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ＲＳＶ感染症克服を目指した「ＲＳＶ妊婦ワクチン」の基礎的研究

Respiratory Syncytial virus (RSV)は乳幼児の急性呼吸不全の病因の1つである。治療に抗ウイルス薬は期待できず、抗RSVヒト化単クローン抗体(パリビズマブ)による受動免疫の適応は限定的であり、ワクチンの開発が望まれている。本研究では治療法、予防法のない本感染症に対する「妊婦ワクチン」について、本邦で当施設のみが確立しているRSVマウス感染モデルを用い、ワクチン効果をウイルス学的、免疫学的、呼吸生理学的、病理組織学的に検討した。抗RSV F蛋白ヒト化単クローン抗体(Palivizumab)の受動免疫効果をRSV感染マウスモデルを用いて評価した。Palivizumabを人への投与量と同様の15mg/kgを筋注にてマウスに接種した。対照を生理的食塩水接種とした。接種1週間後にRSV-A2株(10の7乗pfu)を経鼻より感染させた。重症度の指標として連日、体重、気道抵抗を測定し、接種後4日目、6日目に肺を摘出し、ウイルス量、各種サイトカイン量を測定した。Palivizumabを投与したマウスでは、感染2日後の体重減少は同等であったが、感染7日後の体重減少は約10%と、対照群の25%減に比べ明らかに軽症であった。気道抵抗の上昇も同様に、Palivizumab群では軽度であった。また、Palivizumab群はRSV感染後4日目、6日目の肺においてウイルスは検出されなかった。また、肺中サイトカインの測定において、測定したIL-1α、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-7、IL-9、IL-10、IL-13、IL-15、IL-17、TNF-α、IFN-γ、G-CSF、GM-CSF、RANTES、KC、MCP-1、MIP-1α、はすべてPalivizumab群で低値であった。一方、RSV持続感染細胞であるBCH細胞を用いた抗RSV抗体測定の系は年間を通して調整したが、測定には至らなかった。25年度の研究により、Palivizumabの有効性が本RSV感染モデルでも再現され、本モデルが受動免疫、移行抗体の効果を評価する系としての有効性が示された。しかし、抗RSV抗体測定の系の確立には至らなかった。RSVのワクチン方法の検討のため、ウイルス液の経鼻投与(経鼻ワクチン)による効果を検討した。RSV非感染マウスへ経鼻にてRSVウイルス液(alive-RSV)、紫外線不活化RSVウイルス液(UV-RSV)を接種し、1か月後に再度alive-RSV、UV-RSVを経鼻にてマウスに接種した。2回目接種後、重症度の指標として連日、体重、気道抵抗を測定し、接種後4日目、6日目に肺を摘出し、ウイルス量、各種サイトカイン量を測定した。さらに再接種後4週間後に血中中和抗体価を測定した。24年度の研究により、alive-RSVによる経鼻ワクチンの有用性が示唆され、RSVワクチンを開発する際に基となる重要な知見が得られた。アジュバントとして用いたToll like receptor(TLR)刺激薬のマウスモデルを用いたRSウイルス経鼻ワクチンへの効果について検討した。初回免疫としてマウスに経鼻にてRSウイルス-A2株(生ウイルス群)、紫外線(UV)不活化RSウイルス-A2株(UVウイルス群)、TLR刺激薬添加紫外線不活化RSウイルス-A2株(TLR-UVウイルス群)を投与した。生ウイルス群のみ感染に伴う体重減少(重症化)がみられたが2週間以内に回復した。初回免疫4週間後にRSV生ウイルスを感染させた。生ウイルス群では体重減少が軽減し初回免疫効果が認められたが、UVウイルス群、TLR-UVウイルス群ともに体重減少が遷延し免疫効果が認められなかった。また、体重減少において、UVウイルス群とTLR-UVウイルス群において差は見られなかった。初回免疫4週の後、生ウイルスを感染させ、感染後4週間後に中和抗体を測定し初回免疫の感染後の中和抗体誘導について検討した。生ウイルス群ではRSウイルス-A2株への中和抗体価は32倍、サブタイプの異なるRSウイルス-Bへは4倍を示した。UVウイルス群、TLR-UVウイルス群ともにRSウイルス-A2株への中和抗体価は8倍、サブタイプの異なるRSウイルス-Bへは4倍未満であった。以上の結果から、経鼻による紫外線不活化ウイルスの免疫はその後の感染への軽症化は導かず重症化させ、さらに中和抗体誘導も生ウイルスに比べて不良であった。さらに、TLR刺激薬添加の効果は見られなかった。以上の結果より、経鼻接種によるワクチン効果は生ウイルスを用いるべきであることが示唆された。感染症血中の特異抗体測定系の確立が進まなかったため。実験系が確立しおおむね順調に進んでいるため。血中の特異抗体測定系を見直し、計画通りに進める。今後も計画書に基づき進める。

血中の特異抗体測定系の確立が進まなかったため、動物実験の回数が少なく予算の執行が計画通りに進まず、次年度使用額が生じた。血中の特異抗体測定系を変更し、計画通りに動物実験を進める。新たな、血中の特異抗体測定系は実現可能なプロトコールをすでに入手している。昨年度の研究計画の中でTLRアゴニストをアジュバントとするワクチン方法の検討が不十分であったたため、その関連の研究費が本年度に繰り越しになった。本年は早々にTLRアゴニストをアジュバントとするワクチン方法の検討を進め、研究計画書に基づき進める。
コリア社会の〈親日〉研究を参照軸とした転向文学の再検討

本研究ではコリア社会、特に韓国で、日本の転向研究を批判的に参照して、朝鮮人の転向や〈親日〉をめぐる研究が行われている状況を踏まえ、日本の転向文学を再検討する。〈親日〉にいたる朝鮮人の転向の過程を、日本が植民地朝鮮に輸出して敗戦とともに置き去りにした戦争責任にかかわる問題と捉える視座から、共産主義(文学)運動における日本人と朝鮮人との民族的連帯の内実を問い直す。これにより、西洋社会を参照軸としてきた戦後日本の転向研究の未完結性を明るみに出し、〈親日〉まで射程に入れた転向をめぐる新たな言説空間の構築を通じて、転向文学研究の今日的意義を提示する。
浮世絵の画像データベースによる文学的・演劇学的解釈の研究

