを必要とする子どもの年齢層や身体・認知・生活能力の違いを加味して事例の情報を得て行く。また評価については各種の専門職からの専門的意見を聴取しながら、介入内容や評価指標について検討を重ねる。平成29年度は、主として事例の評価に用いる指標の探索を実施した。医療的ケアを必要としている子どもの社会化の指標や尺度については、子どもの発達指標とともに考える必要がある。肢体不自由児等の社会化指標を開発した「社会生活力評価」(宮本,2006)指標や、「S-M社会生活能力3版」の項目を参考にすることが可能であるが、本研究でのプログラムの対象では、重症心身障害児も対象として含まれることも考えられ、その指標には、運動能力や感覚器、知的発達等の指標お合わせて検討する必要がある。遠城寺式乳幼児分析的発達検査の領域は、社会化に向けた領域の指標としてもとらえることができる。横井ら(2015)が述べる、「適応行動評価」の視点から、概念的技能、社会的技能、実用的技能の領域から、社会化を検討することが可能と考えられる。横井らは、重症心身障害児・者の適応行動評価として、「I.対人関係」、「II.受容(コミュニケーション)」、「III.表出(コミュニケーション)」、「IV.興味・楽しみ」、「V.日常生活の領域」で、適応行動指標を作成し、必ずしも言語理解が可能でない対象の適応能力を評価している。医療的ケアを必要とする子どもでも、移動能力のみが課題であったり、運動や知能に問題のない子どももいる。Social and Emotional Abillities Scaletなども検討することが考えられる。一方で、社会化への働きかけについては、文献から、「相互応答性・相互作用」「姿勢の変化や五感への刺激」「自発性・関心」「有能感の獲得経験」「満足感・快・幸福感」「経験する集団の変化」などについて介入計画に含めることが考えらえた。概念分析と社会化指標の絞り込みが十分でないことと、研究協力者との連携時間の調整に時間を要したため、プレ調査の準備と、研究倫理申請が遅れているため、実際の事例での検討を数例実施するという今年度の目標までは到達していない。現在準備された主な評価項目と介入項目として、<身体的な社会化拡大>(身辺自立スキル、姿勢変化を含めた移動、感覚刺激と受容、作業的能力(微細運動))に関する項目、<相互応答性・相互作用の拡大>(コミュニケーション(受容と表出)、相互応答性に関わる刺激と応答性)、<自発性・関心と有能感の獲得経験>(探索や試行錯誤、達成への意欲、行動の継続や発展への意欲、行動変化への有能感獲得)、<生活集団や経験社会の変化

>(関係する人、環境、集団、場所、イベント、付随する経験の内容)、<満足・快の経験とその質の変化>を抽出して、評価ならびに介入の下位項目を作成した。また、既存の在宅移行支援プログラムやパス等を参照に、各項目に働きかける各職種の役割について検討した。事例検討の対象となる子どもについては、医療的ケア児とするが、移動や知的な障害を重複する重症心身障害児に該当する子どもも含めるとし、また、幼児期の社会化促進について検討するため、対象は過去の情報を得られる8歳までの子どもを対象とすることとした。本来は実際の事例検討から数例の介入予定であったが、令和元年での実施を予定した。平成30年度は社会化の評価と介入の指標を作成した。本来は数例の事例検討を行い、発達段階の異なる対象について事例を収集することにあったが、実施検討までには至らず、評価指標の作成と計画が中心となったため。平成30年度前期には、概念分析と、文献検討、連携協力者を含めた検討により、社会化指標と情報収集項目を絞り込み、所属施設ならびに調査機関の研究倫理審査の承認を得て、社会化指標の検討のためのプレ調査(事例検討)を行う。プレ検討の最初の事例は3例程度とし、研究者間で指標による違いを検討したのち、医療的ケアを必要とする子どもの年齢層や、身体・認知・生活能力の違いを加味してすると、さらに数例を検討する。その後、プレ事例を含めて、30年度後半には、乳児、幼児、学童期の事例を数例ずつ収集する。現在のところは、社会化指標の領域と項目を絞り評価が可能であるかを事例により検討する。また、既存の在宅支援連携パスを参照して、各職種間の役割と働きかけの目的を確認し、社会化支援にどのような役割と意味づけがあるかを整理し、社会化支援という点でのプログラムにどのように生かすか検討しながら情報収集していく予定である。令和元年度は、事例検討による評価指標の確定と、数例の評価・介入調査に着手する。所属施設の倫理審査の承認ならびに調査機関の倫理審査を経て、社会化促進の介入内容や評価指標を確定するために、数例の事例での事例分析を実施し、修正評価したのちに、医療的ケアを必要とする子どもの年齢層や身体・認知・生活能力の違いを加味して事例の情報を得て行く。また評価については各種の専門職からの専門的意見を聴取しながら、介入内容や評価指標について検討を重ねる。当初予定していた、事例での検討と専門家からの意見聴取、研究協力者との会議等が予定よりも実施できなかったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成30年度請求額と合わせて、研究者の会議旅費、調査旅費や専門家からの意見聴衆の謝金、事例検討の記録の補助のための経費、指標の開発の参考書籍や文献複写や必要消耗品費、文献検討の学会発表、当初予定したPC購入(機能低下のため)に使用する。事例検討と専門家からの意見聴取、研究協力者との会議が予定よりも実施できなかったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は2019年度請求額と合わせて、研究者の会議旅費、調査表裏や専門家からの意見徴収の謝金、事例検討の記録補助ならびに記録のテープおこし、指標開発のための書籍や学会等での情報収集の旅費等に使用する。また平成30年度にPC購入(機能低下のため)の予定だったが、ソフトの導入に関係で見送り、令和元年度に購入予定である。
