hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
in vitro 人工細胞外微小環境の開発とその細胞制御機構解明

細胞は生体・組織内において、非常に複雑、且つ厳密に制御された微小環境に置かれ、その機能・運命制御が行われている。本研究では、マイクロ流体・ナノテクノロジー技術を用いて人工細胞外微小環境を創出し、ヒト多能性幹細胞の新規制御法の開発を行った。本研究で得られた技術・知見はヒト多能性幹細胞を用いた再生医療・薬剤開発に大きく貢献することになる。<研究目的の概要>本研究においては、(1)マイクロ流体テクノロジー、およびそれと相補的な微細加工技術を駆使して培養細胞において人工細胞外微小環境を創出し、(2)細胞微小環境による細胞運命制御のメカニズムを解明することを目的とする。具体的には、A.多様な細胞外微小環境を作製・試験できるハイスループットマイクロ流体デバイス(HT-μFD)の開発、B.ナノファイバーライブラリの作製とHT-μFDへの組込みによる細胞外微小環境ライブラリの作製、C.ヒトES/iPS細胞の自己複製を促進する微小環境の同定とその作用機構の分子生物学的な解析を行う。<平成23年度の研究成果の概要>平成23年度では、まず申請者が以前に開発したヒト多能性幹細胞実験用マイクロ流体デバイスのハイスループット化(HT-μFD)を試みた。現在、このデバイスを用いたヒトES/iPS細胞実験プロトコールの最適化を行なっている。更に細胞外微小環境因子の一つである可溶性因子を厳密制御を行うことができるμFDの開発にも成功し、査読付き投稿論文として発表した(Lab on a Chip 2011)。平成23年度後半からはHT-μFDを用いた実験の自動制御・観察プログラムの開発も進めている。また、並行してElectrospining法によるナノファイバーの作製し、細胞外微小環境ライブラリの作製にも着手した。特に生体材料由来ナノファイバーを細胞微小環境因子の一つである細胞外マトリックスとして用いることによって、多能性幹細胞(ES/iPS細胞)の自已複製維持システムの開発にも成功している。本研究で得られた実験結果を基に論文を執筆・投稿し、現在査読中である。細胞は、生体・組織内において1成長因子や低分子などの可溶性因子、2細胞外マトリックスなどの不溶性因子、3細胞間相互作用、などで構成される細胞外微小環境に囲まれ、その運命を制御されている。それ故、ヒト多能性幹細胞(ES/iPS細胞)を制御する際にも、目的組織に最適化した細胞外微小環境を構築する必要がある。しかし、現在の使用されている培養細胞の実験系(in vitro系)では、このような環境の人工的な作製は非常に困難である。これを克服する1つの手段が、微細加工技術により微小空間制御できるマイクロ流体デバイス(microFD)を用いた細胞培養・実験系である。1マイクロ流体テクノロジー、およびそれと相補的な微細加工技術を駆使して培養細胞において人工細胞外微小環境を創出し、2細胞微小環境による細胞運命制御のメカニズムを解明することを目的とする。具体的には、A.多様な細胞外微小環境を作製・試験できるハイスループットマイクロ流体デバイス(HT-microFD)の開発、B.ナノファイバーライブラリの作製とHT-microFDへの組込みによる細胞外微小環境ライブラリの作製、C.ヒトES/iPS細胞の自己複製を促進する微小環境の同定とその作用機構の分子生物学的な解析を行う。本研究では、マイクロ流体デバイスとナノファイバーを用いて、時・空間制御できる人工細胞外微小環境を創出し、これを用いて細胞運命制御への作用機構を解明していく。申請者は、これまでに以下に挙げる研究成果を得ることができた。1人工細胞外微小環境を創出・スクリーニングできるmicroFDの開発(論文準備中)2ナノファイバーを用いたヒト多能性幹細胞の新規細胞外足場の開発(論文投稿中、特許出願中)3microFDに使用する材料がヒト多能性幹細胞に与える影響を詳細に評価(論文発表済み)本年度においては、(1)HT-μFDの開発とヒト多能性幹細胞への応用、(2)ナノファイバーのヒト多能性幹細胞への応用、が研究目的であったが、現在これに沿った研究進展状況である。現在では、得られた実験結果に基づいて数報の投稿論文を投稿中、または準備中であり、当初の計画通りの進展状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究推進方策に関しては、概ね研究計画書通りに進める予定である。しかし、今後の研究推進として重要であるのが、HT-μFDのヒト多能性幹細胞実験の最適化、および自動化である。これを行うことによって、実験をより加速度的に進展させることができ、平成23年度後半からこの課題に取り組んでいる。
放射線抵抗性がんの克服ー放射線増感性遊走阻害剤の開発

