hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気流体不安定のモデリング

1.磁気圏境界でのK-H不安定の2次元MHDシミュレーションを行いマグネトシースの流れの速度と磁場の向きに対する依存性を調べた。K-H不安定は流れが亜音速の時のみならず超音速の流れでも起こることが示され、磁気圏尾部の脇腹の境界もK-H不安定に対して不安定であることがわかった。磁気圏境界でのK-H不安定はマグネトシースの磁場の南北成分にはあまり依存しないと従来、考えられてきたが、0次の状態でマグネトシースの磁場が磁気圏境界面に水平な面内で回転しながら磁気圏内の北向き磁場に遷移することを考慮に入れると、マグネトシースの磁場が北向きの方が南向きの場合よりK-H不安定は起こりやすく、その結果生ずる速度境界層も広くなることがわかった。これはマグネトシースの磁場が南向きの場合には磁場が回転して磁気圏内の北向きの磁場に遷移する際に流れに平行な磁場成分が生じ安定化に働くことが原因である。衛星観測によると低緯度磁気圏境界層の幅はマグネトシースの磁場が北向きの方が厚いことが知られており、今回得られた結果はこの観測事実をうまく説明しうることがわかった。2.電離層のペダーセン電気伝導度を考慮に入れた3次元MHDの線形解析を行い電離層との結合効果(ラインタイング効果)はK-H不安定に対して安定化の効果を及ぼすことが明らかになりK-H不安定の線形成長率はペダーセン電気伝導度の増大と共に小さくなることが示された。ラインタイング効果と共にK-H不安定を起こす垂直0次電場が磁気圏に存在する場合には、この電場により電離層に流れるペダーセン電流によって作られる水平磁場がK-H不安定を押さえるように働く。この結果、電離層のペダーセン伝導度がある臨界値を越えるとK-H不安定は完全に安定化されることがわかった。1.ケルビンヘルムホルツ(KH)不安定の2次元MHDシミュレ-ションによって次のことが明らかになった。(1)有限な巾のシア-層を持つ超音速のシア-流もKH不安定となり,渦の非線形発展は音速マッハ数(M_s)が小さい時の方が顕著である。(2)M_sが1から3の領域ではマグネトポ-ズでの不安定による接線応力はマグネトシ-スの流れの速度にはよらずマグネトシ-スのプラズマの圧力だけに依存することが判明した。具体的には接線応力は1<M_s<3に対して0.08P_oという形で与えられる。P_oはマグネトシ-スのプラズマの圧力である。この事はマグネトポ-ズでの粘性相互作用がマグネトシ-スの流れの動圧に比例するのでなく圧力に比例する事を示唆し興味深い。またこの結果は降着円盤天体の標準モデルであるαーディスクに於ける接線応力と圧力の比例係数αがKH不安定により0.08という大きな値で与えられる事を示唆し,降着円盤内での角運動量輸送のメカニズムとして差動回転に伴なうKH不安定が有力な機構として考えられることを示唆する。(3)マッハ数が1に近いかそれを越えるマグネトシ-スの流れではマグネトシ-ス中でKH不安定によって励起された波が衝撃波にまで発展する。2。電離層を含むKH不安定の3次元MHD解析により次の成果が得られた。(1)電離層の有限のペダ-セン電気伝導度(Σ_p)はKH不安定の成長率を小さくする働きをしΣ_pが大きくなると成長率はより小さくなる。

(2)電離層の存在のために磁力線に沿って複数の腹と節を持つ高調波がKH不安定によって励起されるがその成長率は基本波の成長率より小さい。(3)東西方向の波長の長いモ-ド程Σ_pによって成長率が小さくなる。1.磁気圏境界に於けるケルビン・ヘルムホルツ(KH)不安定の2次元磁気流体シミュレーションを行ない次の事が明らかとなった。(1)マグネトシース中の音速マッハ数がどんなに大きくても磁気圏境界はKH不安定に対して不安定となる。このことは昼間側の磁気圏境界だけでなく磁気圏尾部の脇腹の磁気圏尾部境界もKH不安定に対して不安定となる。(2)KH不安定によって磁気圏境界のすぐ内側に速度境界層ができ、この境界層の内側境界に渦が励起される。(3)KH不安定による磁気圏内への運動量輸送を評価するために境界での接線応力のマグネトシース中の音速マッハ数に対する依存性を明らかにした。音速マッハ数が1から3の範囲で接線応力はマグネトシース中の圧力に比例することがわかった。マグネトシース中の圧力は太陽風の動圧に比例するので、このことは磁気圏境界に於けるKH不安定による接線応力が太陽風の動圧に比例することを意味する。2.ペダーセン電気伝導度を持つ抵抗性の電離層との結合を考慮に入れた3次元のKH不安定の線形解析を行ない、KH不安定に及ぼす電離層のラインタイング効果を明らかにした。(1)あらゆる不安定モードに対してラインタイング効果は安定化の影響を与える。(2)流れ方向の波長が短かくなって電離層が丁度磁力線振動の節になる場合にはペダーセン電気伝導度が無限大になってもKH不安定の線形成長率は有限な値を持つ。つまり電離層が節になるようなモードではラインタイングの効果は重要でない。今年度は3次元MHDコードを開発しケルビン・ヘルムホルツ(K-H)不安定の3次元MHDシミュレーションを実行する予定であったが、3次元シミュレーションの準備のための3次元線形解析およびマグネトシースの南北磁場成分に対するK-H不安定の依存性を調べる2次元のMHDシミュレーションに時間がかかり3次元コードの開発に着手することができなかった。3次元線形解析と2次元MHDシミュレーションによって得られた結果は次の通りである。1.電離層での擾乱が静電的で電離層が一様な場合には電離層のホール電気伝導度は磁気圏のK-Hモードに対する電離層の境界条件には入らずペダーセン伝導度のみが3次元擾乱に影響を及ぼす。平成4年度に明らかにされたラインタイング効果と共にK-H不安定を起こす垂直0次電場が磁気圏に存在する場合には、この電場により電離層に流れるペダーセン電流によって作られる水平磁場がK-H不安定を押さえるように働く。この結果、電離層のペダーセン伝導度がある臨界値を越えるとK-H不安定は完全に安定化されることがわかった。2.磁気圏境界でのK-H不安定はマグネトシースの磁場の南北成分にはあまり依存しないと暗黙のうちに考えられてきたが、0次の状態でマグネトシースの磁場は磁気圏境界面に水平な面内で回転しながら磁気圏内の北向き磁場に遷移することを考慮に入れると、マグネトシースの磁場が北向きの方が南向きの場合よりK-H不安定は起こりやすく、その結果生ずる速度境界層も広くなることがわかった。これはマグネトシースの磁場が南向きの場合には磁場が回転して磁気圏内の北向きの磁場に遷移する際に流れに平行な磁場成分が生じ安定化に働くことが原因である。衛星観測によると低緯度磁気圏境界層の幅はマグネトシースの磁場が北向きの方が厚いことが知られており、今回得られた結果はこの観測事実をうまく説明しうることがわかった。
気道過敏性の成立機序に関する研究

