hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反応系内発生ホスゲンを用いるペプチドの連続的マイクロフロー合成法開発

申請者らは昨年度、低毒性かつ安価なトリホスゲンと塩基からホスゲンを発生させて、カルボン酸を活性化し、さらにこれをアミノ酸と反応させることによりペプチドを合成する手法を確立した。今年度はこの手法の論文発表に向けたデータ収集、連結困難なアミノ酸を用いたペプチド合成の検討を中心に実施した。(1)論文発表に向けたバッチ条件での対照データの取得:これまで、バッチ系での検討が未実施であったため、マイクロフロー合成法の対照実験として、活性化時間、アミド化時間をそれぞれ30秒に設定し、同一濃度の基質を用いて反応を実施した。なお、反応時間はこれ以上短縮すると、再現性が低下することを確かめている。その結果、すべての基質の組み合わせにおいて、バッチ条件のほうがマイクロフロー条件に比べて収率が低下することが判明した。(2)二残基のペプチド同士のカップリング検討:昨年度までの検討では二残基のペプチド同士のカップリングを未実施であったため、確立したマイクロフローペプチド合成法の有用性を実証するため、オーリライドのテトラペプチド部位の合成において二残基ペプチド同士のカップリングを検討した。その結果、収率の低下が観察されたものの、エピメリ化を一切起こすこと無く目的のテトラペプチドを得られることを確認した。(3)4-ヒドロキシフェニルグリシンの連結:生理活性天然物の中にはヒドロキシフェニルグリシンを持つ化合物が知られている。ヒドロキシフェニルグリシンはエピメリ化を起こしやすいため、その連結は困難なことが多い。我々が確立したマイクロフローペプチド合成法を適用したところ、滞留時間を0.5秒、温度を10 oCとした時に収率82%、エピメリ化1%で目的物を得ることに成功した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、マイクロフローリアクター内で、低毒性かつ安価なトリホスゲンと塩基からホスゲンを発生させて、カルボン酸を活性種へ変換し、さらにこれをアミノ酸と反応させることによりペプチドを合成する手法の確立を目指して研究に着手した。成果1マイクロミキサー、溶媒、塩基、当量の最適化カルボン酸としてLーセリンを用い、まずマイクロミキサーの検討を行った。ジーエルサイエンス社、フロム社、三幸精機社製のT字型ミキサーを検討したところ、三幸精機社製の内径0.25 mmのものが最も熱交換効率が高く、エピメリ化の抑制効果が高いことが判明した。続いて溶媒および塩基を検討した。結果、カルボン酸と塩基を溶かす溶媒としてはDMF、トリホスゲンおよび求核剤を溶かす溶媒としてはアセトニトリルを用いた際に最も良好な結果を与えた。なお、興味深いことに、水を溶媒として用いても、反応成績はさほど低下しないことがわかった。また、DIEAを塩基として用いた時に最も良好な結果を与えた。続いて、カルボン酸、塩基の当量を検討した。当量は反応成績に大きな影響をおよぼすことがわかった。すなわち、カルボン酸を2.5当量まで増やし、塩基量を3当量まで減らすことにより、エピメリ化を抑制しつつ、収率を劇的に改善できることがわかった。本条件では、わずか0.5秒で定量的にカルボン酸が活性化できることが判明した。成果2基質適用範囲の実証確立した最適条件を用いて基質適用範囲を検討した結果、カルボン酸としてエピメリ化を起こしやすいヒスチジンを用いても、エピメリ化を抑制しつつ高収率で目的物が得られ、サルコシンやプロリン等の嵩高い求核剤を用いても良好な成績を与えることが判明した。さらには、水酸基遊離の乳酸をカルボン酸として用いても、高収率で目的物が得られることがわかった。なお、本反応をバッチリアクターで行うと、収率が劇的に低下する。

本年度の研究計画目標通り、マイクロフローリアクター内で、低毒性かつ安価なトリホスゲンと塩基からホスゲンを発生させて、カルボン酸を活性種へ変換し、さらにこれをアミノ酸と反応させることによりペプチドを合成する手法を確立することに成功した。本手法は活性種の生成までに要する時間はわずか0.5秒であり、アミド化に要する時間もわずか4.3秒である。また、一時間ほどの連続運転で510g程度の目的物を得られるため、生産性も良好である。本年度の検討により、目標としていた反応性の低いNーメチルアミノ酸を求核剤として用いても、エピメリ化を起こさず、高収率で目的のペプチドを得られることを実証した。さらには、研究計画書で検討事項に挙げていたエピメリ化を起こしやすい基質であるセリン、システイン、チロシン、ヒスチジンのアミド化に成功した。本手法の適用限界を探るべく、当初の計画にはなかった、さらにエピメリ化を起こしやすいことが知られているフェニルグリシン、乳酸といった基質についても検討を行った。フェニルグリシンのアミド化については、溶媒、ジイソプロピルエチルアミンの当量、温度を再検討することにより、ほとんどエピメリ化を起こすことなく目的物を得ることに成功した。また、乳酸については、二級水酸基を保護することなく用いて目的物をほぼ定量的に、なおかつエピメリ化をほとんど起こすことなく目的物を得ることに成功した。このように、当初計画以上のペースで研究が進捗したため、次年度の研究目標としていたペプチド合成への適用性検証に着手することとした。予備検討を行った結果、テトラペプチドの合成に成功し、今後の検討によりさらに高収率で目的物を得られるようになると考えている。前年度までの研究で最適化した条件を用いてペプチドの合成に取り組む。すなわち、二つのステンレス製T字型マイクロミキサー、三つのシリンジポンプをテフロンチューブにより連結し、これを水浴中に浸してマイクロフロー反応装置を組み上げる。一つ目のT字型マイクロミキサーにおいて、トリホスゲン、ジイソプロピルエチルアミン、カルボン酸のアセトニトリル/DMF溶液を混合して、マイクロミキサー内でホスゲンを発生させ、これをカルボン酸と即時(0.5秒)反応させることにより対応する活性種を生成させる。続いて、2つ目のT字型マイクロミキサーに活性種と求核剤のアセトニトリルを導入してアミド化を進行させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより目的物を単離して収率、エピメリ化率を求める。既に、これまでの初期検討の結果、この方法によりペプチドの合成が可能であることが示唆されている。本年は、エピメリ化を起こしやすいアミノ酸、反応性の低いアミノ酸を基質として用いたペプチド合成に取り組み、本マイクロフローペプチド合成法の有用性を実証する。この際に、前年度までの最適条件では、十分な収率が得られない、もしくはエピメリ化が抑制できないケースが想定しうる。これらのケースについては反応温度、溶媒、塩基の当量といった各パラメータを最適化することにより解決を図る。また、前年度までの研究で、反応系内のIR測定を行うことにより活性種が対称酸無水物であることが示唆された。より求電子性が高いと考えられる酸塩化物を活性種として用いることができればさらなる反応性の低いアミノ酸の導入にも有効であると期待できる。
微生物によるヒ素の環境動態変化に及ぼす抗生物質の影響の解明

