hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セルロース-金属アルコキシド複合繊維形成を利用した酵素の包括固定

酢酸セルロースとTiイソプロポキシドは均一なゲルを形成する。ゲル形成はTiのCO又はOH基への配位によると思われる。生成ゲルはpH310、高いイオン濃度の溶液で安定であり、通常の有機溶媒で溶解しない。酵素(グルコースオキシダーゼ、ウリカーゼ、インベルターゼ)を分散させたセルロース溶液を紡糸液、Tiイソプロポキシドのアセトン溶液を凝固液として、酵素固定化繊維を作成した。活性は反応初期には急に下がるが、その後は安定で初期値の2050%を維持した。繊維を細くするか界面活性剤を添加すると活性が数倍上がる。ミカエリス定数Vは固定化により低下するが、Kはそれほど低下しない。pH依存性は、フリーに比べて至適pHがアルカリ側にシフトする。これは酸化物が両性イオン交換性を示すため、担体中でのpHは溶液のpHより低くなっており、溶液のpHをよりアルカリ側にする必要があるため考えられる。インベルターゼ固定化繊維を簡易バイオリアフタ-に充填してその反応性を見たところ、活性は1日で平衡に達し、20日間にわたり初期値の70%を維持していた。
長距離型ICタグと無線LANを利用した告知機能を有する学習ガイドシステムの開発

ユビキタス社会において,ICタグ技術はもっとも注目されている技術の一つである.現在利用されているほとんどは近傍型とよばれ,アンテナとタグの距離が数ミリから数センチの範囲で認識を行うタイプであるが,ETCで用いられているもののように,長距離型のタグの実用化も進められている.モバイルコンピューティングの進展伴い,ICタグリーダの小型化も進んでおり,これを携帯することも可能となってきた.長距離型タグを利用することにより,ICタグ固有のIDを読み取るだけでなく,ICタグまでの距離を電波強度として読み取ることにより,より状況に適した情報の提供が可能となると考える.また,複数タグの情報を統合的に利用することにより,タグとの相対的な位置関係の把握も可能となると考える.電波強度は人体等の導電体の存在による影響も大きく受けるため,それらを考慮した補正の方法等についても研究する必要がある.本年度は,これまで開発してきたシステムを見直し,システムの処理速度の高速化,複数タグからの情報の処理,データベースとの連携等の検討および開発を行った。本研究で利用しているICタグは、すでに規格が古くなりつつあり、新しいものでは、すでにハード的に電波強度を処理する機能が搭載されつつある。タグ系の処理は、タグ自身の機能強化を踏まえながら、データ処理系を中心に検討と開発を行った。また、視覚障害を持つ学生の支援を想定し、アプリケーションを開発し、実際に利用をしてもらいながら、評価を実施した。初年度は,これまで開発してきたシステムについて,改良を行った。まず。タグとリーダーとの距離測定のアルゴリズムを見直し,システムの処理速度の高速化を図った。また,複数タグからの情報取得の処理および,認識したタグのIDと距離から,適切な情報を選択し提示するためのデータベースとの連携方法の検討と開発を行い,システム全体の改良と機能強化を行った。さらに,移動している人間への初期情報の告知(ノーティフィケーション)の方法として、どのような方式が考えられ,さらにその中でどれが本システムの運用に適しているかを評価検討した。情報伝達の手段で,情報機器からの情報として現在現実的に利用できるものとしては,聴覚,視覚,触覚がある。本システムにおいては,移動する人間へ,通常行っている活動を阻害しないでかつ間違いなく情報の存在を伝える必要がある。同時に周囲へ不要な情報を伝えないことも重要な要素である。これらをもとに検討を行った結果、人間の活動を妨げず、さりげなく情報の有無を振動で伝え、情報への注目を促し、その後ディスプレイや音声で詳細情報を提示する方法が効果的であることがわかった。提示する情報の内容についても再検討を行った。特に音声のみでのナビゲーションの場合の文章構成について,聞き逃しの少ない文章の構成方法について検討した。持ち運びするシステムの重量の問題について,システムのハードウェア構成を検討した。バッテリーの変更,ケーブル長等軽量化のポイントとなる部分は明らかになったが,実際に利用に関する問題,機能強化による重量の増加に関する問題も発生し,十分に改善するには至っていない。今後利用するPCやタグリーダの変更等,抜本的な改善を検討していく予定である。ユビキタス社会において,ICタグ技術はもっとも注目されている技術の一つである。現在利用されているほとんどは近傍型とよばれ,アンテナとタグの距離が数ミリから数センチの範囲で認識を行うタイプであるが,ETCで用いられているもののように,長距離型のタグの実用化も進められている.モバイルコンピューティングの進展伴い,ICタグリーダの小型化も進んでおり,これを携帯することも可能となってきた.長距離型タグを利用することにより,ICタグ固有のIDを読み取るだけでなく,ICタグまでの距離を電波強度として読み取ることにより,より状況に適した情報の提供が可能となると考える.また,複数タグの情報を統合的に利用することにより,タグとの相対的な位置関係の把握も可能となると考える.電波強度は人体等の導電体の存在による影響も大きく受けるため,それらを考慮した補正の方法等についても研究する必要がある.本研究では,美術館等の展示を想定し,館内での来館者の位置を把握し,位置に応じた情報提供を行うシステムの開発を行う.また,来館者の属性を前もって登録しておくことにより,来館者それぞれの年齢やニーズ,視覚等の障害を考慮し,情報提供を行うことの可能なシステムの開発を行った.本年度は,これまで開発してきたシステムを見直し,システムの処理速度の高速化,複数タグからの情報の処理,データベースとの連携等の機能強化を図る.具体的には、下記のような分担で実施する。本年度は,これまでのシステムの改善と,実証実験を行った。

本研究で利用しているICタグは、すでに規格が古くなりつつあり、新しいものでは、すでにハード的に電波強度を処理する機能が搭載されつつある。タグ系の処理は、タグ自身の機能強化を踏まえながら、データ処理系を中心に検討と開発を行った。また、視覚障害を持つ学生の支援を想定し、アプリケーションを開発し、実際に利用をしてもらいながら、評価を実施した。
脳の解剖構造を反映した記憶モデルPATONによる注意の計算論の構築

