hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多発性骨髄腫の骨病変におけるIL-34の作用機序解明と治療応用に向けた研究

多発性骨髄腫(Multiple Myeloma : MM)は全身に多様な臨床的特徴を示す造血器系腫瘍である。近年の種々のターゲット標的薬の開発により患者の長期予後は比較的改善されてきた。一方で、MMの主徴候である骨溶解は、罹患率の高い高齢者層において重要な課題であるが、未だ良好な治療薬が開発されていない。本研究では、MMの骨破壊病態に関わる新規タンパクIL-34の関与について、臨床データを踏まえて示すことを目的とした。一昨年から本年にかけ、研究課題であった、IL-34の破骨細胞誘導能の検証(I)とOAFとの関与(II)について仮説を証明した。上記の研究成果を論文にまとめ、Blood advanceへ投稿し、2019年2月にAcceptを得た。臨床サンプルをさらに詳細に解析することが将来の臨床応用に生かされるために不可欠と考えるため、これまでの見解の確立を目指す。そのため、患者サンプル数の増加と臨床情報との相関を解析すること。さらに、今年度から骨髄液サンプルの骨髄3D構築などを手がけるなど研究計画の最終課題をこなす予定である。多発性骨髄腫(Multiple Myeloma : MM)は全身に多様な臨床的特徴を示す造血器系腫瘍であるが、近年、プロテアソーム阻害剤、免疫調節薬など多彩なターゲット治療薬の開発により患者の長期予後は改善されてきた。一方で、MMの主徴候である骨溶解については未だ有効な治療法がなく、高齢者層では知覚障害や運動麻痺など骨関連事象を生じている。MMの骨破壊病変は骨髄の破骨細胞抑制因子OPGと破骨細胞活性化因子RANKLの平衡破綻と共に間質細胞や活性化T細胞を介したOsteoclast activating factors (OAF)の刺激や、M-CSFの作用が破骨細胞分化の機序とされてきた。しかし、M-CSF受容体CSF-1Rのセカンドリガンドとして新規に発見されたIL-34(Lin et al. Science 2008)は、M-CSFと比較し著しい破骨細胞分化誘導活性を有することが、我々の先行研究で示された。本研究では、IL-34の破骨細胞誘導能の検証(I)とOAFとの関与につき探索(II)を行った。I.マウスMM細胞(MOPC315.BM)について、IL34-knock down(IL-34KD)株を作製し、マウスMMモデルに供して、頭蓋骨、脊椎、大腿骨の骨密度(μCT)および破骨細胞数評価(TRAP染色)を行ったところ、野生株と比較し骨密度の低下や破骨細胞増加を認めなかった。また培養下でIL-34KD株はマウス単球細胞の破骨細胞分化能を失った。マウスMM細胞につき、移植モデルと自然発生モデルを用いて、IL-34の発現性ならびに破骨細胞分化誘導能を示した。ヒトMM細胞についてはCell line系を用いて、マウスMM同様の作用を示すとともに、MM患者骨髄の臨床サンプルからMM細胞と対照のリンパ球B細胞をFACS分取し、MM細胞の有意なIL-34発現性を解明すると共に、臨床情報解析から、ヒト臨床病態においても骨破壊病変とIL-34が関連することを示した。これらを論文にまとめ、2018年3月に雑誌へ投稿した。MM細胞の破骨細胞分化促進にかかる詳細な分子機構を解明すること。さらに骨髄臨床サンプルを細胞間マトリックスを併せた3D共培養(Ex vivo骨髄組織構築)により、IL34の作用機序を証明することを後二年間の目標とする。ワクチン実験の一部について条件を見直す必要が生じ、それに伴い、一部の実験を翌年度に繰り越した。当該金額は、そのワクチン実験に充当する。
量子・熱ゆらぎを考慮した生体分子高次系クラスターの理論的解明

これまで我々は、温度効果だけでなく水素原子核の量子揺らぎを考慮した多成分系分子理論を開発し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出し、低障壁水素結合系における特徴的なNMRスペクトルの存在を理論的に予測してきた。本年度は主に以下を実施した。(1)高次系への拡張:計算コストを抑えるために、マルチリゾリューション法に基づくポテンシャル曲面や、半経験的分子軌道法を適用した[1]。(2)イオン水和クラスターの計算:Ag+(H2O)n(n=1-4)およびCu+(H20)の構造と振動スペクトルをより精密に算出するために、ab initio分子動力学(MD)法、ab initio経路積分分子動力学(PIMD)法[2]、ab initioリングポリマー分子動力学(RPMD)法を応用した。MD法およびRPMD法により得られた振動スペクトルは非調和性を考慮することができる。そのため、特にRPMD法で得られた振動スペクトルは、スケール因子を用いることなく実験値とよい一致を示した。(3)生体小分子:ポルフィセンの二重プロトン移動機構の解析:photoactiveyellow protein(PYP)の発光素(CRO)近傍における低障壁水素結合部位に、電子と原子核の量子性を考慮可能な多成分系密度汎関数理論を適用した。その結果、CROと隣接酸素原子間の距離が実験値とよい一致を示し、また重水素置換によって酸素原子間距離が伸張することを見出した。電子状態(立川)と統計化学(志賀)だけでなく、新たに化学動力学(高柳)、分子力場(北)、さらにはポテンシャル曲面作成(八木)という多方面からの理論化学的アプローチを取入れ、有機的な共同研究を実施することで、当初計画以上の成果を得ることができた。さらには、関谷グループ(九大)や片岡グループ(奈良先端大)といった実験グループとの議論を通し、本領域内での共同研究も実施することができた。量子・熱ゆらぎを考慮した生体分子高次系クラスターを理論的に解明するためには、例えば溶媒を充分に含めた大規模計算等が必要である。本研究で構築した共同研究体制を積極的に発展させていくことで、さらなる生体分子高次系クラスターの理論解析を発展させていきたい。これまで我々は、温度効果だけでなく水素原子核の量子揺らぎを考慮した多成分系分子理論を開発し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出し[1-3]、低障壁水素結合系における特徴的なNMRスペクトルの存在を理論的に予測してきた[4]。(1)高次系への拡張:経路積分ハイブリッドモンテカルロ法の展開:経路積分計算においては、一般的に分配関数の2次展開が用いられるが、ビーズ数の収束性が遅いことが知られている。4次展開により収束性を速めることは可能だが、計算時間に負荷がかかる[1]。そこでハイブリッドモンテカルロ法を適用することで、精度を保ったまま計算時間を抑えることに成功した[2]。(2)イオン水和クラスターの計算:(3)生体小分子:ポルフィセンの二重プロトン移動機構の解析:ポルフィセンニ重プロトン移動には、二つの反応経路が提唱されている。一方は最安定であるtrans構造から二次の遷移状態(TS)構造を経てtransに至る協奏的過程である。もう一方はtransから一次のTSを経て準安定なcis構造になり、再び一次のTSを経てtransに至る段階的過程である。経路積分法を適用したところ、協奏的過程が支配的であるが、高温になると段階的過程もわずかに見出された[3]。

