hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小肺血管計測による肺移植後慢性拒絶反応の早期診断法の開発

本研究の目的は肺移植後合併症の1つである閉塞性細気管支炎症候群の胸部CTによる早期診断法を確立することである。具体的には(1)BOSの診断に有用な胸部CTパラメータを探索し、(2)画像パラメータと臨床データを用いたBOSの予測モデルを作成し、(3)肺移植後の患者の追跡調査を行い、予測モデルの妥当性を検証する。今年度は、主にBOSの診断に有用な胸部CTパラメータの探索を行なった。複数回の呼吸機能検査結果をゴールドスタンダードとして、閉塞性細気管支炎症候群を発症した群と発症していない群のCTを後方視的に検討した。CTは閉塞性細気管支炎症候群と診断された時点のものを解析した。脳死両肺移植が施行された患者の呼吸機能検査データを収集し、その他臨床データと合わせて閉塞性細気管支炎症候群を発症している群と発症していない群に分け、閉塞性細気管支炎症候群を発症している群はさらにGradingを行なった。画像解析ソフトを用いて両群の鑑別に有用と思われるCT画像パラメータの探索を行った。具体的には微小血管面積と肺野面積の比やヒストグラムデータ、テクスチャデータを収集し、両群間で差があるかを検討した。CT画像のパラメータでは微小肺血管面積/肺野面積比が閉塞性細気管支炎を発症している群で有意に低いことを確認した。一方、微小肺血管体積/肺体積の計測では両群で有意差がないことを確認した。そのほか、ヒストグラムデータの一部に両群間で有意差を認めることを確認した。肺移植を受ける患者が少なく、当初の計画より解析対象数が不足しているため。閉塞性細気管支炎症候群の診断に有用な画像パラメータの探索は引き続き継続する。微小肺血管面積/肺野面積比やテクスチャーデータを用いた予測モデルを作成し、新たな閉塞性細気管支炎症候群の患者でのモデルの当てはまりを検討する予定である。(理由)設備備品の購入を延期したため、次年度使用額が生じた。(使用計画)設備備品の購入、消耗品の購入を計画している。また、学会発表および論文執筆に関わる支出としての使用を計画している。
日本に伝存する古楽譜資料を使用しての中国戯曲演劇研究

研究実績の概要は以下のとおりである。1.文献調査:江戸期の明清楽関係の文献資料を調査した結果、最も有用なのは明和刊本『魏氏楽譜』であることが確認された。同書の特徴は、半手抄本とも言うべき特殊な体裁であること、すなわち肝心の楽譜部分が空白のまま印刷されている点である。これは「秘伝」のための措置で、正式に入門した生徒のみが、毎授業ごとに少しづつ師匠から伝授された工尺譜を書き込むことを許された。それゆえ手抄の程度、すなわち資料としての有用度は、現存する各本によりまちまちである。調査の結果、(1)坂田音楽研究所の2点(2)東京芸術大学の1点が特に有用な『魏氏楽譜』であることが確認された。この他、上野学園・日本音楽資料室に収蔵されている旧・波多野太郎氏所蔵の月琴譜コレクションの調査も行なった。筆者の調査時はまだ未整理の状態で、一般閲覧の対象外だったが、同室長・福島和夫教授のご好意で部分的に閲覧することができた。2.現地調査:達磨寺(群馬県・高崎市)で毎年行われる「施餓鬼」の声明音楽を撮影・録音した。現在、それを楽譜に起こす作業を進めている。その曲目の中には戯曲音楽の曲目でもある「五供養」が存在する。今後、中国の曲譜類および明清楽楽譜の同曲との比較分析作業を進める予定である。なお、調査の過程で、禅林寺(東京・三鷹)の声明にも明楽の旋律と類似するものがあることがわかった。今後の課題として、禅林寺の調査も進めてゆくこととしたい。以上の調査の成果は、今年度の紀要論文として発表する予定である。
ブレンドカーボンナノチューブ表面上におけるＤＮＡ鎖交換の試み

【背景】我々は先行研究において、一本鎖DNA結合蛋白質として知られるRecA蛋白質を用い、DNAと単層カーボンナノチューブ(SWNT)との複合体であるDNA-SWNT複合体の生化学的評価を試みた。その結果、RecAはSWNT表面のDNAを、DNAとして正確に分子認識して結合できるとの知見を得ている。本研究では、SWNTの構造特異性に着目し、特定のカイラリティを有するSWNTとDNAの複合体に対する、RecAの分子認識の寛容さを調べた。【結果】得られた原子間力顕微鏡(AFM)画像中のSWNTを断面解析したところ、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、SWNTの高さが約1.52.0 nm増加し、SWNT表面の形態にも顕著な違いが確認された。一方、(dT)30-(7,6)SWNT試料では、RecAを反応させてもSWNT表面に吸着物は殆ど確認されなかった。また、SWNTのPL測定では、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、PLの発光強度に顕著な減少が確認された。これは、SWNT表面をRecA蛋白が被覆したことで、発光強度が抑えられたことが原因と考えられ、AFM観察の結果と一致するものである。一般にRecA蛋白質は、DNAのリン酸部分を認識して結合することが知られているため、以上の結果は、一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態はカイラリティによって異なることを示唆するものである。具体的には、本研究で用いた一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態として、(6,5)SWNTの方ではDNAの塩基側がSWNT側面に、リン酸部分を保存したままに溶液中へ向けて吸着しているものが多い一方で、(7,6)SWNTでは、一本鎖DNAの吸着過程において、リン酸部分が上手く保存されていない状態で吸着していると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。我々は先行研究において、一本鎖DNA結合蛋白質として知られるRecA蛋白質を用い、DNA-SWNT複合体の生化学的評価を試みた。はじめに、(dT)30一本鎖DNAと(6,5)または(7,6)のカイラリティのを有するSWNTとの複合体を精製((dT)30-(6,5)/(7,6)SWNT分散液)作製した。これらの分散液に対して、適量のRecAをそれぞれ混合し、恒温器を用いて37°Cで60分間反応させた。反応前後におけるSWNTの形状評価を原子間力顕微鏡(AFM)観察により行った。また、反応前後におけるSWNTのフォトルミネッセンス(PL)測定を行った。得られたAFM画像中のSWNTを断面解析したところ、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、SWNTの高さが約1.52.0 nm増加し、SWNT表面の形態にも顕著な違いが確認された。SWNTのPL測定では、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、PLの発光強度に顕著な減少が確認された。一般にRecA蛋白質はDNAのリン酸部分を認識して結合することが知られていることから、以上の結果は、一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態はカイラリティによって異なることを示唆するものである。初年度における研究計画では、RecA蛋白質による鎖交換反応を、一本鎖DNAで被覆した単層カーボンナノチューブ(SWNT)上で起こすための条件のうち、最適なSWNTのカイラリティを選択することを目標としていた。そのため、SWNTのカイラリティごとで、SWNT表面上のDNAへのRecA蛋白質の反応性に違いを見いだせたことは大きな進捗といえる。また、得られた原子間力顕微鏡(AFM)の観察結果と、スペクトルの測定結果は、想定している現象に対しておおむね一致するクリアな結果が得られており、2年目への進捗に向けてポジティブなデータを得ていると考えられる。