脳は多数の機能領野に別れたシステムとして動作していると考えられる。しかし、そのシステムとしての動作原理や個々の領野がシステムのなかのモジュールとしてどのような役割を担っているかという点についてはほとんど分かっていない。本研究は、脳のマクロな分散システムとしての動作の理解のため、脳と類似のメカニズムで単純な命令文を理解して、外界との相互作用の中でその実行を行なうシステムのモデル化を試みる。個々のモジュールの動作としては、学習機能を持った状態遷移を想定する。多数の状態遷移モジュールが相互にインタラクションしながら自身の状態を遷移させることにより、システム全体は分散的に構築されていながら、一見して複雑な機能を発生させることを試みる。実験としては、三つの単語からなる簡単な命令文として例えば「持つ、A、B」を受け取り、その文法にしたがって(Aを探す、Aを持つ、Bを探す、Bを放す)という動作のシーケンスに変換する機能の実現を図った。このような入力は現実世界では言語以外の感覚刺激としても多々あるものであり、それに応じた動作の生成のモデルとしての一般性は高いと考える。今後は、実際の感覚信号を対象として、実世界で動作する移動ロボットのような対象にシステムを組み込んでモデルの妥当性を検討していく必要がある。
微小空間内溶液のマルチイオン環境動的制御システム

導電性高分子を利用する有機イオンポンプの作製プロセスを改良した。電極アレイ基板とアガロースゲルのマイクロスタンプから成る電気化学リソグラフィー用のデバイスを作製した。アガロースゲルには臭化物イオンの溶液が染み込ませてあり、電極で生成される次亜臭素酸は、ゲル内を拡散し、スタンプ表面に輸送される。このデバイスを用いることで、スタンプと基板上のポリスチレンスルホン酸をドープしたpoly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT : PSS)薄膜パターンとの位置合わせが容易になり、PEDOT : PSS薄膜への過酸化領域の形成精度が向上した。イオンポンプ機構を付与したPEDOT : PSS薄膜パターンに微小溶液チャンバーを設置し、ナトリウムイオンおよびカルシウムイオンの輸送を検討した。ソースチャンバーにナトリウムイオンの溶液、ターゲットチャンバーに当該イオンの蛍光プローブを満たし、過酸化領域を挟んだPEDOT : PSS薄膜間にポンプ駆動電圧を印加すると、過酸化領域のアウトレット付近から蛍光強度が上昇していく様子が観察され、ナトリウムイオンのターゲットチャンバーへの輸送が確認された。カルシウムイオンを用いた検討においても、同様の結果が得られた。これらの検討結果を踏まえ、二つのソースチャンバーとターゲットチャンバーをそれぞれ過酸化領域で接続したマルチイオン輸送デバイスを作製した。各イオンポンプは独立して駆動可能であり、ターゲットチャンバー内にタンパク質や細胞を配置することで、ダイナミックに変化するイオン環境との相互作用評価が可能になると期待できる。導電性高分子を利用する有機イオンポンプの作製プロセスを検討した。基板上にポリスチレンスルホン酸をドープしたpoly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT : PSS)薄膜をパターニングした。イオンポンプ機構を付与するために、電気化学的なリソグラフィー処理により、このPEDOT : PSS薄膜の一部に過酸化領域を形成した。この際、PEDOT : PSS薄膜を流れるオーミック電流を計測することで、過酸化の進行状態をモニタリングした。PEDOT : PSS薄膜の近傍に配置したマイクロ電極で次亜臭素酸の電解生成を開始すると、PEDOT : PSS薄膜を流れるオーミック電流が低下し始め、数分で電流が検出されなくなった。これから、当該領域の電子伝導性が失活し、過酸化領域が形成されたことが確認できる。イオンポンプ機構を付与したPEDOT : PSS薄膜パターンに、微小溶液チャンバーを設置し、デバイスの評価を行った。過酸化領域を挟んだPEDOT : PSS薄膜間に0.8Vを印加し、ソースチャンバーからターゲットチャンバーにカルシウムイオンを輸送した。ターゲットチャンバーへのカルシウムイオンの流入は、蛍光プローブを用いて可視化した。電圧を印加すると、ターゲットチャンバー内の蛍光強度が上昇し始め、過酸化領域を介したカルシウムイオンの輸送が確認できた。また、蛍光強度の変化と印加電荷量の相関も確認された。
多面体の構成を通じたループ空間の高位ホモトピー可換性の研究

高位ホモトピー可換性の概念は位相モノイドの場合に菅原により最初に研究された.本研究ではBottとTaubesにより構成された巡回多面体を用いてループ空間(高位ホモトピー結合的ホップ空間)に対する新しい高位ホモトピー可換構造を構成した.またKapranovにより構成された置換結合多面体を巡回多面体の積空間の和集合として組合せ論的に分解した.更にその分解から今回構成した新しい構造と以前の研究において置換結合多面体を用いて導入したループ空間に対する別の高位ホモトピー可換構造との関係性について解析した.今年度は,平成24年度に導入した高位ホモトピー可換構造(C(∞)-構造)により,有限次元ループ空間のホモトピー論的諸性質を解明するための研究を行った.最初にmultiplihedronと呼ばれる多面体により,C(∞)-構造をループ空間上のベキ写像に対する高位ホモトピー結合構造(A(∞)-構造)により特徴付けた.また有限次元ループ空間を素数pで完備化するとp-コンパクト群という概念が得られるが,今年度の研究では非安定高位コホモロジー作用素やBrown-Petersonコホモロジー環など各種の研究方法を活用し,ベキ写像がA(∞)-構造を持つp-コンパクト群の分類を行った.そのためこれらの方法に詳しい研究者を訪問し,研究打合せや情報収集を行った.次にp-コンパクト群がp-完備化されたトーラスのホモトピー型を持つための条件をベキ写像のA(∞)-構造により特徴付けた.手法として,以前p-コンパクト群に対する別の高位ホモトピー可換構造を調べた際に導入したD(∞)-代数を活用した.高位ホモトピー可換性の概念は位相モノイドの場合に菅原により最初に研究された.本研究ではBottとTaubesにより構成された巡回多面体を用いてループ空間(高位ホモトピー結合的ホップ空間)に対する新しい高位ホモトピー可換構造を構成した.またKapranovにより構成された置換結合多面体を巡回多面体の積空間の和集合として組合せ論的に分解した.更にその分解から今回構成した新しい構造と以前の研究において置換結合多面体を用いて導入したループ空間に対する別の高位ホモトピー可換構造との関係性について解析した.今年度はresulto-associahedronの構成及び高位ホモトピー可換性の構造の導入に取り組んだ.最初にpermuto-associahedronをcyclohedronにより組合せ的に分割し,その結果としてcyclohedronがpermuto-associahedronを超平面で切り取ることにより得られる多面体であることを示した.これはpermutohedronをresultohedronにより分割した逸見とKapranov-Voevodskyの結果を一般化する重要な結果である.この分割に基づき,cyclohedronの新しい面ポセットを定義すると同時にresulto-associahedronの最も重要な場合を構成した.またresultohedronとpermutohedronを一般化した多面体である一般resultohedronの構成も行った.次にcyclohedronによりB(∞)-構造と呼ばれるループ空間の新しい高位ホモトピー可換性の構造を導入し,ループ積の交換法則の自由度をホモトピー論的に特徴付けた.そしてB(∞)-構造とpermuto-associahedronによるC(∞)-構造との関係を調べた.更にループ空間の分類空間がT-構造を持つための条件をループ積のB(∞)-構造により特徴付けた.ここでT-構造とは,写像空間と自由ループ群をホモトピー論的に調べるためAguadeにより導入された重要な構造である.これらの研究結果について論文を作成し,学術雑誌に投稿した.また2013年3月に京都大学で開催された日本数学会における成果発表を行った.最終年度は高位ホモトピー可換構造(B(∞)-構造)がホモトピー局所化により保存されることを証明し,平成25年度に得られたB(∞)-構造を持つp-局所化された有限次元ループ空間に対する分類結果をコホモロジー環がSteenrod代数上有限生成環であるp-局所化された無限次元ループ空間の場合に拡張した.そのためFarjounの論文などホモトピー局所化に関する各種論文を調査研究した.また巡回多面体と乗法多面体の組合せ論的関連性を詳しく調べることにより,ループ写像に対するB(∞)-構造を構成した.情報収集のため組合せ論など他分野の研究集会に積極的に出席した.更に平成25年度から着手したループ空間上のベキ写像に対する高位ホモトピー結合構造(A(∞)-構造)の研究をp-正則ループ空間の場合に拡張した.これらの研究結果について論文を作成し,学術雑誌に投稿した.また2014年9月に信州大学で開催された研究集会「空間の代数的・幾何的モデルとその周辺」における成果発表を行った.研究期間全体を通じた成果として,巡回多面体を置換結合多面体の部分空間として再構成したことが最も重要と言える.これは終結多面体の場合に逸見とKapranov-Voevodskyにより得られた結果を更に一般化したものである.この分解に基づき,B(∞)-構造と以前の研究で置換結合多面体により構成したAC(∞)-構造との関係性を調べた.またループ空間の分類空間がT-構造を持つための条件をループ積のB(∞)-構造により特徴付けた.

