hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光学活性ポリシランのプローブ顕微鏡による孤立・会合形態とらせん反転現象の直接観察

平成17年度は所属機関である奈良先端科学技術大学院大学において、光学活性ポリシランのプローブ顕微鏡による孤立・会合形態とらせん反転現象の直接観察という研究テーマを遂行し、以下の研究成果が得られた。1.会合形態において、一方向巻きの超らせん会合構造を原子間力顕微鏡によって確認することができた。生体システムの中の構造タンパクやDNAは分子レベルのキラリティを情報として一方向の超らせん会合システムを構築している。本研究成果は、合成らせん高分子によって、生体中で実現されているような超らせん構造の形成を実現できたものと考えている。これは人類が長年疑問に抱いてきた、自然界のホモキラリティの起源にも関連するものと考えられ、弱い分子間力しか働かないポリシランは会合体形成のメカニズムを理解する上で理想的な高分子であると言える。また、ポリシランのみならず、キラルフタロシアニンの分子集合体においても分子のキラリティに対応したそれぞれ一方向の超らせん構造が形成されることを高解像度AFM観察から明らかにした。2.側鎖にフッ素置換基を有するキラルポリシランにおいて、分子量による単一分子鎖のモルフォロジー変化を確認した。すなわち、低分子量成分では剛直ロッド、高分子量成分ではサークル状のポリマー構造を確認した。さらにこれらの中間の分子量においては、半円状のポリマー構造が確認された。溶液中で(合成段階)既に形成された構造かどうかは不明であるが、持続長が大きく関係していることは明らかであり、今後、化学構造の最適化により、より合目的的に単一分子鎖の形態を制御できることが期待される。エネルギー損失に関わる末端がないサークル構造は、均一なデバイス特性を発揮するためのナノ構造単体として重要であると考えられる。本年度は光学活性ポリシランのプローブ顕微鏡による孤立・会合形態とらせん反転現象の直接観察を遂行するために、固体状態での熱、分光測定とプローブ顕微鏡観察を中心に研究を行い、熱・光学・構造特性に関する以下の結果が得られた。1.固体状態におけるらせん反転温度は、分子量に強く依存していた。2.分子量の制御によって、固体薄膜状態での加熱・冷却サイクルにおける円偏光符号反転型(inversion)スイッチ特性及び一回書き込み多数読み出し型(write-once read-many-times, WORM)メモリ特性の実現に成功した。3.分子量のみならず、冷却条件を制御することで書き換え可能型(re-writ-able, RW)メモリ特性の実現にも成功した。4.会合形態において、分子量の大きな領域では孤立分子鎖のキラリティを起源とする一方向巻きの超らせん構造が形成されることを見出した。光学活性を合目的的に制御することは、円偏光の極性(符号)あるいは強度を利用したスイッチおよびデータストレージのアプリケーション開発にとって極めて重要である。現在、溶液中の研究において、精密に設計された光学活性な有機分子(高分子化合物を含む)のスイッチあるいはメモリ特性が報告されている。しかしながら、光学活性のスイッチ・メモリ特性を示す高分子材料からなる、より多目的かつ簡便な固体フィルムは現在までに見い出されておらず、重要な発見をしたと考えられる。また、光学活性特性に大きな分子量依存性が認められたことは、他のらせん高分子においても見い出すことができる普遍的な現象であると考えられる。実用的な観点からは、固体状態、そして比較的低温で動作するということを考慮すると、将来的に円偏光を読み出し/書き込みに用いるデバイス開発において重要な知見を与えるものと考えられる。さらに今年度に得られた成果は、固体状態においてらせん反転が起こるということを示しており、プローブ顕微鏡によるらせん反転現象の直接観察が可能であることを支持している。平成16年度は所属機関である奈良先端科学技術大学院大学において、光学活性ポリシランのプローブ顕微鏡による孤立・会合形態とらせん反転現象の直接観察という研究テーマを遂行し、以下の研究成果が得られた。1.光学活性の合目的的かつ簡便な制御手法の開拓は、円偏光や旋光性の符号や強度変調を利用したスイッチやデータストレージ等の光情報処理システムを構築する上で重要な課題の一つである。今回、溶液中-20°Cでらせん反転するポリシランを用いて固体フィルムを作製した。その結果、分子量と冷却速度のタンデム制御で、円偏光の反転スイッチ、一回書込み多数回読出しモード(Write-Once-Read-Many-Times, WORM)と書換え可能モード(Re-Writable, RW)の全てを実現できた。2.会合形態において、一方向巻きの超らせん会合構造を原子間力顕微鏡によって確認することができた。今回得られた研究成果は、光学活性ポリシランのプローブ顕微鏡による孤立・会合形態とらせん反転現象の直接観察という研究テーマにおける極めて重要な基礎的知見を与えるものである。本テーマにおいて、今後より詳細な情報、興味深い現象の発見が期待できる。

生体システムの中の構造タンパクやDNAは分子レベルのキラリティを情報として一方向の超らせん会合システムを構築している。本研究成果は、合成らせん高分子によって、生体中で実現されているような超らせん構造の形成を実現できたものと考えている。これは人類が長年疑問に抱いてきた、自然界のホモキラリティの起源にも関連するものと考えられ、弱い分子間力しか働かないポリシランは会合体形成のメカニズムを理解する上で理想的な高分子であると言える。また、ポリシランのみならず、キラルフタロシアニンの分子集合体においても分子のキラリティに対応したそれぞれ一方向の超らせん構造が形成されることを高解像度AFM観察から明らかにした。2.側鎖にフッ素置換基を有するキラルポリシランにおいて、分子量による単一分子鎖のモルフォロジー変化を確認した。すなわち、低分子量成分では剛直ロッド、高分子量成分ではサークル状のポリマー構造を確認した。さらにこれらの中間の分子量においては、半円状のポリマー構造が確認された。溶液中で(合成段階)既に形成された構造かどうかは不明であるが、持続長が大きく関係していることは明らかであり、今後、化学構造の最適化により、より合目的的に単一分子鎖の形態を制御できることが期待される。エネルギー損失に関わる末端がないサークル構造は、均一なデバイス特性を発揮するためのナノ構造単体として重要であると考えられる。
銀触媒を用いたハロゲン化アルキルを基質とする炭素-炭素結合生成反応の開発

