hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セルロースナノファイバーを用いたフレキシブル蓄電紙の創出

以上の様に、大容量のフレキシブル蓄電紙の実現に向けた大きな成果を得ることができた。関連成果については、国際材料科学誌2報、総説・著書3報、招待講演10件、国際学会3件の発表を行った。抄紙技術の応用により、樹木セルロースファイバーと酸化グラフェンを均質に複合化した後、高強度パルス光を大気環境下でわずか36ミリ秒間照射することによって、高電気容量(約200 F/g)かつフレキシブルなペーパースーパーキャパシタを創出することに成功した。次世代のフレキシブル・ウエアラブルエレクトロニクスに資する大量生産向きの新規蓄電デバイスとして期待が持たれる。今後は、紙内部のナノ-マイクロ階層構造制御と蓄電反応場としての機能開拓を行う。すなわち、紙内部のナノ-マイクロ空隙構造設計に係る基盤技術を構築するとともに、紙の構造と蓄電容量の相関を精査する。基礎的・学術的な知見と技術を集めつつ、さらなる蓄電容量の向上を目指す。最終年度は、これまでに確立した「紙とナノカーボンの複合化技術」、「紙の細孔構造設計技術」、「光還元・炭化技術」を組み合わせることで、集大成となる大容量蓄電紙の作製を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。複合材料科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
動物曝露実験による亜硝酸の生体影響に関する研究

大気環境中に亜硝酸(HONO)が存在する(PlattらNature 1980)。HONOは大気汚染物質である二酸化窒素(NO_2)の公定法によりNO_2として検出されるため、今までNO_2が原因と考えられていた喘息は、HONOが原因だった可能性がある。HONOの生体影響に関する報告は人体吸入実験が2報と疫学調査が1報(従来、NO_2の影響とされていた呼吸機能低下はHONOが原因と示唆(JarvisらThorax 2005)あるが、HONOの動物曝露実験の報告はまだない。今回、先ず、HONOの動物曝露実験システムを開発した。次に、マウスやモルモットに対し9ppmや3.6ppmのHONOの4週間連続曝露実験を実施し、肺の組織学的検索を行った。その結果、気管支上皮細胞の増生はマウスとモルモットで認められたが、肺気腫様変化はHONO曝露濃度がマウスより低かったモルモットで認められた。また、モルモットでは肺胞道の湾曲、肺胞道への気管支上皮細胞や平滑筋細胞の伸展、気管支拡張が認められ、気管支平滑筋の発達に起因して肺気腫様変化などの組織変化に至ったと考えられた。10ppm以上のNO_2のマウス曝露実験でも肺気腫様変化が起きるが、NO_2では肺胞道での繊維化も起こる。そのため、NO_2による肺気腫様変化は肺胞構造の損傷に基づくためと考えられる。つまり、環境中のNO_2濃度では傷害性は弱く肺気腫が起きる可能性は低いが、環境中のHONO濃度では平滑筋に作用すれば肺気腫に至る可能性がある。現在、環境中濃度のHONOにより、どの程度の生体影響が起きるか検討するため、量-反応関係を調べるHONOモルモット曝露実験を実施し終えたところである。今後、光学顕微鏡や電子顕微鏡により肺の組織学的検索を指標としで検討する。近年、大気中に亜確酸が数ppbの濃度で存在することがわかってきた。亜硝酸は大気汚染物質である二酸化窒素(NO_2)の公定法によりNO_2として検出されるため、今までNO_2が原因と考えられていた喘息は、亜硝酸が原因だった可能性がある。実際にイギリスの疫学調査により、従来、NO_2の影響とされていた呼吸機能低下は亜硝酸が原因であると報告された(2005年)。しかし、亜硝酸の喘息影響に関する動物曝露実験の報告はない。今回、先ず、亜硝酸の動物曝露実験システムを開発した。次に、マウスに約9ppm亜硝酸を3週間曝露し、肺の組織学的検索を行った。その結果、気管支上皮細胞の増加や気管支の蛇行、肺胞道付近での線維化や血管内皮細胞の肥厚などを認めた。但し、同じ濃度の比較では傷害性は亜硝酸よりNO_2の方が強いと推察された。さらに、モルモットに対し約3.5ppm亜硝酸を4週間曝露し、喘息影響の指標である気道抵抗(sRaw)値の測定や肺の組織学的検索を行った。その結果、気道抵抗値は対照群が1.326cmH2O/(ml/sec)に対し亜硝酸曝露群では1.612cmH2O/(ml/sec)と若干高くなったが、この差は統計的には有意確率0.06と有意ではなかった。但し、肺の組織学的検索では亜硝酸曝露群で気管支の収縮影響が認められ、亜硝酸曝露による気管支収縮が原因で気道抵抗値が上昇したと考えられた。今回の実験では気道抵抗値の有意差が無かったため、亜硝酸とNO_2との喘息影響の強さの比較は困難だが、NO_2による気道抵抗値の上昇を確認した論文報告のNO_2濃度に比べれば、1/4程度の亜硝酸濃度で気管支収縮が観察されている。従って、亜硝酸の喘息影響についてはさらに検討する必要があり、今年度は亜硝酸曝露実験でサイトカイン測定なども実施する予定である。

つまり、環境中のNO_2濃度では傷害性は弱く肺気腫が起きる可能性は低いが、環境中のHONO濃度では平滑筋に作用すれば肺気腫に至る可能性がある。現在、環境中濃度のHONOにより、どの程度の生体影響が起きるか検討するため、量-反応関係を調べるHONOモルモット曝露実験を実施し終えたところである。今後、光学顕微鏡や電子顕微鏡により肺の組織学的検索を指標としで検討する。
急性心臓死における虚血性心疾患危険因子としてのリポタンパクの検討

法医解剖における内因性急死のトップである急性心臓死のうち、虚血性心疾患は解剖時肉眼所見に乏しい。そこで従来検査室で生体血液について行われている血液生化学検査を虚血性心疾患の診断の補助をするため、死体血液について総タンパク,アルブミン,TTT,ZTT,コレステロール,総ビリルビン,カルシウム,鉄,尿素窒素,クレアチニン,尿酸,アミラーゼ,アルカリフォスファターゼ,ロイシンアミノペプチダーゼ,γ-GTP,コリンエステラーゼ,中性脂肪の17項目の検査を行い、生体血液の正常値に相当する死体血液の正常域を統計学的に設定した。またこれらのうち心疾患のマーカーであるコレステロールと中性脂肪及びCPK,LDH,GOTについてはアイソザイムについても合わせて検討を行った。CPK,LDH,GOTの値は死体血液においては死後急激に上昇するため、心疾患のマーカーとしては利用できないが、LDHのアイソザイムについては死体血液特有のパターンを示すものの、心筋の病変を比較的よく反映していた。総コレステロール,中性脂肪は食事の影響(胃内容の状態)を考慮に入れれば、いずれも死後の値変動が比較的少ないため、心疾患のマーカーとして使用可能であると考えられた。また両者の値は心重量,冠状動脈の硬化・狭窄の程度、さらに心筋病変の有無と相関性が決められた。従ってLDHのアイソザイム,総コレステロール,中性脂肪の値が虚血性心疾患のマーカーとして有用であると考えられ、さらにHDL,LDL,VLDV,カイロミクロン,リポタンパクの有用性が示唆された。
アドミセル分離媒体の新合成と微量計測工学への応用