1.C型インフルエンザウィルスをビーグル大気道に感染させることにより、アセチルコリン吸入による気道反応性の亢進を、感染後13週間において認めた。さらにこの時期には、気管支肺胞洗浄液(BALF)中、肥満細胞およびヒスタミン濃度の増加、TXB_2、PGF_2dの増加も認められた。またこの時期には、気道上皮の著明な障害が認められ、EDRFの低下が示唆された。2.モルモットにアスカリス抗原をシリカゲルと共に腹腔内に投与、これを繰返した後、同抗原を吸入させることにより、極めて高率に二相性の気道反応を得た。このうち遅発型反応時には、気道組織内に著明な好酸球の浸潤を認めた。さらにこれにひきつづき、アセチルコリン吸入による気道反応性の亢進が認められ、特に好酸球浸潤との関連で検討が進められている。3.吸入によりスーパーオキシドを気道に投与すると気道攣縮および、これに続いて気道の反応性の亢進が認められた。また、この反応はスーパーオキシドのスカベンジャーであるSODの投与により抑制された。さらに、SODの投与にて、オゾン暴露後の気道反応性の亢進が2時間以降有意に抑制されることが認められ、この際にもスーパーオキシドの関与が示唆された。4.副交感および交感神経遮断後に、カプサイシン吸入やリエン酸吸入にて気道が反射性に拡張することが、ヒトおよび動物にて認められた。また抗原感作後、抗原吸入を行わせると即時型反応を惹起するが、この吸入前後でこの神経を刺激しておくと、気道収縮反応のみならず血中ヒスタミン濃度の増加も抑制された。これは自律神経とアレルギー反応との相互関係を示唆する。5.私共は、ネコおよびヒト気管粘膜下腺の単一標本摘出を可能にし、その収縮および分泌に対する自律神経、サブスタンスP,VIPの働きを明らかにした。また気道上皮から強力な分泌抑制物質が放出されることも見出した。気管支喘息患者の病態の特徴である気道過敏性の機序を解明するため、本年度私共は非即時型気道アレルギーモデル、および気道ウイルス感染モデルを作成した。次いで、これら動物モデルにみられる気道過敏性が如何なる機序によって惹起されるかを、1)気管支壁の細胞浸潤、2)化学伝遠物質の生成、3)自律神経系の異常、4)平滑筋それ自身の収縮性、の4つの観点から解明することを目標とした。【I】)非即時型アレルギー反応モデルでの検討:モルモットをアスカリス抗原で感作後、この抗原を吸入させると、即時型気道反応にひきつづいて非即時型気道収縮反応が認められた。この非即時型反応の際の肺組織像では、気管支壁内には著明な好酸球浸潤が認められ、それに応じて気管支の収縮像が認められた(発表【◯!1】)。この時期の肺組織像を明らかにし得たのは世界ではじめてである。この際の呼吸機能の記録には、補助金による1)「ポリグラフー式」を用いた。これら組織変化に対応する化学伝達物質の分析については、現在ひきつづき検討している。【II】)気道ウイルス感染モデルでの検討:ビーグル犬に人にも感染するC型インフルエンザウイルスの接種を行うと13週で気道過敏性の亢進が認められた。この際の肺組織像では気道上古の剥離,脱落,クララ細胞の分泌過多像が認められた。

また気管支肺胞洗浄液では、肥満細胞の有意な増加、ヒスタミン濃度の上昇が認められた(発表【◯!2】)。この際の犬の呼吸抵抗の解析には2)「呼吸抵抗分析装置一式」を用いた。さらに慢性実験のため3)「ブロンコファイバースコープ」を用い、また細菌感染を避けるため使用器具は4)「オートクレーブ」にかけ、薬物投与略には5)「ミソポアフィルタ(ポンプ)」を用いた。また持続静汽には6)「インフェージョンポンプ」を用いた。さらに肺の自律神経の役割に関する検討(発表【◯!3】【◯!4】)も成果をみ、喘息患者の呼吸困難時の上気道抵抗変化についても明らかにすることができた(発表【◯!5】)。1.前年度遅発型喘息反応モデルとして確立したモルモットの非即時型気道アレルギー反応は、好中球およびそれにつづく好酸球の細胞浸潤によってもたらされること、特にこの好酸球のの浸潤が多いほど、局所の気道収縮も強いことが示された。2.上記モデルにおいて、感作時にサイクロフォスファマイドを用いると、血中IgEが増加し遅発型喘息反応が高頻度に出現することが示された。3.今年度遅発型喘息反応モデルとして確立した犬の非即時型気道アレルギー反応はメチラポンおよびβ遮断剤であるプロプラノロールの投与により、出現頻度が著明に増加することが示された。(動物用レスピレーターにて換気し、差圧トランスデューサーからの信号によりコンピューターにて呼吸抵抗を自動計算させた)。4.前年度気道ウイルス感染モデルとして確立したビーグル犬の気道反応尾進時には、BAL中肥満細胞の増加とヒスタミン濃度の増加が認められた。さらに【TXB^2】,6-Keto【PGF^(1α)】,【PGF^(2α)】,【PGE^2】の増加が認められた。一方、LTsの増加は認められなかった。5.この際の別出気管支平滑筋自身の反応性は、特に亢進していなかった。6.抗原チャレンジ時に放出されると考えられるPAFを健常無麻酔下のモルモットに吸入させると、吸入后3時間をピークとして気道の反応性が著明に低下した。この変化はインドメサシン前投与により一部抑制されたことより、サイクロオキシゲナーゼ代謝産物の関与が示唆された。7.同じく、抗原チャレンジ時に放出されると考えられるスーパーオキサイドを直接吸入させると、反射性の気道収縮が認められた。逆走神経切断により、この反応の多くが抑制された。1.サブスタンスPは,粘膜下腺に働らき,それを収縮させること,また粉液の産生を増す,この働きは,コリン作動性神経末端からのアセテルコリンの放出を促進するためと考えられた.2.β遮断薬であるプログラノロール吸入にて,正常者とは異なり喘息患者では全員に気管支の収縮をみること,このうち70%の者がアトロビンで回善したが,残りのものは改善せず迷走神経の緊張以外の因子が気道を収縮させる要因として働らいていることが判明した.3.モルモットを用いた遅発型喘息反応(LAR)モデルでの検討では,LARを生じたものでは,即時型喘息反応のみのものに比べて気道壁に好酸球の浸潤が著明であり,この浸潤がLARの出現に重要な役割を果していることが示唆された.4.気管支拡張性の自律神経である非アドレナリン作動性抑制神経の知覚受容体は, Cー線維経末および刺激受容体あり.反射弓を形成していることが明らかとなった.両受容体は,気道の炎症時に活性化され,炎症の進展を制御しているものと考えられた.5.喘息の患者における気管支のβ受容体の変化につき直接検討したものはほとんどないが,私共は肺症患患者の気管支の生検標本よりオートラジオグラフを作成し,β受容体の肺内分分が減少していることを指摘した.
高活性プロテナーゼの機能発現機構