インデン骨格は多くの生理活性物質や有機電子材料にみられるものであり、インデンの1位と3位にそれぞれ位置を制御して異なるアルキル基を導入することができれば有用な手法となる。そこで、銀触媒によるハロゲン化アルキルとインデニルリチウム反応剤のカップリング反応を利用して、二つの異なるアルキル基を位置を制御して置換させた1,3-ジアルキルインデン誘導体の合成について検討を行った。5モルパーセントの臭化銀存在下、カップリング生成物である1位に1,1-ジメチルノニル基が置換したインデン誘導体から調製したインデニルリチウムを第二級臭化アルキルに作用させたところ、1位に第二級アルキル基、3位に第三級アルキル基が置換したインデン誘導体が、ジアルテレオマー比1/1、44%の収率で得られた。次に、本銀触媒反応の反応機構について検討を行った。臭化銀を量論量用いて反応を行ったところ、臭化銀に対して1当量のインデニルリチウムを用いた場合は全く反応が進行せずに原料が回収されるのみであった。これに対し、2当量のインデニルリチウムを用いた場合はカップリング反応が進行し、90%の収率で対応するカップリング体が生成した。またこのとき、インデニルリチウムのホモカップリング体が、用いた臭化銀の約半量生成した。これらのことから本反応の反応機構は、系中でまず臭化銀がインデニルリチウムによって0価に還元され、さらにもう1当量のインデニルリチウムが反応することで0価の銀のアート錯体が生成する。このアート錯体からハロゲン化アルキルへの一電子移動が起こり、アルキルラジカル中間体が生成する。それが1価の銀錯体によって捕捉され、生じた銀錯体からの還元的脱離によってカップリング体が生成し、このとき生じた0価の銀に対して系中に存在するインデニルリチウムが作用することで再び銀のアート錯体が再生するものと考えられる。銀触媒が臭化アルキルとアルキルあるいはアリールグリニャール反応剤の交差カップリング反応に対して効率的な触媒であることを見いだした。この反応を利用することで、通常合成することが難しい有機化合物を簡便に合成することができた。詳細な実験操作としては、アルキルグリニャール反応剤との交差カップリング反応はアルゴンガス雰囲気下で、10モル%の臭化銀とフッ化カリウム存在下-10°Cで、基質である臭化アルキルのジエチルエーテル溶液にアルキルグリニャール反応剤を滴下し、その後さらに15時間撹拌するものである。アリールグリニャール反応剤との交差カップリング反応の場合は、10モル%の臭化銀と亜リン酸トリフェニル存在下、臭化アルキルのヘキサン溶液にアリールグリニャール反応剤を滴下し、その後5時間加熱還流条件で撹拌するものである。これらの反応により、対応するアルキル化体およびアリール化体がそれぞれ収率良く生成した。有機金属反応剤とハロゲン化アルキルの両方にβ-水素を有する化合物を遷移金属触媒による交差カップリング反応の基質に用いることは、反応の中間に生じるアルキル遷移金属中間体のβ-水素脱離反応が速いために極めて困難である。これに対し、本反応ではすみやかに交差カップリング反応が進行し、目的とするカップリング体を良好な収率で得られるため、有機合成上有用な反応である。また、交差カップリング反応の触媒として研究例の少ない銀塩を遷移金属触媒として用いる本研究は、近年盛んな研究が行われている交差カップリング反応に対して新しいアプローチを提案しており、大変重要なものである。銀触媒によるハロゲン化アルキルを基質とした反応の適用範囲を広げることを目的として、ハロゲン化アルキルと有機リチウムの反応に対する銀触媒の効果について検討を行った。有機リチウムとハロゲン化アルキルの反応において、第三級ハロゲン化アルキルを用いることは、その立体的かさ高さからこれまで困難であった。これに対し、5モルパーセントの臭化銀存在下、(3-ブロモ-3-メチルブチル)ベンゼンに対し、ジエチルエーテル溶媒中0度で2当量のインデニルリチウムを作用させ、10時間反応させると、目的とするカップリング体が86%の収率で生成した。本反応は基質として鎖状、ならびに環状の第二級臭化アルキルを用いても、加熱還流条件を必要としたが、それぞれ対応するカップリング体が良好な収率で生成した。基質として、シス体とトランス体の比が84対16の4-tert-ブチル-1-メチルシクロヘキシルブロミドを用いると、原料の立体化学は失われ、生成したインデン誘導体はシス体とトランス体の比が35対65の異性体混合物となったことから、本反応では中間体としてsp2炭素中間体が関与していることが示唆された。さらに、フルオレンにブチルリチウムを作用させて得られる有機リチウムに対しても、触媒量の臭化銀存在下、ハロゲン化アルキルとのカップリング反応が進行し、良好な収率でフルオレンとのカップリング体が生成した。インデン骨格は遷移金属触媒の配位子や、生理活性物質のなかにも多くみられるため、本反応は近年盛んに研究が行われている遷移金属触媒によるカップリング反応に対する新しいアプローチを提案するものであるとともに、有機合成反応としても大変有用なものである。

5モルパーセントの臭化銀存在下、カップリング生成物である1位に1,1-ジメチルノニル基が置換したインデン誘導体から調製したインデニルリチウムを第二級臭化アルキルに作用させたところ、1位に第二級アルキル基、3位に第三級アルキル基が置換したインデン誘導体が、ジアルテレオマー比1/1、44%の収率で得られた。次に、本銀触媒反応の反応機構について検討を行った。臭化銀を量論量用いて反応を行ったところ、臭化銀に対して1当量のインデニルリチウムを用いた場合は全く反応が進行せずに原料が回収されるのみであった。これに対し、2当量のインデニルリチウムを用いた場合はカップリング反応が進行し、90%の収率で対応するカップリング体が生成した。またこのとき、インデニルリチウムのホモカップリング体が、用いた臭化銀の約半量生成した。これらのことから本反応の反応機構は、系中でまず臭化銀がインデニルリチウムによって0価に還元され、さらにもう1当量のインデニルリチウムが反応することで0価の銀のアート錯体が生成する。このアート錯体からハロゲン化アルキルへの一電子移動が起こり、アルキルラジカル中間体が生成する。それが1価の銀錯体によって捕捉され、生じた銀錯体からの還元的脱離によってカップリング体が生成し、このとき生じた0価の銀に対して系中に存在するインデニルリチウムが作用することで再び銀のアート錯体が再生するものと考えられる。
口腔癌の血中Angiostatin濃度,腫瘍血管新生と遠隔臓器転移についての研究