ユビキチン様分子による異常蛋白質除去機構の解明

パーキンソン病、ハンチントン舞踏病に代表される神経変性疾患は、ユビキチン・プロテアソームシステムの蛋白質分解異常による変性蛋白質の蓄積が発症原因と考えられている。最近、ユビキチン修飾システムの他に蛋白質分解に関与するユビキチン様修飾システムが相次いで同定された。その一つAtgシステムは、オートファジーというバルクな蛋白質分解経路に必須なシステムである。オートファジーは、ダイナミックな膜形成(オートファゴソーム形成)を伴う真核生物に保存された蛋白質分解システムである。酵母などの下等単細胞生物においては、オートファジーは飢餓に応答した生存戦略が唯一の働きと考えられてきた。しかしながら、申請者らは条件付きにオートファジーが不能となるマウス(Atg7^<Flox/Flox>)を作製、解析し、肝臓におけるオートファジー不能マウスが栄養飢餓時の蛋白質分解阻害のみならず定常状態においてもユビキチン陽性封入体や異常オルガネラの蓄積を引き起こすことを明らかにした(Komatsu et al.J.Cell Biol.,2005)。さらに、脳特異的オートファジー欠損マウスを作製し、そのマウスは反射異常、協調運動障害などの神経変性疾患様症状を示し、その神経細胞内には加齢と共にユビキチン陽性封入体が蓄積されること、大脳皮質や小脳顆粒層において神経細胞死が起こることを見いだした(Komatsu et al.Nature, in press)。これらのことは、オートファジーは栄養状態が十分に供給された状況にあっても恒常的に活動し、変性蛋白質の分解を行っていることを強く示唆する。今後、作製したAtg及び病態モデルマウスをもとに「神経における異常蛋白質除去機構」及び「神経変性疾患発症機構」の解明を目指す。二つのユビキチン様修飾システム(Atg,Ufm1システム)に焦点をおき、それらの機能、個体レベルにおける生理的意義について解析を進めている。オートファジー(自食作用)に必須なAtgシステムに関しては、Atgシステムの活性化酵素であるAtg7を肝臓特異的に欠損したマウスを作製、解析した。その結果、オートファジー不能マウスは栄養飢餓に対する蛋白質分解阻害のみならず定常状態においてもユビキチン陽性封入体や異常オルガネラの蓄積を引き起こすことを見いだした(Komatsu et al.投稿中)。この研究は、オートファジーによる異常蛋白質・オルガネラの除去機構の存在を強く示唆する。現在、脳特異的にAtg7を欠損させたマウスを作製し、神経変性疾患発症機構とオートファジーの関連を検討している。また、Atg蛋白質と相互作用する新奇E1様酵素(Uba5)を同定し、Uba5によって活性化されるモディファイヤー分子(Ufm1)及びUfm1のE2酵素(Ufc1)を同定した。また、Ufm1は細胞内において複数の蛋白質と共有結合することを明らかにした。すなわち新奇ユビキチン様修飾システムを発見した(Komatsu et al.EMBO J.2004)。Ufm1システムは後生動物、植物に保存されているが酵母には存在せず、多細胞生物おいて重要な役割を担うと考えられる。この研究は、蛋白質修飾システムに新たな研究展開を提供した。
アルツハイマー病におけるPKB・GSK3系の変化に関する研究

アルツハイマー病における異常リン酸タウ蛋白の産生メカニズムについて知るために、タウ蛋白のリン酸化酵素の一つであるグリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK3)、および細胞内情報伝達系においてGSK3の活性をリン酸化によって抑制的に制御するプロテインキナーゼB(PKB)とプロテインキナーゼC(PKC)について検討をおこなった。まずGSK3の活性化レベルを識別するリン酸化特異性抗体(OPR-1)を作成し、その免疫組織学的検討では、海馬の神経細胞、得にCA1の錐体細胞および歯状核の顆粒細胞が染色された。次に、293T細胞へのPKB遺伝子とタウ遺伝子のトランスフェクションをおこなうと、内在性のGSK3はPKBによってリン酸化され、GSK3活性は抑制され、さらにタウ蛋白のリン酸化レベルが減少した。また、PKBを制御する細胞内情報伝達系の上流にあるフォスファチジルイノシトール3キナーゼのインヒビターであるwortmanninを神経芽細胞腫に添加すると、GSK3は一次的に立つ脱リン酸化、タウ蛋白は一次的にリン酸化を起こした。この過程においてGSK3の再リン酸化とタウ蛋白の再脱リン酸化は、アポトーシスのメカニズムによって活性化されたPKCδによるGSK3のリン酸化が原因であることを突き止めた。そして、GSK3の活性制御においてPKC群はあまり注目されていなかったが、この研究によりその重要性が再認識された。そして、GSK3のキナーゼ活性を直接抑制するリチウムとバルプロ酸はタウ蛋白の脱リン酸化を誘導し、この機序にはGSK3への直接の抑制機序に加えてPKCなどを介する間接の抑制機序が存在することが明らかとなった。グリコーゲンシンターゼキナーゼ3(GSK3)の活性レベルを認識するリン酸化特異抗体の作成をおこなった。