Achromobacter protease I(API)はリジル結合を特異的に切断するセリンプロテアーゼで、高い触媒活性、アルカリでの広い至適域、変性剤に対する安定性、など優れた性質を有する。本研究では、部位特異的変異による高触媒活性の分子基盤を解析した。APIと他のセリンプロテアーゼの立体構造比較から、触媒部位近傍に存在するHis210とTrp169がAPIの高触媒活性に深く関与していると予測されたために、Trp169をGly、Ala、Val、Phe、Tyr、His、Leuに、His210をLys、Ser、Alaにそれぞれ置換した変異体を作成し、その酵素活性を検討した。Trp169の側鎖を小さくするにつれて、kcatが減少、Kmが増加し、酵素活性(kcat/Km)が低下した。この時、169位のアミノ酸側鎖の表面積と酵素活性の間には直線的な相関性があり、Trp169の側鎖によるHis210側鎖の溶媒からの隔離がAPIの高触媒活性に関与していることが示唆された。さらに、169位の側鎖の大きさが、至適pH域をアルカリ性へシフトさせていることも明らかになった。この効果は、169位のアミノ酸側鎖によりHis210が外部から遮へいされ、疎水的環境に置かれることで説明される。His210は触媒部位(Asp113-His57-Ser194)のAsp113と相互作用しており、His210の鎖側が正電荷を有する時には、触媒部位としての機能が著しく低下する。いま、His210周辺の疎水性が増加すると、His210のpKaがアルカリ性にシフトし、Asp113との相互作用を通して、APIの至適pH域をアルカリ性にシフトさせていると考えられる。現在、変異体のX線結晶解析が進行中で、変異体の立体構造が解明されれば、さらに詳細に検討できると期待される。
南西諸島における第四紀脊椎動物化石群の適応放散と絶滅に関する研究

1)近年、沖縄島北部の今帰仁村呉我山地区において、南西諸島における最古の第四紀脊椎動物化石包含層が発見されたのを契機に、平成12年度までに同層の発掘調査を実施し、その結果、哺類乳、両生類、爬虫類等の脊椎動物化石(赤木又-今泊脊椎動物化石群を多数発掘した。発掘した化石は古生物学的研究を行ない、絶滅種のシカ類(リュウキュウジカ、キョン)、中国の前期更新統に特徴的な齧歯類(レオポルダミス属)、現在、沖縄・奄美諸島に棲息しているヘビ類(ハブ、アカマタ)やカメ類、カエル類(イシカワガエル、ヒメアカガエル)などの先祖型の化石を多数識別した。また、この動物化石群の地質年代を決定するために、包含層の年代測定した結果、1.5±0.3Ma(更新世前期)という結果を得た。2)琉球石灰岩に発達した裂罅堆積物(後期更新世)に包含される動物化石群集の発掘調査を行なうとともに、採集した標本の分類学的研究を行なった。その結果,リュウキュウジカには5つ以上の多型グループを識別され、それらの形成が、更新世末期の種族の絶滅に密接に関連している可能性を示した。また、これまでに部分的な骨格の産出が南西諸島の各地知られていた大型リクガメ(オオヤマリクガメ)について、保存状態の良好な標本を発掘し、その分類学的研究を行なった結果,それらがリクガメ類の主要グループであるManouria属の進化上、重要な位置づけになることを明らかにした。3)南西諸島における陸棲脊椎動物の渡来時期を明らかにする目的で、沖縄島南部の鮮新-更新統の知念層および名護市周辺の羽地層(呉我部層・仲尾次部層)の堆積残留磁気の測定とフィション・トラック年代の測定を行なった。その結果、知念層が古地磁気層序学的にマツヤマ逆磁極期のオルドバイ・サブクロンに、羽地層がオルドバイ・サブクロン以降のマツヤマ逆磁極期に相当することが明らかに出来た。4)以上の結果、沖縄島の羽地層の今泊-赤木又脊椎動物化石群集は、古型シカのメタセルブルス亜属(リュウキュウジカ)や齧歯類のレオポルダミスの存在によって、中国は揚子江下流域の安徽省繁昌県癩痢山で近年発見された動物群(22.5Ma)に起源がある可能性が強いこと、それらの南西諸島への渡来時期は知念層の堆積開始以降のオルドバイ・サブクロン期(1.951.7Ma)の可能性が示唆されること、また、南西諸島における現生のヘビ類やカエル類の爬虫・両生類の起源は更新世前期の今泊-赤木又脊椎動物化石群集の時代(約170万年前)まで遡ること、さらに、南西諸島の現生の固有種は、それらの前更新世の渡来種の遺存種(レリック)であることを明かに出来た。南西諸島の化石および現生陸棲脊椎動物群の形成過程とその起原を探るのが本研究の目的である。近年,沖縄島北部の今帰仁呉我山地区において,琉球石灰岩の下位の地層から脊椎動物化石包含層が発見され,予察的な発掘調査によって,南西諸島に多産する古型シカ類2種の先祖型が発掘され注目されていたが、本年度の発掘調査によって、これら古型シカ類化石の他に、カメ類、ヘビ類、齧歯類のレオポルダミスさらに小型の爬虫類、両生類の化石多数を発掘した(今泊-赤木又脊椎動物化石群).また、この動物化石群の地質年代を決定するために、化石包含層に含まれる軽石のフィッション・トラック年代の測定を行った結果、150±0.3Maという値が得られた。この結果,南西諸島への古型シカ類の大陸から渡来は,更新世前期に行われたこと、及びこの動物群は当時形成されたトカラ海峡(渡瀬線)によって、大隅諸島の北琉球へは渡来しなかったことが明らかとなった。今泊-赤木又脊椎動物化石群の起源について研究を進めた。その結果、この動物群は、齧歯類や古型シカ類メタセルブルスの存在によって、中国は揚子江下流域の安徽省繁昌県で近年発見され、礫器を伴う癩痢山の動物群集(22.5Ma)に起源があることが判明した。今年度は更に、琉球石灰岩の裂罅堆積物から豊富に産出する更新世末期の脊椎動物化石群のうち、シカ類のリュウキュウジカ(メタセルブルス)や大型リクガメの一斉絶滅の原因を探るための手段として、タンデトロン加速器質量分析計を使った炭素14年代の測定を継続中である。

