hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ti合金の高真空中での表面微小き裂進展特性とこれに基づく内部疲労破壊機構の推測

近年,Ti合金において,10^710^8を越える超高サイクル域でも疲労限度が現れず,材料内部から破壊する挙動が知られつつある.しかし,内部破壊が長寿命となる理由や,内部破壊と表面破壊の疲労機構の差はほとんど明らかにされていない.本研究では材料内部の大気に曝されない環境に着目し,Ti-6Al-4V微小欠陥材の高真空中疲労試験を行った.そして大気中/真空中/材料内部における初期き裂進展形態を比較し,内部疲労破壊機構における環境の効果を推測した.始めに実験精度の向上と微小き裂の挙動を計測可能とするために試験機のデジタル制御化と真空機器の改造を行なった.次に微小欠陥材の疲労試験を大気/高真空下で行い,初期き裂進展・停留特性や,初期破面に及ぼす環境の影響を調べた.得られた主な結果を以下に示す.1.高真空中での疲労寿命は大気中より大きく増加した.2.大気中でのき裂進展の下限界はき裂の発生によって決まるが,高真空中ではき裂の停留によって決まる.後者は内部破壊の疲労限度の支配要因と一致する.3.高真空中でのstage2aからstage2bへの遷移応力拡大係数は,大気中に比べて低下した.これは高真空中でき裂先端の降伏強さが低下し,塑性変形領域が増大するとの考えで説明できる.高真空中での疲労寿命の増加は,き裂面に吸着する気体分子量の低下が,き裂先端の塑性変形やき裂面の再結合を促したためと考えられる.4.内部破壊が長寿命となることは,表面破壊の寿命が高真空中で延びる傾向と一致する.しかし高真空の寿命は内部破壊の寿命よりさらに増大するという差があった.内部破壊の初期破面は大気中より高真空中に似ていたが,細部では異なる部分があった.材料内部環境は大気よりも真空に近いが,真空度はさほど高くなく,疲労き裂進展に影響を与えるき裂新生面への気体分子の吸着量は,高真空より材料内部の方が大きいと予想される.近年,Ti合金において,10^710^8を越える超高サイクル域でも疲労限度が現れず,材料内部から破壊する挙動が知られつつある.しかし,内部破壊が長寿命となる理由や,内部破壊と表面破壊の疲労機構の差はほとんど明らかにされていない.本研究では材料内部の大気に曝されない環境に着目し,Ti-6Al-4V微小欠陥材の高真空中疲労試験を行った.そして大気中/真空中/材料内部における初期き裂進展形態を比較し,内部疲労破壊機構における環境の効果を推測した.始めに実験精度の向上と微小き裂の挙動を計測可能とするために試験機のデジタル制御化と真空機器の改造を行なった.次に微小欠陥材の疲労試験を大気/高真空下で行い,初期き裂進展・停留特性や,初期破面に及ぼす環境の影響を調べた.得られた主な結果を以下に示す.1.高真空中での疲労寿命は大気中より大きく増加した.2.大気中でのき裂進展の下限界はき裂の発生によって決まるが,高真空中ではき裂の停留によって決まる.後者は内部破壊の疲労限度の支配要因と一致する.3.高真空中でのstage2aからstage2bへの遷移応力拡大係数は,大気中に比べて低下した.これは高真空中でき裂先端の降伏強さが低下し,塑性変形領域が増大するとの考えで説明できる.高真空中での疲労寿命の増加は,き裂面に吸着する気体分子量の低下が,き裂先端の塑性変形やき裂面の再結合を促したためと考えられる.4.内部破壊が長寿命となることは,表面破壊の寿命が高真空中で延びる傾向と一致する.しかし高真空の寿命は内部破壊の寿命よりさらに増大するという差があった.内部破壊の初期破面は大気中より高真空中に似ていたが,細部では異なる部分があった.材料内部環境は大気よりも真空に近いが,真空度はさほど高くなく,疲労き裂進展に影響を与えるき裂新生面への気体分子の吸着量は,高真空より材料内部の方が大きいと予想される.本研究は,Ti-6Al-4Vの人工微小欠陥材の高真空中疲労試験により,微小き裂の発生/進展/停留特性を調べ,大気中との違いを明らかにすること,高真空中の表面き裂と内部疲労き裂との類似点・相違点を明らかにすることを試み,内部疲労破壊機構解明への指針を得ることを目的としている.申請した主な実施計画は(1)高真空中での微小き裂進展解析のための疲労試験装置の改造,(2)微小欠陥材の高真空中および大気中でのS-N曲線の取得とその解析,(3)微小欠陥近傍のき裂開閉口挙動の観察と測定(3)SEM破面解析による内部き裂と高真空中の表面き裂の解析,であった.このうち本年度では(1)と(2)の一部を実施した.以下にその概要を示す.本年度前半では,現有の高真空疲労試験装置に,負荷除荷中のき裂開閉口挙動の観察・測定,き裂の進展速度の計測,試験片温度測定など,疲労特性の定量評価に必要なデータを測定するための改造を試みた.具体的には,真空装置に電流導入端子および各種センサーの組み込みを行ない,試験中のひずみ計測,試験片の温度測定を可能とした.また,疲労試験および計測制御装置の一部をデジタル化し,必要なソフトウェアの開発を行なった.

これにより,上記(3)の測定準備を整えることができた.また,同様な制御装置を大気中の試験装置にも組込み,大気中と高真空中での試験を平行して行なうことを可能とし,次年度の実験効率の向上を図った.本年度の後半には,上記(2)の予備作業として,高真空中疲労試験中の試験片温度測定を行なった.この結果,応力比R>0.1の条件では,試験片温度はほとんど上昇しないことを明らかにした.また,平滑材を用いて大気中と高真空中におけるS-N曲線を取得し,真空中試験による疲労寿命の改善の程度を確認した.以上により,高真空中疲労試験の妥当性を明らかにし,次年度の研究準備を整えた.Ti合金の疲労において,10^710^8を越える超高サイクル域でも疲労限度が現れず,材料内部から破壊する挙動が近年知られるようになってきた.しかし,内部破壊が長寿命となる理由や,内部破壊と表面破壊の疲労機構の差異はほとんど明らかにされていない.本研究では材料内部が大気に曝されない環境であることに着目し,Ti-6A1-4Vを用いた高真空中疲労試験によって,大気中表面破壊/真空中表面破壊/内部破壊の差異を調べ,内部疲労破壊機構解明への指針を得ることを目的とした.今年度は前年度に改造した高真空疲労試験機を用いて微小欠陥材の軸荷重疲労試験を行なった.さらに微小欠陥近傍のき裂進展・停留特性や,起点周囲の破面に及ぼす環境の影響を明らかにした.得られた主な結果を以下に示す.1.高真空中での疲労寿命は大気中より大きく増加した.2.大気中でのき裂進展の下限界はき裂の発生によって決まるが,高真空中ではき裂の停留によって決まる.後者は内部破壊の疲労限度の支配要因と一致する.3.高真空中でのstage2aからstage2bへの遷移応力拡大係数は,大気中に比べて低下した.これは高真空中でき裂先端の降伏強さが低下し,塑性変形領域が増大するとの考えで説明できる.高真空中での疲労寿命の増加は,き裂面に吸着する気体分子量の低下により,き裂先端での塑性変形の容易性やき裂面の再結合が生じたためと考えられる.4.内部破壊が長寿命となることは,表面破壊の寿命が高真空中で延びる傾向と一致するが,高真空での寿命は内部破壊の寿命よりさらに大きくなるという差があった.内部破壊の初期破面は大気中より高真空中に似ていたが,細部では異なる部分があった.材料内部環境は大気よりも真空に近いが,真空度はそれほど高くなく,疲労き裂進展に影響を与えるき裂新生面への気体分子の吸着量は,高真空より材料内部の方が大きいと予想される.
超高磁場核磁気共鳴画像装置による循環器疾患解明のための画像化に関する研究