GSK3のキナーゼ活性を決定するN末端側のセリンにリン酸基の入ったものと入らないものに対応するペプチド(リン酸化クロスタイド(GRPRTSS(p)FAEG:アミノ酸1文字表記)をウサギに免疫してその抗血清をアフィニテイクロマトグラフィによりリン酸化特異的な抗GSK3抗体が作成できた。ELISAによりリン酸化特異的に反応することが確認された。この抗体は、ヒト神経芽細胞腫SY5Yにinsulin添加によってプロテインキナーゼB(PKB)を活性化してGSK3をリン酸化させたとき、細胞のspernatant中のGSK3に対する反応性が増加し、wortmannin添加によって間接的にPKBを抑制してGSK3を脱リン酸化させたとぎ反応性が低下した。このリン酸化特異的抗GSK3抗体によるアルツハイマー病脳の免疫染色では、海馬の神経細胞、特にCAlの錐体細胞および歯状核の顆粒細胞が染色された。さらに、PHF-1抗体(神経原線維変化(リン酸化タウ蛋白)を認識する)による染色との比較では、PHF-1抗体陽性の神経細胞を強く染色し、これは神経原線維変化とGSK3との共在を意味しており、以前の我々の報告と一致するが、非活性型のリン酸化型GSK3も神経原線維変化と共在することを意味している。この所見は、GSK3はそのリン酸化の程度にあまり関係なく神経原線維変化に集積しており、より厳密な検討のために、Specificityの高い抗脱リン酸化型GSK3抗体の必要性が示唆された。
末梢神経接着糖蛋白質に見い出された新規糖鎖の生物学的意義

末梢神経で見つけたラミニン結合活性を有し哺乳動物では珍しいOマンノシル型糖鎖について、生合成経路の解明を目指した。まず、マンノースを蛋白質に付ける酵素活性の検出方法について検討した。この酵素について研究が進んでいる酵母では、合成ペプチドをアクセプターとして容易に転移活性が測定できるが、哺乳動物の組織や細胞を酵素源として調べても、同様の方法では活性がうまく検出できなかった。そこでもともと我々がOマンノシル型糖鎖を見つけたジストログリカンの一部を改変してアクセプターとして使用すると、酵素活性が検出できることが判明した。この結果は、マンノースをペプチドに転移する反応でも、酵母と哺乳類では異なる性質の酵素によって担われている可能性を示唆している。次にマンノース転移に引き続いて起こるN-アセチルグルコサミン転移反応について検討した。合成したマンノシルペプチドを基質としラット脳を酵素源にして、N-アセチルグルコサミンをβ1→2結合で転移する酵素活性を検出することに成功した。この活性は、金属イオンとしてマンガンを要求した。N-アセチルグルコサミンβ1→2転移酵素については、すでにN型糖鎖の生合成に係わるGnT-IおよびGnT-IIが知られているが、我々が見つけた酵素はその両者とも異なる新らしい酵素であることが判明した。また、ラット脳以外について調べてみると、ウシ脳、ブタ脳、および骨格筋細胞とシュワノーマ細胞で酵素活性の存在を確認した。さらに、本酵素の遺伝子クローニングに成功し、遺伝子を発現させ本遺伝子が酵素活性を担うことを確認した。
志村多様体を使った、古典群上の保型形式に対応するモチーフの構成

まず次数2のSiegel保型形式に対するArthurの跡公式を得る問題については、前年度までの申請者の結果を既に知られていたランク1の群に対する結果と組み合わせることにより、次数2のSiegel保型形式の空間のスペクトル分解を与えた。これにより跡公式を与える核関数を、2次形式の整数論と古典的な楕円保型形式のリフティングの言葉で記述することができた。これは2次形式に対応するテ-タ級数や楕円保型形式に対応するモヂュラー曲線がSiegelモヂュラー多様体の因子を与えていることを考えると、幾何的にも興味深い。特にSiegelモヂュラー多様体のL^2-コホモロジーへのそれらの核関数の項の寄与を計算することは、HarderらのEisensteinコホモロジーを使った混モチーフの構成の構想にも一石を投じるものと思われる。研究課題(2)の非連結群の調和解析を扱う問題については、次数2のSiegel保型形式の研究に必要な場合には非連結群のハイパーコホモロジーが全てSp(2)の部分群のガロワコホモロジーに帰着されることを得ただけにとどまっている。次に研究課題(3)のp-進群のアフィンヘッケ環の表現の分類についてはKazhdan-Lusztigのシュバレー群の場合の結果を拡張して不分岐なユニタリ群の場合に表現の分類を得た。この拡張方法についてはLusztig自身もその1996年の論文中で触れている。しかし"fundamental lemma"の証明には分類されたアフィンヘッケ環の表現に対応するp-進群自身の既約表現の指標の決定が不可欠であることに最近気づいた。そのためにはこれらの表現たちの間の準同型を与える絡作用素たちの群、いわゆるR-群の構造を調べる必要があり、今後の課題の一つとしたい。最後にp-進群上の不変超関数の漸近挙動については情報の収集に止まっており、実質的な作業には手が付かなかった。
超並列コンピュータシステムのための仮想的なモデルアーキテクチャに関する研究