当該科学研究費補助金によって得られた研究成果は、以下の通りである。1.様々な文芸に表れた「やつし」と「見立て」の用法について研究した。特に江戸時代の文学作品や演劇資料に表れた「やっし」と「見立て」の用例について調べ、時代に沿った展開や普遍性について研究した。2.「やつし」と「見立て」関係の浮世絵と版本とを原本収集し、「やつし」と「見立て」が最も著しく表れている箇所をデジタルカメラで撮影し、それらをデジタル画像データベースとした。これらの画像データベースは、310点である。3.「やつし」と「見立て」の浮世絵・版本画像データベースに、それぞれ書誌的説明を加え、それらの「やつし」と「見立て」の文学的・演劇的な解釈の情報を加えたデータベースを作成した。研究代表者及び研究分担者が作成した画像データベースは、95点である。4.「やつし」と「見立て」の文学的・演劇的な解釈の情報を加えたデータベースは、冊子体或いは展示会の形で公開し、関係研究者からの意見を求めた。5.これらの解釈付き画像データベースからいくつかを抽出して、音声付きDVDを試作した。つまり、「見立て」浮世絵とその解説を共にパソコン上で見られるばかりでなく、解説を朗読として聞くことができるものである。展示場等での、観客のDVDへの反応は大変良い。次の段階では、画像データベースを音声付きDVDとして完成させるべく、解釈付き画像データベースのコンテンツを更に充実させたい。科学研究費補助金による補助事業の初年度である本年度は、研究環境を整えることに意を用いた。即ち高速CPU・高速メモリ搭載コンピュータ、高精度一眼レフデジタルカメラ、画像閲覧ソフトを備え、浮世絵(役者見立絵)70枚の収集を行った。国内外の美術館や図書館等において、見立絵のデジタル撮影による収集を行った。即ち都立中央図書館東京誌料室から『見立三幅対』、『擬五行尽之内』他12点、ヴェネチア東洋美術館から『見立月雪花』、『絵兄弟見立七福』他9点、サレジオ大学マリオ・マレガ文庫から『役者見立東海道五十三次』、『見立志度寺瀧』他20点、架蔵浮世絵から『見立三十六歌撰』、『御銚五色染』、『見立三十六句』他13点等合計54点。原本購入による見立絵の収集を行った。即ち『役者見立東海道五十三次』34点、『東都高名会席尽』15点、『東都三十六景之内』5点、『近江八勇之内』5点、『見立八景』1点、『見立やみ尽』2点、『当世見立三十六歌撰』1点『見立三十六歌撰之内』1点等合計70点。既に収集してある見立絵及び今年度収集した見立絵の画像データベースの作成を行った。即ち『役者見立東海道五十三次』101点、『東都高名会席尽』23点、『擬五行尽之内』4点、『見立三十六歌撰』6点、『見立七小町』7点、『見立月雪花』3点、『絵兄弟見立七福』5点、『見立三十六句』2点他合計221点。収録した画像データベースに、書誌及び「見立」の文学的演劇学的解釈に関する情報を付した。即ち『当世好男子伝』9点、『見立七小町』7点、『見立三十六歌撰』3点である。また、「見立」の文学的・演劇学的解釈と大きな影響関係を有する、草双紙の演劇学的研究に関して、文学と演劇学との影響関係に関する集大成的著書を刊行した。なお、来年度より、俳諧や芝居関係資料における「見立上を研究する研究者との共同研究会を開催し、順次浮世絵における役者見立絵の「見立」の文学的・演劇学的解釈に関する研究を発表する予定である。

科学研究費補助金による補助事業の2年目である本年度は、「文学的・演劇的解釈の研究」のコンテンツ部分の考察を深めるべく、日本人の美意識の問題にまで対象を広げて研究し、庭園文化や立花などの芸能、俳譜や演劇関係資料における見立て、近世後期見立て役者絵の解釈などを焦点とした共同研究を開始した。そして、この共同研究の成果を、『近世文芸の表現技法<見立・やつし>の総合研究プロジェクト報告書』に掲載した。同時に浮世絵(見立て役者絵)37枚を原本購入による収集を行い、他機関に所蔵される見立て役者絵も収集を行った。具体的には、平成16年7月23日「近世後期役者絵の見立て」(発表者山下則子)、平成16年9月22日「見立てとヤツシと-日本人の美意識から俳譜におよぶ」(発表者立教大学教授加藤定彦氏)、平成17年1月19日「人形浄瑠璃の見立番付の紹介」(発表者武井協三)、「近世後期見立役者絵の解釈」(発表者山下則子)が、共同研究会の題目である。毎回58人のこの問題に鋭角的に取り組んでいる研究者が参加し、非常に専門的かつ有意義な研究会が行われた。この時の発表はその後共同研究会討議なども盛り込んで原稿化され、『近世文芸の表現技法<見立・やつし>の総合研究プロジェクト報告書』に掲載された。今年度共同研究による最も大きな成果は、日本人の美意識に非常に深く影響しているものが「やつし」即ち「当世化」であり、見立てはかなり特殊な表現方法であることが判明したことである。また、「見立て」と「擬え」、「当世」などと明記されている役者絵35点を、ひとつひとつ丁寧に解釈することにより、それらの間の相違点が明確化した。即ち「擬え」「当世」は「やつし」という意味である。原本購入による収集は以下の通りである。『見立三十六歌撰』6点、『役者見立て東海道五十三駅』6点、『見立やみつくし』2点、『見立月尽』2点、『当世七小町』2点、その他見立て絵19点である。また、国立国会図書館蔵見立役者絵や、都立中央図書館特別文庫室蔵見立役者絵を収集した。収集した見立役者絵の画像データベースの作成を行った。また、収録した画像データベースに、書誌及び「見立」の文学的・演劇学的解釈を付した。また前年度に収集したヴェネチア東洋美術館所蔵の見立役者絵を含む日本書籍類の目録を作成した。科学研究費補助金による補助事業の3年目である本年度は、浮世絵における「見立」の定義を明確にさせるべく、コンテンツ部分の研究を進めると同時に、近世中期の「やつし」の手法を用いた浮世絵と近世後期見立役者絵の相違の研究、近世後期見立て役者絵の見立の解釈などを中心に、共同研究会を開催した。そして、これらの成果は、『近世文芸の表現技法<見立て・やつし>の総合研究プロジェクト報告書第2号』に掲載した。加えて、原本購入により、浮世絵(『二十四孝見立画合』、『見立月雪花』、『見立十二支』、『源氏見立八景之内』、『今様擬源氏』、『其姿紫の写絵』など)11枚の収集を行った。また、画像処理に対応するため、高容量のパソコンを購入した。具体的には、国際浮世絵学会常任理事の新藤茂氏に、浮世絵における「やつしと見立の定義」についての発表を行っていただき(平成17年8月2日)、また、当館所蔵の近世後期役者見立絵『役者見立東海道五十三駅』に関して、その成立と見立についての研究を発表してもらい(平成17年12月26日)、浮世絵研究者や国文学研究者10名ほどで検討を重ねた。その結果浮世絵における「見立」と「やつし」の違いについて、問題点が明確化してきた。前年度から発展した研究成果としては、「擬え」「当世好男子伝(とうせいすいこでん)」というのは、見立の一種である、ということが判明した点にある。
800GHz帯用NbN超伝導SIS接合ミキサー製造技術の開発

