hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デキストラン複合磁性体によるINTRACELLULAR HYPERTHERMIA

Intracellular Hyperthermia(細胞内加温法)は,温熱療法のより積極的な治療法の一つで,癌細胞の貧食作用を利用し細胞内に磁場励起性のある微小物質を摂取させ,癌細胞内部よりの発熱を誘導する方法である。過去に微小励起物質として,ステンレス・酸化鉄・非鉄金属酸化物などを用いてきたが,いずれの磁性体もコロイド安定性が悪く生体内で凝集し,分布も不均一で治療効果も不十分であった。これらの欠点を改善すべく,今回新たに生体親和性多糖Dextranと超微粒子酸化鉄の複合体であるDextran Magnetite(DM)を作成し,実験を試みた。DMの粒子径は,5ー15nmで保磁力は30eである。周波数500kHz帯の誘導加温装置にて良く加温され,他の磁性体に比較しても良好な温度上昇が認められた。生体内においても,コロイド安定性に優れ,低毒性でかつ代謝性も良好である。ラット腹水型腫瘍細胞AH60c,マウス腹水型腫瘍細胞MethーA,細網肉腫細胞,ヒト食道癌由来培養細胞SGFー8ーa及びウサギ腫瘍固形細胞VXー2を用い,各種腫瘍細胞での貧食を検討したところ,いずれの細胞においても貧食を認めた。ラット腹水型腫瘍細胞AH60c・マウス腹水検腫瘍細胞MethーAを用いてDMを腹腔内に投与し,誘導加温後生存日数を比較検討したところ,対照群に比し2回加温群において生存日数が延長した。DMは腹腔内でも全く凝集せず,腹水中に均等に分布していた。ウサギ固形腫瘍細胞VXー2を用いて皮下腫瘍を作製し,DMの腫瘍内投与による加温実験では腫瘍の縮小・消失が認められた。このようにDMは温熱療法剤として有用と考えられる。これらの結果については第5,6回DDS学会,第48,49回日本癌学会,第6,7回日本ハイパ-サ-ミア学会,第28回日本癌治療学会において報告した。今後さらに臨床応用すべく肝転移モデル,管腔臓器モデルを作製し,温熱療法による治療を試みている。さらには抗癌剤,各種抗体を結合させたDMによるミサイル療法の可能性も追求したい。Intracellular Hyperthermia(細胞内加温法)は、温熱療法のより積極的な治療法のひとつで、癌細胞の貧食作用を利用し細胞内に磁場励起性のある微小物質を摂取させ、癌細胞内部よりの発熱を誘導する方法である。過去に用いられてきた微小励起物質は、ステンレス・酸化鉄・非鉄金属酸化物等であるが、いずれもコロイド安定性が悪く生体内で凝集し、分布も不均一で治療効果も不十分であった。今回新たに、生体親和性多糖DextranとUltrafine-Magnetiteとの超微粒子複合体であるDextran Magnetite(DDM)を作製し、他の微小励起物質と比較検討したDDMの粒子径は5-15nmで保磁力は30eである。周波数500KHz帯の誘導加温実験では加温効率が極めて高く、他の磁性体と比較しても良好な温度上昇が認められた。温度上昇率とDDMの分子量とは負の相関が、酸化鉄部分の平均粒子径・磁化率及び酸化鉄濃度とは正の相関が認められた。

また生体内でのコロイド安定性に優れ、低毒性でかつ代謝性も良好である。ラット腹水型腫瘍細胞AH60c及びマウス腹水型腫瘍細胞Meth-Aを用い、DDMを腹腔内に投与し周波数500KHz帯で加温後生存日数を比較したところ、対照群に比し、生存日数が延長した。DDMは腹腔内においても全く擬集せず、腹水中に均等に分布していた。AH60C細胞を採取し、経時的に観察すると、DDM投与24時間以後に腫瘍細胞内に摂取される像が認められた。また家兎のVX2腫瘍(皮下固形腫瘍)でも同様の実験をしたところ腫瘍の縮小・消失が認められた。このようにDDMは温熱療法剤として有用と考えられる。今後臨床応用を目指し、検討を加えて行く予定である。なおこれらの結果については、第5回DDS学会総会、第48回日本癌学会総会、第6回ハイパ-サ-ミア学会において報告した。Intracellular Hyperthermia(細胞内加温法)は,温熱療法のより積極的な治療法の一つで,癌細胞の貪食作用を利用し細胞内に磁場励起性のある微小物質を摂取させ,癌細胞内部よりの発熱を誘導する方法である.過去に微小励起物質として用いてきたステンレス・酸化鉄・非鉄金・属酸化物などでは,コロイド安定性が悪く生体内で凝集し,治療効果も不十分であった.これらの欠点を改善すべく,生体親和性多糖Dextranと超微粒子酸化鉄の複合体であるDextran Magnetite(DM)を作製し,実験を試みた.前年度まで周波数500kHz帯の誘導加温装置における物理化学的特性について検討してきたが,過去の他の磁性体に比較しても良好な温度上昇が認められた.生体内においても,コロイド安定性に優れ,低毒性でかつ代謝性も良好である.ラット腹水型腫瘍細胞AH60c,マウス腹水型腫瘍細胞MethーA,細網肉腫細胞,ヒト食道癌由来培養細胞SGFー8ーa及びウサギ固形腫瘍細胞VXー2を用い,各種腫瘍細胞での貪食を検討したところ,いずれの細胞においても貪食を認めた.特に24時間以降によく貪食された.ラット腹水型腫瘍細胞AH60c・マウス腹水型腫瘍細胞MethーAを用いてDMを腹腔内に投与し,誘導加温後生存日数を比較検討したところ,対照群に比し2回加温群において生存日数が延長した.DMは動物の腹腔内でも全く凝集せず,腹水中に均等に分布していた.ウサギ固形腫瘍細胞VXー2を用いて皮下腫瘍を作製し,DMの腫瘍内投与による加温実験ではVXー2腫瘍の縮小・消失が認められた.特に2回加温群において10例中2例に腫瘍消失を,2例に腫瘍縮小を認めた.このようにDMは温熱療法剤として有用と考えられる.これらの結果については第6回DDS学会,第49回日本癌学会,第7回日本ハイパ-サ-ミア学会,第28回日本癌治療学会において報告した.今後さらに臨床応用すべく肝転移モデル,管腔臓器モデルを作製し,温熱療法による治療を試みている.