1,概略的な事前評価方式の研究本研究で提示する仮想的なモデルアーキテクチャを利用した超並列処理用テストベッドでは、「緻密なシミュレーションによる厳密な定量的評価データよりも研究対象の概略的な見積りデータを示すこと」に重点を置いた。そのために、「『概略的な評価項目』とは具体的にどのような機能として示されるか?」、また「どのようにしてユーザに示すのか?」などについて明らかにした。さらには、評価機能の実現においては、実システムや実マシン独立な定量的評価なども統合的に実行可能な方式について考察を加えた。2,仮想的なモデルアーキテクチャの評価まず、平成8年度の研究成果である仮想的なモデルアーキテクチャと、それをモデルとして設計した種々のソフトウェア機能あるいはハードウェア機構を評価するユーザ(研究者)との、インタフェースを設計した。その上で、1,の各機能を可視化などによって、より使い易くしたシステムを一例として設計した。超並列コンピュータシステム用システムプログラムの開発/評価を支援するために、実行時のシステムの負荷状態を解析する機能、および超並列プログラムの開発(プログラミングやデバッグ)を効率的に行うことを可能にするプログラミング支援機能例を設計し、その過程を通じて、提示した仮想的なモデルアーキテクチャの評価を行った。また、並列プログラミング支援機能と問題適応化機能(動的可変性の度合)との関連付けについても考察した。1.仮想的なモデルアーキテクチャの設計:超並列コンピュータシステムのシステムプログラム(コンパイラやオペレーティングシステム)の設計者に対して提示する必要がある「仮想的なモデルアーキテクチャ」を論理構造-物理構造の効率的なマッピングを支援する「理想的なアーキテクチャ」として設計した。一方、超並列コンピュータシステムのハードウェア機構(ハードウェアアーキテクチャや相互結合網)の設計者に対して、この仮想的なモデルアーキテクチャを自分の設計する新規の超並列コンピュータアーキテクチャへ変更できる機能の提供、すなわち、ハードウェア/ソフトウェア・トレードオフが再定義できる機能を備えた仮想的なモデルアーキテクチャとして提示する機能について考察した。この仮想的なモデルアーキテクチャの設計においては、実マシンや実システムでは利用できない「超」多数個の均質機能の冗長性を充分に活用している。2.問題適応化機能の実現:モデルアーキテクチャに要求されるのは、理想的なハードウェア/ソフトウェア・トレードオフとしての強靱性及び理想的な抽象化(仮想化)レベルとしての柔軟性であり、それは具体的には「問題適応化機能」として示される。すなわち、超並列コンピュータシステムの中核機能に関する種々の研究においては、「研究者がハードウェア/ソフトウェア・トレードオフを調整する機能」が装備されていることが望ましい。すなわち、超並列処理用テストベッドにおいては、問題ごとに相異なる粒度および粒質に、それぞれ独立にまた個別にハードウェア機構を用意して対応するのではなく、研究者がそれらを自由に組み合わせたり調整したりする機能が必須である。この問題適応化機能について種々のトレードオフを検討した。本研究で目標としている仮想的なモデルアーキテクチャを中心として構成した超並列コンピュータシステム例では、超並列処理の研究を行う際に粒度だけではなく粒質をも調整できるユーザインタフェースを構築しておくことによって、より高い問題適応性を備えたテストベッドとすることを狙う。1,概略的な事前評価方式の研究本研究で提示する仮想的なモデルアーキテクチャを利用した超並列処理用テストベッドでは、「緻密なシミュレーションによる厳密な定量的評価データよりも研究対象の概略的な見積もりデータを示すこと」に重点を置いた。その上で、1,の各機能を可視的などによって、より使い易くしたシステムを一例として設計した。
非平衡状態の時間ドメイン制御による特異構造の創製

本研究の目的は、パルス励起堆積法と呼ばれる非平衡下での結晶成長の新手法を用いて、0次元から3次元までの任意の形状の特異構造を結晶中に形成する技術を開発することである。従来手法ではシャッターなどの機械的部品を用いて原料供給を制御していたため1原子層程度(1秒)の制御しかできなかったが、本計画研究代表者グループにおいて開発されたパルス励起堆積法を用いれば、高い励起(非平衡)状態にある原料の供給を電気的パルスによって1000万分の1原子層(100ナノ秒)の制度で制御できる。本研究では、このパルス励起堆積法を用いた非平衡状態の時間ドメイン制御と、自己組織化ボトムアップおよびトップダウンリソグラフィといった技術と組み合わせることによって、特異構造形成技術を開発する。平成30年度は前年度までに確立した高濃度不純物ドーピング技術を用いて、特異構造窒化物結晶の素子実装に注力した。Si濃度が1x10^21/cm^3と極めて高いn型GaN結晶を窒化物LED上のトンネル接合コンタクトとして利用したところ、従来構造に比べて寄生抵抗が大幅に低減することが分かり、素子特性の向上を実現した。さらに、この技術をAlN結晶成長にも展開し、SiドープAlN薄膜を作成したところ、良好なn型伝導性が実現し、その電子移動度は最大で141cm^2/(Vs)という高い値が得られることが分かった。パルススパッタ法を用いた不純物ドーピング技術はGaNだけでなくAlN結晶成長においても有効であり、特異構造窒化物結晶作製技術の適用範囲が広がったといえる。本年度は結晶成長技術の精緻化が進み、特異構造窒化物結晶の素子実装に成功した。また本技術をAlN結晶成長にも新たに展開し、n型AlN結晶の電気特性に関する知見を得た。よって、当初の計画以上に進展していると考えられる。これまでに確立した非平衡結晶成長技術を、ナノ加工基板上自己組織化ボトムアップ技術やリソグラフィトップダウン技術と融合する。