T-構造は自由ループ空間が基点付きループ空間に分解するかを調べるための重要な指標であるため,本研究成果の様々な応用が今後期待できる.代数的位相幾何学当初研究計画では,高位ホモトピー可換構造を持ちコホモロジー環がSteenrod代数上有限生成環であるp-完備化された無限次元ループ空間の分類を行う予定であったが,今年度は有限次元の場合を集中的に研究した.そのため有限次元ループ空間をp-完備化して得られるp-コンパクト群に対し,当初計画していたよりも精密な分類結果を得ることができた.有限次元ループ空間に対して得られた分類結果を無限次元の場合に拡張する研究については,手法は以前の研究においてすでに開発済みであるため,ホモトピー局所化によるC(∞)-構造の保存性を証明することにより,次年度に達成される見込みである.またcyclohedronとmultiplihedronの組合せ論的関連性を調べることにより,C(∞)-構造をループ空間上のベキ写像に対するA(∞)-構造により特徴付ける研究は当初次年度に予定していたが,今年度前倒しして着手することができた.これらの研究結果については現在論文を執筆中であり,また研究集会においてすでに成果発表済みである.更に今年度は平成24年度の研究に関する論文1編が学術雑誌より出版された.これらの理由から,本件研究課題は現在まで全体的に順調に進展していると言える.今年度の研究目的の1つであるresulto-associahedronの構成に関しては,cyclohedronをpermuto-associahedronの部分空間として新しい面ポセットを定義する方法により,最も重要な場合は現在までにすでに達成され,残りの場合も方法を多少検討し直すことで次年度に達成される見込みである.また研究計画では予定されていなかった一般resultohedronの構成にも成功し,高位ホモトピー可換性の構造の導入に必要な多くの多面体を得られた.ループ空間の分類空間がホモトピー論的代数構造を持つ空間になるための条件をループ積のB(∞)-構造により特徴付けるための研究は当初次年度に予定していたが,今年度そのホモトピー論的代数構造はT-構造であることが示され,前倒しして研究結果を得ることができた.そしてこれらの成果については,すでに学会において発表済みである.今年度は論文の出版はなかったが,論文1編を執筆し,すでに学術雑誌に投稿中である.更にもう1編を現在準備中である.これらの理由から,本研究課題は現在まで全体的に順調に進展していると言える.今年度に引き続きループ空間のホモトピー論的諸性質を解明するための研究を進める.最初にホモトピー局所化がC(∞)-構造を保存することを証明し,今年度得られたベキ写像がA(∞)-構造を持つp-コンパクト群に対する分類結果をp-完備化された無限次元ループ空間の場合に拡張する.そのためFarjounの論文などホモトピー局所化に関する各種論文を調査研究する.また今年度着手したmultiplihedronによりC(∞)-構造をループ空間上のベキ写像に対するA(∞)-構造により特徴付ける研究を更に一般化する.同時にcyclohedronとmultiplihedronの組合せ論的関連性を調べることにより,ループ写像に対するC(∞)-構造を導入する.コンピュータ・グラフィックスなどを活用すると共に他分野の研究集会にも出席し,組合せ論など多面体に詳しい研究者からの情報収集を行う.本研究の目標の1つは多面体を中心にホモトピー論と他分野を関連付けることである.
外国人旅行者の日本滞在におけるヘルスの知識分析と情報提供アニメゲームの開発

