hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィールド測定による歩行識別のための統計モデルの構築

歩行の速度一定のモデルに基づいて,映像の拡大成分のパラメータを推定する問題をフィールドデータとモーションキャプチャシステムで比較することを行い,速度一定の仮定のもとには,歩行動作の運動パラメータは2つのパラメータで表現できることを示し,このパラメータの効率的推定法について提案を行った.さらに,フィールドデータのレジストレーションパラメータの推定が,研究室レベルの撮影環境下でのモーションキャプチャシステムを活用した推定法と同等の性能を持つことを確認した.本年度は,昨年度開発したモデルにおける制約条件である,速度一定のモデルから一歩進んだ,速度可変のモデルを考慮した映像分析の研究を行った.また,そのモデリングを利用して個人差の情報を担っているパラメータを精度高く推定し,歩容解析に適用できることが判明した.歩行時の腕の振りの振幅,振り幅,歩行速度のパラメータを利用することにより,歩行の特徴を分類することができ,歩容認証のパラメータとして使用することができるという結論を得た.さらに,ドップラーセンサーを用いることにより,室内における歩行状態に対しても同定できるモデルを作成し,映像データとの比較を行っている.映像データの問題点は顔が写ってしまうということである.また,他のセンサーでは装着する必用があり,非接触という意味で被験者に負担度は低い.これについても同様なモデリングが可能であることが我々の研究からわかってきた.本年度は正面から撮影した歩行の動画像を用い,統計的なスケールの変化を伴う位置合わせを行うと同時に,歩行者の腕の振りやスピードの変化をも考慮した歩行分析の統計的方法を確立した.この方法のパフォーマンスを例証するために,青年と老人のビデオ歩行データにもとづき,前もって判定しておいた異常歩行と正常歩行(正解データ)と提案した統計モデルによって推定した歩行パラメータをK-NN分類したところ,高いパフォーマンスが得られることが確かめられた.Collins et al. (2009)は歩行運動の重要なパラメータとして腕の振りを言及している.我々は,このパラメータの他にさらに,脚の振りのパラメータと歩行のスピードの変化も取り入れたモデルとして,これらのパラメータをビデオ映像から得られるフレーム画像の統計処理と非線形最小2乗法によってそのパラメータ推定に成功している.AIC基準によるモデル選択でも,ベースモデルに腕の振りのパラメータと脚の振りのパラメータを導入した方が良いモデルとなっていることが分かった.老人の歩行データでは,個々に推定された歩行のパラメータのうち,腕の振りや脚の振りの大きさに影響を与える横幅,縦幅のパラメータとスピードのパラメータの推定値が,正常歩行と異常歩行を精度高く分類できることがわかった.これらの結果はOkusa and Kamakura (2013)で発表している.今後の課題として,正面歩行だけでなく,任意の角度から得られた歩行映像データの分析ができるモデリングが必要である.今回の研究で得られた歩行のモデリングにおける推定パラメータを利用した歩行の分類は,歩容認証にも十分役立つものと考えている.歩行の速度一定のモデルに基づいて,映像の拡大成分のパラメータを推定する問題をフィールドデータとモーションキャプチャシステムで比較することを行い,速度一定の仮定のもとには,歩行動作の運動パラメータは2つのパラメータで表現できることを示し,このパラメータの効率的推定法について提案を行った.さらに,フィールドデータのレジストレーションパラメータの推定が,研究室レベルの撮影環境下でのモーションキャプチャシステムを活用した推定法と同等の性能を持つことを確認した.本年度は,歩行の速度一定のモデルに基づいて,映像の拡大成分のパラメータを推定する問題をフィールドデータとモーションキャプチャシステムで比較することを行うと同時に,速度一定の仮定を緩和するためのモデリングに対しての考察を行った.我々の研究では,速度一定の仮定のもとには,歩行動作の運動パラメータは2つのパラメータで表現できることを示し,このパラメータの効率的推定法について論じてきた.本研究課題では,こうしたフィールドデータのレジストレーションパラメータの推定が,研究室レベルの撮影環境下でのモーションキャプチャシステムを活用した推定法と同等の性能を持つことを確認した.速度一定という条件の緩和のためには,フレームごとに速度変動のパラメータを導入し,フレームパラメータの単調制約条件のもとでの最適化問題として定式化を行い,非線形最適化問題を解くことによって,推定問題の解が得られるようになった.ベースとしてのモデルは速度一定の2パラメータのモデルであり,これを拡張してのものである.拡張されたモデルの検証はモーションキャプチャシステムによる歩行計測のみならず,加速度センサーを利用しても行い,同様な結果が得られた.本年度の研究成果は,速度変動を考慮したフィールドデータによる歩行のモデリングの精緻化とドップラーセンサーを用いた歩行計測であった.この成果は日本計算機統計学会の学会誌に公表された.また,California Berkley校で開かれた国際会議WCECS2012で発表した.モデルパラメータを精度高く推定することにより,歩容認証にも使えることがわかった.本年度の研究成果は,速度変動を考慮した歩行のレジストレーションパラメータの推定を中心として内容で,日本計算機統計学会誌に公表予定である.また,各種センサを用いた歩行データ解析については,日韓の国際会議で公表した.モデルに含まれるパラメータの数が増えるにつれて,解の安定性は減少することと,単調性を仮定した速度変動パラメータの推定については,効率的最適化による検討課題が残る.次年度は,室内における歩行状態を精度高く推定するモデルを構築することを1つの目標とする.非接触型のセンサーであるドップラーセンサーを用いた計測を行い,ビデオ映像データとの比較および,モーションキャプチャーとの連動によりモデル構築をより精緻なものにする.また,重心計を利用して,歩行の際に重心移動についても言及する.