超伝導受信機に用いるSIS接合ミキサーの性能は,SIS接合ミキサー周辺に配置されるフィルターやSSB受信機を構成するのに欠くことのできない90度ハイブリッドカプラーの性能等の高周波コンポーネントの周波数特性に左右される.本研究では,SIS接合ミキサーの製造技術の確立の一環として,「広帯域なSIS接合ミキサー」を設計するために,回路理論に基づく行列を用いた解析手法を考案・開発し,実際に広帯域な高周波コンポーネントを製作して評価を行なった.まず,ローパス・フィルターの設計では,IF帯域(通過帯域)で最良な平坦特性が得られるようにバタワース型のフィルターを採用し,回路理論的な設計手法に基いたSIS接合ミキサーのインピーダンスの変更に柔軟に対応できる設計手法を提案した.実際にその設計手法に基づいてローパス・フィルターのスケールモデルを製作し,電磁界解析の結果通りの動作を確認した.このフィルターは,通過帯域でのリプルはゼロであり,インダクター部やキャパシター部の長さを変えることで,ローパス・フィルタとして動作する周波数領域を任意に変えることが可能である.また,90度ハイブリッドカプラーの設計では,上記のローパス・フィルターの設計と同様な回路理論的な設計手法を用い,E分岐とH分岐のどちらの3dBブランチラインカプラに対しても柔軟に対応できることを確認した.この手法に従えば,「RF用の導波管タイプの90度ハイブリッドカプラー」と「IF用のストリップ線路タイプの90度ハイブリッドカプラー」のどちらでも,基本設計(電磁界シミュレータにかける前の設計)が可能である.この手法を用いて,84GHzから116GHzの周波数範囲で用いることができる100GHz帯用の広帯域の3dBブランチラインカプラを開発した.(このカプラは,電波天文学の分野の国際的な大規模プロジェクトである「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)」計画の仕様を満足する.)超伝導受信機に用いるSIS接合ミキサーの性能を充分に引き出すために必要な「IF帯域(通過帯域)で最良な平坦特性をもつローパスフィルター(SIS接合ミキサー周辺に配置されるフィルター)」とSSB受信機を構成するのに欠くことのできない「広帯域な90度ハイブリッドカプラー」の設計とスケールモデルによる評価をおこなった.まず,ローパスフィルターの設計では,IF帯域(通過帯域)で最良な平坦特性が得られるようにバタワースフィルタを採用し,回路理論的な設計手法に基いたSIS接合ミキサーのインピーダンスの変更に柔軟に対応できる設計手法を提案した.また,実際にその設計手法に基づいてローパスフィルターのスケールモデルを製作し,電磁界解析の結果通りの動作を確認した.このフィルターは,通過帯域でのリプルはゼロであり,インダクター部やキャパシター部の長さを変えることで,ローパスフィルタとして動作する周波数領域を任意に変えることが可能である.次に,90度ハイブリッドカプラーの設計でも,上記のローパスフィルターの設計と同様な回路理論的な設計手法を用い,E分岐とH分岐のどちらの3dBブランチラインカプラに対しても柔軟に対応できる設計手法を提案した.この手法に従えば,「RF用の導波管タイプの90度ハイブリッドカプラー」と「IF用のストリップ線路タイプの90度ハイブリッドカプラー」のどちらでも,基本設計(電磁界シミュレータにかける前の設計)が可能である.2段から5段までの90度ハイブリッドカプラーに関する考察したところ,4段で比帯域が約60%以上,5段で比帯域が70%以上の広帯域な90度ハイブリッドカプラーが実現できることが分かった.これらの90度ハイブリッドを実現するためにλ/4伝送線路の形状の検討を行った.そして,ストリップ線路(Paired Strips)を用いて,4段の3dBブランチラインカプラを設計し,電磁界解析の結果通りの動作を確認した.超伝導受信機に用いるSIS接合ミキサーの性能は,SIS接合ミキサー周辺に配置されるフィルターやSSB受信機を構成するのに欠くことのできない90度ハイブリッドカプラーの性能等の高周波コンポーネントの周波数特性に左右される.本研究では,SIS接合ミキサーの製造技術の確立の一環として,「広帯域なSIS接合ミキサー」を設計するために,回路理論に基づく行列を用いた解析手法を考案・開発し,実際に広帯域な高周波コンポーネントを製作して評価を行なった.まず,ローパス・フィルターの設計では,IF帯域(通過帯域)で最良な平坦特性が得られるようにバタワース型のフィルターを採用し,回路理論的な設計手法に基いたSIS接合ミキサーのインピーダンスの変更に柔軟に対応できる設計手法を提案した.実際にその設計手法に基づいてローパス・フィルターのスケールモデルを製作し,電磁界解析の結果通りの動作を確認した.このフィルターは,通過帯域でのリプルはゼロであり,インダクター部やキャパシター部の長さを変えることで,ローパス・フィルタとして動作する周波数領域を任意に変えることが可能である.また,90度ハイブリッドカプラーの設計では,上記のローパス・フィルターの設計と同様な回路理論的な設計手法を用い,E分岐とH分岐のどちらの3dBブランチラインカプラに対しても柔軟に対応できることを確認した.この手法に従えば,「RF用の導波管タイプの90度ハイブリッドカプラー」と「IF用のストリップ線路タイプの90度ハイブリッドカプラー」のどちらでも,基本設計(電磁界シミュレータにかける前の設計)が可能である.この手法を用いて,84GHzから116GHzの周波数範囲で用いることができる100GHz帯用の広帯域の3dBブランチラインカプラを開発した.(このカプラは,電波天文学の分野の国際的な大規模プロジェクトである「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)」計画の仕様を満足する.)
立体特異的フォトクロミック反応を行うチオフェノファン-1-エン類の開発

