hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹状突起の伸長や、軸策の太さと本数を調節する細胞質ダイニンの解析

樹状突起のパターン形成を支える分子機構は、神経系構築において重要な問題であるにもかかわらず、不明な点が多い。我々はショウジョウバエda neuronの樹状突起の形態に異常を示す変異体をスクリーニングした結果、細胞質ダイニンのサブユニット(Dlic)の変異体を分離した。この変異体は、樹状突起の長さ、分岐数、分岐位置、及び軸索の太さに異常を示した。昨年度はエンドソームに関与する分子Rab5が、ダイニンと相互作用している可能性が示唆されたので、その点をさらに研究した。ダイニン変異体ダイニンの変異体で見られる樹状突起の異所的な分岐がRab5に依存するのかを調べる目的で、da neuronでダイニンとRab5の双方の機能を同時に喪失させた。その結果、異所的な分岐を抑制することができたので、ダイニン変異体に見られる異所的な分岐はRab5に依存することが示唆された。これまでに、キネシン変異体はダイニン変異体と同様の樹状突起のパターン異常を示し、樹状突起中でのダイニンの分布パターンに異常が見られる結果を得た。このことから、キネシン変異体においても、エンドソームの分布に異常が生じることが予想された。キネシン変異体におけるエンドソームの分布パターンを調べた結果、樹状突起にあまり分布していないことが分かった。これらの結果から、樹状突起の分岐位置の決定において、ダイニンによるRab5エンドソームの輸送が重要な役割を果たすことが示唆された。本年度は樹状突起の分岐位置に注目して解析を行い、以下の成果が得られた。1.da neuronの微小管の極性を、微小管のプラス端マーカーであるEB1::GFPの経時観察を行うことで調べた。その結果、微小管のマイナス端が樹状突起の遠位側を向いていることが示唆された。マイナス端モータータンパク質である細胞質ダイニンは、樹状突起の遠位側へ向かって動くと考えられる。2.細胞質ダイニンが樹状突起中を輸送する分子を探索した。GFPを融合したDlic(Dlic::GFP)をショウジョウバエの全ての神経細胞で発現させ、そのショウジョウバエの頭部を集めた。抗GFP抗体を用いてDlic::GFPを免疫沈降し、共沈降した分子を質量分析により同定した。その結果、Rab5がDlic::GFPと共沈降する分子として検出された。Rab5に注目して解析を進めた結果、Rab5の変異体では樹状突起の分岐が抑制され、Rab5の樹状突起中の局在は細胞質ダイニンに依存する結果が得られた。これらのことから、細胞質ダイニンはRab5の輸送を介して、分岐の位置を調節していることが示唆された。来年度はRab5と細胞質ダイニンの関係性を引き続き調べることで、樹状突起における細胞質ダイニンの役割をさらに追求できると考えている。
波面形状を連続的に変形する可変フェイズドアレイアンテナ

本研究では、誘電体材料として液体を使用した可変周波数アンテナアレイを実現する。各アンテナの形状を動的に変形することで位相差を連続的に変化することで、ミリ波を空間上の任意位置に出力することが可能なフェイズドアレイの実現を目指す。初年度は、フェイズドアレイを構成する各可変周波数アンテナの駆動範囲を向上するため、アンテナを構成する液体アクチュエータの変形量を増加する方法に関する研究を行った。この研究では大変形可能な液体アクチュエータを実現するため、アクチュエータを構成する液体を加熱することで粘度を低減した。液体は、アクチュエータを形成した基板の裏面に透明・高抵抗の電極を用いて形成した抵抗線ヒータを用いて加熱している。静電気力に対する液体の変形量は粘度に依存するため、液体の粘度を低減することで変形量を向上できる。ヒータを用いて基板・液滴を加熱した際の電力と基板内の温度の関係を計測したところ、ヒータは1.4 Wの電力を加えることで最大110度まで昇温することが可能であり、ヒータ直上にある液滴を昇温できることを確認した。試作したヒータつき液体アクチュエータの性能を確認するため、液体アクチュエータを用いた可変焦点レンズを試作し、昇温による焦点距離の変化量、すなわちレンズの変形量を計測・評価した。室温に取り置いた液体レンズとヒータによって60度まで昇温した液体レンズの焦点距離・静電容量の関係を比較したところ、液体温度を昇温することで焦点距離を110 mm 160 mmまで1.5倍変形可能であり、昇温によって液体レンズの焦点変化量を向上できることを確認した。当初の今年度予定では、フェイズドアレイアンテナの土台となる液体アクチュエータアレイの試作、ならびに液体アクチュエータアレイ上にアンテナを形成した場合の電波特性の計測を行う予定であったが、事前の試算の結果従来型の可変周波数アンテナの周波数変化領域では十分に電波の干渉を引き起こすことが難しい可能性があるという試算結果を得た。そこで、フェイズドアレイセンサの設計・試作を進めるために、研究計画の順序を入れ替え、まず大変形が可能な液体アクチュエータに関する研究を前もって行うこととした。アクチュエータ形状がアンテナの周波数特性に大きな影響を与えることが予想されたため、温度変化によって液体の粘性を変えるという、アクチュエータの形状を変えることなく、動作特性のみを向上することが可能な方法を選択した。抵抗線を用いた薄膜ヒータが液体温度を制御するに足りることも確認することができ、フェイズドアレイを試作するために必要となる、従来以上の性能を実現可能な液体アクチュエータを試作することができたと考える。この結果を応用し、フェイズドアレイアンテナ全体を昇温することが可能な抵抗線設計を行い、アレイアンテナを昇温することによって、波面制御を実現するために必要となる周波数変化・制御が可能となることから、本年度の成果は今後の研究を推進する上で非常に有意義な想定以上の成果であったと考えられる。一方で、当初予定であったアンテナのアレイ化や特性評価までには至らなかったため、全体として、研究計画は「おおむね順調」に進んでいると考える。次年度には、液体アクチュエータとアンテナを組み合わせた構造の周波数特性・変化特性を計測・評価し、また当初予定の通りにアレイ配置したアンテナの周波数特性・変化特性を計測・評価する。アンテナアレイの駆動に利用する電極やヒータ電極などがアンテナの周波数特性・変化特性に与える影響を計測し、その結果を元にフェイズドアレイ構造の設計を進める。またアレイ状に並べた複数の液体アクチュエータを同時に駆動し、制御するために液体アクチュエータの静電容量の同時計測回路の試作、静電容量に基づいた周波数制御方法に関する研究を進める。これらの成果を活用し、最終年度にはフェイズドアレイを評価するための波面形状を3次元的に計測するための計測装置の試作、ならびにフェイズドアレイアンテナの波面形状・制御特性の計測・評価を進め、連続周波数変化を利用したフェイズドアレイアンテナの試作・評価を行うこととする。

