hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核内受容体の作用分離を指向したレチノイン酸アナログの開発

レチノイドX受容体は、他の核内受容体とヘテロダイマーを形成し生理機能を発現することより、脂質代謝異常症や糖尿病など様々な疾患とも関連することが知られている。そこで、RXRのリガンドである9-cis-レチノイン酸のアナログ化合物を合成し、ヘテロダイマーの作用分離が可能なリガンド分子の開発を検討した。その結果、レチノイン酸の疎水性ユニットであるシクロヘキセン部と続く二重結合を(-)-メントンとベンゼン環で縮環した誘導体MentPhMe及びMentPhEtにおいて、それぞれヘテロダイマーであるPPARγ/RXαおよびRLXRα/RXRαに対する選択性を示す化合物を見出すことができた。RXRリガンド分子は各種ヘテロダイマーと結合して脂質代謝異常症や糖尿病のような生活習慣病の改善に効果を示すことや、ガンやアルツハイマーに対する治療薬候補品として期待されていることから、RXRを標的とした医薬品の創出が近年検討されている。これまで、9cRAを母核とする誘導体の構造活性相関研究を系統的に行っており、疎水性ユニットであるシクロヘキセン部を各種環状モノテルペノイドに置き換えた誘導体において高いRXRアゴニスト活性を示すことを見出している。環状モノテルペノイドの中でも、(-)-メントンを組み込んだ誘導体MentViMeに強力なRXRアゴニスト活性が見られたことから、更なる活性の増強と物理的安定性の向上を目指し、(-)-メントンとベンゼン環が縮環した二環性ハイブリッド誘導体MentPhMe及びMentPhEtを新規RXRアゴニストとしてデザインし、その合成法の確立と生物活性の評価を行った。合成法としては、(-)-メントンから4工程で脂溶性部位に相当するトリフラート体を、プロパルギルアルコールから3工程で共役スズエステルを調製し、それらを我々が見出したCsFによって促進されるStilleカップリング条件。で連結し、最後に加水分解することで目的とする9-cis-レチノイン酸誘導体MentPhMe及びMentPhEtの合成を達成した。MentPhMeについてRXR及びRAR転写活性能をレポータージーンアッセイにて測定した結果、RXR及びRAR活性化能がいずれのアイソタイプ(α、β、γ)においてもEC50値が3-20 nMと非常に強力なアゴニスト活性を有し、MentViMeに比較して活性が増強されることを見出した。また縮環した化合物でエチル基に変えることにより、RXR活性化の上昇、RAR活性の低下がみられた。更に、ヘテロ二量体のうちLKR/RXR活性の上昇することが判明した。これまでに、9-cis-レチノイン酸のシクロヘキセン環を種々変換したところ,単環テルペノイドである(-)-メントンに置き換えた誘導体MentViMeがRXR選択的アゴニストとして機能することを明らかにした。そこで、MentViMeのRXR選択性向上と安定性の改善を期待して、MentViMeと1,1,4,4-テトラメチルテトラリン構造をハイブリッドさせたメントン由来の二環性骨格を有する誘導体MentPhMe、MentPhE t及びMentPhCF3をデザインし、その合成と転写活性を検討した。メントンから誘導してトリフラート体と、メチル基、エチル基およびトリフルオロメチル基を有する共役スズエステルを調製し、我々が見出したカップリング条件で連結して合成した。MentPhMe及びMentPhEtのRXR及びRAR転写活性能くを測定した結果、RXR及びRAR活性化能がいずれのアイソタイプについても増強されることを見出した。また化合物MentPhEtは他の核内受容体であるPPARγやLXRαに対しても転写活性を殆ど示さず、尚且つRXRαとのヘテロ二量体であるPPARγ/RXRαやLXRα/RXRαに対してもNEt-TMNと比較して転写活性を抑えたパーシャルアゴニスト活性を示すことが分かった。この結果は、RXRフルアゴニストに見られるトリグリセリド上昇などの副作用回避、さらにLXR/RXR活性化に起因したアルツハイマー治療効果などにも通じると考えられることから、現在MentPhCF3を含めてその活性を測定している。一方、ヘテロ環とベンゼン環が縮合した化合物については、モノプロパルギルエーテル化したヒドロキノン誘導体からの合成法を確立することができた。今後、この方法によりより多くの化合物を合成し、生理活性について検討する。レチノイン酸の疎水性ユニットであるシクロヘキセン部を脂肪族環式構造に変えること、あるいは立体的に嵩高い置換基を導入した複素環を用いた誘導体を設計すればリガンド分子のL字型コンホメーションを維持し、かつ受容体とリガンド分子との相互作用を誘起でき、更には、立体的な嵩高さの度合いによりRARやRXRへの結合選択性が性を引き出すことにより生理作用の分離も可能となるものと予想しアナログ合成をおこなった。

まず、シクロヘキセン環をテルペン由来の環構造をとる9-シス-レチノイン酸アナログの合成をおこなった。テルペノイド由来のアルコールを酸化してケトンとしたのちトリフラート体へと誘導した。つづいて、文献記載の方法で合成したテトラエニルスズエステルとのカップリング反応を、我々の開発したフッ化セシウムを用いた条件で行ったところ収率よく目的化合物を得ることができた。最後にアルカリ加水分解を行い、9-シス-レチノイン酸アナログへと誘導することができた。今回合成したアナログ化合物について、RARおよびRXRへの転写活性を測定したところ一部の化合物では、RXR選択性が高くなっていることが判明した。現在サブタイプ選択性についても見られるかどうかの生理活性試験を検討している。更に、この結果を基に、レチノイン酸のシクロヘキセン環と続く二重結合部分をテルペン骨格とベンゼン環が縮環した化合物に置き換えたアナログ化合物の合成を検討しているところである。(-)-メントンとベンゼン環が縮環した二環性ハイブリッド誘導体MentPhMeの合成法を応用し、9位のメチル基をエチル基に変えた誘導体MentPhEtも合成できた。従って、本方法は、9位置換基を種々変えた誘導体合成にも応用できることが判明し、更なる新規RXRアゴニストのデザインと実際の合成が可能になったと考えている。また、縮環した化合物でメチル基からエチル基に変えることにより、RXR活性化の上昇、RAR活性の低下がみられたこと、ヘテロ二量体のうちLKR/RXR活性の上昇することが判明したことから、新たに設計した化合物については、より高いサブタイプ選択性やヘテロ二量体選択性が期待できようになった。計画当初に想定した化合物は3種類であり、そのうちの1種類であるテルペン骨格をもつ誘導体については、様々なテルペンを原料として誘導体合成を達成できたことから、合成法を確立することができたものと考えている。第2に想定したテルペン骨格とベンゼン環が縮合しアナログ化合物合成では、ただ1種類の化合物の合成ができたのみである。今後、他の誘導体へと応用可能か検討し、合成法を確立することが肝要と考えている。第3の化合物である複素環とベンゼン環が縮環した化合物についてはいまで手がついていない状況である、まず、基礎的な縮環した化合物の合成法を確立することが課題である。生理活性の測定としては、核内受容体RARおよびRXRの転写活性を中心として測定した。合成した化合物の中から、RXR選択的に活性の高い化合物を2,3見出すことができた。テルペンとベンゼンが縮環した化合物で9位置換基を変えることにより、ヘテロダイマー選択性がより顕著になることが判明したので、更なる誘導体を合成することにより選択性を高くすること可能と思われる。そこで9位メチル基をトリフルオロメチル基やフルオロ基に変えたアナログを合成し、転写活性やヘテロダイマー選択性について測定する。また、これらの活性の相違が核内受容体内でのリガンド分子との相互作用に基づくことが予想されるため、コンピューターによるドッキングシュミレーションを行って解析すると共に、その結果にもとづいたアナログ化合物のデザインと実際の合成を実施する。
振動特性計測に基づく新しい覆工コンクリート健全度評価法の提案