量子・熱ゆらぎを考慮した生体分子高次系クラスターを理論的に解明するためには、例えば溶媒を充分に含めた大規模計算等が必要である。本研究で構築した共同研究体制を積極的に発展させていくことで、さらなる生体分子高次系クラスターの理論解析を発展させていきたい。
沖縄における心身症の様態とその治療方略に関する研究--とくに比較文化的要因について--

昭和63年度の研究は、前2年度の研究の継続とまとめを主とし、これに分娩前後に起こる婦人の「マタニティ・ブルー」における心身医学的な診断アプローチに関する研究、および沖縄県本島中部地区における中学生の適応と問題行動に関する研究、沖縄の精神科看護スタッフのカミグトウに対する意識調査と疾病観に関する研究など、沖縄の社会文化的要因を踏まえた研究を行った。1.沖縄県における心身症患者り受診の様態に関して、プライマリ・ケアの段階でユタなど沖縄の社会文化的要因が浮く関わるが、これの基盤となる県民の疾病意識構造の一端を知る為に、精神科看護スタッフ316名のカミグトウに対する意識と疾病観をみたところ、ユタへの相談経験を有する者が22.8%もいた。自分を含めて家族の誰かがユタへ相談の経験を有する者は63.0%もの多くに上り、「事故や病気が続くとき」38.6%、「原因不明の症状が出た時」29.0%、「医者からみはなされた時」26.1%の順に高率であった。ユタが何らかの形で心理療法的役割を演ずると評価した者は36.4%もいた、本研究は今後も継続し、国際心身医学会ないし同アジア部会への学会発表の予定である。2.心身症および神経症患者との関連で検討を要する「カミダーリ」の基盤となるサーダカウマリについて、精神衛生に関する医療人類学的立場からアプローチを行い、その一端を第9回日本社会精神医学会で発表予定である。3.分娩前後のマタニティ・ブルーは、63名中19.0%にみられ、家族形態、結婚形態、宗教など心理社会的環境要因との間でクロス分析を行ったが有意相関はみられなかった。また県中部の中学生の不適応問題は、離島僻地から都市化への文化的社会的影響が把握された。4.文献資料収集や打合せを関係諸機関と継続して行った。昭和61年度の研究は、本研究の序となる基礎的な段階のものに終始した。1.沖縄県における心身症患者の実態把握を目的として、琉球大学医学部附属病院および沖縄セントラル病院の内科および心療科において心身症患者の診療にあたり、症例の収集と心身医学的検討を開始し、症例を通してプライマリ・ケアの段階でユタなど沖縄の社会文化的要因がどの程度にどのような状態で症状形成に関わっているかを、症例学的研究し、その一部を第27回日本心身医学会総会で「Eating disorderの表現型をとった患者の心性ー沖縄の社会文化的環境と精神衛生ー」のテーマで学会発表した。2.心身症および神経症患者の実態把握の一方法として、minor tranquilizerの使用状況に注目し、それの調査にあたる基礎的な打合せを沖縄県との比較対象として広島県内の病院と行い、チャートの作成を行った。3.ユタなどの伝統的な社会慣習が比較的よく保たれている沖縄県与那城村において、住民の疾病に対する意識調査を施行し、プライマリ・ケアの様態について検討した。対象61家族のうち、外傷や急性発症では医療機関へかかっているが、家族に病気やけがや不幸がつづく時には28家族(45.9%)はユタに相談,4家族はユタ以外の神社や寺でのお祓,1家族はユタと病院の双方にかかるという実態が明らかとなった。ユタへの相談の経験を有する者は住民の70.5%にみられた。疾病に対するユタの効果の評価意識は、47.5%の人が認知していて、これをユタへの相談経験者でみると67.4%が効果の評価をしていた。頭痛,不明の発熱,流産,月経不順,事故の順に効果を評価している。結果は第26回日本心身医学会九州地方会で「沖縄の社会文化的環境と住民のプライマリ・ケアの様態に関する意識調査」のテーマで発表した。4.上記に関する文献や資料収集ならびに研究方略についての検討打合せを東京大学,北海道大学などで行った。昭和62年度の研究は,昨年度の研究の維続を主とし,これに痴呆老人に対する社会文化的要因を踏まえた心身医学的な治療的アプローチの研究を新たに加えた.1.沖縄県における心身症患者の実態把握を目的として,琉球大学医学部附属病院および沖縄セントラル病院の内科および心療科において心身症患者の診療にあたり,症例の収集と心身医学的検討を行い,ユタなどのカミグトウ(神事)をはじめ沖縄の社会文化的要因が,心臓神経症,過吸症状群,離人症状などの症状形成にどのように関わっているかを症例学的に研究し,その心身医学的治療方略を検討し,その一部を第27回日本心身医学会九州地方会において,「沖縄の社会文化的背景と精神衛生ー身体疾患を希求するカミダーリ神経症ー」のテーマで学会発表した.2.心身症および神経症患者の実態把握の一方法として,minor tranquilizerの使用状況を,昨年に引続き調査研究した.3.沖縄にあっても一段と特色ある社会文化的環境をもつ宮古諸島出身の,痴呆老人女子入院患者6名に対し,宮古方言で語り,宮古民謡を歌い,宮古の雰囲気での患者接近を試み,臨床像の改善への社会文化的要因の影響を検討した.結果は,重症病呆例では長谷川式DRスケールは変化しなかったが,中・軽症例では2.55.0の点数増加がみられた.同時に行ったADLや場面行動評定票の変化では,表情,話の3解度,意志の表示,リハビリへの反応などに点数増加がみられ,下地式評定票で511点の改善をみた.また同時に援用したSDS変法テスト結果からは,減点化がみられ,情緒面での改善がえられているものと考えられた.