精度・正確さ共に優れた信頼性の高い計測値を得るには,定量に先立ち微量元素を濃縮し,多量共存物質を除去することが必要である。本研究では,固相上に静電的に結合させた界面活性剤集合体(アドミセル)を分離媒体として使用した。アルミナ粒子表面は酸性溶液中で正に帯電しているため,ドデシル硫酸ナトリウム(陰イオン界面活性剤,SDS)を強く吸着し,アドミセルが生成した。水中のナノグラム量の各種重金属元素(Ni,Cu,Cd,Pbなど)は,ピロリジンジチオカルバミン酸アンモニウム(APDC)により疎水性キレートに変換後pH26でアドミセルにほぼ完全に回収された。また,ジチゾンを予めアドミセルに含浸させておけば,水試料をアドミセルカラムに通すだけで重金属元素が回収できた。脱着は希硝酸で達成でき,この際SDSはアルミナ上に残留した。アドミセルは酸に安定であり,再利用も可能であった。アドミセル分離におけるフミン物質の挙動も詳細に検討した。フミン酸,フルボ酸いずれも広いpH領域(pH19)でアドミセルに完全に吸着された。陰イオン界面活性剤の集合体であるアドミセルに,負電荷のフミン物質が捕集されるのは興味深い。これは,フミン物質が正電荷のアルミナ表面にSDSよりもより強固に吸着するためと思われる。重金属のフミン錯体もアドミセルに強く捕捉された。本法は迅速簡便な分離濃縮法であり,ICP-質量分析または黒鉛炉原子吸光分析と組み合わせて合成試料並びに保証値付き水試料の満足すべき分析結果を得ることができた。精度・正確さともに優れた信頼性の高い計測値を得るには,目的微量元素を濃縮し,同時に計測を妨害する共存物質を十分に除去することが必要である。本研究は,固相上に静電的に結合させた界面活性剤ミセル(アドミセル)を微量計測工学の観点から研究し,アドミセルを新しい分離媒体として開発・実用化しようとするものである。(1)アドミセルの疎水性領域に予めキレート試薬を捕捉させこれに水中の目的微量元素を捕らえさせる方法,及び(2)水中の目的微量元素を予め疎水性キレートに変換したのちアドミセルに捕捉する方法につき系統的に研究を進めているが,本年度は主として方法(1)につき検討を行った。担体固相としてアルミナ粒子,界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム(SDS),キレート試薬としてジチゾンを選択し,機能性アドミセルを調製した。即ち,ジチゾンとSDSのアンモニア溶液をアルミナ懸濁液に添加し,かき混ぜながらpH2にすると,アルミナ粒子表面は正に帯電し,陰イオン界面活性剤のSDSを強く吸着してジチゾン含有アドミセルを形成した。この際,SDS中の不純物元素(Cu,Pb)がアドミセル内部に混入してくるが,4M硝酸で洗浄することにより容易に精製することができた。ジチゾン含有アドミセルにより水中のppbレベルのCu(pH29),Pb(pH39),Co,Ni,Cd(pH49)が完全に吸着捕集できた。吸着率に及ぼすpHの影響は,従来のジチゾン・クロロホルム抽出と類似しているが,アドミセルのほうがより低いpHから回収できた。吸着した元素は4m硝酸で脱着できるが,Coは安定な錯体形成のため脱着率は7080%であった。なおアドミセルは酸処理に安定であり,少なくとも3回の再利用が可能であった。本吸着法とICP-質量分析法とを組み合わせ,保証値付きの海水試料(National Research Council Canada,CASS-3)の分析に適用し,満足すべき結果を得た。

本研究は、固相上に静電的に結合させた界面活性剤集合体(アドミセルと呼ぶ)を微量計測工学の観点から研究し,アドミセルを新しい機能性分離媒体として開発・実用化しようとするものである。原理的には2つの手法が考えられる。即ち,(1)機能性試薬をアドミセルの疎水性領域に予め含有させたのち,これに水中の目的微量元素を捕らえさせる方法、並びに(2)目的微量元素を予め疎水性キレートに変換したのち、アドミセルの疎水性領域に捕獲させる方法である。本年度は,方法(2)につき検討を行った。γ-アルミナ粒子の表面は、弱酸性溶液中で正に帯電したいるため,陰イオン界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を強く吸着し,アドミセルが生成した。水中のナノグラム量の各種重金属元素(Co,Ni,Cu,Cd,Pbなど)は,ピロリジンジチオカルバミン酸アンモニウム(APDC)により疎水性キレートに変換後アドミセルカラムに通すことにより,pH26においてほぼ完全に回収することができた。APDCのかわりにジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(DDTC)を用いると,回収可能なpH領域は,塩基性側にややシフトした(pH38でCo,Cu,Pbが,pH48でNi,Cdが定量的に吸着)。アドミセルカラムから脱着は,4mol/1硝酸を用いて超音波照射下で行った。APDCやDDTC錯体は速やかに分解し、金属イオンがカラムから溶出した。但し,Coは強い錯体を形成しており、脱着率は6070%であった。本法は誘導結合プラズマ質量分析法と組み合わせ,保証値付きの海水試料(National Research Council Canada,CASS-3)中のpptレベルの微量重金属元素の定量に適用し、満足すべき分析結果を得た。固相上に静電的に結合させた界面活性剤集合体(アドミセル)を微量計測工学に応用する場合,次の2つの方法が考えられる。即ち,1)機能性試薬(例えばジチゾン)をアドミセルの疎水性領域に予め含有させておく方法と2)目的元素を予め疎水性キレート(例えばAPDCキレート)に変換しアドミセルに捕獲させる方法である。本年度は,これらの分離過程におけるフミン物質の影響を詳細に検討した。即ち,環境水中にはフミン物質(フミン酸やフルボ酸)が常に存在し,重金属元素の地球化学的挙動や水棲生物への毒性に大きな影響を与えており,フミン物質の分離挙動を知ることは極めて大切である。まずアドミセル分離媒体におけるフミン酸とフルボ酸の吸着挙動を調べたところ,広いpH領域(pH19)において完全にアドミセルに吸着することが分かった。アドミセルは陰イオン性界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の集合体であり,これに負電荷のフミン物質が捕集されるのは興味深い現象である。アルミナ担体上のSDS量を2倍に増やしても,依然としてフミン物質の吸着は完全であった。これは,フミン物質が正電荷のアルミナ表面にSDSよりもより強固に吸着するためと思われる。フミン物質と同様に,重金属のフミン錯体もアドミセルに強く捕捉された。アドミセル分離媒体と原子吸光分析やICP-質量分析を組み合わすことにより,微量重金属の総量が測定できることが合成試料や標準試料の分析から確認できた。また,アルミナ担体のみを用いることにより,フミン錯体を金属陽イオンから分別できることが分かった。更に蛍光プローブを用いる実験により,アドミセル内部は通常のミセルに比べてより疎水性が強いことが明らかになった。
魚類における生殖周期の人工統御に関する研究