3Tesla-MRIは高いS/N比を得る事ができる反面、画質の劣化を伴う多くの問題点も存在する。本年度の研究ではその問題点を明らかにしていった。特に心臓領域の検査においては、磁化率効果による静磁場の不均一(B0 inhomogeneity)、RF浸透力(RF penetration)およびRF干渉(RF interference)によるRF磁場の不均一(B1 inhomogeneity)、specific absorption rate(SAR)の増加などが主な画質劣化の要因となりうることが確認された。1.5Tesla-MRIにおける一般的な心筋のシネ撮像ではTrueFISP(SSFP)シークエンスが利用されている。しかし、TrueFISPはその特性上、静磁場の不均一に敏感で、磁場の乱れはBandingアーチファクトを誘発する。3Tesla-MRIでは1.5Tesla-MRIよりも磁化率効果が大きいため、静磁場の不均一性が増加することが確認された。特に心臓領域は肺野の空気層に囲まれているため、静磁場の不均一がより顕著となり、画像上に強いBandingアーチファクトが現れうる。この現象は、高精度なシミング機構などにより改善する事は可能であるが、静磁場の不均一を完全に排除する事はきわめて困難である。そこで、周波数オフセット法や位相シフト法を用いて、関心ROI内からBandingアーチファクトを移動させる方法を試みている。これにより1.5Tesla-MRIと遜色無い心筋Cine画像を得る事が可能となってきている。
従業員の労働環境による企業価値への影響に関する分析と政策的提言の試み

日本企業における賃金格差と企業業績について検証した結果、一般的傾向として、賃金格差をつけることは売上には貢献しないものの、利益ベースで貢献するという結果が出た。賃金格差の発生はコスト削減の目的をもち、生産性向上を目的とされてはいないことが示唆された。業種別に見てみたところ、大いに業種特性に影響を受け、業種ごとに異なる結果が出た。これは、業種ごとに、賃金格差の分布や効率性の分布に大きな差異があることによる。例えば、成果主義賃金制度のような賃金格差を拡大させる施策を導入する際には、各社の置かれている環境、目標としている生産性指標をしっかり見据えたうえで行うことが必要であろう。東京証券取引所の全上場企業を含む労働条件・環境に関するデータベースを入手・整備した。先行研究はESG活動を評価する格付やSRIインデックスに採用されているかどうかに基づいて、企業価値に対する貢献の有無を確認しようとしてきたが、まずこの分析側面に基づく研究を収集し、論点整理を行った。さらに、企業の具体的なESG活動による企業価値に対する貢献に着目したより最近の研究群に基づく文献研究を行い、論点整理を行った。先行研究群から、企業評価モデルに加えるべき、労働環境に関するファクターを、実務家に対するヒアリング結果を踏まえつつ絞り込んだ。現時点の主要研究業績は以下の通りである。山下洋史,権善喜,鄭年皓,「学習経過時間を考慮した内容的価値と占有的価値の情報引力モデル」,第52回日本経営システム学会全国研究発表大会講演論文集,pp.182-185,山下洋史,鄭年皓,村山賢哉,「少数正社員企業の労働力に関する『三重のリスク』」,明治大学「経営品質科学研究所」2014年度後期研究成果報告論文集,pp.75-86,2015年3月山下洋史,「日本の組織における管理サイクルの二重ループと情報共有ーPDSサイクルとPDCAサイクルー」,明大商学論叢,Vol.97,No.4,pp.17-28,2015年3月2014年度において推定されたモデル、および有意なファクターに基づいて、ESG投資に貢献する目的の下、実務家を対象とした提言を学内外の研究会において行い、ヒアリングを行った。これによって、モデルが提示する有意な示唆が実務的な制約の下で有効性をもつものかどうか、確認を試みた。その結果を通じて、モデルの再構築、ファクターの再検証を前年度に引き続いて試みた。途中経過としての業績は以下の通りである。「「魅力的」就職条件と「当たり前」就職条件に関する研究」第55回日本経営システム学会全国研究発表大会講演論文集P62-65研究業績として挙げた論文および学会報告は、いずれも厳格な選考が行われた上で採択されたものであるから、本研究の学術的な意義・水準が認められたものと考える。また、次年度に向けて、研究発展上有益な多くの有益なコメントを得ることが出来たこともあり、研究の達成度としては、当初の計画以上であると評価している。本研究の最終目的は、民間企業の従業員の労働環境・労働条件が、企業価値、収益性に及ぼす影響について明らかにすることである。この影響を明らかにすることは、わが国の証券投資における新たな流れであるESG(Enviroment, Social responsibility, Governance)投資のパフォーマンス向上に貢献する可能性を持つなど、新たな長期的な株式投資戦略の提示が期待される。また、「ブラック企業」と呼ばれる企業群の存在が指摘され、労働環境・条件と企業のパフォーマンスとの関連性に対する社会的な関心の高まりとともに、当局による企業の労働環境に対する監督・規制強化の必要性、規制のあり方に関する議論が活発化しつつある昨今、本研究は、この議論に貢献する研究事例の蓄積と有益な提言を試みてきた。その結果、業種ごとに、定量的な結果は異なるものの、適度な賃金格差、ジェンダーダイバーシティの度合いの下で、企業の会計的利益率によって測られるパフォーマンスについて、好ましい影響をもたらすことが確認できた。ただし、株式の超過収益率という観点からは、有意な成果は、限られた業種においてしか確認できなかった。このことは、賃金も含めた従業員の労働環境・条件に対する投資が、実際には企業の利益に対しては貢献の可能性があるものの、金融市場においては、「投資」としては、有益なものとしては評価されておらず、むしろ「費用」としてしか評価されていないことが、示唆された。有益な投資として金融市場において評価されるための、具体的な労働環境・労働条件に関する施策については、これからの研究課題としたい。研究成果としての論文については、海外の学会における報告・議論を通じて、将来、学会誌上において公表すべく作業中である。研究実績としの学会報告および論文は、いずれも厳格な選考が行われた上で認められたものであるから、本研究の学術的な意義・水準が、認められたものと考える。