重心移動は個人差が大きく,この個人差のパラメータを精度良く推定することにより,歩容認証についても1つの解を与えるものと考えている.また,歩行の異常性から病気への兆候を早期に発見するためのパラメータとして見ることも考えられ,これについても言及していく予定である.次年度は人体骨格モデルについても検討し,関節構造をもモデリングし,より精緻な歩行モデルとしたい.これまでの代表者らの研究では,加速度センサを利用し,関節変位を推定するモデルを提案しており,肩関節の自由度である前後方向,側方取水平方向に腕を動かす腕振り動作パラメータの推定に成功している.これらとダイナミズムを併用するモデルを構築していく予定である.また,モーションキャプチャシステムにおいても関節モデルが採用されており,この比較においても重用なモデルと考えている.また,関節ごとに自由度のパラメータを導入することは困難であり,いかにモデルパラメータを少なくして,モデルのパラメータフィッテイングを良くするかも検討課題である.一般にモデルに含まれるパラメータの数が増えれば,解の安定性は減少するので,尤度関数を導入する際に,フィッシャー情報量の意味でパラメータの直交性を考慮した,モデル選択が必要であると考えている.研究費の使用計画としては,最終年度ということもあり,国際会議での成果発表のための旅費およびデータ取得のための消耗品を主なものと考えている..研究費の使用計画として次の2点を考えている.(1)データ取りのための謝金(2)モデル構築のための参考文献(3)デジタルデータ分析用ノートパソコンおよびブルーレイ等のメディア(4)歩容認証と機械学習という観点から国際会議(サンフランシスコ)での成果発表
ナノプローブ電極を利用した高機能電気化学顕微鏡の開発

SECMは微小な電極をプローブとし,試料表面に接近させて2次元的に走査することによって表面の局所領域における電気化学反応を検出・誘起することが可能なシステムである。SECM測定では,主に化学反応に伴うファラデー電流を測定する。そのため,プローブ電極-試料間の変化に起因する影響が大きく,電極-試料間距離を一定に制御することが重要であり,これまで,距離制御にshearing forceを利用したSECMシステムなどの開発を行ってきた。しかし,電極試料間距離を一定に制御しても,プローブである電極の微小化に伴う測定電流値の減少により,ナノメートルレベルの解像度を実現することは困難であった。そこで,本研究ではプローブ電極における検出感度を大幅に向上させるため,電極電位を制御し,新規な走査方法で測定可能なシステムの開発を行った。1.高機能電気化学顕微鏡の開発2.高機能電気化学顕微鏡の評価と生体分子計測への応用新たに開発した高機能電気化学顕微鏡を評価するために,局所反応の計測を行った。特にトポロジーおよびプローブ電位制御時の電流応答に着目し,得られたデータをシステム開発ヘフィードバックした。プローブ電極における電位走査を行うことにより,二種類以上の電気化学活性種の同時測定が期待できる。SECMは微小な電極をプローブとし,試料表面に接近させて2次元的に走査することによって表面の局所領域における電気化学反応を検出・誘起することが可能なシステムである.これは走査型トンネル顕微鏡(STM)や原子間力顕微鏡(AFM)など,他の走査型プローブ顕微鏡には無い特長であることから,バイオチップや細胞の評価などに用途を拡大しつつある.SECM測定では,主に化学反応に伴うファラデー電流を測定する.そのため,プローブ電極-試料間の変化に起因する影響が大きく,電極-試料間距離を一定に制御することが重要である.申請者は,これまでの研究において,距離制御にshearing forceを利用したSECMシステムを構築している.しかし,電極-試料間距離を一定に制御しても,プローブである電極の微小化に伴う測定電流値の減少により,ナノメートルレベルの解像度を実現することは困難であった.そこで,本研究ではプローブ電極における検出感度を大幅に向上させ,高解像度なイメージングを実現するため,プローブ電極の改良,および新規な走査方法で測定可能なシステムの開発を行った.1.プローブの作製引き伸ばしたガラス細管に細線化したPtなどの金属線を挿入し,ガラスを加熱,溶融させる.その後先端を研磨することによってディスク型プローブを作製し,プローブの特性を各種汎用電気化学計測した.また,Pt/Ir, W線などの金属の電解エッチングを行い,先端径1-10nmに極微細線化した円錐型のプローブを作製し,Shearing forceを利用した形状計測により評価した.2.プローブ電極における電位制御システムの構築SECMにおいて,走査するプローブで任意の電気化学測定が可能なシステムを構築した.新たに開発したシステムでは,走査するラインを任意の解像度で分割し,各点において電位走査法を中心とした様々な電気化学測定を行うことが可能となった.このシステムを利用することでイメージの高解像度化および高感度化が期待できる.SECMは微小な電極をプローブとし,試料表面に接近させて2次元的に走査することによって表面の局所領域における電気化学反応を検出・誘起することが可能なシステムである。
腕特異的テロメア混合プローブによる原因不明の先天異常における微細染色体異常の検出

本年度は,各染色体腕特異的テロメリックプローブを用いたFISH解析(テロメリックFISH解析)において,2種類のプローブを2色の蛍光色素で同時に観察する方法(2色FISH法)を確立した.解析の対象は,習慣流産や先天性多発奇形児出産既往のある,通常のG分染法で異常を検出しにくい染色体末端部同士の微細相互転座保因者および発端者の染色体異常患者とした.転座に関わる2種類のテロメリックプローブを用い,1種類のプローブをビオチンで,もう1種類のプローブをジゴキシゲニンで標識し,ビオチン標識したプローブはアビジン-FITCにて蛍光顕微鏡下で緑色に,ジゴキシゲニン標識したプローブは抗ジゴキシゲニン-ローダミンで赤色として検出することとした.プローブサイズの小さい方を感度の高いジゴキシゲニンにて標識し,ビオチン標識プローブとジゴキシゲニン標識プローブの混合比を7:3とした.各プローブについて抑制バイブリダイゼーションのために加えるCot-1 DNAの至適量の検討などを行い,それぞれの保因者の相互転座が確実に検出できる2色テロメリックFISH法の至適条件を設定した.テロメリックFISH解析では,染色体標本の質に関わらず,また,間期細胞核においても対象とする染色体領域の不均衡が生じていないかどうかの評価が可能であり,次子妊娠時に出生前診断を希望した家族には,胎児細胞の染色体解析としてテロメリックFISH解析を通常のG分染法と併用することによって,異常の有無を確実に診断することができた.末端部同士の微細な相互転座を有する,習慣流産や先天性多発奇形児出産の既往のある家族に対しては,従来行われていた染色体解析だけでは確実な診断が困難であり,そのために出生前診断の適応と認められない場合があったが,テロメリックF1SH解析で相互転座を同定できた家族については出生前診断が可能となることを実証した.本年度は,各染色体腕特異的テロメリックプローブを用いたFISH解析(テロメリックFISH解析)において,2種類のプローブを2色の蛍光色素で同時に観察する方法(2色FISH法)を確立した.解析の対象は,習慣流産や先天性多発奇形児出産既往のある,通常のG分染法で異常を検出しにくい染色体末端部同士の微細相互転座保因者および発端者の染色体異常患者とした.転座に関わる2種類のテロメリックプローブを用い,1種類のプローブをビオチンで,もう1種類のプローブをジゴキシゲニンで標識し,ビオチン標識したプローブはアビジン-FITCにて蛍光顕微鏡下で緑色に,ジゴキシゲニン標識したプローブは抗ジゴキシゲニン-ローダミンで赤色として検出することとした.プローブサイズの小さい方を感度の高いジゴキシゲニンにて標識し,ビオチン標識プローブとジゴキシゲニン標識プローブの混合比を7:3とした.各プローブについて抑制バイブリダイゼーションのために加えるCot-1 DNAの至適量の検討などを行い,それぞれの保因者の相互転座が確実に検出できる2色テロメリックFISH法の至適条件を設定した.テロメリックFISH解析では,染色体標本の質に関わらず,また,間期細胞核においても対象とする染色体領域の不均衡が生じていないかどうかの評価が可能であり,次子妊娠時に出生前診断を希望した家族には,胎児細胞の染色体解析としてテロメリックFISH解析を通常のG分染法と併用することによって,異常の有無を確実に診断することができた.末端部同士の微細な相互転座を有する,習慣流産や先天性多発奇形児出産の既往のある家族に対しては,従来行われていた染色体解析だけでは確実な診断が困難であり,そのために出生前診断の適応と認められない場合があったが,テロメリックF1SH解析で相互転座を同定できた家族については出生前診断が可能となることを実証した.
血管作動物質の生成と作用機構