1.新魚種として淡水魚ホンモロコ・海産魚トビヌメリをとりあげ、水温日長の生殖周期に与える影響について調べた。(1)ホンモロコは概ねキンギョに類似しており、光周性の水温依存および高水温による成熟抑制が実験的に確認された。即ち、短日の成熟抑制効果は高水温ほど顕著であり、秋季の水温低下により短日の抑制が解除され成熟を開始する。春季の成熟状態の維持には長日条件が必要であるが、長日下でも夏季の高水温により産卵を終了することが判った。(2)トビヌメリの場合、春季の水温上昇(18°C以上)により産卵を開始するが、夏季の高水温(28°C以上)により一旦産卵を停止し、秋の水温低下(2425°C以下)に伴い再度産卵が開始され、14°C以下になるまで産卵を継続した。この魚の場合ホンモロコと異り成熟に対し長日抑制効果のあることも示唆された。2.ニジマスを16L・18L・20Lの長日下で3月から1年間飼育したところ、長日条件下でも成熟は遅れることなく進行し、特に雌の16L区では1ヵ月程産卵期が早くなることが判った。また雄では長日処理区のいずれにおいても自然光区より1ヵ月程早く排精が開始され、近年行われている早期採卵に際して雄の成熟が遅れる現象を長日処理によりカバ-しうる可能性が示唆された。3.キンギョを24C・16Cと16L・12Lを組合せた4条件下で長時間飼育する実験、及び自然条件から4条件下へ移して2ヵ月間飼育する実験を行った。高温下で光周反応は明確となるが長日における成熟促進は一過性でしかないこと、また雌では高温短日で成熟が抑制されるが、雄では高温短日は抑制条件とならないことが判明した。4.キンギョ・ホンモロコについて成熟関連ホルモンの血中濃度を調べたところ、雌の血中エストラジオ-ル・17β。雄の血中テストステロン量は概ね成熟度と対応した変化を示したが、血中GTH量は水温が高いほど高かった。本年度は日長、水温の操作による生殖周期の人工統御法が新魚種にどの程度適用されうるかについて主に検討した。A:ホンモロコを20°C-12L、-15L、25°C-12L、-15Lの4実験区で4月24日から32日間飼育した。25°C下では、長日群でGSI、血中GtH。ステロイドホルモン濃度は高値を保ったが、短日群では低下した。20°C下でも同傾向を示したが短日の成熟抑制効果は25°C下より弱かった。すなわち光周性は高水温ほど顕著であった。また15Lと20、25、30°Cを組合わせた3実験区で、6月6日から32日間飼育した。雌雄とも25°C、30°C区では生殖腺は退縮しGSIが低下したが、20°C区では実験開始時の状態を維持した。すなわち高水温によって、成熟が抑制されることが判明した。また海産魚のトビヌメリの場合、水温が18°C以上になると産卵を開始し、28°Cに達するまでほぼ連日産卵を続けることが分った。

トビヌメリの場合は春産卵期に産卵した後、夏季高水温により産卵が停止するが秋季水温の低下とともに再度産卵を始め、水温が14°C以下になるまで産卵を続けることが判明した。この産卵適水温を維持することにより産卵を長期に渡り継続させることが可能であった。B:冷水性淡水魚であるニジマスを10°Cで16Lと8Lの固定日長下で長期間飼育したところ、16L下ではほぼ〓か月に1度の割で産卵を繰り返すことが、また8L下ではほぼ8か月ごとに産卵を繰り返すことが明らかとなった。C.個体標識したキンギョを夏冬間に数回、自然条件から16、24°Cと12Lと16Lとを組合わせた4条件下に移し、成熟関連ホルモンの血中濃度を調べたところ、高温短日下では成熟は抑制されるが、血中GtH量は逆に高くなることが判明した。本年度は日長・水温の生殖周期に対する効果を引続き検討すると共に、関連ホルモンの定量を併せ行った。1.トビヌメリについて、春産卵期の終了要因を調べたところ、水温28°Cを超えると産卵はほぼ停止するが、21-24°Cの低水温でも、12L下では産卵が継続される一方15L下では産卵は停止に向かい、高温抑制に加えて、長日の抑制効果のあることが示唆された。また秋産卵期の開始要因を調べたところ、22-24°Cで産卵が再開されるが、産卵量、GSI共に15L下に比べて12L下の方が有意に高く、適水温下での短日促進効果のあることも示唆された。2.ニジマスを自然日長、16L・18L・20L・の日長下で3月から1年間飼育したところ、長日条件下でも成熟は遅れることなく進行し、特に雌の16L区では他区より1ケ月程産卵期が早くなることが判った。また雄では長日処理区のいずれにおいても自然光区より1ケ月程早く排精が開始され、採卵の早期化に伴う雄の成熟の遅れを長日処理によりカバ-しうる可能性が示唆された。3.春に産卵を経験したキンギョを7月から、24°C・16°C、16L・12Lを組合せた4条件下で翌年まで飼育したところ、高温長日下では、雌雄共に2ケ月程は成熟状態を維持したがその後生殖線は退縮し、雌の血中エストラジオ-ル17β(E_2)、雄の血中テストステロン(T)量も低かった。高温短日下では雌の生殖腺はすぐに退縮に向かい、血中E_2量も低かった。雄は4-5ケ月周期で再熟を繰り返し、血中GTH,T量もに高いレベルで変動し、高温短日下での雌雄の反応の違いが明かとなった。低水温では雌は、数ケ月間隔で再熟を繰り返し、雄は両日長区共に排精を続け、血中GTH,T量は短日区の方が高かった。以上より、キンギョでは高温下において光周反応が明確となるが、長日における成熟促進は一過性でしかないこと、また雄では高温短日は抑制条件とならないことが判明した。
NK細胞レセプターを介した腫瘍の免疫逃避機構の解明

NK細胞は、腫瘍細胞に対して殺傷能力を示すことが従来から知られているが、分子標的に基づいたがん免疫療法の開発には至っていない。これは、NK細胞の抑制化レセプターの役割が十分に理解されていないことが原因の一つである。そこで本研究では、最近申請者らが見出した腫瘍細胞を認識する抑制性NK細胞レセプターに着目し、腫瘍の免疫逃避機構の解明を行うことで、新たながん免疫療法の標的分子の開拓につなげることを目的とする。
日本語学習者による多義語コロケーションの習得

日本語教授法及び語彙学習教材開発を支える基礎研究として、学習者がコロケーション(collocation連語)の知識をどのように習得していくか解明することを目指す。特に、今まで焦点が当てられなかった「多義語の各語義で形成されるコロケーションをどのように習得していくか」の解明を目的とする。調査では、概念形成理論における「典型化(プロトタイプ形成)」「一般化(多義性理解)」「差異化(類義性理解)」の観点及び学習者によるコロケーションの使用実態の観点から、学習者が多義動詞で形成されるコロケーションについてどのような知識を形成しているかを明らかにする。
ジャガイモYウイルスに対する抗ウイルス剤の開発

