hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内耳におけるG蛋白複合体およびP-糖蛋白の局在とその意義に関する免疫組織学的研究

1、内耳におけるP-糖蛋白局在の証明モルモットの内耳を取り出してEDTAにて脱灰し、超低温槽に保存。その後クライオスタットで8μmの切片を作成した。これにP-糖蛋白抗体であるC219を反応させた後、さらにウサギ抗マウスIgGを反応させてABC法で免疫染色後DABで発色させ、光学顕微鏡で観察した。その結果、C219に染色される毛細血管は蝸牛血管条、ラセン靱帯、蝸牛軸、らせん神経節を含む蝸牛神経内、さらに前庭や三半規管膨大部、内リンパ嚢に認められた。しかし、蝸牛の外側骨格である骨組織の毛細血管には染色性は認められなかった。さらに、脳組織や蝸牛側壁、コルチ器、蝸牛軸内神経、前庭の各組織をホモジネートし、Western blotを行うと、いずれにもP-糖蛋白である170kDaのバンドが認められた。以上の結果より、血液-脳関門と同じように、内耳においても毛細血管壁のP-糖蛋白が血液-内耳関門機能の一部を担っている可能性が示唆された。2、内耳におけるG蛋白局在の証明モルモットの蝸牛を取り出してEDTAにて脱灰し、上記1と同様に8μmの切片を作成する。これにGi, Gs, Go蛋白抗体を反応させた後、ウサギ抗マウスIgGを反応させてABC法で免疫染色後DABで発色させ、光学顕微鏡下に観察した。その結果、Gi, Gsではほぼ同程度の染色性を蝸牛有毛細胞や血管条に認めた。一方Goでは、蝸牛有毛細胞や血管条の他にらせん神経節内神経線維や蝸牛神経線維にかなり強い染色性を認めた。さらに、コルチ器や蝸牛側壁、蝸牛軸内神経の各組織をホモジネートしてWestern blotを行うと、いずれの組織にもGiとGoでは約40kDa、Gsでは約40と45kDaの二つのバンドを認めた。以上のように、コルチ器や蝸牛神経、血管条の細胞にG蛋白が発現していることから、内耳におけるシグナル伝達においては、これらの細胞や組織が中心的役割を果たしていることが裏付けられた。1、内耳におけるP糖蛋白局在の証明モルモットの蝸牛を取り出してEDTAにて脱灰し、超低温槽に保存。その後クライオスタットで8μmの切片を作成する。これにP蛋白抗体であるC219とJSB1を反応させた後、さらにウサギ抗マウスIgGを反応させてABC法で免疫染色後DABで発色させ、光学顕微鏡で観察した。その結果、C219に染色される毛細血管が蝸牛血管条、蝸牛側壁のラセン靱帯内、蝸牛軸内血管、らせん神経節を含む蝸牛神経内、さらに前庭や三半規管膨大部で認められた。一方、蝸牛の外側骨格の骨組織には染色性は認められなかった。以上の結果より、血液-脳関門と同じように、内耳血管壁のP糖蛋白が血液-蝸牛関門や血液-前庭関門、血液-神経関門機能の一役を担っている可能性が示唆された。

2、内耳におけるG蛋白局在の証明モルモットの蝸牛を取り出してEDTAにて脱灰し、超低温槽に保存。その後クライオスタットで8μmの切片を作成する。これに牛の脳から分離されたG蛋白抗体を反応させた後、ヤギFITC抗IgGを反応させて蛍光顕微鏡下に観察した。その結果、血管条とコルチ器に相当する部位がわずかに染色された。コルチ器と血管条細胞内でG蛋白が発現していることから、内耳におけるシグナル伝達においてこれらの組織がシグナル伝達の中心的役割を果たしていることが推測されるが、今後は各種のG蛋白抗体を用いて内耳におけるG蛋白の局在をさらに検討する予定である。1、内耳におけるP-糖蛋白局在の証明モルモットの内耳を取り出してEDTAにて脱灰し、超低温槽に保存。その後クライオスタットで8μmの切片を作成した。これにP-糖蛋白抗体であるC219を反応させた後、さらにウサギ抗マウスIgGを反応させてABC法で免疫染色後DABで発色させ、光学顕微鏡で観察した。その結果、C219に染色される毛細血管は蝸牛血管条、ラセン靭帯、蝸牛軸、らせん神経節を含む蝸牛神経内、さらに前庭や三半規管膨大部、内リンパ嚢に認められた。しかし、蝸牛の外側骨格である骨組織の毛細血管には染色性は認められなかった。されに、脳組織や蝸牛側壁、コルチ器、蝸牛軸内神経、前庭の各組織をホモジネートし、Western blotを行うと、いずれにもP-糖蛋白である170kDaのバンドが認められた。以上の結果より、血液一脳関門と同じように、内耳においても毛細血管壁のP-糖蛋白が血液一内耳関門機能の一部を担っている可能性が示唆された。2、内耳におけるG蛋白局在の証明モルモットの蝸牛を取り出してEDTAにて脱灰し、上記1と同様に8μmの切片を作成する。これにGl,Gs,Go蛋白抗体を反応させた後、ウサギ抗マウスIgGを反応させてABC法で免疫染色後DABで発色させ、光学顕微鏡下に観察した。その結果、Gi,Gsではほぼ同程度の染色性を蝸牛有毛細胞や血管条に認めた。一方Goでは、蝸牛有毛細胞や血管条の他にらせん神経節内神経線維や蝸牛神経線維にかなり強い染色性を認めた。さらに、コルチ器や蝸牛側壁、蝸牛軸内神経の各組織をホモジネートしてWestern blotを行うと、いずれの組織にもGiとGoでは約40kDa、Gsでは約40と45kDaの二つのバンドを認めた。以上のように、コルチ器や蝸牛神経、血管条の細胞にG蛋白が発現していることから、内耳におけるシグナル伝達においては、これらの細胞や組織が中心的役割を果たしていることが裏付けられた。
ヌードマウス可移植ヒト胃癌株の薬剤療法におけるエストロゲンと抗血管新生因子の役割