国府は傍糸球体細胞からのレニン分泌の調節機構を解明する目的で、まずラット腎臓から傍糸球体細胞を単離した。また将来レニン分泌の【Ca^(2+)】による調節機構を研究する予定であるので、主要な【Ca^(2+)】調節因子であるミオシン軽鎖キナーゼ,カルデスモン,カルモジュリンを精製し、それぞれに対する特異抗体を作成した。三宅はヒト尿からカリクレインおよびプロカリクレインを精製し、プロカリクレインの活性化機構を解析した。荒川は血中におけるトニンの測定法を開発した。つまりトニンとα,マクログロブリンの複合体を後者に対する抗体を用いて捕捉して定量する方法である。この方法によりトニンによるアンジオテンシン産生能の研究が可能となった。戸田は各種血管壁のアンジオテンシン変換酵素活性を測定し、血管壁局所におけるアンジオテンシン【II】生成と作用機構を明らかにした。岡本は酵素の再構成実験の結果、シトクロムP-【450_(11)】βによるアルドステロン合成活性がカルモジュリンによる調節を受けている可能性を示唆した。石井は本態性高血圧症患者では心房性【Na^+】利尿ペプチドによる利尿、【Na^+】利尿反応ならびに糸球体濾過量増加が著明に現われることを見出した。吉永はラットの腎糸球体メサンギウム細胞や腎動脈平滑筋細胞では心房性【Na^+】利尿ペプチド刺激によりcGMPが増加することを見出した。栗山はブタ冠動脈平滑筋のアセチルコリンによる収縮反応にCキナーゼ-【Ca^(2+)】動員機構が関与することを、ホルボールエステルを用いて明らかにした。宇井は好中球とその走化性因子レセプターを介するPIレスポンスをモデル実験系として用いて、GTP結合タンパク質がPIレスポンス-【Ca^(2+)】動員系の仲介因子として機能することを証明した。安田は大動脈平滑筋細胞および腎糸球体上皮細胞に血小板活性化因子を作用させるとホスホリパーゼ【A_2】およびホスホリパーゼCが活性化されることを見出した。
テスト配位列の仮想極限点の研究

テスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するため,そのモジュライ空間の完備化を系統的に研究した.その著しい成果として,個々のテスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量が,指数が無限大に発散するようなテスト配位列に対する不変量として自然に拡張されることが分かった.さらに一般の偏極代数多様体において強K-安定性という概念を導入した.この新しく導入された強K-安定性から漸近Chow安定性が示されることにより,この新しい見方が特殊計量の存在等にさらに色々な応用を生むことも分かってきた.平成25年度は,テスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するために,まずはそのモジュライ空間の完備化を考えた.そして各テスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量を,テスト配位列全体の成すモジュライ空間上で定義された不変量に拡張することに取り組み次の結果を得た:この新しく導入された強K-安定性の概念が,以下のように漸近Chow安定性と深い関係があることが分かった:テスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するために,そのモジュライ空間の完備化を考察した.そして各テスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量を,テスト配位列全体の成すモジュライ空間で定義された不変量に拡張することに昨年度に既に成功していたが,以下のような形で出版にこぎ着けた.すなわちテスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するため,そのモジュライ空間の完備化を考察した.個々のテスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量は,指数が無限大に発散するようなテスト配位列に対する不変量に拡張され,我々の研究課題の成果として当初,第22回複素幾何シンポジウムを平成28年の年明け早々に開催して,そこで我々の研究課題で得た上記の(1), (2), (3), (4)の成果の総合的なレビューを行う予定であった.ところが,第22回複素幾何シンポジウムの開催時期が海外参加予定者の都合等で平成28年の年末に延期されたので,我々の研究課題の完了がこの平成28年の年末まで遅れることとなった.テスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するため,そのモジュライ空間の完備化を考察した.昨年度までの成果としては,個々のテスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量が,指数が無限大に発散するようなテスト配位列に対する不変量に拡張されたが,今年度になってから,それが特殊計量の存在等にさらに色々な応用を生むことが分かってきたので以下に列挙する.(2)また論文「An \ell-th root ofatest configuration of exponent \ell」が雑誌Complex Manifoldsの第3巻に掲載され,テスト配位のモジュライ空間のある種のプレコンパクト性を示した.これらと並行して「Asymptotic polybalanced kernels on extremal Kaehler manifolds」という結果も得られたので,本年度10月に金沢大学サテライトで開かれた国際シンポジウム「The 22nd Symposium on Complex Geometry」において研究成果として発表した.この結果はextremal Kaehler計量をもつ偏極代数多様体の漸近相対Chow安定性を示したもので,Donaldson-Tian-Yau予想のextremal Kaehler版のある種のsupporting evidenceともなっている.現在のところ投稿雑誌のより詳しい査読を受けているところである.テスト配位のモジュライ空間の自然なコンパクト化を構成するため,そのモジュライ空間の完備化を系統的に研究した.その著しい成果として,個々のテスト配位に対して定義されるDonaldson-二木不変量が,指数が無限大に発散するようなテスト配位列に対する不変量として自然に拡張されることが分かった.さらに一般の偏極代数多様体において強K-安定性という概念を導入した.この新しく導入された強K-安定性から漸近Chow安定性が示されることにより,この新しい見方が特殊計量の存在等にさらに色々な応用を生むことも分かってきた.テスト配位列の極限点の考察において不可欠な,上記(1)および(2)は,査読も無事終わり,実際にBirkh\"auser社のProgress in Math.のシリーズの第308巻"Geometry and Analysis on Manifolds"から出版された.さらに(3)で,テスト配位列のコンパクト化を用いた,強K-安定性から定スカラー曲率Kaehler計量の存在を導くプランが出来つつあり,これらを総合すると,2年目としてはまずまずの達成度だと思われる.第22回複素幾何シンポジウムを,本年10月31日から11月3日まで金沢大学サテライト(しいのき迎賓館)で開催して,その中で我々の研究成果の国際的なレビューを受ける予定である.複素微分幾何学我々の研究課題に密接に関連する種々の話題に関する小研究集会を繰り返し開き,知見を深めるとともに問題を煮詰め,研究目的達成への道筋を着実に確立する計画である.一方で,関連の書籍のみならず,計算機ソフトや計算機関連の備品も購入して,我々の研究を基礎から支える備品や消耗品として大いに活用したい.テスト配位列の仮想極限点を詳しく考察するためにも,その研究の基礎となる種々の道具を整える必要があった.上記研究実績の概要の(1)において,Donaldson-二木不変量を,テスト配位列全体の成す