一方、(dT)30-(7,6)SWNT試料では、RecAを反応させてもSWNT表面に吸着物は殆ど確認されなかった。また、SWNTのPL測定では、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、PLの発光強度に顕著な減少が確認された。これは、SWNT表面をRecA蛋白が被覆したことで、発光強度が抑えられたことが原因と考えられ、AFM観察の結果と一致するものである。一般にRecA蛋白質は、DNAのリン酸部分を認識して結合することが知られているため、以上の結果は、一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態はカイラリティによって異なることを示唆するものである。具体的には、本研究で用いた一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態として、(6,5)SWNTの方ではDNAの塩基側がSWNT側面に、リン酸部分を保存したままに溶液中へ向けて吸着しているものが多い一方で、(7,6)SWNTでは、一本鎖DNAの吸着過程において、リン酸部分が上手く保存されていない状態で吸着していると考えられる。1RecA蛋白質によるDNAの鎖交換反応と、反応検出のためのDNAの設計一般に、RecAは鎖交換蛋白質と呼ばれ、一本鎖DNA(ssDNA)および二本鎖DNA(dsDNA)に結合する。RecAはssDNAに結合している場合、相補的なssDNAとdsDNAを形成させる。また、dsDNAに結合している場合、相補的なssDNAと鎖交換をし、新たなdsDNAを形成する。(iこれまでの結果を基に、光学測定等に適したカイラリティのT30-SWNTを選択し、RecA-ssDNAまたはRecA-dsDNAを反応させて鎖交換反応を試みる。反応検出のためのDNA設計としては、RecA-ssDNAを用いて鎖交換反応を行わせる場合、SWNTに新たに吸着させるssDNAの末端に蛍光色素を修飾しておく。RecA-dsDNAを用いる場合、鎖交換反応に用いるdsDNAを構成する2本のDNAのうち、SWNTに新たに吸着させる側のDNAの末端に蛍光色素を修飾しておく。これにより、蛍光色素の消光割合から鎖交換反応を検出する。2RecAによるSWNT上のDNAの鎖交換反応の計測・検出技術の開発ナノ計測として鎖交換反応の前後におけるAFM観察を行う。紫外可視近赤外吸収スペクトル、PL・ラマン分光測定、AFM観察の結果を踏まえ、計測・検出技術を確立する。チャレンジングな測定として、鎖交換の反応過程をin situ測定するために、温度を変化させながらSWCNTの近赤外領域における発光スペクトル測定を行うための装置改良を行う。最後に、上記1、2の結果をまとめ、学術論文の投稿を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
自閉スペクトラム症の受身性の発達プロセスの解明とPASASの各年代版の作成

「自閉」という言葉がもたらすイメージから,自閉スペクトラム症を抱える子どもは他者との関係を築けないと思われることが多い。しかし,Wingらが発見したように他者の指示に従順で,自由な時間でも好きなことをしようとしない受身的な子どももいるが,問題行動の少なさからほとんど関心を向けられてこなかった。受身性は指示待ち,不登校,進路選択の困難などの指導上の問題だけでなく,近年のうつの背景や,緊張病の背景と想定する知見も見られており,問題となる側面も考えられ始めている。しかし,実際に受身性をどう捉えるか,幼少期から成人になる発達の中でどう発達するのかは十分に理解されておらず,そこに光を当てる研究である。
ウイルスカプセル内部ナノ空間を利用した環状ＲＮＡの合成

環状分子は直鎖状分子と異なる物性や生体機能が発現することが明らかとなっており、盛んに研究されている。特に環状RNAはタンパク質に翻訳されずに機能するnon-coding RNAの大きなファミリーであることが近年報告され、その詳細な機能を明らかにすることは重要である。しかしながら、一般的に核酸合成で用いられている固相合成法では環状RNAを合成することは難しい。本研究ではこの課題を解決するために、ウイルス様微粒子(Virus-like particle, VLP)内部のナノ空間に酵素を内包し環化反応場として用いることを目的とした。当該年度は、昨年度安定して発現・精製が可能となった酵素を内包したVLPの機能解析を行った。酵素を内包したVLPの作製は、目的の酵素(T4 RNAリガーゼ)とVLP内壁に結合する足場タンパク質を融合し、ウイルスの殻を形成するカプシドタンパク質(バクテリオファージP22)と大腸菌内で共発現することで達成した。内包したRNAリガーゼの活性評価は一般的な評価法であるRNAの3'-Endの修飾で評価した。蛍光分子ラベルされたシチジン三リン酸(pCp-Cy3)と10塩基長のRNAと反応させ、RNAの蛍光ラベルの割合を電気泳動で評価した。リガーゼ内包VLPでは蛍光ラベルされたが、酵素を内包していない空のVLPでは蛍光ラベルされなかった。以上より、VLP内部でも酵素の活性が維持されていることが確かめられた。しかしながら、RNAの連結反応では反応条件(反応時間や温度など)を変えてもRNAの泳動度変化がみられず、また条件によってはRNAの分解も確認された。当初の目的であるRNAの環化反応を達成することはできなかったが、RNA分解酵素とDNAをVLPに内包することで配列特異的にRNAを分解する反応場を形成することができ、国際学術誌にて発表予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。近年、環状RNAはタンパク質に翻訳されずに機能するnon-coding RNAの大きなファミリーであることが明らかとなってきており、環状RNAの詳細な機能を明らかにすることは重要である。しかしながら、核酸の合成で用いられる固相合成法では、環状RNAを合成することは難しい。本研究ではこの課題を解決するために、ウイルスカプセル内部のナノ空間を核酸の環化反応場として用いることを目的とした。当該年度は酵素を内包したウイルスカプセルの作製を重点的に行った。まず、これまで当研究室で使用していた真核生物のウイルスを用いて酵素内包ウイルスカプセルの作製を行った。目的の酵素をウイルスのカプセル内部に結合するアンカータンパク質のN末端に融合し、ウイルスのカプシドタンパク質と大腸菌内で共発現を行うことで内包を試みた。その結果、ウイルスカプセルが得られ、酵素の内包が確認された。しかしながら、収量が低く、再現性も高くなかったため、これ以上の進展は見込めないと判断しウイルスの種類を変更した。大腸菌発現系で多量に得られるバクテリオファージのウイルスカプセルを用いて同様の方法で酵素の内包を試みたところ、再現性・収量共に良い実験系の構築に成功した。現在は得られたウイルスカプセルの評価を行い、酵素活性を測定を行っている。当初の予定よりも酵素を内包したウイルスカプセルの作製に時間を要したが、より優れた実験系の構築が行うことができた。初年度はRNAリガーゼを内包したウイルスカプセルを安定して作製することを目指した。まず、これまで当研究室で使用していたウイルスカプシドタンパク質とアンカータンパク質-酵素融合タンパク質を大腸菌内で共発現し、酵素を内包したウイルスの作製を試みた。その結果、少量ではあるがウイルスカプセルが得られ、酵素の内包が確認できた。しかしながら、収量と再現性が良くなかったので、ウイルスの変更を行った。バクテリオファージのタンパク質で同様の方法で酵素を内包したウイルスカプセルの作製を行ったところ、収量・再現性が良い系が構築できた。現在はウイルスカプセルに内包された酵素の活性評価法の確立を行っている。