ヒ素の環境動態に深く関わる微生物によるヒ酸塩〔As(V)〕還元及び亜ヒ酸塩〔As(III)〕酸化に着目し、それらに及ぼす抗生物質の影響を湖沼等の底泥を用いたマイクロコズム試験により評価した。その結果、好気環境でのAs(V)還元を担うヒ素耐性細菌は、種々の抗生物質耐性を持ち、抗生物質存在下でも旺盛なAs(V)還元が生じることが明らかとなった。一方で、As(III)酸化細菌は、クロラムフェニコールなどによって活動が阻害されることが明らかとなった。従って、ある種の抗生物質が好気環境に流入した場合、ヒ素の酸化・還元のバランスが崩れ、その動態が不溶化から可溶化へシフトする可能性が示唆された。抗生物質の環境中への流入には、ヒ素による水環境汚染を助長する新たなリスクが潜在するが、これまでにその可能性に着目した研究は報告されていない。本研究では、微生物によるヒ素の可溶化/不溶化に及ぼす抗生物質の影響を解明し、そのリスクを詳細に評価することを目的としている。国立環境研究所構内の池、及び霞ヶ浦から採取した底泥サンプルを微生物植種源として、無機ヒ素の酸化・還元に及ぼす各種抗生物質の影響を個別の培養試験により調べた。好気条件下で行った実験では、抗生物質の有無に関わらず全ての実験系でヒ酸塩の還元が生じたものの、クロラムフェニコール等の一部の抗生物質によって亜ヒ酸塩の酸化が阻害を受けた。亜ヒ酸塩酸化が阻害を受けた系では、16SrRNA遺伝子の解析から、中温性亜ヒ酸塩酸化細菌の属するプロテオバクテリアの割合が大幅に減少していることが確認され、さらに亜ヒ酸塩酸化酵素をコードするaoxB遺伝子も検出されなかった。これらの結果から、好気性のヒ酸塩還元細菌は各種の抗生物質に対して幅広い耐性を持つが、亜ヒ酸塩酸化細菌は一部の抗生物質への感受性が高いことが明らかとなった。これまでの研究から、好気環境ではヒ酸塩還元と亜ヒ酸塩酸化が同時に起きることで、結果的に吸着性の高いヒ酸塩が優先している可能性が示されている。本研究の結果から、ある種の抗生物質が、環境微生物によるヒ素の酸化・還元のバランスを崩し、ヒ素を水相へと移行し易くする可能性が示唆された。国内の湖沼から採取した底泥サンプルを植種源として用い、抗生物質耐性細菌の集積培養を行った結果、クロラムフェニコールによって、プロテオバクテリアの割合が大幅に減少し、多剤耐性細菌であるChryseobacterium属の優先化が見られた。また、Chryseobacterium属の一部の菌株は、ヒ素耐性遺伝子を有していることが確認された。さらに、国内各地から採取したヒ素濃度の異なる土壌・底泥サンプルを植種源として、それらの持つヒ酸塩還元・亜ヒ酸塩酸化活性を調べた結果、全てのサンプルで嫌気・好気の両条件下においてヒ酸塩の還元が確認された。抗生物質の添加によって、嫌気条件下ではヒ酸塩還元が阻害されたが、好気条件下では抗生物質の種類によらずほとんど影響を受けず、ヒ素耐性細菌の優先化が示唆された。亜ヒ酸塩酸化は好気条件下でのみ確認され、概してクロラムフェニコールによって阻害を受ける一方で、グラム陽性菌に抗菌スペクトルを持つエリスロマイシン等にはほとんど影響を受けなかった。また、クロラムフェニコール添加系では、亜ヒ酸塩酸化酵素遺伝子(aioA遺伝子)も検出されなかったが、エリスロマイシン添加系では、抗生物質を加えない対照系と同程度のプロテオバクテリア由来のaioA遺伝子が確認された。これらの結果から、環境中に分布する好気性ヒ酸塩還元細菌(ヒ素耐性細菌)は概して様々な抗生物質に耐性を持つが、嫌気性ヒ酸塩還元細菌(呼吸型ヒ酸塩還元細菌)と好気性亜ヒ酸塩還元細菌は、ある種の抗生物質に感受性が高いことが裏付けられた。