この研究は,第29回日本心身医学会総会で発表予定である.4.文献資料収集や打合せを行った.昭和63年度の研究は、前2年度の研究の継続とまとめを主とし、これに分娩前後に起こる婦人の「マタニティ・ブルー」における心身医学的な診断アプローチに関する研究、および沖縄県本島中部地区における中学生の適応と問題行動に関する研究、沖縄の精神科看護スタッフのカミグトウに対する意識調査と疾病観に関する研究など、沖縄の社会文化的要因を踏まえた研究を行った。1.沖縄県における心身症患者り受診の様態に関して、プライマリ・ケアの段階でユタなど沖縄の社会文化的要因が浮く関わるが、これの基盤となる県民の疾病意識構造の一端を知る為に、精神科看護スタッフ316名のカミグトウに対する意識と疾病観をみたところ、ユタへの相談経験を有する者が22.8%もいた。自分を含めて家族の誰かがユタへ相談の経験を有する者は63.0%もの多くに上り、「事故や病気が続くとき」38.6%、「原因不明の症状が出た時」29.0%、「医者からみはなされた時」26.1%の順に高率であった。ユタが何らかの形で心理療法的役割を演ずると評価した者は36.4%もいた、本研究は今後も継続し、国際心身医学会ないし同アジア部会への学会発表の予定である。2.心身症および神経症患者との関連で検討を要する「カミダーリ」の基盤となるサーダカウマリについて、精神衛生に関する医療人類学的立場からアプローチを行い、その一端を第9回日本社会精神医学会で発表予定である。3.分娩前後のマタニティ・ブルーは、63名中19.0%にみられ、家族形態、結婚形態、宗教など心理社会的環境要因との間でクロス分析を行ったが有意相関はみられなかった。また県中部の中学生の不適応問題は、離島僻地から都市化への文化的社会的影響が把握された。4.文献資料収集や打合せを関係諸機関と継続して行った。
古紙リサイクルのライフサイクル分析

グリッドシティーモデルに基づくごみ収集システムのシミュレーションにより(1)ごみの収集ステーション間距離を50m前後に設定すると、収集効率が最大になり、収集による環境負荷が最小になる、(2)収集車の速度が大きいほど収集効率は大きく、環境負荷が小さくなる、(3)ごみ収集地域の面積が小さいほど収集効率は向上し、環境負荷は小さくなる、(4)環境負荷の推定は平均車速を用いると良好な結果が得られるが、燃費を使用するときには、通常の輸送のときの5km/Lではなく、1.61.8km/L程度の値を使用する必要がある、(5)ごみ収集車からのCOおよびTHCの発生係数はともに0.1g/Lである、(6)1トンのごみを収集することにより、大気汚染物質(環境負荷指数換算)が2030g、二酸化炭素が56ton発生する、ことなどが明らかになった.広告紙の加熱減量、NC、蛍光X線、およびICP発光分光分析により(1)広告紙の加熱減量は約70%と通常の紙類と比べるとかなり小さい、(2)広告紙1トンの焼却処理により1.3トンの二酸化炭素と2.6kgのフュエルNO_xが発生する、(3)残渣はコーティング剤のために多量のアルミニウム、カルシウム、ケイ素が含まれており、マンガン、クロムといった環境負荷の大きい重金属類も痕跡量(0.004・0.006%)程度含まれている、ことなどが明らかになった.本研究の結果は、古紙パルプ1トンの製造による二酸化炭素発生量が0.4トン程度であることを考慮すると、K市の古紙リサイクルプログラムでは輸送プロセスに起因する環境負荷が全体の中で最も大きな部分を占めることを示す.グリッドシティーモデルに基づくごみ収集システムのシミュレーションにより(1)ごみの収集ステーション間距離を50m前後に設定すると、収集効率が最大になり、収集による環境負荷が最小になる、(2)収集車の速度が大きいほど収集効率は大きく、環境負荷が小さくなる、(3)ごみ収集地域の面積が小さいほど収集効率は向上し、環境負荷は小さくなる、(4)環境負荷の推定は平均車速を用いると良好な結果が得られるが、燃費を使用するときには、通常の輸送のときの5km/Lではなく、1.61.8km/L程度の値を使用する必要がある、(5)ごみ収集車からのCOおよびTHCの発生係数はともに0.1g/Lである、(6)1トンのごみを収集することにより、大気汚染物質(環境負荷指数換算)が2030g、二酸化炭素が56ton発生する、ことなどが明らかになった.広告紙の加熱減量、NC、蛍光X線、およびICP発光分光分析により(1)広告紙の加熱減量は約70%と通常の紙類と比べるとかなり小さい、(2)広告紙1トンの焼却処理により1.3トンの二酸化炭素と2.6kgのフュエルNO_xが発生する、(3)残渣はコーティング剤のために多量のアルミニウム、カルシウム、ケイ素が含まれており、マンガン、クロムといった環境負荷の大きい重金属類も痕跡量(0.004・0.006%)程度含まれている、ことなどが明らかになった.本研究の結果は、古紙パルプ1トンの製造による二酸化炭素発生量が0.4トン程度であることを考慮すると、K市の古紙リサイクルプログラムでは輸送プロセスに起因する環境負荷が全体の中で最も大きな部分を占めることを示す.古紙収集の環境負荷を推定するためのシミュレーションプログラムを作成し、古紙1トンの収集によって発生する窒素酸化物、二酸化いおう、二酸化炭素の発生量を推定した.また、シミュレーションの結果からごみ収集ポスト間の距離が小さいほどごみの収集による環境負荷が小さくなることを見いだした.古紙の焼却処理によって発生する残渣、二酸化炭素、窒素酸化物の量を重量分析およびCN分析計によって求めた.また残渣の成分を蛍光X線分析法により同定し、主要成分はケイ素であることを見いだした.古紙からパルプを再生するときのプロセス解析を行ってライフサイクル分析に必要なインヴェントリー分析を行った.グリッドシティーモデルに基づく路上ごみ収集システムのシミュレーションにより(1)ごみの収集ステーション間距離を50m前後に設定すると、収集効率が最大になり、収集による環境負荷が最小になる、(2)収集車の速度が大きいほど収集効率は大きく、環境負荷が小さくなる、(3)ごみ収集地域の面積が小さいほど収集効率は向上し、環境負荷は小さくなる、(4)収集地域の人口密度が増加しても上記の傾向に変化はない。(5)環境負荷の推定は平均車速を用いると良好な結果が得られるが、燃費を使用するときには、通常の輸送プロセスの解析時に使用される5km/Lではなく、1.6-1.8km/L程度の値を使用する必要がある、(6)路上収集におけるごみ収集車からのCOおよびTHCの発生係数はともに0.1g/Lである、(7)リサイクルのLCAでは路上収集と通常の輸送プロセスは別個のものとして取り扱う必要がある、ことなどが明らかになった.広告紙のNC、蛍光X線、およびICP発光分光分析により(1)広告紙1トンの焼却処理により1.3トンの二酸化炭素と2.6kgのフュエルNO_xが発生する、(2)残渣はコーティング剤のために多量のアルミニウム、カルシウム、ケイ素が含まれており、マンガン、クロムといった環境負荷の大きい重金属類も痕跡量(0.004-0.006%)程度含まれている、ことなどが明らかになった.