しかしながら、RNAの連結反応では反応条件(反応時間や温度など)を変えてもRNAの泳動度変化がみられず、また条件によってはRNAの分解も確認された。当初の目的であるRNAの環化反応を達成することはできなかったが、RNA分解酵素とDNAをVLPに内包することで配列特異的にRNAを分解する反応場を形成することができ、国際学術誌にて発表予定である。実験に用いる材料である酵素を内包したウイルスカプセルの安定生産が可能となったので、今後は活性評価と実際にRNAの環状化を目指す。まず、これまで報告されている蛍光分子を用いたRNAリガーゼの活性評価法に従い、内包された酵素と内包されていない酵素の酵素活性の違いを評価する。酵素活性が確認されれば、1本鎖RNAの連結反応を行い、ウイルス内部ナノ空間でRNAの環化が起こるかを評価する。環化の評価は環状RNAを分解しないRNase R処理前後のアガロースゲル電気泳動パターンの差異で行う。また、カプシドタンパク質に変異を導入し、カプセルサイズやRNAが透過するポア周辺の電荷を変え、環化反応の制御を試みる予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
上気道好酸球性炎症における客観的バイオマーカーの確立と治療への応用

本年度も上気道のアレルギー性・好酸球性炎症における一酸化窒素(NO)測定法・標準値の確立と治療への応用を目的として一連の研究を行った。1)鼻副鼻腔における局所NO濃度測定と治療効果への反映、2)レドックス制御からみた組織・血管障害について、スカベンジャー受容体(SRs)を中心とした検討、3)副鼻腔炎の難治化、遷延化に及ぼす胃酸逆流の影響の検討、を行った。同時に副鼻腔炎症例の臨床データ収集を行ない、JESREC診断基準の妥当性について検証した。そして臨床応用として、4)好酸球性副鼻腔炎に適した手術療法に関して当科における内視鏡下副鼻腔手術(ESS)の標準術式の確立と、前頭洞病変に対する遊離粘膜弁の狭窄予防効果について検討した。その結果、1)鼻アレルギー(AR)症例と健常例における鼻腔NO値を部位別に測定すると同時に、薬物療法による変化を検討した。その結果点鼻ステロイド(INS)投与後2カ月で、AR症例では下鼻甲介表面(IT area)で有意な低下を確認した。2)副鼻腔粘膜における3種類のSRs(MSR1、SCARB1、LOX-1)の中では、LOX-1遺伝子が対照群に比較して、ECRSとnon-ECRSの篩骨洞粘膜で有意に発現亢進が認められた。また免疫組織学的にマクロファージなどの炎症細胞、並びに血管内皮にLOX-1発現陽性所見を認めた。蛋白assayの結果でも副鼻腔炎症例でLOX-1濃度が有意に高値を示しており、術前のCTスコアと有意な正の相関が見られた。3)胃酸逆流の影響に関しては、ウレアーゼの酵素反応陽性は鼻茸や篩骨蜂巣領域が主体であった。またH pyloriに対する免疫染色でも同様の結果が得られた。また4)前頭洞単洞化手術(EMLP)における遊離下鼻甲介粘膜弁の有用性の評価では、粘膜弁使用例は全例排泄路が確保されており、本術式は術後排泄路閉塞の予防に有用であった。一酸化窒素(NO)は、ヒトの生理機能と炎症の修飾に深く関与している内因性調節因子であり、簡便かつ非侵襲的に測定できることより気道領域で標準的なバイオマーカーとして有望視されている。本研究では患者数の増加と重症化が問題となっている上気道のアレルギー性・好酸球性炎症における新たなバイオマーカーの確立と治療への応用を目的として下記の研究を行った。1)鼻呼気NO測定方法の標準化と鼻腔開存性との関連性、2)レドックス制御から見たNO産生とスカベンジャー受容体(SR)に関与する物質のゲノム解析と遺伝子レベルでの分子生物学的解析、3)本指標を用いた鼻アレルギー(AR)並びに好酸球性副鼻腔炎症例を対象とした治療効果の検証、についてである。1)AR群を対象に、鼻腔通気度および呼気NO濃度を測定したところ、鼻腔抵抗値は有意差を認めなかった。一方で、鼻呼気NO値は正常群で26.5 ppb、軽症AR群で44.1 ppb、中等症以上のAR群で54.5 ppb、と有意に上昇していた。さらに鼻アレルギー診断の正診率を算出してみたところ、ROC曲線下面積(AUC)が0.85、カットオフ値の設定が38.5 ppb (敏感度71.2%、特異度86.7%)となった。2)また基礎的研究として、「悪玉」としてのNOを介在としたレドックス制御に注目した。次世代シークエンサーを用いて網羅的遺伝子解析を行ったところ、SRs familyに属する遺伝子群に副鼻腔炎病態に対応した遺伝子発現の特徴的差異を認めた。引き続き、RT-PCR、免疫組織学的検討などを用いて、対象候補遺伝子を絞り込んでいる。3)AR症例を対象として鼻噴霧ステロイド剤(INS)使用による臨床効果と、鼻呼気NO濃度変化の関係について検討した。その結果nasal FeNO値はINS投与前に比較して2カ月後には有意な低下を認めた。ヒト副鼻腔の解剖学的特徴をふまえたNO濃度の測定法の確立にめどが立ち、鼻アレルギーにおけるROC曲線からのcut-off値の設定も行った。また治療効果のパラメータとしての意義を前向き研究にて探索中である。こうして得られた値は、既知の各種ガイドライン記載と矛盾しないものであり、鼻アレルギーの治療介入効果に関して、新たな知見が得られた。好酸球副鼻腔炎症例についても治療ガイドライン確立の一環として今後、症例数を増やして検討を予定している。一酸化窒素(NO)は、ヒトの生理機能と炎症の修飾に深く関与している内因性調節因子である。NOは簡便かつ非侵襲的に測定できることより、気道領域におけるバイオマーカーとして活用されつつある。本研究では患者数の増加と重症化が問題となっている上気道のアレルギー性・好酸球性炎症におけるNO測定法・標準値の確立と治療への応用を目的として下記の研究を行った。