茨城県内の河川・湖沼から採取した数種類の底泥サンプルを植種源として用い、無機ヒ素の酸化・還元に及ぼす各種抗生物質の影響を培養試験により調べた。その結果、抗生物質耐性を持つ好気性のヒ酸塩還元細菌(ヒ素耐性細菌)は、環境中に広く分布している可能性が示された。また、16S rRNA遺伝子解析の結果から、一部の抗生物質添加系では、Chryseobacterium属の優先化が見られた。Chryseobacterium属細菌は多剤耐性を有することが知られており、ヒ素耐性遺伝子を有する種も報告されている。これらの結果から、抗生物質が環境中に流入すると、共耐性作用によって、間接的にヒ素耐性細菌が優先化する可能性が示唆された。一方、亜ヒ酸塩酸化細菌の抗生物質に対する感受性は生息域によって異なり、より好気的な河川底泥には、旺盛な亜ヒ酸塩酸化能を持つ細菌群が生息していることが示された。また、16S rRNA遺伝子及び亜ヒ酸塩酸化遺伝子解析の結果から、一般的な環境中の亜ヒ酸塩酸化細菌は、ほとんどがプロテオバクテリア門に属することが明らかとなり、ある種の抗生物質によってその活動が阻害されると酸化・還元のバランスが崩れる可能性が示唆された。抗生物質の環境中への流入には、ヒ素による水環境汚染を助長する新たなリスクが潜在するが、これまでにその可能性に着目した研究は報告されていない。本研究では、微生物によるヒ素の可溶化/不溶化に及ぼす抗生物質の影響を解明し、そのリスクを詳細に評価することを目的としている。抗生物質の影響によってヒ素の可溶化が生じやすい環境条件を明らかとするために、湖沼底泥を用いたマイクロコズム試験を行った。その結果、有機物および栄養塩が豊富な条件では、抗菌スペクトルの広い一部の抗生物質(クロラムフェニコール等)によって亜ヒ酸塩酸化が阻害され、抗生物質を添加しない対照系に比べて液相中ヒ素濃度の増加が確認された。一方、栄養制限条件下では、実験に供したいずれの抗生物質添加系でも、亜ヒ酸塩酸化の阻害は見られず、液相中ヒ素濃度の増加も確認されなかった。16S rRNA遺伝子及び亜ヒ酸塩酸化遺伝子(aioA遺伝子)等を対象としたクローンライブラリ法により、系内の細菌相をモニターした結果、液相ヒ素濃度によって優占する亜ヒ酸塩酸化細菌等が異なる可能性が示唆された。また、有機物添加系に比べ非添加系では、底泥からのリン、鉄、アルミニウム等の溶出が見られ、栄養条件の違いによって異なる細菌群が活動していることが示唆された。以上の結果から、高栄養性及び低栄養性の亜ヒ酸酸化細菌群が環境中に常在し、ヒ素の溶出抑制に寄与している一方で、それらの抗生物質への感受性が大きく異なる可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。環境工学、環境微生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の目標であった、ヒ酸塩還元活性の促進に高い効果を持つ抗生物質のスクリーニングを概ね達成し、さらに亜ヒ酸塩酸化細菌が一部の抗生物質に影響を受けやすいことを明らかとした。また、実験・解析条件の最適化により、次年度以降の研究を効率的に進める礎を築くことができた。本年度の目標であった、環境中におけるヒ酸塩還元・亜ヒ酸塩酸化活性に及ぼす抗生物質の影響の評価が順調に進展し、影響を受けやすい/受けにくい細菌群が明らかとなった。また、次年度のラボスケールリアクターを用いた実証試験の基礎となるデータが得られた。本年度の目標であった、環境中におけるヒ酸塩還元・亜ヒ酸塩酸化活性に及ぼす抗生物質の影響の評価が順調に進展し、影響を受けやすい細菌群がある程度明らかとなった。
超高張力鋼の溶接熱影響部に形成する脆化M-A組織の電子顕微鏡的研究

高張力鋼の大入熱溶接熱影響部の脆化要因とされるM-A組織についての理解を深め、その悪影響の防止策を検討することによって,大入熱溶接の可能な超高張力鋼の開発に役立てようとした.このため,化学組成の異なる各種の80キロ及び100キロ級高張力鋼に大入熱溶接及び溶接後熱処理を模擬した熱履歴を与え,M-A組織の形成と分解,及びその靭性に対する影響を電子顕微鏡観察によって調べた.その結果,いずれの高張力鋼においても(高Ni濃度の1鋼種を除いて),溶接入熱量の増加と共に,M-A組織が形成され,またそれらが形態的に棒状と塊状に分類された.靭性は塊状の増加と共に低下し,塊状M-A組織が脆化の主要因であると示唆された.電子顕微鏡観察の結果,M-A組織の内部には,従来から知られてきたマルテンサイトと残留オーステナイトに加えて,2種類のセメンタイトが含まれることを示した.靭性の改善のために,溶接後熱処理として500K930Kでの焼鈍処理を施した結果,623KでM-A組織が炭化物とフェライトに分解し,靭性が大幅に改善された.高張力鋼と比べて,高炭素濃度の鋼材として圧力容器用鋼についても同様の研究を行ない,比較・検討した.その結果,圧力容器用鋼においては,高張力鋼と比べて,低い入熱でM-A組織が形成されて靭性が著しく低下し始め,また棒状M-A組織も塊状と同様に靭性に悪影響を及ぼすことが示唆された.溶接後熱処理によってM-A組織を炭化物とフェライトに分解することによって,圧力容器用鋼も靭性が改善された.しかし,入熱量の増加と共に靭性の改善が困難となり,高張力鋼と比べて高温での後熱処理が必要であった.なお脆化要因元素とされるPおよびSの含有量を低くした圧力容器用鋼の大入熱溶接熱影響部についても同様の実験を行なったが,靭性の改善は認められず,大入熱溶接熱影響部の靭性は,主に組織学的因子によって支配されると考えられる.高張力鋼の大入熱溶接熱影響部の脆化要因とされるM-A組織についての理解を深め、その悪影響の防止策を検討することによって,大入熱溶接の可能な超高張力鋼の開発に役立てようとした.このため,化学組成の異なる各種の80キロ及び100キロ級高張力鋼に大入熱溶接及び溶接後熱処理を模擬した熱履歴を与え,M-A組織の形成と分解,及びその靭性に対する影響を電子顕微鏡観察によって調べた.その結果,いずれの高張力鋼においても(高Ni濃度の1鋼種を除いて),溶接入熱量の増加と共に,M-A組織が形成され,またそれらが形態的に棒状と塊状に分類された.靭性は塊状の増加と共に低下し,塊状M-A組織が脆化の主要因であると示唆された.電子顕微鏡観察の結果,M-A組織の内部には,従来から知られてきたマルテンサイトと残留オーステナイトに加えて,2種類のセメンタイトが含まれることを示した.靭性の改善のために,溶接後熱処理として500K930Kでの焼鈍処理を施した結果,623KでM-A組織が炭化物とフェライトに分解し,靭性が大幅に改善された.高張力鋼と比べて,高炭素濃度の鋼材として圧力容器用鋼についても同様の研究を行ない,比較・検討した.その結果,圧力容器用鋼においては,高張力鋼と比べて,低い入熱でM-A組織が形成されて靭性が著しく低下し始め,また棒状M-A組織も塊状と同様に靭性に悪影響を及ぼすことが示唆された.溶接後熱処理によってM-A組織を炭化物とフェライトに分解することによって,圧力容器用鋼も靭性が改善された.しかし,入熱量の増加と共に靭性の改善が困難となり,高張力鋼と比べて高温での後熱処理が必要であった.なお脆化要因元素とされるPおよびSの含有量を低くした圧力容器用鋼の大入熱溶接熱影響部についても同様の実験を行なったが,靭性の改善は認められず,大入熱溶接熱影響部の靭性は,主に組織学的因子によって支配されると考えられる.超高張力鋼厚板の溶接の大入熱化に伴う金属組織学的問題とその対策を明らかにするため,化学組成の異なる4種類の80キロ及び100キロ級高張力鋼に大入熱溶接及び後熱処理を模擬した熱サイクルを与え,島状の脆化組織と見なされているM-A組織の形成と分解,及びその靭性に対する影響を電子顕微鏡観察によって調べた.その結果,100キロ級高張力鋼においても(高Ni濃度の1鋼種を除いて),80キロ級と同様に,溶接入熱量の増加,即ち最高加熱温度からの冷却速度の低下と共に,M-A組織が形成され,またそれらが形態的に棒状と塊状に分類されることを見い出した.電子顕微鏡観察の結果,M-A組織の内部には,従来から知られていたマルテンサイトと残留オーステナイトに加えて,2種類のセメンタイトが含まれ,その1つの粗大なものはオーステナイトから,他方の微細なものはマルテンサイトからそれぞれ析出したものと考えられることを示した.M-A組織の認められた場合はいずれも,塊状M-A組織の増加と共に靭性が低下し,塊状M-A組織が脆化の主要因であることが示唆された.