得られた結果を要約する。1.ベンゼン環で架橋した、フォトクロミックチオフェノファン-1-エン類を設計し、合成を行った。得られたチオフェノファン-1-エン類は、ベンゼン環の架橋位置によって光異性体(着色体)の熱安定性が異なることが見いだされた。これは、ほんのわずかに構造を変化させることで、様々な熱安定性を持つフォトクロミック化合物を開発できることが示された稀少な例である。2.また、ベンゼン環の架橋位置によって、光閉環反応の量子収率が大きく異なることを見いだした。これは、反応点間の距離をコントロールすることで、溶液中で大きく量子収率が変化した初めての例となった。即ち、シクロファン化合物にすることで、光反応点間の距離が固定化されたため見いだされた現象であり、シクロファン特有であるといえる。3.この研究で見いだされたチオフェノファン-1-エン類の1つは、高い量子収率で光反応を行い、両光異性体が高い熱安定性を有するなど、光メモリー材料として有望な化合物であることが見いだされた。4.チオフェノファン-1-エン類の光学分割を種々の条件で検討したが、本研究期間中は成功しなかった。これは、光学分割に用いるHPLCカラムとチオフェノファン-1-エン類の相性が悪かったためではないかと考えている。今後、極性な置換基を導入することで、より、光学分割に適したチオフェノファン-1-エン類を開発し、立体特異的フォトクロミック反応を検討する予定である。本年は、立体特異的フォトクロミック反応を行うチオフェノファン-1-エン類の分子設計、及び合成を行った。ジチエニルエテンをベンゼン環で架橋した大環状チオフェノファン-1-エン類は、架橋するベンゼン環の位置によって、光異性体である閉環体の熱安定性及び量子収率が劇的に変化した。これは、ほぼ同じ吸収スペクトル変化を行いながらも環の大きさによって熱安定性・量子収率が変化できる画期的なフォトクロミック化合物であると考えられる。即ち、この大環状チオフェノファン-1-エン類を用いることによって、閉環体が熱不安定なものからは、フォトクロミックサングラスのような調光材料へ、また、閉環体が熱安定なものからは、光メモリー材料へと応用可能である。一方、量子収率については、最も高いもので0.5を超えるなど、現在フォトクロミック化合物開発の主流である、ジチエニルエテン化合物を超えるものの開発に成功した。高い量子収率は、高感度化に必要不可欠な要素なので、本年度は、熱安定な、高感度な光メモリー材料の開発に成功したと言える。一方、小環状チオフェノファシ-1-エン類の分子設計及び合成も並行して検討した。小環状チオフェノファンは、その大きな歪みより、着色体(閉環体)が無色体(開環体)よりも熱安定であることが、化学計算によって予想された。分子の歪みが大きいため、合成には手こずっており、現在、目的化合物の2段階前の前駆体まで合成を行ったところである。大環状、小環状チオフェノファン-1-エンは共に旋光度変化による非破壊読み出し性、屈折率変化による光導波路の検討などに期待ができる化合物である。本年度は、立体特異的フォトクロミック反応をおこなうメタシクロファン-1-エン類として、[2.n]チオフェノファン-1-エン、ジチアジチエニルエテノファン、[2.2]メタシクロファン-1-エン誘導体の合成とフォトクロミズムの評価を行った。[2.n]チオフェノファン-1-エンは、ジチエニルエテンをポリエーテルで架橋したもので、分子設計、合成をおこなった。得られた[2.n]チオフェノファン-1-エンは、遷移金属(特に亜鉛イオン)との錯形成を光可逆的におこなうことを見いだした(未発表)。この化合物は光学活性を有するので、立体特異的フォトクロミック反応を今後検討する予定である。

一方、ジチアジチエニルエテノファンは、ジチエニルエテンをベンゼン環で架橋した化合物であり、その架橋位置によって光閉環反応の量子収率と光異性体の熱安定性が異なることを見いだした。これは、似たような構造のフォトクロミック化合物で、反応効率や熱安定性を自由にコントロールことを見いだした、初めての例である。また、溶液中においても、反応点間の距離が光閉環反応の量子収率に反映されることを見いだしたことは、今後のフォトクロミック化合物の設計上、有用な知見が得られたと言える。[2.2]メタシクロファン-1-エンについては、いままで誘導体合成が困難であったが、保護基として用いたtert-ブチル基の置換が可能となったため、アセチル誘導体の合成をおこなった。この化合物は、マクマリー反応などでn量体を合成する中間体となり得ることから、今後、光スイッチ機能を持った共役ポリマーなどへ応用する予定である。
流体の破壊力学―破壊の時間発展モデル構築と流動履歴依存性の検討

火山噴火における,マグマ破砕のように,物質の流動から固体的な破壊への遷移は,固体地球現象のモデリングにおいて重要かつ未解明の現象である.本研究は,物質の流動や弾性変形を観察しやすい軟らかい材料(ソフトマター)を用いた実験により,この遷移現象を解明する.そして,それを再現する数値計算手法を開発することを通し,地球科学に応用するための基盤を構築する.火山噴火によるマグマの破砕のように、物質が流動している状態から固体的に破壊する状態への遷移は、固体地球現象のモデリングにとって重要であるが未解明の問題である。本研究では、流動状態にある物質が、変形速度の増加、あるいは物性の変化によって固体的に破壊する現象に着目し、ソフトマター材料を用いた実験と数値計算を組み合わせて研究を行うことで、構成方程式を推定し、破壊の脆弱度の評価を行う。「流体の破壊」という固体地球現象の理解や物質科学において重要かつ挑戦的な課題に、地球科学・物質工学・物性物理学分野の学際的かつ国際的な研究組織で取り組む、意欲的で新規性の高い研究である。理論から実験まで幅広い手法を用いるバランスの取れた研究計画となっており、成果が期待される。基礎的な研究であり、ただちに応用への道が開けるわけではないが、将来的にはマグマ破砕現象の理解に貢献することが期待される。火山噴火における,マグマ破砕のように,物質の流動から固体的な破壊への遷移は,固体地球現象のモデリングにおいて重要かつ未解明の現象である.本研究は,物質の流動や弾性変形を観察しやすい軟らかい材料(ソフトマター)を用いた実験により,この遷移現象を解明する.そして,それを再現する数値計算手法を開発することを通し,地球科学に応用するための基盤を構築する.
バクテリア細胞内で周期移動する新規運動性タンパク質SopAの時空間解析

大腸菌の性決定因子Fプラスミドは、細胞内に1から2コピーと非常に少ないコピー数にもかかわらず、娘細胞へと安定に分配される。この過程でFプラスミドは、細胞中央で複製されたのち速やかに細胞両極方向へ移動することが知られており、ATPアーゼのSopAタンパク質が、移動の駆動力を生じているのではないかと考えられてきた。ではいかにしてSopAタンパク質はプラスミドに駆動力を与えているのかという問題を中心に本研究を行った。これまでの研究により、生きた細胞の中でプラスミドDNAとSopAタンパク質を蛍光タンパク質で標識し、両者の動態解析してきた。SopA-YFPタンパク質は細胞極近くに蛍光輝点を形成し、これが重合の中心となり、さらにそこから細胞全体にSopAが繊維状の構造体を形成しているらしい。また、このSopAの重合中心は、細胞内の端から端へ周期的に移動し、この変動に伴ってプラスミドDNAも周期的に移動した。これら結果は、SopAタンパク質は、直接プラスミドを押し引きして分配移動させるというより、繊維状のSopAタンパク質がプラスミドの移動の際の軌道として機能していることを強く示唆していた。また、この繊維構造には方向性があり、この方向性によりFプラスミドの分配移動方向をガイドする軌道として機能すると考えられる。さらにSopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成しているか、否か明らかにするため、無核細胞内でのSopAタンパク質の動態を詳細に調べた。この結果、SopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成していることが明らかとなった。バクテリア細胞におけるDNAの移動、分配に関わるセントロメア様の機能部位は、染色体外因子であるファージやプラスミドに数多く見いだされてきた。その後のゲノム配列の解析からバクテリア染色体上にも広く保存されていることが分かった。しかし、枯草菌では、これを欠失させても染色体分配には影響しない。そして、大腸菌のように、染色体から完全に失われているものも多い。ファージやプラスミドで見つかった分配装置はタンパク質をコードする2つの遺伝子とセントロメア様のシス機能部位から構成されている。このプラスミドの分配遺伝子群はWalker型ATPaseを含むか、あるいはアクチン型ATPaseを含むかで二分される。最近になり、アクチン型ATPaseグループにおいてプラスミドDNAの移動、分配の分子機構が明らかになった。アクチン型ATPaseであるParMタンパク質は、結晶構造解析からその構造がアクチンそのものであった。そして、このParMタンパク質が重合することによってフィランメントを形成し、プラスミドを両娘細胞へと押しやるという。一方、残るWalker型ATPaseグループのプラスミドの分配の分子機構については、不明であった。このグループを代表するFプラスミドのSopABC分配機構において、分配されていくプラスミドDNAとWalker型ATPaseであるSopAタンパク質を細胞内で同時に観察し、その動態の解析から分配の分子機構を解き明かすことを試みた。SopAタンパク質は、細胞内で、ら旋状のフィランメント構造を形成していた。しかもその細胞内局在は、一方の細胞極から他方へと周期的に変動した。この変動に対応して、プラスミドDNAはその移動方向を変えた。すなわち、SopAタンパク質はプラスミドDNAの運動方向を決める、一種のガイダンス・モータータンパク質であると考えられる。
イオンチャネルの開閉に伴う活性化ゲート構造の同定