建設後数十年経過しているトンネルの覆工コンクリートには,ひび割れを生じている場合が多いものの,表面スケッチの視覚的評価やレーザー光線計測を主とした健全度評価が実施されているのが現状である.しかし,コンクリート内部の状態まで評価されているとは言い難い.本研究では,固有振動特性の違いに基づく覆工コンクリート健全性評価手法を独創的に提案し,特に,背面空洞やひび割れの存在により,フーリエスペクトル特性が変化を生じる特徴を利用して,老朽化した覆工コンクリート構造物の健全性(強度や剛性)を,非破壊的で高精度に評価できる手法を確立し,実現場への適用により提案手法の実用性を検証した.本研究は、トンネル覆工コンクリートの健全度(強度や剛性低下)を定量的に評価するための新しい非破壊計測手法として、トンネルの立地条件と固有振動特性に基づき、数mgal数十mgalという微小な振動を高精度で計測できるサーボ式加速度センサーによる計測評価システムを構築し、実用化を目指している。初年度では、まず、覆工コンクリートのひび割れパターンの分類を行い、背面空洞の有無や規模、地盤特性、供用年数などとの関係を整理しデータベース化している。次に、3方向の振動成分を、1mgalの加速度分解能で同時に計測した実地データを振動特性と覆工コンクリート健全度との相関関係と照合し、計測データの信頼性を確認した。また、健全スパンと不健全スパンにおいて、常時微動波形のフーリエスペクトル(構造物の強度や剛性を評価する視点からエネルギーを用いるのが特色である)を算出して、健全度の変化による覆工コンクリートの振動特性の変動を定量的に考察した。昨年度に引き続き、小型軽量で高精度な計測評価システムの改善と実運用を実施した。システムでは、トンネル天井部にも容易に取り付ける超軽量センサーを選定し、また、コンクリートの実振動特性を正確に計測できるように、天井に取り付ける器具を試作し、実現場に取り付けた。実測データに基づいて、振動特性と覆工コンクリート健全度との相関関係を解明し、欠陥に起因する振動状態の変化を健全度として定量化するための相関関係を考察し、実測データとの比較で、提案手法の有用性を検証した。建設後数十年経過しているトンネルの覆工コンクリートには,ひび割れを生じている場合が多いものの,表面スケッチの視覚的評価やレーザー光線計測を主とした健全度評価が実施されているのが現状である.しかし,コンクリート内部の状態まで評価されているとは言い難い.本研究では,固有振動特性の違いに基づく覆工コンクリート健全性評価手法を独創的に提案し,特に,背面空洞やひび割れの存在により,フーリエスペクトル特性が変化を生じる特徴を利用して,老朽化した覆工コンクリート構造物の健全性(強度や剛性)を,非破壊的で高精度に評価できる手法を確立し,実現場への適用により提案手法の実用性を検証した.システムの構築と数値解析が順調に進め、専門学会誌への投稿も行っているので、研究全体はおおむね順調に進展している。岩盤工学今年度は、トンネルの立地条件と背面空洞の有無を考慮して覆工コンクリートの健全度と振動状態との相関を詳細に考察していくとともに、常時微動のフーリエスペクトルによる健全度評価手法を確立し、実現場への適用を行う。人件費は当初予定より抑えることができたため。前年度の残金を人件費として使用する予定。
有向グラフ論理にもとづく量子ドット情報処理システムの開拓

本報告の目的は、量子ドット情報処理システムの開拓に向けて、有向グラフ論理と量子ドットデバイスを組み合わせたディジタル集積システムの可能性を示すことにある。有向グラフ論理とは「有向グラフ上でトークン(動点)を移動させることにより情報処理を行う」手法であって、通常のブール代数論理とは異なる処理方式である。これを結合量子ドットアレイで具現化するには、グラフの節点を量子ドットに対応させ、節点を結ぶ有向枝を量子ドット間のトンネル接合に対応させてグラフ回路をつくればよい。そして電子をトークンとしてそのグラフ回路上を移動させて論理処理を行う。この目的に使えるグラフ論理を検討して、量子ドットデバイスを使う場合には二分決定グラフ論理が最も適切であることを見い出した。その結果をもとに、二分決定グラフ論理にもとづく量子ドット集積デバイスの提案と構造設計を行った。このデバイスを用いることにより、高集積で低消費電力のディジタル集積システムを構成することができる。本研究では、はじめに量子ドットを組み合わせた単位デバイスを提案した。理論解析により適切なパラメータ範囲で二分決定グラフ論理に必要な二分岐スイッチの動作が得られることを示した。次いで、この単位デバイスを複数組み合わせたディジタル論理サブシステムを設計し、その動作をシミュレーション解析した。その結果、加算器や比較器など基本的なサブシステムの動作が可能なことを示した。以上によって、有向グラフ論理にもとづく量子ドット集積システムの構築可能性を明らかにした。本研究において「量子ドットアレイとグラフ論理表現を組合せた信号処理システム」という概念を提案した。グラフ論理表現とは「信号処理の内容を有向グラフで表し、そのグラフ上でトークンを移動させることにより処理動作を行う」という手法をいう。このグラフの節点を量子ドットに対応させ、トークンを電子に対応させることで、グラフを量子ドット回路に置き換える。回路化できそうなグラフ論理表現として二分決定グラフ,リードマラーグラフ,ペトリネットの3種がある。前2者はディジタル論理を表すもの、後者は離散事象系の動的状態を解析するものである。本研究ではショットキーラップゲート構造による量子ドット回路を検討した。ショットキーラップゲート構造を用いると、トンネル結合した多数の量子ドットを任意形状に配列できる。第一段階として、この量子ドットアレイを用いた二分決定グラフの回路化を設計した。加算器を例として量子ドット回路を設計し、正しい動作をシミュレーション上で確認した。理論解析により、適切なパラメータ範囲で二分決定グラフ論理に必要な二分岐スイッチの動作が得られることを示した。
Z型配位子を有するカチオン性金属錯体の合成とその応用研究