学会に於いては、先駆的な研究者から有益かつ貴重なコメントを受ける事が出来た。研究業績は質量ともに、当初の計画以上であると評価している。前年度までに推定されたモデル、業績に基づいて、実務家を対象とした提言を学内外の研究会において行い、ヒアリングを続ける。ヒアリングの結果は、モデル構築作業にフィードバックされ、モデル再構築、ファクターの再検証が繰り返される。当該分野は実務界・学会双方において研究の発展・公表が活発な分野であるために、途中経過である分析結果を、学会においても逐次報告することによって、外部評価の確認、研究水準の向上に努める。企業財務の内容は、英文学会誌に投稿済みであり、掲載に向けて作業中である。前年度において推定されたモデル、および有意なファクターに基づいて、ESG投資に貢献する目的の下、実務家を対象とした提言を学内外の研究会において行い、ヒアリングを行う。これによって、モデルが提示する有意な示唆が実務的な制約の下で有効性をもつものかどうか、確認できる。有効性において問題が確認された場合には、フィードバックされ、モデル再構築、ファクターの再検証が繰り返される。この作業もまた、研究分担者である山下教授の重要な分担箇所である。また、実務界・学会双方において研究の発展・公表が活発な分野であるために、途中経過である分析結果を、学会においても逐次報告することによって、外部評価の確認、研究水準の向上に努める。
日本産褐藻カヤモノリ属の分類学的研究

日本産褐藻カヤモノリ属(Scytosiphon)の種は、これまでカヤモノリ1種とされていたが、詳しい形態観察を行うことと培養により胞子体の形態を明らかにすることにより、新たに3新種を認めることができた。これらの種は、ascocystの有無、これまで注目されていなかった複子糞の接着の程度とそれを覆うクチクラの有無、胞子体の形態などの分類形質の組み合わせにより特徴づけることができた。カヤモノリ(S.lomentaria)は、ascocystをもち、複子糞どうしの接着は緩く複子糞を覆うクチクラを欠き、胞子体は直径数mmの盤状体でMicrospongiumに同定できる形態である。S.sp.1は、ascocystや複子糞の接着の程度については、カヤモノリと同じであるが、異型配偶であることと胞子体の形態が直径数cmまでの凸凹した殻状でHapterophycusと同定できる形態であることにより他の種と区別することができた。この種は、北海道の網走、利尻、忍路と青森県大間から見つかっている。S.sp.2は、ascocystを欠き、複子糞どうしの接着は固く、複子糞を覆うクチクラを有する。また、胞子体は、糸状でCompsonemaと同定できる形態である。この種は、北海道から九州まで分布する。S.sp.3は、複子糞の形質はS.sp.2と同じであるが、ascocystを欠くことと胞子体の形態直径1cmまでの盤状で、Stragulariaと同定できる形態であることで区別できる。この種は、北海道の太平洋岸に分布している。複子糞の透過電子顕微鏡による観察については、材料の入手時期の問題から固定、包埋を行ったにすぎないが、今後切片の作製、観察を行う。
鳥類消化管のプロバイオティクスとワクチンによる自然免疫機能の強化戦略

ニワトリのヒナでは獲得免疫系が発達していないので、母性の移行抗体や自然免疫が感染防御に働く。感染防御の強化のために自然免疫機能を高めることが期待されるが、その方策は確立されていない。本研究は、鳥類消化管の自然免疫機能を強化することを目指して、Toll様受容体(TLR)などによる微生物パターンの認識から、トリβディフェンシン(AvBD)等の抗菌ペプチドが産生される機構、この機能に及ぼすワクチンやプロバイオティクスの効果とその機構の解明を目的としている。平成29年度には、腸管上皮や多型核白血球にAvBDが検出され、AvBDと炎症性サイトカインの多くは孵化時に高く、その後に減少することを示した。次に平成30年度には、AvBDと炎症性サイトカイン発現に及ぼすワクチン接種の影響と、細菌分子パターンがAvBD発現に及ぼす影響を追究した。その結果、ヒナ時に2種のワクチンを接種したところ、腸管粘膜の数種のAvBD発現が低下するが、回腸のAvBD12陽性細胞分布頻度が高まることが明らかとなった。また、培養した回腸と盲腸のAvBDと炎症性サイトカインの発現はTLR2、4、21のリガンドの影響を受けることが明らかとなり、腸管内の微生物がこれらの発現に影響することを示唆した。なお、解析途中ではあるが、酪酸菌の給与がAvBD発現に及ぼす影響も追究しており、両者には相互関係がある可能性を示す結果も得ている。これらの成果は今後にプロバイオティクスやワクチン接種によって自然免疫による感染防御機能を強化するための基盤となる。平成29年度に、腸管で発現するAvBDsの同定と、ヒナの成長に伴うAvBDとサイトカイン発現の変化を明らかにすることができ、この結果は学樹論文として発表した。また、平成30年度は、組織培養下でTLRリガンドの微生物分子パターンが腸管細胞のTLRs,AvBDs,炎症性サイトカインの発現に及ぼす影響を解析して、TLRリガンドがこれらの発現上昇または低下させることを示した。この結果をまとめて論文の投稿を準備中である。ワクチン接種が腸管AvBD発現に及ぼす影響の解析も行い、ワクチンがこの発現に影響するという基礎的な知見を得ている。これらのことから、ほぼ予定通りに研究を進めていると判断される。微生物パターンに対するAvBD産生の応答性と、それを強化する方策を引き続き追究する。1ヒナにいろいろなプロバイオティクスを投与し、また抗生物質を投与して腸内細菌叢を制御し、腸管のAvBDと、もう1つの抗菌ペプチドであるカテリシジン(CATH)、炎症性サイトカインの発現に及ぼす腸内細菌叢の影響を明らかにして、腸管微生物による感染防御系の強化策を検討する。2ヒナにワクチンを接種してAvBD、CATH、炎症性サイトカインの発現に及ぼす影響を解析し、これらの発現に正または負の効果を示すワクチンを同定して、感染防御機能を強化するワクチンを網らかにし、または負の効果を示すものに対してはこの作用を軽減する方策を検討する。ニワトリのヒナは母性の移行抗体を吸収しているが、獲得免疫系が発達していないので、感染防御の強化のために自然免疫機能の強化が期待される。本研究は、鳥類消化管の自然免疫機能を強化することを目指して、Toll様受容体(TLR)などによる微生物パターンの認識から、トリβディフェンシン(AvBD)等の抗菌ペプチドが産生される機構、この機能に及ぼすワクチン等の効果とその機構の解明を目的としている。平成29年度は、14分子種のAvBDのうち、腸管に発現するAvBDの同定とこれを産生する細胞の同定を行い、さらに19日目胚(ED19)、初生ヒナ(D0)、7日齢ヒナ(D7)までのヒナの成長に伴うこれらの変化を追究し、合わせて炎症性サイトカイン(IL-1β、-6と-8)発現の変化も解析した。細菌分子パターンがAvBD発現に及ぼす影響も追究している。その結果、回腸と盲腸でAvBD1-8と10、12の遺伝子が高発現していた。ED19の回腸におけるAvBD1、2と6の発現量はD7より有意に高く、盲腸におけるAvBD1と4の発現量はD7より有意に高かった。D0の回腸におけるAvBD10の発現量はED19と比較して有意に高かった。一方で、D0の盲腸におけるAvBD8と10の発現量はED19と比較して有意に高く、AvBD10の発現量はD0からD7にかけて有意に減少した。炎症性サイトカイン発現も孵化前後に高い傾向を示した。粘膜組織におけるAvBD2陽性細胞は絨毛と腸腺の上皮下の粘膜固有層に局在していた。以上の結果より、これらのAvBDsと炎症性サイトカインは初生ヒナの腸管粘膜の感染防御に働くものと思われる。引き続き、現在、AvBD発現に及ぼすTLRリガンドの影響を解析している。平成29年度に予定していた、腸管で発現するAvBDsの同定と、ヒナの成長に伴うAvBDとサイトカイン発現の変化を明らかにすることができ、また一部のAvBDを免疫染色で同定することができた。また、予定通りに、組織培養下で微生物分子パターンが腸管細胞のTLRs,AvBDs,炎症性サイトカインの発現に影響の解析を始めている。ワクチン接種が腸管AvBD発現に及ぼす影響の解析も開始した。