本研究の結果は、古紙パルプ1トンの製造による二酸化炭素発生量が0.4トン程度であることを考慮すると、K市の古紙リサイクルプログラムでは輸送プロセスに起因する環境負荷が全体の中で最も大きな部分を占めることを示す.
超早成樹細胞壁リグニンの特性に関する基礎的研究

紙パルプあるいは木質材料の製造原料として、早成樹材に対する関心が世界的に高まっている。これは将来の増大する木質原料に対する需要を、早成樹材の利用なくしては満たすことが出来ないことによる。しかし、早成樹材の有効な利用を計るには、その化学的特質を明らかにしておく必要がある。本研究においては、早成樹材の特質をリグニン化学構造の観点から明らかにしようとした。すなわち、東京大学北海道演習林において、ほぼ同一の環境条件において成育した、それぞれ樹齢20年および16年のポプラ通常樹材および早成樹材を1992年12月に伐採し、それらの胸高部位の樹幹を使用して以下の検討を行った。なお、胸高部位における直径から判断すると、早成樹材の成長速度は通常樹材の約1.5倍であった。各年輪部位について詳細に検討した結果、両材のリグニン量には明らかな相違を見出すことは出来なかった。しかし、リグニンの化学構造には明瞭な相違の有ることは明らかとなった。アルカリ性ニトロベンゼン酸化によるシリングアルデヒド(S)およびバニリン(V)の収量比(モル/モル)は、通常樹材が1.51であるのに対して、早成樹材では2.32であった。このことは、非縮合型構造単位については早成樹材リグニンがシリンギル核に富んでいることを示している。このことは今一つの酸化分解反応であるメチル化過マンガン酸カリウム酸化においても確認された。すなわち、非縮合型グアイアシル核に由来するベラトルム酸(V)と非縮合型シリンギル核に由来する3、4、5-トリメトキシ安息香酸(T)の収量比(モル/モル)は通常樹材が1.22であるのに対して、早成樹材では2.32であった。リグニン構成単位間の結合様式および分子量分布に関して、過ヨウ素酸リグニンを試料として検討した結果、それぞれに相違があることは明らかとなった。しかし、これについては更に詳細な検討が必要であろう。非縮合型シリンギル核に富む早成樹材リグニンの特性を考えるならば、早成樹材がアルカリ蒸解における脱リグニン特性に優れているといえよう。今後は、このような性状が早成樹材に共通の特性であるか否かについて明らかにすることが必要である。広葉樹リグニンの化学構造は均一ではなく、細胞壁の部位によって異なることが知られている。すなわち、細胞壁形成の初期に急速に沈着する複合細胞間層リグニンは、二次壁リグニンに比較して明らかに縮合型に富む結合様式からなっている。本研究においては、このようなリグニン化学構造上の特徴との樹木の成育特性との関連を明らかにすることを目的とした。そのための試料としては、同一樹種の樹木で同一の成育環境に成育し、かつ成育速度の異なるものを使用する必要がある。このような観点から広く検討した結果、本学北海道演習林内に成育し、アテ材を含まず、ほぼ胸高直径の等しい樹齢21年の通常種ドロノキ材、および16年生の早生種ドロノキ材を最適の試料と判断し、これを使用した。

両材の胸高直径および樹齢から概算した成長速度は、後者が前者の約1.5倍であった。両材を円盤状に切断したのち、半径方向に心材中心部、心材周辺部、移行材部、辺材内部、辺材外部の5区分に分別し、その各々から調製した60-80メッシュのアルコール・ベンゼン抽出済木粉中に存在するリグニン含有量をアセチルブロミド法により定量するとともに、その芳香核構造をアルカリ性ニトロベンゼン酸化分解によって検討中である。また、芳香核構造および側鎖構造に関する一層詳細な検討を行うために、過ヨウ素酸リグニンおよび摩砕リグニンを調製中である。東京大学北海道演習林に生育するポプラ(ドロノキ)早成樹および通常樹のそれぞれから、最も標準的な個体を選別し、その胸高部材について、樹幹内におけるリグニンの分布を明らかにするとともに、各部位リグニンの化学構造の相違を両材について比較検討した。その結果、リグニン量には明瞭な差異は認められないものの、アルカリ性ニトロベンゼン酸化によるアルデヒド類の収量には著しい差が認められた。すなわち、早成樹材中のリグニンからは相対的にシリングアルデヒドの収量が多く、シリングアルデヒド/バニリン比は、通常材の1.5に対し、2.0に達した。また、メチル化過マンガン酸カリウム酸化においても、分解生成物中のトリメチルガッリク酸のベラトルム酸に対するモル比が、通常樹材の1.22に対し、早成樹材では2.32となり、明らかにこれを支持する結果が得られた。縮合型構造の量および構造の詳細を分解反応生成物から明らかにすることは出来なかったが、両リグニン中における結合様式の偏り、すなわち炭素-炭素結合の寄与、および低分子区分の存在量および性状については明らかな相違が認められた。これを裏付けることを目的として、木材切片および単離リグニンを使用して行ったFT-IR分析では、現状では明瞭な相違を確認するに至っていないが、これは装置上の問題によるものと考えている。したがって、以上の結果は、同一樹種であるにもかかわらず、生長の極めて速い早成樹材中のリグニンが、通常材中のリグニンと異なり、シリンギル核に富み縮合の程度の低い芳香核構造を有していることを示唆しており、早成樹材がパルプ化反応における脱リグニン特性に優れていることを窺わせる。
HLHタンパク質Id2を介した生体制御システムの分子基盤