金属から電子を受容するZ型配位子が、金属錯体或いはその触媒反応へもたらす影響については、ほとんど報告例がなく知られていない。そこで、新規Z型配位子含有金錯体の合成および触媒反応への応用を試みた。その結果、3種の錯体の合成に成功し、錯体がカチオン性の状態では、金とZ型配位子間の相互作用が減弱すること、Z型配位子側に電子求引性基を導入するとη2型のZ-ligand effectが得られることを見出した。また触媒反応では、通常合成が艱難な7員環構築を含む2種の反応が進行することも明らかにした。電子受容性配位子(Z型配位子)を有する金属錯体は少なく、触媒とし活用する例は極めて少ない。交付申請書に示したように、これまでにZ型配位子(ホウ素原子)含有カチオン性金錯体[Au(DPB)SbF6]2(cod)(1)(DPB = diphosphine-borane)を合成すると共に、1が空気中で安定で、長期保存可能であることを見出している。研究実施計画では今年度においては新たなZ型配位子含有金錯体の創出を目的としていたが、同時展開していたZ型配位子の電子求引性効果(当初H27年度実施予定)について新たな知見が得られたため、計画を変更し、金触媒1の構造解析と、1を用いた環化反応における新たな機能性創出を検討した。まず、構造解析を行うために1の再結晶を試みたところ、1の代わりにAu(DPB)SbF6の単結晶が得られることを見出した。これは、溶媒中で配位子のcodが容易に解離可能であることを示している。更に、Z線結晶構造解析を行ったところ、Au-B間の結合距離は、既知のAu(DPB)Clの場合よりも長くなっていることが明らかとなった。種々の1,6-及び1,7-エンイン体の環化反応を1の存在下行ったところ、Z型配位子を持たない金触媒[Au(PPh3)n]SbF6 (n=1,2)に比べ、収率、汎用性共に優れていることが明らかとなった。またZ型配位子の効果は、1,8-エンイン体2を用いた[2+2]環化付加反応において特に顕著であった。昨年度、研究計画の順序を入れ替え、Z型配位子含有金触媒を用いたエンイン体の環化異性化反応を行った所、Z型配位子の金中心への活性化効果を示唆する結果が得られた。そこで、今年度は更なる活性効果を期待し、Z型配位子であるホウ素原子と結合しているフェニル基上に、種々の電子供与性基、及び電子求引性基を導入した新たな金錯体の開発を試みた。その結果、フェニル基上にメチレンジオキシ基やフッ素、トリフルオロメチル基等の導入に成功した。また、合成した錯体の内の幾つかは、X線結晶構造解析を行うことが可能であった。以上の結果より、金とZ型配位子との相互作用について新たな知見を得ることができた。また、合成した錯体を用いた新たな反応性の創出について種々精査を行った所、プロパルギルアミン誘導体を用いた二酸化炭素とのカルボキシル化反応において、従来の金属触媒に比べて有意な結果が得られることを見出した。尚、昨年度の報告書でも記載したが、研究計画が昨年度と今年度で入れ替わったことにより、今年度は高価な金属錯体の購入負担が増えたため、昨年度繰越分を含めた総額が今年度の研究に必要であった。昨年度、入れ替えた研究計画に基づいて研究を行った結果、当初目的であった新たなZ型配位子含有金錯体の合成及びそれらを用いた新たな反応性の創出の足がかりとなる結果が得られたため。尚、反応性の創出については、初期目標では芳香族のカルボキシル化反応であったが、これに代わるプロパルギルアミン誘導体のカルボキシル化反応を見出しており、進捗状況は概ね順調であると判断した。昨年度まで行っていたZ型配位子に官能基を導入した錯体のX線結晶構造解析を、従来のZ型配位子含有金策体のものと比較しところ、当初予定していた金に隣接するホウ素原子が、金の電子を受容する効果に加えてホウ素イプソ位の炭素上のπ*軌道が金の電子を受容するη2型のZ-ligand effectを新たに見出すことができた。また、合成したその錯体を用いた触媒反応によるイン-ジオール体の連続的分子内環化反応により、ジアザビシクロ[3.2.2]誘導体の合成に利用できることを明らかにした。本法では、通常合成が困難な7員環構築を含む環化体の合成が効率的に行える点で大きな特徴を有する。このように、官能基を導入したZ型配位子を有する遷移金属錯体を用いることにより、新たな反応場を形成することができた。更に、昨年度まで検討していたプロパルギルアミン誘導体のカルボキシル化反応においても、合成した官能基を導入したZ型配位子を有する遷移金属錯体において極めて良好な触媒効果を示し、空気中室温下にて目的のオキサゾリジノン誘導体を高収率で合成できることを見出した。空気中の二酸化炭素はわずか0.04vol%しか含まれていないが、室温で効率的にC1ユニットとして利用できており、今後、空気中二酸化炭素の有効活用を考えた際、最も有功な手段の一つとなると期待される。