筆者は、ジャガイモYウイルスのNIaプロテアーゼが3-amino-3-deoxyglucose(3AG)で特異的に阻害されることを見出していた。そこで他のアミノ化ヘキソースにもNIaプロテアーゼ阻害活性があるかどうかを調べるために,glucosamine、galactosamine、3-amino-3-deoxymannose(3AM)、ならびにNアセチル化誘導体であるN-acetyl-glucosamine、N-acetyl-galactosamine、3-acetamido-3-deoxyglucoseを筆者が開発した大腸菌の生育回復を指標とするバイオアッセイ系にかけて阻害活性を評価した。その結果、3AMには3AGの5分の1ほどの阻害活性が認められたが、その他のものには3AGが活性を示すに必要な最小量の100倍の量を供しても阻害活性を確認できなかった。特に3AGのNアセチル化体である3-acetamido-3-deoxyglucoseに阻害活性が認められなかったことは注目に値する。一方、過去に行った土壌分離微生物からのスクリーニングで見出していたNIaプロテアーゼ阻害物質生産菌を対象に、その生産している阻害物質がアミノ糖であろうと思われるものを1株選別し、その物質の単離を目指した。種々のカラムならびに薄層クロマトグラフィーを組み合わせて精製を進めた結果、その物質は3AMであると考えられた。以上のことから、NIaプロテアーゼ阻害活性に重要な役割を果たすアミノ糖の構造としてヘキソースの3位にアミノ基があることが必要であることを強く示すことができた。
イエズス会士関係著訳書の基礎的研究

1.本研究の最大の眼目は,イエズス会士関係著訳書のわが国の現存状況を調査し,その見在書目を作成することにあった.そこで国立大学図書館31,私立大学図書館9,都道府県立図書館28,市町村図書館18,国立機関2,私立図書館・機関12の総数100の図書館・機関でこの調査を行った.そのうち1点でも該当書を確認しえたのは37図書館で,総点数は866点であった.調査対象図書館は必ずしも十全ではなく,今後の課題として残るが,これらをカード化し,パソコンに入力して見在書目を作成した.2.存在が確認された該当書を暦算・科学技術類,宗教・格言類,地理・地誌類の三つに大別すると,点数では宗教・格言類の方が多いが,現存総点数では暦算・科学技術類の方が多いことが判明した.3.またこれらを刊本,写本の二つに分け,前者は更に原刻(17世紀に主として出版されたもの)と後刻(復刻や叢書収録本)に分類すると,宗教・格言類は圧倒的に後刻が多く,暦算・科学技術類はこれら三者が比較的平均しているが,写本が他の二類と比べて多いのが特徴である.4.これらの原因は,鎖国制度下のキリスト教禁令とそれに伴う禁書制度にあろう.吉宗の禁書緩和令により,『天学初函』『崇禎暦書』『西洋新法暦書』など暦算・科学技術関係書が舶載されて,これが原刻の数が比較的多いことを物語り,またそれにより数多くの写本が作られたと思われる.他方,宗教・格言類は,禁令により輸入が禁ぜられ,アヘン戦争以後に復刻されたものが,開国・明治以後に輸入されたのであろう.5.所在が判明した該当書を点数の多い順から並べると,『職方外紀』37点,『交友論』28点,『幾何原本』26点,『園容転義』21点,『呻輿外紀』18点で,このように, 10点以上確認された書23点中17点もが『天学初函』所収の書物である.1.本研究の最大の眼目は,イエズス会士関係著訳書のわが国の現存状況を調査し,その見在書目を作成することにあった.そこで国立大学図書館31,私立大学図書館9,都道府県立図書館28,市町村図書館18,国立機関2,私立図書館・機関12の総数100の図書館・機関でこの調査を行った.そのうち1点でも該当書を確認しえたのは37図書館で,総点数は866点であった.調査対象図書館は必ずしも十全ではなく,今後の課題として残るが,これらをカード化し,パソコンに入力して見在書目を作成した.2.存在が確認された該当書を暦算・科学技術類,宗教・格言類,地理・地誌類の三つに大別すると,点数では宗教・格言類の方が多いが,現存総点数では暦算・科学技術類の方が多いことが判明した.3.またこれらを刊本,写本の二つに分け,前者は更に原刻(17世紀に主として出版されたもの)と後刻(復刻や叢書収録本)に分類すると,宗教・格言類は圧倒的に後刻が多く,暦算・科学技術類はこれら三者が比較的平均しているが,写本が他の二類と比べて多いのが特徴である.4.これらの原因は,鎖国制度下のキリスト教禁令とそれに伴う禁書制度にあろう.吉宗の禁書緩和令により,『天学初函』『崇禎暦書』『西洋新法暦書』など暦算・科学技術関係書が舶載されて,これが原刻の数が比較的多いことを物語り,またそれにより数多くの写本が作られたと思われる.他方,宗教・格言類は,禁令により輸入が禁ぜられ,アヘン戦争以後に復刻されたものが,開国・明治以後に輸入されたのであろう.5.所在が判明した該当書を点数の多い順から並べると,『職方外紀』37点,『交友論』28点,『幾何原本』26点,『園容転義』21点,『呻輿外紀』18点で,このように, 10点以上確認された書23点中17点もが『天学初函』所収の書物である.1.本年度も前年度に引き続き、本研究の基礎的作業として、各研究者がそれぞれの地域におけるイエズス会士関係著訳書関連文献の所在調査に主力を注いだ。2.本年度は、先ず前年度未調査分の国立大学図書館,各都道府県立図書館の文献調査の補足調査を行ったが、まだ若千の未調査図書館が残ったので、次年度にこれを完結したい。3.私立大学図書館,私立図書館の調査が本年度の眼目であったが、予想されたこととはいえ、国立大学図書館,公立図書館に比べ、関連文献所藏の大学であっても、一部の大学(早稲田大学,上智大学など)を除いては、その点数は必しも多くない。しかも地方の私立大学図書館,私立図書館で関連文献(叢書所収を除外)を所藏するものは極めて少い。4.公立図書館であっても、例えば高知県の場合,高知市立図書館細川文庫や土佐城主山内家の資料を保存しているという山内神社宝物資料館など未整理の状態に近いのを、特別の便宜をはかってもらい調査しても、関連文献を見出さないという事例は多い。従って後述の見在目録作成の場合も、このような関連文献不在の判明した図書館のリストアップも必要かも知れない。これに対し静嘉堂文庫,東洋文庫などは予想通りの収藏数を見出す。

5.調査結果は、前年度同様特製の調査カードに記録し、次年度の補足調査結果とあわせて、見在書目の作成を期す。6.天主教「中国開教の三大柱石」の一人揚延きんは、天主教十誡の第七,第十誡を解説し、「天主の人を愛すの心を体して、以て人を愛すること己の如くする」として、悪の根源を絶ち切る働きを愛の実践の中に捉え、人間の愛の本源を天主の愛に求めるという宗教的倫理観を抱いていたことが『代疑編』の分析を通し明かとなった。
腹膜線維化における酸化ストレス依存的Wntシグナル伝達制御機構の解明