1998年Kチャネルの結晶構造がMacKinnonらのグループによって決定した。本研究は次のような目的意識で行った。決定された立体構造から予想される機能とは直感的に結びつかない新たな現象を見出し、その機構をキネティクスや静電気学的に解析する。このような現象から得られる動的なチャネル像を静的な立体構造を対応づけ、新たなチャネル像を構築する。"内向き整流性"Kチャネルのうち2回膜貫通型のIRK(Kir2.1)と6回膜貫通型のKAT1を対象に実験を行った。両者はポア近傍の構造に関して相同であると考えられている。IRKチャネルの細胞外Mg^<2+>による効果を明らかにするために、表面電荷を正確に評価する方法を開発した。この方法によってMg^<2+>とCa^<2+>の差がチャネル表面への結合の強さによるものであって、一旦結合したときに表面電位への効果は同等であることが明らかになった。さらにMg^<2+>は表面電荷だけでなく開チャネルブロッッカーとして働くことを明らかにした。単一チャネルキネティクス解析から開チャネルブロッキングによってゲートが影響を受けることを見出した。この現象は従来考えられているゲートの局在では説明が困難である。今後いくつかの可能性を検討していく必要がある。一方、KAT1チャネルはイオン選択性機構を修飾する変異型について検討していたが、偶然にもゲート特性が変化していることを見出した。ポアへリックスという透過イオンに接触することのない位置への変異(T256)で活性化過程の速度が変化した。キネティクス解析の結果、閉状態から開状態への遷移速度が大きく変化することが明らかになった。内向き整流性Kチャネルの電位依存的開閉は、他の電位依存性チャネルで明らかになっているようなチャネル蛋白の一部によるものではなく、細胞内多価カチオン(Mg^<2+>とポリアミン)によるブロック現象である。ところがこのチャネルでも深い過分極電位という細胞内カチオンブロックの働かない電位領域ではチャネルの開閉が認められる。この開閉はチャネル分子固有の構造変化によるものと考えられている。まず、これを現象論的に捉えるために電位固定実験を行った。このチャネルは細胞外の二価カチオンによってブロックされるが、過分極電位領域の緩い不活性化はこれらのブロック現象ではないことを細胞外キレート剤存在下での実験で示した。さらに単一チャネル記録によって細胞外ブロッカーが開時間を濃度依存性に延長することを見出した。Neherらのモデルによるとこの現象は開ブロック状態のチャネルが閉状態へ遷移できないときに起こる。すなわち細胞外からポアの浅い位置に入り込む開ブロッカーの存在がチャネルのゲートが閉じるのを妨げていることになる。この現象がブロッカーとゲートの直接相互作用によるものか、あるいは透過イオン流遮断することによるイオン相互作用を介するものであるかを明らかにする必要がある。イオン相互作用の可能性を検討するために細胞外ナトリウムイオンによるブロック現象を詳細に解析した。ナトリウムイオンは電気的距離で評価する限りポアのかなり深い所まで入り込むことが明らかになった。すでに作製したチャネルポアの変異体を使ってブロッカーがゲート因子に与える影響を解析し、ポアの特定部位とゲート因子の相互作用を検討したい。ゲートの局在化を明らかにする目的で始めたこの研究の途上で、米国のMacKinnonらはKチャネルの結晶構造を決定した。その立体構造から予想されるゲートの局在は細胞内の内側ヘリックス部であることを示唆し、Perozoら(1998)による分光学のデータもその予想を支持した。ところが私たちは細胞外近傍で作用するブロッカーがチャネル開閉を修飾することを次のような実験から見出した。

細胞外の二価カチオン(Mg^<2+>、Ca^<2+>)はポアの浅いところ(膜電位を10%も感じない非常に浅い位置)に入り込んで開チャネルブロックを引き起こすことを電気生理学的実験で明らかにした。一方、単一チャネル記録によってチャネル開閉のキネティクス解析を行うと、みかけの開時間がブロッカー濃度に依存して線形に延長することが明らかになった。この現象はNeher-Steinbachの単純な開チャネルブロック機構に適合する。すなわち、ブロッカーがボア内に留まる限りチャネルは閉構造への遷移を行えない。この現象が開チャネルブロッキングであることをより直接的に確かめるために開チャネルノイズ解析を行った。速いブロックのキネティクスを捉えるために20kHzまでの高い周波数帯域の記録を行い、パワースペクトルを検討したが、ブロックに起因するらしい成分は捉えることができなかった。二価カチオンは閉時間に対してもブロッカー濃度に依存して延長させた。ブロッカーの結合部位が浅いことを考慮に入れると、これらの現象はゲートの局在を細胞内のヘリックス部分に帰することが困難である。得られた立体構造をもとにアロステリックなゲート機構について検討した。
外国人のビジネス日本語能力の評価に関する基礎研究―評価システムの構築をめざして―