また、触媒設計を更に工夫することにより、反応性の向上も見込めるため、これからの二酸化炭素研究においても、本錯体の重要性が益々高まることが考えられる。金属から電子を受容するZ型配位子が、金属錯体或いはその触媒反応へもたらす影響については、ほとんど報告例がなく知られていない。そこで、新規Z型配位子含有金錯体の合成および触媒反応への応用を試みた。その結果、3種の錯体の合成に成功し、錯体がカチオン性の状態では、金とZ型配位子間の相互作用が減弱すること、Z型配位子側に電子求引性基を導入するとη2型のZ-ligand effectが得られることを見出した。また触媒反応では、通常合成が艱難な7員環構築を含む2種の反応が進行することも明らかにした。今年度は、交付申請書の研究実施計画の順序を変更して平成27年度分の計画を実施し、所望の知見が得られたため。今後、平成26年度分の実施計画に従い研究を行う予定である。今後、官能基を導入したZ型配位子含有金錯体の更なる合成を行い、その金中心-ホウ素原子間の相互作用について明らかにしていく。また、新たに見出したカルボキシル化反応の基質の適用限界を見極める。更に、以上の結果を論文報告するためのデータ収集を行っていく予定である。有機化学これまでに、文献に従い合成したAu(DPB)Cl(DPB = diphosphan-barane)を、CODと3種の銀塩(AgSbF6, AgNTf2, AgClO4)とそれぞれ添加したところ、対応するカチオン性錯体[Au(DPB)(COD)]X(X=SbF6, NTf2, ClO4)を合成することができ、合成した錯体を触媒にエンイン体との環化異性化反応が進行することを見出した。そこで、金-ホウ素原子間の相互作用の強さを変化させるために、ベンゼン環上の置換基Rに、電子供与性基(メチル基やメトキシ基等)或いは電子求引性基(エステル基やニトロ基等)を導入した金錯体の合成を試みる。また、溶液中での解離の度合いを調節するために、配位子Lにシクロオクテンやベンゼン等、π性の配位子成分やピリジン等の非共有電子対を用いた合成も行う。更に、その他のカウンターアニオン( X=OTf, BF4, PF6等)を適用した場合にも合成が可能か試みる。また、合成した錯体を用いて、新たな触媒反応の創出を図る。研究の進捗度合いにより、当初平成26年度に行う予定であった研究計画と平成27年度の研究計画を入れ替えたため。当初の平成26年度計画ではa)各種金属錯体の合成を行う予定であったため、多額の費用が必要であり、当初の平成26年度計画ではb)触媒反応の検討であったため、a)に比べ研究費の支出が少ないと見込んでいた。実際、平成26年度にはb)を実施し、当初の平成27年度に見込んでいた支出額に納まった。一方、今年度(平成27年度)は、当初の平成26年度計画であったa)を行う予定であるため、次年度使用額分が必要と考えたため。上記のように今年度の研究実施計画は、交付申請書の平成26年度分の計画に基づき行っていく。現在、良好な予備的結果が得られており、首尾よく研究が進捗した場合には28年度計画分も前倒しして行っていく予定である。
質的変量モデルの統計理論的研究およびミクロ経済データへの応用

最近,経済分析でも多用されるようになってきた「質的変量モデル」についての統計理論面の研究は,従来は十分なされているとはいえなかった。特に,経済分析における応用例では,モデルの選択(たとえば応答関数になぜロジット型を採用するのか)について,理論的に十分な配慮がなされた例はほとんどなかった。しかし経済データの分析においては,誤差項に正規分布を仮定するのが正当化されないのと同様,応答関数にロジスティック分布や正規分布を仮定することは現実的ではない。このような場合に誤った仮定を用いた分析を行うと,結論が歪められる危険が大きいことがいろいろな例から確かめられる。したがって,モデルとしては一般的な応答関数を対象として出発すべきである。今回の研究では,2項回帰モデルに関するロバストネスの問題について,基本的な結果を導くことができた。1.応答関数が任意の分布関数である場合には,これまで用いられてきたプロビットやロジットモデルにおける最尤推定法はロバストでないことが明らかとなった。2.そこで,最尤推定法に代わって,モデルの応答関数が設定に誤りがある場合にはロバストになるようなM-推定量のうち,モデルが正しいときには最も効率が高くなるものを求めることができた。3.従属変数の応答の0,1が誤って符号化される「誤符号モデル」を導入し,そのモデルの下での最尤推定量を求めると,それは,上記のM-推定量の一種となることが示された。特に,仮定されたモデルがロジットである場合には,両者は完全に一致することが導かれた。以上の,2項回帰モデルのロバストな推定法については,これまでの成果として,“Robust Estimation of theBinary Regression Model"という論文を執筆した。現在,シミュレーションの結果を加えて改定作業中であるが,まもなく学術誌に投稿する予定である。最近,経済分析でも多用されるようになってきた「質的変量モデル」についての統計理論面の研究は,まだ十分なされているとはいえなかった。しかし経済デ-タの分析においては,誤差項に正規分布を仮定するのが正当化されないのと同様,応答関数にロジスティック分布や正規分布を仮定することは現実的ではない。今年度の研究では,2項回帰モデルに関するロバストネスの問題については,一応の結果を導くことができた。(1)応答関数が任意の分布関数である場合には,これまで用いられてきたプロビットやロジットモデルにおける最尤推定法はロバストでないことが明らかとなった。(2)そこで,最尤推定法に代わって,モデルの応答関数が設定に誤りがある場合にはロバストになるようなMー推定量のうち,モデルが正しいときには最も効率が高くなるものを求めることができた。(3)従属変数の応答の0,1が誤って符号化される「誤符号モデル」を導入し,そのモデルの下での最尤推定量を求めると,それは,上記のMー推定量の1種となることが示された。以上の,2項回帰モデルのロバストな推定法については,これまでの成果として,“Robust Estimation of the Binary Regression Model"という論文を執筆した。現在,学術誌に投稿中である。