モジュライ空間上で定義された不変量にまで拡張することに成功した.また,研究実績の概要の(2)において,このDonaldson-二木不変量の拡張に際して定義される強K-安定性が非常に良い性質を持っていることが分かるので,我々の研究の進展はまずまず順調に推移していると思われる.当初,第22回複素幾何シンポジウムを平成28年の年明け早々に開催して,そこで我々の研究課題の成果のレビューを行う予定であった.ところが,ところが,第22回複素幾何シンポジウムの開催時期が海外参加予定者の都合で平成28年の年末に延期されたので,我々の研究課題の完了がこの平成28年の年末まで遅れることとなった.従って,第22回複素幾何シンポジウムに参加するための旅費等を次年度(平成28年度)に繰り越すこととした.研究代表者がオーガナイザーをつとめる国際会議Pacific Rim Complex Geometry Conferenceの平成27年度に予定しているものは,他のシンポジウムTrends in Modern Geometryと合体して例年より大規模なものを開催する予定にしている.そのための経費を一部捻出するために,さかのぼって平成26年度の当該科研費の使用を控え目に抑えた.繰り越し額は,全額を本年10月31日から11月3日に開催する第22回複素幾何シンポジウムへの参加旅費等に宛てる予定である.我々の研究課題に関連する種々の話題についての勉強会を繰り返し開き,知見を深めるとともに問題を煮詰め,研究目的達成への道筋を着実に確立する計画である.一方で,関連の書籍のみならず,計算機ソフトや計算機関連の備品も購入して,我々の研究を基礎から支える備品や消耗品として大いに活用したい.また,日中友好幾何学研究集会,Pacific Rim Complex Geometry Conference,菅平での複素幾何国際シンポジウム等を組織することによって,情報収集のみならず研究成果の発表も行い国際的なレビューを受けたい.研究代表者が中心的オーガナイザーをつとめる平成26年度の菅平複素幾何国際シンポジウムは,例年より大規模なものを開催する予定にしている.そのための経費を一部捻出するために,さかのぼって平成25年度の当該科研費の使用を控えめに抑えた.次年度使用額の部分の使用計画としては(物品費およびルーチンの勉強会や研究集会開催のための経費以外については)主に平成26年度に菅平で開催する複素幾何国際シンポジウムの旅費等に充てる予定である.
中等度好熱菌に比肩する高温耐性を獲得した常温性シアノバクテリア適応進化株の解析

ある生物種が自らの生育限界を超えた環境条件に適応進化するにはどれほどの突然変異の累積が必要なのか、といった生物進化の根源的な疑問を全ゲノムレベルで解明するような研究は、様々な技術的制約・時間的制約のために実施するのは極めて困難であったが、近年のゲノム解読技術の発展により特に微生物分野では挑戦が可能になってきている。シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942は常温・淡水性のシアノバクテリアであり、生育上限温度は43°Cとされている。それ以上の温度では細胞は分裂異常によりフィラメント状になり、細胞増殖は抑制される。我々はこのシアノバクテリアを研究材料に、長期高温培養による適応進化実験を継続しており、生育限界温度を大きく超えた適応進化株の取得に成功し解析を進めている。培養開始後5年を経過した細胞についての全ゲノムリシーケンス解析を実施し、さらなる突然変異の累積を観察できた。一方、この株の生育限界温度のさらなる上昇はこの1年間は観測されていない。培養初期段階に生じた変異の解析については3重変異株の作成などにも成功し遺伝子の機能解析を進めている。併せて実施したトランスクリプトーム解析の結果についても詳細に吟味し、これまで高温下での発現変動の報告例のない遺伝子について情報の整理を進めた。また適応進化株において至適生育温度のトレードオフが起きたかどうかについて検証実験をおこない一定の成果を得た。これについては今後さらに追試と詳細な検討をおこなう。また長期高温培養による細胞形態や細胞内構造レベルでの変化についても透過性電顕解析による追加データを取得した。平成29年度末に東京農業大学から静岡大学へ異動となり、本研究計画開始時に研究環境の再セットアップをおこなう必要が生じたため。これまでに検出されている突然変異の再現性や適応進化株の多様性について検討するため、平行した培養ラインの確立を進めている。蓄積したデータの整理を進め、継続できる培養ラインと冷凍ストック化する培養ラインを適切に選別する。本計画の申請後に研究代表者の所属機関の異動が決まったため、研究計画に関する調整をおこなった。当初購入を予定していた大規模計算用のワークステーションPrecision T7910が別の安価な機材と現所属機関所有の計算サーバーによりある程度の機能代替可能であると分かったため、その分を次年度使用分は2019年度交付分と合算して、藻類培養用の光照射ユニットの購入に充当する予定である。また現所属機関の業務との重複により当初予定の国際学会への参加が困難であると判明したため、次年度以降の学会参加に切り替えるため旅費についても調整した。
新規ルイス酸触媒を用いる精密合成反応の開発