シヤルピー衝撃試験および曲げ試験時の破断部におけるM-A組織の挙動を金属組織学的に検討し,M-A組織を脆い硬質第2相と見なすことによって,割れの発生と伝播に及ぼすその影響が説明されることを示した.M-A組織によって低下した靭性の改善のために,溶接後熱処理として500Kから930Kの焼き戻し処理を施した.その結果,800K以上の焼き戻しでは,100キロ級高張力鋼において2次硬化によると見られる脆化が生じ,また600K以下では靭性向上に長時間を要するため実用的ではなく,したがって実施工上問題の無い程度に靭性改善の達せられる後熱処理条件として623Kで28.8ksを得た.さらに,溶接後熱処理に伴うM-A組織の分解過程とその靭性への影響について,電子顕微鏡観察に基づき,検討を加えている.前年度に引き続き,大入熱溶接熱影響を受けて脆化した超高張力鋼厚板継手部の後熱処理による靭性改善機構について検討を加えるために,脆化の主要因であるM-A組織の内部構造の透過電子顕微鏡観察を行なった.さらにM-A組織が高炭素濃度であることが分かったため、超高張力鋼に比べて高炭素濃度で,大入熱溶接の要望される鋼材として,圧力容器用鋼についても,同様に大入熱溶接熱影響と後熱処理による靭性と組織の変化を調べ,比較・検討した.その結果,圧力容器用鋼においては超高張力鋼と比べて,低い溶接入熱量でM-A組織の形成による靭性の劣化が認められた.透過電子顕微鏡観察によれば、圧力容器用鋼中に観察されたM-A組織の内部構造は,高炭素マルテンサイトを主体とするものであり,超高張力鋼の場合と同様であった.溶接後熱処理による靭性改善については,超高張力鋼の場合,623Kでの加熱保持に伴って、M-A組織の炭化物とフェライトへの分解が認められ、このために大幅な靭性改善が達成された。しかし600K以下での後熱処理では、M-A組織中に微細な炭化物の析出が認められるものの、M-A組織はほとんどが未分解で、靭性の向上は僅かであった。800K以上では、M-A組織は分解するものの、VやCrの炭化物の析出による2次硬化のために脆化するものが、100キロ級鋼において認められた。圧力容器用鋼においても、M-A組織を炭化物とフェライトに分解することによって、大幅な靭性の改善が得られた。但し、大入熱化が著しくなると共に、圧力容器用鋼の後熱処理による靭性の改善が困難になった。なお脆化要因元素といわれているP及びSの含有量を低くした圧力容器用鋼の大入熱溶接熱影響部についても同様の実験を行なったが、靭性の改善は認められず、大入熱溶接熱影響部の靭性はM-A組織によって主に支配されているものと考えられる。
日韓における思考力育成型共通歴史教科書開発とその開発システムに関する研究

日本において,グローバル社会へ適応した地球市民育成のための教育が求められている。そのためには,歴史的に深く関わるアジア地域において,教科書レベルでの歴史認識の共有化が渇望されている。そして,それは,少なくとも学習者の思考力を育成するという視点からの新しい授業観に立脚したものでなければならない。ヨーロッパにおいては,EU共通の教科書作りが進められるなど教科書を通じた歴史認識の共通化・共有化試みられている。そこには,授業観の変化を背景とした教科書観の転換がある。本年度は,2年計画のこの研究の後期として,海外の情報収集と海外研究協力者との情報交換を中心におこなった。その結果,「思考力」が,多様な観点(視点)から,分類・比較することにより特質を明確化するプロセスであること,歴史学習においては,時代を比較したり多様な他者の視座から歴史事象を分析する過程がすなわち歴史的思考力を育成している点が明らかどなり,日韓の歴史を題材にした思考力育成型の教材開発の基本視点が明確化された。特に複数の歴史観(歴史的解釈)を前提とした討論や学習者相互のコミュニケーション場面を意図的に設定した学習計画と教材(教科書)の重要性が明確化された。日本にあっては,中学校教科書の変化が顕著である。相違点や共通点を明確化した討論による思考力の育成教材が開発されつつある(帝国書院版中学歴史分野教科書等)。研究メンバーは,教科書出版社との共同研究会を組織して,その開発に情報を提供したり,日本社会科教育学会全国研究大会において口頭による研究成果の報告を行うなど,本年度は,この研究の成果を還元すべく努力した。なお,この研究によって,問題解決型歴史学習であってもそのスキルや能力面での系統的な評価基準を設けて行うことの必要性が明確となったが,この点については,今後の研究課題として残されている。社会科特に歴史教育に関して,日本の教科書は常に周辺諸国からの批判にさらされている。一方,ヨーロッパにおいでは,EU共通の教科書作りが進められるなど教科書を通じた歴史認識の共通化・共有化試みられている。日本においても,グローバル社会へ適応した地球市民育成のための教育が求められている。この研究は,現行の学習指導要領に必ずしもとらわれるものでない。しかし,上記の観点から,学習指導要領が一貫して強調してきているにもかかわらず十分にそれが実現されていないと考えられる「思考力」育成型の歴史教育を実現するための教科書の基本構造を明らかにするものである。そのうえで,それを開発するシステムを提案する。本年度は,2年計画のこの研究の前期として,資料収集と分析を中心におこなった。その結果,「思考力」が,多様な観点(視点)から,分類・比較することにより特質を明確化するプロセスであること,歴史学習においては,時代を比較したり多様な他社の視座から歴史事象を分析する過程がすなわち歴史的思考力を育成している点が明らかとなった。次年度は,日韓の歴史を題材にした思考力育成型の教材開発をおこなう。その際,学習者のコミュニケーション能力の重要性に着目して研究を行っている。
悉皆調査による中１ギャップ型不登校未然防止ツールの開発と活用