往復流対応型マイクロタービンによる低負荷型呼吸量センシング法に関する研究

任意往復気流による新しい呼吸量センシング法の実証試験マイクロサボニウスタービンを用いた流量計に実際に呼吸を模擬した種々の任意往復気流を発生させ,その際のタービンの挙動(回転速度,角速度)を測定した.そして,前年度の研究で得られたデータより求められる特性曲線と照合することにより流量を算出し,実際の呼吸量との比較を行った.その結果,算出した流量と実際の流量はある程度一致したが,ヒステリシスの影響により,あまり高い精度での一致とはならなかった.タービン幾何形状の最適化に関する実験精度の高い呼吸量計測を行うためには上記ヒステリシスを除去する必要がある.そこで,マイクロサボニウスタービンのヒステリシス特性に及ぼすタービンの幾何形状の影響を調べるため,種々の幾何形状を有するタービンを製作し,上記1と同様の実験を行った.その結果,タービン直径が小さく,翼枚数が少ないほどヒステリシスの程度が小さいことがわかったが,その場合には起動特性がやや悪くなることもわかった.ダリウスタービンによる呼吸量センシング法に関する実験サボニウスタービンと同様に,垂直軸風車として利用されているダリウスタービンを用いた呼吸量センシングに関する実験を行った.その結果,タービンは往復流によって起動し,さらに呼吸パターンが周期的な場合,タービンの安定状態の回転数を測定することにより,呼吸の周期および最大流量が求められることがわかった.しかし,サボニウスタービンに比べて起動性が低いこともわかった.タービン前後の差圧およびタービンの騒音に関する実験被測定者(患者)の呼吸運動に及ぼすタービン幾何形状の影響およびタービン流量計から発生する騒音を調査した.具体的には,微差圧計によるタービン流量計前後の差圧測定および音響解析装置による騒音測定を行い,差圧,騒音ともに患者に負担になるほどの大きなものではないことがわかった.目的マイクロサボニウスタービンを利用した非定常性の強い往復流の高精度流量測定法を確立するとともに,この測定法による呼吸量測定用タービン流量計の開発を行った.特に今年度は,研究の第一段階として周期的往復流におけるタービンの挙動を実験的に調査した.実験装置および方法実験装置は,往復気流発生装置およびタービン試験装置で構成される.実験に際しては,パルスモータによりボールネジを駆動し,ピストンを往復運動させることにより往復気流が発生する.そして,タービン試験装置内に設置されたマイクロタービンの回転数を,タービンの側面に反射テープを貼り付け,可視光反射式により測定した.供試マイクロタービンはアルミニウム製で,半円筒(半径4.5mm)のバケットと端板(直径16.7mmの円板)で構成される.本研究では,タービンの挙動に及ぼすバケット枚数zの影響を調べるため,z=2,3,4について実験を行った.またタービン前後にノズルを設置し,その影響を調べた.呼吸を模擬した流量パターンとしては,最大流量Qおよび周期Tの三角波状の速度変化を有する流量パターンを採用し,100【less than or equal】Q【less than or equal】800[ml/s],1.5【less thanor equal】T【less than or equal】6.0[s]の範囲で実験を行った.実験結果(1)バケット枚数の影響いずれのバケット枚数zでも短時間で起動したが,安定状態における回転数Nについてはz=3が最も高く,続いてz=2,4となった.また,流量Qが大きい範囲ではNがQに対して線形的に増加した.しかし,Qが小さな範囲では,線形的な変化は見られなかった.(2)ノズルの影響ノズルを用いたほうがタービンがより早く起動するとともに,安定状態での回転数Nも高いことがわかった.任意往復気流による新しい呼吸量センシング法の実証試験マイクロサボニウスタービンを用いた流量計に実際に呼吸を模擬した種々の任意往復気流を発生させ,その際のタービンの挙動(回転速度,角速度)を測定した.そして,前年度の研究で得られたデータより求められる特性曲線と照合することにより流量を算出し,実際の呼吸量との比較を行った.その結果,算出した流量と実際の流量はある程度一致したが,ヒステリシスの影響により,あまり高い精度での一致とはならなかった.タービン幾何形状の最適化に関する実験精度の高い呼吸量計測を行うためには上記ヒステリシスを除去する必要がある.そこで,マイクロサボニウスタービンのヒステリシス特性に及ぼすタービンの幾何形状の影響を調べるため,種々の幾何形状を有するタービンを製作し,上記1と同様の実験を行った.その結果,タービン直径が小さく,翼枚数が少ないほどヒステリシスの程度が小さいことがわかったが,その場合には起動特性がやや悪くなることもわかった.ダリウスタービンによる呼吸量センシング法に関する実験サボニウスタービンと同様に,垂直軸風車として利用されているダリウスタービンを用いた呼吸量センシングに関する実験を行った.その結果,タービンは往復流によって起動し,さらに呼吸パターンが周期的な場合,タービンの安定状態の回転数を測定することにより,呼吸の周期および最大流量が求められることがわかった.しかし,サボニウスタービンに比べて起動性が低いこともわかった.タービン前後の差圧およびタービンの騒音に関する実験被測定者(患者)の呼吸運動に及ぼすタービン幾何形状の影響およびタービン流量計から発生する騒音を調査した.具体的には,微差圧計によるタービン流量計前後の差圧測定および音響解析装置による騒音測定を行い,差圧,騒音ともに患者に負担になるほどの大きなものではないことがわかった.