ルイス酸触媒を用いる合成反応は、様々な高付加価値化学品の製造に欠くことのできない重要なプロセスになっており、現在、化学工業はもとより、製薬、農薬、食品工業などにおいてもいろいろな工程で汎用されている。しかし一方、これらの反応では多くの場合大量のルイス酸触媒が必要とされ、また有害な有機溶媒を用いるため、反応終了後の触媒や溶媒の処理が環境汚染につながり大きな社会問題になっている。本研究は上記問題の抜本的解決を図ることを目的とし、ランタノイド触媒を基盤として、触媒の修飾、改良により、回収、再使用可能でしかも有毒な有機溶媒を使用する必要のない新規ルイス酸触媒の工業レベルでの実用化を目指し検討を行った。その結果まず、ランタノイド触媒を用いるFriedel-Craftsアシル化反応、Fries転位反応、o-アシル化反応を開発し、さらに、ハフニウム化合物を用いる不活性なベンゼン、クロロベンゼンのFriedel-Craftsアシル化反応を初めて実現した。一方、ナフイオン上にスカンジウムを固定化した新規高分子固定化スカンジウム触媒を開発し、種々の炭素一炭素結合生成反応において有効に作用することを見い出した。また、ポリアクリロニトリルから新規高分子固定化スカンジウム触媒を合成し、この触媒が含窒素化合物の活性化に有効に働き、キノリン、アミノケトン、アミノニトリル合成の優れた触媒となることを見い出した。さらに、全く新しい触媒の高分子上への固定化法として「マイクロカプセル化」を開発した。従来法に比べ、導入が遙かに容易でありしかも高分子上への固定化による触媒活性の低下はほとんどない。また、回収性、再使用性とも非常に優れていることを明らかにした。一方、ルイス酸ー界面活性剤一体型の触媒を開発し、これを用いる有機溶媒を全く用いない水中での炭素ー炭素結合生成反応を開発した。また、水中で安定なルイス酸触媒の検索を行い、希土類、鉄、銅、亜鉛、カドミウム、鉛を見い出し、これらの元素(カチオン)に共通する性質として、加水分解定数および内圏配位水の交換速度との関連を明かにした。本研究は、ランタノイド触媒を基盤として触媒の修飾、改良により、回収、再使用可能でしかも有毒な有機溶媒を使用する必要のない新規ルイス酸触媒の工業レベルでの実用化を目的とする基礎研究を行った。また、ランタノイドリフラートを高分子上に固定化した新規高分子固定化ランタノイド触媒の開発も合わせて行った。(1)ランタノイド触媒を用いるFriedel-Craftsアシル化反応、Fries転位反応、o-アシル化反応を開発した。これらの反応は従来法と異なり、いずれもごく少量のランタノイド触媒を用いるだけで反応が円滑に進行する点が特徴である。(2)ランタノイドトリフラートがグリコシル化反応の優れた触媒となることを明らかにした。同触媒は、反応終了後容易に回収、再使用することが可能である。(3)ナフィオン上にスカンジウムを固定化した新規高分子固定化スカンジウム触媒を開発し、種々の炭素-炭素結合生成反応において有効に作用することを見い出した。ここで開発した高分子固定化触媒は高活性を有し、また回収、再使用可能である。さらにカラムに充填して連続的に用いることができることも明らかにした。(4)ポリアクリロニトリルから新規高分子固定化

スカンジウム触媒を合成し、この触媒が含窒素化合物の活性化に有効に働き、キノリン、アミノケトン、アミノニトリル合成の優れた触媒となることを見い出した。ここで開発した高分子スカンジウム触媒は、適当な溶媒中で分散、一部溶解し、極めて高い触媒活性を有する。また、反応終了後、貧溶媒を加えることで再び固化し、100%回収、再使用することができる。ルイス酸触媒を用いる合成反応は、様々な高付加価値化学品の製造に欠くことのできない重要なプロセスになっており、現在、化学工業はもとより、製薬、農薬、食品工業などにおいてもいろいろな工程で汎用されている。しかし一方、これらの反応では多くの場合大量のルイス酸触媒が必要とされ、また有害な有機溶媒を用いるため、反応終了後の触媒や溶媒の処理が環境汚染につながり大きな社会問題になっている。本研究は上記問題の抜本的解決を図ることを目的とし、ランタノイド触媒を基盤として、触媒の修飾、改良により、回収、再使用可能でしかも有毒な有機溶媒を使用する必要のない新規ルイス酸触媒の工業レベルでの実用化を目指し検討を行った。1.これまで筆者らは、水溶液中での炭素-炭素結合生成反応の開発を行ってきたが、反応を円滑に進行させるためには水にある程度の有機溶媒を混合する必要があった。今回、少量の界面活性化剤を用いることにより,有機溶媒を全く用いない新しい反応系を開発することができた(小林、椎名)。2.ルイス酸-界面活性剤一体型の触媒を開発し、これを用いる有機溶媒を全く用いない水中での炭素-炭素結合生成反応を開発した(小林、椎名)。3.昨年度の研究により興味深い特性を見い出した第四族元素であるジルコニウム、ハフニウム化合物についてさらに研究を重ね、ハフニウム化合物を用いるFriedel-Craftsアシル化反応において、不活性なベンゼン、クロロベンゼンを初めて反応に用いることが可能になった(小林、山本)。パイロットスケール、実用化への検討も開始した(山本)。4.全く新しい触媒の高分子上への固定化法として「マイクロカプセル化」を開発した。従来法に比べ、導入が遙かに容易でありしかも高分子上への固定化による触媒活性の低下はほとんどない。また、回収性、再使用性とも非常に優れていることを明らかにした(小林)。ルイス酸触媒を用いる合成反応は、様々な高付加価値化学品の製造に欠くことのできない重要なプロセスになっており、現在、化学工業はもとより、医薬、農薬、食品工業などにおいて様々な工程でプロセスで汎用されている。1.水を溶媒とする三成分縮合型によるホモアリルアミンの合成、Streker反応を開発した。特にStrecker反応では、触媒、反応試剤すべてを回収、再使用できる完全封鎖系によるシステムを実現した(小林、眞鍋)。
高密度記録用針状バリウムフェライト微粒子のマイクロマグネティックス