2)琉球石灰岩に発達した裂罅堆積物(後期更新世)に包含される動物化石群集の発掘調査を行なうとともに、採集した標本の分類学的研究を行なった。その結果,リュウキュウジカには5つ以上の多型グループを識別され、それらの形成が、更新世末期の種族の絶滅に密接に関連している可能性を示した。また、これまでに部分的な骨格の産出が南西諸島の各地知られていた大型リクガメ(オオヤマリクガメ)について、保存状態の良好な標本を発掘し、その分類学的研究を行なった結果,それらがリクガメ類の主要グループであるManouria属の進化上、重要な位置づけになることを明らかにした。3)南西諸島における陸棲脊椎動物の渡来時期を明らかにする目的で、沖縄島南部の鮮新-更新統の知念層および名護市周辺の羽地層(呉我部層・仲尾次部層)の堆積残留磁気の測定とフィション・トラック年代の測定を行なった。その結果、知念層が古地磁気層序学的にマツヤマ逆磁極期のオルドバイ・サブクロンに、羽地層がオルドバイ・サブクロン以降のマツヤマ逆磁極期に相当することが明らかに出来た。4)以上の結果、沖縄島の羽地層の今泊-赤木又脊椎動物化石群集は、古型シカのメタセルブルス亜属(リュウキュウジカ)や齧歯類のレオポルダミスの存在によって、中国は揚子江下流域の安徽省繁昌県癩痢山で近年発見された動物群(22.5Ma)に起源がある可能性が強いこと、それらの南西諸島への渡来時期は知念層の堆積開始以降のオルドバイ・サブクロン期(1.951.7Ma)の可能性が示唆されること、また、南西諸島における現生のヘビ類やカエル類の爬虫・両生類の起源は更新世前期の今泊-赤木又脊椎動物化石群集の時代(約170万年前)まで遡ること、さらに、南西諸島の現生の固有種は、それらの前更新世の渡来種の遺存種(レリック)であることを明かに出来た。1)近年、沖縄島北部の今帰仁村呉我山地区において、南西諸島における最古の第四紀脊椎動物化石包含層が発見されたのを契機に、平成12年度までに同層の発掘調査を実施し、その結果、哺類乳、両生類、爬虫類等の赤木又-今泊脊椎動物化石群を多数発掘した。発掘した化石は古生物学的研究を行ない、絶滅種のシカ類、中国の前期更新統に特徴的な齧歯類、現在、沖縄・奄美諸島に棲息しているヘビ類の他、カメ類、カエル類などの先祖型の化石を多数識別した。また、この動物化石群の地質年代を決定するために、包含層の年代測定した結果、1.5±0.3Ma(更新世前期)という結果を得た。その結果,リュウキュウジカには多くの多型グループを識別され、それらの形成が、更新世末期の種族の絶滅に密接に関連している可能性を示した。3)南西諸島における陸棲脊椎動物の渡来時期を明らかにする目的で、沖縄島南部の鮮新-更新統の知念層および名護市周辺の羽地層の堆積残留磁気の測定とフィション・トラック年代の測定を行なった。その結果、知念層が古地磁気層序学的にマツヤマ逆磁極期に相当することが明らかに出来た。
雰囲気制御X線光電子分光を用いたAu薄膜/Si基板における界面反応の動態計測

本研究では、長年議論されてきた「Au薄膜/Si基板における界面急峻性とSiO2表面析出の関係性」を明らかにするため、雰囲気制御X線光電子分光の計測・解析技術を開発し、様々なガス雰囲気と温度条件下におけるSi原子価の変化やAu金属性由来のフェルミ端シフト、それらの制御パラメータおよび界面処理プロセスとの相関を詳細に調べる。この系に特有の低温酸化反応のメカニズムを理解し、薄膜物性の応用につなげていく。
ヒトBリンパ腫のアポトーシス発現制御機構の分子機序の解明と治療への応用

以上の結果から、HBL-9培養細部株におけるspontaneousapoptosisでは、(1)bcl-2ファミリー分子→チトクロームC→Apaf-1→caspase-9の経過をたどるcaspase活性機構は関与していない可能性が高いこと、(2)caspase-2、caspase-3、caspase-7、caspase-8等の複数のcaspasesの活性化が関与していること、(3)caspases活性化に基くPARP、laminB、CAD/ICADの関与がみられること等が明らかにされた。またリンパ球系腫瘍のapoptosisにcaspase-2の活性化が関与している興味ある結果が得られた。さらい、これらcaspaseの制御には上流に位置するcaspaseあるいは分子の存在が示唆された。研究代表者が樹立したヒトBリンパ腫培養株HBL-9でみられるspontaneous apoptosisあるいはdrug(anti-Fas monoclonal antibody,actinomycin D,cycloheximide)-induced apoptosisはICE(interleukin-1β-converting enzyme)様プロテイアーゼ阻害剤(Z-Asp-CH_2-DCB)で抑制されるが、ICEプロティアーゼ阻害剤(Ac-YVAD-CHO)あるいはCPP32/Yama/Apopainプロティアーゼ阻害剤(Ac-DEVD-CHO)では抑制されない。このことはHBL-9細胞におけるspontaneous apoptosisとdrug-induced apoptosisには同じapoptosis発現機構が関与しているが、上流のICEプロティアーゼと下流のCPP32/Yama/ApopainプロティアーゼからなるICEプロティアーゼカスケード機構は関与していない可能性を示唆した。さらにHBL-9細胞を培養開始からspontaneous apoptosisに至るまで、あるいはanti-Fas単クローン抗体を添加してからapoptosisに至るまで経時的に細胞を採取し、ICE/ICE様プロティアーゼ活性とCPP32/Yama/Apopainプロティアーゼ活性およびそれに対するICEファミリープロティアーゼ阻害剤の影響を検討した。その結果、ICE/ICE様プロティアーゼ活性はspontaneous apoptosisおよびanti-Fas-induced apoptosisでも全く認められなかった。一方CPP32/Yama/Apopainプロティアーゼ活性はspontaneous apoptosisおよびanti-Fas-induced apoptosisでも認められ、経時的に上昇した。このCPP32/Yama/Apopainプロティアーゼ活性はICEプロテイアーゼ阻害剤(Ac-YVAD-CHO)では抑制されなかったが、ICE/ICE様プロティアーゼ阻害剤(Z-Asp-CH2-DCB)で抑制され、apoptosisも抑制された。一方CPP32/Yama/Apopainプロティアーゼ阻害剤(Ac-DEVD-CHO)はCPP32/Yama/Apopain活性を抑制したが、apoptosisを抑制しなかった。これらの成績はHBL-9細胞のapoptosis発現機構にはCPP32/Yama/Apopain以外のICEファミリープロティアーゼが関与している可能性を示唆した。現在HBL-9細胞のapoptosisにおけるpoly(ADP-ribose)polymerase(PARP)、および1amin-について検討している。またHBL-9培養株からspontaneous apoptosisを起こすクローン株と起こさないクローン株を樹立し、apoptosis発現機構の相違について検討する予定である。研究代表者が樹立したヒトBリンパ腫培養株HBL-9のspontaneousapoptosisおよびanti-Fas-induced apoptosisにおけるcaspase阻害剤の効果とcaspase活性について検討した。その結果spontaneous apoptosisおよびanti-Fas-induced apoptosisはcaspase阻害剤(Z-Asp-CH_2-DCB,Z-VAD-FMK)で抑制されたが、caspase 1阻害剤(Ac-YVAD-CHO)あるいはcaspase 3阻害剤(Ac-DEVD-CHO,Ac-DMQD-CHO)では抑制されなかった。さらにanti-Fas-induced apoptosisはcaspase 8/6阻害剤(Ac-IETD-CHO)で抑制された。spontaneous apoptosisとanti-Fas-induced apoptosisにおけるcaspase活性の測定ではcaspase 1の活性は認められなかったが、caspase 3の活性は認められた。このcaspase 3の活性はcaspase 3阻害剤で抑制されたが、apoptosisは抑制されなかった。一方caspase阻害剤はcaspase 3の活性もapoptosisも抑制した。さらにanti-Fas-induced apoptosisではcaspase 8/6の活性とcaspase 6の活性が認められた。ウエスタンブロット法にて、anti-Fas-induced apoptosisではcaspase 3のcleavageproduct(17-KD)、caspase 2のcleavage product(12-KD)、PARPおよびlamin Bのcleavage productが認められた。