helix-loop-helix(HLH)モチーフを持つId2は、basic helix-loop-helix(bHLH)型転写因子の機能抑制因子の1つであり、これらの因子との2量体形成によるタンパク質レベルでの機能調節を介して、細胞分化の抑制と増殖促進作用を発揮すると考えられている。本研究の目的は、Id2欠損マウスを用いたin vivoでの機能解析とin vitroにおける分子機能解析を組み合わせることで、Id2を介した生体応答ネットワークの全体像を理解し、細胞の分化や機能調節に関わる生体制御システムを分子レベルで明らかにすることにある。本年度の成果は以下の通りである。(1)血清などの増殖刺激によって発現が誘導されるId2は早期応答遺伝子の1つであり、この発現はId2遺伝子の上流3kbに存在する応答配列を介して転写因子RFXl依存的に誘導されること、さらにRFXlは増殖停止細胞におけるId2遺伝子の発現抑制にも深く関わっていることを明らかにした(Wang et al.,投稿準備中)。(2)Id2タンパク質とは異なり、ld1タンパク質の細胞内局在はHLH領域のC末端側にある核排出シグナルに依存するが、このシグナル配列のうち、96番目のArgが極めて重要な役割を担っていることが判明した(Kiirooka et al.,投稿準備中)。(3)Id2と結合する因子を複数同定して解析したが、Id2の機能と特異的な機能連関が示唆される因子は同定できなかった。(4)Id2欠損マウスにみられる小腸腫瘍の解析から、Id2が胎仔小腸上皮細胞の運命決定に重要な役割を果たしていることが明らかになった(Mori et al.,解析中)。(5)Id2が破骨細胞の機能、反応性のリンパ組織形成などに関与することが判明した。helix-loop-helix(HLH)モチーフを持つId(inhibitor of DNA binding/differentiation)タンパク質は、MyoDを始めとしたbasic helix-loop-helix(bHLH)型転写因子の機能抑制因子であり、これらの因子との二量体形成によるタンパク質レベルでの機能調節を介して、細胞分化の抑制と増殖促進作用を発揮すると考えられている。哺乳動物ではId1Id4の4種類が同定されている。本研究の目的は、Id2欠損マウスを用いた生体での機能解析とin vitroにおける分子機能解析を組み合わせることで、Id2を介した生体応答ネットワークの全体像を理解し、細胞の分化や機能調節に関わる生体制御システムを分子レベルで明らかにすることにある。(1)Id2欠損マウス嗅球の狭小化について生後8日目の傍側脳室帯由来の神経幹細胞の培養を行い、CDKインヒビターの一つであるp21の遺伝子発現がId2欠損マウスにおいて対照マウスに比べ亢進していることを見いだした。(2)Id1タンパク質の細胞内局在の解析を行い、Id2のものとは異なる核排出シグナルがHLH領域のC末端側にあることを明らかにした。(3)Id2と結合する因子を複数同定し、現在機能解析を行っている。(4)マウスId2に対する特異的モノクローナル抗体を作成した。(5)成体マウス脳におけるId遺伝子ファミリーの詳細な発現分布を明らかにした。helix-loop-helix (HLH)モチーフを持つId2は、basic helix-loop-helix (bHLH)型転写因子の機能抑制因子の1つであり、これらの因子との2量体形成によるタンパク質レベルでの機能調節を介して、細胞分化の抑制と増殖促進作用を発揮すると考えられている。

本研究の目的は、Id2欠損マウスを用いたin vivoでの機能解析とin vitroにおける分子機能解析を組み合わせることで、Id2を介した生体応答ネットワークの全体像を理解し、細胞の分化や機能調節に関わる生体制御システムを分子レベルで明らかにすることにある。本年度の成果は以下の通りである。(1)血清などの増殖刺激によって発現が誘導されるId2は早期応答遺伝子の1つであり、この発現はId2遺伝子の上流3kbに存在する応答配列を介して転写因子RFX1依存的に誘導されること、さらにRFX1は増殖停止細胞におけるId2遺伝子の発現抑制にも深く関わっていることを明らかにした(Wang et al.,投稿準備中)。(2)Id2タンパク質とは異なり、Id1タンパク質の細胞内局在はHLH領域のC末端側にある核排出シグナルに依存するが、このシグナル配列のうち、96番目のArgが極めて重要な役割を担っていることが判明した(Kurooka et al.,投稿準備中)。(3)Id2と結合する因子を複数同定して解析したが、Id2の機能と特異的な機能連関が示唆される因子は同定できなかった。(4)Id2欠損マウスにみられる小腸腫瘍の解析から、Id2が胎仔小腸上皮細胞の運命決定に重要な役割を果たしていることが明らかになった(Mori et al.,解析中)。(5)Id2が破骨細胞の機能、反応性のリンパ組織の形成などに重要な役割を果たすことが判明した。
マウスの卵胞発達ならびに排卵制御におけるRunx3の新規作用の解析

本研究は転写因子Runx3の雌マウスにおける役割の解明を目的とした。Runx3遺伝子は,卵胞顆粒膜細胞や排卵制御に関わる視床下部領域において発現していた。雌のRunx3ノックアウトマウスでは,視床下部のKisspeptin遺伝子ならびに卵巣のコレステロール側鎖切断酵素遺伝子の発現が低下していた。Runx3ノックアウトマウスにおいて視床下部の排卵制御機構の不全が示されることから,Runx3は卵巣ホルモンの産生制御と視床下部の排卵制御機構の調節に関わることが示唆された。転写因子Runx3が,マウスの卵胞発達と排卵には必須であることを明らかにしてきた。本研究計画では,マウス視床下部における排卵制御機構におけるRunx3の役割を明らかにし,さらに,卵巣における卵胞発達およびステロイド産生制御におけるRunx3の役割を解明し,転写因子Runx3の関与する卵巣機能制御のシステムの全容を解明する。本研究計画は,(1)視床下部における生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)の分泌制御機構におけるRunx3の関与の解明;(2)卵巣においてRunx3が関わる卵胞発達およびステロイドホルモン産生制御に関わる遺伝子の解析;(3)卵胞顆粒膜細胞におけるRunx3発現を制御する因子の解明;(4)卵巣におけるRunx3の標的遺伝子の生物学的意義の解析に区分することができる。平成26年度は,(1),(2)について研究を進めた。雌のRunx3KOマウスは無排卵であるが,視床下部におけるGnRHとキスペプチンのmRNA発現を解析したところ,野生型に比較して両遺伝子の発現に顕著な変化が認められた。このことは,視床下部においてRunx3が,両因子の発現制御を介して排卵制御に関与することを示唆している。Runx3KOマウスの卵巣において,ステロイドホルモン合成酵素と成長因子の遺伝子発現を解析したところ,Cyp11a1遺伝子とインヒビンベータサブユニット遺伝子の発現が,野生型に比較して有意に低下していた。このことから,Runx3がステロイドホルモン産生やアクチビン,インヒビン産生制御に関与することが示唆された。ついで,卵巣におけるRunx3の発現の経時的変化を解析したところ,2次卵胞の顆粒膜細胞から発現し,性成熟開始時期から卵巣での発現が増加することを明らかにした。各領域におけるRunx3発現細胞の同定ならびに,転写制御に関与する遺伝子を解明することが必要である。転写因子Runx3をノックアウトされた雌マウスは無排卵であり,子宮は退化し,卵巣ステロイドホルモンの分泌は低下していると考えられる。本研究ではマウスにおけるRunx3の関与する卵巣機能制御のシステムの全貌を解明することを目的とする。視床下部の生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)の分泌制御機構におけるRunx3の関与を解析した。Runx3 mRNA発現細胞をin situ hybridizationにより解析したところ,視索前野,弓状核を含む広範な領域に検出でき,Kisspeptinニューロンの発現部域にも局在が認められた。このことは,Runx3がKisspeptinニューロン機能の制御への関与の可能性を示唆する。雌Runx3ノックアウトマウスでは,視床下部AVPV領域でのKisspaptin mRNA発現が低下し,その逆にARCでのkisspeptin mRNA発現が増加していた。卵巣では,Runx2とRunx3 mRNAの発現が5週齢から顕著に増加することが分かった。これは排卵の開始とともに遺伝子の発現が高まることを示唆した。卵巣におけるRunx3の作用を解析するために,卵巣顆粒膜細胞OV3121細胞を解析したところ,Runx1とRunx2の発現は認められたが,Runx3の発現はなかった。そこで,OV3121細胞にRunx3発現ベクターを導入して,Runx3を発現させた。一部の遺伝子の発現に変化が認められたので,より詳細な解析をおこなう。卵巣顆粒膜細胞におけるRunx3の役割を解明するために,顆粒膜細胞で機能する転写因子Foxl2とRunx3の相互作用を解析するために,Foxl2の発現ベクターを構築した。Foxl2は発情ホルモン受容体と結合することを確認した。視床下部におけるRunx3の解析は計画通りに進行している。しかしながら,卵巣における解析では,Runx3の強制発現とsiRNAによるノックダウン系による解析を予定していたが,解析が進んでいない。そのために,Runx3の標的遺伝子が解明できていない。また,顆粒膜細胞におけるRunx3の発現制御機構の解明が必要であるが,解析が遅れている。視床下部の生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)分泌には,前腹側室周囲核(AVPV)のKisspeptinが関与することが知られている。そこで,in situ hybridizationによりRunx3ノックアウト雌マウスのKiss1 mRNA発現細胞を観察したところ,野生型雌マウスに比較して細胞胞数が減少する傾向が観察された。これは,AVPVを含む視床下部領域におけるRunx3 mRNA量の減少と一致している。したがって,Runx3はKisspeptin遺伝子発現またはKisspeptin産生ニューロンの機能発現と関係があることを示唆している。