可換型の塗布型高密度磁気記録媒体として、従来の塗布型媒体と同様の針状形状を有するバリウムフェライト微粒子を簡便な電気炉焼成法により作製した。この針状バリウムフェライト微粒子を用いた塗布型磁気記録媒体をさらに高密度記録領域で使用できるようにするためには針状微粒子自体の微細構造を知ることによりその磁気構造を明らかにすることが必要である。そこで、本研究課題においては、バリウムフェライト中のFe^<3+>イオンをCo^<2+>イオンおよびTi^<4+>イオンで置換した試料、すなわち、BaCo_xTi_xFe_<12・2x>O_<19>組成において置換量X=0および0.7の針状バリウムフェライト微粒子を作製し、その微細構造を高分解能透過型電子顕微鏡を用いて詳細に調べた。その結果、以下のような知見が得られた。作製した針状BaCo_xTi_xFe_<12・2x>O_<19>微粒子は、長軸約0.9μm、短軸約0.08μm、針状比(長軸/短軸)約11の針状微粒子であった。また、これらの針状微粒子は置換量Xによらずその結晶構造は六方晶マグネトプラムバイト構造であった。針状微粒子は数個(58個)の六方晶系の結晶子で構成され、その長軸方向がa軸方向、短軸方向がc軸方向であることが電子線回折の分析結果より確認された。また、透過電子顕微鏡の暗視野像にはっきりと明暗の部分が確認されたことから、X=0および0.7の試料はともに、針状微粒子を構成する結晶子のa面同士が傾きをもって長軸方向に配列していると考えられる。X=0.7の試料ではその角度は約60°であることか制限視野電子線回折の結果より明らかとなった。また、X=0.7の試料において、針状微粒子を構成する結晶子と結晶子の間に数nmの結晶格子の不連続な層が観察された。この針状微粒子を構成する結晶子一つ一つを磁気的に分離させること、すなわちそれぞれの結晶子一つ一つを1ビットの信号に対応させられるようにすれば、さらに高密度な記録が可能になるものと考えられる。
エピジェネティクスを標的とした癌幹細胞への新しい治療戦略の開発

癌幹細胞は治療抵抗性と言われ、既存の抗がん剤や放射線治療が効きにくいと言われている。今回エピジェネティクスを標的とした分子標的薬剤であるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(Histone Deacetylase Inhibitor; HDACi)が癌幹細胞形質へどのように作用するか検討した。HDACiは頭頸部扁平上皮癌細胞に対して細胞傷害性やアポトーシス誘導を示すのみならず、癌幹細胞マーカーの発現抑制、幹細胞関連遺伝子の発現抑制、EMTの抑制といった作用を示した。また、抗がん剤との併用によって相乗効果が認められた。癌幹細胞は治療抵抗性といわれ、既存の抗がん剤や放射線治療が効きにくいとされている。頭頸部扁平上皮癌においてはCD44分子が癌幹細胞のマーカーの一つとされているが、我々は無血清培地にEGFとbFGFを添加してCD44+細胞を増殖させた扁平上皮癌細胞株を用いて実験を進めた。昨年までの実験でHSC-2とKUMA-1の2種類の細胞株に対するヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(Histone Deacetylase Inhibitor; HDACi)の作用を検討したところ、CD44やABCG2といったマーカー分子の低下、幹細胞関連遺伝子としてBmi1, Nanog, Notch, Oct-4の発現が低下することを明らかにした。これらの発現低下は我々の濃度設定では顕著ではなかったが、複数の関連遺伝子の抑制により、その相互作用によって癌幹細胞としての特質は変化するのではないかと思われた。今回は更にHDACiを作用させることによりtumor sphereの形成能の低下を認めた。また癌幹細胞の特徴である上皮間葉移行(epithelial-mesenchymal transition: EMT)について検討したところ、HDACiによる処理によってEMT関連分子であるE-cadherinの発現が増強していた。このことはHDACiがEMT抑制に作用することを示唆する。同時に調べたEMTの誘導サイトカインであるTGF-betaの発現が低下していたことも、HDACiのEMT抑制効果を支持するものである。このように癌幹細胞形質を抑制できるHDACiは従来の抗がん剤とその作用機序が異なる。それゆえ、既存の抗がん剤との併用効果が期待できると思われる。現在、頭頸部扁平上皮癌で臨床的に用いられるTaxol, CDDP, 5FUなどとの相乗効果について検討を行なっている。様々な癌腫において癌幹細胞が同定され、その存在が治療抵抗性に関与していると言われている。頭頸部扁平上皮癌を対象に癌幹細胞をターゲットとした治療戦略としてエピジェネティクス阻害剤の一つであるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(Histone Deacetylase Inhibitor: HDACi)に着目して研究を進めてきた。これまで頭頸部扁平上皮癌細胞株をEGF/bFGF添加無血清培地で培養してCD44陽性細胞を増殖させた実験系を使ってTSA及びSAHAの2種類のHDACiの作用を検討した。HDACiは、これまでの他癌腫での報告と同様に頭頸部扁平上皮癌に対しても細胞傷害性を示しアポトーシスの誘導作用や細胞周期停止作用を示した。従来より頭頸部扁平上皮癌に対して臨床で汎用される抗癌剤であるCDDP、ドセタキセルとHDACiの併用効果について、isobologram法を用いて検討した。2種類の抗癌剤と2種類のHDACiの計4通りの組み合わせで癌細胞株に対する細胞傷害性を調べたところ、いずれの組み合わせでも相乗効果が認められた。HDACiはその作用機序が従来の抗癌剤とは異なるのみならず、癌幹細胞形質にも作用することより抗がん剤の感受性が変化したものと考えられた。頭頸部扁平上皮癌においては、以前から我々も報告してきたが、CD44分子が癌幹細胞のマーカーの一つとされている。頭頸部扁平上皮癌細胞株をEGFとbFGF存在下に無血清培地で培養することによりCD44+細胞の比率が増加する培養系を用いて研究を進めた。7種類の頭頸部扁平上皮癌細胞株をEGF+bFGF添加無血清培地にて培養することにより4種類の細胞株が培養を継続可能であった。これらの細胞株はいずれもCD44+の発現が増強した。このうち、HSC-2とKUMA-1の2種類の細胞株を用いてヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(Histone Deacetylase Inhibitor; HDACi)の作用を検討した。HDACiはヒストンのアセチル化を標的としており、癌におけるエピジェネティクス制御異常の解除を目指した薬剤の一つである。HDACiは癌細胞に対して用量依存的に細胞傷害性を示すだけでなく、既に報告があるようにHDACiによる処理でアポトーシスの誘導や細胞周期の停止を認めた。興味深いのは癌幹細胞のマーカーであるCD44+の発現がHDACiで処理することにより両細胞株とも低下したことである。