放射線抵抗性を示す神経膠芽腫の克服のために、マイクロビーム照射装にて照射細胞からでるシグナルが一酸化窒素(NO)であることを同定した。1腫瘍細胞あたりの照射イオン数(1個10個),細胞質標的または核標的に関係なく被照射細胞においてNOを検出した。NOは周囲の非照射細胞にも周囲500μm四方に伝播した。Crosslinking assayを行うと腫瘍細胞では照射により細胞質から細胞膜へのGluA1の移動( trafficking )を認めたがNOS欠損マウス由来海馬細胞では細胞膜へのGluA1の移動変化が無かったことから、このGluA1の細胞膜への移動は一酸化窒素が誘導したものと結論した。2011年度の研究の成果放射線抵抗性を示す神経膠芽腫の克服のために、放射線の生物学的影響に関する基盤的解析を実施した。日本原子力機構高崎量子応用研究所に設置してあるマイクロビーム照射装置を用いて照射細胞からでるシグナルの同定とシグナル伝達の仕組みを解析した。臨床検体から樹立したグリオーマ細胞株を用いてマイクロビーム照射装置にて被照射細胞と非照射細胞を厳密に区別し照射細胞から出るシグナルを検出し、そのシグナルの範囲や時間経過を追った。最初に培養皿の空打ち実験を行い、シグナルが出ないことを確認した。次いで、シグナルの検出にはNO検出薬であるDiaminofluorescein-2 Diacetate(DAF-2 DA)は生細胞の状態で使用可能で、同時にMitotrackerによる染色により背景細胞を描出した。単層培養にて細胞1個に細胞質と核を分けて照射実験を施行した。1腫瘍細胞あたりの照射イオン数(1個10個),細胞質標的または核標的に関係なく被照射細胞でNOを検出した。NOは周囲の非照射細胞にも検出されそのシグナルは照射直後から48時間以降まで拡散し、被照射細胞を中心に周囲500μm四方に最終的に伝播が確認された。Aggregate culture法にて細胞集塊を炭素線量10Gy(炭素線イオン1万5千発)直径250μmのコリメターを用いて腫瘍塊を厳密に照射すると、照射直後よりcontrol群の非照射細胞の3倍の30μm/hの速度で腫瘍細胞は遊走亢進を示した。同一dish内のコリメター外の非照射細胞でも同様に遊走亢進したことからNOが遊走亢進の分子機序に関与する可能性が強く示唆された。実際NO中和剤20μMcPTIOを前処理すると遊走亢進現象は完全に制御されたことも我々の仮説を支持するものである。このことは神経膠芽腫の放射線抵抗性の機序解明にとって重要な基盤的情報であり、来年度以降、実際の臨床例での確認および動物モデルでの論証へと発展させたいと考えている。神経膠芽腫の放射線抵抗性の獲得に関する分子基盤としてNOによるGluA1のtrafficking現象を動物モデルおよび細胞モデルでの解析基盤情報を基に本年度ではNO-cGKII-GluR1-Akt signalingが実際に、術前に放射線治療を施した臨床11例でどのように働いているかを非照射対照群11例とともに摘出病理標本で解析した。解析した放射線治療群では全例で紡錘形細胞がcGKIIとGluA1を浸潤最先端で発現していた。同部ではiNOSの発現が選択的に上昇している所見が認められNO-cGKII-GluR1-Akt signalingがヒト摘出標本にて確認できた。平成24年度は、前年度に獲得した一酸化窒素を介する遊走性の亢進の分子基盤としてGluA1の腫瘍細胞膜へのtrafficking現象が関与するとする仮説を証明するために、腫瘍細胞およびNO合成酵素(NOS)系完全欠損動物(triple nNOS/iNOS/eNOS-KOマウス)を用いて、BS3による細胞質および細胞膜GluA1に分けて同定できるCrosslinking assayを行い放射線介入によるGluA1受容体の動態解析を施行した。動物モデルでは海馬を対象としてBS3処理後にウエスタンブロッティングを施行した。その結果、腫瘍細胞では照射により細胞質から細胞膜膜への移動を認め、被照射細胞では非照射細胞の2倍の細胞膜GluA1が検出された。さらに細胞質と細胞膜GluA1の分布比では非照射細胞が50:50であるのに対しいて被照射細胞25:75とGluA1の局在の変化を伴っていた。この変化は放射線処理した細胞群でもBS3無処理では認められなかった事、またNOS欠損マウス由来海馬細胞では放射線介入による細胞膜へのGluA1の移動変化が無かったことから、一酸化窒素が誘導したものと結論した。最終年度は前年度の実験の再現実験をまず施行した。被照射細胞から発生する一酸化窒素(NO)に着目して動物モデルによる解析を施行した。

まずNO合成酵素(NOS)系完全欠損動物(triple nNOS/iNOS/eNOS-KOマウス)を用いて放射線処理群及び非処理群における海馬組織の変化を焦点に解析した。対照として野生型マウスでも同様の処理を行ったのち、イオン型グルタミン酸受容体GluA1サブユニットの局在をCrosslinking assayにて細胞質と細胞膜に分けて同定した。その結果、野生型マウスでは照射15 min.後から細胞質内GluA1の膜への移動が認められたがNO合成酵素(NOS)系完全欠損動物では照射によるこの変化は認められずNOのAMPA受容体サブユニットGluA1traffickingに及ぼす影響を再現できた。ヒト臨床検体を用いた解析でも手術に先行して放射線治療を施行した症例のうち(neoadjuvant therapyを受けた症例)照射後1ヶ月以内に摘出された臨床検体14例用いてiNOS, cGKII, GluA1の同定を免疫組織学的に解析した。その結果術前照射群においてiNOSの発現の有意な増強およびcGkIIとGluA1とのcolocalizationが認められた。さらに樹立したCGNH-humanglioblatomacell lineによる脳内移植モデルによる実験からはGluA1のtraffickingを抑制するAMPA拮抗薬を用いることで移植細胞の浸潤性格の減衰に伴い有意な生存期間延長効果が認められたことからAMPA拮抗薬が新規治療剤となる可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。脳神経外科学26年度が最終年度であるため、記入しない。独立法人日本原子力研究機構との連携は順調に推移し、実験データの蓄積が進行している。神経膠芽腫の放射線治療抵抗性に関する提示仮説であるNO-cGKII-GluR1-Akt signalingに関しては動物異種移植モデル、動物遺伝子改変モデルおよび培養系の解析から得られた基盤情報から推察されるものであるが今回ヒト放射線治療後の標本においても確認ができたため。本研究課題はおおむね順調に推移しており、来年度以降、神経膠芽腫の放射線抵抗性の機序解明という重要な基盤的情報の獲得のために実際の臨床例での確認(病理標本、臨床画像解析)および動物モデルでの論証へと発展させたいと考えている。神経膠芽腫の放射線抵抗性の獲得に関する分子基盤としてNOによるGluA1のtrafficking現象を動物モデルおよび細胞モデルで捉える事が出来た。次年度ではNO-cGKII-GluR1-Akt signalingが実際に、術前に放射線治療を施した臨床症例でどのように働いているかを摘出病理標本で解析する予定である。
神経回路形成に伴うミエリン鞘形成過程での神経情報伝達系の解析