ボトムアップ技術では、ナノレベルに加工された基板上において、表面エネルギーやステップ間相互作用エネルギーなど自然の持つ力を利用して、03次元の特異構造を導入する。トップダウン技術では、微細加工技術を駆使して上記ボトムアップ技術を実現するためのナノ構造を形成し、この構造非平衡成長技術と組み合わせることによってエッジ部などに特異構造を導入していく。従来手法ではシャッターなどの機械的部品を用いて原料供給を制御していたため1原子層程度(1秒)の制御しかできなかったが、本計画研究代表者グループにおいて開発されたパルス励起堆積法を用いれば、高い励起(非平衡)状態にある原料の供給を電気的パルスによって1000万分の1原子層(100ナノ秒)の精度で制御できる。初年度の平成28年度は原料供給の変調という非平衡状態での結晶成長技術の開発に注力した。具体的には、現有のパルス励起堆積装置を改造することによって、特異構造導入に適したプラズマ変調技術を開発し、これにより、窒化物半導体薄膜内への高濃度特異点の導入が可能となった。この技術を用いて、Siドープn型GaN薄膜を作製したところ、従来手法であるMOCVD法では実現できないような高電子濃度試料を、移動度の劣化なく作製できることが見出され、電子濃度2E+20 /cm3において電子移動度110 cm2/Vsという値が得られた。この高電子濃度GaN薄膜の比抵抗は、透明導電膜材料であるITOに匹敵し、窒化物デバイスにおける低抵抗なエピタキシャル透明電極としての利用が期待できる。本年度は本研究の初年度であり、特異構造作製用の装置構築に注力することを主眼としていたが、順調に装置構築が進んだだけでなく、特異構造導入による新現象を見出すことができた。そのため、当初の計画以上に進展していると考えられる。平成29年度は前年度に引き続き、原料供給の変調という非平衡状態での結晶成長技術の高度化を図った。研究代表者がもつパルススパッタ堆積法のプラズマ変調技術を改良し、結晶特異構造の密度を高める技術開発に注力した。この技術を用いて、GeドープGaNを作製したところ、電子濃度が5.1 ×10^20 cm^ー3と極めて高いn型GaNが得られることが分かった。

パルススパッタ法によるGaNへの高濃度不純物ドーピング技術はSi, Ge, Mgなど様々な元素で実現しており、特異構造窒化物結晶作製技術が確立したこととなる。本年度は装置改造や結晶評価が順調に進み、予想を超える密度の不純物元素導入に成功した。これにより、高濃度n型GaN結晶の電気伝導に関する新しい知見を得ることができ、当初の計画以上に進展していると考えられる。本研究の目的は、パルス励起堆積法と呼ばれる非平衡下での結晶成長の新手法を用いて、0次元から3次元までの任意の形状の特異構造を結晶中に形成する技術を開発することである。従来手法ではシャッターなどの機械的部品を用いて原料供給を制御していたため1原子層程度(1秒)の制御しかできなかったが、本計画研究代表者グループにおいて開発されたパルス励起堆積法を用いれば、高い励起(非平衡)状態にある原料の供給を電気的パルスによって1000万分の1原子層(100ナノ秒)の制度で制御できる。本研究では、このパルス励起堆積法を用いた非平衡状態の時間ドメイン制御と、自己組織化ボトムアップおよびトップダウンリソグラフィといった技術と組み合わせることによって、特異構造形成技術を開発する。平成30年度は前年度までに確立した高濃度不純物ドーピング技術を用いて、特異構造窒化物結晶の素子実装に注力した。Si濃度が1x10^21/cm^3と極めて高いn型GaN結晶を窒化物LED上のトンネル接合コンタクトとして利用したところ、従来構造に比べて寄生抵抗が大幅に低減することが分かり、素子特性の向上を実現した。さらに、この技術をAlN結晶成長にも展開し、SiドープAlN薄膜を作成したところ、良好なn型伝導性が実現し、その電子移動度は最大で141cm^2/(Vs)という高い値が得られることが分かった。パルススパッタ法を用いた不純物ドーピング技術はGaNだけでなくAlN結晶成長においても有効であり、特異構造窒化物結晶作製技術の適用範囲が広がったといえる。本年度は結晶成長技術の精緻化が進み、特異構造窒化物結晶の素子実装に成功した。また本技術をAlN結晶成長にも新たに展開し、n型AlN結晶の電気特性に関する知見を得た。よって、当初の計画以上に進展していると考えられる。初年度(H28年度)で開発した非平衡結晶成長技術を、自己組織化ボトムアップ技術やトップダウン技術と融合する。ボトムアップ技術では、表面エネルギーやステップ間相互作用エネルギーなど自然の持つ力を利用して、化学的・熱的な処理によって原子ステップやキンクの位置および密度の制御を行い、任意の特異構造を導入するために適した表面形状を利用する。トップダウン技術では、微細加工技術を駆使してナノ構造を形成し、この構造と非平衡成長技術と組み合わせることによってエッジ部などに特異構造を導入していく。これまでに開発した非平衡結晶成長技術を、自己組織化ボトムアップ技術やトップダウン技術と融合する。トップダウン技術では、微細加工技術を駆使してナノ構造を形成し、この構造非平衡成長技術と組み合わせることによってエッジ部などに特異構造を導入していく。
TMLRの慢性動物実験