感染防御の強化のために自然免疫機能を高めることが期待されるが、その方策は確立されていない。本研究は、鳥類消化管の自然免疫機能を強化することを目指して、Toll様受容体(TLR)などによる微生物パターンの認識から、トリβディフェンシン(AvBD)等の抗菌ペプチドが産生される機構、この機能に及ぼすワクチンやプロバイオティクスの効果とその機構の解明を目的としている。平成29年度には、腸管上皮や多型核白血球にAvBDが検出され、AvBDと炎症性サイトカインの多くは孵化時に高く、その後に減少することを示した。次に平成30年度には、AvBDと炎症性サイトカイン発現に及ぼすワクチン接種の影響と、細菌分子パターンがAvBD発現に及ぼす影響を追究した。その結果、ヒナ時に2種のワクチンを接種したところ、腸管粘膜の数種のAvBD発現が低下するが、回腸のAvBD12陽性細胞分布頻度が高まることが明らかとなった。また、培養した回腸と盲腸のAvBDと炎症性サイトカインの発現はTLR2、4、21のリガンドの影響を受けることが明らかとなり、腸管内の微生物がこれらの発現に影響することを示唆した。なお、解析途中ではあるが、酪酸菌の給与がAvBD発現に及ぼす影響も追究しており、両者には相互関係がある可能性を示す結果も得ている。これらの成果は今後にプロバイオティクスやワクチン接種によって自然免疫による感染防御機能を強化するための基盤となる。平成29年度に、腸管で発現するAvBDsの同定と、ヒナの成長に伴うAvBDとサイトカイン発現の変化を明らかにすることができ、この結果は学樹論文として発表した。また、平成30年度は、組織培養下でTLRリガンドの微生物分子パターンが腸管細胞のTLRs,AvBDs,炎症性サイトカインの発現に及ぼす影響を解析して、TLRリガンドがこれらの発現上昇または低下させることを示した。この結果をまとめて論文の投稿を準備中である。ワクチン接種が腸管AvBD発現に及ぼす影響の解析も行い、ワクチンがこの発現に影響するという基礎的な知見を得ている。これらのことから、ほぼ予定通りに研究を進めていると判断される。微生物パターンに対するAvBD産生の応答性と、それを強化する方策を引き続き追究する。1腸管でAvBDを産生する細胞の同定について、6つのAvBDについて解析する予定であるが、現在は1つだけ成果を得ている。残りのAvBDについても抗体の制度を上げて産生細胞の同定を完結する。2TLRリガンドが腸管粘膜のAvBDと炎症性サイトカイン発現に及ぼす影響をすでに開始している。これを着実に完成し、次の生体におけるAvBD発現の強化を図る実験につなげる。3成長に伴うAvBD発現の知見を基盤として、プロバイオティクスやワクチン接種により、腸管への微生物の侵入に応答してAvBDを発現する応答性の解析を開始する。1ヒナにいろいろなプロバイオティクスを投与し、また抗生物質を投与して腸内細菌叢を制御し、腸管のAvBDと、もう1つの抗菌ペプチドであるカテリシジン(CATH)、炎症性サイトカインの発現に及ぼす腸内細菌叢の影響を明らかにして、腸管微生物による感染防御系の強化策を検討する。
カルシウム結合EFハンド構造を有する糖タンパク質のcDNAクローニングと分子特性