日本歯科大学新潟歯学部付属病院第2口腔外科において過去5年間に治療を行った口腔癌患者59例の初回生検時標本について抗CD31モノクローナル抗体を用いた免疫染色により腫瘍血管新生と遠隔臓器転移との間に有為な関連があり,遠隔臓器転移の予測因子として有用であることを平成11年の第44回日本口腔外科学会総会において報告した.また,腫瘍血管新生,癌抑制遺伝子p53,組織学的悪性度と頸部転移,5年生存率との関連について平成12年の第45回日本口腔外科学会総会において報告した.血清中のAngiostatinの単離と濃度測定を試みたが,plasminogen levelが高く不可能であった.1999年にLinderら(Kalrolinska Institute)は尿中のアルブミン濃度がAngiostatin濃度と有為な関連(p=0.003)があると報告した.この報告をもとに口腔領域悪性腫瘍8例10検体の尿中のアルブミン濃度について測定したところ肺転移をきたした症例ではAngiostatinと有為な関連があるとされる尿中のアルブミン濃度が手術前に異常高値を示し,手術後に改善傾向を認めた.このことから腫瘍が摘出されたことにより,腫瘍血管新生因子のみならず抑制因子であるAngiostatinが産生されなくなり,転移巣での血管新生因子と血管新生抑制因子の両者の均衡の状態が崩れたために肺転移が顕在化したこと考えられた.Angiostatinと尿中のアルブミン濃度と遠隔転移との関連については平成13年の日本口腔外科学会総会において報告する予定である.また,Angiostatinモノクローナル抗体(GF47)を用いた免疫染色を行っており,腫瘍におけるAngiostatinの局在と尿中のアルブミン濃度,遠隔転移との関連について検討しており,日本口腔外科学会総会において報告する予定である.日本歯科大学新潟歯学部付属病院第2口腔外科において過去5年間に治療を行った口腔癌患者59例の初回生検時標本について抗CD31モノクローナル抗体を用いた免疫染色により腫瘍血管新生と遠隔臓器転移との間に有為な関連があり,遠隔臓器転移の予測因子として有用であることを平成11年の第44回日本口腔外科学会総会において報告した.また,腫瘍血管新生,癌抑制遺伝子p53,組織学的悪性度と頸部転移,5年生存率との関連について平成12年の第45回日本口腔外科学会総会において報告した.血清中のAngiostatinの単離と濃度測定を試みたが,plasminogen levelが高く不可能であった.1999年にLinderら(Kalrolinska Institute)は尿中のアルブミン濃度がAngiostatin濃度と有為な関連(p=0.003)があると報告した.この報告をもとに口腔領域悪性腫瘍8例10検体の尿中のアルブミン濃度について測定したところ肺転移をきたした症例ではAngiostatinと有為な関連があるとされる尿中のアルブミン濃度が手術前に異常高値を示し,手術後に改善傾向を認めた.このことから腫瘍が摘出されたことにより,腫瘍血管新生因子のみならず抑制因子であるAngiostatinが産生されなくなり,転移巣での血管新生因子と血管新生抑制因子の両者の均衡の状態が崩れたために肺転移が顕在化したこと考えられた.Angiostatinと尿中のアルブミン濃度と遠隔転移との関連については平成13年の日本口腔外科学会総会において報告する予定である.また,Angiostatinモノクローナル抗体(GF47)を用いた免疫染色を行っており,腫瘍におけるAngiostatinの局在と尿中のアルブミン濃度,遠隔転移との関連について検討しており,日本口腔外科学会総会において報告する予定である.最近5年間の口腔癌症例について,臨床的にはT分類と,病理組織学的には生検時標本の組織学的悪性度と頸部リンパ節転移および遠隔臓器転移との関連について検討し,T分類と頸部リンパ節転移,遠隔臓器転移との間に明確な関連は認めなかったが,Anneroth分類による組織学的悪性度と頸部リンパ節転移,遠隔臓器転移との間に有意な関係を認め,初回生検時標本の組織学的悪性度分類が遠隔臓器転移を予測するうえで有用であることをそれぞれ,平成10年4月の第52回日本口腔科学会総会(愛媛県松山市),平成10年10月の第43回日本口腔外科学会総会(長野県松本市)および平成11年3月の77thgeneralsEssion of IADR,International Association for Dental Research(Canada,Vancouver City)において報告した.また,現在,この症例について,血管新生を調べる目的で,抗CD31モノクーロナル抗体を用いた免疫組織化学染色を施行し,血管内皮細胞を検出中であり,その結果については,平成11年の第44回日本口腔外科学会総会において報告する予定である.患者血清については,当初より保管していた検体にさらに最近の口腔癌症例の検体を加えた.この血清中の血管新生抑制性蛋白濃度測定については,Harvard大学と現在,打ち合わせ中であるが,さらに,検体数を加えたうえで測定したいと考えている.過去5年間(1993年1997年)に日本歯科大学新潟歯学部付属病院第2口腔外科を初診来院し,治療を行った口腔扁平上皮癌患者59例について,生検時標本を抗CD31モノクローナル抗体を用いた免疫組織化学染色を行うことにより腫瘍血管新生と遠隔臓器転移との関連について検討した.遠隔臓器転移は59例中7例(11.9%)に認めた.