高次脳機能の発現機構を解明するためには,ミエリン鞘形成を伴う神経回路の発達機構を明らかにすることが必須である.本研究では,オリゴデンドロサイトによるミエリン鞘形成機構に着目し,その際に利用されている神経情報伝達系,特にセカンドメッセンジャー系(cAMPとカルシウム)がどのように使い分けられているのかを,転写調節因子であるcAMP response element binding protein (CREB)のリン酸化という点に的を絞って検討した.培養は分化に合わせて各種の成長因子などを加えた培養液を用いて行なった.分化段階は特異的に発現してくる抗原の抗体(A2B5,O4,O1,MBP)で区別した.オリゴデンドロサイトにおけるCREBの発現を,「リン酸化されている場合」と「されていない場合」との局在の違いに注意して,分化段階別に免疫細胞化学法によって調べた.その結果,分化段階の進行に伴って,CREBおよびリン酸化したCREBの発現量が増加することがわかった.また,発現しているCREBのほとんどがリン酸化されていることも明らかとなった.次に,細胞分化にはcAMPが重要であることから,オリゴデンドロサイトのCREBリン酸化の経路としてcAMP-タンパク質キナーゼAの系について検討した。その結果,未成熟なオリゴデンドロサイトではCREBのリン酸化はタンパク質キナーゼAに依存しているが,成熟したオリゴデンドロサイトでは,タンパク質キナーゼAには依存しないことも示された.従って,未成熟のオリゴデンドロサイトと成熟のものとでは,リン酸化に使われているセカンド・メッセンジャー系が異なることが明らかとなった.高次脳機能の発現機構を解明するためには,ミエリン鞘形成を伴う神経回路の発達機構を明らかにすることが必須である.本研究では,オリゴデンドロサイトによるミエリン鞘形成機構に着目し,その際に利用されている神経情報伝達系,特にセカンドメッセンジャー系(cAMPとカルシウム)がどのように使い分けられているのかを,転写調節因子であるcAMP response element binding protein (CREB)のリン酸化という点に的を絞って検討した.培養は分化に合わせて各種の成長因子などを加えた培養液を用いて行なった.分化段階は特異的に発現してくる抗原の抗体(A2B5,O4,O1,MBP)で区別した.オリゴデンドロサイトにおけるCREBの発現を,「リン酸化されている場合」と「されていない場合」との局在の違いに注意して,分化段階別に免疫細胞化学法によって調べた.その結果,分化段階の進行に伴って,CREBおよびリン酸化したCREBの発現量が増加することがわかった.また,発現しているCREBのほとんどがリン酸化されていることも明らかとなった.次に,細胞分化にはcAMPが重要であることから,オリゴデンドロサイトのCREBリン酸化の経路としてcAMP-タンパク質キナーゼAの系について検討した。その結果,未成熟なオリゴデンドロサイトではCREBのリン酸化はタンパク質キナーゼAに依存しているが,成熟したオリゴデンドロサイトでは,タンパク質キナーゼAには依存しないことも示された.従って,未成熟のオリゴデンドロサイトと成熟のものとでは,リン酸化に使われているセカンド・メッセンジャー系が異なることが明らかとなった.
APF型小型ガン治療装置の研究

がん治療装置入射器の初段部において,大強度重イオンビームを簡便・安定に確保するための機構として,直接プラズマ入射型RFQパンチャーを開発し,重イオンがん治療に必要な炭素イオンビームの大強度加速実験をおこなった。前年度に本補助金により加速電極の製作をおこなった直接プラズマ入射型RFQバンチャーに,既存備品の炭酸レーザーイオン源を組み合わせたビーム加速実験装置を整備し,平成16年7月に世界初となる50mAの大強度炭素イオンビームを100keV/uまで加速することに成功した。その実験結果は同年8月に理化学研究所よりプレス発表され,第1回日本加速器学会年会,ドイツで開催されたInternational Linac Conference(Linac2004)においても報告された。また,日本加速器学会誌からの寄稿要請に応じ,同誌に速報が掲載された。さらなる重イオンがん治療用加速器の小型化のためには,価数の高い炭素イオンの生成・加速が重要であるため,新しくYAGレーザーイオン源を用いたシステムを検討し,事前実験によりC^<5+>,C^<6+>の大量発生に成功した。そして,現在は直接プラズマ型RFQパンチャーと組み合わせた加速実験を続行中である。また,がん治療用入射機の1/3程度の加速エネルギーをもつテスト機として,炭素イオンを2MeV/uまで加速するAPF-IHリニアックの開発をおこなった。本補助金により整備されたテスト2MeV/uAPF-IHリニアックを用いて,平成16年10月に低電流陽子ビームの加速に成功した。がん治療用入射器としては,これまでのRFQリニアックとアルバレリニアックの組み合わせが利用されてきたが,これらの研究成果を受けて,RFQリニアックとIH(APF-IH)リニアックの組み合わせが,放射線医学総合研究所が進めている普及型がん治療装置の開発において採用され,ドイツにおいても計画が進んでいる。東京工業大学に既存するAPF-IH型線形加速器を,がん治療を目的とした炭素6価イオン加速用に最適化するための,ビーム軌道解析シミュレーションをおこなった。また,その結果をもとにして加速空洞の3次元電磁場解析をおこない,加速電極を改良した。現在は,各種の高周波機器と真空排気系を装着して空洞試験をおこなうとともに,予備ビーム試験として陽子加速のためのイオン源,入出射収束系,.分析電磁石系を整備している。これらの成果をLinear Accelerator MeetingとSymposium on Accelerator Science and Technologyで報告した。なお,研究実施にあたってはAPF-IH型線形加速器を用いたがん治療装置の導入を検討している,サピエンタ大学(ルーマニア)と情報を交換しており,平成15年秋には共同研究・技術打ち合わせを相手先でおこなった。レーザープラズマの解析に関しては,YAGレーザーとレーザーイオン源テストベンチを組み合わせたプラズマ発生実験を,東京工業大学と理化学研究所の共同でおこなった。その結果,イオン源の特性が解明され,新しく70mAの炭素6価イオンが生成可能となり,イオン源国際会議(ロシア)で報告した。前段バンチャーには4-Rod RFQ構造を採用し,大強度の炭素4価および6価イオンが加速可能な電極の設計を,ビーム軌道解析シミュレーションによりおこなった。その製作は,数多くの研究機関に納入実績のあるゲーテ大学応用物理研究所(ドイツ)と共同でおこない,ドイツにおける機械加工に際しては工場立ち会いを実施した。日本到着後は既存の真空糟を組み合わせて装置を完成させ,高周波特性試験をおこなった。現在は,大電力高周波電源のある放射線医学総合研究所に移送し,ビーム加速試験に向けた準備をおこなっている。これらの成果をSymposium on Accelerator and Related Technology for Application,21世紀連合シンポジウム,電気化学会応用加速器及び関連技術シンポジウムで報告した。

がん治療用重イオン加速器の入射プロトタイプ機として,平成15年度に加速電極を改良した東京工業大学のAPF-IH型線形加速器について,高周波特性の調整をおこなった。そして,イオン源,入出射収束系,分析電磁石系,高周波電源などの周辺機器を整備したのち,陽子ビームの加速に成功した。その結果を評価するために,新しいビーム軌道解析プログラムを作成してシミュレーションをおこない,所定のエネルギーで加速されていることを確認した。これらの成果はInternational Linac ConferenceやEuropean Particle AcceleratorConferenceにおいて報告した。また,がん治療装置の導入を検討しているサピエンタ大学(ルーマニア)との研究交流を継続しておこない,平成16年秋に共同研究・技術打ち合わせを相手先でおこなった。関連装置となるRFQ型バンチャーの開発については,直接プラズマ入射用の4-Rod RFQ型線形加速器と炭酸レーザーイオン源を,大電力高周波電源のある放射線医学総合研究所において組み合わせ,50mAを超える炭素イオンビームを1.2MeVまで加速することに成功した。このビーム電流量のRFQ型線形加速器における加速は世界初であり,そのニュースは全国紙にも掲載された。また,この実験結果により,直接プラズマ入射法の有効性があらためて実証された。これらの成果はInternational Linac Conference, European Conference on Accelerators in Applied Research and Technologyおよび日本加速器学会年会において報告した。また発展的研究として,YAGレーザーイオン源による炭素6価イオンの加速に重点をおいたビーム加速実験もおこなっており,ビームシミュレーション結果などと比較しながら,実験データの分析を進めている。現在は本研究の最終段階として,これまでの研究活動から得られた知見をもとに,小型がん治療装置の普及に必要と思われるシステム形状やパラメータについて整理をおこなっている。
メカニカルアロイング金属粉末を利用した傾斜機能性強化材料の創製とその機械的性質