本研究により、EFハンド構造を有する新しいタンパク質のcDNAクローニングが行われ、その分子特性が明かとなった。なお、以下に述べる理由より、本タンパク質はレティキュロカルビン(reticulocalbin)と命名された。レティキュロカルビンは、325アミノ酸残基から成るタンパク質として合成される。アミノ末端には、20アミノ酸残基より成るシグナル配列が存在し、従って、成熟タンパク質は305残基から成ると考えられる。レティキュロカルビンは、全部で6個のEFハンド様構造を持つ。そのうち、第2、第3、第6のEFハンド様構造では、この構造のループ形成に必要とされるグリシン残基が別のアミノ酸へと置換しており、カルシウム結合能を消失しているものと推察された。従って、レティキュロカルビン1分子は、3ないし4個のカルシウムイオンを結合するものと思われる。なお、レティキュロカルビンが確かにカルシウム結合タンパク質であることは、カルシウムブロット法により証明された。レティキュロカルビンが小胞体内腔のタンパク質であることが、細胞分画後のイムノブロット、蛍光抗体法による染色等により示された。小胞体内腔に存在する多くのタンパク質のカルボキシル末端には、KDELというアミノ酸配列が存在し、その小胞体内腔残留において機能している。レティキュロカルビンのカルボキシル末端には、これによく似た配列HDELが存在し、この配列を除去するとレティキュロカルビンは培地中に放出された。したがって、レティキュロカルビンのHDEL配列は、本タンパク質の小胞体内腔残留機構に関与していることが明らかとなった。カルモジュリンやトロポニンCを代表とするEFハンド構造を有するカルシウム結合タンパク質は、細胞内にあって細胞の情報伝達や細胞の機能の調節において中心的役割を演じている。本研究は、代表者によりテラトカルシノ-マ細胞より発見された6個のEFハンド様構造を有するタンパク質の構造上の全体像を明らかにし、さらにその機能を明らかにすることを目的としている。本年度の研究により以下の点が明らかとなった。1)本タンパク質の全コ-ディング領域をカバ-するcDNAが得られた。2)cDNAの塩基配列の決定により全アミノ酸配列が明らかとなった。3)本タンパク質は、325残基のアミノ酸より成り、アミノ末端にはシグナル配列が存在する。次に1ヶ所のN型糖鎖結合部位が存在する。6ヶ所存在するEFハンド様構造のうち,第2,第3,第6番目のものは、EFハンドのル-プ形成に不可欠なグリシン残基が別のアミノ酸へと置換しており,カルシウム結合能を消失しているものと推察された。したがって,本タンパク質は、1分子あたり3個のカルシウムイオンを結合すると思われる。カルホキシル末端には、小胞体局在化シグナルKDEL配列類似のアミノ酸配列HDELが存在していた。4)本タンパク質の細胞内分布を蛍光抗体法により調べたところ,小胞体に局在していることが判明した。5)本タンパク質は培地中に放出されることはないが,カルボキシル末端のHDEL配列を欠いたタンパク質を発現させると培地中に放出された。したがって、この配列が本タンパク質の小胞体局在化の機構において重要であることは明らかである。6)カルシウムブロット法により,本タンパク質が確かにカルシウム結合タンパク質であることを証明した。カルモジュリンやトロポニンcを代表とするカルシウム結合タンパク質は、EFハンドと呼ばれるカルシウム結合ドメインを持ち'細胞内の情報伝達や細胞機能の調節において中心的役割を演じている。本研究は、代表者らにより発見された6個のEFハンド様構造を持つタンパク質のcDNAをクローニングし、その構造上の全体像を明らかにすると同時に、その分子の持つ特性を明らかにすることを目的として行われた。本年度は、まず、前年度に蛍光顕微鏡を用いて行った実験より得られた結果を、共通点レーザー顕微鏡を用いて確認すると同時に、細胞分画等生化学方法を使ってさらに解析し、本タンパク質が小胞体内腔のタンパク質であることを証明した。

次に、前年度に得られたcDNAを発現ベクターに組み込み、本タンパク質をCOS細胞で発現させることに成功した。そして本タンパク質のカルボキシル末端にあるHDEL配列が、小胞体内腔への残留シグナルであることを証明した。以上の結果と前年度に得られた結果は、本タンパク質が、6個のEFハンド様構造を持ち、小胞体内腔に存在するカルシウム結合タンパク質であることを明らかにした。そこで、我々は、このタンパク質をレティキュロカルビン(reticulocalbin)と命名した。レティキュロカルビンの遺伝子構造に関しては、cDNAをプローブとしてスクリーニングを行い、遺伝子クローンのクローニングが終了した。予備的な解析の結果は、レティキュロカルビンのエクソン-イントロン構造は、カルモジュリアンやトロポニンcのそれとはかなり異なっていることを示しており、これらEFハンドタンパク質ファミリーの進化を考える上で興味深い結果が得られている。
活性型ビタミンDによる細胞分化と発癌プロモーションの制御

〔目的〕我々はこれまでに、活性型ビタミンD〔1α,25【(OH)_2】【D_3】〕が骨髄性白血病細胞の増殖を抑制し、単球・マクロファージ(Mφ)への選択的分化を促すこと、表皮細胞の分化や肺胞Mφの融合と活性化を促すこと、また癌化に対する作用としては、in vitroでの3T3細胞の形質転換を促進する反面、in vivoのマウス皮膚二段階発癌実験系でそのプロモーション過程を強く抑制すること等を報告してきた。そこで、細胞の増殖や分化・癌化・免疫機能に及ぼすビタミンDの作用とその作用機構を明らかとする目的で本研究を計画した。本研究は、今年度が2年目である。〔結果と考察〕【◯!1】マウスの肺胞Mφの活性化と融合に及ぼす1α,25【(OH)_2】【D_3】とビタミンA酸の相互作用を調べたところ、ビタミンA酸自身にはMφの活性化を促す作用があるものの、Mφを融合させる効果はなかった。ところが、MφをビタミンA酸で前処理すると、1α,25【(OH)_2】【D_3】による融合を著しく促進することが示された。このことから、Mφの融合は活性化を経ておこることがわかった。【◯!2】新しいビタミンD誘導体である19-nor-10-oxo-25(OH)【D_3】を有機合成すると同時に、その産生・代謝について検討した。25(OH)【D_3】を肺胞Mφとインキュベートすると19-nor-10-oxo-25(OH)【D_3】の産生が見られたが、Mφを含まない培養液の中に25(OH)【D_3】を24時間以上放置しても産生されうることが判った。【◯!3】マウス骨髄性白血病細胞(M1細胞)を1α,25【(OH)_2】【D_3】と抗癌剤で併用処理したところ、in vitroでは耐性細胞の出現が阻止されると共に、単剤処理より著しい増殖抑制が見られた。In vivoではM1細胞をincubateした担癌マウスに対する延命効果が単剤投与の場合より有荷に大きかった。【◯!4】1α,25【(OH)_2】【D_3】によるヒト骨髄性白血病細胞の分化誘導とBALB 3T3細胞の形質転換促進の作用機序をTpaと比較したところ、1α,25【(OH)_2】【D_3】の作用にはc-kinaseの関与は認められず、TPAとの差違が示された。以上の結果から、1α,25【(OH)_2】【D_3】は他のホルモン、タンパク性因子、プロモーター物質と相互作用の下で、作用を発現することが示唆された。以上の結果から、1α,25【(OH)_2】
表面間相互作用から観るタンパク質吸着