当科において継代維持されているヌードマウス可移植ヒト胃癌株3株について、以下の様な知見が得られた。次にヌードマウスの背部にヒト胃癌株MK3を移植し、推定腫瘍重量が100mgになった時点から、抗血管新生因子thalidomideを200mg/kg、抗エストロゲンで同時に抗VEGF作用をもつをICI182,780を1OOmg/kg、4週間連日経口投与した。腫瘍増殖抽線では、いずれの薬剤においても抑制効果は認められなかった。そこで胃癌株による実験の続行を断念し、ヌードマウス可移植ヒト食道癌株2株(ES63、ES80)を用いて同様の実験を行った。免疫組織学的検討ではES63はVEGF、basic FGF、thymidine phophorylaseのいずれも強く発現していたが、ES80ではthymidine phophorylaseは発現を認めたが、VEGFの発現は非常に軽度であり、またbasic FGFは発現が観察されなかった。この2株をヌードマウスの背部に移植しthalidomide、ICI 182,780による増殖抑制実験を行ったところ、ES63株においてthalidomideによる抑制効果を認めた。ICI 182,780による抑制効果はやはり認めなかった。まず、ヌードマウスの背部にヒト胃癌株3株を移植し、推定腫瘍重量が100mgになった時点から代表的な抗血管新生因子を2週間連日経口投与した(thalidomide 200mg/kg、Batimastat 40mg/kg)。腫瘍増殖曲線では、いずれの薬剤においても、いずれの腫瘍株においても抑制効果は認められなかった。次に、腫瘍が明かに増殖してからの投与では無効なのか検討する目的で、ヌードマウスの背部にヒト胃癌株3株を移植し、直ちに上記の抗血管新生因子を投与してみた。しかしながら結果はやはり同じで、腫瘍増殖抑制効果はなかった。以上の結果より我々の用いた抗血管新生因子は、少なくとも我々の用いたヒト胃癌株3株には無効であった。現在のところ、腫瘍の産生する血管新生因子を免疫組織学的手法を用いて、VEGF,basic FGF,thymidine phosphorylaseについて検討中である。また投与期間についても2週間では短い可能性があると思われ、さらなる長期投与実験を行っている。抗エストロゲンで、同時に抗VEGF作用をもつ薬剤ICI182,780の投与実験については、免疫組織学的染色の結果を待って行う予定である。まず、3株のうち増殖の一番よいMK3株について、腫瘍の産生する血管新生因子VEGF、basic FGF、thymidine phophorylaseを免疫組織学的手法を用いて検討した。MK3株はthymidinephophorylaseの発現については弱陽性であったが、VEGF、basic FGFについては陽性であった。次にヌードマウスの背部にヒト胃癌株MK3を移植し、推定腫瘍重量が100mgになった時点から、抗血管新生因子thalidomideを200mg/kg、抗エストロゲンで同時に抗VEGF作用をもつをICI182,780を100mg/kg、4週間連日経口投与した。腫瘍増殖曲線では、いずれの薬剤においても抑制効果は認められなかった。免疫組織学的検討ではES633はVEGF、basic FGF、thymidine phophorylaseのいずれも強く発現していたが、ES80ではthymidine phophorylaseは発現を認めたが、VEGFの発現は非常に軽度であり、またbasic FGFは発現が観察されなかった。この2株をヌードマウスの背部に移植しthalidomide、ICI182,780による増殖抑制実験を行ったところ、ES63株においてthalidomideによる抑制効果を認めた。ICI182,780による抑制効果はやはり認めなかった。
2型糖尿病発症における転写因子TFAP2B、KLF7の関与とその分子機構

本研究は当研究チームで発見した新規2型糖尿病疾患感受性遺伝子TFAP2B、KLF7の2型糖尿病発症に関わる分子機構の解明を目的とした。ハムスター由来のインスリン分泌細胞(HIT-T15)を用いてインスリン分泌を検討したところ、TFAP2B,KLF7ともグルコースによるインスリン分泌を著明に抑制した。このTFAP2Bのインスリン分泌抑制効果は一部GLUT2, Kir6.2, HNF4A発現減少を介している事も明らかとなった。さらにTFAP2Bの膵β細胞特異的トランスジェニックマウスを作成し解析を開始しているが現時点では耐糖能異常等の表現形は認められていない。本研究はKLF-7,TFAP2Bの脂肪細胞、あるいは膵ベータ細胞等での作用を明らかにすると共に、その分子機構を解明する事により、新規の糖尿病治療標的としての意義を明確にする事を目的とするものである。本年度はまず膵β細胞におけるTEAP2Bの機能を知る為に、ハムスター膵β細胞由来インスリン分泌細胞であるHIT-T15細胞にTFAP2Bをコードするアデノウィルスベクターを感染させ、TFAP2B過剰発現によるインスリン分泌能の検討を行った。HIT-T15細胞培養上清中に分泌されたインスリン量をELISA法により測定し、グルコース、Tolbutamide、高濃度KCl刺激時のインスリン分泌量をコントロールのLacZ過剰発現細胞と比較した。また、HIT-T15細胞におけるインスリン分泌関連遺伝子の発現量を定量PCR法で、蛋白発現量をウェスタンブロット法により解析した。【成績】1)ヒト膵臓組織およびHIT-T15細胞においてTEAP2BmRNAの発現が認められた。2)TFAP2B過剰発現HIT-T15細胞ではグルコース刺激時(16.7mM)のインスリン分泌が著明に抑制された。Tolbutamide刺激(300μM)によるインスリン分泌も著明に抑制されたが、KCl(30mM)によるインスリン分泌は抑制されなかった。3)インスリンmRNA発現量および細胞内インスリン量はTFAP2B過剰発現細胞とコントロールのlacZ過剰発現細胞との間で差は認められなかった。4)TFAP2B過剰発現HIT-T15細胞ではKir6.2mRNAおよびタンパク質発現量が有意に低下していた。GLUT2およびSUR1発現量には差を認めなかった。以上よりTEAP2Bはグルコースによる膵β細胞からのインスリン分泌を低下させ、2型糖尿病疾患感受性に関与する事が示唆された。さらに本年度は膵β細胞特異的トランスジェニックマウスの作成を行い(外部委託)次年度以降にその解析を行っていく。ハムスター由来インスリン分泌細胞であるHIT-T15細胞においてTFAP2Bはグルコースによる膵β細胞からのインスリン分泌を低下させた。このインスリン分泌低下は、β細胞での主要な糖輸送担体であるGLUT2発現およびインスリン分泌調節に重要なカリウムチャンネルKir6.2の減少を伴っていた。今年度はさらにその機序の解明のために膵β細胞において重要な転写因子であるHNF-4α,HNF-1β,HNF-1α,IPF-1,NeuroD発現に及ぼすTFAP2Bの効果をまず検討した。HIT-T15細胞でTFAP2B発現アデノウィルスを感染させるとHNF4Aの発現減少がmRNA,タンパクレベルのいずれにおいても認められた。従ってTFAP2B作用の増強は一部HNF4A低下を介してGLUT2発現を減少させブドウ糖によるインスリン分泌を低下することで2型糖尿病疾患感受性に関与するものと推察された。さらにin vivoでの検証のために膵β細胞特異的トランスジェニックマウスの作成を行いその基礎的解析を行った(外部委託)。現時点で2系統の陽性F1マウスが得られているが表現系は正常マウスと差を認めず今後高脂肪食負荷などにより長期観察する必要があると考えられた。
価値あるイノベーションにおける組織管理の重要性：企業個票データによる定量分析