小学校6年生に7つの領域(「学校生活で自分を律する力」「家庭学習で自分を律する力」「気持を言葉で伝える力」「周囲を害すること(非行含む)を自制する力」「気持ちを切り替える力」「友だちなど周囲の人と信頼関係を結ぶ力」「家族と信頼関係を結ぶ力」)の自己効力感を測定する質問紙を作成、事前の悉皆調査のデータを基に簡易分析シートを開発し、自己効力感が低い領域のある児童を即時に見出し進学前の指導で自己効力感を高める指導を3箇所の中学校区を指定して行った。9小中学校中6校で不登校者数が減少したが、ターゲットである次年度進学の学年への指導が2年間では徹底せず、当該学年への一様な効果には至らなかった。本研究は、いわゆる「中1ギャップ」による不登校の未然防止のためのツールの開発と活用とを目的としている。そのためにまず、小学校高学年の時点でどのような側面の自己効力感を高めておくことが、中学校進学後の不登校につながる不適応を抑えることができるのか、実証的に明らかにすることとした。初年度である平成27年度においては、すでに前年度、小学校6年生の時点で自己効力感の諸側面を測定しておいた自治体Aの当該学年全員(およそ8000名)に対して、中学校進学後の適応状況を測定する質問紙を作成し、民間業者を用いて印刷、配布、回収、データ入力を行った。入力されたデータを解析し、新たに、小学校高学年の時点で高めておくべき自己効力感の7つの側面(学校生活で自分を律する力、家庭学習で自分を律する力、気持ちを言葉で伝える力、周囲を害することを自制する力、気持ちを切り替える力、友だちなど周囲の人と信頼関係を結ぶ力、家族との信頼関係を結ぶ力)をチェックするアンケートを作成、併せて、子どもが記入したアンケートの結果をエクセルシートに入力するだけで、7つの側面の中のどこの自己効力感を今後強めていくとよいのかが一目でわかる簡易分析シートを開発し、自治体Aの教育委員会に引き渡した。他方で、今回の自治体Aにおける悉皆調査に先立ってパイロット的に行っていた調査の成果について、以下の学会発表を行った。原田克巳・大西彩子・中島義実(2015).中学校への進学時不適応の予防に必要な能力(4) 登校状況に着目してー.日本教育心理学会第57回発表論文集,203当初計画のマイルストーンと照合すると、データ収集・分析までは当初の計画以上に進行し、平成28年度からの前倒し執行を行うことで、データ解析がさらに加速し、自己効力感アンケートと簡易分析シートとからなる未然防止ツール自体は、早い段階で完成し、自治体Aの教育委員会に引き渡すことのできる態勢は整っていた。しかし年度末にかけて、自治体Aの教育委員会において、本ツールを全学校がよりしっかり理解して活用できるように、説明会や説明冊子の作成を丁寧に行うこととしたために、マイルストーンでは全小中学校への配布も平成27度中に終えるはずであったが、まだそこには至っていない(平成28年度4月に、全中学校区に対して説明会を予定している)。他方で、学会発表については、平成27年度中にすでに国際学会で1回、国内学会で1回行っており、当初計画以上の進捗となっている。以上を差し引いて、おおむね順調に進展していると評価するものである。前年度末に完成したツールを自治体Aの全小中学校に配布、4月に行われた自治体A「スクールカウンセラー説明会」にて全中学校区の代表に使用法を説明し、活用を促した。同時に3箇所の中学校区を研究モデル校区に指定、10月および2月に自治体Aにおける「長期欠席対策推進会議」にて活用研究の進捗報告と実績の発表を行わせた。また、ツールをもとに学校現場で期待される具体的指導法に関する冊子の編集を、上記会議にて行った。他方でツール開発における統計解析から明らかとなった知見について、以下の学会発表およびシンポジウムを行った。工藤弘・原田克巳・大西彩子・中島義実.(2016).中1ギャップによる不適応の未然防止へー小学校でつけておきたい力ー.日本教育心理学会第58回総会発表論文集,124-125当初計画のマイルストーンと照合すると平成27年度に完了する予定であった、ツールの全小中学校への配布が自治体Aの年度予算の都合で平成28年初頭にずれ込み、研究モデル中学校区の選定も同様であった。その後の小中協同による活用調査は、3中学校区において順調に進行している。他方で学会発表については、平成27年度に引き続き平成28年度でも行っており、また、国内学会であるが自主企画シンポジウムも行い、当初計画以上の進捗となっている。本研究はいわゆる「中1ギャップ」による不登校の未然防止のためのツールの開発と活用とを目的としたものである。3箇所の中学校区を研究モデル校区に指定し、27年度に開発したツールを28年度当初に校区の小中学校に配布、29年度にかけての活用研究を行った。その2年度目にあたるのが29年度である。またツールの活用ガイド冊子「長期欠席の未然防止と初期対応」も北九州市教育委員会名で年度当初に発行し各校に配布した。各校はツールを用いて児童生徒個々人の自己効力感を把握し、要注意の児童生徒を抽出、創意工夫して個別指導、学年、全校での指導を行った。