湖沼周辺土壌環境における土壌微生物による水質改善能の評価に関する研究

本年度は前年度の基礎的な研究成果を踏まえ、琵琶湖周辺から採取した砂質土壌を充填した土壌カラム中での窒素の変換特性を中心に検討を試みた。実験は、上段で土壌表層の不飽和浸透流を、下段で地下水面を想定しての飽和浸透流を設定した土壌カラム(各土層:30cm)を用いて行った。カラムには、雄琴川河口付近より採取後2mmのふるいを通過させた砂質土壌を充填した。このカラムを3系列(カラム13)作成し、恒温室に設定した。これらの各系列に、12時間滴下-12時間停止のサイクルで人工汚水を散水した。カラム1には、上段カラムの上端より、TOC10mg/l,【NH(^+_4)】N20mg/l,【PO(^(3-)_4)】-P4mg/l及びアルカリ度142mg/lの汚水を5cm/日の散水負荷で滴下し、カラム2は、カラム1の汚水よりTOC成分のみを除いた汚水を同様に滴下した。また、カラム3では、上段カラムの上端より、カラム2と同じ汚水を5cm/日で滴下し、さらに上下カラムの中間より20mg/lのTOC成分のみを含む汚水を同量滴下した。通水実験期間中、いずれの系列でも上段カラムで添加【NH(^+_4)】-Nのほとんどが硝化され【NO(^-_X)】-Nに変化している。有機物を全く添加しないカラム2では、下段カラム流出水中の【NO(^-_X)】-N濃度は中間流出水のそれと同じであった。カラム1においても、添加TOCは、上段カラムで消費されてしまい、【NO(^-_X)】-N濃度についてはカラム2と同様であった。カラム3では、中間より有機物を追加添加したこともあり、約3割程度の脱窒による【NO(^-_X)】-Nの減少が観察された。各流出水中のTOCはたかだか1mg/l以下であった。各カラムの表層の土を採取し、硝化活性および硝化細菌の数を測定した。硝化活性は、供試土壌に含【NH(^-_4)】-Nの培養液を添加し、生成【NO(^-_X)】-N濃度の増加量より測定した。各系列の比較カラム表層土での硝化細菌数は15×【10^5】個1g乾土、及び硝化活性は、150400μgN/100g乾土・hrの範囲であった。
大腸菌の全ての機能未知転写因子の支配下遺伝子群の同定と制御様式の解明

転写酵素RNAポリメラーゼの転写対象遺伝子群の選択は、転写因子との相互作用によって決定される。約300種類の大腸菌転写因子のうち、約100種は制御機能未知である。本研究では、機能未知転写因子が認識する配列から制御機能を同定するGenomic SELEX法を開発した。純化転写因子を利用した解析から、各転写因子の制御対象遺伝子群の同定に成功したことで、ゲノム転写包括制御の全貌解明の展望が開けた。従って、ゲノムの転写パターンは、転写装置に結合する転写因子の交換によって変化する。大腸菌ゲノム配列分析から予測した約300種類の転写因子の中で約100は未だに生理機能未知である。転写因子が認識し結合するDNA部位を分析することで支配下遺伝子群を同定する目的で、「機能未知転写因子の迅速機能推定法」(GENOMIC SELEX法)を開発した。転写因子300種類の発現系を構築し、250種類の純化精製を行った。純化転写因子150種類に関して、GENOMIC SELEX法を駆使して、DNA結合配列を決定し、その情報から、支配下遺伝子を予測した。予測支配下遺伝子のそれぞれについては、ゲルシフト法、フットプリント法で、転写因子結合部位を同定し、また転写因子遺伝子欠損株や転写因子過剰発現系統から調整したRNAのS1マッピング法やプライマー伸長法で、菌体内の転写レベルを解析し,試験転写因子による転写制御を実証した。加えて、大腸菌ゲノムの約1,000種類のプロモーターを緑色蛍光蛋白遺伝子に融合したコレクションを構築し、予測遺伝子プロモーターへの転写因子の制御を系統的に解析した。これらの研究から、転写因子の多くが、従来知られていたより広い範囲の遺伝子群を統御し、また転写因子の支配-非支配の大きなネットワークカスケードの存在が明らかになりつつある。大腸菌の全ての機能未知転写因子の支配下遺伝子群の同定と転写制御機能の同定することで、ひとつの生物の全ての転写因子が関わるゲノム転写包括制御の全貌解明の展望が拓けて来た。転写酵素RNAポリメラーゼの転写対象遺伝子群の選択は,転写因子との相互作照によって決定される。従って,ゲノムの転写パターンは,転写装置に結合する転写因子の交換によって変化する。ゲノム配列分析から予測した約300種類の大腸菌転写因子の中で約100は,未だに生理機能未知である。機能未知の推定転写因子が認識し結合するDNA部位を分析することで支配下遺伝子群を同定する目的で,石浜らは機能未知転写因子の迅速機能推定法Genomic SELEX法を開発した。本研究では,これを利用して,大腸菌の全ての転写因子の支配下遺伝子群を同定する目的で,石浜らは機能未知転写因子の迅速機能推定法Genomic SELEX法を開発した。本研究では,これを利用して,大腸菌の全ての転写因子の支配下遺伝子群を同定することでそれらの転写調節機能の同定し,その上で各転写因子の転写制御作用機構の解析することで,ひとつの生物で全ての転写囚子が関わるゲノム転写包括制御の全貌解明を目指した。本年度は,大腸菌転写因子300種のうち,290種の発現系を確立し,260種に関しては精製純化した。純化転写因子と,大腸菌ゲノムDNA断片混合物を利用して,120種転写因子に関しては,認識結合配列の大量スクリーニングを実施し,凡そ60種転写因子に開しては,支配下遺伝子,支配下プロモーターの同定に成功した。多数の転写因子の支醗下遺伝子群を同定出来たことで,(1)10種類以上のプ日モーター群を支記する「包括転写因子」の発見,(2)10種類以上もの転写因子の制御を受ける「多因子支配プロモーター」の発見,(3)ひとつの転写因子支配下に別の転写因子遺伝子が含まれる「転写因子ネットワーク」の発見など,原核細胞の転写制御の新しい局面を明らかにすることが出来た。研究の戦略・戦衛の有効性が確認できたので,ひと2φ生物の全転写因子の鯛御機能の解明の展望が開けて来た。ゲノム配列分析から予測した約300種類の大腸菌転写因子の中で約100は、未だに生理機能未知である。機能未知の推定転写因子が認識し結合するDNA部位を分析することで支配下遺伝子群を同定する目的で、石浜らは機能未知転写因子の迅速機能推定法Genomic SELEX法を開発した。本研究では、これを利用して、大腸菌の全ての転写因子の支配下遺伝子群を同定することでそれらの転写調節機能の同定し、その上で各転写因子の転写制御作用機構の解析することで、ひとつの生物で全ての転写因子が関わるゲノム転写包括制御の全貌解明を目指した。