本研究は2015年度「第4回全国イノベーション調査」の企業個票データと民間の信用調査会社の財務・企業情報を接合し、過去3年間の研究プロジェクトの中止・継続の決定が、新製品の実現確率・新製品の売上高比率を高めているのか検証している。分析の結果、プロジェクトを中止・継続した企業はそうでない企業と比べ、新製品の実現確率が約7%高く、売上高比率も約2%改善していた。プロジェクトの中止・継続の要因分析では、研究開発集約度および多様な外部知識の活用が正で大きなインパクトを有していた。負債比率は研究プロジェクトの中止・継続にマイナスに作用し、プロジェクト数を減らした小規模なイノベーション活動を行う可能性が確認された。新規性の高い製品・サービスの創出は、企業成長を高めるだけでなく、日本の技術水準の底上げに貢献する。本研究ではイノベーションの成功と研究プロジェクト管理に焦点をあてた。得られた結果から、中途成果物によって投資の継続・中断を判断する方が、新規性の高い製品・サービスの創出を促すことがわかった。また、組織の在り方も重要で、一度はじめたプロジェクトの中止を嫌がる組織では、プロジェクトの開始時点で不確実性の低いプロジェクトのみでポートフォリオを構成するようになることから、新規性の高いプロジェクトが創出されにくくなる。イノベーションは不確実性を伴う活動であるえが、中止を許容できる組織の在り方、プロジェクトを管理するための資金・資源の管理法の重要性が分析結果から示唆される。分析結果はRIETIのディスカッションペーパー検討会で2019年4月に報告をし、コメントを反映して修正を加えている(6月には公刊予定である)。その後、NISTEPのディスカッションペーパーとしても公刊を予定している。本年度は、まず、先行研究のサーベイを行った。イノベーションと組織マネジメントに関して用いられてきた理論的枠組みを調べると共に、その理論がどのようなデータやモデルでテストされているか、データを用いた定量分析を行っている文献も調査した。先行研究で一般的に用いられているCISに対応したデータとして、日本では「全国イノベーション調査」がある。全国イノベーション調査の個票利用申請を文部科学省に提出し使用許可を得た後、本データを特許データと接合した。特許データは、IIPパテントデータベースを用いた。イノベーション調査回答企業のうち、営業利益や従業員数といった基礎的な情報を回答していない企業はデータの信頼性を担保できないものとみなし、本分析の対象からは除外した。その結果、分析対象企業数は3837社となった。これらの企業の特許出願数や共同出願者のタイプを、IIPパテントデータベースの情報をもとにまとめ概観した。分析対象とする企業から出願された特許は、2006年から2009年の3年間で約1万件あり、そのうちの約85パーセントは単独で出願されていた。共同出願されたもののうち、約90%は、他の企業と共同で出願されていた。組織マネジメントの取り組みを特許出願の有無により分類したところ、いくつかの取り組みは、出願の有無により差がみられた。発明報奨制度や研究成果に連動した評価を導入している企業の割合は、特許を出願している企業の方が有意に高かった。一方、異なる事業間でのチーム・会議の実施といった事業間協力関係は、特許出願の有無にかかわらず約半数の企業が導入していた。本年の分析と得られた結果は論文にまとめ、書籍の一章として出版予定である(Springer bookより2017年夏を予定)。当初の計画通りに進捗している。当初の予定からの変更点は、平成29年度に実施予定だった特許データとの接続を、平成28年度に行った。これは信用調査会社からデータを購入する際、対象企業に優先順位をつける必要があったためである(多くのデータと接合できる企業を最優先としたいため)。また、組織マネジメントとイノベーション活動に関する初歩的な分析を行うことができたため、指標の有効性や組織と成果との関係に関するコメントを得る目的から、得られた結果を論文にまとめたことも変更点である。その英文校正費および報告のための海外渡航費ねん出のため、平成30年度申請分の一部を前倒し請求した。平成30年度の減額分は、校正枚数や報告先の変更で対応可能なため、研究目的の達成には大きな問題は生じない。本年度前半は、組織マネジメントとイノベーション成果に関する分析の一部を学術雑誌へ投稿するための大幅修正に時間を費やした。修正版は学術雑誌(Research Policy, Elsevier)に2018年度掲載されることになった。本年度の後半は、NEC、ゼロックス、バイオ医薬品メーカーなど活発なイノベーション活動を実施している企業のマネージャーにヒアリングを行った。その結果は、企業横断型のイノベーションプロジェクト(特に公的研究機関、大学との共同プロジェクト)が大きなイノベーション成果に結びついていることを示唆していた。昨年度の分析に用いた特許データで確認作業をしたところ、共同出願特許の約9パーセントが大学・公的研究機関との共同出願であった。当該特許の件数が少なく安定した分析が難しかったため、イノベーション調査項目の「他組織と共同で行ったイノベーション活動」の情報を用いて、イノベーションの頻度・新プロダクトの売上高などのイノベーション成果との関係をパイロット分析により確認した。分析には最新のイノベーション調査(2015年度)を活用することとし、ヨーロッパのコミュニティーイノベーションサーベイ(CIS)を用いた先行研究に倣い、約3000社のPotential innovator(イノベーションの成果の有無にかかわらず、イノベーション活動に関与した経験を持つ企業)を対象とした。

分析結果から、公的研究機関・大学と共同イノベーションプロジェクトを実施する企業ではイノベーションの実現頻度は低下する一方、新プロダクトの売り上げは大きいことが確認できた。異なる組織間の調整費用の影響があることが推測される結果であった。当初の計画通りに進捗している。研究成果は既に複数の論文として公刊され、また公刊段階にある。また、ヒアリングの結果をうけて、より大きな成果をイノベーションから得ている企業の特徴を把握するための補足データ購入手続きにも入っている。本学が保有する企業データと補完することで、購入データ件数を大幅に絞ることもできたため、研究目的の達成に資金面で大きな問題は生じない。本研究は2015年度「第4回全国イノベーション調査」の企業個票データと民間の信用調査会社の財務・企業情報を接合し、過去3年間の研究プロジェクトの中止・継続の決定が、新製品の実現確率・新製品の売上高比率を高めているのか検証している。分析の結果、プロジェクトを中止・継続した企業はそうでない企業と比べ、新製品の実現確率が約7%高く、売上高比率も約2%改善していた。プロジェクトの中止・継続の要因分析では、研究開発集約度および多様な外部知識の活用が正で大きなインパクトを有していた。負債比率は研究プロジェクトの中止・継続にマイナスに作用し、プロジェクト数を減らした小規模なイノベーション活動を行う可能性が確認された。新規性の高い製品・サービスの創出は、企業成長を高めるだけでなく、日本の技術水準の底上げに貢献する。本研究ではイノベーションの成功と研究プロジェクト管理に焦点をあてた。得られた結果から、中途成果物によって投資の継続・中断を判断する方が、新規性の高い製品・サービスの創出を促すことがわかった。また、組織の在り方も重要で、一度はじめたプロジェクトの中止を嫌がる組織では、プロジェクトの開始時点で不確実性の低いプロジェクトのみでポートフォリオを構成するようになることから、新規性の高いプロジェクトが創出されにくくなる。イノベーションは不確実性を伴う活動であるえが、中止を許容できる組織の在り方、プロジェクトを管理するための資金・資源の管理法の重要性が分析結果から示唆される。分析結果はRIETIのディスカッションペーパー検討会で2019年4月に報告をし、コメントを反映して修正を加えている(6月には公刊予定である)。その後、NISTEPのディスカッションペーパーとしても公刊を予定している。本年度は、昨年度までに作成したイノベーション企業データベースの拡張を行う。組織マネジメントがイノベーションに与える影響やそのプロセスについて、研究者やプロジェクトマネジャーといった研究開発に携わる人材(20名程度)にインタビューを実施する。研究開発組織の年齢構成、性別や国籍の構成についてもヒアリングを行う。特許データの発明者情報に基づき、外部研究リソース(人材)の活用、研究チームの性別、国籍などの構成を調べたうえで組織の多様性を表すデータを作成する。
ウイロイド－ノンコーディング環状ＲＮＡ分子の組換え・欠損変異体と自己複製能