TiB_2はTiとBの混合粉末をメカニカルアロイング(MA)することによっても生成することができる。しかし生成度はMA状態によっても変化する。本研究は、異なった組織生成状態にあるMA粉末を積層して成形、焼結して組織に傾斜のある材料とし、機械的、電気的性質に優れた傾斜機能材料を創製することを試みた。そこで、Ti-B-Cu、Ti-B-Alの混合粉末を種々の時間MAし、その組織変化を調べてMAによる合金化過程を明らかにし、さらに種々の組織状態にあるMA粉末を組み合わせ、固化成形体の傾斜組織と機械的、物理的性質の関係を明らかにした。その結果、Ti-B-CuおよびTi-B-Alの混合粉末を種々の時間MAすると、CuおよびAl中にTiとBは過飽和に固溶した。しかしホウ化チタン相やCu-Ti、Al-Ti合金相は生成しないが、MA後加熱処理するとホウ化チタン相やCu-Ti、Al-Ti合金相が生成し、通常の時効硬化合金に類似した硬化挙動を示した。MA合金粉末を種々の圧力、温度、時間で固化成形すると、MA中に過飽和に固溶したTi、Bが素地のCuあるいはAl相からTi-B_2のようなホウ化チタン相が生成した。そこで種々の組成、MA条件で作製したCu-Ti-BおよびAl-Ti-B合金粉末を順次、積層してホットプレスにより固化成形した。その結果、各層界面で拡散接合し、ホウ化チタン相の分布、硬さの分布は滑らかな傾斜を示した。そして高Ti/B側を圧縮変形、低Ti/B側を引張り変形とする曲げ変形に適する傾斜機能性材料の作製が可能となった。出発原料の電解銅粉、噴霧アルミニウム粉、還元チタン粉、ボロン粉を用い、チタンとボロンがモル比でTi/B=1/2とし、種々の割合で銅およびアルミニウムに配合して、揺動型ボールミルと遊星型ボールミルにより、種々のミリングした。そして得られた粉末の、SEMによる粒子形状、粒子断面の組織観察、X線回折、ビッカース硬さ測定によって、ミリング時間にともなう合金化過程を調べた。銅マトリックスでは、チタンの一部が銅中に固溶するが、チタンとボロンが反応し、TiB2やTi2B5などのホウ化チタンを生成した。アルミニウムマトリックスの場合、チタンとボロンは反応生成物を作ることなく、アルミニウム中に固溶した。いずれの合金粉末とも、長時間のミリングのよって、微細組織となり、硬さが上昇した。合金化した銅合金粉末は真空ホットプレスで、アルミニウム合金粉末はアルゴン雰囲気下のホットプレスで固化成形し、組織変化と機械的強度の観点から粒子間の結合状態を調べた。固化成形中に、銅合金粉末では、粒子接合界面に高銅濃度相が生成し、粒子間を強固に接合した。アルミニウム合金粉末では、固溶したチタンとボロンからホウ化チタンが生成し、いずれの合金粉末の成形体とも機械的強度が上昇した。前年度の研究で、電界銅粉、噴霧アルミニウム粉、還元チタン粉、ボロン粉を種々の割合で配合し、メカニカルアロイングした結果、銅およびアルミニウムをマトリックスとしたホウ化チタン粒子の分散する複合合金粉末となることを明らかにした。本年度の研究では、これらの配合組成の異なる合金粉末を数層に積層させ、固化成形することを試みた。種々のホウ化チタン粒子を分散する銅マトリックス合金積層体を冷間圧粉後焼結すると、低Ti/B量層に空隙が多く存在し、離型後湾曲状に変形した。同様な積層圧粉体を真空ホットプレスで固化成形すると、湾曲状に変形することなく、緻密な成形体が得られた。また真空ホットプレスによる成形では、冷間圧粉後の焼結より低温度、短時間処理で成形できる。

成形体の硬さ分布は高Ti/B側が高硬度で低Ti/B側になるにしたがって低硬度となる緩やかな傾きをもつ傾斜機能材料となった。このような成形体は曲げ変形のような引張り変形と圧縮変形のように、負荷応力が傾斜をもつ部材に適することが確認された。アルミニウムマトリックス合金の場合、メカニカルアロイング時では、α-Al相中にチタンおよびボロンが過剰に固溶する合金粉末であるが、固化成形のためのホットプレスの条件が高成形温度、長時間処理になるにしたがって、ホウ化チタンの生成により、硬度が増加するとともに、各層界面の接合強度も高まって、銅マトリックス合金と同様な機械的強度に傾きをもつ、傾斜機能材料となることが明らかとなった。TiB_2はTiとBの混合粉末をメカニカルアロイング(MA)することによっても生成することができる。しかし生成度はMA状態によっても変化する。本研究は、異なった組織生成状態にあるMA粉末を積層して成形、焼結して組織に傾斜のある材料とし、機械的、電気的性質に優れた傾斜機能材料を創製することを試みた。そこで、Ti-B-Cu、Ti-B-Alの混合粉末を種々の時間MAし、その組織変化を調べてMAによる合金化過程を明らかにし、さらに種々の組織状態にあるMA粉末を組み合わせ、固化成形体の傾斜組織と機械的、物理的性質の関係を明らかにした。その結果、Ti-B-CuおよびTi-B-Alの混合粉末を種々の時間MAすると、CuおよびAl中にTiとBは過飽和に固溶した。しかしホウ化チタン相やCu-Ti、Al-Ti合金相は生成しないが、MA後加熱処理するとホウ化チタン相やCu-Ti、Al-Ti合金相が生成し、通常の時効硬化合金に類似した硬化挙動を示した。MA合金粉末を種々の圧力、温度、時間で固化成形すると、MA中に過飽和に固溶したTi、Bが素地のCuあるいはAl相からTiB_2のようなホウ化チタン相が生成した。そこで種々の組成、MA条件で作製したCu-Ti-BおよびAl-Ti-B合金粉末を順次、積層してホットプレスにより固化成形した。その結果、各層界面で拡散接合し、ホウ化チタン相の分布、硬さの分布は滑らかな傾斜を示した。そして高Ti/B側を圧縮変形、低Ti/B側を引張り変形とする曲げ変形に適する傾斜機能性材料の作製が可能となった。
アデノウイルスベクターを用いたラット黒質におけるα-Synucleinの強制発現