Runx3をノックアウトされた雌マウスは発情ホルモンの分泌が低下していることは既に報告した。卵巣における発情ホルモン産生にはaromataseが関与している。Runx3ノックアウトマウスでは卵胞顆粒膜細胞のaromatase遺伝子(Cyp19a1)の発現が低下していていることを,in situ hybridizationとmRNA発現量の測定により明らかにした。そこで,aromatase遺伝子の発現制御とRunx3の関連を解析した。aromatase遺伝子の発現制御には転写因子Foxl2が関与する。Foxl2とRunx3は卵巣顆粒膜細胞に発現しているので,両転写因子の相互作用を解析した。HepG2細胞にFoxl2とRunx3,発情ホルモン受容体alphaを発現させ,これらの因子の結合を解析したところ,3因子の結合があることが示された。このことから,aromatase遺伝子の発現にRunx3が関与することが示唆された。本研究は転写因子Runx3の雌マウスにおける役割の解明を目的とした。Runx3遺伝子は,卵胞顆粒膜細胞や排卵制御に関わる視床下部領域において発現していた。雌のRunx3ノックアウトマウスでは,視床下部のKisspeptin遺伝子ならびに卵巣のコレステロール側鎖切断酵素遺伝子の発現が低下していた。Runx3ノックアウトマウスにおいて視床下部の排卵制御機構の不全が示されることから,Runx3は卵巣ホルモンの産生制御と視床下部の排卵制御機構の調節に関わることが示唆された。本研究の初年度は,マウス視床下部,下垂体,卵巣におけるRunx3の役割を,雌Runx3KOマウスを用いて解析することを計画していた。視床下部においてRunx3が排卵制御に関与していることを示すことができた。また,下垂体における生殖腺刺激ホルモン遺伝子発現の解析も順調に進められた。卵巣においても,目的とした遺伝子の解析を実施することができた。視床下部におけるRunx3発現細胞は未同定であるが,Runx3の標的遺伝子解析のための基礎的データを収集することができた。国際学会での研究成果の報告も実施でき,おおむね研究計画は順調に進展していると判断した。視床下部・下垂体系においてRunx3が,生殖腺刺激ホルモンの分泌制御に関与することが明らかになってきた。生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)の分泌にかかわるKisspsptinニューロンの発達や機能制御にかかわるRunx3の役割を調べる。そこで,視床下部におけるRunx3とkisspeptinが同一細胞に共発現しているか解析する。さらに,Runx3ノックアウトマウスににおけるKisspeptinニューロンの変化をin situ hybridizationにより解析する。その一方,卵巣においてRunx3が卵胞機能制御に関わることも考えられる。
ヌクレオチド酸化損傷の自然突然変異への寄与と浄化機構