長期腹膜透析は,最終的に腹膜線維につながり腹膜機能不全および構造的変化を引き起こす。しかし,腹膜線維化の詳細なメカニズムは解明されていない。Wnt /βカテニンシグナル伝達経路,内皮一酸化窒素合成酵素(eNOS)-NOシグナル伝達経路は,臓器の線維化の進行に寄与する。今回,腹膜の線維過程において,二つの重要なメカニズムを示した。先ず,酸化ストレス下で腹膜におけるWnt/βカテニン経路は活性化され,腹膜の線維化を促進した。第二に,eNOSの-NOシグナル伝達経路の破壊は,創傷治癒を遅延させることにより,腹膜線維化を悪化させる。これらの結果は,腹膜線維症の予防のために有用な治療法になり得る。【目的】腹膜中皮の線維化は、腹膜機能低下の規定因子であり、中皮細胞形質変換(EMT)は、線維化初期過程において重要な役割を果たしている。EMT及び組織線維化にはWntシグナル活性化が関与することが示されている。主として腎遠位尿細管で産生される抗老化蛋白klothoはWnt活性抑制作用を有することから、「Klotho蛋白は腹膜線維化過程において、Wntシグナル系抑制によりEMTを抑制し、線維化抑制に働き、腹膜保護作用を発揮する」との仮説を立て検証した。【方法】Klotho過剰発現マウス(Klotho-Tg)及びWnt制御下にβ-galactosidase遺伝子を発現するレポーターマウス(Wnt-LacZ)を用いた。長期留置ポートを皮下に埋設し、連日高糖濃度の透析液を注入し、腹膜線維化を惹起するモデルを作成した。線維化過程でのWntシグナル系活性化とKlotho蛋白の腹膜線維化に対する効果を検討した。【結果】注入14日後に再生腹膜中皮にWnt活性化(LacZ染色)と中皮細胞EMT(α-SMA発現増加)を認めた。28日後、癒着を伴う腹膜線維化の進行及び腹膜組織におけるCTGF、fibronectin等の遺伝子発現増加を認めた。一方Klotho-Tg腹膜線維化モデルでは、腹膜組織におけるWnt活性化が抑制され、EMTの進行、線維化が改善された。【結論】腹膜線維化にはWntシグナル活性化が関与する。Klotho蛋白はWntシグナル活性化を抑制し、中皮細胞形質変換、線維化を抑制し腹膜保護作用を示す。【目的】腹膜中皮の線維化は,腹膜機能低下の規定因子であり,中皮細胞形質変換(EMT)は,線維化初期過程において重要な役割を果たしている。主として腎遠位尿細管で産生される抗老化蛋白klothoはWnt活性抑制作用を有することから,「Klotho蛋白は腹膜線維化過程において,Wntシグナル系抑制によりEMTを抑制し,線維化抑制に働き,腹膜保護作用を発揮する」との仮説を立て検証した。長期留置ポートを皮下に埋設し,連日高糖濃度の透析液を注入し,腹膜線維化を惹起するモデルを作成した。【結果】注入28日後に再生腹膜中皮にWnt活性化(LacZ染色)と中皮細胞EMT(α-SMA発現増加)を認めた。さらに癒着を伴う腹膜線維化の進行及び腹膜組織におけるCTGF,fibronectin等の遺伝子発現増加を認めた。一方Klotho-Tg腹膜線維化モデルでは,腹膜組織におけるWnt活性化が抑制され,EMTの進行,線維化が改善された。Klotho蛋白はWntシグナル活性化を抑制し,中皮細胞形質変換,線維化を抑制し腹膜保護作用を示す。Wnt制御下にβ-galactosidase遺伝子を発現するWntレポーターマウスを用いた。マウス腹腔内にカテーテルを挿入し,生理食塩水投与群(Cont),4.25%ブドウ糖含有PD液投与群(PD)を設定し,連日注液を行った。一部のマウスにはWnt阻害薬(パモ酸ピルビニウム)を同時に腹腔内投与した。4週間の投与後に屠殺し,腹膜組織を検討した。PD群で腹膜肥厚及び線維化を認め,腹膜中皮細胞に一致してWnt活性化(β-gal活性)していた。PD群の腹膜組織でI,III型collagen α-SMAと,β-catenin及びβ-catenin標的遺伝子(Cyclin D1,C-Myc)の発現増加を認めた。Wnt阻害薬投与によって腹膜肥厚,線維化抑制は有意に抑制された。ブドウ糖負荷モデル(酸化ストレス)によりWnt/β-cateninシグナル活性化後の遺伝子発現変化とG2/M期誘導細胞の線維化促進因子発現変化を確認した。次いで,内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS) -NO経路の破綻が,腹膜線維化の発症・進展に及ぼす影響について,検討を行った。eNOS欠損マウスの腹膜肥厚及び線維化は,増強しており間葉系細胞(Vimentin, α-SMA)数の増加を認めた。

eNOS-NO経路の下流に存在する可溶性グアニル酸シクラーゼ(sGC)刺激薬Bay41-2272を腹腔内投与し,腹膜間葉系細胞増殖及び腹膜肥厚・線維化を有意に抑制し,野生型マウスと同程度の治癒過程を示した。酸化ストレスが亢進するeNOS欠損マウスから,腹膜内皮機能障害が腹膜線維化を増悪させる可能性があり,その機序としてWnt経路との関連が推察された。酸化ストレス下では,腹膜中皮細胞においてWnt/β-catenin経路が活性化し,TGF-βの増加等を介して腹膜線維化を促進する。長期腹膜透析は,最終的に腹膜線維につながり腹膜機能不全および構造的変化を引き起こす。しかし,腹膜線維化の詳細なメカニズムは解明されていない。Wnt /βカテニンシグナル伝達経路,内皮一酸化窒素合成酵素(eNOS)-NOシグナル伝達経路は,臓器の線維化の進行に寄与する。今回,腹膜の線維過程において,二つの重要なメカニズムを示した。先ず,酸化ストレス下で腹膜におけるWnt/βカテニン経路は活性化され,腹膜の線維化を促進した。第二に,eNOSの-NOシグナル伝達経路の破壊は,創傷治癒を遅延させることにより,腹膜線維化を悪化させる。これらの結果は,腹膜線維症の予防のために有用な治療法になり得る。概ね順調に計画を遂行している。動物モデルの観察期間の関係により,in vitro実験がやや遅れているが,挽回可能なレベルと考える。腎臓内科学<In vitro実験>ラット及びヒト腹膜中皮細胞を使用し,活性酸素存在下と非存在下において,Wnt刺激を行い遺伝子発現の変化をマイクロアレイにて網羅的に解析する。特に細胞周期関連遺伝子のうちG2/M期への誘導遺伝子の発現を検討する。また,G2/M期へ誘導された細胞において,線維形成性サイトカインである間葉系細胞増殖促進因子のトランスフォーミング増殖因子beta (TGF-β),結合組織成長因子(CTGF)の発現を検討する。さらに,高糖濃度刺激においてWntの下流に存在するβ-catenin及びβ-catenin標的遺伝子の発現量を蛋白レベル,mRNAレベルで検討する。<In vivo実験> Klotho過剰発現マウス(Klotho-Tg)及びWnt制御下にβ-galactosidase遺伝子を発現するレポーターマウス(Wnt-LacZ)を用いて,長期留置ポートを皮下に埋設し,連日高糖濃度の透析液を注入し,腹膜線維化を惹起するモデルを作成し,腹膜線維化進展には,Wnt/β-cateninシグナル活性化が関与している可能性を証明した。現在,Wnt阻害薬(ICG001,pyrvinium pamoate)を使用して,腹膜線維化の抑制実験を検討中である。さらに酸化ストレスの亢進する内皮型一酸化窒素産生酵素(eNOS)欠損マウス,NF-E2-related factor 2 (Nrf2)欠損マウスを用い,これまでの実験結果を参考に, Wntシグナル伝達系,G2/M期細胞周期調節の変化と腹膜線維化の関連について検討する。順調に計画を遂行している。in vitro解析,特にマイクロアレイを使用した実験などの進行状況が,影響したと推察している。概ね計画に沿って実験を進めている。<In vitro実験>活性酸素存在下と非存在下においてWnt刺激を行い,マイクロアレイを使用して遺伝子発現の変化の違いを網羅的に解析し,細胞周期関連遺伝子のうちG2/M期への誘導遺伝子の発現が増加するのかを検討する。核内のβ-catenin/TCF複合体,β-
金属配位型グリコファン類の合成と人工酵素としての利用