これらの成績はspontaneous apoptosisおよびanti-Fas-induced apoptosisでは上流のcaspaseと下流のcaspase 3からなるcaspase cascade機構だけでなく、他のcaspase cascad機構が関与している可能性が示唆された。現在、このcaspase cascadeについて検討中である。以上の結果から、HBL-9培養細胞株におけるspontaneousapoptosisでは、(1)bcl-2ファミリー分子→チトクロームC→Apaf-1→caspase-9の経過をたどるcaspase活性機構は関与していない可能性が高いこと、(2)capsase-2、caspase-3、caspase-7、caspase-8等の複数のcaspasesの活性化が関与していること、(3)caspases活性化に基づくPARP、lamin B、CAD/ICADの関与がみられること等が明らかにされた。またリンパ球系腫瘍のapoptosisにcaspase-2の活性化が関与している興味ある結果が得られた。さらに、これらcaspaseの制御には上流に位置するcaspaseあるいは分子の存在が示唆された。
化学物質室内空気汚染リスクアセスメントのための手法開発と実用化に関する研究 -シロアリ防除剤,家庭用殺虫剤等農薬暴露を中心として-

化学物質による室内空気汚染が問題(シックハウス症候群等)となっていることから,シロアリ防除剤のクロルピリホス,衛生害虫・不快害虫駆除剤のペルメトリンを取り上げ,リスクアセスメントのためのモニタリング手法の開発を行うとともに,室内空気汚染の調査を実施した。併せてHCHO,VOCsについても調査を行った。クロルピリホスは8家屋中3家屋(防除後23年)の室内(居間)空気中から2126ng/m^3の範囲で検出されたが,厚生労働省の指針値(1000ng/m^3,小児等100ng/m^3)以下であった。しかし,これらの家屋の居住者からは尿中代謝物のTCPが9人中7人に検出された。ペルメトリンは8家屋中5家屋から361ng/m^3の範囲で検出され,これらの家屋の居住者からは尿中代謝物のPBAが12人中5人に検出された。HCHOは8家屋すべてから検出され,18103μg/m^3の範囲であった。この中,一番新しかった家屋(築後3ヵ月)では指針値100μg/m^3を超えていた。VOCsとしてはトルエン,キシレン,エチルベンゼンの検出頻度が高かった。しかし,一番新しかった家屋でも,それぞれ95,34,55μg/m^3と8家屋中最高値を示したものの,それぞれの指針値260,870,3800μg/m^3は下回っていた。また,パラジクロロベンゼンはこれを含有する防虫剤を使用しているか否かで室内空気中濃度は大きく異なった。以上,今回の調査から,シロアリ防除後あるいは築後の日が浅い家屋,防虫剤・殺虫剤を頻用している家庭では室内空気中化学物質の濃度が高くなり易いことがわかり,換気に留意することの重要性が示されるとともに,室内空気中化学物質のモニタリングとそれに基づく長期暴露のリスク評価の必要性が示唆された。最近の住宅はエネルギー効率を上げるため気密化している一方で、シロアリ防除のための薬剤処理が一般的となっていることや、国民の清潔指向ムードに乗り、衛生害虫・不快害虫駆除用と称して農薬の家庭での安易な使用が助長されている状況がある。本研究は、モニタリング手法(環境モニタリング・生物学的モニタリング)を開発し、建築物情報や生活状況、健康状況調査を併用して人における暴露-吸収-影響の関係を評価し、化学物質室内空気汚染のリスクアセスメントのための手法の開発とその実用化を指向するものである。平成10年度においては、農薬のクロルピリホス、ベルメトリンの環境モニタリング手法および暴露モニタリング(生物学的モニタリング)手法の開発、ならびに建築物情報や居住者の生活状況、健康状況等調査手法の検討を行った。その結果、空気中クロルピリホス・ペルメトリンの環境モニタリング手法として、抽集管(ORBO^<TM>-49P Adsorbent Tube)による捕集→トルエンによる脱着→ガスクロマトグラフ-マススペクトロメーター(GC-MS(SIM))による同時測定法を開発した。また、クロルピリホス・ペルメトリンの暴露モニタリング(生物学的モニタリング)手法として、クロルピリホス・ペルメトリンの尿中代謝物3,5,6-トリクロロ-2-ピリジノール(TCP)・3-フェノキシベンゾイックアシッド(PBA)を暴露指標として、前処理に固相抽出を用いる尿中TCP-PBAのGC-MS(SIM)同時測定法を開発した。さらに、建築物情報や生活状況・健康状況等を入手するための調査票を考案し、試行した。平成11年度は、10年度に検討した手法の実際への応用を試行する予定である。