日本産コリウスから検出・同定した国内未報告のCbVd-5の宿主域と病原性を調査するために、レモンバーム、バジル、コリウスを用いて接種試験を行った。5カ月間にわたり感染の有無をノザンブロット法で調査した結果、CbVd-5は、レモンバームとバジルに感染しないことを明らかにした。CbVd-1とCbVd-6ではこれらの植物に感染性を示すことから、CbVd-5は、CbVd-1及びCbVd-6とは宿主域が異なることを明らかにした。DLVdは、ウイロイド分子内にHostuviroid属とPospiviroid属のウイロイド群に特異的な配列を併せ持つ極めて異例なウイロイドであるということ、さらに、ダリア、ジャガイモ、トマト、キュウリそしてタバコを用いた接種試験では、ダリア以外に感染せず、極めて宿主範囲が限定的なウイロイドであることが報告されている。本研究では、国産ダリアから初めてDLVdを単離・同定し、Hostuviroid属の主な宿主であるホップで接種試験を行った。その結果、ホップにおいても感染性を示さず、DLVdの宿主域が極めて限定的であることをさらに特徴づけた。CbVd-1を対象とした種子伝染性調査の過程で、種子伝染率の異なるCbVd-1変異体の比較から、2塩基の変異に注目した。今年度行ったM-foldでの二次構造解析の結果、新たに、それらの2塩基の変異箇所において形成される分子内ループ構造が異なることを明らかにした。ウイロイド分子内ループ構造は、宿主植物内でのウイロイド細胞間移行に関与することが明らかになっている。さらに、ウイロイドの種子伝染には、胚珠への侵入が必要であることを考慮すると、CbVd-1のループ構造の変異がコリウス胚珠への侵入に関与していることが示唆された。すなわち、CbVd-1の種子伝染性を制御している可能性のある分子構造を明らかにした。(抄録なし)(1)ダリアのジャガイモやせいもウイロイド(PSTVd)と欠損変異環状分子ウイロイドの欠損変異はこれまでにいくつか報告があったが、どれも数塩基の欠損変異であり連続した数十塩基の欠損変異の報告はなかった。今回、PSTVd(360nt)が感染するダリアから同時に検出された多数の欠損変異体のうち、306ntと188ntの大きさのPSTVd欠損変異分子の感染性クローンを作出した。これらをPSTVdの宿主となりうるトマトとダリアに接種試験を試みたが、どちらも感染性を確認することはできなかった。よって、これらの欠損変異分子は、自己複製能を持つウイロイドとして存在するのではなく、宿主内においてPSTVdの自己複製時に作出された分子である可能性が示唆された。(2)国内コリウスから検出されたコリウスウイロイド(CbVd)とCbVdの種子伝染能接種試験用の健全コリウス選抜の過程で、日本では未報告のCbVd-6とCbVd-5を検出した。これらのウイロイドは現在中国でのみ報告されており世界で二例目の発見となった。これまでウイロイドの分類は塩基配列をもとに行われていたが、近年、病原性や種子伝染能のような生物学的特徴を明確にすることが必要とされている。そこで、詳しい調査が行われていないCbVd-5、-6の感染性と種子伝染能を調査した。コリウスにおけるCbVd-6の接種試験では感染は確認できなかったが、同じシソ科のバジルでの接種試験では高確率で感染を確認することができた。このことからバジルがCbVd-6の宿主になりうることを世界で初めて明らかにした。また、CbVd-6の種子伝染は確認できなかった(0120株)。この結果は、同種のCbVd-1がほぼ100%で種子伝染するのに対して、CbVd-6の種子伝染能は極めて低い(全くしない)ことを示唆している。CbVd-5に関しての調査は現在進行中である。

ウイロイド分子内ループ構造は、宿主植物内でのウイロイド細胞間移行に関与することが明らかになっている。さらに、ウイロイドの種子伝染には、胚珠への侵入が必要であることを考慮すると、CbVd-1のループ構造の変異がコリウス胚珠への侵入に関与していることが示唆された。すなわち、CbVd-1の種子伝染性を制御している可能性のある分子構造を明らかにした。ダリアPSTVd欠損変異分子の接種試験による自己複製能の評価とCbVd-6の種子伝染率の評価を完了できたことから、おおむね研究実施計画通りに実験を進めることができた。コリウスウイロイドの接種試験用に選抜したコリウスが、ウイロイドに対する抵抗性が強く、接種試験用の宿主として適当ではないと判断したため、再度ウイロイドフリーのコリウスの探索を進行中である。(抄録なし)
電子スピンの電界・磁界操作による量子情報デバイスのデザイン