結果として、3中学校区の9の小中学校のうち、6校で長期欠席者数が前年度より減少し、全体の合計人数としては11名の減少となった。この傾向は在籍者数の推移を加味した長期欠席者出現率においても同様であった。他方でこの年度は前年度の小学校6年生が中学1年生として進学した年度にあたり、この学年が本研究の中心的ターゲットの学年にあたる。この学年について、前年度の取り組みの結果として中学校進学後の長期欠席者数の出現数の減少が期待されたが、長期欠席者の出現数は1中学校では減少したが1中学校では前年度と同数、1中学校では前年度よりも増加となった。この結果となったのは、研究指定を受けたことで各校とも全校単位での指導が活発化し、在籍者全体に対しては長期欠席未然防止の効果がみられたが、ターゲットの学年に絞った重点指導の徹底度には各校でばらつきがあり、当該学年の様々な要因を超えてこのツールが一様に力を発揮するには至らなかったからだと考えられる。他方でツール開発時の統計解析から見出された知見について以下の学会発表を行った。原田克巳・大西彩子・中島義実(2017).中学1年生時の不適応状況を抑制する小学校6年生時の能力.日本カウンセリング学会第50回記念大会発表論文集,168小学校6年生に7つの領域(「学校生活で自分を律する力」「家庭学習で自分を律する力」「気持を言葉で伝える力」「周囲を害すること(非行含む)を自制する力」「気持ちを切り替える力」「友だちなど周囲の人と信頼関係を結ぶ力」「家族と信頼関係を結ぶ力」)の自己効力感を測定する質問紙を作成、事前の悉皆調査のデータを基に簡易分析シートを開発し、自己効力感が低い領域のある児童を即時に見出し進学前の指導で自己効力感を高める指導を3箇所の中学校区を指定して行った。9小中学校中6校で不登校者数が減少したが、ターゲットである次年度進学の学年への指導が2年間では徹底せず、当該学年への一様な効果には至らなかった。進捗の遅れている、自治体Aの教育委員会による未然防止ツールの全校配布と活用のために、平成28年度4月中に全中学校の校長とスクールカウンセラーとが一堂に会する会合で説明することを予定している。同時に、自治体Aの教育委員会のイントラネットを通して未然防止ツールを市内全小中学校に配布する。また、3箇所の中学校区を研究モデル校区に指定し、活用の進捗報告を自治体Aの不登校対策推進協議会において行わせる。実効のあった活用方策については自治体Aの教育委員会のイントラネットを活用して市内小中学校に提供する。平成29年度には、平成28年度に小学校6年生であった学年が中学校に入学してくるため、平成28年度における活用が実をあげていれば、この年度において、「中1ギャップ」による不登校の発生が抑制されているはずであり、本研究の仮説に対する検証がなされるはずである。研究モデル校区における活用実践を継続し、教育委員会によって実効性のある活用について、冊子にまとめて市内の小中学校で共有する。以上の成果について、すでに平成28年度において国際学会で2回、国内学会で2回の学会発表と、国内学会でのシンポジウム1回が予定されている。これらの成果を元に教育心理学研究誌に論文投稿を行う。同様の発信を平成29年度においても行っていく。ツールの開発と活用を計画する段階で、自治体Aの教育委員会との間で、ツールをもとに学校現場で期待される具体的指導法の指針が要請され、それに応える形で冊子を作製、今年度初頭に全小中学校に配布し、活用を促す。
高齢者の体力変化が歩行動作に与える影響について (3年後の追跡調査)

【目的】我々は、高齢者にも安全でかつ高齢者の生活に即した方法を用いて、高齢者に対する体力測定を行い、cross-sectionalなデータによって高齢者の体力の標準的な値を得ると共に、生活の中に運動習慣を取り入れることによって体力を維持できることを示す結果を得ている。また、一部の調査対象者には歩行運動に対する動作学的研究を行っており、高齢者の歩行動作の特徴を明らかにしている。今年度は、高齢者の体力をlongitudinalに観察すること、特に体力変化が歩行動作に及ぼす影響を検討することを目的に研究を行った。【方法】3年前に実施した「地域高齢者の体力測定」に協力を承諾された60歳以上の同一篤志家(40名)を対象とし、体力変化、歩行動作の変化等を当時と同方法にて測定調査した。体力テストは、壮年体力テストを参考に一部高齢者向きに修正した閉眼片足立ち、座位ステッピング、長座位体前屈、垂直とび、握力、息こらえの比較的身体的負荷の少ない6項目のバッテリーテストを用いた。歩行テストは、異なる速度(セルフペースで“普通"“速い")の歩行を行い、それを正面と横からビデオ撮影し、動作学的に解析した。【結果】本調査の対象となった集団では、毎年体力測定を実施し、今年度も103名の参加があったが、体力、歩行の両調査とも追跡できたのは、男子11名、女子29名である。3年後の体力変化を平均値でみると、男女ともに閉眼片足立ち、垂直とびで有意に低下していたが、他の項目には大きな差が認められなかった。歩行テストの結果では、スピード、ステップ長(歩幅)等の動作解析項目の測定値は、体力テストの成績、特に垂直とび、握力、長座位体前屈、閉眼片足立ち、体力テスト総合点と有意な相関が認められた。しかし、3年前の各動作解析項目の平均値と比較すると、必ずしも低下を認めなかった。また、体力、歩行の両テストともその3年間の変化には、かなりの個人差が認められた。
上級競技者のペダリング動作分析に基づく競技自転車サドル高の決定手法の提案と評価