本年度は、大腸菌転写因子300種のうち、290種の発現系を確立し、280種に関しては精製純化した。純化転写因子と、大腸菌ゲノムDNA断片混合物を利用して、転写因子が認識結合するDNA塩基配列を決定し、その結果から、制御支配下遺伝子群を予測するGenomic SELEX法を開発した。本年度は、機能未知転写因子80種を中心に、転写因子150種に関して、Genomic SELEX解析を実施した。多数の転写因子の支配下遺伝子群を同定出来たことで、(1)10種類以上のプロモーター群を支配する新種「包括転写因子」の発見、(2)10種類以上もの転写因子の制御を受ける「多因子支配プロモーター」の発見、(3)ひとつの転写因子支配下に別の転写因子遺伝子が含まれる「転写因子ネットワーク」の発見など、原核細胞の転写制御の新しい局面を明らかにすることが出来た。研究の戦略・戦術の有効姓が確認できたので、ひとつの生物の全転写因子の制御機能の解明の展望が開けて来た。
ウィルス感染が誘導するステロイド抵抗性気管支喘息のメカニズム解明とその制御法開発（国際共同研究強化）

そのため、渡航中および渡航後の研究では、実際のウィルスを感染させた場合でも同様に気管支喘息重症化にdsRNAが重要であるかどうかを解析した。まずはじめに、RSウィルスを気管支喘息モデルマウスに感染させて、病態評価を行うとともに、肺組織内の免疫細胞群の解析を行った。その結果、RSウィルスを感染させた気管支喘息マウスでは、有意に気道過敏性が亢進して呼吸機能が低下し、肺への好酸球浸潤の増加に加えて、好中球浸潤も認められ、気道上皮組織における粘液産生も顕著に増大した。このことから、RSウィルス自体が気管支喘息重症化を誘導できることが証明された。次に、このRSウィルス感染の気管支喘息重症化がdsRNA成分に依存した現象であるかどうかを検討するために、toll-like receptor (TLR) 3ノックアウトマウスを用いて同様の実験を行った。TLR3は、細胞内エンドソームに局在していてdsRNAを認識することができる受容体である。このTLR3ノックアウトマウスを用いた実験では、RSウィルスを投与しても、気道過敏性、好酸球・好中球の浸潤、気道上皮組織における粘液産生などが増大しなかったことから、RSウィルスはTLR3シグナル経路を刺激して気管支喘息の重症化を促進している可能性が推察された。現在、このTLR3シグナルに依存した気管支喘息重症化メカニズムを、サイトカイン依存性や免疫細胞群の機能変化の観点から解析を続けている。海外受け入れ機関において、風邪症候群を引き起こすウィルスでもあるRSウィルスの増幅・精製・力価測定等の実験技術を習得することができ、本研究課題は、現在のところ、順調に遂行できていると考えている。また、各種遺伝子改変マウスの繁殖等も受け入れ研究機関で問題なく行われていたため、in vivo実験の解析も中断することなく行うことができた。本研究では、ヘルパーT細胞と気道上皮細胞の機能変化に関する遺伝子および免疫反応に関わる分子群の情報を捕捉する予定であり、ヘルパーT細胞の機能変化については予備的データが得られている状況である。一方で、RSウィルスの最初の感染場所は主に気道上皮組織であるため、今後、受け入れ研究機関で習得した、気道上皮細胞の単離技術や培養技術を用いて、ウィルス感染が誘導する気道上皮細胞の機能変化についても随時解析していく予定である。さらに、RSウィルス感染時における気管支喘息重症化マウスにおいて、免疫細胞の一つである自然リンパ球ILC2についても予備的データが得られているため、継続して解析を遂行できるよう準備を進めている。本国際共同研究強化では、RSウィルス感染時に気管支喘息が重症化することがモデルマウスを用いて確認されている。また、TLR3シグナル経路を介して気管支喘息の病態が悪化することも明らかになった。今後、肺組織内でどのような免疫細胞が病原性細胞となり気管支喘息を重症化させるかを解明するために、前述した、ヘルパーT細胞、ILC2、気道上皮細胞の相互作用にも焦点をあてて解析を続けていきたいと考えている。また、ウィルス感染によって重篤化した気管支喘息の一部の患者群では、ステロイド薬にも抵抗性を示し難治性の病態となり得ることが臨床研究でも報告されているため、本研究で作製したRSウィルス感染重症喘息モデルが同様に難治性病態になっているかどうかも検討し、そのメカニズムも解析していく予定である。また、ウィルス応答性免疫反応(ウィルスのクリアランス)が、重症気管支喘息患者で低下しているという報告もあるため、実際にRSウィルスを感染させた重症喘息モデルマウスの肺組織におけるウィルス残存量を、plaqueアッセイやPCR法を用いて測定していく予定である。内定年度:2015研究代表者は、マウスを用いた実験を中心に、気管支喘息の病態がウィルス感染状態において重篤化するメカニズムを、免疫細胞の一種であるヘルパーT (Th)細胞および気道上皮細胞の機能に着目して解明することを目的としている。平成30年(2018年)1月渡航予定のため、本国際共同研究強化は本格的には遂行されていないが、準備状況として現在までに、ウィルス感染状態を構築できるよう、ウィルス成分の一つである'double stranded RNA'を模倣する人工試薬poly I:Cを喘息マウスに投与することで、重症喘息モデルの開発に成功している。呼吸機能の一つの指標である気道過敏性は、通常の喘息マウスよりもpoly I:C投与した重症喘息マウスで顕著に亢進し重症化することを明らかにしている。また、通常喘息では好酸球浸潤性の気道炎症であるのに対し、重症喘息モデルでは、好中球の浸潤を伴った気道炎症に変化することが明らかとなった。さらに、重症喘息モデルの肺内ではTh1/Th17免疫反応に関係するサイトカインの上昇が確認された。これらの病態はヒトの重症喘息の所見に類似していた。現在、このTh1/Th17免疫反応が関与する重症喘息のメカニズム解析を行っている。また、本国際共同研究強化の研究内容で注目している、喘息の重症リスク関連遺伝子がTh細胞の機能変遷に与える影響を追究しているが、その遺伝子発現の影響を受ける細胞をTh細胞だけではなく、Th細胞機能をサポートする樹状細胞や気道上皮細胞にも範囲を広げて解析を進めており、海外受け入れ機関で行う研究に向けてデータを集積している。平成30年(2018年)1月に渡航予定のため、海外受け入れ機関における実験はまだ開始していないが、本国際共同研究強化に向けて様々な準備を行っている。本研究課題では、Th細胞と気道上皮細胞の機能変遷に関する遺伝子および免疫反応に関わる分子群の情報を捕捉する予定であり、事前に国内でそのサンプル集積などを含め予備的検討の準備を行っている。