7例の内訳は,口底T1症例1例,舌T2症例1例,T3症例2例,下顎歯肉T3症例1例,上顎歯肉T3症例1例,T4症例1例であった.腫瘍血管新生は抗CD31モノクローナル抗体による免疫組織化学染色で,血管内皮細胞を検出し,基底細胞層相当部に接する血管と腫瘍胞巣間に介在する血管を同一部位のH-E染色標本と対比しながら,100倍率の視野で血管分布密度として算出した.その結果,遠隔臓器転移を認めた症例では,遠隔臓器転移がなかった症例にくらべ,血管分布密度が有意に高値を示し(p<0.005),遠隔臓器転移の予測因子として有用であることがわかり,平成11年10月の第44回日本口腔外科学会総会(東京都江東区,東京国際展示場)において報告した.血管新生抑制性蛋白Angiostatinについて,これまで様々な方法で血清中の濃度の測定を試みたが,プラスミノーゲンのレベルが高く,困難であった.そこで,現在は,尿中のAngiostatinの測定と腫瘍摘出組織でのAngiostatinの局在の確認を試みており,尿中の血管新生抑制性蛋白と免疫組織学染色による腫瘍の血管新生や遠隔臓器転移との関連について検討し,報告する予定である.なお,尿については,当初より凍結保存してある検体があり,さらに検体数を加え測定を試みている.日本歯科大学新潟歯学部付属病院第2口腔外科において過去5年間に治療を行った口腔癌患者59例の初回生検時標本について抗CD31モノクローナル抗体を用いた免疫染色により腫瘍血管新生と遠隔臓器転移との間に有為な関連があり,遠隔臓器転移の予測因子として有用であることを平成11年の第44回日本口腔外科学会総会において報告した.また,腫瘍血管新生,癌抑制遺伝子p53,組織学的悪性度と頸部転移,5年生存率との関連について平成12年の第45回日本口腔外科学会総会において報告した.血清中のAngiostatinの単離と濃度測定を試みたが,plasminogen levelが高く不可能であった.1999年にLinderら(Kalrolinska Institute)は尿中のアルブミン濃度がAngiostatin濃度と有為な関連(p=0.003)があると報告した.この報告をもとに口腔領域悪性腫瘍8例10検体の尿中のアルブミン濃度について測定したところ肺転移をきたした症例ではAngiostatinと有為な関連があるとされる尿中のアルブミン濃度が手術前に異常高値を示し,手術後に改善傾向を認めた.このことから腫瘍が摘出されたことにより,腫瘍血管新生因子のみならず抑制因子であるAngiostatinが産生されなくなり,転移巣での血管新生因子と血管新生抑制因子の両者の均衡の状態が崩れたために肺転移が顕在化したこと考えられた.Angiostatinと尿中のアルブミン濃度と遠隔転移との関連については平成13年の日本口腔外科学会総会において報告する予定である.また,Angiostatinモノクローナル抗体(GF47)を用いた免疫染色を行っており,腫瘍におけるAngiostatinの局在と尿中のアルブミン濃度,遠隔転移との関連について検討しており,日本口腔外科学会総会において報告する予定である.
飛ばないアリ共生型ブラムシの翅形成と維持に関する研究

Tuberculatus属アブラムシにおいて,アリと共生する種は,アリと共生しない種に比べて,翅や飛翔筋の発達が弱かった。またアリ共生種T. quercicolaは,アリがいる・いないに応じて,飛翔筋が細くなったり太くなったりする可塑性を持っていた。アリ共生型アブラムシは飛ぶことよりも,体を大型化し,産子数を増加させる方向に進化し,アリと共生しないアブラムシは少数の子供を少しずっ産み,次から次へと飛んでいく方向に進化したと考えられる。主にコナラ属樹木の葉にコロニーを形成するTuberculatus属アブラムシにはアリ共生種とアリ非共生種が含まれる。本属アブラムシは,寄主非転換性で且つ単為生殖世代の成虫はアリ共生・季節・コロニー内密度に関係なく全て有翅虫となることが知られている。5個のマイクロサテライトDNAマーカーを用いた集団遺伝学的解析の結果から,アリ共生種のT.quercicolaとT.sp.Aの集団遺伝構造は著しく局所的な特徴を示し,これらの種が翅を持つにもかかわらず,移動や分散をほとんど行っていないことが示唆された。これらのことから,アリ非共生種と比べて,T.quercicolaは飛ぶためのエネルギーが体サイズに比して低くなっていることが考えられる。アリ共生と脂質含有量割合の関係を調べるために,野外のカシワの葉上で飼育したアリ共生種T.quercicolaと非共生種T.paikiを対象に脂質重量を7月から9月まで経時的に測定した。その結果,7月の時点ではアリ共生種T.quercicolaの脂質割合は非共生種T.paikiに比べて低かったが,日照不足や多雨のために非共生種T.paikiが殆ど発生せず,処理反復数が十分でなかったために,統計的な有意差は得られなかった。8-9月では両種の脂質割合に差はなかった。T.quercicolaはT.paikiに比べ,季節進行とともに体サイズが小さくなる傾向が見られた。これは寄主植物の栄養レベルの低下がアリ非共生種よりも直接的に影響を与えていることが考えられた。主にコナラ属樹木の葉にコロニーを形成するTuberculatus属アブラムシは,国内にアリ共生型9種とアリ非共生型11種が確認されている。先行研究の結果から,アリ共生種のT.quercicolaとT.sp.Aの集団遺伝構造は著しく局所的な特徴を示し,これらの種が翅を持つにもかかわらず,移動や分散をほとんど行っていないことが明らかになっている。アリ随伴には捕食者からの保護というベネフィットがあるので,飛翔しないことは適応的な意義がある。しかしながら,翅自体に機能的な意義があるのかどうかは不明のままである。そこで今年度は,(1)Tuberculatus属アブラムシ20種を対象に,翅面積に対する体の体積の割合(wing loading)を算出し,系統的交絡を除去した方法で種間比較を行った。さらに,(2)アリ共生型T.quercicolaと非共生型T.paikiの相対的な中性脂質含有量と飛翔筋発達度合いを比較した。その結果,(1)系統的種間比較法からは,アリ共生型アブラムシのwing loadingは非共生型に比べ,有意に大きいことが示された。つまりアリ共生型アブラムシは,翅面積に比して体が大型化しており,飛びにくい体になっていると考えられた。また(2)中性脂質含有量は2種間で有意差はなかったが,T.quercicolaの飛翔筋は相対的に発達が弱かった。つまり燃料には差はなかったが,エンジンには有意差があったといえる。これらの結果から,アリ共生型アブラムシにおいて,栄養投資は翅形成やその維持よりも胚子数増大に割かれていることが示唆された。アリ共生型アブラムシは,進化の過程で飛びにくい体型になってきたと考えられるが,飛翔器官がアリ共生により直接的に影響を受けているかどうかは不明のままであった.そこで,カシワホシブチアブラムシTuberculatus quercicolaを材料にして,以下の実験を行った.野外の4本のカシワから,Y字型に分岐している枝を21カ所選び,アブラムシをアリ共生・除去の条件で飼育した.それぞれの条件下で成長したアブラムシが羽化してから2日以内の個体を採集し,中胸の長さ,翅面積,中胸の面積,そして飛翔筋の面積を比較した.それぞれの形質は体長で補正した.その結果,アリ共生下で飼育したアブラムシの飛翔器官は,アリ除去下のものより有意に小さくなっていた.これらの結果から,カシワホシブチアブラムシの飛翔器官は,アリ共生によって発達が抑制されるが,アリがいない条件では発達が可能という柔軟性を持つことが分かった.アリ共生下のカシワホシブチアブラムシは,アリ除去下に比べて,甘露排出行動が約2倍まで増加することが知られている.