α-synucleinの機能を知る上で、wild typeおよび家族性パーキンソン病に関連した変異タンパクをコードする2つのDNA(A30T, A53T)点変異遺伝子をFeanyらより入手した。これらの遺伝子がコードするタンパクを強制発言させるためにアデノウイルスベクターを用いることとした。まずα-synuclein遺伝子をコスミドベクターに挿入。293(Human Embryonic Kidney)cellにアデノウイルスゲノムDNAと共にco-transfectionし、目的遺伝子が組み込まれた組み替えアデノウイルスを増殖させた。この濃縮ウイルスを定位脳手術によりオスウイスターラットの片側黒質に注入した。注入後3日、7日の急性期と30日の慢性期モデルにおいてα-Synuclein、Tyrosine Hydroxylase(TH)、GFAPの各種抗体を用いて免疫組織化学的検討を行った。また慢性期モデルについてはApomorphine皮下注射後の運動量や回転運動について行動観察を行った。まず急性期、慢性期を通じて黒質のTH陽性細胞の著明な減少、線条体におけるTH陽性神経終末の減少共に認められなかった。GFAP染色においてアストロサイトの活性についても検討したが注入部に局所的なグリアの活性を認めるのみであり6-OHDAモデルに認められるような黒質ドパミンニューロンの神経終末が存在する線条体におけるグリアの活性化は認められなかった。またヒトα-Synuclein抗体を用いた免疫組織化学的検討では注入3日目に固定した1例においてα-Synuclein抗体陽性の凝集塊が認められたがこれはおそらく黒質のドパミンニューロンが感染により壊死に陥った結果ではないかと推測された。しかしこれも多くのサンプルで認められる共通した変化とは言えなかった。慢性期のモデルにおける行動観察においてはα-Synuclein遺伝子A53Tの点変異モデルについて注入側(左側)に一致する左側への回転運動が増加しているモデルも見られたがこれについても全例がこのような傾向を呈しているわけではなかった。またA30Pの点変異モデルやα-SynucleinのWildTypeについても同様な実験を行ったが、このような変化は認められなかった。現段階では報告可能なパーキンソン病モデルの作成には至っていないと考えられた。これらの遺伝子がコードするタンパクを強制発言させるためにアデノウィルスベクターを用いることとした。293 (Human Embryonic Kidney)cellにアデノウイルスゲノムDNAと共にco-transfectionし、目的遺伝子が組み込まれた組み替えアデノウイルスを増殖させた。一方ラットヘの定位脳手術であるが、現在十分な感染の所見が免疫組織染色上では得られていない。この問題を解決すべく現在いくつかの項目について検討を加えている。1)使用するラットの種により感染性の差異が生じる可能性があるため、種を変えて実験を試みる。具体的にはSDおよびWistarラットの2種について比較検討を加える。2)免疫組織染色の手法の改良、っまり染色の際抗体を重層する方法では抗体の浸透の問題があり、長時間のincubationが困難である。この解決策としてfree floatingによる長時間のincubationを試みること。また場合によってはパラホルム固定切片そのものから凍結切片を用いる。4)フィルターユニットを用いてウイルスの濃縮を試みる。ただし4)については培養細胞系については変化を来すことが確認されているため、1)-3)について現在検討を加えている。方法論を再検討している段階であるため、現在のところ論文として公表するには至っていない。

慢性期のモデルにおける行動観察においてはα-Synuclein遺伝子A53Tの点変異モデルについて注入側(左側)に一致する左側への回転運動が増加しているモデルも見られたがこれについても全例がこのような傾向を呈しているわけではなかった。またA30Pの点変異モデルやα-SynucleinのWildTypeについても同様な実験を行ったが、このような変化は認められなかった。現段階では報告可能なパーキンソン病モデルの作成には至っていないと考えられた。
円形加速器を用いたミューオンイオン化冷却の基礎研究

次世代の大型加速器計画であるニュートリノ・ファクトリーやミューオン・コライダーを実現するためには、ミューオン・ビームのイオン化冷却技術確立が重要である。本研究では、円形加速器を用いた効率の良いビーム冷却を目指し、現実的なビーム冷却リングの設計を検討した。このなかで、ビーム冷却やビームの入出射に必要な長いストレートセクションを持つレーストラック型FFAGを新しく提案し、それをビーム冷却リングへ応用することを検討し、また、くさび型超流動ヘリウム減速材の開発を進めた。本研究は円形加速器を用いたミューオンビームのイオン化冷却の実現に向けて、加速器の設計とそこに使用する超流動ヘリウム減速材の開発を目的とするものである。本年度はPRISM-FFAG型の円形リングによるイオン化冷却の検討と超流動ヘリウム減速材システムの設計を完了し、その製造を開始した。大強度ミューオン源PRISM用に建設が進んでいるFFAG型加速器は大口径、大エネルギーアクセプタンスを持ち、かつ減速材及び高周波加速空洞を配置するに十分なスペースを有するので、β関数などの改善により円形イオン化冷却リングとして機能する可能性がある。このPRISM-FFAGラティスをベースにICOOLなどの3次元トラッキングコードを用いて、ビーム光学及びイオン化冷却性能の検討を行った。超流動ヘリウム減速材については、原子核実験KEK-PS-E549で使用した超流動ヘリウム標的システムの設計をベースに改良を加え、本減速材システムの設計を行った。ミューオンビームの通過による超流動ヘリウム減速材への入熱除去が重要となるが、本システムは150L/時のヘリウム液化機を利用することで100Wの冷却能力を有する設計である。本年度は本システムのうち予冷システムを製作した。来年度は残りの減速材部を製作、全体を組み立てた後に、ヘリウム冷却試験及び、内部ヒーターによる入熱除去試験により設計冷却能力の検証を行う予定である。また、別の同構成のクライオスタットを用いた試験により、システム冷却能力のベースとなるデータを得た。本研究は、ニュートリノ・ファクトリ実現において重要なビーム加工技術の一つである「ミューオン・ビームのイオン化冷却技術」の基礎研究であり、特に円形加速器を使用したビーム冷却リングの開発に的を絞り、ビーム冷却リングの設計と超流動液体ヘリウム減速材の開発を進めるものである。ビーム冷却リングの設計では、冷却効率が高くかつ入射取り出し可能なビーム冷却リングのラティスを検討し、その設計を行う。超流動ヘリウム減速材の開発では、イオン化損失による発熱の除去や薄膜窓材の研究を行う。さらに、製作した超流動ヘリウム減速材試作器について総合性能試験を行い、超薄膜くさび形減速材の技術確立を目指している。平成19年度は、コンピューターにより円形ビーム冷却リングの軌道解析を行い、ビーム冷却に重要なくさび型減速材の形状検討を行った。その結果、超流動ヘリウム減速材試作器1号機の開き角として80度を採用した容器を設計し、製作した。超流動ヘリウム減速システムについては、昨年度に引き続き、クライオスタットの製作とシステム全体設計と製作を行った。我々が開発しているシステムは原子核実験KEK-PS-E549で使用した超流動ヘリウム標的システムの設計をベースに改良を加えたものである。本年度は本システムのうち1K容器と冷却試験用アブソーバー容器を設計・製造し、超流動ヘリウム減速システムへ組み込んだ。上述のくさび形減速材容器を用いた内部ヒーター入熱の除去試験準備を進めている。本研究が目指す円形加速器によるミューオンビームのイオン化冷却において、円形加速器は次の2つの性質を兼ね備えることが要求される。一つ目は、冷却前の広がったビームを許容できる大きなアクセプタンス、二つ目は、高周波加速空洞及び減速材、そして、入射取り出しシステムを挿入するための充分なストレートセクションである。ミューオン電子転換過程探索実験のために設計したPRISM-FFAGは、同様の特徴を備えるFFAGとして設計したのものであり、本研究が目指すリングのベースデザインとして最適である。このPRISM-FFAGを改良し、さらに進んだミューオン電子転換過程探索実験の検討を進めると共に、PRISM-FFAGを発展させた新しいラティスと加速器技術を検討するために、PRISMタスクフォースを設立した。これは、研究代表者である佐藤と英国インペリアルカレッジ・ロンドンのJ.Pasternak氏が中心となり、日本と英国・米国・欧州の素粒子・加速器研究者を集めた、国際協力研究グループである。ミューオンのイオン化冷却には、300MeV付近のエネルギーが適している。PRISM-FFAGのオリジナルラティスについて、300MeVミューオンが周回するように磁場を高め、高周波空洞とくさび形減速材を配した円形リングによるビーム冷却の場合は、ラティスの角度方向のアクセプタンスが充分でないこととベータファンクション大きすぎることにより、ビーム冷却には適さないことがシミュレーション計算により判明した。