本研究では、ビジネス日本語教育の現場での活用を目的として、外国人のビジネス日本語能力を評価するビジネス日本語Can-do statements(以下Cds)を開発した。開発にあたっては、BJTビジネス日本語能力テスト(以下BJT)の測定対象能力を参考にCds項目を構築し、2010年2011年は国内の日本語教育機関でビジネス日本語学習者446名に、2012年2013年度は日本と中韓米仏国で551名にBJT模擬テストとビジネス日本語Cds調査を実施し、検証の結果,全項目でBJTの得点レベルとの相関関係が認められ、Cdsの妥当性が証明され、評価システムとしてのビジネス日本語Cdsが完成した。本年度は,外国人のビジネス日本語能力の評価基準として「BJTビジネス日本語能力テスト(以下,BJT)に基づくビジネス日本語Can-do statements(案)(以下,ビジネスCds)」を構築することを目的とし,予備調査によって明らかになった問題点に修正を加えた当該ビジネスCdsについて,信頼性と妥当性の再検証を行った。以下は修正のプロセスである。1)当該ビジネスCdsの内容や表現について,think aloud方式でヒアリングを行い,意見を収集し,修正点として反映。2)1)に基づいて修正したビジネスCdsを作成。また,「話す」10項目,「書く」10項目を作成し,ビジネスCds調査票に追加。3)2)を11ヶ国語に翻訳。本調査は,2010年8月10月に琉球大学および東京都内の大学,日本語学校計4校で実施した。被験者数は203名で,有効回答数は192名であった。本調査で用いたビジネスCdsのα係数は0.982と高く,高い内部一貫性が認められた。また,BJTの結果によるレベル別に、ビジネスCdsの技能別平均値を算出したところ、全技能においてレベルが上がるにつれて平均値が高くなっていた。ビジネスCdsの四技能について,BJTの各部門との相関係数を算出したところ,どれも低い正の相関があった。次に,ビジネスCdsの項目別分析を行ったところ,今回の修正によって「聴く」で4項目,「読む」で7項目が改良され,「聴く」と「読む」においては,全項目でBJT模擬テストのレベルとビジネスCdsの回答結果との間に正の相関が見られた。ただし,今回追加した「話す」「書く」の技能については,それぞれ3項目ずつレベルとの間に相関が見られず,さらなる修正が必要であることが認められた。これらについてはさらなる検証が必要である。本年度の調査の結果,本研究において示したビジネスCdsの改良の手続きが,妥当性の改善のために有用であることが確認された。今後は,被験者の母語や居住地域(国内・国外)によってビジネスCdsの回答に違いが生じているかどうかをDIF分析によって明らかにし,当該ビジネスCdsの妥当性をさらに高めていく予定である。琉球大学では「アジア人財資金構想(以下,アジア人財とする)」の中の「高度実践留学生育成事業」を沖縄コンソーシアム管理法人として実施していたが,本事業は2010年度をもって終了し,現在,各コンソーシアムの自立化が推進されている。そのため,アジア人財の目的であった「ビジネスに対応した高度な日本語力」を持つ「企業の発展および国際化に貢献しうる」人材を育成するための評価システムの確立が求められている。本研究では,外国人のビジネス日本語能力の評価システムとしてのビジネス日本語Can-do statements(以下,ビジネス日本語Cdsとする)を開発し,その信頼性と妥当性を検証しており,最終的にはビジネス日本語Cdsの完成を目指している。アジア人財では,ビジネス日本語の能力を評価・測定する大規模試験「BJTビジネス日本語能力テスト(以下,BJTとする)」を習得度に関する外在化評価ツールとして採用していた。そこで,本研究では,BJTの評価・測定の基本的な考え方を参考に,ビジネス日本語Cdsの質問項目として再構築した。このビジネス日本語Cdsを用いて、2010年8月から2011年11月にかけ,沖縄県,東京都,愛知県の大学および日本語学校のビジネス日本語を学習者446名(うち平成23年度の調査対象は283名)に対して,BJT模擬テメトとビジネスCdsによる調査を実施し,その相関を求めた。その結果を基にビジネス日本語Cds修正版を完成した。今後は国内調査と平行して海外在住のビジネス日本語学習者に調査を実施する。外国人学習者及びビジネスパーソンの自己評価に影響を与えるファクターは様々考えられるが、そのうち、「母語」「居住地域」の2点に絞り,それぞれの切り口で自己評価に差異があるかどうかを、DIF (Differential Item Functioning)分析によって明らかにし,ビジネス日本語Cdsの各項目の妥当性のさらなる検証をし,最終的には完成版ビジネス日本語Can-doを作成する。完成したビジネス日本語Cdsは,日本企業への就職を希望する日本語学習者に対するビジネス日本語教育の実践や,日本企業で働くビジネスパーソンの人事評価に資すると期待される。

経済のグローバル化の進展に伴い,多くの日本企業は更なる成長戦略を求めて,経営や生産の基盤や販路拡大のための営業拠点を海外にも求めている。経済産業省と文部科学省は,アジアの相互理解と経済連携の促進に向け,優秀な人材を育てるため「アジア人財資金構想」を2007年度から2010年度に実施し,日本の企業に就職する意欲の高い学業優秀な留学生に対して,ビジネス日本語,日本ビジネス研修を始めとする就職活動の支援を行った。一方で,日本学生支援機構が実施した私費留学生の生活実態調査によれば,卒業後の進路希望として「日本において就職希望」と回答した者が52.2%で,最も多かった。しかし現実には,高度外国人材を受け入れる企業は多いとは言えず,受け入れている企業でも人材を活用する仕組みが十分に整備されているとは言えない。企業活力研究所が行った「日本企業における高度外国人材の採用・活用に関する調査」では,企業における高度外国人材の活用が進まない要因のひとつとして採用時の高度外国人材の能力の判定が難しいことを指摘している。そこで,本研究では,高度外国人材に求められるビジネス日本語能力を評価するシステムの構築をめざし,ビジネス日本語Can-do statements(以下,ビジネス日本語Cdsとする)を開発した。開発にあたっては大規模試験の一つでありビジネス日本語能力を測定するBJTビジネス日本語能力テストの測定対象能力を分析し,その結果に基づいてビジネス日本語Cds項目を構築した。そして「BJTビジネス日本語能力テストに基づくビジネス日本語Cds」の妥当性を検証するため、平成22年度から25年度にかけて、日本及び海外在住のビジネス日本語学習者946名を対象として、BJTビジネス日本語能力テスト模擬テストとビジネス日本語Cds調査を実施し、ビジネス日本語Cdsを完成し、専用HPを開設し、広く公開した。本研究は,外国人のビジネス日本語能力の評価システムとしてのビジネス日本語Can-do statements(以下,ビジネス日本語Cdsとする)を開発し,完成することを目的とする。当該ビジネス日本語Cdsの信頼性と妥当性を検証するため,2010年8月から2011年11月にかけ,日本国内の日本語教育施設でビジネス日本語を学習中の留学生446名に対し,BJTビジネス日本語能力テスト(以下,BJTとする)の模擬テストおよび,ビジネス日本語Cds調査を実施した。その結果,ビジネス日本語Cdsは,内部一貫性を示す信頼性係数(α)は0.978と高く,全体の85%の項目にBJTの得点レベルとの間に相関関係が認められたが、日本のビジネス現場で働く外国人ビジネスパーソンとその上司に対し,Cds調査とインタビュー調査を行ったところ,業務経験の有無と自己評価の関係について,さらなる検証の必要性が明らかとなった。そこで、平成24年度は、自己評価に影響を与えるファクターとして「経験」「母語」「居住地域」の3点に焦点を当てて調査を続行した。
ポストゲノムにおける領域間インターフェースの構築と次世代薬学研究者の育成