本研究は、年間約2500万人(2016年度)を超える日本への外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を分析し、情報提供をするためのツールとして、アニメゲームの開発を目的とした。そのために、成田空港において外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を明らかにし、外国人のケアにたけている日本の病院側の外国人患者の知識に対するニーズを明らかにし、アニメゲーム(Sa-chan Game)の開発を行った。今後は、更なる情報提供の内容についてのアップデートとその効果の検証や滞在目的に合わせた情報提供が必要になるという示唆を得た。訪日外国人旅行者の調査はヘルスプロモーション情報提供とその効果の因果関係を検証するために介入研究とした。介入調査は英語の原書を用いて、広島のHanaホステルでパイロットテスト後、介入グループ122名、コントロールグループ119名の2つ群に、成田国際空港出発ロビーで2014年12月に実施した。介入グループに(1)2009年度から実施している事前研究で得られた結果をヘルスプロモーションの観点から作成した15項目(日本でのヘルス・プロベンション、言語対応、インフォームド・コンセント、支払、感染予防対策、緊急時対応、医療情報へのアクセス、看護や医療の質、医療者との関係、医療施設内の表示等)からなる英語版情報提供アニメ動画のMariInfo Japan、(2)コントロールグループには、既に一般に世界に幅広く販売されている英語ガイドブックのヘルス情報短縮版を提供した。すでに国際雑誌に掲載されているMari Mater-X、STAI-Yを用いて、その前後と、2群間を測定後、JMP 9.0とText Mining 4.2で分析した。結果は、JMPを使用した分析の介入グループは、コントロールグループと比較して(1)日本のヘルスやシステムの知識を習得(2)不安の軽減、(3)リラックスに導かれやすくなった。さらに、Text Miningよる分析では、外国人旅行者から日本滞在におけるヘルスプロモーションへの要望や提言が得られた。本研究は、年間約1800万人にも及ぶ日本への外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識、ヘルス施設への不安要因の分析から作成した、情報提供アニメDVDの介入調査で得られた結果をもとに、さらに効果的に情報提供するためのツールとして、アニメゲームの開発を目的としている。そのために、2014年12月に成田空港の出発ロビーで、外国人241名に英語の質問紙で調査を5日間実施した。自作した日本のヘルス情報提供用のアニメDVDを用いて、介入群とコントロール群による2群の介入調査を実施し、その前後の変化で、効果の検証をした。データの分析はJMP9.1を用いて、記述的統計、Wilcoxon signed-rank test、Wilcoxon rank-sum testで分析をした。評価は、Mari Meter-X、STAI-Y、Face Scaleで行った。結果から、日本のヘルス情報提供のアニメDVDの効果が認められた。この結果を2015年国際学会で発表し、貴重な意見を得た。ケア提供者である病院調査は、2016年2月3月にかけて外国人ケアが日常的であるA病院の看護師に介入調査を実施した。介入群88名、コントロール群88名であった。現在、その効果の検証を行っている。今後は、(1)外国人旅行者とケアする看護師の外国人患者の知識に対するニーズをより明らかにするために、両方のデータの分析、検証を行い(2)日本滞在に伴う病気の予防とヘルスプロモーション、日本の医療事情の知識習得のための情報提供ツールとして、アニメゲームの開発を行う。研究実施空港や施設、研究対象者からも協力が得られた。CTR登録後の調査で、ほぼ仮説に基づいた結果となった。本研究は,年間約2500万人にも及ぶ日本への外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識,ヘルス施設への不安要因の分析から作成した,情報提供アニメDVDの介入調査である.得られた結果をもとに,さらに効果的に情報提供するためのツールとして,アニメゲームの開発を目的とした.2014年に成田空港で,英語の質問紙で調査を実施した.自作の日本のヘルス情報提供用のアニメDVDを用いて,介入群とコントロール群による2群の介入調査を実施し,その前後の変化で,記述的統計,Wilcoxon signed-rank test,Wilcoxon rank-sum test分析により効果の検証をした.評価は,Mari Meter-X, STAI-Y, Face Scaleを用いた.結果から,日本のヘルス情報提供のアニメDVDの効果が認められた.日本のヘルスシステムの知識不足のため高熱等でも病院を訪れることができていないケースもあった.2015年国際学会で発表し,貴重な意見を得た.ケア提供者である病院調査は,2016年2月3月にかけて外国人ケアが日常的であるA病院の看護師に介入調査を介入群83名,コントロール群83名(有効回答率は73%)で実施した.結果は情報を得る具体的な内容を知ることができるかを知るMari Meter-Xで介入群の方がコントロール群より効果があった.さらに,看護師へのインタビューを2016年10月に実施し,文章分析の結果,アニメーション動画は理解しやすいと肯定的な意見が多い反面,その内容の検討が必要という意見も得られた.両方のデータの分析,検証から,(1)日本滞在に伴う病気の予防とヘルスプロモーション,(2)日本の医療事情の知識習得のための情報提供ツールとして,アニメゲームのSa-chan Gameを開発して,

(4)パイロットテストを実施し,好評を得ている.研究の進捗状況は良好であるが,安全等を考慮して2016年の学会発表を2017年に変更した.本研究は、年間約2500万人(2016年度)を超える日本への外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を分析し、情報提供をするためのツールとして、アニメゲームの開発を目的とした。そのために、(1)これまでの本研究者らによる研究成果で開発したアニメ情報動画であるMari Info Japanを用いて、成田空港において世界中からの外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を明らかにし、(2)外国人のケアにたけている日本の病院側の外国人患者の知識に対するニーズを明らかにし、(3)外国人と病院双方のデータの分析、検証をおこない、病気予防と知識のニーズを明らかにし、(4)その成果を国際学会(カナダ、スペイン、韓国、タイ)と日本国内で発表して、意見や評価を受けた。(5)そこから日本滞在に伴う病気の予防とヘルスプロモーション、日本の医療事情の知識習得のための情報提供ツールとして、アニメゲーム(Sa-chanゲーム)の開発を行った。このゲームは、学ぶ楽しさを取り入れながら、外国人旅行者が日本を訪れる以前にヘルスに関連する情報を得ることにより、日本で健康に過ごし、滞在を満喫できることや、急に体調を崩しても、少し日本の医療知識を得て気持ちにゆとりを得やすい。さらに、医療関係者にとっても、事前に情報を提供することによって利益を得ることが可能である。今後は、更なる情報提供の内容についてのアップデートとその効果の検証や滞在目的に合わせた情報提供が必要になるという示唆を得た。本研究は、年間約2500万人(2016年度)を超える日本への外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を分析し、情報提供をするためのツールとして、アニメゲームの開発を目的とした。そのために、成田空港において外国人旅行者の日本滞在に伴う病気の予防や日本の医療やケアの知識を明らかにし、外国人のケアにたけている日本の病院側の外国人患者の知識に対するニーズを明らかにし、アニメゲーム(Sa-chan Game)の開発を行った。予定に従って順調である。ケア提供者である病院調査は、2016年2月3月にかけて外国人ケアが日常的であるA病院の看護師88名を介入群、88名をコントロール群として調査を実施し、現在その効果の検証を行っている。2016年度は、看護師調査の結果を研究連携者の近藤絢弓講師と共に国際学会で発表して意見を得る。外国人旅行者と看護師両方のデータの比較検討を行い、日本の医療事情の知識習得のための情報提供ツールとして、アニメゲームの開発を連携研究者の山中仁昭准教授と共に行う。
帰納的推論としての随伴性の判断過程についての研究