また、癌幹細胞マーカーの一つであり、抗がん剤耐性に関わる分子であるABCG2もKUMA-1において発現低下が認められた。さらにHSC-2においては幹細胞関連遺伝子であるNanog, Bmi-1, Oct-4の遺伝子発現の低下を認めた。このように、HDACiは癌幹細胞形質にも影響を与えることがわかってきた。現在は更にKUMA-1においてもHDACiによる幹細胞関連遺伝子の発現変化を検討中である。今年度は従来から報告されているHDACiの癌細胞に対する薬理作用に加えて、癌幹細胞形質に対する様々な作用について明らかにすることができた。特に幹細胞関連遺伝子発現に対する抑制効果とEMT抑制効果は次年度の抗がん剤との相互作用を調べる上での重要な作用と考えられる。頭頸部扁平上皮癌細胞株をEGF+bFGF添加無血清培地で培養する系によってCD44+細胞enrichな実験系を確立できた。この培養系を使って、HDACiの既知の作用(アポトーシス誘導や細胞周期の停止)について確認できるのみでなくHDACiの癌幹細胞形質に対する作用も少しづつ解析できている。現在の臨床で使用されている抗がん剤や放射線照射とHDACiとの相互作用についてin vitroで調べる。また、可能であればマウスを使用して抗がん剤との併用による抗腫瘍効果をin vivoでも確認したいと考えている。現在の実験系を使用して更に癌幹細胞形質に及ぼすHDACiの作用を解析していく。具体的には(1)幹細胞関連遺伝子発現の変化、(2)癌幹細胞の特質の一つである上皮間葉移行(epithelial-to-mesenchymal transition: EMT)に及ぼす変化、(3)immunomodulatory作用といった3つの項目についての検討を進めていく。また、頭頸部癌に使用されている既存の抗がん剤とHDACiの併用効果があるのかについて検討を始めていく予定である。24年度の研究費を計画的に使用した結果1円の残額が生じたが、25年度の研究費と合わせて執行する予定である。本研究のベースとなる細胞培養とフローサイトメトリー解析には引き続き研究費を要する。幹細胞関連遺伝子の変化をreal time PCRで解析し、EMTに関与するタンパク発現の変化をウエスタンブロットにて解析する。またimmunomodulation作用についてはフローサイトメトリーやELISAを用いて解析する。これらの実験を行うために研究費を要する。更に、抗がん剤とHDACiの併用効果についてのin vitroでのアッセイ系確立のために新しく細胞培養の研究費が必要となる。なお、平成23年度に行ったCD44発現変化の実験の結果、さらに検討を行なう必要が生じ、その後行う予定であったEMTの実験を24年度に行う計画に変更したため、次年度に使用予定の研究費が生じた。
グリベンクラミド感受性Kチャネルによる尿道平滑筋筋緊張制御機序の分子薬理学的研究

本研究の研究課題であった(1)等張性収縮実験法を用いた尿道平滑筋の高い筋緊張の維持機構の解明、また種々のカリウム開口薬による尿道平滑筋弛緩機序のKd値を求め他の平滑筋での結果と比較しカリウム開口薬の臓器特異性を検討、(2)セルアタッチ法による単一チャネル電流記録法によりグリベンクラミド感受性カリウムチャネルの開口、閉口時間を求め電位依存性及び時間依存性活性化等の有無を含め基本的チャネル開口機構の解析、を行い我々はその結果をEuropean Journal of Pharmacology(1999)及びJournal of Smooth Muscle Research(1999)に原著論文として発表した。すなわち尿道平滑筋においてカリウム開口薬投与によりグリベンクラミド感受性カリウムチャネルが、選択的に電位非依存性及び時間非依存的に活性化されることで持続した強力な弛緩反応が生じることを明らかにしその種々カリウム開口薬の薬物強度の順序はLevcromakalim>pinacidil>Diazoxide>Minoxidilであり今まで静止時の筋緊張に及ぼすカリウム開口薬の効果に関する報告は無く極めて重要な報告と考えられた。さらに我々がここ数年発表した原著論文を中心に平滑筋のグリベンクラミド感受性カリウムチャネルの制御機構について総説を発表し(Therapeutic Research、1999)そのカリウムチャネルの電気生理学及び薬理学特性を明らかにすることができ初期の研究目的は達成できたものと考えられる。平成10年度の研究課題であった(1)等張性収縮実験法を用いた尿道平滑筋の高い筋緊張の維持機構の解明、また種々のカリウム開口薬による尿道平滑筋弛緩機序のK_d値を求め他の平滑筋での結果と比較しカリウム開口薬の臓器特異性を検討、(2)セルアタッチ法による単一チャネル電流記録法によりグリベンクラミド感受性カリウムチャネルの開口、閉口時間を求め電位依存性及び時間依存性活性化等の有無を含め基本的チャネル開口機構の解析を行い、我々はその結果をEuropean Journal of Pharmacology(1999)に原著論文として発表した。すなわち尿道平滑筋においてカリウム開口薬投与によりグリベンクラミド感受性カリウムチャネルが、選択的に電位非依存性及び時間非依存的に活性化されることで持続した強力な弛緩反応が生じることを報告した。また一方細胞内抽出物質を透析、ゲルろ過や変性剤による変性などの方法によりグリベンクラミド感受性カリウムチャネルの内因性制御物質を迅速かつ簡便で感度も高く再現性のあるインサイドアウト法を用いて現在同定中である。また一方セルアタッチ法による単一チャネル記録時にバッチ膜を細胞から剥離したインサイドアウトの状態にすると、グリベンクラミド感受性カリウムチャネルは直ちに消失する(ランダウン現象)ことが知られていたが、Trypsin(1mg/ml)処理によりチャネル活性が再びあらわれることを平滑筋細胞で世界で初めて発見しそのTrypsinによるチャネル誘発機序も合わせて検討中である。また我々が、ここ数年発表した原著論文を中心に平滑筋のグリベンクラミド感受性カリウムチャネルの制御機構について総説を発表した(Therapeutic Tesearch、1999、in press)。
キラルアニオン戦略に基づくアジリジンＣ－Ｈ結合の不斉アリル化と天然物合成への応用