一方、このタスクフォースの中で、森教授らは、スケーリングFFAG電磁石によるストレートセクションを挿入したレーストラック型のFFAGリングの研究を進め、大アクセプタンスを有するレーストラック型のFFAGリングの設計に成功した。ストレートセクションでは、ビームの分散関数を調節することも可能であり、円形ビーム冷却リングへとしても期待が持てる新しい可能性が提案された。また、入射取り出しようのキッカーについては、ニュートリノ・ファクトリーで検討されているキッカー電磁石システムの応用について検討した。
肝切除周術期患者のメタボロミクス栄養学の確立

術前に比べて術後は栄養代謝が大きく変動する。そこで、肝切除術周術期における代謝障害の問題を評価するために、肝切除前後の血中および尿中のメタボローム解析を行い血液生化学検査も併せて検討した。また、間接熱量計を用いて、安静時エネルギー消費量(REE)と非蛋白性呼吸商(npRQ)を測定した。術後14日目では、REEの変動はなかった。しかし、npRQは低下しており、早朝空腹時の飢餓が認められた。また、バリンおよびロイシンも術後14日目に低下しており、回復していなかった。間接熱量計とメタボローム解析を行うことにより術後の変動を改善するBCAAを含む就寝前夜食の投与が必要ではないかと考えられた。周術期の栄養管理は術後の早期回復において重要な要素である。我々は、肝切除前後の血清・尿の代謝物の変動を検討した。対象は、肝細胞癌患者16名(年齢:67±2歳、男性13名/女性3名、BMI:22.2±0.6kg/m2)とした。病因はHBV(6名)、HCV(4名)、アルコール(2名)、アルコール+ HCV(1名)、nonBnonC(3名)であった。血清(S)とスポット尿(U)は術前(S0、U0)と肝切除後1日目(S1)、3日目(S3、U3)、14日目(S14)の早朝空腹時に採取した。血液生化学検査とキャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-TOFMS)及びキャピラリー電気泳動-三連四重極型質量分析計(CE-MS/MS)を用いて血清・尿のメタボローム解析を行った。術後の血清(S1、S3、S14)と尿(U3)の代謝物を術前(S0、U0)に対する変化で比較した。S1では、BCAA(Val、Leu、Ile)が低下傾向にあり、AAA(Phe、Tyr)は上昇傾向にあった。Fischer比(BCAA/AAA)は有意に低下していた。また、Ala、GlyやTauなど多くのアミノ酸が上昇していた。S3では、Glnが著しく低下し、早期のエネルギー源として利用された。S14では、S1で上昇がみられた多くのアミノ酸はS0値まで低下していた。インスリン値は、S1とS3においてS0に比し有意に上昇した。重回帰分析において、血清のGlnやTauを従属変数とすると、炎症マーカーであるWBCやCRPが独立変数として関連が示された。今回の研究により、術後早期から筋蛋白は分解し、炎症の程度と関連することが示された。また、CE-TOFMS, CE-MS/MSによるメタボローム解析は周術期の代謝評価に有益な手段であることが示された。肝癌患者切除前後の血清及び尿について、さらにメタボローム解析を進めている。近年1滴の血液や尿から、網羅的に代謝物を測定できるメタボローム解析により、今まで検討する事ができなかった代謝物やその代謝経路を明らかにできるようになった。肝切除周術期に、どの代謝物が、どのように変動するかを明らかにするため、血液及び尿を採取し、周術期に代謝物の変動を検討した。対象は、肝癌肝切除患者16名とした。キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-TOFMS)を用いて、早朝空腹時の血清を、術前、術後1、3、14日目(S0、S1、S3、S14)、および尿を、術前、術後3日目(U0、U3)に採取し、測定を行った。また、術前および術後14日目に、間接熱量計で安静時エネルギー消費量(REE)と非蛋白性呼吸商(npRQ)を測定した。肝切除後は、3日目に血清cis-Aconitate、isocitrateは低下したが、14日目には増加した。Glutamineは、3日目、14日目ともに低下した。glutamateは、術後1、3、14日目に有意な変動はみられなかった。Isoleucineは術後3日目に、valineは術後1、14日目、Leucineは術後14日目に低下した。尿中3メチルヒスチジンは、術後3日目に増加した。また、術前に比較して術後14日目に、REEは変動がみられなかったが、npRQは低下した。臨床研究は、採取できる血液量や評価できる項目が限られている。そのため、アウトカムは入院日数、血液生化学検査、炎症反応など、断片的な評価にとどまる。血清及び尿をあわせて網羅的に解析することで、周術期の詳細な変動を評価することができた。今後は、対象人数を増やし、臓器サンプルについても検討したいと考えている。