室温に取り置いた液体レンズとヒータによって60度まで昇温した液体レンズの焦点距離・静電容量の関係を比較したところ、液体温度を昇温することで焦点距離を110 mm 160 mmまで1.5倍変形可能であり、昇温によって液体レンズの焦点変化量を向上できることを確認した。当初の今年度予定では、フェイズドアレイアンテナの土台となる液体アクチュエータアレイの試作、ならびに液体アクチュエータアレイ上にアンテナを形成した場合の電波特性の計測を行う予定であったが、事前の試算の結果従来型の可変周波数アンテナの周波数変化領域では十分に電波の干渉を引き起こすことが難しい可能性があるという試算結果を得た。そこで、フェイズドアレイセンサの設計・試作を進めるために、研究計画の順序を入れ替え、まず大変形が可能な液体アクチュエータに関する研究を前もって行うこととした。アクチュエータ形状がアンテナの周波数特性に大きな影響を与えることが予想されたため、温度変化によって液体の粘性を変えるという、アクチュエータの形状を変えることなく、動作特性のみを向上することが可能な方法を選択した。抵抗線を用いた薄膜ヒータが液体温度を制御するに足りることも確認することができ、フェイズドアレイを試作するために必要となる、従来以上の性能を実現可能な液体アクチュエータを試作することができたと考える。この結果を応用し、フェイズドアレイアンテナ全体を昇温することが可能な抵抗線設計を行い、アレイアンテナを昇温することによって、波面制御を実現するために必要となる周波数変化・制御が可能となることから、本年度の成果は今後の研究を推進する上で非常に有意義な想定以上の成果であったと考えられる。一方で、当初予定であったアンテナのアレイ化や特性評価までには至らなかったため、全体として、研究計画は「おおむね順調」に進んでいると考える。次年度には、液体アクチュエータとアンテナを組み合わせた構造の周波数特性・変化特性を計測・評価し、また当初予定の通りにアレイ配置したアンテナの周波数特性・変化特性を計測・評価する。アンテナアレイの駆動に利用する電極やヒータ電極などがアンテナの周波数特性・変化特性に与える影響を計測し、その結果を元にフェイズドアレイ構造の設計を進める。またアレイ状に並べた複数の液体アクチュエータを同時に駆動し、制御するために液体アクチュエータの静電容量の同時計測回路の試作、静電容量に基づいた周波数制御方法に関する研究を進める。これらの成果を活用し、最終年度にはフェイズドアレイを評価するための波面形状を3次元的に計測するための計測装置の試作、ならびにフェイズドアレイアンテナの波面形状・制御特性の計測・評価を進め、連続周波数変化を利用したフェイズドアレイアンテナの試作・評価を行うこととする。当初、今年度中に行う予定であった技術試験場でのアンテナの周波数計測試験を次年度以後に行う予定に変更したため、必要雑品の購入・装置利用費・旅費などが減少し、次年度使用額が生じた。アンテナの集積作業までは進まなかったものの、アンテナのコア技術である液体アクチュエータの同作業を大幅に向上することができており、次年度には複数アンテナアレイの試作・評価を行うために使用する予定である。
腰背部熱布温罨法の整腸作用による生活行動への効果と心地よさの提供

本研究の目的は、熱布による腰背部温罨法が、自律神経刺激を介して腸の運動を整え、日常生活行動上の排便・排ガスにおける困難の解消に有効であり、かつ気持ちよさをもたらす看護技術であることを明らかにすることである。脳血管障害による寝たきりの患者7例で、4週間のコントロール期間の後、60°Cの熱布10分間の腰部への罨法を4週間継続した。浣腸や摘便による排便が日常的になっていたところが、罨法により4名で排便状況の改善を認めた。コントロール、罨法、コントロールを繰り返した1事例でも、罨法中の便秘の自覚症状が有意に低下していた。便秘の自覚がある女性でコントロール4週間の後、40°C5時間の罨法(30名)と60°C10分の罨法(29名)を4週間実施して比較したところ、罨法により有意に排便回数が増え、便秘の自覚症状に減少が認められた。特に40°Cで顕著な効果があったが、下剤の服用日数が、60°C群のみ有意に減少していた。看護現場ではさまざまな罨法材料が用いられているが、熱布をビニール袋に包んで90分貼用する方法について調査したところ、タオルの温度は49.8°Cから始まり、皮膚温は20分後に3.1°C上昇、90分後でも開始前より1.8°C上昇していた(n=11)。以上の結果から、40°C長時間でも、60°C10分でも腰部温罨法は便秘の症状改善に有効であることが明らかになった。薬剤や浣腸・摘便といった不自然な方法でなく、苦痛なく排便を促進できる看護技術として、腰部温罨法の臨床適用を進めるには、罨法の温度と面積、時間をより明確にすることがさらなる課題である。腰背部熱布罨法が整腸作用を持つ看護技術として成り立つかどうかを明らかにするために、本年度は研究A:仰臥位・左側臥位・腹臥位の自律神経活動の様相、研究B:排便・排ガスに困難または下痢のある患者に温罨法実施する事例研究、研究C:熱布罨法の方法に関する研究を開始した。研究A:体位による自律神経活動については、研究協力を得られた健康な男性被験者で、仰臥位・左側臥位・腹臥位での自律神経活動と腸音、皮膚表面温のデータを収集中である。自律神経活動は心電図のR-R間隔からHRVで測定し、心音計で腸音を、皮膚表面の温度変化はサーモグラフによって測定している。現在のところ、体位によるデータの変動は個人差が大きく、一定の傾向を示すに至っていない。研究B:便秘・ガスによる腹満または下痢の患者で、研究への参加を承諾した者を対象とし、熱布による腰背部温罨法を実施後その症状がどのように変化したかの事例集積を、協力施設2ヶ所で行っている。便秘スケールを用いた排便状況と、罨法実施前後の腸音の変化を指標とし、現在13例(透析患者5名、神経内科の患者8名)のデータ収集をほぼ終え、事例毎に分析中である。便秘例が多く、今後下痢の事例でのデータ収集が課題である。この研究の過程で、臨床現場では湿熱タオルでなく、タオルをビニール袋に入れて使用するという方法がとられ、罨法方法の検討の必要性が生じたため、次の研究を開始した。