筆者は、環状構造を有しかつ金属配位能を有するグリコファン類をデザインし、包接を利用したゲスト分子の取り組みと、その分子を基質として、配位した金属による反応を行うことで、金属酵素様の機能を発現させることを目的に研究を展開してきた。金属配位部位にビピリジンを持つもの、及びピリジンを持つグリコファンの合成が完了し、その金属配位能について検討した。その結果、ビピリジンを持つ物では、パラジウムを強力に配位し、安定な錯体を形成することが明らかとなった。本化合物の大量合成に際して用いたトリチルエーテルは、一級水酸基に選択的に導入可能なことから、一般に汎用されている保護基である。しかしその脱保護には、過酷な酸性条件が必要である。今回の筆者が用いたトレハロースが基質の場合、酸に比較的不安定な1,1'のグリコシル結合の開裂を伴って、目的物を高収率で得ることが出来なかった。これは反応の進行に伴って生じるトリフェニルメチルカチオンが、再び反応して、トリチルエーテルを再生する逆反応が存在するため、反応時間の延長を引き起こし、副反応を助長しているものと考えた。そこでトリメチルシリルトリフラートを触媒にトリエチルシランを還元剤に用いて、トリフェニルメチルカチオンを還元的に消費することを検討した。その結果、反応速度は劇的に加速され、これまで標準的な条件で二日間かかった反応が、僅か10分で定量的に完結することを見出した。また反応の完結は、反応液の黄色の消失でもって容易に知ることができる。この反応の有用性を明らかにすることを目的に、様々な種類の保護基存在下での反応を検討した。その結果、酸に不安定なメトキシベンジルエーテルやアセタール系のMOM基存在下にいたっても、選択的にトリチルエーテルのみを脱保護することに成功した。本反応の開発によってトリチルエーテルの適用範囲を広げることができたと考えられる。著者は,環状構造を有しかつ金属配位能を有するグリコファン類をデザインし、包接を利用したゲスト分子の取り込みと、その分子を基質として、金属で触媒される反応を行うことで、酵素様の機能を発現させる事を目的に研究を展開している。グルコース1,1-二量体であるトレハロースを母格に用い、金属配位部分にビピリジル基及びピリジン基を6位にエステルで結合させたグリコファンの合成を検討した。トレハロースの残りの水酸基をベンジルエーテルで保護したビピリジル型のグリコファンの場合、最終行程の水素添加による脱ベンジル化反応は、基質がパラジウムとの安定な錯体を形成する事で反応が阻害される事が分かった。目的の脱保護体の合成には至らなかったが、この結果はデザインした分子の金属配位能を証明する事になった。保護基をMPM基に変更し、DDQを用いる酸化的脱ベンジル化反応で目的のグリコファンを得る事に成功した。さらに大量合成に適した合成ルートの検討も行った。通常、糖の一級水酸基はTBS基やトリチル基を用いて保護される事が多いが、TBS基はコスト面で、トリチル基は脱保護時の反応条件の点でそれぞれ欠点がある。トレハロースの6位にトリチルエーテルを用いた場合、通常の脱保護条件では酸に不安定なグリコシル結合の分解を引き起こし低収率である。これは反応の進行によって生成するトリフェニルメチルカチオンが安定である為に、原料への逆反応が存在し反応時間が長くなる事が原因であると考えた。そこで生成するトリフェニルメチルカチオンを還元する事で平衡を生成物にずらすことを計画した。TMSOTf、トリエチルシランを用い反応を行ったところ、反応は僅か2分で完了し、グリコシル結合の開裂を全く伴うことなしに、目的の脱保護体を高収率に合成するが出来た。現在、環化エステル化反応による環状構造構築段階の、収率の向上を目指し各種条件を検討している。

その結果、酸に不安定なメトキシベンジルエーテルやアセタール系のMOM基存在下にいたっても、選択的にトリチルエーテルのみを脱保護することに成功した。本反応の開発によってトリチルエーテルの適用範囲を広げることができたと考えられる。
特定領域研究「高圧下NMRによる構造・機能相関の解明」

分子性導体における構造-機能相関を明らかにするために、圧力下を含む固体NMR実験による研究を行った。主な成果は次の通りである。(1)θ-(BEDT-TTF)_2MZn(SCN)_4塩(M=Rb, Cs)について、転移温度以上の「金属」相においてすでに電荷の「不均化」が発達しており、きわめて遅いゆらぎが出現していることを発見した。これは複数の異なるタイプの電荷秩序の競合によるものと考えられる。(2)α-(BEDT-TTF)_2I_3塩の金属相で、異なるタイプの電荷不均化が存在し、転移に向かって徐々に発達していくことを見出した。同型の分子配列を持つBEDT-TSF、BEDT-STFをベースとするα-I_3塩でも、転移温度以上の広い温度領域で電荷不均化(電荷分離型)が発達していることを見出した。(3)(TMTTF)_2PF_6塩について低温反強磁性相の磁気構造の解析を行い、EPRの解析から推定された電荷整列パターンと一致する磁気構造をとることを確認した。複数のBechgaard塩(TMTSF)_2X塩について低温反強磁性相の磁気構造を解析し、系統的な比較を行った。(4)(TMTTF)_2FSO_3塩について圧力下の電子状態を^<77>Se,^<19>F-NMRによって解析し、0.64GPaの圧力下で90K以下でFSO_3^-イオンの電気双極子と伝導電子の結合を強く示唆するNMR線幅の増大を観測した。(5)β'-(Et_2Me_2P)[Pd(dmit)_2]_2の絶縁体-金属転移を含む広い温度-圧力範囲で圧力による絶縁体-金属転移に伴うスピンダイナミクスを明らかにした。(6)磁場誘起超伝導体λ-(BETS)_2FeCl_4の強磁場下の^<77>Se-NMRを行い、33Tに達するFeイオンの作る交換磁場を確認した。これはJaccarino-Peter機構を直接検証する初めての実験である。また、30K以下の温度で、電荷の不均化を強く示唆する^<77>Se-NMR線幅の増大を観測した。同様な減少をFeイオンを含まないλ-(BETS)_2GaCl_4塩においても確認した。これがBETS分子層の事情で起こっていることを証拠づけるものである。(本研究は、Grenoble Joseph Fourier大C. Berthier博士らとの共同研究である)。(7)この他、(EDO-TTF)_2PF_6の陰イオンダイナミクスの^<19>F-NMRによる解析、分子性超伝導体(BETS)_2(X_2TCNQ)の圧力下の電子状態の^<77>Se-NMR、(DCl-DCNQI)_2Agの^<35>Cl-NQRによる低温絶縁相の解析等を行い、それぞれ興味深い知見を得た。