また、重症喘息マウスの気管支肺胞洗浄液を用いて、オミクス研究(メタボロミクス、プロテオミクス、リピドミクス)により、今まで見逃されていた責任標的分子の同定を目指すため、受け入れ研究機関で稼働可能な解析機器について既に確認済みである。Th1/Th17免疫反応に関係するサイトカイン産生が重症喘息マウスの肺内で増大していることから、現在までに中和抗体を用いてそのサイトカインの役割を一部検討したが、顕著な増悪抑制効果は見られなかったことから、それら以外のサイトカインに注目する必要があると考えている。また、治療標的候補として、気道上皮細胞の機能異常を引き起こす遺伝子にコードされたタンパクを想定しているが、マウスにおいてそのタンパク検出抗体は確立されていないために定量は困難であり、現時点ではreal-time PCRを用いての解析になる見通しである。あるいはTh細胞培養系や気道上皮細胞培養系のin vitro実験において、ゲノム編集技術を用いて各種遺伝子の役割を明確化する解析方法も準備している段階である。本国際共同研究強化では、ウィルス感染を契機に発症する重症気管支喘息の病態を、独自に作製したマウスモデルを用いて解明し、新規治療標的分子の同定を目標としている。平成30年(2018年)1月下旬に渡航し、本国際共同研究強化を本格的に遂行するために、現在(2018年3月末)までに、まず始めにどのようなウィルス構成成分が気管支喘息の重症化に関わっているかを検討した。ウィルス構成成分には、1本鎖RNA (single stranded RNA、ssRNA)や2本鎖RNA (double stranded RNA, dsRNA)があることが知られているため、この2種類のRNAを模倣する人工試薬を気管支喘息モデルマウスに投与し、どのような病態変化が引き起こされるか解析した。その結果、ssRNA人工試薬を投与した気管支喘息マウス群よりも、dsRNA人工試薬を投与した気管支喘息マウス群の方が、呼吸機能低下を示す気道過敏性の値がより上昇しており気管支喘息の症状が重症化したことが明らかとなった。さらに、気管支肺胞洗浄を行い、肺における浸潤細胞を解析したところ、dsRNA人工試薬を投与した重症気管支喘息マウス群では有意な好中球浸潤の増大が確認された。一般的なTh2型の気管支喘息では好酸球浸潤性の気道炎症が認められるのに対し、このdsRNAを投与された重症気管支喘息モデルでは、好中球浸潤を伴った気道炎症に変化することが明らかとなった。さらに、重症気管支喘息マウスの肺内のサイトカインレベルを解析したところ、ウィルス応答に関係するサイトカイン、および気管支喘息増悪に関係するサイトカインの上昇が確認された。これらの病態はヒトの重症気管支喘息の所見に類似していた。現在、このウィルス構成成分dsRNAによって重症気管支喘息がどのようにして引き起こされるかを解明するため、引き続き詳細な病態解析を行っている。渡航して間もないため、海外受け入れ機関における実験は本格的には始動していないが、日本国内で準備したサンプルの解析を進めつつある。
コムギ群落内の光質と形態形成および乾物生産特性との関係解明

作物は周囲の光の質を感知し,避陰反応を介して発育や形態を制御している.本研究は,圃場で生育するコムギの光環境と形態形成および収量との関係を明らかにすることを目的とした.特に,光質と茎数との関係をより定量的に解析するため,主茎の出葉速度と相対分げつ増加率およびこれらのパラメータを非線形モデルで推定する一連の手法を用いて,異なる窒素施肥量や最初密度条件下における光質と形態形成の関係を明らかにした.作物は周囲の光の質を感知し,避陰反応を介して発育や形態を制御している.本研究は,圃場で生育するコムギの光環境と形態形成および収量との関係を明らかにすることを目的とした.特に,光質と茎数との関係をより定量的に解析するため,主茎の出葉速度と相対分げつ増加率およびこれらのパラメータを非線形モデルで推定する一連の手法を用いて,異なる窒素施肥量や最初密度条件下における光質と形態形成の関係を明らかにした.1.概要冬作物であるコムギが試験材料であるため,現在,圃場試験を実施中である.本年度の試験の目的は,異なる窒素追肥時期によるコムギの生育と光環境の変化の調査である.平成22年11月17日に圃場に播種し,現在出穂期を迎えている.平成23年6月上旬に終了予定である.計画では初年度に栽植密度処理を行う予定であったが,測定方法に習熟が必要であるため,窒素処理を初年度に実施することとした.処理として窒素追肥時期を栄養成長期,二重隆起期,節間振長期の3期を設定した.2.試験の状況(1)毎週または各週で群落内の波長別光エネルギー,受光PPFD(瞬間値),LAI,吸光係数,上位展開葉の葉色,茎数,主茎の葉齢を非破壊で継続調査している.(2)各週で一定面積の地上部を採取し,地上部を測定している.保存した乾燥サンプルは平成23年度に購入するウィレー粉砕器で粉砕し,窒素含有率を測定する予定である.(3)圃場中央部の地上1.5mに光量子センサーを設置して群落上部に入射するPPFD(入射PPFD)の日積算量を測定している.3.現在までに得られた結果の概要上記(1)(3)の測定は順調である.LAIは2月後半から急激に増加し,ほぼ同時期にR/FRは急激な低下を示した.LAIはその後も増加を続け,4月中旬には67程度に達した.R/FRはLAIの増加と反比例するように低下し,4月前半に0.1程度となった.最大茎数は1個体あたり15本程度であり,最高分げつ期は3月中旬であった.コムギ群落の発達過程と光環境について,これまで報告例のない圃場レベルでのデータが得られている.圃場試験は6月に終了するが,その後,発育形態に関する指標(最大茎数,出葉間隔,相対分げつ増加率)と群落内の光環境との関係について解析を進める予定である.1.研究の概要平成23年度は,窒素追肥時期の処理を設けた圃場試験(第1試験,平成22年11,月平成23年6月)の調査,分析,結果の解析ととりまとめ,および栽植密度の処理を設けた圃場試験(第2試験,平成23年11月平成24年6月の予定)の実施である.第1試験については計画通り実施できたが,第2試験については発芽不良で栽植密度が不均一となったため試験を中止した.第1試験の圃場調査は計画どおり実施できた.また,保存した乾燥サンプルを本年度購i入したウィレー粉砕器で粉砕し,窒素含有率を測定した.第1試験の結果は2回学会で発表し,平成24年度の早々に論文を投稿する予定である.第2試験は4段階の栽植密度による試験を実施したが,発芽不良のため目標の栽植密度を確保することができず,やむなく試験を中止した.平成24年度には秋から再度,栽植密度の試験を実施するほか,栄養成長期のデータを取る目的で5月にも栽植密度の実験を行う予定である.2.得られた結果の概要発育形態に関する指標(最大茎数,出葉間隔,相対分げつ増加率)と群落内の光環境(R/FR)との関係を解析した.個体あたり茎数が7.7本の頃にR/FRが急激に低下を始め,受光率では0.2程度からR/FRが大きく低下したことから,R/FRの転換点は茎数でみても受光率でみてもほぼ同じ最高茎数の2326日前に相当することが明らかとなった.窒素追肥処理で分げつ形成に大きな処理間差が生じなかったので,光質と茎数との関係は十分解析できなかったが,通常のコムギ栽培条件における光質と茎数との関係について圃場レベルでの貴重な結果を得ることができ,また解析手法もほぼ確立することができた.1.研究の概要平成24年度は,4段階の栽植密度区を設けて圃場試験(平成23年11月平成24年6月の予定)を実施する予定であったが,発芽不良のためやむなく試験を中止した.平成24年5月7月に栽植密度の圃場試験を再度実施し,秋まきコムギ本来の生育時期ではないが,栄養成長期間における分げつ数の推移と群落内の光質との関係を調査した.