研究C:臨床での方法で行った場合、皮膚温がどのような変化をしているかについて、罨法施行群11名、非罨法群8名(いずれも人工透析実施中の患者)の皮膚温のデータ収集を終了し、現在分析中である。また乾熱、湿熱の違いによる反応に関して研究を計画中である。以上の研究は人を対象としているため、全て本学研究倫理審査委員会の承認を得て行っている。本研究は、熱布による腰背部温罨法が、自立神経刺激を介して腸の運動を整え、日常生活行動上の排便・排ガスにおける困難(便秘・下痢またはガスによる腹満等)の解消に有効であり、かつ気持ちよさをもたらす看護技術であることを明らかにすることを目標としている。本年度は、A.便秘・ガスによる腹満または下痢の患者での事例集積、B.罨法材料の開発、C.貼付部位の選択、D.便秘の自覚がある健常者での実験研究の準備を行った。事例研究(A)では、4ヶ所の実践現場との協働研究を行い、計24例(脳血管障害患者13例、神経難病5例、透析患者6例)の事例を収集した。脳血管障害後で浣腸を定期的に行っていた事例で、自然排便が見られた例や、下剤を服用し下痢になっていた透析患者で便が形をなすようになった例等、効果がみられる事例が集積された。温熱刺激が、乾熱か湿熱か、腹部貼用か腰部貼用か、温熱刺激の適切な温度等について(B,C)は、(1)湿熱の方が熱の伝導が広く深い、(2)腹部より腰部へ貼用した方が、胃腸の運動が促進される、(3)40°C湿熱で5時間腹部貼用にても、腹部の不快症状に改善が見られ、50°C乾熱で90分の腰部貼用でも、下痢の改善が見られたことから、皮膚温が40°C程度に上昇することが刺激になっている可能性が示唆された。また、40°Cの温熱刺激時の瞳孔反射の反応から、交感神経活動の抑制と副交感神経活動の促進が推察された。以上から、「熱布による腰背部温罨法」の方法は、原則として湿熱、皮膚温を40°C以上にできる、腰部への貼用が明確になってきた。そこで、便秘の自覚がありかつ日本語版便秘尺度で便秘のある女性健常者を対象に40°C5時間貼用と60°C10分貼用との比較実験を計画し、現在プレテストを実施している(D)。本研究は、腰部温器法が自律神経刺激を介して腸の運動を整え、便秘・下痢または腹満等の解消に有効な看護技術であることの証明を目標としている。これまでの研究から、罨法は湿熱の方が乾熱より熱の伝導が広く深いこと、腹部への貼用でも効果があるが、腰部の方が胃腸の運動が促進されること、40°Cの温熱刺激で交感神経活動が抑制され、副交感神経活動が促進されることがわかった。また入院患者での事例研究で約50%に有用な変化があることもわかってきた。本年度は、腰部への器法の有効性、温度による差があるかどうかを明確にするため、便秘を自覚している女性健常者に、40°Cを保つ湿熱を5時間貼用する場合と60°Cの湿熱刺激を10分与える場合との比較実験を行った。コントロール4週間とその後40°C5時間貼用4週間(A群)と60°C10分貼用4週間(B群)の2群を設定した。被験者は各群18名で平均年齢はA群32.4歳、B群30.2歳、コントロール期間の便秘はA群3.44、B群2.78で、いずれも有意差はなかった。A群のコントロール期間と実験期間では、便秘が3.44から1.67に有意に減少し、排便のなかった日数が13.7日から10.7日に有意に減少し、排便回数は19.1回から24.3回に有意に増加した。B群では便秘が2.78から2.39、排便のなかった日数が13。9日から12.9日に減少したがいずれも有意差はなかった。排便回数は17.4回から20.6回に増加したが有意差はなかった。またA・B群間では、全ての値で有意差がなかった。A群のコントロールとB群の実験期間では、便秘の自覚症状については有意に低下していた。これの結果から、社会生活を送っている便秘の女性では、40°C5時間の蒸気温熱シートの腰部貼用は、便秘の改善に有効であり、高温短期間の刺激も、自覚症状の改善にはつながる可能性があることがわかった。
本居宣長の歌学・物語学に関する文献学的研究

本年度は、まず前年度に引き続き、宣長の『源氏物語』関係稿本についての調査・解析を行った。その結果、本居宣長記念館に現存する『源氏物語抜書』が、彼の源氏研究、特にその物語評論的研究の基礎的な部分において重大な役割を果たしていることなどを究明し得た。その成果については、平成十四年四月の鈴屋学会において、「本居宣長記念館蔵『源氏物語抜書』について」という研究発表を行う予定である。また手沢本『百人一首改観抄』などの一次資料についても調査・整理し、自筆書入などの形で残された宣長の学説の分析を試みた。その結果、書籍の形をとってまとめられたものの中に収められていない宣長の和歌や物語についての評論・注釈的言説を発見することができ、その書入説や抜書中の自説が、彼の学説形成の経緯を知る上で重要であることを解明するとともに、それら自体が宣長の学問の成果として固有の価値を有することなどをも、明らかにすることができた。以上のような、一次資料の調査をふまえた稿本や書入本の研究、歌論・物語論の研究、さらには注釈書における個々の語釈・注釈の情報処理を通じた文献学的特質の解明をふまえて、宣長にとってこうした古典文学の研究が彼自身の学問体系の中でどのような意義を持つものであったのかを明らかにするとともに、古典文学の歴史における宣長の歌学・物語学の位置や意義についても、その一端を究明することができたのである。平成十三年十二月刊の『本居宣長事典』の筆者担当項目等は、その成果を踏まえて記されたものである。また、旧本居文庫のカリフォルニア大学バークレー校所蔵分の蔵書目録(雄松堂出版より刊行予定)作成に向けて調査・情報処理を開始することができたことも、本年度の成果の一つであり、今後も完成に向けて研究を続けていくことを期するところである。三重県松阪市の本居宣長記念館に現存する『源氏物語玉の小櫛』の3種類の宣長自筆稿本とその周辺資料を調査・収集・整理を行い、その調査の結果について、コンピューターによる情報処理を施した。その結果、『源氏物語玉の小櫛』の成立過程と文献学的特徴を一端を明らかにすることができた。その成果は来年度発刊予定の『本居宣長事典』(東京堂出版)などに反映される予定である。また、『紫文要領』『石上私淑言』の中において物語論や歌論として提唱されている「物のあはれを知る」説を、伊藤仁斎・萩生徂徠あるいは武者小路実陰・冷泉為村・小沢蘆庵といった同時代とそれ以前の文学者たちの文芸思想と比較することによって、その来歴を明らかにするとともに、彼の唱えた説が文学史上においてどのような意義を有したのかということについて究明を試みた。その結果、彼の「物のあはれを知る」説が、仁斎らの人情主義的文学観を継承しつつ、「人情」というものの内容を心理学的に精密に解析することによって、儒仏など他の思想的価値に依存しない文学観の完成を目指したものであることや、同じく同説中に窺える他者の心理を洞察することのできる能力・精神性の重視が、小沢蘆庵の歌論をはじめとする同時代の文学観の中に幅広く認められるものであることなどを究明し得た。これらの研究成果は、週刊朝日百科『世界の文学』no.89(平成13年3月27日、朝日新聞社刊)に「もののあはれの文学論」としてまとめた。宣長の『伊勢物語』研究に関する文献や『万葉集』についての講義の聞書の類などについての調査なども行ったが、これらについては、彼の歌学・物語学についてより総合的な探究を試みる、来年度の研究に繋がるものであることを確信する。

また、旧本居文庫のカリフォルニア大学バークレー校所蔵分の蔵書目録(雄松堂出版より刊行予定)作成に向けて調査・情報処理を開始することができたことも、本年度の成果の一つであり、今後も完成に向けて研究を続けていくことを期するところである。
ｎー３系多価不飽和脂肪酸の肺動脈性肺高血圧症治療薬の機能補助効果に関する研究