(本研究は、Grenoble Joseph Fourier大C. Berthier博士らとの共同研究である)。(7)この他、(EDO-TTF)_2PF_6の陰イオンダイナミクスの^<19>F-NMRによる解析、分子性超伝導体(BETS)_2(X_2TCNQ)の圧力下の電子状態の^<77>Se-NMR、(DCl-DCNQI)_2Agの^<35>Cl-NQRによる低温絶縁相の解析等を行い、それぞれ興味深い知見を得た。1.研究上の顕著な成果は次の通りである。(1)θ-(BEDT-TTF)_2MZn(SCN)_4(M=Rb, Cs)における電荷整列転移に関連して、転移点以上の金属相において電荷のゆらぎのダイナミクスを13C-NMRの1/T_2の解析によりはじめて明らかにした(投稿準備中)。(2)α-(BEDT-TTF)_2I_3における電荷整列転移に関連して、転移点以上の金属相において転移点に近づくにつれて電荷の不均衡が成長していくことをはじめて見出した(ISCOM2003にて口頭発表)。(3)(Et_2Mt_2P)[P(dmit)_2]_2における圧力誘起絶縁体-金属転移について、^<13>C-NMR緩和率1/T_1を用いたスピンダイナミクスの系統的な解析を行った(投稿準備中)。(4)(TMTSF)_2FSO_3について単結晶を用いた^<77>Se,^1H,^<19>F-NMRを行った。同一セル中で抵抗、NMRの測定を比較することによって、高圧下の多様な電子状態の解析を行った(ISCOM2003にてポスター発表)。(5)その他(BEDO-TTF)(DCl-TCNQ)における常磁性-非磁性転移、α-(BEDT-TSF)_2I_3,α-(BEDT-STF)_2I_3塩における金属絶縁体転移を^<13>C,^<77>Se-NMRによって調べ、多くの興味深い結果を得た(日本物理学会年会、分科会で口頭発表)。2.装置関係としては、(1)A01班、村田グループの協力によって2GPaを越える圧力を発生できる2重壁構造をもった小型圧力セルを試作した。NMRに使うための磁性の確認を残している。(2)同上セルを回転するための機構の設計を行った。(3)広い周波数(10M400MHz)をカバーするスーパーヘテロダイン式NMRスペクトロメータを自作した。3.試料関係では、(1)A04班、大坪グループの協力により、^<77>Seの同位体置換を行ったα-(BEDT-STF)_2I_3を作成し、測定した。(2)班友;加藤グループ(理研)の協力によってPd(dmit)_2分子の1サイト^<13>C-置換試料を合成した。分子性導体における「電荷整列」現象に関連して研究を推進した。新たに得られた知見は次の通りである。(1)Θ-(BEDT-TTF)_2RbZn(SCN)_4塩について、転移温度(190K)以上の「金属」相においてすでに電荷の「不均化」が発達しており、きわめて遅いゆらぎが出現していることを発見した。(2)同様な振舞いが、CsZn(SCN)_4塩においても観測された。(3)α-(BEDT-TTF)_2I_3塩においても、転移(135K)以上で電荷秩序が存在し、転移に向かって徐々に発達していくことを見出した。(4)α-(BEDT-TTF)_2I_3塩と同型の分子配列を持つα-(BETS)_2I_3塩で電荷分離を示唆する共鳴線を観測した。
白色発光有機エレクトロルミネッセント素子の開発

本研究では有機エレクトロルミネッセント素子において高輝度白色発光を得ることを目的とした。色素分散ポリマー系素子では、ホール輸送性のポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)に電子輸送性のオキサジアゾール誘導体を30%分子分散し、バイポーラー性とし、発光中心に4種類の発光色の異なる蛍光色素をドープした。このポリマー層を発光層とした素子からは4000cd/m^2を越える高輝度白色発光が得られ、色調もドープする色素の濃度によって制御することができた。発光機構も、使用した化合物のイオン化ポテンシャルの測定により、キャリアトラップ機構やエネルギー移動機構が働いていることが判明した。積層型素子では、1,2,4-トリアゾール誘導体を三層型素子のキャリア再結合制御層として使用することで、ホール輸送層と電子輸送層の両方を発光層として機能させることができた。また、この素子構造において三種類の発光色素を使用することにより、高輝度白色発光が得られた。この場合、発光スペクトルは電流密度の増大に連れて微妙に変化し、積層型素子においてはキャリア再結合領域が電流密度によって異なることが判明した。有機EL材料として用いるホール輸送性ポリマーの合成も行った。トリフェニルアミンやテトラフェニルジアミンを主鎖や側鎖に含有する種々のポリマーをラジカル重合や重縮合により合成し、ホール輸送層として機能することを確認した。これらのポリマーについては今後白色発光素子の開発に使用する予定である。また、白色に欠かせない青色発光色素の合成も行った。1,2,4-トリアゾールにジメチルアミノ基を導入したものが、青色に発光し、電子輸送性を示すことも見いだした。本年度は蛍光色素を分散したポリマー膜を用いた単層型白色発光素子について検討した。使用したポリマーはホール輸送性かつ青紫色蛍光を有するポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)であり、素子はPVK膜を電極で挟んだ単層型構造とした。陽極には透明電極のインジウムースズ酸化物(ITO)、陰極にはマグネシウム:銀共蒸着膜を使用した。有機材料のエレクトロルミネッセント素子では電極からのホールと電子のキャリアを注入し、再結合させることにより有機分子を励起させる。そこで、PVK膜に電子を注入するため、電子輸送性の低分子青色発光色素であるBBOTを30%分子分散した素子について検討した。この素子に直流電圧を印加すると青緑色の発光が見られ、ホールと電子がPVKとBBOTにより電極から注入され膜中で再結合していることが確認できた。発光スペクトルがPVK、BBOTの蛍光スペクトルとは一致しなかったため、PVKのカルバゾール基とBBOT基でエキシプレックスを形成し、発光が長波長側にシフトしたものと思われる。次に白色発光を得るため、赤色発光を示すニールレッドを第3成分として膜中に添加すると発光は白色となり、1200cd/m^2の輝度を得ることが可能であった。さらに、分散する電子輸送剤をBBOTに変えて1,3,4-オキサジアゾールを30%分子分散した系について検討した。この素子において発光中心としてテトラフェニルブタジエン(青)、クマリン6(緑)、DCM1(黄色)、ニールレッド(赤)の4種の蛍光色素を使用した場合に発光は白色となり、輝度は3600cd/m^2に達した。この高輝度は電子輸送と発光中心に異なる材料を使用し、機能を分離することにより、エキシプレックス形成を回避し、蛍光量子収率を高めたためと考えられる。本年度は蛍光色素を分散したポリマー膜を用いた単層型色素分散型素子におけるドーパントの効果と単層型素子に用いる両キャリア注入性ポリマーの合成を行った。色素分散型素子に使用した使用したポリマーはホール輸送性かつ青紫色蛍光を有するポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)であり、素子はPVK膜を電極で挟んだ単層型構造とした。