量子情報デバイスへの応用を念頭におき、半導体量子ドット中の電子スピン制御の基礎研究を多角的に遂行した。1.半導体微細加工で作製される微小なくびれ構造、量子ポイントコンタクト(QPC)、を利用した新しいスピン注入のアイディアを提案した。磁場や磁性体物質は不要である。スピン軌道相互作用が存在する場合のQPCの輸送特性を数値計算によって調べ、電気伝導度の量子化が見られること、透過した電子は電流に垂直な方向にスピン分極すること、InGaAsヘテロ構造において50%以上のスピン分極が得られること、を示した。2.電子スピンのコヒーレンスの維持に有利なシリコン量子ドットに着目し、その電子状態を調べた。電子間相互作用を取り入れた数値計算によって、伝導帯の多谷構造を反映して離散エネルギー準位の縮退が生じること、その結果高スピン状態が容易に実現できること、を明らかにした。3.量子ドット中の電子スピンと核スピンの超微細相互作用を研究し、電流誘起の核スピンのエンタングルメント機構を提案した。電子スピンの反転によって核スピン間の量子相関が徐々に成長すること、その結果、電子スピンの反転率が著しく増大すること、を示した。これは二重量子ドットのスピン・プロッケードにおける漏れ電流の増大として観測可能である。4.量子ドットを埋め込んだAharonov-Bohmリングの電気伝導において、電子格子相互作用による位相緩和機構を明らかにした。有限バイアス下での輸送特性を非平衡グリーン関数法を用いた数値計算によって調べ、ファノ共鳴の非対称ピークが高バイアス下で対称な形状に変化する実験結果の説明に成功した。5.その他、強磁性体金属で作られるQPCの電気伝導特性の数値的研究、量子ドット結合系における量子演算の数値シミュレーション、カーボン・ナノチューブを単分子デバイスに利用する場合の外部電極の影響の考察、等をおこない、多くの知見を得た。量子情報デバイスへの応用を念頭におき、半導体量子ドット中の電子スピン制御のための基礎研究を多角的に進めた。(i)シリコン量子ドットの理論研究を開始した。化合物半導体に比べて、シリコンでは電子スピンの長い位相緩和時間が期待されるため、シリコン量子ドットは量子情報デバイスに有利である。その基本的な性質を明らかにするため、電子間相互作用を数値的に取り入れて電子状態を求めた。伝導帯の多谷構造を反映して、異なるスピン状態が縮退する傾向にあること、磁場によって容易に高スピン状態が実現すること、がわかった。そのスピン状態のデバイスへの応用の可能性を議論した。(ii)量子ドットを埋め込んだABリングの電気伝導測定によって、位相緩和の情報を得ることができる。我々はそのような系で生じる高次の干渉効果、ファノ共鳴、の解析的な式を導出し、その特徴を明らかにした。さらに位相緩和の効果を現象論的に取り入れ、ファノ共鳴への影響を論じた。(iii)量子ドットにおける電子スピン緩和の原因の一つとして、核スピンとの超微細相互作用がある。スピン反転をともなう電流が流れる場合に、超微細相互作用によって核スピンのエンタングルメントが誘起されること、それが電子スピンの緩和を著しく増大させること、を理論的に提案した。(iv)スピン注入の素過程の解明を念頭におき、強磁性体金属で作られるポイントコンタクトの電気伝導特性を数値的に調べた。電子間相互作用を非制限ハートリー・フォック法で取り入れ、原子サイズのポイントコンタクトの伝導度をグリーン関数法で計算する手法を開発した。遷移金属において広いsバンドと狭いdバンドがフェルミ準位で共存する効果を考察し、バンド間散乱が電気伝導度を抑制する機構を明らかにした。

(i)量子ドット中の電子スピンと核スピンとの超微細相互作用を理論的に研究し、「電流誘起の核スピンのエンタングルメント機構」を提案した。電子スピンの反転によって核スピンの間の量子相関が徐々に成長すること、その結果、電子スピンの反転率が著しく増大すること、を示した。これはスピン・ブロッケード領域における漏れ電流の増大として観測可能である。(ii)電子スピンのコヒーレンスの維持に有利なシリコン量子ドットに着目し、その電子状態、スピン状態を調べた。シリコン量子ドットの結合系において電子スピン間の交換相互作用の大きさを評価し、この系の量子演算素子への応用の可能性を議論した。(iii)量子ドットを埋め込んだABリングの電気伝導特性におけるファノ共鳴現象を理論的に明らかにした。電子格子相互作用による位相緩和の影響を考察した。(iv)量子ドット中の電子スピン状態へのトンネル結合の影響を調べ、スピン状態の安定性を議論した。量子ドットとリードとのトンネル結合が強くなると、フント則による高スピン状態が不安定化し、低スピン状態に転移することを指摘した。(v)スピン注入の素過程の解明を念頭におき、強磁性体金属で作られるポイントコンタクトの電気伝導特性を調べた。広いsバンドと狭いdバンド間の散乱、および狭いバンド内の強いクーロン斥力を取り入れて電気伝導度を計算し、その量子化条件について議論した。(vi)カーボン・ナノチューブを単分子デバイスに利用する状況を想定し、ナノチューブ中の電子状態への外部電極の影響を明らかにした。量子情報デバイスへの応用を念頭におき、半導体量子ドット中の電子スピン制御のための基礎研究を進めた。(i)電子スピンのコヒーレンスの維持に有利なシリコン量子ドットに着目し、その電子状態を調べている。今年度は、経験的tight-binding modelを採用し、シリコンの結晶構造を取り入れた微視的な電子状態の計算をおこなった。通常作製される量子ドットの場合、伝導帯の多谷構造を反映して離散準位の縮退が残ること、その結果高スピン状態が容易に実現できること、昨年度までの有効質量近似による考察が正当化されること、がわかった。(ii)シリコン量子ドットを複数結合した系の電子状態を調べた。電子スピン間の反強磁性結合の大きさを評価して、量子ドット中の電子スピンを量子ビットに用いた量子演算素子作製の可能性と問題点を明らかにした。(iii)量子ドットにおける電子の位相緩和の解明には、量子ドットを埋め込んだAharonov-Bohmリングの電気伝導測定が有力である。この系の位相緩和の原因の一つとして電子格子相互作用に着目し、有限バイアス下での非平衡輸送特性への影響を調べた。LOおよびLAフォノンとの結合が、共鳴トンネルやファノ共鳴にどのように反映するかを明らかにした。(iv)量子ドット中に複数の準位がある場合の電子スピン状態と輸送現象の研究をおこなった。
極短パルス光を用いた界面低振動領域分光法の開発とその応用