DHAやEPAといったn-3系多価不飽和脂肪酸(n-3脂肪酸)は、その効果や安全性が確立している上、比較的安価である。本研究は、難病である肺高血圧症に対してn-3脂肪酸が治療補助効果をもつか否かを明らかにすることを目的とした。肺高血圧ラットにn-3脂肪酸として魚油を1日1回経口投与し、生命予後、血管機能、及び炎症関連因子の発現への影響を調べた。その結果、魚油投与単独では生存期間を延長できなかったが、肺血管機能異常を一部改善しうること、右心室において炎症関連因子の発現を抑制する傾向があることを見出した。以上から、n-3脂肪酸が肺高血圧症治療補助効果を有する可能性が示唆された。本研究の目的は、肺高血圧病態下においてDHA, EPAといったn-3系多価不飽和脂肪酸(n-3PUFA)投与が肺高血圧治療に有益であるか否かを明らかにすることである。1肺高血圧ラット組織におけるn-3PUFA受容体GPR120発現に関する検討:申請者はこれまでに、抗炎症効果を有する薬物(sPLA2阻害薬、アンギオテンシンAT1受容体拮抗薬)が肺高血圧病態を改善しないものの、肺高血圧病態ラットの生存率を有意に改善する結果を得ているが、この効果に対してn-3PUFAが相加・相乗的効果を発揮する余地があるか否かについて検討するため、アンギオテンシンAT1受容体拮抗薬処置ラットの摘出肺組織におけるGPR120 mRNA発現の有無を調べた。その結果、ラット肺には常に一定量のGPR120が発現していることが分かり、肺高血圧病態下でその発現がやや増大する傾向にあった。2肺高血圧ラット肺組織における炎症関連因子の発現に対するn-3PUFA慢性投与の効果:n-3PUFAが肺高血圧ラット肺における炎症関連因子の発現に影響を与えるか否か、in vivoで調べた。n-3PUFA供与体として魚油、対照としてコーン油(n-6PUFA)を3週間投与した。肺高血圧ラットではインフラマソーム関連因子であるIL-18発現が増大したが、魚油投与群ではそれが抑制された。一方、コーン油投与群では、更なる発現増大が観察された。以上の結果から、肺高血圧時のn-3PUFAを負荷は、増大したGPR120を介してインフラマソーム関連因子の発現を制御しうる可能性が示された。3n-3PUFA受容体GPR120の肺動脈平滑筋細胞における役割を解明するため、GPR120強制発現肺動脈平滑筋細胞の樹立を試みている。本研究の目的はn-3系多価不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)が肺高血圧症病態時に観察される血管収縮能異常、肺組織で観察される慢性炎症、さらには生命予後の改善に寄与するか否かを明らかにし、既存の肺高血圧症治療薬と併用することによりその作用を補助しうるか示すことである。平成24年度では、n-3 PUFA長期単独投与の効果を調べる目的で、1肺高血圧症ラットの生命予後および2肺動脈収縮機能異常を改善しうるかについて、予備的な検討を行った。1n-3 PUFA長期投与が肺高血圧症ラット生命予後に与える効果:ラットにモノクロタリン(MCT)を単回皮下投与し、肺高血圧症を誘導した。なお、このモデルでは、MCT投与後約3週で肺高血圧症が成立する。MCT投与翌日からn-3 PUFAを含む魚油(1 mL/日, Sigma)の経口投与を開始した。対照には、n-6およびn-9 PUFAのソースであるコーン油(1 mL/日,和光純薬)およびオリーブ油(1 mL/日)を用いた(各群n=23)。コーン油投与群に比し、魚油およびオリーブ油投与群の生存日数は長い傾向にあったが、顕著な延長ではなかった。2n-3 PUFA長期投与が肺動脈収縮機能異常に与える効果: 1と同様に、MCT投与翌日から魚油またはコーン油投与を開始した。34週間飼養・観察後、肺動脈を摘出し、その収縮能についてマグヌス法で検討した。肺高血圧病態下の肺動脈平滑筋では、K+チャネルの機能が低下していることが報告されているが、魚油投与群では、K+による脱分極刺激に対する収縮応答に改善傾向が観察された。一方、伸展刺激に誘発される異常な律動性収縮の発現頻度に関しては、魚油およびコーン油投与群間に差は認められなかった。以上の結果から、魚油長期投与は、血管平滑筋に対して機能保護効果を示す可能性が示唆された。平成26年度は、(1)肺高血圧時の肺血管機能異常に対するn-3PUFA持続投与の効果を明らかにすること、(2)肺高血圧時の右心室および肺組織において発現が変動する炎症関連因子を検出すること、(3)肺高血圧ラットに対し延命作用を示す

アンギオテンシンII AT1受容体拮抗薬オルメサルタンの効果の再確認とn-3PUFAの併用効果に関する検討を中心に計画した。(1)肺高血圧を誘発するモノクロタリンを投与すると同時に、n-3PUFAのソースとして魚油(2 mL/head/day)もしくは、対照としてn-6PUFAのソースであるコーン油(2 mL/head/day)の経口投与を開始した。約3週後に肺動脈を摘出し、肺高血圧時の肺動脈内腔圧(40 mmHg)に相当する約15 mNの伸展刺激を与え、その張力変化を観察した。健常対照群では、律動性収縮等の血管機能異常は観察されなかったが、コーン油投与肺高血圧群および魚油投与肺高血圧群では律動性収縮や緊張性収縮が観察された。以上のことから、n-3PUFA単独摂取では肺高血圧時の肺動脈収縮異常を抑制し得ない可能性が示された。(2)モノクロタリン肺高血圧ラットの右心室では炎症性サイトカインであるIL-6および組織線維化に関わるGDF15のmRNA発現が有意に増大していることを見出した。その他、有意ではないものの、IL-1beta, IL-18, TGF-beta1, CTGFのmRNA発現が増大の傾向にあった。肺でもIL-6 mRNA発現が有意に増大していた。(3)オルメサルタン投与により、再現性よくモノクロタリン肺高血圧ラットの生存期間が延長することを確認した。さらに、右心室におけるIL-6およびGDF15の有意な発現増大をほぼ完全に抑制することを見出した。分子薬理学本年度から、教務関連業務(実務系基礎実習等)が増えたことなどから、薬物長期投与実験など、長期間の継続が必要な実験の実施可能時期が限定された。そのため、当初予定していた動物実験の例数追加が捗らなかった。しかし、次年度早々に動物実験を開始することによってリカバー可能な範疇であると考える。また、研究を進めるなかで、n-3PUFAの効果を検討するにあたり、その受容体であるGPR120の役割についても同時に検討する必要性が浮上した。そこで、申請当初は計画されていなかったが、GPR120強制発現肺動脈平滑筋細胞樹立に着手した。こちらは比較的順調に進捗しており、来年度には機能実験に取りかかる予定である。交付申請書に記載した実験計画に関してはやや遅れているものの、研究全体としては概ね順調であると考える。研究計画長所に記載した平成24年度研究計画の概要は、「PAH肺動脈収縮機能異常に対するn-3 PUFAの効果に関する検討」、「肺動脈平滑筋細胞における伸展刺激誘発増殖因子受容体発現増強に対するn-3 PUFAの効果に関する検討」である。「PAH肺動脈収縮機能異常に対するn-3 PUFAの効果に関する検討」に関しては、上記「研究実績の概要」文中1に相当する。実験各群の例数が少ないので、実験例数を増やす必要はあるが、概ね順調に進んでいると思われる。一方、培養摘出肺動脈組織および培養肺動脈平滑筋細胞を用いた検討については着手に至らなかったが、平成25年度検討予定であるまるごと個体を用いた治療実験の予備検討を前倒しで行っている(上記「研究実績の概要」文中2に相当)。
マイクロマニピュレーションによるDNA試料調製法の研究