その結果,カシワホシブチアブラムシは篩管液の消化不良に陥り,アミノ酸が甘露中に流入してしまう.つまりアミノ酸不足から生じるタンパク質合成の低下が,飛翔器官の未発達を引き起こしている可能性が考えられる.カシワホシブチアブラムシの移動・分散は,アリ共生下で制限されていることを考慮すると,体サイズ全体を小さくするより,使用頻度の低い飛翔器官への栄養投資を割いた方が適応的であると推測される.本研究は,アブラムシとアリの共生関係において,アブラムシが被るコストが体サイズや胚子数減少だけではなく,移動や分散にも直接的に負の影響を及ぼしていることが明らかになった。
造血器腫瘍における遺伝子の脱メチル化状態に関する研究

がん細胞における遺伝子の脱メチル化状態については,遺伝子発現との関係についての報告が散見されるが,シトシン残基の脱メチル化により、DNAはより不安定な状態になっていると考えられ,遺伝子再構成やその発現と深い関わりを持つことが想定される。そこで遺伝子の脱メチル化が遺伝子再構成に作用し.腫瘍細胞の特性を規定しているのではないかと考え,造血器腫瘍における遺伝子再構成とその部位におけるDNAの脱メチル化状態の関係を明らかにする目的で以下の研究を行なった。まず、T細胞受容体β鎮遺伝子(以下TCR-β)はT細胞において再構成が認められることが知られているが,B細胞系腫瘍や骨髄性白血病細胞においても再構成が認められることより、TCR-βの再構成と脱メチル化様式について検討した。その結果TCR-βの再構成には,心ず再構成側対立遺伝子の脱メチル化が関与しており,この変化が細胞特性と相関していることが明らかになった。次に,フィラデルフィア陽性白血病と関連の深いMajor breakpoint cluster region(M-BCR)遺伝子について,再構成と脱メチル化様式について検討したところ,白血病細胞の細胞系列,分化段階によってメチル化様式が異なることが判明した。以上の事実より、DNAの脱メチル化という現象は,造血器腫瘍の生物学的特性を規定している可能性が示唆された。今回の検討では,遺伝子発現との関連については,明らかではないが,DNAの脱メチル化という現象を広義のゲノム構造のダイナミクスの一つとしてとらえると,DNA結合蛋白質との相互関係を考える上で興味深い。
生体細胞の凍結・解凍におけるミクロ挙動と生存状態の推定

生体細胞の凍結保存は低温化と活性水分の低減により生存状態の長期維持を図るものであるが、冷却の過程で各種の機械的・膠質的損傷が生じる。したがって、凍結保存に対する伝熱的研究をおいては、(1)マクロ的な冷却操作、(2)細胞内外での氷晶形成や濃縮を伴う細胞の変形など、細胞レベルでのミクロ挙動、さらには(3)これらの状態のもとで分子レベルでの細胞の生死などの階層を、それぞれ連結することが課題となる。本研究課題はこのような観点から進めるものであり、前年度は主として(2)と(3)の連結に関する実験的な追究を行った。本年度は階層の中位にある(2)について検討し、特に細胞内の氷晶形成をより高い解像度で記述する速度論を追究すると共に、最終目的である(1)(3)を連結したミクロ速度論を展開した。本年度の研究成果は以下のように集約される。(1)小麦プロトプラストを供試したin vitroな凍結実験を行い、細胞外氷晶が膜表面での不均質核生成を発生させる要因であり、また、細胞膜の収縮はその作用を抑制することが明らかにされた。(2)膜表面での不均質核生成(Surfec catalyzed nucleation:SCN)モデルに上記の動的因子を組み込んだ細胞凍結モデルが提示され、その有効性が検証された。(3)各階層に対する記述を連結させ、マクロな伝熱過程を決定する操作パラメータ(冷却速度、凍害防御剤の濃度)ならびに生物試料(膜透過係数、組織体寸法)に対して凍結後の細胞の生残率を得るモデルが構築され、これによりマクロとミクロを連成した輸送現象論の確立が概ね達成された。生体細胞の低温保存は,低温化と活性水分の低減により長期保存を図るものである.しかし,低温化の過程で細胞の脱水・濃縮,過冷却状態からの細胞内氷晶の形成などのミクロ現象が生じ、これが細胞の生存状態に関わる損傷をもたらす.したがって,これらの挙動を組み込んだミクロスコピックな輸送現象論のもとで細胞の生存を追求する必要がある.そこで本年度は,小麦プロトプラストに膜透過型の凍害防御剤であるGlycerol供試した凍結・解凍実験を行い,細胞内外のミクロ挙動と損傷について検討すると共に,細胞のガラス化のための操作条件を実験的に追究し,以下の結論を得た.(1)1段冷却法による凍結実験を行い,冷却速度が大きいほど浸透圧差による水分移動の時間が短くなるため細胞の脱水量は減少し,細胞の凍結確率は高くなる.(2)細胞膜透過型の凍害防御剤であるGlycerolを添加しすることにより,細胞凍結が緩速冷却の領域で大幅に抑制されることが判った.(3)細胞のガラス化を意図して,2段冷却実験を行った.具体的には,Glycerolを浸透させることにより細胞に凍結耐性を付与してから、まず細胞外凍結の状態で緩速に冷却し,凍結脱水して細胞内濃度を高める(1st stage).その後,急冷し,核生成を回避しながらガラス化温度まで到達させる(2nd stage).このような2段冷却法による凍結実険では,フラッシングを起こさず,細胞を準安定なガラス化状態へ移行させることが可能であることが確認された.(4)細胞のガラス化現象を組み込んだ凍結モデルが提示された.(5)細胞内での氷晶形成は致命的であること,またガラス化する過程での損傷はほとんどないことが明らかにされた.生体細胞の凍結保存は低温化と活性水分の低減により生存状態の長期維持を図るものであるが、冷却の過程で各種の機械的・膠質的損傷が生じる。
悪性黒色腫随伴網膜症の分子病態の解析と臨床応用