1)ヒト副鼻腔各洞、特に前頭洞におけるNO産生能とサイトカイン・成長因子発現の関連性、2)前年に継続してレドックス制御から見た一連のスカベンジャー受容体(SR)のゲノム解析と遺伝子レベルにおける発現とNO産生・代謝との関連性、3)鼻腔局所NO(nasal NO)を測定する手技を用いた鼻アレルギー(AR)並びに好酸球性副鼻腔炎症例を対象とした治療効果の検証、4)新たな研究対象として副鼻腔炎の難治化、遷延化に及ぼす上部消化管の影響、すなわち胃酸逆流(GERD)、咽喉頭逆流症(LPRD)に着目した。そして基礎的・臨床的に一連の検討を開始した。その結果、1)好酸球性副鼻腔炎(ECRS)症例の前頭陥凹粘膜では、上皮細胞と粘膜下腺細胞の細胞質により強くIL-5とIL-6の発現と産生亢進を認めた。2)SR受容体の中ではLOX-1が、好酸球関連サイトカインであるCCL26(eotaxin 3)、GM-CSFと共にECRS症例において発現が亢進している傾向を認めた。3)AR症例に対する鼻噴霧ステロイド剤(INS)使用により臨床効果の改善を認めた。同時に下鼻甲介表面NO(IT area)は、投与前に比較して2カ月後には有意な低下を認めた。一方で、中鼻道NO(MM area)は上昇する傾向を認めた。4)H pylori陽性所見は、免疫組織学的に鼻茸や篩骨蜂巣を主体に観察され、同時に鼻腔内のurease活性にも相違が認められた。鼻呼気NO(nasal FeNO)に関して、ROC曲線からのcut-off値の設定を行ない、鼻アレルギー診断における客観的パラメータとしての有用性をほぼ樹立した。さらに、前年度までに確立したヒト鼻副鼻腔の解剖学的特徴をふまえたnasal NO測定法を用いて、アレルギー治療薬である鼻噴霧ステロイド(INS)の治療効果の指標としての位置づけを前向き研究にて検討中である。これまで得られた結果は、既知の各種ガイドライン記載と矛盾しないものであり、新たな知見が得られた。さらに鼻副鼻腔におけるNO産生・代謝の生理学的意義と本質的役割を総括する目的で、一連のスカベンジャー受容体(SR)のゲノム解析と遺伝子レベルでの発現と関連性についての基礎的研究を継続している。さらに副鼻腔炎の難治化と鼻茸成因の因子として、新たな研究切り口として胃酸逆流(GERD)、咽喉頭逆流症(LPRD)に着目し、疫学データの収集と探索的な検討を開始しており、今後のシーズとして構想を練っている。本年度も上気道のアレルギー性・好酸球性炎症における一酸化窒素(NO)測定法・標準値の確立と治療への応用を目的として一連の研究を行った。1)鼻副鼻腔における局所NO濃度測定と治療効果への反映、2)レドックス制御からみた組織・血管障害について、スカベンジャー受容体(SRs)を中心とした検討、3)副鼻腔炎の難治化、遷延化に及ぼす胃酸逆流の影響の検討、を行った。同時に副鼻腔炎症例の臨床データ収集を行ない、JESREC診断基準の妥当性について検証した。そして臨床応用として、4)好酸球性副鼻腔炎に適した手術療法に関して当科における内視鏡下副鼻腔手術(ESS)の標準術式の確立と、前頭洞病変に対する遊離粘膜弁の狭窄予防効果について検討した。その結果、1)鼻アレルギー(AR)症例と健常例における鼻腔NO値を部位別に測定すると同時に、薬物療法による変化を検討した。その結果点鼻ステロイド(INS)投与後2カ月で、AR症例では下鼻甲介表面(IT area)で有意な低下を確認した。2)副鼻腔粘膜における3種類のSRs(MSR1、SCARB1、LOX-1)の中では、LOX-1遺伝子が対照群に比較して、ECRSとnon-ECRSの篩骨洞粘膜で有意に発現亢進が認められた。また免疫組織学的にマクロファージなどの炎症細胞、並びに血管内皮にLOX-1発現陽性所見を認めた。蛋白assayの結果でも副鼻腔炎症例でLOX-1濃度が有意に高値を示しており、術前のCTスコアと有意な正の相関が見られた。3)胃酸逆流の影響に関しては、ウレアーゼの酵素反応陽性は鼻茸や篩骨蜂巣領域が主体であった。
原始地球及び地球型惑星上におけるアミノ酸関連分子生成の検証

(1)模擬原始地球大気や現在の火星の大気をモデルとした種々の組成比二酸化炭素・一酸化炭素・窒素・水の混合気体に宇宙線の主成分である高エネルギー陽子線(東京工業大学ヴァンデグラフ加速器)を照射した。また、比較としてタイタンをモデルとしたメタン・窒素・水の混合気体への陽子線照射及び花火放電も行った。生成物の一部を酸加水分解した後、これをアミノ酸分析計で分析したところ、いずれの試料からもアミノ酸の生成が確認された。また、ウラシルの生成も確認された。二酸化炭素を主とし、一酸化炭素・窒素・水を副成分として含むような大気からもアミノ酸の生成が十分に可能であることがわかった。(2)(1)の生成物(加水分解前)のシアン化水素、アルデヒド類、アンモニア、尿素などの分析を行った。シアン化物イオン電極法では、シアン化物イオンのほか、グリコロニトリルも同時に定量されることがわかったので、その分別定量を行った。アルデヒドはDNPH誘導体化後、高速液体クロマトグラフ法で分析した。これらの結果から、(i)エネルギーや出発材料によりシアンとアルデヒドの生成量、生成比は大幅に変化する、(ii)アミノ酸生成経路としてはシアン化水素、アルデヒド、アンモニアからのストレッカー反応によるものはメインではない、(iii)シアン化水素の気相および液相中での重合による高分子化合物が主要なアミノ酸前駆体らしい、などの知見が得られた。(3)宇宙線の原始地球(火星)および星間空間でのフラックスの推定を行った。アミノ酸などの有機物生成の効率を考慮すると、いずれの場合でも宇宙線エネルギーは放電などのエネルギーよりも重要であることが示唆された。星間塵環境下での有機物生成量は下限値しか得られていないが、それでも彗星をとおして供給される有機物量は惑星大気中で生成する有機物に対して無視しえないことがわかった(1)の実験生成物をモデルとして、火星上の有機物の分析法について検討した。Vikingで用いられた熱分解(PY)GC/MS法や、FAB-MS法などから得られる有用な情報は少ない。今後は試薬添加-PY-GC/MS法やMALDI-MS法がより有用と考えられるため、これらの手法について検討を行う予定である。
微分多様体上の解析とその応用