ただし、入院患者が対象のため、本研究期間内に入院してきた方が対象となる。食生活対象者のサンプルを採取しており、測定に関する消耗品や解析費用に、まだ経費が使用されていないため。サンプリング終了後、解析や測定を行う。
土石流危険渓流における土石流の発生頻度とその規模に基づくリスク評価の試み

土石流危険渓流に対しては,自治体によってハザードマップが作成されている.ハザードマップの作製は主として地形条件から行われ,過去に発生した土石流の規模や頻度については,ほとんど考慮されていない.そのため,現在の対策や警戒の範囲が十分であるかの検証はなされていない.本研究では,土石流危険渓流の土砂堆積域でボーリング調査を行い,過去の土石流の発生頻度とその規模を明らかにし,土石流発生のリスクについて考察することを試みた.その結果,鹿児島県姶良市重富地区では,数100年に1回は10000m3規模の土石流が発生してきたことがわかった.今後,この地域の防災を考える際には,このことを考慮しておく必要がある.土石流危険渓流における土石流の発生頻度とその規模に基づくリスク評価を行うための基礎データの習得を目的として,平成27年度は,鹿児島県姶良市西部で土石流危険渓流に指定されている5つの渓流について,調査を行った.過去の土石流堆積物について,その性状,分布を明らかにすることを目的として,空中写真を用いて地形区分を行った.そして地形区分をもとに現地で地形・地質の調査を行った.その結果,比較的最近に発生したと考えられる土石流堆積物の分布を把握をすることができた.姶良市立重富小学校(平松城跡)の周辺には,扇状地上に土地区画上不自然な区割りがある.このことは平松城前の屋敷地の区画整備の後に土石流が発生したことを示している.平松城周辺の屋敷整備は江戸時代中期ころに行われたと考えられているので,土石流の発生はそれ以降ということになる.一方,明治以降にはこの地域で被害を伴うような大きな土石流の発生は知られていないので,土石流の発生は江戸時代の中後期に発生したものであることがわる.地形区分で明らかになった扇状地の規模から判断すると,その土石流の規模は,数1000から数10000m3程度であると判断される.この地域にみられる扇状地の規模は,先にあげたもの以外にもさまざまなものがある.これらの扇状地を作る土石流の発生年代を特定できれば,この地域における土石流発生頻度と規模の関係を明らかにすることができると考えられる.平成27年度の調査で確認できた扇状地堆積物について,ボーリング調査を実施する予定でいたが,地権者の了解が得られず,27年度の実施を見送った.現在別の地点でのボーリング調査に向けて準備をしているので,当初予定より一時的に遅れてはいるが,平成28年度の調査・研究によって当初のスケジュール通りに研究が遂行できるものと考えている.土石流危険渓流における土石流の発生頻度とその規模に基づくリスク評価を行うための基礎データの習得を目的として,鹿児島県姶良市西部で土石流危険渓流に指定されている5つの渓流について,調査を行った.過去の土石流堆積物について,その性状,分布を明らかにすることを目的として,空中写真を用いて地形区分を行った.そして地形区分をもとに現地で地形・地質の調査を行った.その結果,比較的最近に発生したと考えられる土石流堆積物の分布を把握をすることができた.姶良市立重富小学校(平松城跡)の周辺には,扇状地上に土地区画上不自然な区割りがある.このことは平松城前の屋敷地の区画整備の後に土石流が発生したことを示している.平松城周辺の屋敷整備は江戸時代中期ころに行われたと考えられているので,土石流の発生はそれ以降ということになる.一方,明治以降にはこの地域で被害を伴うような大きな土石流の発生は知られていないので,土石流の発生は江戸時代の中後期に発生したものであることがわかる.地形区分で明らかになった扇状地の規模から判断すると,その土石流の規模は,数1000から数10000m3程度であると判断される.H28年度は前年度に実施することのできなかったボーリング調査を鹿児島県姶良市平松地内で行った.その結果,(十分な検討はまだ終えていないが)地表から10mの深さまでの間に,厚さ3m程度の土石流堆積物を2枚見つけることができた.地層の年代測定を行っていないために,その発生間隔を明らかにすることはできていないが,地形調査から推定されていた過去の土石流の存在が地質調査からも明らかとなった.H28年度は,前年度に実施することのできなかったボーリング調査を行うことができ,多くのデータを得ることができた.H29年度にもボーリングを実施するが,その手続きも順調に進んでおり,研究はおおむね順調に進展している.鹿児島県姶良市重富地区には,土石流危険渓流や土砂災害警戒区域に指定された9つの流域が存在する.これらの渓流に対しては,いくつかの砂防ダムなどが作られたうえで,姶良市によってハザードマップが作成されている.しかし,この地域で過去に発生した土石流の規模や頻度については,全く知られておらず,現在の対策や警戒の範囲が充分であるかどうかの検証は十分ではない.そこで本研究では,土石流危険渓流の土砂堆積域でボーリング調査を行い,過去の土石流の発生頻度とその規模を明らかにし,それによる土石流発生のリスクについて考察することを試みた.重富地区にある9つの渓流のうち,最も最近に土石流が発生したと考えられる渓流(本流長:2000m,流域面積:1196.8m2,河床傾斜:平均12度)が作る扇状地の末端部において20mのボーリング調査を行った.