キャピラリー内でDNA一分子の操作を実現することにより、分子を一次元内に閉じ込めることが可能になり、また一方向に流れを起こすのが容易になる。本研究ではキャピラリー内にDNA分子を伸長・固定し、キャピラリー内でのマグネシウムイオン勾配を生成することにより、DNA分子の切断反応を局所的に制御することを目的としている。そこで、まず、DNA一分子の伸長操作を内径1035μm程度のキャピラリー内で行うことを試みた。DNA分子の末端を直径1μmのラテックス粒子と結合した後に、キャピラリー内部に分散させYAGレーザによりトラッピングした。キャピラリーによるレーザービームの屈折のためレーザトラッピングの効率が悪くなるものの、レーザ出力30mWの条件において内径35μm(厚さ8μm)のキャピラリー内で1μmのラテックス粒子をトラップすることが可能であった。また、キャピラリー外部から直流電圧を印加すると、DNA分子は負に帯電しているため正電極の方向に泳動され、ラテックス粒子を一端として伸長状態で固定することが可能である。内径10μmのガラス管両端に5cmの間隔で電極を配置し、これに直流電圧30Vを印加した場合、キャピラリー内部で伸長固定されDNA分子が観察された。同様な伸長固定操作は電圧を印加せずにキャピラリー内部にマイクロインジェクターにより流れを形成した場合も観察できた。以上に示すようにキャピラリー内におけるDNA分子のマイクロマニピュレーション技術は確立された。また、キャピラリーの一端からマグネシウムイオンを含む緩衝液を導入し、流れをマイクロマニピュレータにより制御することにより、キャピラリー内で階段状の濃度勾配が形成されることを蛍光物質(Magnesium Green)を用いて確認した。今後、形成されたマグネシウムイオン勾配を用いて伸長・固定されたDNAを局所的に切断することを試みる予定である。
フィールドエミッションによる低速電子線干渉技術の研究

電子の波動性を利用する電子線干渉技術,とくに低速電子を用いた干渉計測は軽原子による電子の位相変化が大きくなり、干渉計を用いた位相計測によりその試料の構造を観察・計測することができることから,最近注目されている.本研究では,電子のフィールドエミッションに必要な超微細な先端をもつチップが半導体基盤上に並べて作製することが可能になったことに注目し、新しいタイプの干渉計を構築することを試み、低速電子線による干渉法の基礎の確立を目的とした。とくに以下のテーマについて研究した.1)位相像と物質構造との関係電子ビームが単位電荷に入射する際、電子の受ける位相変化を三次元的に解析することを行った.そして,原子,結晶体の試料に対して、シミューレーションにより,位相像と試料の構造との関係を明らかにした.2)低速電子干渉計の構成バイプリズムによる二つの球面波の干渉法を提案し,その分解能と要求される干渉性について明らかにした.干渉パターンから試料の位相像を求める手法も併せて提案した.また,2つのフィールドエミッションチップによるヤングの干渉の可能性を検討した。3)実験装置の試作講座で所有する電子ビーム露光装置及びエッチング装置などにより、微小なフィールドエミッションチップによる実験を行った.それによって,微小エミッターによる電子線干渉計を実現する見通しを得ることができた.これから,検証実験をさらに進めていく所存である.電子の波動性を利用する電子線干渉技術,とくに低速電子を用いた干渉計測は軽原子による電子の位相変化が大きくなり、干渉計を用いた位相計測によりその試料の構造を観察・計測することができることから,最近注目されている.本研究では,電子のフィールドエミッションに必要な超微細な先端をもつチップが半導体基盤上に並べて作製することが可能になったことに注目し、新しいタイプの干渉計を構築することを試み、低速電子線による干渉法の基礎の確立を目的とした。3)実験装置の試作講座で所有する電子ビーム露光装置及びエッチング装置などにより、微小なフィールドエミッションチップによる実験を行った.それによって,微小エミッターによる電子線干渉計を実現する見通しを得ることができた.これから,検証実験をさらに進めていく所存である.
真空蒸着法による二元系貴金属ナノ粒子の作製とその物性

本研究で得られた知見メタノール燃料電池は電極触媒の性能向上が急務である。陽極でのメタノール酸化においてCO被毒を抑えるのに有効と重要視されているPt・Ru複合系については、ルテニウムの融点・沸点(2310°C・3900°C)が高くて合金の種類が少ない。加えてワイヤー状Ruが生産されていないことや、単独でRuを抵抗過熱法によって真空蒸着が困難であることもある。従って、検討範囲の重点をPt・Ru複合系からほかの系に移すと共に、蒸着源を単一金属のみにしたり、ワイヤー状の合金(融点・沸点が低い)を併用したりした。パラジウム-金二元系において、PdとAu(50:50)をグラッシーカーボン(GC)上に交互に真空蒸着して担持させ超微粒子電極とした。蒸着直後の電極に電解液中で電気化学的安定化を施した際、過塩素酸溶液中では安定であるのに対して塩酸中ではPdが徐々に溶け出している挙動が示された。XPS測定に関しては、PdとAuを交互に蒸着する時、蒸着順番が変わった場合、金属の結合エネルギーが違った値を示している。パラジウム単独系では、まだ検討していないメタノール酸化について調べた。アルカリ溶液中でPd粒子が凝集していることを観察した。酸性溶液では見られなかったメタノール酸化は顕著に観測できた。電極触媒としての有用性が示唆している。本年度の得られた知見パラジウム-金二元系において、PdとAu(50:50)をグラッシーカーボン(GC)上に交互に真空蒸着して担持させ超微粒子電極とした。蒸着直後の電極に電解液中で電気化学的安定化を施した際、過塩素酸溶液中では安定であるに対して塩酸中ではPdが徐々に溶け出している挙動が示された。アルカリ溶液中でPd粒子は凝集していることを観察した。メタノール酸化ではCO被毒を抑えるのに有効と重要視されているRu複合系については、当研究の計画段階ではメインとなっていた。しかし、融点・沸点(2310°C・3900°C)の高いことや、ワイヤー状Ruが生産できないことや、そして合金種類の少ないこと(現段階ではPd90:Ru10しか入手できていない)などから、単独でRuを抵抗過熱法によって真空蒸着が困難であることが判明した。検討範囲の重点をほかの系に移すと共に、蒸着源を単一金属のみにするほか、ワイヤー状の合金(融点・沸点が低い)を併用することにした。蒸着はできたものの、測定には至っていない。来年度の課題とする。
ヒト胎児組織を用いた小児重症心不全に対する幹細胞移植システム基盤の構築