本年度の研究実施計画には、(1)実験課題の方法論的検討、(2)複数の手がかりが与えられた際の随伴性判断の検討、(3)随伴性判断を行う際の情報処理の過程モデルの記述、の3つの点を挙げた。第1点に関しては、パソコンを用いた個人実験を想定した実験課題及び、集団実験を想定した実験課題を作成し、それらを用いて基礎的なデータの収集を行なった。第2点に関しては、動物の連合学習の研究領域で多く研究のなされているブロッキングの現象を、個人実験、集団実験のいずれの事態においても確認した。特に動物実験の事態では逆行ブロッキングの現象はほとんど確認されていないが、は人間の随伴性判断の事態において逆行ブロッキング様の現象が生じる事が確認された。これらの研究で用いられた実験課題では、“行動"とその“結果"との間の随伴性の評定を被験者に求めている。従来の研究では“結果"の価値について独立変数として取り上げられる事がほとんどなかったが、本研究では“結果"の価値が随伴性の判断に影響を及ぼす事が事実として示された。これは本研究で得られた新しい知見である。研究業績としては以上の研究及び、本研究領域の最近の研究動向に関するレビューが、次項に挙げた図書の中の1章として出版された。また、本研究で明らかになった実験事実については1995年度中に開催されるいくつかの学会における発表及び、雑誌への論文の投稿を予定している。第3点の関しては、本年度中に行なわれた実験及び、過去の知見を総合して、帰納的推論及び連合学習の枠組みから計算機上で情報処理の過程モデルを作成する試みが現在進行中である。
糖尿病の新規発症機序：β細胞接着分子CADM1の細胞外切断

Cell adhesion molecule 1 (CADM1)は肺呼吸上皮細胞や膵島内分泌細胞に発現する細胞間接着分子で、プロテアーゼによる切断(shedding)を受ける。本研究では特発性間質性肺炎(IIP)と2型糖尿病(T2DM)を対象にCADM1の発現異常と病態形成との関連を解析した。IIP肺ではCADM1のshedding率が上昇して全長型CADM1の発現量が低下しており、肺胞上皮細胞死と相関していた。同様にT2DM膵でもshedding率の上昇が見られ、HbA1c値と相関していた。慢性疾患の病態形成において接着分子のshedding亢進が関わることを示し、新たな発症機序を提案した。Cell adhesion molecule 1 (CADM1)は肺呼吸上皮細胞や膵島内分泌細胞に発現する細胞間接着分子で、細胞の形態・極性維持や細胞間情報伝達を司る。申請者らは、気腫状肺ではCADM1の細胞膜直上での酵素的切断(shedding)が亢進しており、そのshedding産物が肺胞上皮細胞のアポトーシスを誘導することを明らかにした。一方、2型糖尿病(T2DM)膵では膵島β細胞のアポトーシス亢進が報告されているが、その原因は不明である。本申請課題では、T2DMにおけるCADM1の発現の実態を明らかにし、CADM1のshedding亢進がβ細胞のアポトーシスを惹起するという仮説を検証するとともに、糖尿病における耐糖能低下の要因となることを明らかにする。本年度はT2DMにおけるCADM1の発現の実態を明らかにするために、T2DM膵のパラフィンブロックを病理解剖症例から収集し、ウェスタンブロット法と蛍光免疫染色により、CADM1の発現量やshedding亢進の程度、及びCADM1の細胞内局在を解析した。その結果、T2DM膵(12例)では対照群(8例)に比べて、CADM1のshedding率が上昇し、CADM1の全長型の発現量が減少していることがわかった。また、対照群の膵島β細胞ではCADM1は細胞膜上に局在しているのに対し、T2DM群ではCADM1の細胞膜上での発現量は減弱し代わりに細胞質にCADM1の局在が観察され、T2DM群では対照群に比べてCADM1が細胞膜上に局在している膵島β細胞の数が4分の1程度に減少していることがわかった。次に、上記のT2DM膵におけるCADM1の発現変化と耐糖能低下との直接的な相関性を明らかにするため、生前のヘモグロビンA1c (HbA1c)値を調べ、ウェスタンブロットの結果との相関解析を行った。その結果、CADM1の全長型の発現量は負に、CADM1のshedding率は正にHbA1c値と相関していることがわかった。以上の成果は、T2DM膵におけるCADM1のshedding率の亢進はCADM1の全長型の減少をもたらし、耐糖能低下の一因となることを強く示唆するものである。前年度は、2型糖尿病膵におけるCADM1の発現異常の実態を明らかにし、ヘモグロビンA1c値との相関を報告した。今年度は肺呼吸上皮細胞に発現するCADM1に着目し、間質性肺炎を対象に研究を実施した。特発性間質性肺炎(急性、非特異性、器質化、通常型)の剖検肺を収集し、CADM1の蛋白質発現量を解析したところ、全ての組織型においてCADM1の細胞膜直上での酵素的切断(shedding)が亢進しており、非特異性間質性肺炎では全長型CADM1の発現量が低下していることが分かった。抗1本鎖DNA抗体を用いた免疫染色により、肺胞上皮細胞中のアポトーシス細胞の比率を算出してCADM1の発現変化との相関解析を行ったところ、有意な関連性が見られた。ヒト肺上皮細胞株NCI-H441またはA549細胞においてsiRNAにより全長型CADM1の発現量を抑制したところ、アポトーシスが誘導されることが分かった。以上のことから特発性間質性肺炎においてCADM1のsheddingが亢進し、全長型の低下を介して肺胞上皮細胞死に寄与することが示唆された。一方、2種類のプロテアーゼのshedding作用によりCADM1の細胞内断片が生成されることが知られている。そのCADM1の細胞内断片の蛍光標識合成ペプチドをNCI-H441またはラット肺上皮細胞株RLE-6TNに細胞内導入したところ、CADM1の細胞内断片はミトコンドリアに局在してアポトーシスを誘導することを実験的に示した。筆者らは慢性疾患における実質細胞の細胞死においてプロテアーゼ活性上昇による接着分子のshedding亢進が関わることを示し、新たな発症機序を提案した。IIP肺ではCADM1のshedding率が上昇して全長型CADM