タンパク質吸着はマテリアル表面で最初に誘起され、その後の様々な生体応答を決定づける重要な生体応答である。本研究では、マテリアル表面で働く分子間相互作用の観点から、タンパク質吸着を理解することを目的とした。具体的には、様々な特性を有する一連のポリマーブラシ表面を用いて、タンパク質が吸着層を構築するまでに受ける分子間相互作用を解析した。分子間相互作用はタンパク質をマテリアル表面に引き付ける駆動力として働くのではなく、マテリアル表面に接触したタンパク質の離脱を防ぐために働くことがわかった。同時に、分子間相互作用が大きいほど、吸着したタンパク質の高次構造が変化し、多層吸着を誘起することが分かった。原子移動ラジカル重合(ATRP)の開始基を固定化したシリコン基板表面を用いることで、表面開始型ATRP法により、カチオン性およびアニオン性モノマーユニットを様々な組成で含有するランダム型ポリマーブラシ構造を構築する手法を確立した。つまり、作製したポリマー表面には、最表面に仕込みと同等の組成でモノマーユニットが存在し、ポリマー層に含まれるグラフト鎖の密度から高密度領域にあることが示された。作製したポリマーブラシ表面に対する純水の静的接触角は、すべての表面で20°以下の低い値となり、高い水濡れ性を示した。さらに、NaClを10 mM含む水溶液中におけるゼーター電位は、モノマーユニット組成に対して-60 mVから60 mVの範囲で線形的に変化した。これらの結果から、作製したポリマーブラシ表面を用いることで、一定の高い水濡れ性(親水性)を有し、表面電位のみを制御した表面を作製できた。タンパク質として異なる等電点(pI値)を有するウシ血清アルブミン、ニワトリ卵白由来リゾチームおよびウシ由来γ-グロブリンを使用し、作製したポリマーブラシ表面に対する室温のリン酸緩衝液中におけるタンパク質の直接的相互作用力を原子間力顕微鏡のフォースカーブ測定により評価した。タンパク質とポリマーブラシ表面との間に作用する直接的相互作用力が、タンパク質のpI値およびポリマーブラシ層に含まれるモノマーユニット組成により異なることがわかった。これにより、静電的相互作用のみが働く表面では、タンパク質および材料表面が帯びる電荷の組み合わせがタンパク質との相互作用に大きな影響を与えることが定量的に示された。特に、親水性が高く、電気的に中性の表面ではタンパク質の種類に関わらず、タンパク質との相互作用を低減できることがわかった。研究費の交付が半年遅かったため、当該年度予定していた実験をすべて執り行うことはできなかった。しかしながら、精密構造を有するポリマー表面としてのカチオン性およびアニオン性モノマーユニットを様々な組成で含有するランダム型ポリマーブラシ構造を構築、表面特性の解析としての濡れ性および表面電位測定、タンパク質吸着挙動解析としての直接的相互作用力解析、表面特性とタンパク質吸着挙動の相関として、静電的相互作用の役割を明らかにできたため、一定の進捗はあったと考えた。本研究では、マテリアル表面に作用する表面力およびタンパク質が受ける分子間力の観点から、タンパク質吸着の詳細な作用機構を包括的に明らかにすることを目的とする。当該年度では、濡れ性や表面電荷の異なるポリマーブラシ表面と高次構造を制御したタンパク質との間に働く分子間相互作用を原子間力顕微鏡(AFM)によるフォースカーブ測定により定量することで、マテリアル表面への吸着に伴うタンパク質の高次構造変化の駆動力を明らかにすることを行った。AFMカンチレバー表面に様々な種類の官能基を提示させ、さらに尿素処理を併用することで、固定化したフィブロネクチンのベータシート含率を1.0から60%の範囲で制御した。親水性またはアニオン性のポリマーブラシ表面は、高次構造に関わらずフィブロネクチンとの相互作用が小さかった。またこれらの表面ではフィブロネクチンはほとんど吸着しなかった。これらのことから、タンパク質吸着を抑制するためには、その高次構造によらず、タンパク質との相互作用を抑制することが重要であることがわかった。一方、カチオン性または疎水性のポリマーブラシ表面は、高次構造の異なるフィブロネクチンと高い相互作用力を有した。さらに、フィブロネクチンのベータシート含率の低下に伴い、これらの相互作用力は増加した。これらの表面にはフィブロネクチンが単層吸着した。フィブロネクチンは生理的条件下で負の正味電荷を有するタンパク質である。これらの結果から、タンパク質と反対電荷の官能基または疎水性官能基が、マテリアル表面でのタンパク質の変性を誘起することが定量的に示された。様々な特性を有するポリマーブラシ構造の構築、高次構造を制御したタンパク質の固定化、高次構造の異なるタンパク質との相互作用力の解析、タンパク質の吸着量の解析など、予定されていた実験を実施し、一定の結果を得たため、このように判断した。タンパク質吸着はマテリアル表面で最初に誘起され、その後の生体応答を決定づける重要な生体応答である。当該年度では、表面電位が中性で、表面自由エネルギーが異なる一連の二元ランダム型ポリマーブラシ表面を作製し、その表面におけるタンパク質吸着量および相互作用を、それぞれ表面プラズモン共鳴(SPR)法および原子間力顕微鏡(AFM)を用いて解析した。二元ランダム型ポリマーブラシ表面として、疎水性のn-ブチルメタクリレートユニットと親水性の2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)ユニットを様々な組成で含むPMBブラシ表面を作製した。