本研究では物理系薬学分野の領域間インターフェースに視点を当て、多様な薬学分野の技術と知識を有機的に結びつけるとともに、同時に、領域間インターフェース研究に取り組む次世代薬学研究者の育成を行なう企画調査を実施した。中でも、ポストゲノムの推進において重要な役割を担っている物理化学、構造生物学、薬剤学、製剤学、分析化学、生物物理学等の研究者がその専門性を生かしつつも、その専門に拘束されず、新たな領域間インターフェースの構築を行い、プロテオミックス研究やセロミックスの研究を医療に直接役立て得る方向を打ち立てた。企画調査においては、従来の研究姿勢から脱却し、薬学の諸分野で現在活発に研究を行い、研究を先導する研究者で、研究を組織するとともに、16年12月に「公開シンポジウム」を開催し、活発な討議を行うと同時に、次世代の薬学研究者の育成のための「若手シンポジウム」を実施し、研究課題の達成に多大の成果を得た。研究メンバーは薬学領域の広い視点からの討議ならびに企画調査を行い、インターフェースの構築と次世代の薬学者を育成のための具体的な多くの成果を得た。本企画調査研究組織の班員は(1)プロテオミックスとセロミックス研究の薬学的推進と展開、(2)領域間インターフェースの構築、(3)次世代薬学研究者の育成次の3項の少なくとも一つには属し企画調査を行い、国際会議への研究発表・出席等を通して、広い視点からの調査研究を実施した。その結果、「ポストゲノムにおける領域間インターフェースの構築と次世代薬学研究者の育成」に関して、ポストゲノム時代を先導する薬学研究者の育成を実施するための十分な成果が得られたものと判断された。
去勢抵抗性前立腺癌のドセタキセルとカバジタキセル耐性化の機序とその克服

去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)に対する化学療法の第一選択はドセタキセルであり、奏功はするものの、やがて耐性となることが問題となる。近年、ドセタキセル後の化学療法薬としてカバジタキセルの有効性が示され、2014年には本邦でも認可された。しかし、カバジタキセルを使用しても、同様にいずれは耐性となる。我々は最近ドセタキセル抵抗性の前立腺癌細胞株を用いてカバジタキセル耐性株を2種類(PC-3-TxR/CxRとDU145-TxR/CxR)樹立し、それぞれ親株に対して11.8倍、4.4倍カバジタキセルに対して耐性を示した。本年度はMicroarrayの手法を用いて関与する遺伝子の同定を試みた。カバジタキセル耐性細胞株において、両細胞株においても、1,000を超える遺伝子の発現変化が認められた。特に、薬剤耐性遺伝子と言われる遺伝子群の発現をカバジタキセル耐性株と感受性株で比較検討した。その中で、カバジタキセル耐性細胞株において、MDR1遺伝子からコーダされるP糖タンパクの過剰発現が確認された。このため、このMDR1過剰発現がカバジタキセル耐性の原因かどうかを明らかにするため、MDR1の発現をノックダウンし、感受性が回復するかどうかを観察したところ、カバジタキセルの感受性が部分的に回復した。以上のことより、カバジタキセルに対する耐性化にはP糖タンパク質の過剰発現が関与していることが示唆された。さらにP糖タンパク質以外のカバジタキセルに対する耐性化に関与すると考えられる遺伝子をcDNA microarrayにて調査した。その結果候補となる複数の遺伝子を発見したため、その遺伝子のsiRNAを作成し、PC-3-TxR/CxRとDU145-TxR/CxRに導入して患者性が回復するかどうかを調べた。しかし、候補となる遺伝子のsiRNAはどれもカバジタキセルに対する感受性を回復させなかった。我々は最近ドセタキセル抵抗性の前立腺癌細胞株を用いてカバジタキセル耐性株を樹立した。親株はアンドロゲン非依存性前立腺癌細胞株であるPC-3とDU145細胞である。それぞれのドセタキセル耐性細胞株、カバジタキセル耐性細胞株のIC50を算出した。PC-3-TxR、PC-3-TxR/CxRのIC50はそれぞれ、1.3、15.4 nMで、DU145-TxRとDU145-TxR/CxRのIC50はそれぞれ7.0、30.8 nMと、耐性化ができているのが確認できた。また、それぞれの細胞増殖のスピードも確認した。また、in vivoにおいては、SCIDマウスの皮下に親株、PC-3由来のドセタキセル耐性株、カバジタキセル耐性株を移植し、マウス腹腔内にドセタキセルとカバジタキセルを注入し、in vivoでもこれらの薬剤に耐性となっていることを観察した。カバジタキセルにさらにこれらの細胞を用いて、total RNAを抽出し、アジレント社cDNA microarrayを用いて、カバジタキセル耐性株で発現の亢進している遺伝子、発現の低下している遺伝子をそれぞでの耐性株で確認した。in vivoの実験において、親株であるDU145細胞株、DU145-TxR, DU145-TxR/CxR細胞株に対するドセタキセル、カバジタキセルのの抗腫瘍効果、耐性化の有無を確認しようとしたが、親株自体が、抗癌剤に対する耐性化を示しているため、カバジタキセルの耐性化を示す至適濃度がまだ確認に至っていない。また、cDNA microarrayにおいて、耐性株で発現の大きく変化している遺伝子をsIRNAを用いてノックダウンして、耐性化の克服を目指そうとしたが、いくつかの遺伝子のノックダウンではまだ耐性化克服には至っていない。我々は最近ドセタキセル抵抗性の前立腺癌細胞株を用いてカバジタキセル耐性株を2種類樹立した。カバジタキセル知性となった細胞株PC-3-TxR/CxRとDU145-TxR/CxRともin vivoにおいてもカバジタキセルに対して耐性を示した。PC-3-TxR/CxRとDU145-TxR/CxRはそれぞれ親株に対して11.8倍、4.4倍カバジタキセルに対して耐性を示した。