最近,経済分析でも多用されるようになってきた「質的変量モデル」についての統計理論面の研究は,従来は十分なされているとはいえなかった.特に,経済分析における応用例では,モデルの選択(たとえば応答関数になぜロジット型を採用するのか)について,理論的に十分な配慮がなされた例はほとんどなかった.しかし経済データの分析においては,誤差項に正規分布を仮定するのが正当化されないのと同様,応答関数にロジスティック分布や正規分布を仮定することは現実的ではない.このような場合に誤った仮定を用いた分析を行うと,結論が歪められる危険が大きいことがいろいろな例から確かめられる.したがって,モデルとしては一般的な応答関数を対象として出発すべきである.今回の研究では,2項回帰モデルに関するロバストネスの問題について,基本的な結果を導くことができた.1.応答関数が任意の分布関数である場合には,これまで用いられてきたプロビットやロジットモデルにおける最尤推定法はロバストでないことが明らかとなった.2.そこで,最尤推定法に代わって,モデルの応答関数が設定に誤りがある場合にはロバストになるようなM-推定量のうち,モデルが正しいときには最も効率が高くなるものを求めることができた.3.従属変数の応答の0,1が誤って符号化される「誤符号モデル」を導入し,そのモデルの下での最尤推定量を求めると,それは,上記のM-推定量の一種となることが示された.特に,仮定されたモデルがロジットである場合には,両者は完全に一致することが導かれた.以上の,2項回帰モデルのロバストな推定法については,これまでの成果として,"Robust Estimation of the Binary Regression Model"という論文を執筆した.現在,シミュレーションの結果を加えて改定作業中であるが,まもなく学術誌に投稿する予定である.
特異抗体の分離源としての鶏卵利用

鳥類の母から子への受動免疫機構として母鳥の血清抗体が卵黄に移行することに着眼し、特定の抗原を産卵鶏に注射しておけば、それに対する抗体が鶏卵中に移行し、その抗体、あるいは卵全体を機能性食品素材や医薬品として利用することを考え、利用に際して生じる基礎的問題について検討した。具体的には、(1)産卵鶏に注射した抗原に対する抗体が効率よく卵にできるか?(2)卵から分離した抗体を従来のほ乳動物の血清から分離した抗体と同様に利用できるか?の2点からである。その結果、(1)に関しては、抗原の注射を繰り返すことにより低分子の蛋白質に対しても多量の抗体が卵黄にできることを示した。また、この抗体の生産に関する検討時において、特定の免疫条件下で卵黄抗体レベルを測定することにより、近年注目されている免疫賦活活性(アジュバント活性)の有無を判定できる方法を示した。免疫賦活活性は現在、主に細胞培養やラジオアッセイを合わせた方法やマウスやモルモットの生体を用いて調べられているが、今回示した方法はそれらと比べて安価で容易、安全、かつ動物に与える苦痛が少なく、近年問題化している動物福祉の点からも良い方法と思われる。尚、これらの成果の一部は、Agric.Biol.Chem.に印刷され、一部は1990年3月に開かれる日本畜産学会大会で報告するとともに、論文としても準備中である。さらに、(2)に関しては、現在免疫剤や試薬として用いられている牛乳IgGや家兎IgGと比べて卵黄抗体は、熱、酸、プロテア-ゼのいずれに対しても不安定であることからその利用に際しては、そのことを充分認識しておくべきであることを示した。尚、科学研究補助金の設備備品費で購入した高速液体クロマトグラフと分光光度計検出器は(2)の検討において使用した。また、得られた結果は、1990年3月に開かれる日本農芸化学会大会で報告するとともに、論文として公表するため準備中である。
重度・重複障害児の対人的相互交渉における共同注意と間協応動作に関する実証的研究

重度・重複障害児は、その運動・認知・言語・社会性のすべての領域において著しい発達の遅れがみられる。障害の重い子どもを対象とする指導が成立するためには、子どもと指導者との意思のやりとり(対人的相互交渉)が基盤となり、言葉やシンボルでなく、非言語的なやりとりが中心とならざるを得ない。その際に,表情や発声が媒体の一つであるが、わずかな視線や身体の動きも子どもの気持ちを示すものとして重要である。一方、非言語的な母子相互交渉に関する発達研究では、相互同時的な行動である間協応動作や共同注視が相互交渉を構成する重要な要素であることが明らかとされてきた。そこで、重度・重複障害児の指導場面における子どもと教師の非言語的な相互交渉として、食事場面とおもちゃ遊び場面を取り上げ、その行動評価を行った。1)行動生起のパターン、2)子どもの注視方向、3)子どもの注意対象の項目を検討し、子どもの発達指標として、(1)自ら活動が選択できない、(2)自ら選択した活動に注意を向ける、(3)自ら選択した活動に注意を向け続ける、(4)自ら選択した活動に注意を向けつつ、他者の関わりに注意を向ける、(5)自ら選択した活動から、他者の導入した活動に注意を切り替える、(6)他者の導入した活動に注意を切り替え、注意を向け続ける、の6項目の行動指標が抽出された。さらに、これらの行動を成立させる要因には、指導者が子どもの活動を支え、促すための働きかけの程度が重要となると示唆された。子どもの活動の要素として、注意の容量、注視している行動の制止力、注意の変換力、注意の保持力が想定され、さらに子どもにとっての活動の親和性、新奇性によって示される活動の構造(予測しやすい、秩序だっている)等の課題、また情報のモダリティについても課題が残り、今後の課題とした重度・重複障害児は、その運動・認知・言語・社会性のすべての領域において著しい発達の遅れがみられる。その際に、表情や発声が媒体のひとつである言語的なやりとりが中心とならざるを得ない。その際に、表情や発声が媒体の一つであるが、わずかな視線や身体の動きも子どもの気持ちを示すものとして重要である。一方、。非言語的な母子相互交渉に関する発達研究では、相互同時的な行動である間協応動作や共同注視が相互交渉を構成する重要な要素であることが明らかとされてきた。そこで、重度・重複障害児の指導場面における子どもと教師の非言語的な相互交渉を、1)行動生起のパターン、2)子どもの注視方向、3)子どもの注意対象の項目で分析した。相互交渉場面として、食事場面(完全介助)を取り上げ、3名の重度・重複障害児に対して、介助者としての指導者と母親による食事介助の画像記録を行った。画像記録から、子どもと介助者両者に生起した行動(動き、発声、表情)のリストを作成した。1)子どもの注視方向、2)子どもの注意対象、3)介助者の注視方向、4)解除者の注意対象を特定するための評価基準を作成した。子どもの障害の状態や発達の段階で、相互交渉のスキルについて個人差が大きく、また視覚、聴覚情報の活用、発語のあるなしで、相互交渉の仕方は大きく異なった。視覚的注意については、眼球の動きや視線を手がかりに評価することが可能であったが、聴覚的、また身体感覚的な注意の評価が困難であった。これらの点を評価するためには、介助者と子どもの行動を継続的に分析し、さらにそこで生じる情動的な変化も併せて、評価する必要が示された。その点からは、評価リストの内容を再検討する必要が示された。