ヒト胎児心筋細胞の培養法を確立し、細胞情報基盤を整備することにより、小児重症心不全に対する細胞移植治療における理想的なドナー細胞を開発することを目的として本研究を遂行した。本年度の研究成果としては、「ヒト胎盤細胞の心筋分化誘導法の確立」が挙げられる。ヒト胎盤由来間葉系細胞はマウス胎児心筋との共培養法を用いることで心筋細胞に分化誘導出来ることが明らかになり、その割合を高める研究を行った。また、分化誘導後の細胞に対して、RNA発現解析、免疫組織学的解析を行った。さらに、電気生理学的手法を用いて分化誘導後の細胞が作業型心筋様の電気的活動を示すことを解明した。心筋に分化する能力が高いことが示唆された胎盤由来間葉系が発現する液性因子、シグナル伝達物質等について網羅的遺伝解析および表面抗原発現解析を行い、心筋分化への鍵となる遺伝子の検索を試みた。網羅的遺伝子解析データは米国NIHが提供するNIA Array Analysisを用いて解析を行った。本研究の成果は、日本循環器学会総会(神戸)および、American College of Cardiology(New Orleans)において学会発表し、7月発行のExperimental Cell Research誌上に論文発表した。また、4月には日本外科学会総会(大阪)において胸部外科領域における細胞治療戦略についての最新の知見を得、意見交換を行った。本研究は、ヒト胎児心筋細胞の培養法を確立し、細胞情報基盤を整備することにより、小児重症心不全に対する細胞移植治療における理想的なドナー細胞を開発することを目的としている。現在、国立成育医療センター倫理委員会においてヒト胎児組織を用いた幹細胞研究に関して倫理審査申請中であり、ヒト胎児組織を用いた研究は行っていない。倫理審査通過後の研究を円滑に遂行するための準備として、マウス胎児心筋細胞、ヒト臍帯血細胞、ヒト胎盤細胞、ヒト子宮内膜細胞などを用いて以下の研究を行った。1)異種動物成分を排除した培養法・維持法の標準化ヒト間葉系細胞の分離・培養法確立をめざした研究を行った。数種類のヒト組織由来の間葉系細胞を培養し、不死化・寿命延長に成功した。また、これらの細胞が心筋細胞へ分化する能力を持つことを確認した。ヒト間葉系細胞の分離・培養に際しては、異種動物由来の原料を排除した方法をとるほうが、望ましく、これに向けたステップとして、低血清培地による間葉系細胞の増殖能、細胞周期について検討した。2)マウス胎児心筋細胞のプロファイリング得られた細胞に対して、網羅的発現遺伝子解析を行った。また、胎児由来の細胞をヒト間葉系細胞の分化誘導に用いるfeeder細胞として利用するためにマウス胎児心筋細胞が発現する液性因子、シグナル伝達物質等の解析を行った。1)ヒト胎盤細胞のプロファイリングヒト胎盤由来間葉系細胞の分離・培養法を確立し、得られた細胞に対して、網羅的発現遺伝子解析を行った。また、胎盤由来間葉系が発現する液性因子、シグナル伝達物質等について網羅的遺伝解析および表面抗原発現解析を行った。2)ヒト胎盤細胞の心筋分化誘導法の確立ヒト胎盤由来間葉系細胞はマウス胎児心筋との共培養法を用いることで心筋細胞に分化誘導出来ることが明らかになり、その割合を高める研究を行った。また、分化誘導後の細胞に対して、RNA発現解析、電気生理的解析、免疫組織学的解析を行った。
導電性高分子-絶縁性高分子複合体の電気電子物性とその応用に関する研究

本研究で主に取り扱った導電性高分子-絶縁性高分子複合体は絶縁性高分子の微粒子の表面を導電性高分子で被覆する事で作製した高分子微粒子を未被覆の絶縁性高分子微粒子と混合成形する事によって作製した。被覆高分子微粒子と未被覆高分子微粒子を混合成形した複合体の導電率に及ぼす被覆高分子微粒子の混合比率を検討したところ、その導電率は10桁以上にわたり連続的に制御することが可能であることが見いだされた。また、その変化は混合比率に対して非線形で、閾値を有することが見いだされた。この閾値はパーコレーション閾値Pcとして理解され、用いた絶縁性高分子微粒子の形状に依存することが明らかになった。特に、ナイロン線維を用いた複合体の場合には線維の直径と半径の比率の2乗に反比例する事が明らかになった。この様な導電率の制御は導電性高分子を僅か0.05重量%程度加えることで可能であり実用的見地から極めて興味深い。さらにパーコレーション閾値以下の組成比の場合に見られる非線形な電流電圧特性とその温度依存性から導電粒子間のトンネル電流が正味の導電率を支配する現象を明らかにした。パーコレーション閾値特性は複合組成比に対する誘電率の依存性にも見いだされた。すなわち、パーコレーション閾値以上の組成比の複合体では顕著な誘電率の上昇が見いだされた。ここで検討した導電性高分子-絶縁性高分子複合体の応用として電力ケーブルの半導電層、帯電防止膜さらに各種の電磁シールド材料等が提案され、一部その性能評価も行った。導電性高分子としてポリピロールおよびポリアニリン、絶縁性高分子としてポリエチレン(PE)、ナイロン、およびポリスチレン等を用いて各種の複合体を作製した。数ミクロン数十ミクロンのサイズの種々の形状の絶縁性高分子の粒子をポリピロールで薄く(0.05μm以下)コーティングし、未コーティングの粒子と共に複合化した。その導電率は、コーティングした粒子の濃度(比率)に強く依存した。その濃度依存性はパーコレーション伝導に起因する絶縁体-金属転移を示し、閾値濃度は絶縁性高分子粒子の形状に依存する事、電圧電流特性に高電界になると顕著な非線形性が現れることなどを見いだし、そのメカニズムをしらべた。ポリアニリンの場合には、ポリスチレンと共溶媒に溶かし、キャスティングすることにより複合体フィルムを作製すると、やはりパーコレーション伝導が生じていることが明らかになった。また、その性質は薄膜化方法にも依存する事を明らかにした。一方、導電性高分子ポリチオフェン、ポリ(p-フェニレンビニレン)置換体と電気化学的方法で作製した薄膜のPMSB(ポリビスメチルスチリルベンゼン)積層膜は極めて特徴的な電流電圧特性を示し、新しい電子機能素子の可能性を見い出した。更に、導電性高分子とフォトクロミック性を有する絶縁性分子の複合体においてその導電率が光照射により制御可能であり、しかもメモリー性を有していることを明らかにした。特に、ナイロン繊維を用いた複合体の場合に繊維の直径と半径の比率の2乗に反比例する事が明らかになった。

さらにパーコレーション閾値以下の組成比の場合に見られる非線形な電流電圧特性とその温度依存性から導電粒子間のトンネル電流が正味の導電率を支配する現象を明らかにした。パーコレーション閾値特性は複合組成比に対する誘電率の依存性にも見いだされた。すなわち、パーコレーション閾値以上の組成比の複合体では顕著な誘電率の上昇が見いだされた。ここで検討した導電性高分子-絶縁性高分子複合体の応用として電力ケーブルの半導電層、帯電防止膜さらに各種の電磁シールド材料等が提案され、一部その性能評価も行った。
ミリ波イメージングコンパクトシステムの開発とはく離・き裂の非接触高分解能定量評価