1の発現量が低下しており、肺胞上皮細胞死と相関していた。同様にT2DM膵でもshedding率の上昇が見られ、HbA1c値と相関していた。慢性疾患の病態形成において接着分子のshedding亢進が関わることを示し、新たな発症機序を提案した。1.2型糖尿病膵におけるCADM1の発現と耐糖能異常の実態調査:ほぼ達成した2.2型糖尿病膵におけるβ細胞アポトーシスの実態とCADM1のsheddingが関与する分子機構の解明:やや遅れている上項1により、T2DM膵におけるCADM1のshedding率の亢進はCADM1の全長型の減少をもたらし、耐糖能低下の一因となり得ることを示したが、このCADM1の発現変化と耐糖能低下との直接的な相関性は未だ明らかではない。申請者らのグループは以前の研究において、肺胞上皮細胞ではCADM1のshedding産物がアポトーシスを誘導すること、全長型CADM1は膵島細胞間のコミュニケーションを媒介してホルモン分泌に関わることを報告している。このことから、T2DM膵ではCADM1のshedding亢進によってβ細胞のアポトーシスが、全長型CADM1の発現低下によってインスリン分泌能の低下が、それぞれ誘導され耐糖能低下につながったのではないかと考えた。現在、T2DM膵組織と膵島β細胞株を用いて仮説の検証を開始したところで、細胞実験においては仮説が一部証明されつつある。実験病理学次年度はCADM1の発現変化と耐糖能異常との直接的な相関性を明らかにするために下記2つの仮説の検証を行う。1.CADM1のsheddingによるβ細胞のアポトーシス誘導膵島β細胞株MIN6細胞においてCADM1のshedding産物を強発現させTUNEL法によりアポトーシス細胞数を数えたところ、アポトーシスの亢進が見られた(成果1の論文で報告済み)。以前の研究において、肺胞上皮細胞ではCADM1のshedding産物はミトコンドリアに局在し、ミトコンドリア膜電位の低下を惹起することによってアポトーシスを誘導することを報告したが、MIN6細胞ではCADM1のshedding産物のミトコンドリア局在は検出されなかった。よってCADM1のsheddingによるβ細胞のアポトーシス誘導にはミトコンドリアを介さない経路が関与していると考えられ、今後は下流のカスパーゼ活性化の有無や細胞死受容体の活性化の可能性を検証していく。同時にT2DM膵においてβ細胞のアポトーシス陽性率を算出し、CADM1のshedding率や全長型発現量、HbA1c値との相関解析を行う。一方で、なぜT2DM膵でCADM1のsheddingが亢進しているのかという点が明らかでないため、CADM1のsheddaseであるADAM10の活性をウェスタンブロットや免疫染色、ペプチド基質による活性測定などにより、膵組織や細胞株において検証する。2.全長型CADM1の発現低下によるインスリン分泌能の低下MIN6細胞においてCADM1のsiRNAにより全長型CADM1の発現低下を試みたが、現在のところ有用な低発現細胞株が樹立できていない。異なるsiRNAの発現方法、またはsiRNA配列を変更するなどしてCADM1低発現MIN6細胞株の樹立を目指すと共に、別の膵島β細胞株(RIN-5F)でも検討する予定である。
蛇紋岩植物の土壌適応とその土壌生態型の分断化選択はどのような遺伝的機構で起きたか

サワシロギクは、生育地に対応した湿地型と蛇紋岩型の生態型があり、さらに蛇紋岩型では集団ごとの生態的な分化が大きい。こうした集団ごとの生態的分化は、前年度の播種実験から蛇紋岩耐性の違いに起因することが明らかになっている。この蛇紋岩への耐性として、蛇紋岩地帯への侵入時に即座に反応する植物側の生理機能といった直接的な作用が一番に考えられるが、一方、土壌微生物などのほかの生物との共生のような間接的な影響も考えられる。そこで今年度は、種子と土壌の滅菌条件を組み合わせ播種し、各生態型の発芽時の微生物の影響の有無を調べた。また、次世代シーケンサーにより開花期の各生態型生育地の土壌微生物群集解析から、生長時に影響する細菌群のスクリーニングを行った。非滅菌土壌と滅菌土壌において発芽率と本葉展開率は大きく変わらなかったが、一方で滅菌処理した種子を播種した場合、発芽率が低下した。特に、蛇紋岩土壌において蛇紋岩型Aは非滅菌処理の種子を播種した時と比べて有意に低下した。このことから種子表面に発芽時に影響する物質や微生物が存在する、あるいは種子の滅菌のダメージの影響が考えられる。しかし、栽培用土において滅菌処理した種子を播種した場合は、非滅菌時と比べて有意差がなかったことから、滅菌のダメージは考えにくい。土壌微生物群集解析では、蛇紋岩型生育地において特異的な細菌は検出されなかった。このことから蛇紋岩土壌で生育するためには土壌自体に存在する微生物よりも、種子表面の物質や微生物が影響し、種子を通じて次世代に発芽時に補助するような微生物が伝播されていることが考えられる。今後、種子表面の微生物や物質の単離、内生菌の検討を行っていく。生態的分化の実態調査としての現地調査は前年度から継続して行ったため、前年度の様子がわかっていたために時機を逃さずに調査をおこなうことができた。また、前年度に明らかにした各生態型集団の蛇紋岩耐性のスクリーニング結果をもとに、今年度の播種実験の条件を組めたため、発芽と初期生長における蛇紋岩に含まれるNiなどの水溶性物質による阻害と、その発芽と初期生長において作用している種子表面の微生物、もしくは分泌物の存在を明らかにすることができた。また前年度からの継続で行った菌叢解析は完遂し、蛇紋岩耐性に関わる遺伝子の推定のためにRNA-Seqにとりかかっている。前年度、および当年度で明らかになったことは、サワシロギクの蛇紋岩耐性で大きく作用しているのは、蛇紋岩土壌に多く含まれるNiなどの重金属物質自体が根の生長阻害を起こすこと、また、その発芽と初期生長には種子表面に存在する微生物、もしくは分泌されている物質の違いが蛇紋岩耐性に影響を与えていることである。この2点が関係しているか、種子表面から微生物、もしくは物質を単離する。これまでの結果から、この種子表面の微生物、もしくは物質は、元々、蛇紋岩土壌に存在しているものではなく、植物側で種子を通じて集団内に垂直伝播している可能性が高い。よって、同時に内生菌も単離・培養し、そのはたらきに金属キレート作用や、液胞への輸送作用などがないか、検討する予定である。また、蛇紋岩耐性にかかわる遺伝子の特定のために、RNA-Seqの解析は継続する。さらに、このような生態的分化が集団にいつ生じたのか推定を行い、各集団の独自性を保つ蛇紋岩土壌の選択圧の強さと、集団間の遺伝的交流による平均化のバランスがどうなっているのか、SSRやMIG-Seqによる複数集団の遺伝的多型のパラメータ推定から議論を行う。蛇紋岩土壌は重金属を多量に含み、さらに貧栄養や乾燥などの強いストレスを植物に与える。サワシロギクAster rugulosusは多年草で、通常は日本全国の湿地に生育しているが、複数の集団が蛇紋岩土壌に生育し、湿地型とは繁殖特性が異なる。湿地型では地下茎を伸長させるが、蛇紋岩型では地下茎を出さず、開花開始サイズがより小さく、強制自家受粉で種子ができる。この生態的分化は、蛇紋岩地帯への侵入段階で生き残った個体が集団を成立させるなかで選択されてきた形質とみなされる。一方、蛇紋岩耐性の生理的な形質は、侵入時には保持されていなくてはならない。そこで当該年度は、湿地土壌と蛇紋岩土壌に播種・移植し、各生態型の発芽から成長段階で蛇紋岩耐性が異なるか、発芽では蛇紋岩のどの要因が直接的に影響するのかを調べた。発芽率は各土壌において差がみられないが、その後の本葉展開は蛇紋岩土壌での湿地型と蛇紋岩型の1集団で展開率が大きく下がった。蛇紋岩土壌のこの結果は、土壌への養分添加や、土壌溶出水をもちいた発芽実験でも同様で、蛇紋岩土壌の水溶性物質が実生の生長を阻害・抑制していると考えられる。そこで蛇紋岩に特徴的なNi水溶培地に播種したところ、湿地型は0.02 mM、蛇紋岩型は0.06 mMで本葉展開率が下がり、幼根が伸長しなかった。また、蛇紋岩土壌への移植では蛇紋岩型のみが開花したが、湿地型の中には開花せずとも生き残った個体があった。以上から元々の湿地型の蛇紋岩耐性には個体差があり、耐性の強い侵入個体によって蛇紋岩型の集団が形成され、その後、繁殖特性が分化してきたと考えられる。