SPR測定から、吸着したフィブリノーゲン(Fib)の量がMPCユニット組成により、二層程度、単層および吸着なしと異なることがわかった。さらに、AFM測定から、FibのPMBブラシ表面への吸着量とPMBブラシ表面との直接的な引力と間に正の相関があることがわかった。Fibは血液の凝固に関わるタンパク質であり、その高次構造変化により互いに相互作用して凝集する。二層程度のFib吸着層が形成したPMBブラシ表面では、強い相互作用引力で表面に吸着したFibが構造変化を起こすことで、液中に存在するFibと相互作用し、多層からなる吸着層が形成したと考えられる。一方、単層程度のFibが吸着したPMBブラシ表面では、Fibを吸着させることはできても、構造変化を促すほどの相互作用が働かなかったと考えられる。Fibと引力を持たない表面にはFibが吸着しなかった。このように、マテリアル表面とタンパク質との相互作用力の違いが、その高次構造変化の差を生み、タンパク質吸着量に影響を与えることがわかった。タンパク質吸着はマテリアル表面で最初に誘起され、その後の様々な生体応答を決定づける重要な生体応答である。本研究では、マテリアル表面で働く分子間相互作用の観点から、タンパク質吸着を理解することを目的とした。具体的には、様々な特性を有する一連のポリマーブラシ表面を用いて、タンパク質が吸着層を構築するまでに受ける分子間相互作用を解析した。分子間相互作用はタンパク質をマテリアル表面に引き付ける駆動力として働くのではなく、マテリアル表面に接触したタンパク質の離脱を防ぐために働くことがわかった。同時に、分子間相互作用が大きいほど、吸着したタンパク質の高次構造が変化し、多層吸着を誘起することが分かった。カチオン性およびアニオン性モノマーユニットを様々な組成で含有するランダム型ポリマーブラシ構造では、カチオン性およびアニオン性モノマーユニット組成が同等の表面でのみ、等電点に関わらずタンパク質との直接的相互作用力を激減することができた。つまり、このポリマーブラシ表面は静電的相互作用を操作することにより、タンパク質の吸着を促進することも抑制することもできる。このため今後は、カチオン性およびアニオン性モノマーユニットを様々な組成で含有するランダム型ポリマーブラシ表面に、ブロック型ポリマーブラシ表面を加えて、これらの近傍で働く静電的相互作用の大きさやその及ぶ範囲などを、pHや塩強度などの特性が異なる水中で解析し、タンパク質との直接的な相互作用はもとより、吸着量や吸着速度定数との関係を明らかにすることを行う。また、相互作用解析を行うタンパク質の高次構造を制御することで、タンパク質とポリマーブラシ表面との間で働く静電的相互作用を変化させ、その影響を詳細に解析する。これまでに引き続き、様々な化学構造を有する構造明確なポリマーブラシ表面および原子間力顕微鏡を用いたフォースカーブ測定を組み合わせたタンパク質吸着の詳細な解析に従事する。
非アルコール性脂肪肝障害の発症・進行に関連する遺伝素因と環境因子の解析

ゲノムワイド相関解析(GWAS)と次世代シーケンサーを用いたターゲットリシーケンスにより同定した約100kbの非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)感受性領域内に存在する4ヶ所のCpG island(CpG99、CpG71、CpG26、CpG101)の解析を行った。NAFLD患者65名から採取した肝生検の組織からゲノムを抽出し、バイサルファイト処理後、特異的なPCRプライマーを設計して4ヵ所のCpG islandを増幅した。次世代シーケンサーを行った後リファレンス配列にマッピングを行い、各CpG islandのメチル化率を測定した。その結果PARVBvariant1の上流に位置するCpG26でNAFLDの繊維化に伴いメチル化率が低下していることを見出した。一方PNPLA3の上流に位置するCpG99では繊維化に伴いメチル化率が増加していることを見出し、さらにPNPLA3の発現が低下していることを見出した。CpG99のメチル化率の変化はPNPLA3上のI148M多型のリスク型(MM)で顕著であり、IM型及びII型では繊維化によるメチル化率やPNPLA3の発現の有意な変化は認められなかった。CpG26のメチル化率低下はどちらの遺伝子型でも認められた。さらにCpG26のメチル化率低下とCpG99のメチル化率増加はC型肝炎での繊維化にも関連していることを見出した。これらのことから肝臓疾患における繊維化においてこの2ヶ所のCpG islandのメチル化率の変化が重要であること、またNAFLDにおけるCpG islandのメチル化率は遺伝子多型により影響を受けることを示し、論文報告を行った。DNAメチル化チップを用いて48名のNAFLD患者の肝臓ゲノムのメチル化解析をゲノムワイドに行い解析した。またDNAメチル化チップ解析を行った48名を含む53名の同じ肝臓組織より抽出したRNAを用いて次世代シーケンスを行った。NAFLD発症に重要な因子であるアディポネクチン値とインスリン抵抗性に関して、ADIPOQ遺伝子上のSNPが女性においてのみ関連していることを示し論文報告を行った。
イソセレノシアナートおよび関連化合物を用いる有用カルコゲン含有複素環合成

分子内に三重結合,あるいは適当な脱離基を有する各種求核剤とイソセレノシアナート類(関連化合物)の環化付加反応,およびその逆の組み合わせである三重結合(脱離基)を有するイソセレノシアナート類と各種種求核剤の環化付加反応,この2種の反応を駆使することにより,簡便かつ効率的にカルコゲン(セレン,テルル,硫黄)原子を含む新規な複素環化合物の創成を行った。また,得られた化合物の構造・反応性などその化学の解明を行った。環化反応として,ヨウ素環化を行うことにより,さらに官能基化された生成物がえられた。複素環合成を目的とした新規なジカルコゲニド類のヨウ素環化反応を見出した。1.三重結合を有する基質(NuH)にイソセレノシアナートを作用させることにより,生成するセレノール類の分子内三重結合への付加・環化を基盤とする各種複素環合成研究の一環として,これまでの成果をまとめた。(平成24年度の研究成果,雑誌論文;北陸大学紀要, 2012, 36, 1-15.)2.上記1.の閉環反応における基質として,一級アミン,二級アミンにつき詳細に検討を加え,アミン類の級数による閉環様式の違いを明らかにした。(平成24年度の研究成果,学会発表;日本薬学会,第42回複素環化学討論会)3.イソセレノシアナートの作用による生成するセレノールの環化反応において,三重結合から脱離基(ハライド)に変えることにより2-アミノセレナゾール類の効率的な一工程合成法を確立した。(平成24年度の研究成果,学会発表;第25回ヨーロッパ複素環学会)4.上記2.の閉環反応をさらに発展させた親電子環化反応(ヨウ素環化)に応用することにより,適当な位置にヨウ素官能基を有する含セレンおよびイオウ複素環合成に成功し,さらに多置換複素環への変換を行った。(平成24年度の研究成果,学会発表;第38回反応と合成の進歩シンポジウム,第39回典型元素化学討論会)5.上記1.の閉環反応により得られたイソセレノクロメン類およびイソテルロクロメン類のm-CPBA酸化を行い,新たな酸化反応が進行することを明らかにするとともに,基質の置換基の有無,種類によりその酸化反応の様式に違いがあることも判明した。これにより,ジスチリルジセニド(ジテルリド)類およびメチリデンセレニド(テルリド)類の効率的な合成法になり得ることが分かった。平成24年度の研究成果,雑誌論文;Tetrahedron, 2012, 68, 10502-10509.)1.本研究課題に関連するこれまでの一連の研究において得られているイソセレノクロメンおよびイソテルロクロメン類のm-クロル過安息香酸による酸化反応で新規な開環反応が進行することを見出し,その一般化を計った(Tetrahedron, 2012, 68, 10502-10509,第12回セレン,テルル国際化学会議,ウェールズ,2013.7.22-26で口頭発表)。2.これまでの本研究課題の一部につき,学内紀要にその概要をまとめた(北陸大学紀要,2013,36, 1-15)。3.分子内に三重結合を有するイソチオシアナート類の各種アミン類とのヨウ素環化反応を検討した。その結果,4-(ヨードアルキリデン)ベンゾチアジン類が効率的に得られ,その立体化学をX線結晶解析により決定した(Tetrahedron, 2013, 69, 6478-6487)。4.分子内に三重結合を有するジカルコゲニド(スルフィド,セレニド,テルリド)類のヨウ素環化を検討し,不活性位置である3位にヨウ素が導入されたベンゾカルコゲノフェン類の一般合成法を確立した(それぞれ,3つのシンポジウムで発表した)。1.三重結合を有する求核基質(NuH)にイソセレノシアナートを反応させることにより,生成するセレノール類の分子内三重結合へのタンデム付加・環化を基盤とする各種複素環合成のうち,すでに検討済みであったアミン類(Nu= NH)に引き続き,フェノール類(Nu= O)につき検討した。その結果,新規な骨格であるセレナクロマン類の合成に成功すると共に反応溶媒による環化様式の違いを見出した(23年度計画-1,Heterocycles,投稿中)。2.上記反応戦略において,求核基質をカルバニオンにすることにより,ベンゾ[c]セレノフェン類の簡便な合成に成功した(23年度計画-2,Tetrahedron Lett., 2011, 52, 3279-3282.)。