さらに,昨年度実施予定であった試験を平成24年11月から再度実施中である.今回の試験では発芽や生育のいずれも良好で,試験データも順調に得られており,平成25年6月に栽培試験を終了する予定である.2.得られた結果の概要平成24年5月に播種し,栽植密度を267,133,67,40個体m-2に設定した.茎数と葉齢を週2回調査し,晴天日に群落内の光質(R/FR)を測定した.播種後20日頃から処理区間の茎数差は拡大し,個体当たりの最大茎数は密植から疎植になるほど増加(13.6,18,31,46.2本)した.最大茎数に達した時期は播種後40日前後であった.R/FR比は疎植ほど高く推移し,生育が進行するほど処理間差は拡大した.いずれの処理区も播種後30日頃からR/FR比は大幅に低下した.栽植密度が低い群落ほどR/FR比が高く,茎数が増加した.疎植区ほど相対分げつ増加率と出葉速度の転換点が密植区に比べて遅くなり,分げつの増加がより主茎葉齢の進んだ時期まで継続するために茎数が増加したことが明らかとなった.播種後35日前後での相対分げつ増加率の低下が,R/FR比の大幅な低下時期とほぼ一致していることから,分げつ増加に対するR/FR比の影響が示唆された.なお,平成24年11月から開始した試験は現在継続中で,平成24年春に実施した試験と同様の傾向を示すより詳細な試験データが得られている.平成22年11月平成23年6月の第1試験,平成23年11,月平成24年6月の2つの圃場試験を計画していた.第1試験は予定通り実施できたが,第2試験は発芽不良のために試験区が設置ができず,やむなく中止した。平成24年度には秋から再度,栽植密度の試験を実施するほか,5月にも栽植密度の圃場試験を実施して栄養成長期を対象にデータを取得する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後,栽植密度の違いで分げつ形成が異なるコムギ群落を対象に,発育形態に関する指標(最大茎数,出葉間隔,相対分げつ増加率)に群落内の光環境(R/FR)がどのように関与しているかを明らかにする.第2試験は4段階の栽植密度による試験を実施したが,発芽不良のため目標の栽植密度を確保することができず,やむなく試験を中止した.平成24年度には秋から再度,栽植密度の試験を実施するほか,栄養成長期のデータを取る目的で5月にも栽植密度の実験を行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒューマンマシンコラボレーションにおける信頼の証拠理論的モデルと解析

本研究では,ヒューマンマシンの協調を確立するために,マシンに対する人間の信頼感の構造とその変化を説明するモデルの構築とその解析を行った.平成12年度は,11年度に得られた成果に基づき,以下の研究課題に取り組んだ.(1)「自動化システムが連続的に誤動作を起こすと信頼感が顕著に低下するが,離散的な誤動作では信頼感はあまり低下しない」という知見が,「信頼感のゆらぎ」によって説明できることは平成11年度の研究によって明らかになっている.応用確率理論である証拠理論におけるビリーフストラクチャにより信頼感をモデル化することによって,この「信頼感のゆらぎ」を説明しうることを明らかにした(2001年IFAC-HMS国際会議にて発表予定).(2)平成11年度に,マシンに対する過信があるとき,自動化システムが導入されることによりリスク補償行動がおきうることを認知実験によって確かめられた.本年度は,マシンに対する過信が如何に生じるかを明らかにすることを目指した.具体的には,マシンの動作原理(A)と正常動作の限界(B)の理解に注目した.A,B共に理解している場合,Bのみを理解している場合,A,Bともに知らない場合の3つの状況を想定し,それぞれの場合に応じて過信への至りやすさに違いが生じることを明らかにした.すなわち,A,Bともに理解している場合には,十分に正常動作する範囲内でマシンを使用する傾向があるのに対し,A,Bともに知らない場合には,経験をつむにつれて正常動作の限界に近づくように使用方法を変更しがちな傾向が見られた.Bのみを知っている場合には,経験をつんでも使用方法はあまり変わらないものの,人によっては十分安全な範囲で使用するのに対し,正常動作範囲ぎりぎりの状態で使用しがちな人がいるなど,個人差による違いが顕著であることが明らかとなった.1.「信頼」の概念整理:グレーゾーンを明示的に含むtrustのモデル(1)自動化システムへの信頼(trust)に関するこれまでの研究では,過信や不信を扱っていない.本研究では,trustを構造的にとらえるモデルを提案し,過信や不信がtrustの特殊ケースとして表現できることを明らかにした.(2)このモデルでは,trustを証拠理論的に表現可能,すなわち,信頼できるか否か断定できない状況を扱える.この判定不能性はtrustの「ゆらぎ」といえ,このゆらぎがtrustの変化において重要な役割を担うとの予想を得た.2.実験データによるtrustの構造モデルの検証(1)Trustは,従来主観評価で測定されたが,思考時間や自動化への委任の傾向等の客観指標で測定可能であることを明らかにした.(2)1(2)の予想を実験データから確かめた.昨年度の研究成果「自動化の誤動作について,発生回数が同じでも,連続するとtrust低下するが,離散的であるとtrustはあまり低下しない」ことは,連続誤動作ではtrustのゆらぎが不信感として定着するが,離散的発生の場合はtrustがゆらぐだけで不信感には至らないことと解釈できる.3.信頼に誘発される不安全行動:認知実験による解明(1)人間がコンピュータを信頼している場合,コンピュータが操作に介入するようになると,人間がそれに頼り,結果として下がるはずのリスクが下がらないことを確かめた.(2)自動化レベルの変化の方向によって人間の適応が異なることを解明した.自動化レベルが上がる場合,それによって低下するはずのリスクが直ちに補償されるが,自動化レベルが下がる場合,それによって減少する安全マージンの補償が起きにくい.本研究では,ヒューマンマシンの協調を確立するために,マシンに対する人間の信頼感の構造とその変化を説明するモデルの構築とその解析を行った.平成12年度は,11年度に得られた成果に基づき,以下の研究課題に取り組んだ.(1)「自動化システムが連続的に誤動作を起こすと信頼感が顕著に低下するが,離散的な誤動作では信頼感はあまり低下しない」という知見が,「信頼感のゆらぎ」によって説明できることは平成11年度の研究によって明らかになっている.応用確率理論である証拠理論におけるビリーフストラクチャにより信頼感をモデル化することによって,この「信頼感のゆらぎ」を説明しうることを明らかにした(2001年IFAC-HMS国際会議にて発表予定).(2)平成11年度に,マシンに対する過信があるとき,自動化システムが導入されることによりリスク補償行動がおきうることを認知実験によって確かめられた.本年度は,マシンに対する過信が如何に生じるかを明らかにすることを目指した.具体的には,マシンの動作原理(A)と正常動作の限界(B)の理解に注目した.A,B共に理解している場合,Bのみを理解している場合,A,Bともに知らない場合の3つの状況を想定し,それぞれの場合に応じて過信への至りやすさに違いが生じることを明らかにした.すなわち,A,Bともに理解している場合には,十分に正常動作する範囲内でマシンを使用する傾向があるのに対し,A,Bともに知らない場合には,経験をつむにつれて正常動作の限界に近づくように使用方法を変更しがちな傾向が見られた.Bのみを知っている場合には,経験をつんでも使用方法はあまり変わらないものの,人によっては十分安全な範囲で使用するのに対し,正常動作範囲ぎりぎりの状態で使用しがちな人がいるなど,個人差による違いが顕著であることが明らかとなった.