生態的分化を調べる現地調査、および蛇紋岩耐性の強度をスクリーニングするための、共通圃場における相互移植実験や播種実験は順調に進んだ。しかし、その蛇紋岩耐性にかかわる遺伝子の探索のためのRNA-seqにおいて、RNA抽出自体は問題がなかったが、解析の段階において予想以上の菌類の遺伝子が多くひっかかり、解析が難航している。今年度はRNA抽出にもちいる個体として、それぞれの土壌に移植した生態型を選択したが、おそらくその土壌細菌のRNAが大量に混入しているためと考えられる。サワシロギクは、生育地に対応した湿地型と蛇紋岩型の生態型があり、さらに蛇紋岩型では集団ごとの生態的な分化が大きい。こうした集団ごとの生態的分化は、前年度の播種実験から蛇紋岩耐性の違いに起因することが明らかになっている。この蛇紋岩への耐性として、蛇紋岩地帯への侵入時に即座に反応する植物側の生理機能といった直接的な作用が一番に考えられるが、一方、土壌微生物などのほかの生物との共生のような間接的な影響も考えられる。そこで今年度は、種子と土壌の滅菌条件を組み合わせ播種し、各生態型の発芽時の微生物の影響の有無を調べた。また、次世代シーケンサーにより開花期の各生態型生育地の土壌微生物群集解析から、生長時に影響する細菌群のスクリーニングを行った。非滅菌土壌と滅菌土壌において発芽率と本葉展開率は大きく変わらなかったが、一方で滅菌処理した種子を播種した場合、発芽率が低下した。特に、蛇紋岩土壌において蛇紋岩型Aは非滅菌処理の種子を播種した時と比べて有意に低下した。このことから種子表面に発芽時に影響する物質や微生物が存在する、あるいは種子の滅菌のダメージの影響が考えられる。しかし、栽培用土において滅菌処理した種子を播種した場合は、非滅菌時と比べて有意差がなかったことから、滅菌のダメージは考えにくい。土壌微生物群集解析では、蛇紋岩型生育地において特異的な細菌は検出されなかった。このことから蛇紋岩土壌で生育するためには土壌自体に存在する微生物よりも、種子表面の物質や微生物が影響し、種子を通じて次世代に発芽時に補助するような微生物が伝播されていることが考えられる。今後、種子表面の微生物や物質の単離、内生菌の検討を行っていく。生態的分化の実態調査としての現地調査は前年度から継続して行ったため、前年度の様子がわかっていたために時機を逃さずに調査をおこなうことができた。また、前年度に明らかにした各生態型集団の蛇紋岩耐性のスクリーニング結果をもとに、今年度の播種実験の条件を組めたため、発芽と初期生長における蛇紋岩に含まれるNiなどの水溶性物質による阻害と、その発芽と初期生長において作用している種子表面の微生物、もしくは分泌物の存在を明らかにすることができた。また前年度からの継続で行った菌叢解析は完遂し、蛇紋岩耐性に関わる遺伝子の推定のためにRNA-Seqにとりかかっている。現在までの進捗状況で問題になっている土壌細菌のRNAの混入について、RNA-seqにもちいる個体を土壌移植個体ではなく、Ni添加の水溶液栽培の個体に替えることで解決をはかる。また、集団における遺伝子流動による耐性の平均化がどれくらい起きているか、集団の遺伝的多様性を当初はマイクロサテライトマーカーによる解析を当初は予定していた。しかし、マイクロサテライトマーカーはその植物分類群に特異的、および適当な配列を決定するために数ヶ月を要する。一方、数年前に開発された、次世代シーケンサーをもちいてのMIG-seqは、分類群の特異性がなく汎用できる。集団の遺伝的多様性の解析方法をMIG-seqに切り替えることにより研究速度をより推進できると考えている。
仰臥位から座位への体位変換に伴う生理的機能の変化に関する研究