悪性黒色腫随伴網膜症と同様に網膜変性を生じるモデル動物であるRCSラット(Royal College of Surgeons Rat)、P23HラットおよびS334terラットに対しアントシアニン1mg/kg/dayを連日経口投与し、効果を検討したところ、アントシアニン投与群では組織学的にはRCSラットとP23Hラットの外顆粒層の厚さが有意に保たれていた。また、TaqMan[○!R]PCRを用いたapoptosis pathwayの諸因子の変化を転写レベルで検討したところ、RCSラットにおいてはcas8の発現がcontrolに比べて有意に減少していた。以上から、ある種の網膜変性に対してはアントシアニンは効果があると考えられた。悪性黒色腫随伴網膜症は悪性黒色腫に随伴する網膜症であり、遺伝的に網膜変性を生じる網膜色素変性や機械的傷害で引き起こされる光傷害網膜変性と病態に類似性がみられる。そこで、同様に網膜変性を生じるモデル動物であるRCSラット(Royal College of Surgeons Rat)およびP23Hラットを用いて、基礎研究を行った。イソプロピルウノプロストン(以下ウノプロストン)は現在抗緑内障点眼薬として臨床で使用されているプロスタグランジン系薬剤であり、薬理作用として視神経乳頭部及び後極部網膜の血流量増加による神経保護効果がある。この作用は網膜細胞にアポトーシスを起こす網膜変性疾患に対しても網膜保護効果を及ぼす可能性が示唆される。そこで、ウノプロストンの網膜保護効果を調べるために、網膜変性モデルラットにウノプロストンを連日投与して、その機能的及び形態学的変化について検討した。方法は、3週齢のRCSラット及びP23Hラット(ヘテロ)にウノプロストン点眼液を1日2回、2週間連続投与した。また、コントロールとして基剤の点眼投与を同様に行った。結果、ERGによる機能的評価では、P23Hラットにおいてウノプロストン投与群が基剤投与群よりもb波の振幅が有意に保たれていた。RCSラットでは明らかな差は見られなかった。また、光学顕微鏡による組織学的評価では、P23Hラットの外顆粒層の厚さがウノプロストン投与群で有意に保たれていた。TaqMan[○!R]PCRでは、いずれのラットにおいてもApoptosis pathwayの諸因子に差は見られなかった。以上から、ウノプロストン投与により、ある種の網膜変性モデル動物でも機能的及び組織学的変化の抑制がみられ、その有効性が示唆された。しかし、caspase等のアポトーシス関連遺伝子の発現に影響を与えなかった。したがって今後更に長期投与における分子レベルでの薬効についても検討を要すると考えられた。そこで、同様に網膜変性を生じるモデル動物であるRCSラット(Royal College of Surgeons Rat)、P23HラットおよびS334terラット用いて、基礎研究を行った。カエル錐体をもちいたin vitroの試験で、カシス中のアントシアニン成分がロドプシンの再生を促進したという報告があるが、今回、これらのモデル動物に対するアントシアニンの効果を検討するために以下の研究を行った。1) RCSラットに対してカシスより抽出したアントシアニン1mg/kg/dayを生後3週から4週まで連日経口投与し生後4週目に評価2) P23Hラットに対して生後4週から8週まで同様に経口投与し、生後6、8週目に評価3) S334terラットに対して生後10日から20日まで同様に経口投与し生後20日に評価対照には基剤のみを投与したものを用い、同様に計測した。これらを、光学顕微鏡による組織学的検討、網膜電図(ERG)による機能評価、TaqMan^RPCRを用いたapoptosis pathwayの諸因子の変化を転写レベルで検討した。この結果、組織学的にはRCSラットとP23Hラットの外顆粒層の厚さが有意に保たれていたが、S334terラットでは効果がなかった。網膜電位図では、RCSラットとP23Hラットにおいてb波の振幅の低下が抑制されていた。TaqMan^[○!R]PCRを用いたapoptosis pathwayの諸因子の変化を転写レベルで検討したところ、RCSラットにおいてはcas8の発現がcontrolに比べて有意に減少していたが、その他の因子については変化はみられなかった。S334ter, P23Hラットにおいてはいづれの因子も有意な変化はみられなかった。以上から、ある種の網膜変性に対しては効果があるものの、その病態は未だ不明であり、今後さらなる検討を有すると思われた。
エピゲノム変化を指標とした新しい食事評価研究手法（エピゲノム食事学）の確立