このため、このMDR1過剰発現がカバジタキセル耐性の原因かどうかを明らかにするため、MDR1の発現をノックダウンし、感受性が回復するかどうかを観察したところ、カバジタキセルの感受性が部分的に回復した。以上のことより、カバジタキセルに対する耐性化にはP糖タンパク質の過剰発現が関与していることが示唆された。ドセタキセル耐性前立腺癌細胞株とカバジタキセル耐性前立腺癌細胞株を用いてcDNAmicroarrayを行い、発現の大きく異なる遺伝子を見つけ、耐性化の原因となる遺伝子を同定しようと試みた。その結果、カバジタキセル耐性株PC-3-TxR/CxRで発現の亢進する遺伝子が、4,683、DU145-TxR/CxRで1,537確認できた。両耐性細胞株で共通して発現の亢進した遺伝子が、耐性化の原因遺伝子の可能性があるという仮説のもとにそれらの遺伝子の発現をRT-PCRで確かめ、さらにそれらの発現をsiRNAを用いてノックダウンして、カバジタキセルに対する感受性が回復するかどうかを確認したが、どの遺伝子でもうまくいかなかった。次に、薬剤耐性に関与するといわれるMDR1やMRPsの発現に注目し、それらの発現変化を観察したところ、PC-3-TxR/CxRではMDR1の発現がPC-3-TxRに比べてさらに亢進していた。またDU145-TxRではすでにMDR1の発現が亢進していたが、DU145-TxR/CxRではMDR1の発現はそれほど亢進していなかった。MDR1の発現をsiRNAを用いてPC-3-TxR/CxとDU145-TxR/CxRでノックダウンしたところ、両細胞においてカバジタキセルに対する感受性が部分的に回復した。以上の結果より、カバジタキセル耐性の獲得にはMDR1遺伝子の発現が強く関与していることが示唆された。去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)に対する化学療法の第一選択はドセタキセルであり、奏功はするものの、やがて耐性となることが問題となる。近年、ドセタキセル後の化学療法薬としてカバジタキセルの有効性が示され、2014年には本邦でも認可された。しかし、カバジタキセルを使用しても、同様にいずれは耐性となる。我々は最近ドセタキセル抵抗性の前立腺癌細胞株を用いてカバジタキセル耐性株を2種類(PC-3-TxR/CxRとDU145-TxR/CxR)樹立し、それぞれ親株に対して11.8倍、4.4倍カバジタキセルに対して耐性を示した。本年度はMicroarrayの手法を用いて関与する遺伝子の同定を試みた。カバジタキセル耐性細胞株において、両細胞株においても、1,000を超える遺伝子の発現変化が認められた。特に、薬剤耐性遺伝子と言われる遺伝子群の発現をカバジタキセル耐性株と感受性株で比較検討した。その中で、カバジタキセル耐性細胞株において、MDR1遺伝子からコーダされるP糖タンパクの過剰発現が確認された。さらにP糖タンパク質以外のカバジタキセルに対する耐性化に関与すると考えられる遺伝子をcDNA microarrayにて調査した。
糖尿病網膜症におけるblue cone-ERGの検討

メデレック社製ガンツフェルドドームを用いて,糖尿病網膜症におけるblue cone-ERGの記録を試行中である。同ERGの電位は極めて微弱なため,安定した結果が得られにくい。そこで先ずは,本研究の対象である糖尿病網膜症患者の前に正常者について,加算による記録を含めたERGの記録方法を模索中である。この問題の解決により,鮮明なERG波形を得ることが可能となると考える。また記録される波形がより選択的にblue cone-ERGとするため,光刺激および背景光の強度およびそれらの波長の決定を急いでいる。また,背景光の波長の選択は重要である。また検出されたERG波形の頂点潜時の検討もあわせて行なっている。これはblue cone-ERGの波形は,他の波長帯のERGより長いという報告に基づくものである。本研究に関して,これらの基礎的な実験を行い今後の研究を進展させる予定である。
sp^3炭素-水素結合の活性化を契機とする触媒的カルベン錯体生成

本研究では、遷移金属錯体を用いたsp^3炭素-水素結合の活性化、続いて生じたアルキル錯体からのα水素脱離を利用したカルベン錯体の効率的発生法、ならびにその特徴を生かした触媒的分子変換反応の開発を目的として検討を行った。昨年度の研究では、モデル基質を用い、それに対し様々な遷移金属錯体を作用させ、まず化学量論反応にて、このような形式の反応が実現可能であるか検証した。その結果、カチオン性のイリジウム錯体を用いた場合、既知のカルベン錯体と類似したスペクトルデータを与える錯体を合成することに成功した。今年度の研究では、この錯体を用いて合成反応への展開を目的に様々な反応剤との検討を行ったが、満足のいく結果を得ることはできなかった。上記の検討に加え、「ロジウム触媒を用いる末端アルキンとα,β-不飽和イミン類との分子間[4+1]型の付加環化反応による置換ピロール合成法」、及び「ロジウム触媒による連続的酸化-還元-アルドール反応を利用するγ-ピロン合成法」の開発に成功した。前者の反応はビニリデン錯体へのイミンの窒素原子の求核付加反応を契機とする反応であり、不飽和イミンと末端アルキンとの分子間[4+1]型の反応が進行することで置換ピロールを与える。後者の反応はアリルアルコール基質の連続的な酸化-還元-アルドール反応を利用する反応であり、ポリケチドの一種であるγ-ピロンを一挙に与える。いずれの反応もロジウム錯体の持つ特徴的な反応性を巧みに活用したこれまでにほとんど例のない形式の反応であり、入手が容易な原料から合成中間体として有用なピロール、及びγ-ピロンを一挙に与える、合成化学的にも価値の高い反応である。本研究では、これまでほとんど報告例の無い、遷移金属錯体を用いたsp^3炭素-水素結合の活性化、続いて生じたアルキル錯体からのα水素脱離を利用したカルベン錯体の効率的発生法、ならびにその特徴を生かした触媒的分子変換反応の開発を目的として検討を行った。これを実現するためには、一般に不安定であるカルベン錯体の生成を促進する必要がある。そこで、位置選択的な炭素-水素結合の活性化を行い、生じるカルベン錯体を安定なFischer型カルベン錯体とすることで、その生成を促進できると考えた。まずは、モデル基質として、分子内の適切な位置に配位性官能基を有する、8位に活性化する部位を持つキノリン誘導体を用い、それに対し化学量論量の様々な遷移金属錯体を作用させて、本コンセプトで実際にカルベン錯体が発生するかどうかを調べた。用いた遷移金属錯体として炭素-水素結合の活性化能を有するルテニウム、ロジウム、イリジウムの錯体を用い、生成する化学種が不安定であると考えられるので、反応系をNMRによって直接観測した。その結果、カチオン性のイリジウム錯体を用いた場合、新しい化学種が複数観測され、その中の主成分の単離に成功した。これは、以前Crabtreeらが報告している、同じカチオン性のイリジウム錯体を用いたアミノピリジン類から生成するカルベン錯体と、ほぼ同様のスペクトルデータを与えた。完全な構造決定は出来ていないが、今回のモデル基質でもカルベン錯体が生成できるという可能性が示された。次に、この錯体が合成反応に利用可能であるかを調べるために各種補足剤を用いて、その反応性を調べたが、現在のところ基本的に原料回収が主で、目的とする捕捉生成物は得られていない。今後はこの錯体の反応性を更に調べ、用いる配位子や他の遷移金属錯体についても検討を行う計画である。