ホール輸送性のPVK膜にバランス良く電子を注入するため、種々の電子輸送性の低分子化合物を分子分散し、その効果について検討した。低分子化合物には種々の1,3,4-オキサジアゾール誘導体を用いた。具体的にはオキサジアゾール環に結合する二つの置換基が二つのナフチル基(NN-OXD)、ナフチル基とフェニル基(NP-OXD)、二つのフェニル基(PP-OXD)の三種類である。これらのうち駆動電圧の低いものから順にNN-OXD、NP-OXD、PP-OXDであった。これはイオン化ポテンシャルと吸収端から見積もったLUMOの値に対応しており、LUMOの値が大きい、すなわち電子親和力の大きい低分子化合物を分散した方が、駆動電圧が低くなることがわかった。これは陰極から発光層への電子注入を考えた場合、その障壁が低いほど駆動電圧が下がることを意味している。この結果から、電子輸送部位であるナフチル基を含有するオキサジアゾールビニルモノマーをN-ビニルカルバゾールと共重合し、両キャリア注入性のポリマーを合成した。このポリマーを用いた単層型素子では低分子電子輸送剤を分散しない状態でもポリマーからの高輝度青色発光が得られた。今後、数種類の蛍光色素をドーパントとして用いて高輝度白色発光とする予定である。
全組織イメージングとライブイメージングによるオジギソウの速い運動メカニズムの解析

1.昨年度までの研究により、おじぎ運動への関与が予想される15の候補遺伝子の同定、CRISPR/Cas9システムを用いた当該遺伝子群の機能欠損オジギソウ変異体の作出、および簡易的なロボットを利用したおじぎ運動の定量的解析システムの開発を行った。これらの成果をもとにして、本年度はオジギソウ変異体の運動性能の評価を行い、各候補遺伝子が実際におじぎ運動に寄与しているかどうかを調べた。その結果、3つの遺伝子の変異体において、おじぎ運動のスピードや葉の可動範囲が有意に減少することを明らかにした。カルシウムイメージング解析により、変異体の1つでは運動細胞間の高速同調が損なわれていることが判明し、当該遺伝子が細胞間の情報伝達に関与している可能性が示唆された。以上の結果により、おじぎ運動に実際に関与する遺伝子を世界で初めて同定することに成功した。2.おじぎ運動では「細胞膜を超えて放出される水の速度が速すぎる」という議論が長らく存在し、未解明課題の1つとなっている。本研究では当初、この点に関して「個々の細胞からは実際には水はそれほど多くは放出されず、体積変化を伴わない変形により運動が増幅される」という作業仮説を立てていた。しかし、初年度に行った運動器官の全細胞イメージングの結果から、「個々の運動細胞は変形ではなく、実際に大きく収縮している」ことが明らかとなり、上記の仮説は否定された。今回、測定事実をもとにおじぎ運動の力学的メカニズムを再検討した結果、「水の大部分は細胞外へと放出されるのではなく、細胞間連絡(プラズモデスマータ)を介して細胞から細胞へと移動する」と仮定すれば、細胞膜を超える水の移動を抑えつつ、局所的には大きな収縮を起こせるのではないかという新規仮説の着想に至った。今年度の研究は研究計画調書に記載の研究目的に沿って遂行されたが、研究実施計画の細部に関しては年次計画とは異なったものとなっている。その理由としては、研究の進展により当初計画よりも明らかに優先度の高い研究計画(研究実績の概要の1.)が立案されたためである。同定したオジギソウ運動関連遺伝子群に関しては未発表成果であるため詳細の公表を控えるが、これらの遺伝子機能や表現型は運動メカニズム全般に関して非常に示唆に富むものであり、本研究の完成時には多方面に大きなインパクトを与えるものになると期待している。一方で、初年度より継続して行っている全組織イメージングに関しては、作業仮説の否定により一時的に攻め手を欠く状態となっていたが、今回新たな仮説の着想に至り(研究実績の概要の2.)、新しいアプローチによる研究展開が可能になった。以上のように、本研究では状況に応じて柔軟に研究計画の変更を行いながらも、必要な部分、すなわち未解明の謎が残されている部分に関しては当初計画に忠実に粘り強く研究を進めており、全体として研究はおおむね順調に進展していると言える。本年度の研究成果により同定した運動関連遺伝子群に関して、より詳細な機能解析を行う。具体的には、当該遺伝子の過剰発現系統の作出や関連遺伝子のCRISPR/Cas9による機能欠損、およびin vitroにおける遺伝子産物の機能解析を行う。これらの結果をもとに、当該遺伝子がおじぎ運動において果たす役割を解明し、その成果を論文としてまとめ発表を行う。プラズモデスマータを介した水の移動に関しては、蛍光トレーサー分子を運動細胞に導入する実験を新たに行い、おじぎ運動に伴ってそれらが細胞間を拡散する様子を解析することによりその実証を行う。また、RNA-seq解析によって運動器官に選択的に発現するプラズモデスマータ関連遺伝子が同定されており、CRISPR/Cas9によるその機能解析も併せて行う。本研究計画は、オジギソウ運動器官(葉枕)において運動時に生じる個々の細胞の形態変化を器官全体レベルで包括的に解明することにより、おじぎ運動のメカニズムを解明することを第一の目標とする。この目的を達成するために、まず「急速凍結置換法を用いた運動前後の器官の瞬時固定」および「植物組織の透明化手法を用いた組織深部観察」のための実験条件の最適化を行った。その過程で、申請者は「開いた状態で固定したオジギソウ葉枕が、染色・透明化の過程で自発的に閉じてしまう」という現象を見出した。これは、「組織レベルで蓄積された機械的弾性力が存在し、これがおじぎ運動に役割を果たす」という申請者の仮説を裏付ける結果である。一方で、この性質は「運動前後の変化を観察する」上での大きな困難となった。この困難を克服するために試行錯誤を行った結果、固定・染色・透明化の過程で用いる「水系溶媒」が自発運動の引き金になることを突き止めた。そこで申請者は、固定・染色・透明化のすべての過程において「水をいっさい用いない」実験手法を新たに開発し、細胞壁を可視化することによって運動前後の葉枕の内部構造を詳細に観察できるようにした。これらと並行して、申請者は得られた3次元画像から個々の細胞の形状を自動的に抽出・解析するプログラムの開発に着手し、現在もその開発を継続中である。開発途中のプログラムを用いた予備実験として、おじぎ運動の前後における小葉枕内の細胞の体積比較を行った。その結果、葉枕収縮側の運動細胞の体積(細胞壁に囲まれた領域の体積)は運動に伴い、最も変化の大きかった最外層において平均39%減少し、一方で非収縮側の運動細胞の体積は同じく最外層において平均18%増加することを見出した。