平成11年度は,室内気中クロルピリホス・ペルメトリンの環境モニタリング手法として,パッシブサンプラーの検討を追加して行い、捕集剤にAmberlite^<【○!R】>XAD^<【○!R】>-2(Supelpack^<TM>-2,SUPELCO)を用いるパッシブサンプラーを調製することができた。そこで,実際の家屋・居住者を対象に,10年度に検討した手法とともにクロルピリホス・ペルメトリンの環境モニタリングおよび暴露モニタリング(生物学的モニタリング)を試行した。その結果,1年ほど前にシロアリ防除を行った家屋では,クロルピリホスが空気中から76(1階)6874ng/m^3(床下)検出され,居住者からは尿中代謝物である3,5,6-トリクロロ-2-ピリジノールが2.56.9μg/g・creatinine検出された。一方,家庭でくん煙剤(ペルメトリン含有)の処理を行った室内空気中からは20ng/m^3前後のペルメトリンが検出され,居住者からも尿中代謝物である3-フェノキシベンゾイックアシッドが1.33.6μg/g・creatinine検出された。このように,今回検討したモニタリング法を用いれば,室内空気中化学物質の暴露と吸収に関してより多くの情報を得ることが可能となった。その他に,HCHOやVOCsによる室内空気汚染の調査を行ったが,新築家屋ではこれらの濃度が高く,また,住人にも何らかの体の不具合を訴える割合が高く,新築家屋の空気環境には問題の多いことがうかがえた。平成12年度は,若干の追加調査を行い,これまでの成果の取りまとめを行う予定である。平成12年度は,11年度に検討したパッシブサンプラーを用い,実際の家屋(n=8)・居住者(n=16)を対象に,10年度に検討した手法とともにクロルピリホス・ぺルメトリンの環境モニタリングおよび生物学的モニタリングの実用性を11年度に追加して調査した。併せてHCHOやVOCs室内空気汚染の調査ならびに建築物情報や生活状況、健康状況等の調査も行った。その結果,シロアリ防除を行った家屋の居室空気中からはクロルピリホスが2126ng/m^3検出され,居住者からは尿中代謝物である3,5,6-トリクロロ-2-ピリジノールが318μg/g・creatinine検出された。一方,居室空気中ペルメトリンはシロアリ防除にかかわらずND61ng/m^3であり,尿中代謝物の3-フェノキシベンゾイックアシッドはND48μg/g・creatinineであった。また,HCHOは18103(新築家屋)μg/m^3,VOCsはトルエンが最高95μg/m^3(新築家屋),p-ジクロロベンゼンが最高183μg/m^3(防虫剤使用家屋)検出された。建築物情報や生活状況、健康状況等との関連についてはまだ十分検討できていないが,シロアリ防除家屋あるいは新築家屋・防虫剤使用家屋の空気環境には問題の多いことがうかがえる。このように,今回,我々は化学物質室内空気汚染リスクアセスメントのための手法開発を行ったわけであるが,実際の家屋で試行した結果,その実用性の高いことが示唆された。
硫化水素はインスリン分泌細胞を保護する.その作用と分子機序の解明-

本研究は、ガス性メッセンジャーである硫化水素が持つインスリン分泌細胞に対する保護作用の特性、およびその分子的な作用機序の解明を目的とした。研究の結果、硫化水素が、その産生酵素の発現調節を介して細胞内で誘導性に作られ、細胞内還元物質の産生増加、活性酸素種の産生抑制などにより酸化ストレスを抑制して、糖尿病状態において誘発されるさまざまな細胞障害から、インスリン分泌細胞を保護することが明らかになった。本研究の目的は、インスリン分泌細胞として知られる膵B細胞に対して、ガス性メッセンジャー硫化水素が持つ保護作用の特性を検討することと、その分子的な作用機序を解明することである。以前私たちは、高濃度グルコースにより誘発される膵B細胞死を硫化水素が抑制することを報告した(Kaneko Y, et al., FEBS Letters, 2009)。高血糖にともなう膵B細胞障害は、酸化ストレス、小胞体ストレス、サイトカイン産生の増加など複数の要因による。そこで、硫化水素がどのような膵B細胞障害に対して保護的に働くのかを調べた。硫化水素ドナーNaHSは、遊離脂肪酸(パルミチン酸)、細胞障害性サイトカイン(TNF-α、IFN-γ、IL-1βの混液)、過酸化水素で誘発した細胞死を抑制したが、thapsigargin、tunicamycinによる細胞死には影響なかった。つまり、硫化水素は、小胞体ストレスではなく、酸化ストレスに対して保護作用を持つことがわかった。マウス膵ランゲルハンス氏島に対するTUNEL染色では、サイトカイン誘発細胞死において、NaHSによる膵B細胞選択的な抑制が見られた。さらに、細胞保護への関与が知られているAktシグナリングに対する硫化水素の影響を調べた。NaHSは、サイトカイン処理細胞のAktリン酸化を増加させたが、thapsigargin処理細胞には影響がなかった。以上、昨年度に得られた硫化水素による膵B細胞保護作用特性の研究成果は、すでに学術論文として報告済みである(Taniguchi S, et al., Br.J.Pharmacol., 2011)。今後、分子レベルでの膵B細胞死抑制機序の解明を進める。本研究は、糖尿病状態における膵B細胞死の制御機構を理解する上で非常に有用であり、また保護作用に関わる分子をターゲットした治療薬開発へとつながる可能性がある。本研究の目的は、膵B細胞に対してガス性メッセンジャーである硫化水素が持つ保護作用の特性を検討することと、その分子的な作用機序を解明することである。現在までに私たちは、膵B細胞の主要な硫化水素産生酵素cystathionine-γ-lyase(CSE)が高濃度グルエースにより発現誘導を受けること(Kaneko et al.,FEBS Lett.,2009)、産生された硫化水素が糖尿病状態において生じる酸化ストレスを抑制して膵B細胞を保護することを報告した(Taniguchi et al.,Br.J.Pharmacol.,2011)。今年度の研究では、硫化水素のCSEを介した誘導性産生調節と膵B細胞保護作用の関係、さらに、高脂肪食負荷した『CSE遺伝子欠損マウスにおける耐糖能異常を明らかにした。阻害薬を用いた薬理学的実験および遺伝子ノックダウン、プロモーターアッセイなどの分子細胞生物学的実験から、グルコースによる膵B細胞のCSE発現誘導には、Ca^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII、MAPキナーゼカスケード(MEK-ERK)、転写因子Sp1、Elk1が必要であることがわかった。つまり、高濃度グルコースで上記分子を介して発現誘導されたCSEにより内因性に生じる硫化水素が、膵B細胞を保護することが明らかになった。さらに、CSE遺伝子欠損マウスは、通常の飼育状態では高血糖を呈しないが、加齢と高脂肪食負荷により、耐糖能異常となることがわかった。若齢における高脂肪食負荷では耐糖能異常になりにくかった。したがって、このマウスは、遺伝的背景に加齢、食生活といった環境要因が加わって発症するヒトの2型糖尿病のモデルとして、非常に有用であると思われた。以上の結果から、膵B細胞におけるCSEを介した誘導性硫化水素産生の生理的意義の解明につながる成果をあげたと考える。
タウオパチー神経変性疾患に特異的なタウのリン酸化解析と発症因子の解明