微分多様体上の解析に関しては、数学の種々の分野で密接に関連し、互いに刺激、影響し合って活発な研究がなされている。我々研究グループも同様、各人得意とする手法を用いて意欲的に研究を進めてきた。その結果次に述べるような成果をあげましたので報告いたします。尾方はn次元球面内の極小部分多様体の分類を主目的に研究を進めてきたが特に極小曲面の場合に、ガウス曲率のピンチングに関するU.Simonの予想を部分的に肯定的に解決した。同様の手法を用いて複素射影空間内の極小曲面の分類を目指して研究継続中である。次に居駒は擬等角写像による歪曲性と、考察する次元Nとの関係のなかで、α(O<α【<!_】N)次元測度零の集合の、あるいはその擬等角写像による像集合がα次元測度零をもつための諸条件を調べその結果を論文としてまとめあげた。水原はブロックで生成される関数空間についてTaiblson-Weiss('82)に始まる諸結果を最近の結果Long Ruibin('84),Lu,S.-Z.,M.H.Taifloson-G.Weiss('85),F.Sonia('85)までの成果を整理することにより未解決の問題を浮きぼりにしそのうちのいくつかは部分的結果を得ており、それらの解決に向って研究を継続中である。又森は【4^n】から【P^n】(ψ)への正則写像のネバンリナ接近関数の研究を進めることによりこれが発散する集合は、双対射影空間【P^(im*)】(ψ)で射影対数容量0であり、バリロン除外値が正となる集合(このとき接近関数は発散)は【P^(im*)】(ψ)でf-極集合であるという結果を得た。又前半の問題の逆に対する一つの例をもみつけている。さらに別にネバンリナ理論を用いグリフィスの問題(Isageneral smooth suiface of degree【>!_】5 in【P^3】(ψ)hyperbolic,Proc.Sysup.in Pure Math.vol27('75).P.62)について肯定的結果を与えることに成功した。高橋は素数に関するWilsonの定理の拡張を目指しており、一部解決をみているがさらなる発展のため研究継続中である。
COPDにおけるインフラマソーム活性化機序とマイトファジーによる制御

喫煙刺激は気道上皮細胞においてミトコンドリア傷害を引き起こし、活性酸素種(ROS)の産生を増加させ、インフラマソーム活性化と細胞老化を誘導した。傷害ミトコンドリアの除去機構であるマイトファジーは喫煙刺激により誘導された。PARK2ノックダウンにより喫煙誘導マイトファジーを抑制すると、ROS産生が増加し、細胞老化誘導が促進された。一方、PARK2強制発現によりマイトファジー誘導を促進させると、喫煙刺激によるROS産生は減少し、細胞老化は抑制された。不十分なマイトファジーが傷害ミトコンドリアの蓄積、ROS増加を介してCOPDの病態に関連している可能性が示唆された。慢性閉塞性肺疾患(Chronic obstructive pulmonary disease:COPD)の病態を、インフラマソーム活性化とマイトファジーによる制御の点から解明することを目的として本研究を行っている。肺上皮細胞における喫煙誘導性細胞老化の亢進は、COPDの主要な病態と考えられており、本年度は、喫煙誘導性細胞老化における、マイトファジーの役割とインフラマソーム活性化について検討を行った。手術肺由来の正常気道から気道上皮細胞を分離培養した。タバコ煙抽出液(Cigarette smoke extract:CSE)を作成し、培地に添加し、喫煙刺激とした。1%CSE刺激により、ミトコンドリア由来の活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)産生が増加し、細胞老化が誘導された。ミトコンドリア特異的抗酸化剤MitoTEMPOが喫煙によるROS産生、細胞老化促進を抑制したことから、喫煙刺激はミトコンドリア由来のROSを介して細胞老化を誘導すると考えられた。一方、ミトコンドリア由来のROSはインフラマソームの活性化に関与すると考えられている。我々の検討でも、喫煙刺激は、Caspase1の活性化を誘導し、インフラマソームを活性化した。以上の検討結果より、喫煙刺激はミトコンドリアからのROS産生を増加し、インフラマソームの活性化、細胞老化を誘導する可能性が考えられた。さらに、マイトファジーの調整によりミトコンドリア由来のROSを抑制することでインフラマソーム活性化、細胞老化を制御できる可能性があり、さらに検討を進めている。COPDにおけるインフラマソーム活性化機序とマイトファジーによる制御気道上皮細胞における喫煙誘導細胞老化は慢性閉塞性肺疾患(Chronic obstructive pulmonary disease:COPD)の主要な病態と考えられている。今回、我々は、喫煙誘導細胞老化におけるインフラマソーム、マイトファジーの役割について検討を行った。昨年度までの検討にて、喫煙刺激はミトコンドリアからの活性酸素種(Reactive Oxygen Species:ROS)産生を増加し、インフラマソームを活性化し、細胞老化を誘導することを明らかとした。本年度は、喫煙誘導細胞老化におけるマイトファジーの関与について検討を行った。ROSの主要な産生源であるミトコンドリアは、マイトファジーにより分解、処理される。マイトファジーが低下し、傷害ミトコンドリアが蓄積すると、ROSが増加する。ROSは細胞老化を誘導する。そこで、我々は、喫煙刺激を行った気道上皮細胞において、マイトファジーが低下、あるいは不十分であると、傷害ミトコンドリアが蓄積し、ROS増加を介して細胞老化を誘導している可能性を考えた。手術肺より分離した気道上皮細胞を用いて検討を行った。マイトファジーの過程で重要な役割を果たすParkin、PINK1をノックダウンし、マイトファジーの抑制を行い、喫煙誘導細胞老化に及ぼす影響を検討した。喫煙刺激と同時にマイトファジーを抑制するとROSが増加し、細胞老化が促進した。ミトコンドリア特異的抗酸化剤MitoTEMPOは喫煙誘導細胞老化、マイトファジー抑制による細胞老化促進を抑制した。以上より、喫煙刺激による細胞老化にマイトファジーが抑制的に作用しており、マイトファジー低下がミトコンドリア由来のROSを増加し細胞老化を促進している可能性が示唆された。喫煙による上皮細胞老化亢進はCOPD病態で重要な役割を果たしている。喫煙刺激は気道上皮細胞においてミトコンドリア傷害を引き起こし、活性酸素種(Reactive Oygen Species:ROS)の産生を増加させ、インフラマソーム活性化と細胞老化を誘導した。肺組織でのPARK2発現は正常肺に比べCOPD肺で低下していた。本研究は、COPD病態におけるインフラマソーム、マイトファジーの役割について明らかとすることを目的としている。