本研究の目的は上級競技者のペダリング運動中の筋活動状態の分析結果に基づき,サドル高さの決定手法の提案を行うことである.まず,ペダリング運動中に動的にサドル高さを変更できる実験装置を構築した.続いて,サドル高さを段階的に変更したときに上級競技者の筋活動量がどのように推移するかを調査した.その結果,上級競技者は測定筋群の活動量を相対的に均一化するサドル高さを主観として好むことがわかった.本研究では競技自転車におけるサドル位置の高さ設定について,上級者のサドル高さに対する主観的な評価とペダリング運動中の下肢筋群の活動状態の関連性について調査を行った.まず,実験装置として,市販の自転車ロードレーサーのサドル部およびハンドル部に,高さ,前後位置,角度を自動制御できる機構をそれぞれ取り付けた.また,ペダリング運動中の表面筋電位計測と同時にサドルとハンドルの位置を動的に制御可能とした.実験では,競技歴14年以上かつ十分な競技成績のある健常男性を被験者とした.ペダリング運動中の大腿直筋,大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋について表面筋電位を計測し,二乗平均平方根処理を施すことでペダル一回転に必要な筋活動量を推定し,ペダリング評価値とした.被験者が主観的に好ましいとするサドル高さを基準に,15mm上方から3mm/minで下降させた.実験終了後に,全てのペダリング評価値を対象に主成分分析を施し,各サドル高さ毎の主成分得点平均を算出した.結果として,被験者が主観的に好ましいとするサドル高さでは,主成分得点平均がゼロ近傍に偏り,このことは測定筋群間の活動量が相対的に均等であることがわかった.しかしながら,この実験手法は,自転車初心者に対しては適用が難しいことがわかった.本研究では,上級者と初心者の違いをペダリング技術の優劣と仮定し,今後,ペダリング技術を向上させる観点から最適なサドル位置の設定手法について検討する予定である.本研究の目的は上級競技者のペダリング運動中の筋活動状態の分析結果に基づき,サドル高さの決定手法の提案を行うことである.まず,ペダリング運動中に動的にサドル高さを変更できる実験装置を構築した.続いて,サドル高さを段階的に変更したときに上級競技者の筋活動量がどのように推移するかを調査した.その結果,上級競技者は測定筋群の活動量を相対的に均一化するサドル高さを主観として好むことがわかった.本年度は2カ年計画の初年度に当たり,(1)実験装置の改良,(2)筋活動パターン評価プログラムの作成および(3)サドル高さの筋活動パターンへの影響調査を行った.(1)実験装置の改良:実際のサイクルロードレーサーに搭載可能なサドル位置決め装置を設計構築した.本装置では,サドルの高さ,前後位置,角度の自動制御が可能であり,被験者は実際の走行感覚を維持したままサドル位置を調整できるようになった.(2)筋活動パターン評価プログラムの作成:自転車運動に動員される下肢筋群として,大腿直筋,大腿二頭筋,前頸骨筋,腓腹筋内側の4つの筋群を選定し,これらについて自転車運動中の表面筋電位を測定する.測定データを二乗平均平方根処理し,筋活動量を推定し,さらに主成分分析を実施することで活動パターンとしての指標を得た.(3)熟練サイクリストを被験者として,被験者のサドル高さに対する主観的な評価と筋活動パターンとの関連性について調査した.被験者が主観的に良好とするサドル高さでは,主成分得点がゼロ付近に収束するという結果を得た.このことについて,良好なサドル高さでは,測定対象となった筋群間において,活動量の偏りがなく,すなわち局所的な疲労発生が抑止される動作を行っていると結論付けた.次年度は,サドル高さに加え,前後位置および角度について,これらの筋活動パターンへの影響を調査し,結果をまとめる予定である.12について,当初,測定対象筋群を5カ所で計画していたが,関連研究の調査を進めるうちに大腿直筋,大腿二頭筋,前頸骨筋,腓腹筋内側で十分であろうことがわかった.これにより,ソフトウェアの構築が予定よりも早く進み,データ分析を効率化することにも繋がった.パターンエントロピー法による筋疲労特性評価について,パターンエントロピー法の基本プログラムが完成した.本研究では,各筋毎の疲労特性の評価に加え,筋活動の協調性についても議論していくことが新たな知見を求めていく上で必要であると考え,プログラムを改良し,複数筋群の時系列データを一挙に処理するべく検討している.3上級競技者のサドル高さへの主観評価と筋活動パターンとの変化規則の関連性について,実験結果に基づいて評価した.現段階では,被験者を2名としているが,いずれも同様の傾向が確認されている.45については,平成25年度の課題として取り組む予定である.研究代表者が平成24年4月より所属先が大分工業高等専門学校から福岡工業大学に変更となったが,福岡工業大学の研究機関としての機能が後押しとなり,研究計画通りに順調に進めることができている.

平成25年度は,サドル前後位置および角度の筋活動パターンへの影響についてまず調査し,これら設定値とサドル高さとの関連性について予備調査を進める.これらの関連性がある程度把握できた段階で,上級競技者の各サドル高さにおける筋活動パターンの変化傾向を言語化し,サドル高さ自動調整装置の制御プログラムとして構築していく.平成24年度は予定よりもソフトウェアの効率化が進んだことや,旅費の一部を他研究費より支出したため70618円残ることとなった.この残費を流用し,実験装置のがたつきを抑えるための装置改良費に30万円程度の支出を計画する.その他,計画通り論文別刷り費および学会発表などの費用に充てる.
高選択的新規光環化反応による5員環および6員環ケトンの合成法の確立とその応用

アシルゲルマンが光によってNorrish type Iの過程で開裂し,分子内に共存するオレフィンにトラップされて下式の反応が進行する。当課題研究によって発見されたこの反応をより有効なものとして平成3年度はその反応で得られたβーゲルミルケトンのゲルミル基の活性化を試みた。【chemical formula】その活性化反応のモデル化合物を下式によってChalconeから得て、その脱離を検討した。【chemical formula】さまざまな試剤でその活性化反応を研究したが、容易にゲルミル基を脱離することは困難であった。1例として臭素による反応を下記に示す。複雑な機構を経てα,βー不飽和ケトンが得られることが判明した。【chemical formula】この成功した反応をβーゲルミル5員環ケトンに適用し,その有効性を見出したが、まだ多くの検討すべき点が残されていて、現在なを実験継続中である。アシルゲルマン類の新規合成法を報告して以来、その反応性を検討してきた。式1の分子間光付加反応が成功し、その分子内反応への適用として、分子内にアシルゲルミル部とオレフィンをあわせもつ化合物で、高い位置選択的反応として式2と3に示された5員環ならびに6員環ケトンが高収率で合成されることが判明した。これらの基礎開発反応をもとにして、課題にある一般化の問題が詳しく検討され、直鎖上にヘテロ元素を含むもの、環をすでに持つもの、さらにオレフィンに置換基を持つものなど12種の基質を合成し、高選択的新規光環化反応が十分に有機合成に有用な5員環ならびに6員環合成法であることが確立された。この反応の特異性の一ツとして末端オレフィンでないと環化が起らない点、また環が7員環以上になると反応しないなどいくつかの点で立体化学的制約がある点も判明した。双環性ケトンの合成にも成功したことなどにより、有用な天然物合成反応にもなり得ることが判明した。以上の結果をもとに、現在では生成物のβーゲルミル基の活性化によるさらなる炭素一炭素結合延長反応の検討がなされている。当課題研究によって発見されたこの反応をより効果なものとして平成3年度はその反応で得られたβーゲルミルケトンのゲルミル基の活性化を試みた。その活性化反応のモデル化合物を下式によってChalconeから得て、その脱離を検討した。さまざまな試剤でその活性化反応を研究したが、容易にゲルミル基を脱離することは困難であった。この成功した反応をβーゲルミル5員環ケトンに適用し,その有効性を見出したが、まだ多くの検討すべき点が残されていて、現在なを実験継続中である。
血管内皮障害を認識する機能化造影剤及び薬物送達システムの開発