本研究は極短パルス光等を用いて、界面でおこる分子の集団挙動を、主に低振動数領域で測定することを目的とする。今回、まず、界面領域での分子の集団運動が決定的に重要になる、油水界面における非線形発振現象について、安定な実験系の開発と分子集団挙動の観測を行った。その結果、界面での非線形発振には分子の集団的な吸着が重要であることと、発生した電位の緩和には界面をまたぐイオンの移動が重要であることを明らかにした。また生体膜における酵素反応などの系も研究し、界面における酵素の加水分解反応と共存するカルシウムの寄与について新しい知見をうることに成功した。次にこのような界面での超高速現象を追跡するため、短パルスレーザーを用いて界面の割合の多い、ナノ閉鎖空間における分子ダイナミクスの研究を行った。具体的にはAOT逆ミセル中(電荷界面)での色素分子の超高速挙動と、それに伴う、逆ミセル分子集合体での運動、及び、ホストーゲスト化学における基本的なホスト分子(シクロデキストリン)中での超高速分子ダイナミクスの計測と特徴的な2量化反応などの追跡を行い、それぞれ新しい知見を得た。これらの界面・ナノ空間での分子集団の挙動の追跡と平行しつつ、極短パルスによる低振動スペクトルの取得にむけて装置開発を行った。その結果、まずガリウム砒素の固体表面を用いて、本装置の基本原理である分子集団の振動モードのコヒーレントな励起とそれに伴う非線形感受率の変化をSHGの強度変調として捉えることに成功した。この原理を液体表面、界面に適用するため、さらに過渡格子配置を導入することで、SHG信号のバックグラウンドフリー化を図ったのち、空気・水界面に浮かべたクマリン色素からの信号を取得することに成功した。本研究では極短パルス光のもつエネルギー幅を用いることで、液体界面の低波数振動(0-1000cm^<-1>)スペクトルを測定可能な計測手法を開発することが目的である。特に本手法では、本手法では時間分解第二高調波発生(SHG)法と組み合わせることで、非線形感受率x^<(2)>の変化を検出し、コヒーレント振動による周期的な変化(ビート信号)をフーリエ変換することで低波数振動スペクトルを界面選択的に測定する界面選択性を持っていることが特徴である。初年度にあたる今年度は装置の開発・問題点の把握・改良に取り組んだ。まず、通常の時間分解SHG法の工学配置で装置を組み、性能評価を目的として石英、金薄膜などの固/気界面およびクマリン314をはじめとするいくつかの色素水溶液の気/液界面を試料として用いた。まず、通常の時間分解SHG測定と同様の光学配置で測定を行ったところ、コヒーレント振動によるχ^<(2)>の変化はχ^<(2)>の絶対値に比べて小さく(=S/B比が低く)、特に空気/色素水溶液界面ではx^<(2)>の変化を検出することが困難であった。そこで、この困難を克服するため、過渡格子光学配置での測定を試みた。過渡格子配置では励起光を2つに分けて交差入射し、試料を干渉縞状に励起する。その結果、コヒーレント振動によるχ^<(2)>の変化は周期的な空間分布をもち、通常のSH光(k_<SH>=k_<probe>+k_<probe>)とビート信号(k_<signal>=-k_<pump>+k_<pump>+k_<probe>+k_<probe>)を空間的に分離することができる。過渡格子配置による測定を行った結果、S/B比の大幅な改善がみられ、気/液界面においてもχ^<(2)>の過渡変化を検出することができた。この改良によって、界面低振動数スペクトルが検出できるめどがたった。

本研究は極短パルス光等を用いて、界面でおこる分子の集団挙動を、主に低振動数領域で測定することを目的とする。今回、まず、界面領域での分子の集団運動が決定的に重要になる、油水界面における非線形発振現象について、安定な実験系の開発と分子集団挙動の観測を行った。その結果、界面での非線形発振には分子の集団的な吸着が重要であることと、発生した電位の緩和には界面をまたぐイオンの移動が重要であることを明らかにした。また生体膜における酵素反応などの系も研究し、界面における酵素の加水分解反応と共存するカルシウムの寄与について新しい知見をうることに成功した。次にこのような界面での超高速現象を追跡するため、短パルスレーザーを用いて界面の割合の多い、ナノ閉鎖空間における分子ダイナミクスの研究を行った。具体的にはAOT逆ミセル中(電荷界面)での色素分子の超高速挙動と、それに伴う、逆ミセル分子集合体での運動、及び、ホスト-ゲスト化学における基本的なホスト分子(シクロデキストリン)中での超高速分子ダイナミクスの計測と特徴的な2量化反応などの追跡を行い、それぞれ新しい知見を得た。これらの界面・ナノ空間での分子集団の挙動の追跡と平行しつつ、極短パルスによる低振動スペクトルの取得にむけて装置開発を行った。その結果、まずガリウム砒素の固体表面を用いて、本装置の基本原理である分子集団の振動モードのコヒーレントな励起とそれに伴う非線形感受率の変化をSHGの強度変調として捉えることに成功した。この原理を液体表面、界面に適用するため、さらに過渡格子配置を導入することで、SHG信号のバックグラウンドフリー化を図ったのち、空気・水界面に浮かべたクマリン色素からの信号を取得することに成功した。
配位制御を鍵とした鉄触媒クロスカップリング反応の開発

鉄触媒クロスカップリング反応は,当該分野に於いて注目を集めているものの精密制御が難しくその開発が遅れている.これに対し我々は,配位制御の概念のもと,フッ化鉄-NHCカルベン触媒によるビアリールカップリング反応と塩化鉄-TMEDA触媒によるアリールーアルキルカップリング反応の開発に成功した.本研究課題では,まず,両触媒系の反応機構解析を行い,各々,2価のアリール鉄を活性種とした2価-3価あるいは2価-4価の触媒サイクルを経由して反応が進行していることを明らかとした.この知見を基に塩化鉄-フェニレンジホスフィン錯体を合成し,鈴木-宮浦カップリング反応の開発に成功した.鉄触媒クロスカップリング反応は,当該分野に於いて注目を集めているものの精密制御が難しくその開発が遅れている.これに対し我々は,配位制御の概念のもと,フッ化鉄-NHCカルベン触媒によるビアリールカップリング反応と塩化鉄-TMEDA触媒によるアリールーアルキルカップリング反応の開発に成功した.本研究課題では,まず,両触媒系の反応機構解析を行い,各々,2価のアリール鉄を活性種とした2価-3価あるいは2価-4価の触媒サイクルを経由して反応が進行していることを明らかとした.この知見を基に塩化鉄-フェニレンジホスフィン錯体を合成し,鈴木-宮浦カップリング反応の開発に成功した.鉄を触媒としたクロスカップリング反応は,当該分野に於いて注目を集めている研究課題である.これまで,ハロゲン化アルケニルとアルキルグリニャール試薬との反応やハロゲン化アルキルとアリールグリニャール試薬との反応が多数報告されているが,その多くは溶媒効果や化学量論量以上の添加剤の効果に頼っており,触媒量の配位子により精密制御した例はほとんどない.これに対し申請者は,配位制御の概念のもと,フッ化鉄-NHCカルベン触媒によるビアリールカップリング反応と塩化鉄-TMEDA触媒によるアリールーアルキルカップリング反応の開発に成功した.今年度は,両触媒系の高効率化と汎用性の確立を目指して,錯体化学,計算化学,および分光化学的手法を用いた反応機構解析を行った.その結果,各々,2価のアリール鉄を活性種とした2価-3価あるいは2価-4価の触媒サイクルを経由して反応が進行していることが明らかとなった.前者は,ラジカル経由で酸化的付加が進行しており,sp3炭素-ハロゲン結合を選択的に切断する事が可能である.一方,後者は,通常の金属が炭素-ハロゲン結合に挿入する一般的な酸化的付加を経由しており,sp2炭素-ハロゲン結合を優先的に切断する.一連の反応機構解析を通じて得られた知見を基に塩化鉄-フェニレンジホスフィン錯体を合成し,これを用いた鉄触媒根岸カップリングおよび鈴木-宮浦カップリング反応の開発に成功した.更に,鉄触媒根岸カップリングを用いてパーフルオロアリール基をメソゲンとして有する液晶分子の短段階合成に成功した.鉄を触媒としたクロスカップリング反応は,当該分野に於いて注目を集めている研究課題である.これまで,ハロゲン化アルケニルとアルキルグリニャール試薬との反応やハロゲン化アルキルとアリールグリニャール試薬との反応が多数報告されているが,その多くは溶媒効果や化学量論量以上の添加剤の効果に頼っており,触媒量の配位子により精密制御した例はほとんどない.これに対し申請者は,配位制御の概念のもと,フッ化鉄-NHCカルベン触媒によるビアリールカップリング反応と塩化鉄-TMEDA触媒によるアリールーアルキルカップリング反応の開発に成功した.昨年度は,両触媒系に対し,錯体化学,計算化学,および分光化学的手法を用いた反応機構解析を行った結果,各々,2価のアリール鉄を活性種とした触媒サイクルを経由して反応が進行していることが明らかとした.今年度は,一連の知見を基に塩化鉄-フェニレンジホスフィン錯体を合成し,これを用いた鈴木-宮浦カップリング反応の開発に成功した.また,鉄族金属フッ化物-NHCカルベン触媒の検討を行う中で,新たな形式のカップリング反応を見出した.即ち,ニッケル-SIPr触媒によるアリールアルキルスルフィドとアリールグリニャール試薬とのオレフィン生成を伴うカップリング反応である.本反応においては,ニッケル(0)に対しアリールアルキルスルフィド(ArSR)が酸化的付加して生成するアリールニッケル(II)アルキルチオラート(ArNiSR)から,アリールグリニャール試薬との金属交換反応が進行せずに,還元的にβ水素脱離が優先することが鍵となっている.
クロト蛋白の腎保護効果についての検討