1.酵母におけるヌクレオチドの酸化損傷の浄化機構とそれに伴う自然突然変異抑制機構大腸菌のMutT,マウスやヒトのMTH1は,変異原性酸化ヌクレオチド8-oxodGTPや2-OH-dATPを1リン酸体に加水分解することで浄化している。我々は,出芽酵母のこの機能を担う遺伝子の分離を試み,2種の候補遺伝子を得た。一つは脱ユビキチン化酵素ファミリーに属するUBP11を,もう一つは機能の不明なSC151cである。両者はいずれも大腸菌mutT欠損株におけるAT→CG mutator phenotypeを抑制するとともに,それらの遺伝子を破壊することにより,酵母株はいずれもmutator phenotypeを示した。さらに,GST融合タンパク質として精製したSC151cの遺伝子産物には8-oxodGTPおよび2-OH-dATPに対する加水分解活性があり,しかし一方で酸化されていないdGTPやdATPに対する活性がないことが確認された。以上から,両候補が酵母での酸化ヌクレオチドの浄化に重要であることを示した。2.大腸菌細胞内での2-OHdATPの生成と突然変異誘発への寄与大腸菌のSODと鉄の過剰取り込みの二重変異株では,・OHが増産され,DNA中に8-oxoGや2-OH-Aが増加し,AT→CGとGC→TA変異が上昇する。その変異株での突然変異を詳しく解析し,AT→CGのホットスポットがMutT欠損株でのそれと一致すること,GC→TAのホットスポットがMutM MutY二重欠損株のそれとは全くことなり,代わりに2-OH-dATP誘発突然変異のそれと類似すること,さらに,その二重変異株に2-OH-dATP分解可能なhMTH1を発現させるとGC→TA変異が有意に減少することを見いだした。以上から,確かに酸化ストレスにより大腸菌細胞内で2-OH-dATPが生じ,突然変異に寄与していることを示した。活性酸素はヌクレオチドプール中のdGTPのグアニン残基を酸化して8-oxodGTPを生じ,DNA複製に伴って,それぞれAT→CG変異を誘発する。また最近,dATPのアデニン残基をも酸化して2-oxodATPを生じGC→TAを生じるとの報告もある。それらの酸化損傷を加水分解し,突然変異を抑制している大腸菌MutTのホモログが,マウス,ヒトなどで同定されている一方で,酵母では未だ確認されていない。そこで本年度は,2つの研究目標のうち,「酵母におけるヌクレオチド酸化損傷の浄化機構とそれに伴う自然突然変異抑制機構」について重点的に研究を行った。大腸菌mutT欠損株で観察されるAT→CG変異が生じたときにのみLac^-→Lac^+になる大腸菌を,酵母ゲノムライブラリーで形質転換したのち、AT→CG変異によるLac^+の青色の変異papillaeが少ないコロニー,すなわちmutT株の高い自然突然変異頻度を抑制する遺伝子をもつクローンを,数万個の形質転換体から3クローン分離した。それらはいずれも,大腸菌MutT欠損株における高い自然突然変異頻度を約10倍低下させた。得られたプラスミドの挿入遺伝子断片をシーケンスした結果,いずれも同一の遺伝子断片が挿入されていたこと,その断片には約2kbpからなる一つのORFが有ること,そして予想されるアミノ酸配列のある領域にMutTやMutTホモログで保存されている領域とのホモロジーが低いながら認められた。次にその酵母MutTホモログ候補遺伝子の破壊株を作成し,自然突然変異頻度の変化をトリプトファンの要求性から非要求性への復帰変異により検討したところ,約10倍の上昇が認められた。現在,この酵母破壊株でいかなるタイプの突然変異が高頻度に誘発されるのかを,酵母sup-

4変異スペクトル解析システムを用いて検討しており,これまでにAT→CG変異誘発頻度が野生株に比べて高い傾向が観察されている。またその遺伝子産物を大腸菌内で高発現させるplasmidを作成し,生成を試みている。今後,その遺伝子産物にMutT様の8-oxodGTPの加水分解活性があるか否かを明らかにする予定である。さらにこの候補遺伝子のホモログが酵母にもうひとつ存在することがデータベースにより確認されたので,その遺伝子についても同様の解析を行う予定である。1.大腸菌のMutT,マウスやヒトのMTH1は,変異原性酸化ヌクレオチド8-oxodGTPや2-OH-dATPを1リン酸体に加水分解することで浄化している。我々は,出芽酵母のこの機能を担う遺伝子の分離を,1)大腸菌mutT欠損株のmutator phenotypeの抑制を指標にライブラリーから単離する,2)MutTやMTH1で保存されるMutT-boxのアミノ酸配列をもとに,データベースから検索する,2つの方法により試み,前者からは脱ユビキチン化酵素ファミリーに属するUBP11を,後者からは機能の不明なSC151cを候補として得た。両者はいずれも大腸菌mutT欠損株におけるAT→CG mutator phenotypeを抑制し,遺伝子破壊酵母株はいずれもmutator phenotypeを示した。さらに,精製したSC151cの遺伝子産物には両酸化ヌクレオチドに対する加水分解活性がある一方で酸化されていないdGTPやdATPに対する活性がないことが確認された。以上から,両候補が酵母での酸化ヌクレオチドの浄化に重要であることを示した。2.大腸菌のSODと鉄の過剰取り込みの二重変異株では,・OHが増産され,DNA中に8-oxoGや2-OH-Aが増加し,AT→CGとGC→TA変異が上昇する。その変異株での突然変異を詳しく解析し,AT→CGのホットスポットがMutT欠損株でのそれと一致すること,GC→TAのホットスポットがMutM MutY二重欠損株のそれとは全くことなり,代わりに2-OH-dATP誘発突然変異のそれと類似すること,さらに,その二重変異株に2-OH-dATP分解可能なhMTH1を発現させるとGC→TA変異が有意に減少することを見いだした。以上から,確かに酸化ストレスにより大腸菌細胞内で2-OH-dATPが生じ,突然変異に寄与していることを示した。
可視化インタプリタを活用するＣプログラミングｅラーニングコンテンツの構築

本研究で掲げた目的は,申請者が独自に開発してきたCインタプリタを活用する有用なeラーニングコンテンツを構築できるかどうかを明らかにすることであった。本研究の最重要課題であったCインタプリタを活用することの効果に関しては,初年度の成果である学習者へのアンケートで有効であることが確認された。そして,引き続いて行った研究により,学習者に与える教材は学習者が「成功体験を得うるもの」であれば,さらに効果が高いこともわかった。しかし,本研究に与えられた研究期間におけるWebコンテンツ構築技術の変化は目覚ましく,今後も継続して利用することができる形でのeラーニングコンテンツは完成に至らなかった。本研究の最終的な目的は,研究代表者が独自に開発してきたC言語プログラムの動作過程を可視化するツールが,プログラミングを効果的に自学自習するためのeラーニングサイト構築の有力なコンテンツとなりうるか否かを判断することである。このような目的の下,事前の研究計画では,平成24年度の年度目標として,1平成23年度までの成果の一部を論文として公表する,2平成23年度に遅延してしまったWebアプリケーション化の作業を継続する,3Webアプリケーション化されたツールの使用を前提とするeラーニングコンテンツの作成を行う,という3点を掲げていた。このうち,1については,計画通り実行し,論文として出版することができた。また,2については,Webアプリケーション化したツールを実装して実際の教育に供するためのeラーニングシステム「TSUNA-TASTE」の開発を進捗させることができ,その成果を国際会議で発表することができた。さらに,3については,eラーニングコンテンツ化するプログラミング実習の基本コンセプト「学生に成功体験を得させる」ことについて,その教育効果の高さを確認し,文書化して公表した。しかし,年度目標2の中心的課題であるツールのWebアプリケーション化については,完全には実現することができなかった。前年度の成果である,厳密な文法に則って解析し,実行することができるようになったツールをもとに,平成24年度は,解析結果である構文木をトレースしてその内容を可視化する一部機能を実現した。しかし,C言語の文法で記述可能なすべての動作について可視化することはできていない。まず,最終年度の研究実績について述べる。昨年度(平成24年度)の「科学研究費助成事業実施状況報告書」において,最終年度の研究推進方策として,1平成24年度の研究成果の一部を論文として公表すること,2教材の一つである自転車ロボットの制御プログラミングについて検討すること,3遅れているWebアプリケーションの開発に関連して,適切な開発プラットフォームを検討すること,の三つをあげていた。このうち,1については,「学生に成功体験を得させる」ことの教育効果の高さを査読付き論文として投稿し,採択決定を得た。2については,制御に成功しているサンプルプログラムの完成に向けて,ロボットの初期設定を行うスタートアッププログラムを完成した。しかし,その後,ロボットに搭載しているマイコンが故障し,ここまでの成果となっている。3については,Adobe Flashに代わって今後主流になると思われるHTML5への移行を検討した。しかし,移行できれば大変有効と考えられたものの,本研究に関わっている研究者が持つ現状のノウハウでは,これまで本研究課題の取り組みで試作してきた可視化機能付きCインタプリタを期間内に移行させることは不可能と判断した。以上の成果を含めて,研究期間全体にわたる成果をまとめる。交付申請書に記した「研究目的」は,「申請者が独自に開発してきたCインタプリタを活用して有用なeラーニングコンテンツを構築できるかを明らかにすること」であった。このうち,最重要課題であるCインタプリタ活用の効果に関しては,初年度の成果である学習者へのアンケートで有効であることがわかった。また,続く研究により,学習者に与える教材は「成功体験を得うるもの」であれば,さらに効果が高いこともわかった。しかし,eラーニングコンテンツの構築に関しては,一部コンテンツは試作できたものの,全体の完成には至らなかった。このような目的の下,事前の計画では,平成23年度の年度目標を,(1)これまでに開発してきたプロトタイプ版のツールをWebアプリケーション化すること,(2)本ツールを実際の授業で利用して問題点を洗い出し改善すること,(3)最終的に完成するeラーニングサイトを評価する際の対照用データとするため現行のプログラミング教育の状況(自習時間,習熟度)を調査すること,の3点としていた。このような年度目標に対し,(2)については,if文などの文法的な制約の除去,ポインタの可視化方法の改善など,いくつかの問題点を洗い出し,改善方法を検討した。改善後のツールは,学習者にはおおむね好評であった。