本研究では、現時点で適切な摂取量の評価指標がないリンについて、継続的なリン過剰摂取により引き起こされるリン代謝調節関連遺伝子のエピゲノム変化を指標とし、日常的に摂取する食事中のリンについて質的・量的に評価する技術を開発しようというものである。本年度は、リン摂取量とリン代謝調節関連遺伝子のエピゲノム変化との関連解析では、マウスモデルを用い、妊娠前および妊娠期の高リン食摂取によりリン代謝調節ホルモンである線維芽細胞増殖因子23(FGF23)の発現調節系の中心となる骨においてDNAメチル化関連遺伝子であるDNMTsおよびTetの発現が低下することをを生じることを見出した。この効果は、里親試験によっても確認でき、高リン食がエピゲノム変化による発現調節に影響を及ぼすことがあきらかとなった。また、高リン負荷指数食品(高PI食品)摂取量の評価手法の開発では、昨年度開発したより簡便に日常的なリン摂取量を評価する評価方法を用いることで、血清FGF23を指標に習慣的な高PI食品の摂取を把握できることを明らかにした。当初、高リン食の持続的な摂取は、腎臓で発現するα-klotho遺伝子に対するエピゲノム変化を引き起こすと考えていたが、本研究課題において研究を進めた結果、α-klotho遺伝子よりもそれを共役受容体として作用するホルモンである骨のFGF23の発現調節系に及ぼす影響の方が大きいことが明らかになり、FGF23遺伝子がよりエピゲノム変化を検出するための指標となる可能性が考えられた。また、日常的なリン摂取量を簡便に評価する方法を開発し、FGF23を指標にすることで、生体へのリン負荷状況を評価することができると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、現時点で適切な摂取量の評価指標がないリンについて、継続的なリン過剰摂取により引き起こされるリン代謝調節関連遺伝子のエピゲノム変化を指標とし、日常的に摂取する食事中のリンについて質的・量的に評価する技術を開発しようというものである。当該目的を達成するために、リン過剰による健康障害発現の原因と考えられるα-klotho遺伝子の発現低下の分子メカニズム、特にエピゲノム変化による遺伝子発現制御機構やライフステージ毎の影響の違いを明らかにすることを試みた。その結果、マウスを用いた検討において、成長期に高リン食を継続的に投与するとα-klotho遺伝子の発現低下が認められるとともに、その後、通常のリンを含む食餌に変更し飼育してもα-klothoの発現が回復せず、低下したままとなった。このことは、継続的なリン摂取によりα-klotho遺伝子がエピゲノム修飾され遺伝子発現が抑制されることを示す結果であった。一方、妊娠期に継続的に高リン食を与えた後に生まれた仔マウスのα-klotho発現には、コントロール食と比べて有意な差は認められなかったが、リン代謝調節因子であるFGF23や腎臓のリン酸トランスポーターの発現量に有意な差を認めた。以上のことから、継続的な高リン食摂取によるα-klothoのエピゲノム制御には、ライフステージによる違いが認められた。さらに、α-klotho遺伝子プロモーター領域のエピゲノム修飾について検討したところ、転写開始点近傍のCpG領域においては有意なDNAメチル化の違いを認めることはできなかった。現在、α-klotho遺伝子のプロモーター領域について範囲を広げてDNAメチル化の影響について検討しているところである。また、α-klothoのみならず、FGF23や腎臓のリン酸トランスポーターについても高リン食によるエピゲノム修飾について検討しているところである。本年度は、継続的なリン過剰摂取によるα-klotho遺伝子のエピゲノム変化についてライフステージ毎の違いを検討することを目指していた。エピゲノム修飾と考えられる遺伝子発現の違いを見出すことができたが、特定のエピゲノム修飾(DNA)メチル化について、同定するには至らなかった。これまでの他の研究成果を基に、もっとも可能性の高い部位を標的として検討したものの、DNAメチル化の違いを見出すことができなかった。ヒトにおける検討については、継続したリン摂取量を評価するための方法について妥当性を検討することまで進めることができた。予定より早く進んでいる部分もある一方で、ヒトのα-klotho遺伝子のDNAメチル化の検討についてもマウスの成果を基にしており、解析が遅れている。以上のことを総合して、やや遅れていると判断した。当該目的を達成するために、本年度は、1、妊娠時、離乳後あるいは成熟後のリン過剰負荷が、α-klotho遺伝子のエピゲノム変化に及ぼす影響および2、ヒトにおけるリン過剰摂取によるα-klotho遺伝子のエピゲノム変化の同定について研究を行った。1、では、妊娠時や離乳後の食事性リン負荷によるエピゲノム変化について検討を進めたところ、妊娠期の母マウスに高リン食を投与し、生まれてきた仔マウスへの影響を解析したところ、新たに骨から分泌されるリン代謝調節ホルモンの分泌量に違いが生じていること、および、骨組織におけるメチル化酵素の誘導が生じていることを明らかにした。このことは、食事性リンによりエピゲノム変化を生じる臓器が骨であることを示唆するものである。現在、このメチル化酵素の標的遺伝子の探索を進めている。

2、については、健常被験者100名を対象として、日常的なリン摂取量を質問票による栄養摂取量調査(BDHQ法あるいは他の質問票)により解析するために、新たな質問票を開発し、その妥当性を検証した。また、これらの方法によりリン摂取量を測定するとともに、それぞれの対象者よりDNAを抽出し、α-klotho遺伝子のエピゲノム変化の解析を進めている。本年度は、継続的なリン過剰摂取によるαーklotho以外のエピゲノム変化について、あらたな標的臓器として骨を見いだすことができ、骨から分泌されるリン代謝調節ホルモンの遺伝子を候補遺伝子とすることができた。また、ヒトにおける日常的なリン摂取状況を把握するための質問票の開発ができたこと、100名を対象に食事調査とメチル化解析のための十分なDNAサンプルの収集ができたことから、概ね順調に進展していると判断した。本研究では、現時点で適切な摂取量の評価指標がないリンについて、継続的なリン過剰摂取により引き起こされるリン代謝調節関連遺伝子のエピゲノム変化を指標とし、日常的に摂取する食事中のリンについて質的・量的に評価する技術を開発しようというものである。本年度は、リン摂取量とリン代謝調節関連遺伝子のエピゲノム変化との関連解析では、マウスモデルを用い、妊娠前および妊娠期の高リン食摂取によりリン代謝調節ホルモンである線維芽細胞増殖因子23(FGF23)の発現調節系の中心となる骨においてDNAメチル化関連遺伝子であるDNMTsおよびTetの発現が低下することをを生じることを見出した。この効果は、里親試験によっても確認でき、高リン食がエピゲノム変化による発現調節に影響を及ぼすことがあきらかとなった。また、高リン負荷指数食品(高PI食品)摂取量の評価手法の開発では、昨年度開発したより簡便に日常的なリン摂取量を評価する評価方法を用いることで、血清FGF23を指標に習慣的な高PI食品の摂取を把握できることを明らかにした。当初、高リン食の持続的な摂取は、腎臓で発現するα-klotho遺伝子に対するエピゲノム変化を引き起こすと考えていたが、本研究課題において研究を進めた結果、α-klotho遺伝子よりもそれを共役受容体として作用するホルモンである骨のFGF23の発現調節系に及ぼす影響の方が大きいことが明らかになり、FGF23遺伝子がよりエピゲノム変化を検出するための指標となる可能性が考えられた。また、日常的なリン摂取量を簡便に評価する方法を開発し、FGF23を指標にすることで、生体へのリン負荷状況を評価することができると考えられた。α-klothoマウスのプロモーター領域について、より広範にDNAメチル化の違いを探索できるMSP法(メチル化特異的PCR法)を用いて候補領域の検索を行い、リン過剰摂取により生じるメチル化領域を同定する。また、α-klotho以外のリン過剰摂取により発現が変化する遺伝子について、それらの遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化についても検討する。さらに、それらを基盤としてヒトにおけるリン過剰摂取を反映するエピゲノム修飾を同定し、リン摂取状況を評価するためのバイオマーカー同定を目指す。
若年者大腸癌の遺伝子解析

1.山梨医科大学第一外科にて切除された進行大腸癌のうち、39歳以下の若年者例10例を対象とし、60歳以上症例10例と癌抑制遺伝子の変化を比較検討した。結果:検索可能例におけるそれぞれのLOHの頻度は次の通りであった。APC:39歳以下群:50%60歳以上群:60%p-53:39歳以下群:75%60歳以上群:66%各遺伝子において年齢によるLOH陽性率は差がなかった。2.同症例に対してp-53蛋白を免疫染色にて検討したが、染色率50%以上の症例は、39歳以下群で66%、60歳以上群で70%と差はなかった。臨床病理学的には若年者症例は壮年者症例に較べて同一進行度でも明らかに予後が悪い。しかし遺伝子的には、今回検討した範囲では両者間に特異的な違いは認められなかった。近年、家族性に発症し、特に若年者で大腸癌が多発するHNPCCが注目されているが、この原因遺伝子としてmismatch repair geneが同定されている。今後はこの方面の検索も合わせて行う予定である。
司法取引および刑事免責に関する研究