本研究は高分解能化と画像化による,現場対応を視野に入れた欠陥の高速定量評価を狙い,ミリ波による接触媒質不要型・非接触・非破壊計測技術の展開とイメージングコンパクトシステムの確立を目指したものである。二年継続により以下の実績を得た。1.イメージングコンパクトシステムの構築従来,マイクロ波等の研究に実験室で使用されている大型でかつ高価なネットワークアナライザシステムに代わり,現場への活用に適したイメージングコンパクトシステムを開発した。さらに試作したシステムにおけるミリ波の発生,送信,受信,計測等部分の最適化を実施し,コンパクトシステムの所期の機能を達成した。2.反射型ミリ波集束センサの開発楕円体面からなる反射ミラーを利用したミリ波集束センサを開発した。従来の誘電体レンズ型センサと異なり,ミリ波が空気中のみを伝播するため,レンズより生じる余分な減衰や反射が発生しない,感度が高いという特徴がある。これにより高い空間分解能で,かつ十分なリフトオフ距離を有する実用型集束センサを実現した。3.電子デバイス・薄膜等における欠陥の高分解能検出と電気的特性の評価ミリ波の反射率の振幅を測定することにより,電子パッケージのリードフレームと封止樹脂間の局部はく離の高分解能検出に成功した。これにより電子パッケージ内のはく離を空気中で検出することが可能になった。また開発したミリ波イメージングコンパクトシステムを用いて透明導電性酸化物薄膜の導電率の非接触計測に成功した。4.金属材料表面上の閉じた微小き裂の定量評価二次元き裂に対するき裂の閉じ具合に無関係な二周波数定量評価手法を開発した。またき裂閉口圧の評価手法を導入し,二周波数評価法に及ぼすき裂閉口圧の影響を明らかにした。さらに三次元き裂を対象として,き裂形状および寸法と干渉の影響を反映する干渉波形という量を見い出し,き裂の形状および寸法を求める手法を開発した。本研究は高分解能化と画像化による,現場対応を視野に入れた欠陥の高速定量評価を狙い,ミリ波(マイクロ波の中の高周波数30300GHzのもの)による接触媒質不要型・非接触・非破壊計測技術の展開とイメージングコンパクトシステムの確立を目指したものである。本年度は以下の実績を得た。1.イメージングコンパクトシステムの構築従来,マイクロ波等の研究に実験室で使用されている大型でかつ高価なネットワークアナライザシステムに代わり,現場への活用に適したイメージングコンパクトシステムの具体的構成を詳細に設計し,ミリ波出力信号の強度,周波数等を最適化した。設計結果に基づき,ミリ波コンポーネンツ,ミリ波オシレータ,高速スキャニング用小型XYおよびZ軸ステージ,イメージ表示用パーソナルコンピュータを使って試験型システムを試作した。さらに試作したシステムにおけるミリ波の発生,送信,受信,計測等部分の測定・調整を,現有のネットワークアナライザを使用して実施し,システムの最適化を図り,コンパクトシステムの所期の機能を達成した。開発したセンサについて,現有のネットワークアナライザを使用して,センサの分解能と感度等を測定し,これによりセンサの設計を最適化した。

本研究は高分解能化と画像化による,現場対応を視野に入れた欠陥の高速定量評価を狙い,ミリ波(マイクロ波の中の高周波数30300GHzのもの)による接触媒質不要型・非接触・非破壊計測技術の展開とイメージングコンパクトシステムの確立を目指したものである.本年度は以下の実績を得た.1.電子デバイス・薄膜等における欠陥の高分解能検出と電気的特性の評価ミリ波の反射率の振幅を測定することにより,電子パッケージのリードフレームと封止樹脂間の局部はく離の高分解能検出に成功した。これにより電子パッケージ内のはく離を空気中で検出することが可能になった。また開発したミリ波イメージングコンパクトシステムを用いて透明導電性酸化物薄膜の導電率の非接触計測に成功した。これによって、液晶ディスプレイや太陽電池等の基材として広く利用されている導電薄膜の導電性の非接触評価が可能になった。2.金属材料表面上の閉じた微小き裂の定量評価ミリ波が金属材料表面上の閉じた微小き裂中に入射する際に発生する導体損失を高感度に検出し,その損失量とき裂深さの間の関係を定量化した。これにより二次元き裂に対するき裂の閉じ具合に無関係な二周波数定量評価手法を開発した。またひずみゲージを用いたき裂閉口圧の評価手法を導入し,二周波数評価法に及ぼすき裂閉口圧の影響を明らかにした。さらに三次元き裂を対象として,三次元き裂により生じるミリ波の干渉を考慮し二周波数評価法の評価式を拡張した。これによりき裂形状および寸法と干渉の影響を反映する干渉波形という量を見い出し,干渉波形から三次元き裂の形状および寸法を求める手法を開発した。
ヒト金属アレルギー発症に関与する性ホルモンに依存した生態環境と特異的T細胞の解明

金属アレルギーは女性に多いアレルギーであるが、病態形成機構はよく分かっていない。本研究では、金属アレルギーならびに金属アレルギーに関連した疾患を対称とし、性ホルモンバランスのアレルギーの関連と、病態形成に関わる免疫細胞を明らかにすることを目的としている。本研究結果によって、金属アレルギーや、金属アレルギー関連疾患である口腔扁平苔癬などの病態発症のメカニズムが解明され、革新的な診断・予防・治療体系の確立が期待できると考える。
受容体を介した細胞内情報産生および平滑筋収縮におけるCa^<2+>感受性増加機構の研究

受容体から収縮に至るまでの細胞内情報伝達経路の中で、特に平滑筋収縮におけるCa^<2+>感受性調節機構に関与する経路に着目して研究を行い以下に示す2つの知検が得られた。1.血管平滑筋におけるα_1-アドレナリン受容体サブタイプ(α_<1A>およびα_<1B>)を介した収縮におけるCa^<2+>感受性増加機構に関する知検。細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)と収縮張力との関係を測定することによりα_<1A>-受容体サブタイプを介した収縮におけるCa^<2+>感受性増加機構の存在を示した。そして、このCa^<2+>感受性増加機構は、プロテインキナーゼC活性薬によって強力に増強されプロテインキナーゼC阻害薬のH-7や非水解性GDPアナログのGDPβ-Sおよび低分子量G-蛋白質(rho蛋白質)をADPリボシル化することによって不活性化するClostridium botulinumの菌体外毒素であるC_3毒素5μg/ml処理により抑制された。しかし、α_<1A>-受容体サブタイプを介したプロテインキナーゼC活性の上昇はC_3毒素処理によって影響されなかった。また、α_<1A>-受容体サブタイプを介するミオシン軽鎖リン酸化量の増加はα_<1A>およびα_<1B>-両受容体刺激によるリン酸化量の増加の54.9%となった。以上の結果より、家兎胸部大動脈にはα_<1A>-およびα_<1B>-受容体サブタイプが存在し、α_<1A>-受容体サブタイプを介する経路はミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない調節経路を活性化して収縮に対するCa^<2+>感受性増加を起こすこと、そして、このCa^<2+>感受性増加機構にはプロテインキナーゼC-低分子量G-蛋白質の経路が関与していることを明らかにした。2.家兎瞳孔散大筋におけるエンドセリン(ET)受容体サブタイプを介した収縮反応と細胞内Ca^<2+>動態家兎瞳孔散大筋にはET_A-およびET_B-受容体が存在し、細胞内Ca^<2+>濃度の上昇はこれら両受容体を介して起こるのに対して収縮反応はET_A-受容体を介して起こることを示した。
含ケイ素複素環化合物の合成と生物活性評価