アルツハイマー病を含むタウオパチーの病理的特徴は異常リン酸化タウを含む凝集体である。タウのリン酸部位の同定はされているが、部位特異的なリン酸化の役割は生理的にも病理的にも明らかになっていない。従来、タウオパチー病理解析には遺伝子改変マウスを用いた研究がなされてきた。しかし系統発生学的ヒトとは離れており、ヒトに近い霊長類モデルがあればより相応しい。ところが、ヒトに近縁なマカク族サルは大型で取り扱いには熟練を有し、高コストかつ低繁殖力で、さらに遺伝的形質が一定しない。一方マーモセットはマカクザルに比べて小型で取り扱いが容易であり、18ヶ月以内に性成熟に達し霊長類の中では非常に優れた繁殖効率を持つ。このような利点を持つことから近年、神経変性疾患のモデルとして使用され、遺伝子改変マーモセットの作成もなされている。しかし未だマーモセット脳タウの基礎情報は確立されていない。今回、生化学的手法を用いマーモセットタウのアイソフォームの発現、リン酸化を調べた。本研究の結果より、マーモセットのタウアイソフォームの発現パターンはヒトよりマウスに近いこと、またタウのリン酸化は、新生児マーモセット脳ではアルツハイマー病脳で見られる部位でのリン酸化が見られた。また、成体マーモセット脳でもヒト正常脳と同様にSer404は他の部位よりもリン酸化されていた。他の部位でもヒト正常脳よりもリン酸化状態が高く死後時間変化による影響(脱リン酸化)が少ないことが明らかとなった。本研究により得られたマーモセット脳タウの基礎データが、今後の応用研究で有用な情報となると考えられる。今年度、マーモセット脳タウの基礎情報の確立を目指し研究に取り組んだ。ヒトのタウタンパク質はExon2,Exon3,Exon10の有無によるスプライシングで、6つのアイソフォームとして発現する。各アイソフォームは、Exon10のスプライシングにより微小管結合領域の繰り返し数が3つ(3R)と4つ(4R)のもの、およびN末側における29アミノ酸残基の挿入によって0N2Nのアイソフォームとなる。ヒトの幼児期ではExon10を持たない3Rタウの発現が主であり、成人ではそれに加えExon10のある4Rタウも発現している。新生児マーモセット脳でのタウのmRNA量、タンパク量を測定したところ、3R型でかつExon2,Exon3を持たない0N3Rタウの量が高く、成体脳では4Rしか発現しておらず、0N4Rと2N4Rタウが多いことが明らかとなった。この結果からマーモセットのタウアイソフォームの発現パターンはヒトとは異なり、マウスにより近いことが示された。次に新生児マーモセット脳でのタウのリン酸化を測定したところ、アルツハイマー病で見られるSer202,Thr231,Ser235,Thr396,Ser404部位でのリン酸化が見られた。また、成体マーモセット脳では、全体にリン酸化は下がっていたが、Ser404部位においてはヒト正常脳と同様にリン酸化状態は高いことがわかった。また、リン酸化の組み合わせパターンを電気泳動度の違いにより解析することができるPhos-Tag SDS-PAGE法を用い、マーモセット、マウス、ヒトでのタウのリン酸化パターンを解析した。結果、3者ともタウのリン酸化組み合わせパターンは殆ど同じであることがわかった。昨年度は神経変性疾患のモデルとして使用されつつあるマーモセット脳タウの基礎データを生化学的手法を用いて解明した。現在、The journal of Biological Chemistryに投稿中であり、必要な場合は実験を加えアクセプトされるようにする。今年度は、マーモセット脳タウのリン酸化解析で使用したPhos-Tag SDS-PAGE法を用いて、各タウオパチー神経変性疾患における凝集性タウのリン酸化状態を詳しく解析し、各タウオパチー特異的なリン酸化アイソタイプの同定を目指す。具体的には、アルツハイマー病,大脳皮質基底核変性症,進行性核上性麻,ピック病,嗜銀顆粒性認知症,前頭側頭葉型認知症(FTDP-17)の各タウオパチー患者脳を用いてタウのリン酸化を解析する。疾患により発病部位が異なることより、前頭葉、側頭葉、中心前回など部位別の解析も行う。R406W変異を持つFTDP-17患者脳についても解析を行う。それぞれの患者の凝集が確認された脳部位の凍結脳から、サルコシル不溶性画分を調製しPhos-Tag法を用いて解析する。Phos-Tagとリン酸化抗体によるウェスタンブロットを組み合わせ、リン酸化部位ごとの定量解析を行う。その際リン酸化抗体は申請者の以前の研究から明らかとなっているThr181,Ser202,Ser205,Thr231,Ser235,Ser404を主に用いる(Kimura et al Sci Rep 2016)。またPhos-Tagで分離したタウバンドの切り出しを行い、質量分析法によりリン酸化部位の決定および確認も同時に行う。これらの結果は将来、リン酸化の制御を標的とした各タウオパチー特異的な治療戦略を構築するのに有用な情報となることが期待される。これまで申請者はPhos-Tag SDS-PAG法を用い、タウのリン酸化部位の定量的かつ組み合わせ解析を可能としてきた。そこで、タウのThr231