大規模確率場における戦略獲得アルゴリズムの開発と特徴抽出

本研究では,大規模なシステムのモデル構造の変動や様々な環境変化をマルコフジャンプ確率システムとして表現し,伊藤の確率微分方程式論によるナッシュ均衡戦略を求めた.すなわち,停電等,劇的なモデル変動に対して頑強な確率分散戦略の数値計算アルゴリズムの開発を行った.ここで,特徴的な結果として,提案された確率戦略がナッシュ均衡状態だけでなく,最適性も同時に満足することを明らかにした.本研究では,モデルを特徴づけるシステムパラメータの時間変化を,マルコフジャンプシステムとして表現し,確率微分方程式に基づいて新規なパレート最適性を達成する戦略並びに確率ナッシュ均衡戦略や,これらの混合戦略を求める.上記の研究目的を達成するために,機械・電気・情報ネットワークに関連する実システムを,マルコフジャンプを伴う伊藤の確率微分方程式としてシステム表現することを行った.さらに,確率パレート最適性に関わる問題,及び確率ナッシュ均衡問題を適用し,戦略組を求めるための非線形連立型リカッチ代数方程式を導出した.最終的に,導出された複雑な非線形連立リカッチ代数方程式を解くための数値計算アルゴリズムの開発を行った.特に,大規模計算及び計算時間の短縮を達成するために,線形行列不等式による繰り返し計算アルゴリズムの開発に成功した.当初は,並列計算機であるP.C.クラスタの利用を計画していたが,この,数値最適化アルゴリズムの開発によって,P.C.クラスタの必然性がなくなったことは,非常に大きな貢献である.これは,大規模計算機システムのダウンサイジングを意味するものであり,手頃な計算機で,マルチプルな確率戦略を得ることができるといった点で,情報工学的に意味のある結果であると考えられる.さらに,提案された数値計算では,初期値を探索することが非常に困難であったが,従来のニュートン法の適用を行った結果,初期値も問題なく得られることに成功した.最終的に,身近にある小規模クラスの計算機によって,所望の戦略組が短時間で計算できるようになったことは非常に価値のある結果であると考えられる.本研究では,大規模なシステムのモデル構造の変動や様々な環境変化をマルコフジャンプ確率システムとして表現し,伊藤の確率微分方程式論によって,ナッシュ均衡戦略を求めることを目的とする.すなわち,停電等,劇的パラメータ変動に対して頑強(ロバスト)な確率分散戦略の数値計算アルゴリズムの開発を行う.ここで,特徴的な試みとして,提案される確率戦略がナッシュ均衡状態だけでなく,パレート最適性も同時に満足することを明らかにする.今まで得られた研究結果として,提案された戦略を得るための非線形行列方程式を導出し,これらの方程式を解くための数値計算アルゴリズムの開発に成功している.本年度は,ニュートン法による方法と凸最適化の手法に基づく二通りの方法について,解を得るためのアルゴリズム並びに収束性の証明を完了した.また,得られた確率分散戦略の有用性を検証するために,格好な例題としてマルチエリア電力システムを取り上げ,数値シミュレーションを実施し,提案された理論の有用性の評価・検討を行った.その結果,環境変化に頑強かつ安定した電力供給並びに消費コスト最小化が共に達成されることが示された.特に,システムの構造が激変しても安定性が保証されることが確認された.本年度は,さらに,マルチエリア電力システム以外に,通信時間の遅延を考慮したワイヤレスネットワーク環境の等価モデルに対して,シミュレーションによって新規確率分散戦略の可用性も確認した.その結果,通信容量の変化が起こっても,安定性が確保される等,当初目的である環境変化に対するロバスト性を有することが判明した.その他,ナッシュ均衡戦略やパレート最適戦略以外に,階層戦略であるシュタッケルベルグゲームに関して,同様の特徴を持つ戦略も得ることに成功した.本研究では,大規模なシステムのモデル構造の変動や様々な環境変化をマルコフジャンプ確率システムとして表現し,伊藤の確率微分方程式論によるナッシュ均衡戦略を求めた.すなわち,停電等,劇的なモデル変動に対して頑強な確率分散戦略の数値計算アルゴリズムの開発を行った.ここで,特徴的な結果として,提案された確率戦略がナッシュ均衡状態だけでなく,最適性も同時に満足することを明らかにした.本研究では,モデル構造の変動や様々な環境変化を,マルコフジャンプシステムとして表現し,確率システムに基づいて新規な確率最適戦略を求める.すなわち,停電等,劇的なパラメータ変動に対して,頑強な確率分散戦略の数値計算アルゴリズムの開発を行う.ここで,特徴的な試みとして,提案される確率戦略が確率ナッシュ均衡状態だけでなく,確率パレート最適性も同時に満足することを明らかにする.これらの目的を達成するために,まず,大規模電力システムを弱結合システムに基づくマルコフジャンプを伴う伊藤の確率微分方程式としてシステム表現することを行った.さらに,確率パレート最適性に関わる問題,及び確率ナッシュ均衡問題を定式化するために,複数のプレーヤを伴う確率ジャンプシステムを導入した.ここで,従来研究の拡張として,拡散項であるシステムノイズに関する項にも,プレーヤを表現する入力を扱っている点に注意が必要である.続いて,新規に確率パレート最適性及び確率ナッシュ均衡を満足するための条件を線形行列不等式によって定式化した.さらに,これらの拘束条件下における最適化問題を定義し,戦略組を得るための数値計算アルゴリズムの開発を行った.これらの定式化に関する成果は,劇的なパラメータ変動と不確定要素を動的ゲーム問題に取り入れることが可能となった点で,従来の報告にない斬新な結果である.現在,線形行列不等式の最適化条件を,不等式制約あり最適化の最適性条件で有名なKKT条件によって,等価性の証明が完了している.その結果,通常の連立型非線形代数方程式を解くことによって,戦略組を得る別の手段として期待できる.