【方法】豚において次のように1群、2群に分けてTMLRの遠隔期成績を正常対照群と比較検討した。1群;第1対角枝(D1)領域にTMLR(30J)により30個のMicro Channelを作成し同時にD1を結紮したもの。2群;1群と同様のTMLRを施し,D1は放置したもの。術後長期遠隔(12ヶ月後)おいて2群のD1を結紮後,両群の同領域の壁運動、組織血流を測定した。また同時にBradykininの心筋内注入によりTMLR部の交感神経反応を観察し,犠死後免疫組織染色にて神経終末端の存在を検討した。【結果】1群においては、D1領域の壁運動はsevere reducedかnoneであり、組織血流も認められず、急性冠動脈閉塞に対するTMLRは効果が認められなかった。また組織学的検討においても、同部は著明な繊維化が認められ、Bradykininによる痛み刺激に対しても反応が著しく低下していた。2群においては、D1を結紮した後、同部の壁運動は低下しているものの、組織血流と共に同部の心筋の梗塞部位縮小効果が認められた。またTyrosine Hydroxylase染色においては1群、2群、正常対照群とも心筋外膜周囲の結合組織中に十分存在した。【結論】TMLRは虚血に対してある程度の血流改善効果をもたらしたが,その効果は壁運動を改善させるまでには至らなかった。また,TMLRによっては交感神経末端は破壊されず,胸心痛の消失は組織血流の改善によるものと考えられた。そこで、バイパス術をすでに行いグラフトが閉塞し、新たなグラフトを採取できない狭心症患者や、人工心肺を用い、心停止を必要とする従来の手術の侵襲に耐える事のできない重症心不全狭心症患者に対して、TMLRが新しい選択として注目されつつある。今回の我々は、実験動物として15kgの豚を使用し、TMLRはPCL社のCO2Heart Laserを使用して、左開胸下に心を露出して冠動脈前下行枝領域にTMLR(30カ所、30J)を行った後、6ヶ月後冠動脈前下行枝を結紮し、同領域の左室造影での結紮部位の壁運動の状態、組織血流の状態、India Inkを注入した梗塞部位の大きさを、TMLRを行わず冠動脈前下行枝を結紮したのみの対照例と比較検討した。その結果はTMLR施行例は、同部位の壁運動は対象例に比して悪化していたが、組織学的に新生血管の増生や、組織血流の改善、梗塞部位の縮小が見られ、バイパス術施行時に予防的にTMLRを併用する有効性が確かめれたと考えられる。現在、TMLRと同時に冠動脈前下行枝を結紮した例を作成しび、6ヶ月後に豚を屠殺し、前2者との比較検討を実験中である【目的】TMLR(Transmyocardial Laser Revascularizaton)は虚血部の血流を改善させ狭心症の治療手段として有用であるが、臨床においては、心筋シンチにおいて改善がみられるものの、壁運動の評価や胸心痛の消失の原因は未だ解決されていない。そこでわれわれはTMLRを施行した豚において長期遠隔期の成績を検討した。術後長期遠隔(12ヶ月後)おいて2群のD1を結紮後,両群の同僚域の壁運動、組織血流を測定し、犠死後組織学的検討を行った。

また同時に誘発物質であるBradykininの心筋内注入によりTMLR部に交感神経終末末端が破壊されているか否かの評価も行った。【結果】1群においては、D1領域の壁運動はsevere reducedかnoneであり、組織血流も認められず、急性冠動脈閉塞に対するTMLRは効果が認められなかった。また組織学的検討においても、同部は著明な繊維化が認められ、Bradykininによる痛み刺激に対しても反応が著しく低下していた。2群においては、D1を結紮した後も、同部の壁運動は低下しているものの、組織血流も認められ、TMLRの一定の効果が認められた。また組織学的検討においても、正常対照群と比較し同部の心筋の梗塞部位縮小が認められ、痛み刺激に対する反応も正常対照群と大差を認めなっかた。【結論】TMLRによっても交感神経末端は破壊されず、虚血心筋における胸心痛の消失は組織血流の改善によるものと考えられた。しかしその効果は壁運動を改善させるまでには至らないと考えられた。
トロンボポエチン産生調節機構の解析

本年度は、血小板の産生調節にトロンボポエチンがいかなる役割を果たしているかの検討を行った。まず最初に各種血小板減少症における血中トロンボポエチンレベルの検討を行った。特発生血小板減少性紫斑病43例の検討では血中トロンボポエチンレベルは1.86±1.17fmol/mlと正常健康人の血中レベル0.76±0.21に比べ有意に高値であったが、著明な高値ではなかった。一方、同様に血小板数が著減している疾患、再生不良性貧血においては12.35±6.42と著明な高値であった。血小板数は同程度に低下しているが血中トロンボポエチンレベルの検討では両疾患間で大きな差異を認めた。また、血小板が著増している疾患、本態性血小板血症では血中トロンボポエチンレベルは正常範囲あるいはやや低下している程度であった。これらの成績より血中トロンボポエチンレベルは末梢血の血小板数により調節されているのではないことが分かった。血中のトロンボポエチンレベルを測定する事により血小板減少の病態を明らかにすることができるとともに血小板減少症の鑑別診断に有用なマーカーになるであろうと考えられた。
高等教育における「地域性」の現代的意義に関する研究：大学の人材養成機能に注目して