体位変換法の違いが患者にもたらす生理的な影響の評価を試みた.ベッド上の仰臥位から座位へ体位変換し,ベッド端に座るまでの心拍・呼吸数・血圧・筋電図を連続的に計測した.健常な20代10名を対象に,安静仰臥位3分-体位変換-安静座位3分以上という手順で測定した.被験者が自力で変換する方法(A法),上体を起こすと同時に身体の向きを変える方法(B法),上体を起こしてから身体の向きを変える方法(C法)の3種に加え,電動ベッドによる変換について調べた.また,変換後の変動を知るため,2名については20分以上の継続測定を実施した.心拍数と血圧は,いずれも体位変換時に極大となった.体位の違いによって,血圧値は変換前より高くなったが,すべての方法で約3分後に高値は緩和され,継続測定では,その後に23分の周期で緩やかな変動が見られた.外腹斜筋の興奮はA法が最大値を記録したが,胸鎖乳突筋はB法が最大となり,介助による体位変換であっても,部分的には介助なしの場合より負担がかかる可能性が示された.心拍変動のスペクトルを解析し,低周波数帯と高周波数帯のスペクトル密度から体位変換の前後で交感・副交感神経系のバランスを見積もると,最も副交感神経が優位になったのはC法であった.電動ベッドの場合は,被験者の違いがあったため,AC法との単純比較はできないが,自律神経の活性バランスはB法と同程度の値を得た.体位変換方法の違いが患者にもたらす生理的な影響を評価するため、心拍・呼吸数・血圧を連続的に計測した。測定手順を安静仰臥位(3分間以上)-体位変換-安静座位(3分間以上)と設定し、体位変換方法には「被験者が自力で変換する方法:A法」「上体を起こしながら同時に身体の向きを変える方法:B法」「上体を起こしてから身体の向きを変える方法:C法」の3方法を採用した。2122歳の健常女性6名を被験者として、心電図・血圧・表面筋電図(胸鎖乳突筋・外腹斜筋)・呼吸数を測定した。心拍数・血圧は体位変換時に極大となった。変換後の血圧は、体位の違いによって初期の状態に戻ることはなかったが、いずれの方法とも約3分後までには高値は緩和されることがわかった。また変換後には数分程度の周期で変動がみられることがあり、初期状態と変換後の違いを把握するためには、10分前後の測定時間が望ましいことがわかった。外腹斜筋の筋電図から体位変換時の興奮を積分すると、その大きさはC法<B法<A法であったため、自力での変換が最も大きな負担をもたらした。しかし、同時に計測した胸鎖乳突筋の興奮はC法<A法<B法の順であったため、測定部分によっては、必ずしも介助による体位変換が自力変換より安楽であるとは限らないことがわかった。また心拍変動のスペクトル解析により、体位変換は心臓血管系に関しては交感神経活動の亢進をもたらすことと、変換方法の違いによって、この自律神経の活動バランスにも違いが見られることが明らかになった。体位変換法の違いが患者にもたらす生理的な影響の評価を試みた.ベッド上の仰臥位から座位へ体位変換し,ベッド端に座るまでの心拍・呼吸数・血圧・筋電図を連続的に計測した.健常な20代10名を対象に,安静仰臥位3分-体位変換-安静座位3分以上という手順で測定した.被験者が自力で変換する方法(A法),上体を起こすと同時に身体の向きを変える方法(B法),上体を起こしてから身体の向きを変える方法(C法)の3種に加え,電動ベッドによる変換について調べた.また,変換後の変動を知るため,2名については20分以上の継続測定を実施した.心拍数と血圧は,いずれも体位変換時に極大となった.体位の違いによって,血圧値は変換前より高くなったが,すべての方法で約3分後に高値は緩和され,継続測定では,その後に23分の周期で緩やかな変動が見られた.外腹斜筋の興奮はA法が最大値を記録したが,胸鎖乳突筋はB法が最大となり,介助による体位変換であっても,部分的には介助なしの場合より負担がかかる可能性が示された.心拍変動のスペクトルを解析し,低周波数帯と高周波数帯のスペクトル密度から体位変換の前後で交感・副交感神経系のバランスを見積もると,最も副交感神経が優位になったのはC法であった.電動ベッドの場合は,被験者の違いがあったため,AC法との単純比較はできないが,自律神経の活性バランスはB法と同程度の値を得た.
ボツリヌス菌が産生する毒素複合体の構造と機能に関する研究

ボツリヌス毒素は、1分子の神経毒素(約150 kDa)に非毒非血球凝集素成分(NTNHA)と3種の血球凝集素成分(HA-17,HA-33,HA-70)の合計5種のタンパク質が会合し、合計650kDaのサブユニット構造の複合体として培養液中に産生される。毒素複合体のサブユニット構造は、消化管での酸性条件や種々のタンパク分解酵素に対して強い耐性を示し、神経毒素を腸管から標的細胞に送達するという特異的な構造を有している。これまでの研究成果として、報告者はD型ボツリヌス毒素複合体(650 kDa)は、神経毒素およびNTNHAが各1分子、HA-70が2分子、HA-33およびHA-17が各4分子からなる12量体サブユニット構造であることを明らかにした。本研究では、ボツリヌス毒素複合体の構成成分のうち血球凝集素成分が血球を凝集させる機序を明らかにすることを目的とした。ボツリヌス毒素複合体の形成途中の段階である中間体毒素複合体種および血球凝集活性を示さない変異型のHA-33を混合することにより、HA-hybrid L-TCを作製した。HA-hybrid L-TCの血球凝集活性および血球結合活性の測定結果から、ボツリヌス毒素複合体は、その12量体構造の中に1分子でも変異型のHA-33があると、血球凝集活性を示さなくなることが明らかとなった。また、4分子のうち1分子でも通常のHA-33が存在すれば、ボツリヌス毒素複合体は血球結合活性を示すことが明らかとなった。これらのことからボツリヌス毒素複合体はHA-33が4分子存在することにより、はじめて血球凝集活性を示すことが明らかとなった。これらの結果はボツリヌス毒素複合体に関する重要な知見であり、毒素複合体の構造と機能のさらなる解明に大いに役立つと考えられる。
炭酸ガス存在下,ニクロム酸ナトリウムによるビナフチル誘導体側鎖の選択的酸化反応

軸不斉ビナフチル誘導体は高選択的不斉誘導因子として近年需要が増している。本研究では、これらの有用な出発原料となるビナフチルカルボン酸の実用的合成法の確立,その光学分割、および不斉識別への応用について検討し、以下の成果を得た。1.研究計画に従ってグリニヤール試薬のクロスカップリングにより、2-メチルビナフチル類を得る方法を確立した。2.これらを炭酸ガス存在下、ニクロム酸ナトリウムにより側鎖メチル基の直接酸化を種々検討し、以下の結論に達した。(1)2,2′-ジメチルビナフチルの酸化では、モノ,およびジカルボン酸をそれぞれ26%,22%の収率で得た。モノカルボン酸の合成は従来数工程を要し、収率も20%程度であったことから、本方法は従来法に優るものである。(2)立体的にかさ高い2-メチルビナフチル類の高温直接酸化では、ナフタレン環の酸化分解も併発することから、上記(1)以上の収率向上は困難である。3.1-ブロモ-2-メチルナフタレンの直接酸化により、上記ジカルボン酸製造原料となる1-ブロモ-2-ナフトエ酸を一段階で得た。4.上記2を考慮し、側鎖メチル基のブロム化を経由する遂次酸化法を検討し、満足すべき収率でビナフチルカルボン酸類を得る方法を確立した。5.これらのカルボン酸のうち、2-メトキシ-1,1′-ビナフチル-2′-カルボン酸がメントールエステルとすることにより、容易に光学分割できることを見い出した。6.上記メトキシカルボン酸は、不斉アルコールやアミンとエステル,アミドを形成した場合、優れた不斉識別能を有することが分った。今後は、核磁気共鳴スペクトル,高速液体クロマトグラフにおける不斉誘導化試薬としての応用を検討する予定である。