リン酸化部位は生理的条件下でも50%以上の割合でリン酸化されていることがわかった。本研究はタウの主なリン酸化部位であるThr231のリン酸化キナーゼの同定、そしてその役割を解明することを目的とした。結果として培養細胞にCdk阻害剤であるロスコビチン投与によりThr231のリン酸化は抑えられた。しかしGSK3β, MAPK阻害剤を投与では差は見られなかった。またCdc2/cyclinBの活性が見られるM期にてThr231のリン酸化の増加が見られた。また、Thr231以外のリン酸化の非リン酸化アラニン置換体タウ(4A)と、全てのリン酸化部位の非リン酸化アラニン置換体(5A)を培養細胞へ遺伝子導入したところ、4Aは5Aに比べて核局在が増加していた。またタンパク質核外移行の阻害剤であるレプトマイシンBを処理することで、5Aの核内量の増加は認められたが4Aは変化が見られなかった。これよりThr231のリン酸化はタウの核局在を制御している可能性が示唆された。今後、リン酸化Thr231タウの核移行メカニズム、核内タウの細胞への影響を検討する。申請者は前年度までにタウのリン酸化定量的解析をめざし、Phos-tag電気泳動法をタウのリン酸化解析に応用し、リン酸化部位の組み合わせ(リン酸化アイソタイプ)とその存在比の定量解析法を確立した。そこでタウのThr231リン酸化部位は生理的条件下でも50%以上の割合でリン酸化されていることが明らかとなった。今回、タウの主要リン酸化部位であるThr231の変異体を作成し培養細胞を用いた解析を行うことで、Thr231単独リン酸化状態では核移行するという新たなタウの性質を発見した。また、この部位は神経変性疾患において高リン酸化されており、毒性があるとして特に注目されている部位である。タウは核にも存在するという報告はあったが、本当かどうか疑わしく思われていた。それは、核に移行するメカニズムと意義が不明だったからである。これまでのタウの細胞質での機能では、タウが細胞死を引き起こす理由が全くわからなかった。核におけるタウの役割を明らかにすれば、タウの毒性について明らかになるかもしれない。本研究におけるタウの核移行は、タウの毒性について大きな意義を持つものと考えられる。現在、このメカニズムについても解析中であり今年度、これらのデータをまとめて学会で発表予定である。アルツハイマー病を含むタウオパチーの病理的特徴は異常リン酸化タウを含む凝集体である。タウのリン酸部位の同定はされているが、部位特異的なリン酸化の役割は生理的にも病理的にも明らかになっていない。従来、タウオパチー病理解析には遺伝子改変マウスを用いた研究がなされてきた。しかし系統発生学的ヒトとは離れており、ヒトに近い霊長類モデルがあればより相応しい。ところが、ヒトに近縁なマカク族サルは大型で取り扱いには熟練を有し、高コストかつ低繁殖力で、さらに遺伝的形質が一定しない。一方マーモセットはマカクザルに比べて小型で取り扱いが容易であり、18ヶ月以内に性成熟に達し霊長類の中では非常に優れた繁殖効率を持つ。
Coレドックスを用いた高効率色素増感太陽電池のための多核錯体の精密設計と特性制御

本研究では、高い開放電圧が得られるコバルトレドックスと幅広い光を利用できるルテニウム錯体色素を用いた高性能色素増感太陽電池の開発を検討した。この電池システムで低い光電変換効率の要因となっている色素の再生過程の改善と逆電子移動の抑制を図るべく、Ru錯体色素にドナー錯体を連結した多核錯体の合成を試みた。また、Coレドックスに適した色素の構造や電池作成条件などを見出すために、多核錯体の部分構造であるRu錯体色素を組み込んだ電池を作製して電池性能を評価した。次世代型太陽電池の実現を目指し、高い開放電圧が得られるコバルト(Co)レドックスと可視光だけでなく近赤外光も利用できるルテニウム(Ru)錯体色素を用いた高性能色素増感太陽電池を開発している。この電池システムでは、Coレドックス→Ru錯体色素の再生過程が遅い、またCoレドックスへの逆電子移動が速いことなどが原因で充分な性能が得られていない。そこで、色素の再生過程の改善と逆電子移動の抑制を図るべく、Ru錯体色素にドナー錯体を連結した多核錯体を設計・合成し、新概念の色素増感太陽電池の創製を検討している。本研究の多核錯体は、Ru錯体色素・スペーサー・ドナー錯体から構成されているので多核錯体の基本となる合成経路の開発を試みた。まずは剛直でπ共役系を拡げられるエチニル基を導入したスペーサーを2種合成できたので、これらのスペーサーを持つ多核錯体の合成を行った。結果、Co錯体を得ることは出来たがRu錯体化の際にCo錯体がこわれてしまい、目的の多核錯体を得ることが出来なかった。そこで、合成方法を変更し、酸化チタン電極への結合基に用いるカルボキシ基をエステル化したRu錯体にスペーサーの導入を試みた結果、目的のRu錯体を得ることができた。今後Co錯体化を行い目的の多核錯体が得られれば、電池特性を評価する予定である。また、色素の再生過程に生ずる電子移動では電子の移動距離や錯体同士の結合様式が大きな影響を与えるため、効率の良い電子移動を起こすためのスペーサーの探索が必要である。そこで、上述の多核錯体の合成と並行してビピリミジンなどをスペーサーに持つ多核錯体の合成も試みている。さらに、多核錯体とCoレドックスに適した電池作成条件を見出すために、多核錯体のRu錯体部分と類似の構造を持つRu錯体を合成し、これらのRu錯体とCoレドックスを組み込んだ太陽電池を作製して性能を評価した。本研究の多核錯体は、Ru錯体色素・スペーサー・ドナー錯体から構成されており高い合成技術と設計指針が求められるため、多核錯体の基本となる合成経路の開発を検討した。まず、昨年度に合成できた剛直でπ共役系を拡げられるエチニル基を導入したスペーサーを用いて多核錯体の合成を試みた。Co錯体化を行った後にRu錯体化を行ったが、その際にCo錯体がこわれてしまったため目的の多核錯体を得ることが出来なかった。そこで、新たな合成経路として、Ru錯体化を行った後のCo錯体化やスペーサーの部分構造を持つRu錯体を合成した後にCo錯体に配位できる部分を導入する方法などを検討したが、いずれの方法でも目的物を得ることが出来なかったため、新たな合成経路を探索する必要があることがわかった。そこで、上述の多核錯体の合成と並行してビピリミジンやピリジルピラジンなどをスペーサーに持つ多核錯体の合成も試みた。現在までにRu錯体を得ることが出来たので、Co錯体化を行い目的の多核錯体の精製を試みている。本研究ではルテニウム錯体・スペーサー・ドナー錯体から構成される多核錯体色素とコバルトレドックスを用いた新概念の色素増感太陽電池を開発している。目的の多核錯体色素は現在合成中であるが、種々の構造のスペーサーを用いて検討したところ、Ru錯体化の後のCo錯体化をうまく進めるために様々な反応条件の検討が必要であることがわかり、当初の想定以上の時間を要することとなった。また、今年度に所内での異動が生じ、その他の業務が多忙になったため、研究計画を変更する必要が生じたことも要因の一つである。次世代型太陽電池の実現を目指し、高い開放電圧が得られるコバルト(Co)レドックスと可視光から近赤外光までの幅広い光を利用できるルテニウム(Ru)錯体色素を用いた高性能色素増感太陽電池を開発している。