高等教育の人材養成機能における地域性の展開を、新しい教育課程の設置過程に着目して検討した。事例とした複数の大学で確認できた共通の傾向は、教育課程設置のための経費として外部資金を活用し、それ故にその資金の性格が教育課程を方向付けるという点である。また教育課程が地域性の高い内容であるほど関連した労働市場の規模が小さい場合が多く、地域的性格を後退させる要因となっていた。これらは教育を通じた地域との連携・貢献における難しさのひとつといえるが、国外ではそうした機能を大学の外部に設置する取り組みも進んでいる。柔軟な教育プログラムを併用することでより地域性を高めた人材養成が可能になる可能性が指摘できる。本研究では、(1)大学の沿革に見られる特徴的な「地域性」の抽出分析、(2)既存統計を活用した就業構造の地域別特質とその変化についての分析、(3)大学の「地域性」の変遷とその背景についての分析、(4)近年具体化しつつある大学の教育・研究プログラムや組織などにおける「地域性」発現のプロセスに関する分析、(5)個別機関についてのケーススタディ、の主に5つの分析から研究課題の遂行を計画している。なかでも(4)教育・研究プログラムや組織などにおける新しい「地域性」の発現プロセスに関する分析においては、微生物学や発酵学の分野に着目し、地域の産業を踏まえた教育課程・組織を構築しつつある大学の関係者を対象とした聴き取り調査を続けてきた。いずれの機関においても、教育研究課程や組織設置のために導入した経費そのものが持つ条件等により与えられることになる一定の方向性に加え、それぞれの地域における発酵・微生物関連産業の規模などがその教育研究課程の性格に密接に関わっていた。前者に関しては経費の時限の有無や適用可能な地域的範囲など、後者に関してはその課程修了後の就職可能性、人材需要の展望などが教育課程や組織を性格付ける条件として大きな意味を持っていた。大学や社会が置かれた環境を反映し、現実的な側面からの微調整を加えながら形作られてきた大学の新しい「地域性」は、教育課程や組織を単位として地域(産業)との連携を強化するという点で、分析(3)大学の「地域性」の変遷とその背景や、分析(5)個別機関についてのケーススタディとも関わり、本研究における重要な要素となっている。人材養成の状況やそこで生じている新たな展開を把握するためにも、これまでに調査を行ってきた機関を対象とした聴き取り調査も継続して実施する。本研究は、高等教育における新しい地域的性質や機能を検討することを目的としている。当該年度に重点的に取り組んだ人材養成の側面における取り組みについての事例研究では、それらの大学における共通した課題が浮き彫りになった。それは、教育課程を設置するための設置経費の問題と関連する産業の規模の問題である。前者について事例とした大学では、いずれも外部資金を多く活用していた。そしてその資金が、寄付金であった場合には活用の自由度は相対的に高いが、行政機関等による助成金であった場合、その経費の目的によって設置される教育課程の性格が大きく影響を受けていることが確認できた。また同時に、それらの経費に時限が付されていた場合、設置される教育課程も助成終了後の状況をにらんだものとなる。後者については、教育および就業の安定的な継続性を確保しようとすれば、彼らの主たる就業先として想定される産業にある程度の規模が必要となる。しかし、教育課程が地域性の高いものであればあるほど関連した労働市場の規模が小さい場合が多く、地域的性格を後退させる要因となっていた。教育を通じた地域との連携・貢献における難しさのひとつといえる。これらは、大学における人材養成の機能を強調する取り組みとみることができるが、国外ではそうした機能を大学の外部に設置する取り組みも進んでいる。職業準備教育の性格を持つプログラムの開設・認証に関わる外部機関を持つことで、人材養成、職業教育、地域貢献などさまざまな側面において、大学が大学として追求すべき目標とそうでない側面とを明確化し、それらを並置できる可能性が拡大する。学科やコースなどといった堅い教育課程を設置し、人材養成面における地域性を発揮することはきわめてすぐれた取り組みであるが、柔軟な教育プログラムを併用することでより地域性を高めた人材養成が可能になる可能性が指摘できる。高等教育の地域的な性質・機能は、高等教育機関の必須の要件とされる普遍的な性格と対立的な関係から捉えられることが多かった。しかしその一方で、沿革等からも高等教育機関が拠って立つ基盤として地域性を重視する立場も常に存在してきた。そして近年、高等教育機関と地域との連携・協働がさらに活発化している。本研究は、高等教育における"新しい"地域的性質・機能の意義を検討することを目的としている。

本研究では、(1)大学の沿革に見られる特徴的な「地域性」の抽出分析、(2)既存統計を活用した就業構造の地域別特質とその変化についての分析、(3)大学の「地域性」の変遷とその背景についての分析、(4)近年具体化しつつある大学の教育・研究プログラムや組織などにおける「地域性」発現のプロセスに関する分析、(5)個別機関についてのケーススタディ、の主に5つの分析から研究課題の遂行を計画している。まず、大学の沿革に見られる特徴的な「地域性」の抽出を目的とした分析では、旧制専門学校の設置過程に注目し、教育史関連図書・資料や各大学・学部の記念誌類の収集・分析を行った。出自の時点で高等教育機関に内包された「地域性」の抽出と、その整理とともに、その後の発展過程で「地域性」がどのように再構築されたのか検討するため、継続して実施する。また、就業構造全体の変動下における大学卒業者の就業状況変化についての検討においては、既存統計を活用した就業構造の地域別特質とその変化についての分析を行った。大学の量的拡大は同時に大卒者・大卒就業者の増加、ひいては産業構造の変動をも招く。特徴的な「地域性」を持つ大学・地域を対象としたケーススタディの実施、およびこの「地域性」をより広い対象からとらえるために、上記の沿革史分析に加え、就業構造に生じた変化を地域別に把握するための検討を継続する。