昨年度、本年度ともに、主にIn vitroの検討を行った。昨年度は喫煙による細胞老化誘導、インフラマソーム活性化の機序について明らかとし、本年度は喫煙誘導細胞老化におけるマイトファジー、ROSの関与について明らかとした。喫煙誘導細胞老化におけるインフラマソーム、マイトファジーの役割について、いずれの検討についてもおおむね順調に進展していると考えられる。医歯薬学本年度は、喫煙誘導細胞老化におけるマイトファジーの役割についてIn vitroの検討を中心に行った。今後は、肺組織でのマイトファジーの状態をParkin、PINK1の発現により評価し(免疫組織染色、肺ホモジェネート)、正常肺、COPD肺での比較、さらに、肺機能などの臨床指標との相関を検討し、COPDにおけるマイトファジーの役割の臨床的意義を明らかとする。また、インフラマソームの活性に関しても、肺組織におけるNLRP3、ASC、Caspase-1の発現を検討する。本年度は、さらに、喫煙動物モデルを用いた検討も予定している。COPD病態で重要な喫煙誘導性細胞老化における、マイトファジーの果たす役割とインフラマソームの関与を検討する上で、マイトファジーとインフラマソーム間で作用し、かつ細胞老化に関与する分子を同定することは重要である。本年度の検討結果から、ミトコンドリア由来のROSが重要な役割を果たしている可能性が明らかにできたため、今後の研究の発展が期待できる。ミトコンドリア由来のROSを抑制することで、喫煙誘導細胞老化及びインフラマソーム活性化を制御できると考えている。ミトコンドリア由来ROSの調整には、マイトファジーの活性化が重要である。現在、我々は、マイトファジー活性の調節蛋白である、Parkin、PINK1のsiRNAおよび、発現プラスミドをそれぞれ入手し、さらなる病態の解明のための検討を行っている。喫煙誘導細胞老化、インフラマソーム活性化に、ミトコンドリア由来のROSが重要である。今後はミトコンドリア由来のROSの制御で重要な、マイトファジーの調節を中心に検討を行っていく予定である。具体的には、マイトファジーの制御により、インフラマソーム活性化や細胞老化を制御できるか検討を行う。傷害ミトコンドリアに対するマイトファジー活性の制御には、PINK1-Parkin系が重要であることが知られている。それらのノックダウンあるいは、強制発現によるマイトファジーの制御を試みる。さらに、実際のCOPD肺組織においてもParkin、PINK1の発現及びインフラマソームの活性化を免疫組織染色にて検討する予定である。
テフロン膜を用いた顎骨欠損具の治療法の開発及び顎骨再生を促進する因子の解析

プロスタグランジン(PG)は、骨組織において骨芽細胞、破骨細胞またはそれらの前駆細胞の増殖、分化に作用するなど、骨代謝の調節に関わる因子の一つと考えられている。従来よりPGの作用は骨吸収に関する研究が盛んに行われてきたが、近年in vivoにおいて、PG投与により骨量が増加することが報告されるようになり、骨形成作用について注目されるようになった。しかし、内因性のPGが骨形成にどのように関与するのか不明な点が多い。一方、PG合成酵素である、シクロオキシゲナーゼ(COX)には、構成型のCOX-1と誘導型のCOX-2の2つのサブタイプが存在することがわかっている。そこで我々はコルヒチンによって誘導される骨形成モデルを用いて、PG合成の指標としてCOXの遺伝子発現について検討を行い、さらにCOX活性の阻害薬インドメタシンを用いて内因性PGと骨形成の関係を検索した。その結果、COXの遺伝子発現は骨形成初期のコルヒチン投与後1日目において、誘導型のCOX-2ばかりか構成型COX-1の遺伝子についても一過性の上昇が見られ、これら異なるCOX遺伝子の発現が骨芽細胞の前駆細胞の誘導、増殖に関与することが示唆された。また、コルヒチン投与後4日目の骨石灰化時期に、COX-2のみ遺伝子発現が再度上昇することが確認され、COX2が骨芽細胞の分化に関与する可能性が示された。更に、COXの阻害薬であるインドメタシンを投与することにより、コルヒチンにより誘導される骨形成が抑制されることが明らかになった。以上より、このモデルにおいて内因性PGが骨形成に重要な役割を果たし、更にPG合成酵素であるCOXの特徴的な発現様式が本骨形成のプロセスに密接に関わっている可能性が示唆された。1.研究に適したラット顎裂モデルを作製するために,片側の小臼歯を抜歯後種々の顎骨欠損を作製した.様々な小器具により,口腔内からのアプローチは可能であったが,顎骨がきわめて小さいことから,再現性のある手術を行うことは非常に困難であった.また,欠損がきわめて小さくなることから生体膜を応用しない対照群でも骨の再生が起こること,隣在歯への障害を避けられないことが明らかになった.今年度他施設において家兎に対し規格的に顎裂作製する方法が報告されており,顎裂部の保持のためにスペーサーを応用している.我々は現在,本研究においても家兎を利用することが有効であると考え,実験動物の変更を考慮している.2.コルヒチン投与により,4日目からラット脛骨骨髄腔内に新生骨が出現しはじめる.したがって,それ以前に骨形成に重要な蛋白が骨髄組織において発現していると考えられる.そこで,コルヒチン投与後14日目の各時期のラットの脛骨から全RNAを抽出し,differential display PCR法を用い,遺伝子発現のパターンをスクリーニングした.その結果,投与後1日目のサンプルにおいて特異的なバンドの発現が認められた.対照群とコルヒチン投与後1日群において差のある遺伝子を選択するために,5'プライマー5種類,3'プライマー4種類,計20種類の組み合わせにおいてdifferential display PCRを行ったところ,両者の遺伝子の発現パターンは非常に近似していたが、コルヒチン投与後1日目に明らかに特異的な発現を示すバンド2種類,投与後発現がきわめて増強するもの6種類,コルヒチン投与により発現が消失するもの14種類が認められた.現在,特異的な2種の遺伝子を再PCRにて増幅し,プローブとしてNorthern blot解析を行っている.3.骨吸収を促進するプロスタグランジンの骨形成への関与について検討した.