子どもの活動の要素として、注意の容量、注視している行動の制止力、注意の変換力、注意の保持力が想定され、さらに子どもにとっての活動の親和性、新奇性によって示される活動の構造(予測しやすい、秩序だっている)等の課題、また情報のモダリティについても課題が残り、今後の課題とした
自己調整学習における不合理な行動に含まれる心的要因に対する評価と操作の変容過程

平成30年度は,平成29年度までに実施した,(1)着手遅延(着手開始)の認知過程モデルの妥当性と(2)課題遂行中の課題中断(あきらめ)や結果として不十分な達成だった場合における学習者が行う心的要因(自分の能力,課題の価値づけ,達成目標,等)に対する評価や操作に関する認知過程モデルの検証結果を学会で報告するとともに,これらの結果を踏まえて,行動が変化する瞬間として課題を取り組み出したタイミングと課題遂行をあきらめたタイミングの2つ臨界点に注目し,この行動の臨界を引き起こす原理をプロスペクト理論の参照点と価値関数によって構成される認知過程モデルの精緻化と追加的な実証研究を行った。実証研究では多重課題パラダイムを用いた。実験参加者には45分後の締め切り時間に向けて複数の課題を提出することが求められた。課題は,評価の重み付け(早く提出するほど得点が高くなる,提出時期は評価されない)と課題の難易度(難しい,簡単)を操作した積み木課題であった。課題提出時点を従属変数とする分散分析の結果,評価の重み付けと課題の難易度の主効果は有意であったが,有意な交互作用はなかった。この結果は,本研究で構成した認知過程モデルからの予測とは一致しなかった。また,調査参加者の日常の行動傾向とは乖離していること,45分間の一試行では4つの課題に対する事前知識がないために臨界点の前提となる課題の先延ばしが生じにくいこと,課題に取り組む中で外乱が発生しないために当初のプラン通り順調に課題を遂行していくといった複数の問題点が見出された。これらの問題点を踏まえた研究デザインに再構成し,研究仮説の実証的な検証をするために利用できる時間が限定されていたこと,さらに,時期的に調査参加者のリクルートにも支障をきたしたため,研究期間の延長を申請し,令和元年度に本研究課題の中核的な実験を実施するに至った。平成30年度は,大学生を対象として,行動が変化する瞬間として課題を取り組み出したタイミングと課題遂行をあきらめたタイミングの2つ臨界点(Tipping Point)に注目し,この行動の臨界を引き起こす原理をプロスペクト理論の参照点と価値関数によって構成される認知過程モデルの精緻化と追加的な実証研究を行った。しかしながら,その結果は,構成した認知過程モデルおよび実験デザインの再検討が求められるものであった。認知過程モデルおよび実験デザインを再構成し,研究仮説の実証的な検証をするために利用できる時間が限定されていたこと,さらに,時期的に調査参加者のリクルートにも支障をきたしたため,研究期間の延長を申請し,令和元年度に本研究課題の中核的な実験を実施するに至った。以上のことから当初計画より遅延している。令和元年度は,平成30年度に実施できなかった追加的実証研究を推進する。令和元年度に実施した実験でも,多重課題パラダイムを用いて,行動の臨界を引き起こす原理をプロスペクト理論の参照点と価値関数(例えば,自己の課題遂行能力は期限が近づくにつれてインフレーションが発生し,それによって課題着手と遂行のモチベーションが維持される。しかし,ある時点で課題遂行の見通しが立たなくなるとインフレーションは収まり,あきらめにつながる。)によって構成される認知過程モデルの妥当性を検証する。しかし,平成30年度の結果を踏まえて,課題に対する事前知識を獲得させるための練習試行の導入,強制的な締め切り時間の変更(後ろ倒し,前倒し)の導入を行い,課題に対する着手遅延と課題遂行の中断が,実験中に生じるような工夫を施す。また,再生刺激法によって課題のスイッチングや課題目標の下方修正などが現れるか否かについても検討する。これらの自己調整過程は,パーソナリティ特性とも関連していることが予想されるため,これらとの交互作用についても併せて検討する。また,平成28年度および平成29年度の成果である,(1)着手遅延(着手開始)の認知過程モデルの妥当性と(2)課題遂行中の課題中断(あきらめ)や結果として不十分な達成だった場合における学習者が行う心的要因(自分の能力,課題の価値づけ,達成目標,等)に対する評価や操作に関する認知過程モデルの検証についての論文を投稿・公開していく。平成28年度の研究計画は,期限のある自己調整学習場面で生じやすい課題の着手遅延とその結果として不十分な達成だった場合に,学習者が行う心的要因(自分の能力,課題の価値づけ,達成目標,等)に対する評価や操作に関する行動モデルを作成することであった。まず,日常的な学習場面として期限のある自己調整学習場面における大学生の行動において実際に着手遅延が生じるのか否かを検討した。大学生120名を対象にA4判1枚のレポート課題(ルーブリックに基づいた自己評価と今後取り組む自己課題の計画)を課した。提出期限は2週間後に設定した。参加学生はレポートをシステムに登録することで随時提出可能であった。その結果,提出率が50%を越えたのは期限2日前であり,期限3日前の総提出数が全体の約70%という結果であった。したがって,提出期限に余裕があるにも関わらず,締め切り前に提出が集中することから課題の着手遅延は生じることが示された。次に,なぜ着手遅延が生じるのか,逆に言えば,遅延させていたことを開始するという決定が行われるのかについて行動モデルについて考察した。