色々な側面からクロト蛋白の腎保護効果を検討した。アドリアマイシン腎症では、クロト蛋白はWntシグナルを阻害することで腎内アンジオテンシン、血圧、蛋白尿を低下させた。またクロト蛋白はIGF受容体を阻害しSODを誘導することで酸化ストレスを軽減させた。更にクロト蛋白はTGFβのシグナルも阻害して上皮間質遷移や線維化を抑制した。腎硬化症では、クロト蛋白は腎内アンジオテンシンと血圧を低下させ、髄質の線維化を抑制した。更に生理学的見地から、クロト蛋白が副甲状腺ホルモン受容体と相互作用を来し、そのシグナル伝達を阻害することでビタミンDの活性化を抑制することを示した。平成25年度の研究目的は以下の3点であった。第一に、クロト蛋白がWNTのシグナルを介して糸球体病変に抑制的に働いたという仮説を検証する。第二に、間質病変については上皮間葉転移(EMT)におけるWNTの関与を検討する。第三に、線維化については、TGFβとクロト蛋白の関係に重点を置き研究する。まず、アドリアマイシン腎症ではwnt1の発現が糸球体で亢進していた。クロト蛋白の投与が腎症に伴う蛋白尿を抑制することが示された。更にGSKβ阻害薬でWNTの経路を亢進させるとクロト投与に関わらず尿蛋白は低下せず、アドリアマイシン腎症の糸球体病変形成にWNTを介する機序があることが示唆された。間質病変についてはEMTにおけるWNTの関与を検討した。アドリアマイシン腎症ではTwistなどのEMTのマーカーは増加しており、これらはクロトの投与で減少し、GSKβ阻害薬とクロトの同時投与ではTwistの低下が完全ではないが阻止され、間質病変形成にもWNTの関与が示唆された。線維化についても同様に、アドリアマイシン投与でTGFやcollagen Iなどの線維化のマーカーは増加したが、これらはクロトの投与で減少した。また、GSKβ阻害薬とクロトの同時投与ではTGFβの発現を軽度低下させるに留まったが、collagen Iの増加が著明に抑止され、WNTを介さないクロトとTGFβの直接作用が示唆された。以上の結果から、クロトはアドリアマイシン腎症に対してWNTとTGFβの抑制を介して糸球体病変、線維化を含んだ間質病変ともに改善効果があると考えられた。更に、クロト蛋白とPTH受容体の結合実験では、クロトがPTH受容体と結合することを示した。また、クロト存在下ではPTHによるcAMP等のセカンドメッセンジャーの産生が抑制された。クロトがPTH受容体との相互作用を介しビタミンDの活性化を調節する事を示唆した。平成26年度は、腎硬化症に対する分泌型クロト蛋白の影響を検討することを目標とした。悪性高血圧のモデルであるSHR-SPラットの片腎摘+加塩食を用いて、対照液を投与する群、クロト蛋白を投与する群(30μg/kg/day)を比較検討を行った。クロト蛋白投与により、両群間で糸球体濾過率に変化は認められなかった。尿蛋白も対照群ですでに低値で有意な変化は認められなかった。しかし、遺伝子解析では、クロトが対照群で見られた糸球体でのTRPC6発現の亢進に抑制的に働くことが示唆された。上皮間葉転移については、TwistやαSMAなどを用いて検討したが、蛋白尿が少ないこともあり、対照群でもあまり亢進しておらず2群間でも有意差を認めなかった。腎線維化については、TGFβは両群で同程度に発現していたが、特に傍髄質部位での線維化の抑制がクロト群で認められ、クロトの直接的な抗線維化作用が示唆された。27年度は糖尿病性腎症に対する分泌型クロト蛋白補充の効果を検討することを目標とした。糖尿病性腎症のモデルであるdb/dbマウスを用いて、クロト蛋白を投与する群(30μg/kg/day)と対照群を比較検討した。両群間で糸球体濾過率に有意な変化は認めなかったが、クロト蛋白投与により尿中アルブミンと腎重量が低下していた。また、腎内アンジオテンシンII濃度とアンギオテンシノーゲン発現が、クロト投与で有意に低下した。病理検索(HE染色)では両群の糸球体に有意な差異は認められなかったが、クロト投与で線維化の抑制(MT染色)を認めた。遺伝子解析では、クロト投与群でAktのリン酸化とTGFβやHIF、mTOR活性化の抑制が認められた。これらの結果は、クロト蛋白補充が糖尿病性腎症の線維化や腎肥大に抑制的に働き、腎保護効果を示すことが示唆された。本学だけでなく、慶應義塾大学、埼玉医科大学、北里大学、香川大学など多くの先生方のご協力を頂き、研究をおこなっております。ありがとうございます。免疫染色の部分が若干遅れている他は、比較的順調に進んでいます。28年度は、遅れていた染色実験を行い、計画していた全ての結果も出揃ったので、国際学会(ヨーロッパ腎臓学会学術集会)での発表と論文作成中心にを行った。アドリアマイシン腎症では尿蛋白が増加していたが、糸球体のネフリンが低下しTRPC6が増加していた。クロト蛋白の投与はネフリンの低下とTRPC6の増加を共に抑制し、尿蛋白も低下させた。