今後は,連立型非線形代数方程式として,考慮している問題を定式化することによって,提案される近似戦略の有用性が評価可能であると確信している.確率微分方程式で表現されたシステムに対して,マルコフジャンプを伴う伊藤の確率微分方程式を導入し,確率パレート最適性,及び確率ナッシュ均衡を達成する戦略組を求めるための非線形連立リカッチ型代数方程式を導出した.同時に,混合戦略を得るための条件の導出を行った.続いて,これらの確率戦略組を得るための再帰的数値計算アルゴリズムを線形行列不等式によって記述した.さらに,シミュレーションによって戦略組を得ることに成功している.本年度の特徴的な試みとして,アフィン非線形システム及びむだ時間システムへの適用も扱った.特に,アフィン非線形システムに関して,非線形偏微分方程式を導出し,線形の結果と同様に確率パレート最適性,及び確率ナッシュ均衡を達成する戦略組を求めることに成功した.また,戦略組を計算するための逐次近似アルゴリズムの検討を行った.以上の理由から,線形の確率システムだけでなく,より広範な非線形システムに関して,混合戦略をはじめ,新戦略組を得ることに成功している点で,当初の計画以上に進捗していると考えられる.弱結合パラメータによって分散表現されたシステムに対して,マルコフジャンプを伴う伊藤の確率微分方程式を導入し,確率システム表現を行った.さらに,確率パレート最適性,及び確率ナッシュ均衡を新規な定義によって記述するために,複数の入力を含むシステム形式を導入した.また,様々な不確定要因を意味する外乱をウィナー過程によって表現した.続いて,確率パレート最適性及び確率ナッシュ均衡を満足するための不等式条件を線形行列不等式によって表現し,後に必要な数値計算の簡略化を行った.さらに,これらの拘束条件下における最適化問題を定義し,確率戦略組を得るための数値計算アルゴリズムの開発を行った.特に,再帰的アルゴリズムを導入し,収束性の条件の吟味を行った.最後に,線形行列不等式の最適化条件を,不等式制約付き最適性条件であるKKT条件によって記述し直した.その結果,問題の等価性の証明が完了し,評価関数の劣化についての議論が行えるようになった.以上の理由から,遅れもなく,順調に進捗していると考えられる.線形行列不等式を基盤とする非線形連立型リカッチ代数方程式を解くための再帰的数値計算アルゴリズムの収束,並びにアフィン非線形システムに関する逐次近似アルゴリズムの収束性について検討を行う.一方,完成した大規模シミュレータによって,シミュレーションならびに数値実験によりデータを獲得し,得られた線形・非線形確率均衡・混合戦略組の妥当性の評価・検討を行う.
多元素相互作用による活性金属種の創出と性状の緻密制御

多元素相互作用を基軸とするコンセプトにもとづき、下記の系を実施し、以下に示す成果を得た。1)かご状金属錯体における基幹部分の検討多種のかご型金属錯体の合成に成功した。臭素置換、フッ素置換、フェニル置換、ナフチル置換の化合物を合成し、緻密なルイス酸性制御を達成した。特に、立体効果の大きいフェニルおよびナフチル置換基の導入により、立体障害を見分けるタイプの基質選択的な反応触媒として、本課題のかご型金属錯体を用いることが可能であることが明らかとなった。さらに、芳香族と脂肪族の違いを識別する触媒としての利用の可能性も見いだすことができた。2)ケイ素-インジウム相互作用による反応開発ケイ素求核種をアルコール誘導体と直接的に反応させる触媒として、インジウムの高い効果が見いだされ、そのメカニズムに関する知見を多く得た。ケイ素のハロゲンがインジウム中心と作用し、ケイ素のルイス酸性の大きな向上が確認された。また、インジウムのルイス酸性を利用したアルキンへのカルボインデーションという新タイプの反応が進行することがわかった。インジウム-シリカ様の触媒の検討を行い、触媒ターンオーバーが確認され、固体触媒への利用の可能性を示した。3)他の金属系本課題のコンセプトに基づき、ヘテロ原子置換型アリルスズの金属交換を利用した、立体選択的ジオール合成に成功した。これは、金属交換後に発生する種の高いルイス酸性が遷移状態を堅固に制御した結果である。また、周辺置換基の影響下、ルイス酸性を調整することで位置異性体を合成することにも成功した。有機化合物の官能基変換において、多元素相互作用を基軸とするコンセプトにもとづき、下記3種の系を実施し、以下に示す成果を得た。1)ガリウム-酒石酸相互作用による反応開発ガリウムと酒石酸を共触媒とする反応系において、アルコールの直接塩素化に成功した。ここでは、これらの触媒およびケイ素反応剤との相互作用により、通常ではおこらない基質活性化を達成し、触媒的な塩素化反応を可能とした。2)ゲルマニウム-ヘテロ元素相互作用による反応開発低原子価ゲルマニウムを還元剤とし、「ハロアルデヒドとアルデヒド」、もしくは「ハロアルデヒドとイミン」のカップリング反応を行った。この結果、高いゲルマニウムの還元力と、低いルイス酸性(作用時点では4価ゲルマニウム)を利用した形式の反応が実現した。分子軌道計算によりこれらのゲルマニウムの特性を詳細に解明することに成功した。3)インジウムケイ素相互作用による反応開発インジウム触媒を用いることで、アルケニルシランを反応剤とするアルコールの直接アルケニル化に成功した。ここでは、インジウムとケイ素の相互作用が考えられ、広い基質適応範囲が示された。また、ヒドロシラン存在下、インジウム触媒による、エステルを出発とするFriedel-Crafts反応を達成した。ケイ素反応剤とインジウムの協同的作用が本反応の鍵であることを解明した。以上のように、多元素の相互作用を利用して、本来の元素が有する性状を変化させ、各反応にマッチングした活性反応種を創出し、新反応開発に成功した。