無作為に抽出した学生20名を対象にレポート課題にかかった時間を尋ねたところ中央値45分(最小値20分,最大値120分)であったことから,課題の遂行に際して,課題の要求内容とその課題を遂行する自己の能力推定による大まかな課題遂行時間が見積りと遂行時期の決定がなされ,多くの場合,締め切りの直前にプランされたことが推測された。このプランニングの内実をプロスペクト理論における編集相と評価相に位置づけて考察し,特に編集相における操作要因を検討した。平成28年度は,大学生を対象とした調査を実施し,期限のある自己調整学習場面で着手遅延に関する認知過程モデルについて検討した。実際に着手遅延が生じる課題を課して,その課題の提出率から価値関数モデルを作成しようと試みた。しかし,実験で検証できるレベルのモデル作成までは至っておらず,研究の進捗は計画に比べてやや遅れている。ただし,モデル作成の過程で着手遅延におけるパーソナリティ要因の影響が明らかになり,モデルの精緻化において重要な発見であった。自分自身の課題遂行能力に自信を持てず,課題遂行中の内乱や外乱の発生を予想する者は早めに着手する傾向があり,反対に,課題遂行能力に対する不安を持たない者は課題着手を遅延させたプランを立てていた。個人特性としての楽観性とも関連していたが,課題固有の認知評価の可能性もあり,今後の検討課題である。また,課題の着手遅延に関して,当初のプランとの比較が問題になることも明らかになった。プランとして着手を遅延しているが,プラン通りに課題を遂行する場合とプラン通りに遂行できずに先延ばししてしまうケースを区別する必要がある。そのためには,当初の計画通り,調査協力者に課題遂行のプランと実際の遂行との対比をさせることが不可欠であり,その方法として再生刺激法での検証が可能となるよう準備を進めた。平成28年度では,課題遂行中の課題中断(あきらめ)や結果として不十分な達成だった場合における学習者が行う心的要因(自分の能力,課題の価値づけ,達成目標,等)に対する評価や操作に関する認知過程モデルについては十分な進捗が得られなかった。実際の文脈において不十分な結果になるような操作は倫理基準に抵触するため,実験室環境における検証ことを決定し,その検証方法(デザイン,課題,測定変数)についての検討は継続的に実施した。平成29年度は,平成28年度の成果を踏まえて,(1)着手遅延(着手開始)の認知過程モデルの妥当性の検証に関する質問紙調査と心理学実験を,(2)課題遂行中の課題中断(あきらめ)や結果として不十分な達成だった場合における学習者が行う心的要因(自分の能力,課題の価値づけ,等)に対する評価や操作に関する認知過程モデルの検証に関する心理学実験を実施した。(1)については,まず,着手遅延を行わない者に注目し,これまでの研究で示された非楽観的特性と着手遅延の関係を検討した。その結果,防衛的悲観主義者も方略的楽観主義者も同程度に着手遅延の傾向を示した。また,着手遅延を抑制する実行機能との関連を検討したところ,ADOG得点と選択的注意機能に有意な相関が見いだされた。(2)については,再生刺激法を用いて,質問紙調査では得られないダイナミックなデータに基づいて,なぜ課題に取り組み始めたのがそのタイミングだったのか,なぜその順番で課題に取り組んだのか,そのときの判断を検討した。
ボツリヌス中毒症の分子治療法に関する基礎的研究

ボツリヌス中毒症を分子レベルで的確に治療するための方法原理を確立する目的で、毒素分子の重鎖と抗軽鎖抗体のキメラ分子を作製し、その分子特性を解析して、分子治療法の可否を判断する。1)抗軽鎖抗体F(ab′)_2と毒素重鎖によるキメラ分子の合成軽鎖抗体F(ab′)_2と毒素の重鎖とを会合させたキメラ分子を合成した。このキメラ分子の比中和活性は、素材として用いた抗軽鎖抗体の約2.5倍であった。2)モノクロナール抗体を用いたキメラ分子の調整毒素の軽鎖に結合して中和活性を示すモノクロナール抗体を調製し、毒素重鎖と会合させてキメラ分子を合成したところ、回収率が10%に向上し、比中和活性もポリクローナル抗体を使ったものより約3倍高くなった。同型重鎖の連用による抗体産生を避けるために、異型毒素の重鎖をキャリアーとして用いた場合も、ほぼ同じ中和活性を持つキメラ分子が得られた。3)毒素結合フラグメントの調製と体内動態の解析結合フラグメントは、重鎖と同じ体内動態を示したが、毒素阻害活性は異なっていた。4)結合フラグメントと抗軽鎖抗体とのキメラ分子の調製抗軽鎖ボリクローナル抗体を結合フラグメントと会合させたが、会合率が0.1%以下であった。比中和活性は、遊離のものに比べて約1.5倍であった。このことから、キャリアーには重鎖のN末端が必要なことが分かった。5)フュージョンプロテインの調製の試み遺伝子工学的にフユージョンプロテインを開発する目的で、重鎖の遺伝子を大腸菌に導入し、重鎖蛋白質の発現と培地中への遊離を試みたが、重鎖を活性のある形で抽出することができなかった。6)キメラ分子のキャリアーの検索キメラ分子を効率的に作用部位に運ぶために、毒素分子に結合する血清タンパク質を検索した。血清中のキチン結合性タンパク質が、毒素の活性を上昇させた。ボツリヌス中毒症は、致命率の高い疾患である。ボツリヌス毒素は、呼吸筋の神経終末から細胞内に取り込まれ、アセチルコリンの放出を阻害して呼吸麻痺を引き起こす。毒素分子がいったん細胞内に取り込まれると、もはや抗体は結合できなくなるから、抗血清の効果は殆ど期待できなくなる。そこで、細胞内に細胞内に進入し、内部に侵入した毒素を中和することができる抗体を調節して、分子レベルで治療することが必要になる。ボツリヌス神経毒素は重鎖と軽鎖からなり、重鎖が神経終末の特異的結合部位に結合して軽鎖を細胞内に送り込み、軽鎖は重鎖と離れて毒性を発現する。したがって、重鎖に抗軽鎖抗体を担がせれば、毒素と同じ経路で中和抗体を送り込み、障害部位に存在する毒素を中和できると考えられる。この研究では、化学的方法と遺伝子工学的方法によりキメラ分子の作製を試みた。まず、ボツリヌス菌の培養上清から毒素を精製し、これを重鎖と軽鎖に分離した。一方では抗毒素血清から抗軽鎖抗体を精製した。抗体ヒンジのS-S結合をシステアミンで還元した後、0°Cで重鎖と会合させた。この反応で生じた数種類の会合体のなかから分子サイズ約250kDaのものを分離し、毒素の重鎖と抗体の重鎖および軽鎖に相当するコンポーネントが含まれていることを確認した。この画分の毒素中和活性は、加工されていない毒素の約2.5倍であった。