TRPC6からのカルシウム流入の増加がネフリン発現の低下につながるので、クロト蛋白はTRPC6の発現を抑制することでネフリンの発現を維持し尿蛋白の漏出を阻止していることが示唆させた。しかし、アドリアマイシン腎症では、WNTの下流に当たるβカテニンを薬理学的に直接増加させると、クロト蛋白の存在下でもネフリンは低下したままだった。このことはクロト蛋白のTRPC6に対する作用はWNTに依存しないことを示唆した。一方、IGF受容体からのシグナルはTRPC6発現を増加させる。クロト蛋白にはIGF受容体に拮抗する作用も知られている。更に、IGF受容体刺激はSOD発現を低下させる。今回の一連の研究でアドリアマイシン腎症において、クロト蛋白補充が腎臓のSOD発現を増加させることが判明した。よって、アドリアマイシン腎症におけるクロト蛋白のネフリン保護は、そのIGF受容体に対する効果によるものと考えられた。前年度までに得られたデータと今年度に新たに得られたデータを基にして論文を作成しNephrology Dialysis Transplantationに投稿し受諾いただきました。色々な側面からクロト蛋白の腎保護効果を検討した。アドリアマイシン腎症では、クロト蛋白はWntシグナルを阻害することで腎内アンジオテンシン、血圧、蛋白尿を低下させた。またクロト蛋白はIGF受容体を阻害しSODを誘導することで酸化ストレスを軽減させた。更にクロト蛋白はTGFβのシグナルも阻害して上皮間質遷移や線維化を抑制した。腎硬化症では、クロト蛋白は腎内アンジオテンシンと血圧を低下させ、髄質の線維化を抑制した。更に生理学的見地から、クロト蛋白が副甲状腺ホルモン受容体と相互作用を来し、そのシグナル伝達を阻害することでビタミンDの活性化を抑制することを示した。おかげさまで多くの先生方が研究に協力してくださり、本学だけでなく埼玉医科大学、慶應義塾大学、北里大学、香川大学などと協力して研究を進めることができた。研究計画に沿って推進する腎臓病学研究計画に沿って推進する昨年に研究機関の移動を行った。埼玉医科大学の客員教員としても研究を続けたので、今のところ大きな遅滞なく研究は進んでいる。今後も埼玉医科大学の研究協力者である先生方と引き続き協力していく。前述の通り、研究者の多忙(主に臨床業務)のため、若干計画が遅れております。また、休みが取れず学会での発表も遅れております。申し訳ありません。アメリカ腎臓学会での発表を予定していたが、休みが取れず不参加。そのため計上していた旅費が差額として残りました。今年度に繰り越し、研究の遂行と学会での発表を行う。研究計画に沿って推進する。慶応義塾大学の訪問教授に就任したので勤務地に近傍の同大学で研究を実施することが出来るようになった。栃木の本校の研究施設だけでなく、埼玉医科大学を含めて適材適所で研究を進める。次年度以降に使用予定輸入品の購入価格の変動のため消耗品に物品費として使用する。
結晶場を活用した新しいタイプの重合反応の開拓

1)2,6-ヒドロキシナフタレンの塩化鉄による酸化カップリング重合が無溶媒で効率よく進行し、ポリ(2,6-ヒドロキシ-L5-ナフチレン)が得られることを見出した。このとき、各種アミン、特にベンジルアミンと2,6-ヒドロキシナフタレンの共結晶をあらかじめ調整し、それを重合させると重合の促進と高分子量体(1万)の生成が認められた。2)dl-1,3-ビス(ヒドロキシフェニルメチル)ベンゼンの結晶に酸触媒を加え、メノウ乳鉢ですり合せた後に無溶媒下で加熱した結果、融点以下の温度で白色総末状態を保ったまま脱水重縮合が進行し、対応するポリエーテル(分子量数万)が得られることを見出した。メソ体は、ラセミ体に比べて低い温度で重合するものの、生成するポリマーの分子量は数千と小さく、ジアステレオマー間で重合挙動に大きな差が見られた。各種のアレンジメタノール誘導体も同様の重合を行い、モノマーの構造によっては酸触媒無しで重合が進行した。3)天然の各種単糖や二糖について、触媒量のりん酸を加え融点以下の温度(80-120°C)で加熱すると、粉末状態を保ったまま脱水重縮合が進行し、樹状多分岐糖鎖高分子(転化率、Mw=140019000)が得られることを見出した。さらに、フッ化糖については、触媒なしで加熱(110-160°C)のみによって固相で重合することが判明した(転化率=4095%、Mw=140020000)。4)各種シランジオール、シロキサンジオールに酸触媒や塩基触蝶を無溶媒で作用させると、環状オリゴシロキサンや鎖状のポリシロキサンが得られることを見出した。興味深いことに、単独重合ではオリゴマーしか生成しないシランジオールが、共重合させると分子量数万のポリシロキサンを生成することが判った。また、ジシロキサンジオールからは最大で重量平均分子量50万程度の高分子量ポリシロキサンが生成した。1)dl-1,3-ビス(ヒドロキシフェニルメチル)ベンゼンの結晶(融点161°C)に酸触媒である(1S)-10-カンファースルホン酸の粉末を触媒量(5mol%)加え、めのう乳鉢ですり合せた後に無溶媒下で加熱した結果、融点以下の温度(100°C-110°C)で粉末状態を保ったまま脱水重縮合が進行し、対応するポリエーテル(分子量13300-39300)が得られることを見い出した。この時、反応前後で白色粉末状の外観に変化はみられないが、レーザー顕微鏡や電子顕微鏡を用いて、反応前後における粒子の微視的観察を行った結果、粒子を構成している繊維状微結晶レベルでは溶融していることが明らかになった。2)meso-1,3-ビス(ヒドロキシフェニルメチル)ベンゼン(融点99°C)の無溶媒重合を行い、1)で行ったラセミ体の重合結果と比較検討を行った結果、メソ体はラセミ体に比べて、低い温度(65°C)で重合するものの、生成するポリマーの分子量は2300-5600と小さ<、ジアステレオマー間で重合挙動に大きな差が見られた。さらに、メソ体にわずか1.5%ラセミ体が混入するだけで、重合開始温度が太きく下がる(19°C)ことを見出した。