コルヒチン投与翌日から,内因性プロスタグランジンを抑制するインドメタシンを投与し,ラット脛骨骨髄腔内の新生骨形成を観察したところ,インドメタシン非投与群と比較し,新生骨形成が抑制されていた.したがって,インドメタシンが骨髄腔中の骨形成において促進的に関与している可能性が示唆された.プロスタグランジン(PG)は、骨組織において骨芽細胞、破骨細胞またはそれらの前駆細胞の増殖、分化に作用するなど、骨代謝の調節に関わる因子の一つと考えられている。従来よりPGの作用は骨吸収に関する研究が盛んに行われてきたが、近年in vivoにおいて、P G投与により骨量が増加することが報告されるようになり、骨形成作用について注目されるようになった。しかし、内因性のPGが骨形成にどのように関与するのか不明な点が多い。一方、PG合成酵素である、シクロオキシゲナーゼ(COX)には、構成型のCOX-1と誘導型のCOX-2の2つのサブタイプが存在することがわかっている。そこで我々はコルヒチンによって誘導される骨形成モデルを用いて、PG合成の指標としてCOXの遺伝子発現について検討を行い、さらにCOX活性の阻害薬インドメタシンを用いて内因性PGと骨形成の関係を検索した。その結果、COXの遺伝子発現は骨形成初期のコルヒチン投与後1日目において、誘導型のCOX-2ばかりか構成型COX1の遺伝子についても一過性の上昇が見られ,これら異なるCOX遺伝子の発現が骨芽細胞の前駆細胞の誘導、増殖に関与することが示唆された。また、コルヒチン投与後4日目の骨石灰化時期に、COX-2のみ遺伝子発現が再度上昇することが確認され、COX2が骨芽細胞の分化に関与する可能性が示された。更に、COXの阻害薬であるインドメタシンを投与することにより、コルヒチンにより誘導される骨形成が抑制されることが明らかになった。以上より、このモデルにおいて内因性PGが骨形成に重要な役割を果たし、更にPG合成酵素であるCOXの特徴的な発現様式が本骨形成のプロセスに密接に関わっている可能性が示唆された。
タイ国北部における自然エネルギシステムの利用に関する調査研究

タイ国北部および東北部は、近年の環境破壊等により水資源が乏しくなってきており、農業生産性の向上が困難な地域である。そこで本研究では、これらの地域の水利用に大きな恩恵をもたらすと考えられる2つの事業(SSIP:小規模灌漑プログラム、IFS:複合農業システム)に着目し調査を行なった。SSIPに関する調査は北部地域を対象とし、受益者が多くの恩恵を受けている事業地を中心に聞き取り調査を行なった。その結果、SSIP受益地では灌漑水の供給により営農形態の改善と農業機械化が進展したと推測できた。その他、水利用グループ等の水利用団体を形成し、共同夫役の形で水路の建設を行っている地区もあるが、比較的大規模な施設になると地元の農家では水路建設が実質上不可能で、基幹施設のみが残るSSIPサイトも見られた。しかし、今回の調査からSSIPによって生み出された水を有効に利用する受益農家では農業構造が大きく改善されており、これまで有効利用されていない基幹施設についても今後の早急なる開発が必要と考えられる。IFSに関する調査では、その効果を明らかにするため、実際に東北部地域にて複合農業を行なっている農家を選定し事例調査を行なった。今回の調査は、経済的及び一部の環境的側面からその有効性を確認した。今後は、複合農業システムの定量的解析のため、これらのアプローチだけでなく、物質動態からの実証的調査なども有効であると考えられる。一方、複合農業は農地内に溜池を設けることが特徴の一つであるが、その水をいかに利用するかは大きな問題である。本研究では、太陽エネルギが豊富に得られるタイ国において、ソーラーポンピングシステムを複合農業を営む農家に導入し、その可能性について実験的な検討を行なった。実験データや聞き取りの結果より、乾季における灌漑に大きな恩恵をもたらすことが確認された。さらに、各作物の必要灌漑量を把握することにより、IFSにおけるソーラーポンピングシステムによる灌水システムの設計・設置の指針を導き出すことが可能であることが明らかとなった。タイ国中部、東北部のピサヌロク市、およびコンケン市周辺の地域は水が十分利用できないために農業の生産性が低く、貧困の原因となっている。これらの地域では水を有効に利用するシステムがあれば、農業生産は増加し豊かになる素地は備わっている。このような状況に対し、日本からはODAにより小規模潅がい農業(Small Scale Irrigation System:SSIP)がタイ国との共同事業により、現在タイ国内800カ所以上の地点で展開されている。しかし、これらの事業は幹線水路、あるいは貯水池のみの事業で、小水路等実際農民が水を得て栽培に使用出来るような施設に関しては援助の対象とならないため、有効に機能している箇所は少ないようである。一方、タイ国側では農民層の経済的な安定を図るため、複合的農業(Integrated Farming System:IFS)が王室のプロジェクトとして本年度より開始されている。この事業はSSIPと直接関連した事業ではないが、SSIPにより得られた水を末端の農家で利用しうる可能性を有していることが、数多くの実際の現場を訪れ見聞した結果から認められた。上記の二つのシステムを有効につなぐ手だての一つが風力、太陽電池駆動の揚水ポンプシステムであると思われる。実際に実現するための方策を提案するためのケーススタディを実施するための調査研究地点選定のための予備調査をし、SSIP関連7箇所、IFS関連5箇所において実施し、次年度の調査地点を決定した。