本研究課題の初年度は東日本大震災直後の時期に当たり、事態への対応や復旧へ向けた業務等により研究計画が大幅に遅れた。当該年度はその遅れを取り戻すべく研究を進めたが、震災による初年度の計画遅れの影響を完全に克服するには至っていない。東日本大震災の発生により、その対応や復旧へ向けた業務等で多大な時間を要したため。当該年度までの研究により浮かび上がってきたのは、地域の状況を踏まえた新しい教育課程・組織を設置する際に、各機関の既存の教育研究課程や学問分野の特性といった所与の条件に加え、卒業者に対する需要を左右することになる市場規模や、新プログラム・組織設置を可能にする資金そのものが持つ性格などが、新しい教育課程や組織を規定する条件として強く機能しているという事実である。教育研究機関としての大学の性格と、地域の産業が直面している課題や大学への期待とのマッチング、そしてその結果としての新しい教育課程・組織の設置において、それらを性格づけるさまざまな条件が与える影響について、ケーススタディを積み重ねながら検討していく。(1)大学の沿革に見られる特徴的な「地域性」の抽出分析:設置の際に地域の実情を反映しつつ、長い伝統を有し、制度的な変遷も経ている旧制専門学校は本研究にとって好例である。これらの学校の発展過程において、「地域性」がどのように再構築されたのか検討することにより、大学における特徴的な「地域性」を抽出・整理する。(2)既存統計を活用した就業構造の地域別特質とその変化についての分析:就業構造に生じた変化を地域別に検討するとともに、就業構造全体の変動下における地域と大学の関係を人材養成の側面に注目して検討する。(3)個別機関についてのケーススタディ:(1)と(2)の分析から明らかとなった特徴的な「地域性」を持つ大学・学部を対象として、「地域性」の変遷過程とその背後にある要因について時系列的に検討を行う。
高周期14族元素不飽和環状化合物の合成法の開発と構造および反応性

ケイ素=ケイ素二重結合またはケイ素=ゲルマニウム二重結合を有するケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物とゲルマニウム2価化学種であるジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体の反応により得られる、塩素二個を置換基とするケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和4員環化合物を4当量のカリウムグラファイトで還元処理することにより、シクロブタジエンジアニオンのケイ素/ゲルマニウム混合型類縁体の合成に成功した。また、臭素4個を置換基とするケイ素飽和4員環化合物を6当量のカリウムグラファイトで還元処理することにより、シクロブタジエンジアニオンの骨格元素が全てがケイ素からなる類縁体の合成にも成功した。X線結晶構造解析で決定したそれらシクロブタジエンジアニオン高周期14族元素類縁体の4員環骨格は折れ曲がっており、芳香属性を示さないことが理論計算を含めた考察より明らかにした。また、シクロブタジエンジアニオンのケイ素/ゲルマニウム混合型類縁体は溶液中においてアニオン電荷がケイ素より陰性なゲルマニウム上に局在化し、ケイ素-ケイ素間の二重結合性が強いシクロブテン型の構造に変化することも分かった。さらに、得られた高周期14族元素シクロブタジエンジアニオンをシクロペンタジエニルコバルトジカルボニルと反応させることでアニオン性高周期14族元素シクロブタジエン-コバルト錯体への変換にも成功し、平面性の高い高周期14族元素シクロブタジエン骨格を有することをX線結晶構造解析により明らかにした。申請者らはケイ素、ゲルマニウムからなる不飽和小員環化合物の構造、反応性を検討し、高歪み3員環内に金属-金属二重結合が組み込まれたことに起因した特異な反応性を示すことを明らかにしている。本研究ではケイ素、ゲルマニウム等の高周期14族元素からなる不飽和3員環化合物の新規な反応性の開拓を目的とし、ケイ素のみからなる不飽和3員環化合物シクロトリシレン及びケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物ジシラゲルミレンと高周期14族元素二価化学種との反応性を検討した。安定なゲルマニウム2価化学種であるジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体とケイ素=ケイ素二重結合を有する1-ジシラゲルミレンをTHF中において反応させると、ゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を有する不飽和4員環化合物が高収率で生成することを見出した。また、ケイ素=ゲルマニウム二重結合を有する2-ジシラゲルミレンとの反応においても同じ生成物を与えたことから、ジクロロゲルミレンのGe-Cl結合の高周期14族元素二重結合への酸化的付加をキーステップとして環拡大反応が進行し、置換基の転位を経て、熱力学的に最も安定な化合物を与えたと考えられる。また、ジシラゲルミレンとジクロロスタンニレン・ジオキサン錯体との反応ではゲルマニウム=スズ二重結合を含む不飽和4員環化合物を、ケイ素不飽和3員環化合物シクロトリシレンとジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体との反応ではケイ素=ゲルマニウム二重結合を含む不飽和4員環化合物をそれぞれ与えることも分かった。