高原子価のロジウム触媒に対して最適なカルボン酸として、ビナフチル骨格を基盤としジアリールホスフィンオキシド部を導入した最適なものを決定した。最適化されたキラルカルボン酸を利用することで、脂肪族アミンを配向基として利用し、二つの芳香環のエナンチオトッピックな炭素ー水素結合のうち片方を選択的に活性化することに成功した。ジアゾマロネートとのC-Hアルキル化反応は効率よく、かつ、高い立体選択性でアルキル化体が得られた。生成物は、反応条件下、ラクタム環を形成しており、脱炭酸反応と組み合わせる事で、高エナンチオ選択的なイソキノロン合成法として有用である。開発した反応の有用性を実証するために、不斉四級炭素中心を有するNMDAアンタゴニストFR115427の触媒的不斉合成をおこなった。また、本研究の最終目的である高原子価のコバルト触媒に対して有効なキラルカルボン酸についての探索も行った。当初の想定とか異なり、ロジウム触媒で最適化したキラルカルボン酸は有効ではなかったが、面不斉を有するフェロセニルカルボン酸を新たに設計し検討した結果、カルボン酸オルト位に適度なサイズの芳香環を導入する事で良好な選択性が発現する事を見いだした。キラルカルボン酸と高原子価コバルト触媒を組み合わせたハイブリッド型の触媒を利用することで、チオアミドのβ位の炭素ー水素結合の不斉識別が可能となった。二つのメチル基のうち片方を選択的にCーHアミノ化することで不斉四級炭素を有するβーアミノカルボニル化合物の効率的な不斉合成法を確立する事に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、4ヶ月間余りと研究期間が限られていたため、まずは不斉触媒の不斉空間を構築するためのキラルカルボン酸やキラルスルホン酸の合成ルートについての検討を優先課題として実施した。キラルスルホン酸については、ビナフトールからのニューマンクウォート転位が特に再現性の悪い反応であったため、条件の精査を行った。その結果、既存のマイクロ波を利用する無溶媒条件での反応では非常に再現性が悪くバラツキが激しかったのに対して、高沸点溶媒を適切に選択した条件によって効率よく様々な誘導体を合成するルートを確立することに成功した。さらに、ジカルボン酸については、既知法により合成を行い、評価まで行ったところ、当初想定したような不斉誘導能が獲得できず、デザインを改善する必要があることが判明した。そこで、種々、検討を重ねた結果、カルボン酸のうち片方はそのまま残しながら、もう一つのカルボン酸ユニット部については、芳香環のような置換基へと変換してしまう方が良い結果が得られる可能性が高いことがわかった。新たに設計した置換基導入型のキラルモノカルボン酸については、選択的な保護基、活性化基の導入とニッケル触媒を使用したクロスカップリングを駆使することで短工程で合成可能であることを見いだした。最適化された合成ルートにおいては、亜鉛試薬をカップリング剤として活用する系が最適であることも判明し、種々の誘導体を効率よく合成する手法を確立することができた。今後は、確立したルートに従い各種誘導体の合成を実施、触媒性能の評価を行っていく。想定した成果を得るために必要なキラルスルホン酸やキラルカルボン酸の合成手法を着実に確立できており、順調に進展している。昨年度4ヶ月の成果を踏まえ、まずはホスフィンオキシド部を組みこんだキラルカルボン酸の合成経路の検討を実施した。Pd触媒によるクロスカップリングと熊田カップリングによるメチル基導入、段階的な酸化を経て目的とするカルボン酸を合成する経路を確立した。さらに、これまでに確立した合成経路に沿って、キラルカルボン酸のライブラリーを構築した。次にキラルカルボン酸のライブラリーを用いて、不斉C-H活性化反応の検討を実施した。まずは、計画に沿ってアジリジンを基質として用いたが十分な反応性と選択性を見いだすには至らなかった。そこで、バックアップとして当初より想定していた計画に沿って、各種C-H結合の不斉活性化へと適用することを検討した。その結果、本年度に合成したホスフィンオキシド部を組みこんだキラルカルボン酸とRh(III)を組み合わせる系が最適であることが判明し、ジアリールアミンの2つの芳香環のうち片方の芳香環のC-H結合を選択的に官能基化することに成功した。キラルカルボン酸を活用した、非対称化を伴う触媒的不斉C-Hアルキル化に成功した。特にキラルカルボン酸ライブラリーをスクリーニングした結果、カルボン酸周辺の構造が極めて重要であることを見いだし、詳細な構造最適化の結果、ホスフィンオキシド部の芳香環に電子求引性置換基を導入し、他方、ビナフチル3位には電子供与性置換基を有する芳香環を配置することで、最良の選択性を発現できることがわかった。最高で96%eeのエナンチオ選択性を得ることに成功し、キラルカルボン酸のみをキラル源とする触媒的不斉C-H官能基化において、90%eeを超える高い選択性を初めて実現することに成功した。最終年度には、研究成果の取りまとめを実施していく。キラルカルボン酸のみをキラル源とする触媒的不斉C-H官能基化において、90%eeを超える高い選択性を初めて実現することに成功しており、当初の計画以上の進展である。

高原子価のロジウム触媒に対して最適なカルボン酸として、ビナフチル骨格を基盤としジアリールホスフィンオキシド部を導入した最適なものを決定した。最適化されたキラルカルボン酸を利用することで、脂肪族アミンを配向基として利用し、二つの芳香環のエナンチオトッピックな炭素ー水素結合のうち片方を選択的に活性化することに成功した。ジアゾマロネートとのC-Hアルキル化反応は効率よく、かつ、高い立体選択性でアルキル化体が得られた。生成物は、反応条件下、ラクタム環を形成しており、脱炭酸反応と組み合わせる事で、高エナンチオ選択的なイソキノロン合成法として有用である。開発した反応の有用性を実証するために、不斉四級炭素中心を有するNMDAアンタゴニストFR115427の触媒的不斉合成をおこなった。また、本研究の最終目的である高原子価のコバルト触媒に対して有効なキラルカルボン酸についての探索も行った。当初の想定とか異なり、ロジウム触媒で最適化したキラルカルボン酸は有効ではなかったが、面不斉を有するフェロセニルカルボン酸を新たに設計し検討した結果、カルボン酸オルト位に適度なサイズの芳香環を導入する事で良好な選択性が発現する事を見いだした。キラルカルボン酸と高原子価コバルト触媒を組み合わせたハイブリッド型の触媒を利用することで、チオアミドのβ位の炭素ー水素結合の不斉識別が可能となった。二つのメチル基のうち片方を選択的にCーHアミノ化することで不斉四級炭素を有するβーアミノカルボニル化合物の効率的な不斉合成法を確立する事に成功した。順調に進展しており、当初の計画に沿って、触媒性能の評価と最適化を進めていく。順調に成果があがっており、成果とりまとめを最終年度に実施する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。