本研究は,「犯罪が複数の共犯者によって行われる場合に,共犯者の一部に取引的又は一方的に働きかけ,何らかの減免的措置と引き換えに,他の共犯者をターゲットとする捜査・訴追に関する協力を調達する」というメカニズム(これを「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与」と総称する)について,主として1719世紀のイングランドを中心に,その歴史的展開を詳細に解明・分析したものである。研究費を申請する段階で提出した研究実施計画の通りに研究を行い,その成果を公刊した。(1)中世イングランドにおけるアプルーヴメントに関する研究まず,18年度の前半は,「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与」というテーマを巡り,あらゆる時代の論者がその起源と見なしてきたところの,中世イングランド(1215世紀)の「アプルーヴメント」につき,Bractonの『De Legibus』等を始めとする同時代の法律書を中心とした一次資料をインテンシヴに分析したうえ,先行研究たる二次文献も幅広く渉猟し,同時代におけるアプルーヴメントの在り方,後代に及ぼした影響等を明らかにした。その成果は,井上和治「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与(1)」法学協会雑誌123巻6号1-62頁(2006年)として公刊された。(2)近世イングランドにおける王冠証人システムに関する研究次に,18年度の後半は,アプルーヴメントを前提として発展した,近世イングランド(1719世紀)の「王冠証人システム」に関する研究に移行した。その際,同時代の法律書等に加えて,ロンドン市とミドルセックス州における重罪の第一審を管轄するOld Baileyに関する10万件以上の裁判記録(Old Bailey Sessions Papers)のうち,独自の検索方法により抽出した約2000件の事例を検討する作業が中心となったが,これを通じて,同時代における王冠証人システムの実際の在り方を再現し,同システムが現行法制の直近のモデルとして認識されていることの意味を明らかにした。その成果は,井上和治「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与(2)」法学協会雑誌123巻6号1-98頁(2006年)として公刊された。なお,王冠証人システムと同時代に生成・発展した各種の証拠法則との関係については,平成19年度中に,井上和治「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与(3)」として,法学協会雑誌124巻6号(2007年)に公刊される予定である。本年度は,研究実施計画に記載したとおり,順調に研究を遂行することができた。本研究は,イングランドとアメリカ合衆国の歴史的展開を巡り,「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与」と呼ばれる領域を支える「司法取引」と「刑事免責」という2つのメカニズムの在り方(ないしは両者の交錯状況)を明らかにすることを目的とするが,(1)本年度の前半期においては,86ページにわたる論考「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与(3)」を公表し,イングランドにおける「司法取引」についての分析を完結させ,(2)本年度の後半期においては,93ページにわたる論考「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与(4)」を公表し,イングランドにおける「刑事免責」についての分析を完結させた。これにより,差し当たりイングランドに限ってのことではあるが,「司法取引」と「刑事免責」という2つのメカニズムの各々の全体像と相互関係が明らかにされた。かような包括的な研究は英米においても前例を見ないものであり,本研究が英米において英文で公表された場合は,現地の学界においても,相当なインパクトを有しうるものと考えられる。来年度は,アメリカ合衆国の歴史的展開に関する連載を完結させること,そして,そのうえで論文の全体を英訳して英米において公表することが目標となる。イングランドの歴史的展開に関する連載がその礎石となるという点において,本年度における研究が,3ヵ年度にわたる研究機関を通じ,決定的に重要な意義を有するものであることは,疑いのないところである。平成18・19年度の研究においては,イングランドの歴史的展開に関する研究を終え,これについては法学教会雑誌に連載を掲載することができた。そこで,平成20年度においては,既に発表した論文をもとに,日本刑法学会第86回大会において個別報告を行い,全国の刑事法学者に対して問題提起を行うとともに,それに引き続く質疑応答を行い,研究課題に関する知見を深めることができた。その成果は,刑法雑誌48巻3号掲載の拙稿「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与」に公表した。

他方,平成20年度においては,イングランドから「共犯者による捜査・訴追協力と減免的措置の付与」というメカニズムを継受したアメリカ合衆国の19世紀における歴史的展開に関する研究を進めたが,イングランドとは異なり,手がかりとなる先行研究が極端に少ない一方,公刊・公開されている第1次資料が極めて乏しく,それゆえ,連邦の状況,そして全部で50を数える各州の状況を調査し,それを公刊するに耐える論文にまとめることは,極めて難しいことであった。アメリカ合衆国の歴史的展開についての成果を公表するためには,公刊・公開されていない第1次資料を直接的・徹底的に分析する必要があるが,そのためには,少なくとも,実際に現地に留学し,更に2年程度の継続的な研究を続ける必要があることを認識した。結果的に,当初に掲げた研究実施計画の半分を完成したにすぎないことになるが,そうであっても,既に一応の完成をみた研究を,昨年度と一昨年度において,合計350ページに及ぶ雑誌論文として公表することができたことは,一定の評価を受けてよいものと思われる。残された部分については,今後の研究課題としたい。
メディア・応用及び環境統合に適した次世代データベースシステムの研究

最近の科学技術の高度化や社会構造の複雑化に伴って要求される情報処理の量ならびに複雑さが飛躍的に大きなものになってきており、それに伴って、データベースの使われ方も質的な変化をとげ、ネットワーク上の多様なハードウェア、ソフトウェアを統合し、多様なデータをも統合できる機能を有するデータベースが非常に注目されるようになってきている。また、マルチメディアネットワークを考えると利用者の環境も統合できるような新しいデータベースが重要となる。本研究の主目的はこのようなデータベースの新しい方向に対処した研究課題の整理を行なうことである。すなわち、ワークステーションネットワークで必要な他のデータベースシステムや応用プログラムと自由に統合できるオープン化、自分から動いてデータを検索したり必要な応用プログラムを動かすような能動データベース、多様性のあるデータを扱えるマルチメディアデータベース、高度な応用開発に適したオブジェクト指向データベースとデータベースアルゴリズムおよび処理の効率化手法などの個別研究と共に、これらの研究の応用開発型のデータベースの研究を行なう。さらにコンピュータ内部の環境と外部の環境を統合することにより、利用者とシステムの分散協調を実現できる。これらは高度情報化社会における高水準情報システム開発のための有力な手段となる。