また,(3)については,あるプログラミング授業について,1週間平均の自習時間が30分から1時間であり,ほとんど自習しない学生が約38%存在すること,理解度に対する学習者の自己評価の平均が5段階中約3.6であることがわかった。このように,年度目標の(2)と(3)については,ほぼ目標を達成した。しかし,年度目標(1)については,完全な達成はできなかった。Webアプリケーション化については,入力されたC言語プログラムのソースリストをC言語の厳密な文法に則って解析し,実行することができるようになった。文法的制約がなくなったので,ツールの有用度は向上した。また,プロトタイプ版のツールではあるものの,ツールの利用状況をWebサーバ上で集計するシステムとの連携はできるようになった。このことは,最終評価の実施に大いに役立つと考える。しかし,Webアプリケーションではソースリストの動作過程を可視化することは実現できていない。本研究の最終的な目的は,研究代表者が独自に開発してきたC言語プログラムの動作過程を可視化するツールが,プログラミングを効果的に自学自習するためのeラーニングサイト構築の有力なコンテンツとなりうるか否かを判断することである。この中で,eラーニングサイトそのものの開発やコンテンツ作成のための基本コンセプトの有効性の確認は順調に進んでいる。しかし,肝心のツールのWebアプリケーション化が遅れている。「研究実績の概要」に記したとおり,3つある平成23年度の年度目標のうち,2つについてはほぼ完成している。遅れているのは,本ツールのWebアプリケーション化である。しかし,申請時の研究計画でも指摘してあるとおり,このWebアプリケーション化の作業が遅れることは予め想定済みであり,作業が平成24年度にずれ込んでも,研究の進捗に大きな影響が出ないよう計画されている。今後は,まず,平成24年度の成果の一部であるプログラミング実習の基本コンセプト「学生に成功体験を得させる」ことの教育効果の高さについて,論文を作成して公表したい。また,プログラミング実習の1テーマとして考えている自転車ロボットの制御プログラミングについても検討を進めたい。そして,遅れているWebアプリケーション化を進める。このWebアプリケーション化については,これまで,Adobe Flashの利用を前提に開発を進めていたが,現在は,HTML5の利用も有力になっている。そこで,適切な開発プラットフォームについても検討したい。研究は概ね順調に進んでいるので,基本的には,申請時の研究計画に従い,平成24年度は,eラーニングコンテンツの作成を行う。あわせて,平成23年度に遅延してしまったWebアプリケーション化の作業についても,研究計画通り,平成24年度に実施する。また,計画より早く,平成23年度中に査読付き論文として投稿可能な成果が完成した。そのため,この成果については,平成24年度に成果
2核ホモメタル錯体をビルディングブロックとする混合貴金属クラスター触媒の創成

カチオン性単核パラジウム錯体[Pd(NH_3)_4][B(C_6F_5)_4]_2 (1)のTHF溶液に1当量のn-BuLiを-80°Cで加え、拡販しつつゆっくりと室温まで戻すとアンモニア配位子からの脱プロトン化に引き続いて単核錯体同士の2量化が進行し[Pd_2(μ_2-NH_2)_2(NH_3)_4][B(C_6F_5)_4]_2 (2)が得られた(収率91%)。(2)に対して同様の反応を行うことにより、環状Pd_4骨格を有する4核錯体[Pd_4(μ_2-NH_2)_4(NH_3)_4][B(C_6F_5)_4]_2 (3)が得られた(収率31%)。この際、鎖状骨格を有する対応する4核錯体の生成は見られず、環状骨格を有する化合物だけが選択的に生成した。一方、パラジウムの系とは異なり、[Pt(NH_3)_4][B(C_6F_5)_4]_2 (4)を同様の条件下で反応させても2核錯体の生成は観測されなかった。そこで(4)に対して2当量のn-BuLiを加えて[(NH_3)_2Pt(μ_2-NH_2)_2Li][B(C_6F_5)_4] (5)を調製し、次いで[Pd(py)_4][B(C_6F_5)_4_2 (6)と反応させたところ、ヘテロ2核錯体[(NH_3)_2Pt(μ_2-NH_2)_2Pd(py)_2][B(C_6F_5)_4]_2 (7)が得られた(収率89%)。(7)に対してさらに(5)を反応させると、鎖状骨格を有する3核錯体[Pt_2Pd(μ_2-NH_2)_4(NH_3)_4][B(C_6F_5)_4]_2 (8)が生成した(89%)。(2)、(3)および(8)についてはX線解析を行い構造の詳細を明らかにした。(7)は^1HNMR、質量スペクトルおよび元素分析により同定した。また、(2)のTHF溶液中に過剰の章酸リチウムを加えることで、(2)の対アニオンを硝酸イオンに交換した化合物が得られることも明らかにした(収率82%)。