タイ国北部及び東北部は,近年の環境破壊等により水資源が乏しくなってきており,農業の生産性の向上が困難である.この様な状況の中,日本からはODAにより小規模灌漑プログラム(Small Scale Irigation Program:SSIP)がタイ国との共同事業により,タイ国内800ヵ所以上の地点で展開されている.しかし,これらの事業は貯水池のみの建設や幹線水路までの建設であるため,多くのものは有効に機能しているとは言い難い.しかし,幾つかの貯水池では受益者が多くの恩恵を受けている.これらの機能しているSSIPについて調査することは,今後のタイ北部および東北部における農業の水利用の指針を立てる上で重要である.そこで,本年度は昨年度までの調査結果をもとに,調査対象のSSIPサイトを決定し聞き取り調査を行い,収集したデータにより検討を行っている.一方,タイ国では農民層の経済的な向上・安定をはかるために,複合農業システム(Integrated Farming System:IFS)が王室のプロジェクトとして行われている.この事業では,農民の所得する土地内に溜池を設け,多様な栽培を可能にするものである.この事業は,水利用だけでなく,土地利用,環境保全型農業やアグロフォレストリといった栽培体系,自然エネルギー利用といった多くの注目する点がある.そこで,昨年度までの調査結果をもとに,調査対象とするIFSサイトを決定し聞き取り調査を行った.さらに,IFSにおける自然エネルギ利用について実験的な検討を行うために,選定した農家の一つにソーラーポンピングシステムを設置した.このシステムは溜池内の水をタンクに汲み上げ灌水に利用するものであり,実際に農家が使用している.システムを評価するために,システムは自動計測用のデータロガーに設置し,データの収集を行っている.タイ国北部および東北部は、近年の環境破壊等により水資源が乏しくなってきており、農業生産性の向上が困難な地域である。そこで本研究では、これらの地域の水利用に大きな恩恵をもたらすと考えられる2つの事業(SSIP:小規模灌漑プログラム、IFS:複合農業システム)に着目し調査を行なった。SSIPに関する調査は北部地域を対象とし、受益者が多くの恩恵を受けている事業地を中心に聞き取り調査を行なった。その結果、SSIP受益地では灌漑水の供給により営農形態の改善と農業機械化が進展したと推測できた。その他、水利用グループ等の水利用団体を形成し、共同夫役の形で水路の建設を行っている地区もあるが、比較的大規模な施設になると地元の農家では水路建設が実質上不可能で、基幹施設のみが残るSSIPサイトも見られた。しかし、今回の調査からSSIPによって生み出された水を有効に利用する受益農家では農業構造が大きく改善されており、これまで有効利用されていない基幹施設についても今後の早急なる開発が必要と考えられる。IFSに関する調査では、その効果を明らかにするため、実際に東北部地域にて複合農業を行なっている農家を選定し事例調査を行なった。今回の調査は、経済的及び一部の環境的側面からその有効性を確認した。
平面固定トリアリールボランを鍵とする機能性π電子系の開発

平面固定トリフェニルボランおよびその誘導体ついて、その性質を明らかとした。今年度は特に、平面固定トリフェニルボランの一電子還元体であるラジカルアニオン種の単離同定および平面固定トリフェニルボランと炭素求核剤であるt-BuLiとの反応から誘導されるボラシクロファンについて精力的に研究を行った。ラジカルアニオンについては、金属カリウムを用いて平面固定トリフェニルボランを化学的に一電子還元することで合成に成功し、X線結晶構造解析によりその構造を明らかとした。また、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルの測定や理論計算を行い、その電子構造について明らかにするとともに、これまでに報告されている類似の化合物との比較を行った。その結果、平面固定トリフェニルボランラジカルアニオンは、その平面性の高い分子骨格に由来して、不対電子スピン密度がより非局在化していることを見出した。ボラシクロファンについては、この化合物が特異なホウ素-ベンゼン相互作用をもつことに着目し、研究を行った。具体的には、この相互作用をより強めるためにジメチルアミノ基を導入した誘導体を合成し、X線結晶構造解析によりその構造を明らかとした。その結果、ホウ素と近接したベンゼン環の炭素原子との間に明確な結合性相互作用があり、ベンゼン環が明らかな結合交替をもつことを見出した。さらに、NMR解析や詳細な理論計算を行い、このホウ素-ベンゼン相互作用の本質についての理解を試みた。その結果、ジメチルアミノ置換ボラシクロファンはホウ素とベンゼンが強く相互作用したσ錯体に近い構造であることを見出した。最終年度最終年度本研究の鍵となる平面固定トリフェニルボランの基礎的な性質を解明することを目的に、その反応性および光物性について検討を行った。反応性についての研究では、この化合物と塩基あるいは求核剤との反応を検討し、用いる試剤によってそれぞれ異なる反応様式を示すことを見出した。すなわち、平面固定トリフェニルボランに水素化カリウムあるいはLiTMPを作用させたところ、これらは塩基として働き、ベンジル位での脱プロトン化反応が進行し、カリウムあるいはリチウムを対カチオンとしてもつ平面固定ボラタアントラセンが得られた。一方、より求核性の高いt-BuLiを用いたところ、ホウ素上の一つのベンゼン環の脱離を伴った置換反応が進行し、ボラシクロファン型の生成物が得られることが明らかとなった。この反応は、t-BuLiがホウ素中心に求核攻撃して生成するt-Bu-ボラート中間体を経て進行していることが、反応溶液の^1Hおよび^<11>BNMR測定の結果から示唆された。これらの反応の生成物は、各種スペクトル測定およびX線結晶構造解析により同定し、その構造や基礎物性、電子構造についても明らかとした。また、光物性についての研究では、この化合物の興味深い二重発光特性を見出した。これらの発光帯についての知見を得るために、時間分解分光測定を行ったところ、平面固定ボランは励起状態において少なくとも二つの安定な状態をとり得ることを示唆する結果を得た。そこで、励起状態における構造最適化およびTD計算を行ったところ、これらの二つの励起状態構造に対応すると考えられる平面型とボウル型の構造が見出され、これらからの発光波長が実測とよい一致を示した。以上の結果から、平面固定ボランは励起状態において二つの安定構造をとり、それぞれからの発光によって特異な二重発光を発現すると考えられる。本研究の鍵分子である平面固定トリフェニルボランの反応性や光物性といった基礎的な性質について解明することができた。今回得られた結果は、この平面固定ボランを機能性材料として応用するにあたって大きな足がかりとなるものであり、期待通り研究が進展したと評価できる。最終年度平面固定ボランから誘導されるボラシクロファン誘導体について、その特異な構造的・電子的特徴を評価するために、π骨格を拡張した誘導体を合成し、その構造や紫外可視吸収および発光特性、電気化学特性などの物性を明らかにする。

また、特異な二重発光特性をもつ平面固定トリフェニルボラン骨格を拡張した誘導体を合成し、これらの光物性を検討するとともに興味深い発光特性を発現する光機能性分子への展開を図る。この他、平面固定トリフェニルボランの還元特性などのさらなる性質を解明し、これを活用した含ホウ素機能性材料の創出を目指す。最終年度