次に、モノクローナル抗体を用いて会合を試みた。これにより回収率は約10%になり、比中和活性もさらに1.5倍上昇した。現在、モノクローナル抗体のcDNAクローニングと重鎖の発現条件について検討している。科学研究費補助金で購入した高速冷却遠心機は、上述の毒素、抗体およびキメラ分子の分離精製に使用している。この研究の目的は、ボツリヌス中毒症を分子レベルで的確に治療するための方法原理を確立することである。具体的には、ボツリヌス神経毒素分子の重鎖と抗軽鎖抗体のキメラ分子および重鎖と軽鎖標的蛋白質のキメラ分子を作製し、その分子特性を解析して、分子治療法の可否を判断する。1)神経細胞内指向性抗体(Hc-F(ab)'2)の調製軽鎖抗体F(ab)'2と毒素の重鎖とを会合させたキメラ分子を合成した。このキメラ分子の比中和活性は、素材として用いた抗軽鎖抗体の約2.5倍であった。2)型の異なる毒素重鎖の利用キメラ抗体の頻用でキャリアーの抗原性が問題になるようなケースでは、異型毒素の利用が必要である。異型毒素の重鎖をキャリアーとして用いた場合も、ほぼ同じ中和活性を持つキメラ分子が得られた。3)神経細胞内指向性抗体(結合フラグメント-IgG)の調製抗軽鎖ポリクローナル抗体を結合フラグメントと会合させたが、会合率が0.1%以下であった。比中和活性は、遊離のものに比べて約1.5倍であった。このことから、キャリアーには重鎖のN末端が必要なことが分かった。4)他のキャリアーの検索キメラ分子を効率的に作用部位に運ぶために、毒素分子に結合する血清タンパク質を検索した。血清中のキチン結合性タンパク質が、毒性の活性を上昇させた。この蛋白質が、キメラ分子の活性を上昇させるかどうかについて、現在検討中である。5)重鎖の大腸菌における発現キメラ分子を効率的に合成するには、化学合成法では限界があり、したがって、遺伝子工学的合成法の開発が必要である。この点を解決する目的で、重鎖の遺伝子を大腸菌に導入し、重鎖蛋白質の発現と倍地中への遊離を試みたが、いずれも期待した結果は得られなかった。また、重鎖を可溶化、抽出することが極めて困難であった。これらの結果から、発現を大腸菌から他の細胞にかえる必要があり、現在検討中である。
DNAマーカーを用いた胃内容分析による環境保全型水田における土着天敵の役割の評価

本研究は、害虫DNAマーカーを用いた土着天敵の胃内容分析を行うことで、環境保全型水田に生息するイネ害虫アカスジカスミカメ(以下アカスジ)が土着天敵であるクモ類に捕食されているかを確かめ、その捕食数を定量化することを目的とした。環境保全型水田におけるクモ類によるアカスジ捕食数を推定するため、多数の水田から採集したクモ類の胃内容分析と、アカスジ1匹を捕食した後のDNA検出時間推定のための室内実験を行った。水田内で優占している3グループのクモを対象に、クモ1個体あたり・1日あたりのアカスジ捕食数を推定したところ、その値は水田間で大きく異なったものの、最大でコモリグモ類で0.04、アシナガグモ類で0.03、アゴブトグモで0.07となり、各クモグループによるアカスジ捕食数は極めて低かった。そのため現状では、クモ類のみによるアカスジ密度の抑制効果を期待するのは難しいだろう。こうしたクモ類の害虫抑制効果を高めるには、水田生態系における天敵の多様性を増加させる管理を行うことが必要であると考えられた。申請者が宮城県大崎市の環境保全型水田で行っている調査から、大型のクモ類密度が高い環境保全型水田では、イネ害虫であるアカスジカスミカメ(以下アカスジ)の密度や被害程度が低いことが示された。このことから、クモ類は土着天敵としての機能を果たしていることが期待されるが、この結果は必ずしもそれらの捕食被食関係を証明するものではない。そこで本研究では、最近注目され始めている害虫のDNAマーカーを用いた土着天敵の胃内容分析を行うことで、水田内に生息する斑点米カメムシ類がクモ類に食べちれているかを確かめ、その捕食率を定量化することで、クモの土着天敵としての重要性を評価する。20年度は、野外においてアカスジを頻繁に捕食するクモグループの特定と、クモ類によるアカスジ捕食数解明のために必要なクモ類のアカスジ消化速度の推定を行った。2008年8月、アカスジが多数生息している環境保全型水田3枚を対象に、アカスジよりも大型なクモを多数採集し、クモ個体ごとにアカスジのDNAマーカーを用いた胃内容分析を行った。その結果、胃内容からアカスジDNAが検出されたクモ個体は、アシナガグモ科で平均5%、コモリグモ科で平均15%であった。このことは、これらのクモ類がアカスジを高頻度に捕食しているこどを示唆するものである。次にこれら2グループのクモのアカスジの消化速度を測定するため、室内実験を行った。その結果、アシナガグモ科は1日に平均0.5匹のアカスジを消化するのに対し、コモリグモ科は1日に平均0.14匹消化することがわかった。21年度は、さらに多くの環境保全型水田において各クモグループによるアカスジ捕食率を調べ、消化速度と考え併せて土着天敵としての重要性を明示的に評価する。21年度は、環境保全型水田におけるクモ類によるアカスジ捕食数を推定するため、クモ類のアカスジ消化速度の推定のための室内実験と、多数の水田から採集したクモ類の胃内容分析を行った。まず実験室において、十分に絶食させたクモ類にアカスジ成虫を捕食させ、DNAの検出率に影響する要因を検討したところ、検出率は捕食後時間が経つにつれて減少し、気温が高いほど早く減少した。捕食されたアカスジのDNAは、25°Cの条件下でアシナガグモ類から最大2日間、コモリグモ類から6日間検出可能であることがわかった。次に、アカスジの密度がさまざまに異なる環境保全型水田20枚を対象に、比較的大型なクモを多数採集し、クモ個体ごとにアカスジのDNAマーカーを用いた胃内容分析を行った。個体ごとに体内のアカスジDNAの有無を調査したところ(総分析クモ1199頭)、アシナガグモ類、アゴブトグモ類、コモリグモ類という3つのクモ類が頻繁にアカスジを捕食していることがわかった。また室内試験で求めた捕食後時間とDNA検出率との関係から、水田のクモが捕食するアカスジの数を推定した。

3グループすべてでクモ1頭1日当たりの推定捕食数は水田内のアカスジの密度が高いほど多い傾向が見られたが、アシナガグモ類とコモリグモ類では飽和が認められた。これら2グループのクモ類は最大3-7%の個体が1日につき1匹のアカスジを捕食することがわかった。今後は、これらの結果を統合してクモ類が水田内のアカスジの密度に与える影響を評価する。