3.上記反応戦略の求核基質内の三重結合をハライドに替えることにより,ベンゾセレナゾール類の一般合成法を確立した(23年度計画-3,Tetrahedron Lett., 2011, 52, 505-508.)。さらにハライドの種類の違いにより環化様式に違いがあることを明らかにした。4.極最近,発見された抗生物質であるピリドベンゾチアジン(PD404182)のセレンアナログを上記反応戦略の利用により一部成功し,類縁体の合成を展開中である(23年度計画-4)。特許出願予定。5.本合成戦略を硫黄アナログに展開することにより,ベンゾチアゾール類の簡便な一工程一般合成法を確立した(23年度計画-5,Heterocycles, 2012, 84, 669-682.)。6.分子内に三重結合を有するイソチアシアナート(硫黄アナログ)と求核剤アミン類との銀触媒タンデム付加・環化反応により,複素環合成を行い,用いるアミン類の級数により,環化様式に違いがあることを明らかにした(Tetrahedron Lett., 2012, 53, 748-751)。研究の目的は,主としてセレン原子源としてイソセレノシアナートを用いることにより,含セレン複素環化合物の創製を行い,その手法を硫黄,テルル元素に発展・展開させることである。あわせて得られた生成物の機能性を検討することである。前年度(23年度)の計画・項目については,概ね順調であった。国内外の専門シンポジウムでの発表以外に6編の論文を公表することができた。本年度(24年度)は,23年度に実施分が比較的順調であった分,その想定外の結果やその機構解明研究をはじめ,学会発表,論文作成などのとりまとめ作業などにやや手間取り,当初予定していた計画(交付申請書,研究計画・方法)項目の検討が質・量ともにやや不十分であった。特にタンデム型の環化反応による新規な多環式含セレン複素環合成については,いくつかの反応系が未検討のまま残ってしまい,25年度に行う予定である。研究の目的は,セレン源としてイソセレノシアナートを用いることにより含セレン(カルコゲン)複素環化合物の合成を行うものであり,具体的項目として,1)カルコゲン複素環合成へのイソセレノシアナートおよび関連化合物の利用,2)カルコゲノール類のタンデム型環化による多環複素環の合成3)カルコゲニド類の環化反応によるカルコゲニウム塩,および二置換体複素環の合成である。23年度の研究実施計画では,それを達成するべく5項目をあげ,国際学会を含め専門学会・シンポジウムでの発表以外に,「研究実績の概要」に記したように5編の論文(1編は投稿審査中)を公表することができた。基本的には「研究実施計画25年度」に記されている通りに実施する。併せて,前項目(現在までの達成度・理由)に記したように24年度分の予定・計画が未検討であるのでそれも行う予定である。基本的には,「研究実施計画の24年度」に記した通りに実施する。しかしながら,本研究目的の達成とその実施に必須である試薬類の製造中止に遭遇し,その研究推進に大きな支障をきたした。具体的には,アセチレン類(メチルアセチレン,1ーシクロヘキセニルアセチレン)の入手が困難となった。現在,国外からの輸入と自らの合成などの方策を模索中である。23年度当初は,購入を予定していたこれらのアセチレン類が購入できず,「次年度に使用する予定の研究費がある場合」に該当することになってしまった。研究成果の公表として,速報誌への投稿と掲載にはこぎ着けることができたが,今後詳報の公表までには,研究の目的のカルコゲン含有複素環の合成のために当研究課題申請者が開発した合成法の一般性を検証するべく,上記アセチレン類の入手は必須である。
遷移金属複核錯体を触媒に用いた芳香族化合物の均一系水素化反応

これまで我々のグループが扱ってきた複核ルテニウムポリヒドリド錯体を均一系触媒として用い、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物を水素化する反応を検討した。二核ルテニウムポリヒドリド錯体をベンゼンに溶かし大気圧50気圧、室温170°Cの間のさまざまな条件で水素化を行なったところ、(1)50気圧、140°Cの条件下ではそれほどTOF(Turn over frequency)は高くないが、還元体全体のうち部分水添生成物であるシクロヘキセンが2530%程度生成する条件を見つけることが出来た。(2)また、系内に酸素を添加して水素化を行なうと、TOFが200以上の効率で反応が進行し、シクロヘキサンのみを生成することが分かった。つぎに二核ポリヒドリド錯体を酸素添加条件下で数時間加熱したところ、数種類の錯体が生成していることがNMRによる分析でわかった。これらの混合物を触媒としてベンゼンを水素化すると、(2)と同様にシクロヘキサンを効率よく生成した。これらの混合物のうち、いくつかの成分はアルミナを用いたカラムクロマトグラフィーで分離することができたので分離した成分を触媒として還元反応を検討したところ、かなり高い活性を持つ錯体が含まれていることが分かった。現在その成分の単離の検討と構造について解析をすすめている。また、シクロヘキセンを生成する部分水添反応についてはシクロヘキサンの生成を抑制すると共に触媒効率の向上を目指して研究を展開している。