(1)ビニルシリル-及び(置換メチル)シリル-メチルチオフェン類の合成前年度見いだした、トリクロロビニルシランとマグネシウムのテトラヒドロフラン懸濁液中に、塩化チエニルメチル類を滴下することによって、2-ジクロロ(ビニル)シリルメチルチオフェン誘導体が得られる方法を本年度はさらに展開し、各種ビニルシリルメチルチオフェン誘導体を合成した。また、クロロ(クロロメチル)ジメチルシランの場合、マグネシウムのテトラヒドロフラン懸濁液中に、塩化チエニルメチル類と(クロロメチル)ジメチルシランのテトラヒドロフラン混合溶液を、滴下する変法を確立し、各種シリルメチルチオフェン類も合成することもできた。さらに、得られたシリルメチルチオフェン類のグリニアール試薬から各種(置換メチル)ジメチルシリルメチルチオフェン類を合成した。(2)分子内閉環反応の試み得られたビニルシリルメチルチオフェン類について、ベンゼン誘導体の場合と同様な反応条件下、それらの分子内閉環反応を種々検討したが、予想に反して閉環体は全く得られなかつた。このベンゼン誘導体との反応性の相違を考察するために、ベンゼン及びチオフェン誘導体の分子軌道計算をPM3法で行った。その結果、仮定した遷移状態でチオフェンの2位炭素のπ軌道(HOMO)とビニル基末端炭素のπ軌道(LUMO)が反結合軌道となる計算結果が得られ、このことが、閉環反応が進行しない要因と推論した。そこで、ビニル基を他の官能基(アシルオキシ基など)に代えた誘導体の閉環反応を行った。しかし、それらからも閉環体を捕捉することができなかったが、アセトキシエチル体から閉環後、閉環したと推定される生成物が得られた。複素環を含む二環性ケイ素化合物の合成には成功しなかったが、これらの研究結果は、未開拓な含ケイ素複素環化合物の研究の端緒を開くものであると考えている。(3)生物活性評価上記で得られた化合物の生物活性評価は、現在進行中である。1)ジクロロビニルシリル或はクロロメチルジメチルシリル複素環誘導体の合成2-クロロメチルフラン或はチオフェンのグリニアール試薬の調製は、反応条件によっては、二量体を生成するが、対応する2-クロロメチル体をトリクロロビニルシランとマグネシウム混合物のテトラヒドロフラン懸濁液中に滴下することによって、目的とするジクロロビニルシリル複素環誘導体が得られた。また、3-クロロメチルチオフェンも同様な反応条件下、対応する3-ジクロロビニルシリル体を生成した。さらに、2-クロロメチルチオフェン、クロロメチルクロロジメチルシラン及びマグネシウムとの反応も対応するクロロメチルジメチルシリル体を与えた。この方法によつて、各種シリル誘導体を合成することができた。また、2-リチオ-フラン或はチオフェンから対応するシリル誘導体も合成することができた。2)分子内閉環反応の試みビニルジクロロシラン誘導体が得らたので、塩化アルミニウム或は他のルイス酸を触媒とするビニルジクロロシラン誘導体の分子内閉環反応を種々の反応条件下で検討したが、現在のところ、目的を達成しなかつた。これはベンゼン環の場合とは異なり、チオフェンのような複素環化合物に対してビニルシリル基が十分な求電子剤には成り得ないことを示唆している。

そこで、ビニル基を他の官能基(例えば、ヒドロキシ-、ハロゲン化-、シアノ-、或はカルボキシ-アルキル基など)に代えた基質を用いて分子内閉環反応の検討を行うため、2-カルボキシ或はアルコキシカルボニルジアルキルシリルメチルチオフェン誘導体を合成した。現在、それらの分子内閉環反応(酸触媒、光反応などの反応条件)を検討している。また、チオフェンとフランやピロールとの反応性の相違を調べると共に対応する含ケイ素複素環化合物(5-6員環及び5-5員環)を合成するため、それらシリル誘導体の合成も進めている。3)生物活性評価上記で得られた化合物の生物活性評価は、他の研究機関おいて現在進行中である。(1)ビニルシリル-及び(置換メチル)シリル-メチルチオフェン類の合成平成7年度、トリクロロビニルシランとマグネシウムのテトラヒドロフラン懸濁液中に、塩化チエニルメチル類を滴下してビニルシリルメチル誘導体を得る合成法を見出した。平成8年度、この合成法を展開し、各種ビニルシリル誘導体を合成した。また、塩化チエニルメチル類とクロロ(クロロメチル)ジメチルシランの混合溶液をマグネシウムの懸濁液中に滴下する操作でクロロメチルシリル類を得た。さらに、これらのグリニアール試薬から各種(置換メチル)シリル誘導体も合成した。得られた誘導体の中に、質量分析が特徴あるフラグメントイオンを示す化合物が存在した。この研究によって、各種含ケイ素リオフェン類の新規合成法が確立された。含ケイ素チオフェン類はジクロロシリル化合物を除いて室温で安定できる。また、これらはすべて新規化合物である。(2)分子内閉環反応の試み得られた各種ビニルシリルメチルチオフェン類について、ベンゼン誘導体の場合と同様な反応条件下、分子内閉環反応を種々検討したが、予想に反して閉環体は全く得られなかつた。このベンゼン誘導体との反応性の相違を考察するために、ベンゼン及びチオフェン誘導体の分子軌道計算をPM3法で行った。その結果、仮定した遷移状態でチオフェンの2位炭素のπ軌道(HOMO)とビニル基末端炭素のπ軌道(LUMO)の重なりが反結合性軌道となる計算結果が得られ、このことが、閉環反応が進行しない要因と推論した。また、ビニル基を他の官能基(アシルオキシ基など)に代えた誘導体の分子内閉環反応も行った。しかし、それらからも閉環体は捕捉できなかったが、アセトキシエチル体から閉環後、開裂したと推定される生成物が得られた。当初企画した方法による含ケイ素複素環化合物の合成は成功しなかったが、これらの研究結果は、未開拓な含ケイ素複素環化合物の研究の端緒を開くものであると考えている。(3)生物活性評価上記で得られた化合物の生物活性評価は、現在進行中である。