得られたボーリングコアは,全体として砂礫からなるが,いくつかの古土壌を挟む.大きな岩塊を含み,淘汰の悪い,土石流堆積物と考えられる堆積物は,地表から,4.858.42m,8.809.50m,13.2814.90m,17.0020.00mの少なくとも4層準で確認された.土石流堆積物の厚さ(1m数m)と扇状地の大きさ(70,000m2))から判断すると,それぞれの土石流は数万m3の規模であると判断できる.地層に含まれている火山灰層や14C年代測定の結果,これらの土石流は,それぞれ,8200年前,8800年前,14000年前,15000年前に発生したものと推定された.この渓流での土石流の平均的な発生間隔は数1000年に1回となるが,同様の規模の渓流が9つあることから考えると,重富地区では数100年に1回は10000m3規模の土石流が発生してきたと考えられる.今後,この地域の防災計画を考える際には,以上のようなことを考慮しておく必要がある.土石流危険渓流に対しては,自治体によってハザードマップが作成されている.ハザードマップの作製は主として地形条件から行われ,過去に発生した土石流の規模や頻度については,ほとんど考慮されていない.そのため,現在の対策や警戒の範囲が十分であるかの検証はなされていない.本研究では,土石流危険渓流の土砂堆積域でボーリング調査を行い,過去の土石流の発生頻度とその規模を明らかにし,土石流発生のリスクについて考察することを試みた.その結果,鹿児島県姶良市重富地区では,数100年に1回は10000m3規模の土石流が発生してきたことがわかった.今後,この地域の防災を考える際には,このことを考慮しておく必要がある.土石流堆積物の堆積時期を特定するためのボーリング調査を行うとともに,それ以外の情報収集のために野外において地形・地質調査を行う.また土石流堆積物と遺跡との関係についても調査を行い,より細かい発生時期の特定も行うことを目指す.土石流の発生間隔について,より多くの情報を得るために,さらなるボーリング調査を行う.ボーリング試料の詳細な記載,地層の年代測定を行い,土石流の発生頻度を明確にするとともに,周辺の地形・地質学的調査結果と合わせて,土石流の発生頻度とその規模に関しての考察を行う.第四紀地質学平成27年度の調査で確認できた扇状地堆積物について,ボーリング調査を実施する予定でいたが,地権者の了解が得られず,平成27年度の実施を見送ったため.地質試料の年代測定費として使用する予定でいたが,年代測定の依頼をH29年度に実施するボーリング試料の分とあわせて依頼した方が,全体の費用の節約になることがわかったため,H28年度の使用を見送った.現在別の地点でのボーリング調査に向けて準備をしているので,平成28年度内には確実に実行できる.H29年度に行うボーリングの試料とあわせて年代測定を依頼する予定なので,確実に使用する.
α非弾性散乱を用いた新しいアプローチによる炭素燃焼過程の研究

本研究課題では、以下の2課題を実施する課題1 α非弾性散乱の解析による、クラスター共鳴のエネルギーと崩壊モードの決定α非弾性散乱の解析を行い、共鳴エネルギーを決定する。また、新たに開発したLaplace展開法を用い、共鳴の崩壊モードを決定する。課題2新しいクラスター反応模型の開発による、炭素燃焼過程の反応率評価現象論的パラメータを含まない微視的クラスター反応模型を新たに構築し、反応率を高精度で求める。課題1で求めたクラスター共鳴や連続状態の波動関数を、Closed Channel法を用いて散乱の境界条件に接続し、炭素燃焼過程を記述する。
ゼスレン骨格の効率合成を指向した１、８－ナフタル酸無水物の活性化研究

本研究では、母骨格の炭素数24を有するゼスレン構造の効率的大量合成を目指して、炭素数12の市販品である1,8ーナフタル酸無水物や1,2ージヒドロアセナフチレンを二量化する合成法の開発に取り組んだ。結果、易溶性の新規ナフタル酸無水物誘導体およびジヒドロアセナフセン誘導体の合成を多数達成した。また、アセナフチンが有機合成において活用可能であることを見出し、アセナフチン経由による炭素数12の構造単位の二量化反応の端緒を拓く合成手法を見出した。一方で、アセナフチンの二量化が低収率に終わるという問題点及び、さらなる効率的なアセナフチンの発生法の開発に向けた課題を見出すに至った。ゼスレン骨格の大量合成法の開発を目指して、入手容易な1,2-dihydroacenaphthyleneを用いた合成手法の開拓を行った。これまでの経緯を鑑み、今回は有機溶媒に対する溶解度を高めた4,7-di-tert-butyl-1,2-dihydroacenaphthyleneを基軸に研究を進めた。この分子はアセナフチレンの3位と6位にtert-ブチル基を持つ化合物である。合成戦略として大きく二手に分けて行った。一つは、基軸とする分子を二つの求核性炭素を有するジアニオン誘導体と二つの求電子性炭素を有する誘導体とに作り分け、互いを反応させる方法である。もう一つは、基軸とする分子をベンザイン誘導体「アセナフチン」に変換して二量化を試みる方法である。一つ目の方法では、新規な二価アニオンの捕捉を適当な求電子剤で試みたが、最大でも5%の収率に終わった。二つ目の方法においては、アセナフチン前駆体として新規なビニルスルホン体(4,7-di-tert-butyl-1-(phenylsulfonyl)acenaphthylene)を計画した。根拠は、大寺らの脱離によるアセチレン合成法(Chem. Eur. J. 1999, 5, 1355. and J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3670.)に所在する。このビニルスルホン体を用いてアセナフチンの発生とその二量化を検討したが、現在まで良好な結果を得られていない。しかしながら、アセナフチン前駆体まで到達できたことから、4,7-di-tert-butyl-2-(trimethylsilyl)acenaphthylen-1-yl trifluoromethanesulfoneの合成を行い、これにフッ素試薬を混ぜてアセナフチンを発生させることができるという着想を見出すことができた。ゼスレン骨格の大量合成法の開発を目指して、入手容易な市販品1,8ーナフタル酸無水物を用いた合成手法の開拓を行った。戦略として大きく二手に分けて行った。ひとつは1,8ーナフタル酸無水物誘導体の分子内に求核性炭素と求電子性炭素を発生させて分子間で二量化を目指す方法である。これはHauser反応に類似した方法論である。もうひとつは、1,8ーナフタル酸無水物を二つの求核炭素を有するジアニオン誘導体と二つの求電子性炭素を有する誘導体とに作り分け、互いを分子間で反応させる方法である。一つ目の方法は1,8ーナフタル酸無水物をラクトン体へ還元し、このラクトン体のベンジル位に炭素アニオン種を発生させるよう種々検討を行ったが、アニオン種の発生自体が定量的に進行しなかった。二つ目の方法においては、ジアニオン誘導体はビスホスホネート体およびビススルホン体からエノラートを発生させる手法で調製した。また、二つの求電子性炭素を有する誘導体はビスエステル化体およびビスブロモ化体として調製した。いずれの化合物も20グラム以上のスケールで調製することができた。これら前駆体の合成において、カラム精製操作は必要なく、再結晶操作等による精製操作のみで純品にすることができた。これら求電子性の誘導体と求核性の誘導体とを反応させた結果、ビススルホン体から誘導したエノラートとビスブロモ体との組み合わせによるカップリング反応はある程度進行することが見出された。得られた化合物は多くの不純物との混合物であったため、目的物と思われる化合物を純品で単離することが困難であったが、確度高く二量化したと推察されるNMRデータを取得することができた。ゼスレン骨格の大量合成法の開発を目指して、入手容易な市販品1,2-dihydroacenaphthyleneを用いた合成手法の開拓を行った。これまでの経緯を鑑み、有機溶媒に対する溶解度を高めた4,7-