内皮障害特異的な低分子型MRI造影剤Gd-DTPA-EBについては、認識メカニズムの解明のために、血管を構成する細胞や基底膜タンパク質を用いて実験を行った。基底膜タンパク質からなるゲル、正常な血管内皮細胞、平滑筋細胞、又はサイトカインにより炎症状態にした内皮細胞と平滑筋細胞、そして血餅に対する造影剤の吸着量を測定し、本造影剤の標的対象の評価を行った。その結果、基底膜タンパクと炎症状態にした内皮細胞、血餅に特異的な吸着が観測された。また、担癌マウスへの投与実験により、腫瘍の炎症、または新生血管を認識して、腫瘍を検出することが可能であることが示唆された。また、ブタ血管片を用いたin vitro実験においては、内皮傷害と正常部位への造影剤の吸着量をICP-MSによって測定し、MRI画像上のシグナル強度と造影剤の吸着量の相関性が示された。次いで、バルーン傷害を起こしたラット大動脈に対してもMRI画像上での検出に成功した。大動脈への造影剤の吸着量をICP-MSによって測定し、in vivoにおけるシグナル増大と造影剤の吸着量の相関性も示された。親水性高分子にGd-DTPAとEvans blue誘導体を導入した内皮障害特異的な高分子型MRI造影剤も設計し、合成を行った。内皮傷害を起こしたブタ血管片を用いて、特異性評価とMRI画像上のシグナルの変化を観測したところ、特異的な造影剤の吸着は観測されたが、MRI画像上のシグナルの変化は観測されなかった。高分子薬物キャリアについては、造影剤と同様に吸着対象の評価を行い、基底膜タンパク質に吸着しやすく、内皮細胞には吸着しないことが分かった。また、細胞増殖の抑制効果のあるドキソルビシンを内包したキャリアを用いて、細胞に対する薬物効果の差異を観測いたところ、ドキソルビシンのみと内包キャリアとで差が観測された。MRI造影剤の研究においてはフェライト粒子表面にEvans Blueを修飾した陰性造影剤を合成した。その合成した造影剤とブタ血管片を用いて内皮剥離部位と正常部位とのMRIシグナルの変化を観測し、造影剤の内皮障害部位認識能の評価を行った。その結果、内皮剥離部位へのフェライト粒子の吸着が目視で確認できた。またMR画像上では内皮剥離部位周辺のシグナルの減少が観測された。陰性造影剤は造影剤が存在するその部位のシグナルを減少させるので、MR画像上の内皮剥離部のシグナルの減少は合成した造影剤の集積によるものと言える。これによりEvans Blue修飾フェライト粒子が内皮傷害部位特異的に集積することが示唆された。高分子薬物キャリアの研究においてはこれまでに合成した高分子キャリアの中で最も安定性の高いポリマーを用いて薬物内包などの物性評価を行った。薬物内包条件としてポリマー、薬物(ドキソルビシン)の濃度を変化させ、高分子ミセル内に内包できる最大量を測定した。また同時に、各薬物濃度の条件で作成したミセルの粒径とゼータ電位の測定も行った。ポリマーの濃度を0.4mg/mlの場合、調製時のドキソルビシンの量(feed DOX)依存的に内包量(loaded DOX)が増加した。Feed DOXが0.6mg/mlのときの内包量が最大となり、内包量は15.9wt%(loaded DOX/carriers)であった。ミセルの平均粒径はDOXを内包することで小さくなった。これは内包されたドキソルビシンの疎水性により疎水性コアの相互作用が強まったためである。また、ミセルからの薬物漏出はPBS(-)中10時間で26%の薬物しか漏出しなかった。これらの結果から合成したキャリアは十分に薬物保持できることが示された。MRI造影剤の研究においてはマウスを用いてガドリニウム錯体型造影剤(Gd-DTPA-EB)の体内動態の測定を行った。尿からの排出が高く、投与直後は腎臓での濃度が臓器の中では最も高いが、時間経過とともに減少し、肝臓などその他の臓器にも蓄積は観測されなかった。また、Gd-DTPA-EBのR1緩和能は生理食塩水、血清中においてGd-DTPAと比較して、1.11.5倍ほどであった。Gd-DTPA-EBはマウスの血管新生部分でシグナルの上昇が確認され、血管新生部分の検出が可能であることも示唆された。Evans Blue修飾フェライト粒子の場合はPEG修飾することで以前のものよりも内皮傷害部位特異性が向上した。マウスを用いた体内動態の測定も同様に行ったが各臓器の酸化鉄粒子の濃度を測定することはできなかった。高分子薬物キャリアの研究においてはこれまでに合成したグラフト型高分子キャリアを用いてブタ血管の内皮傷害部位への薬物集積量を定量的に測定した。薬物としてはドキソルビシンを用い、生理食塩水溶液の場合は正常部位と比較して内皮傷害部位へ6倍の薬物が集積し、血清溶液の場合は5倍の集積が観測された。これにより、キャリアの内皮傷害特異性が示唆された。また、ブロック型キャリアにおいては疎水鎖をN-t-butylacrylamideからbenzyl methacrylateへ変更し、親水鎖もN,N-dimethylacrylamideなどに変更することでRAFT重合により単分散なポリマーを合成することができた。内皮障害特異的な低分子型MRI造影剤Gd-

DTPA-EBについては、認識メカニズムの解明のために、血管を構成する細胞や基底膜タンパク質を用いて実験を行った。基底膜タンパク質からなるゲル、正常な血管内皮細胞、平滑筋細胞、又はサイトカインにより炎症状態にした内皮細胞と平滑筋細胞、そして血餅に対する造影剤の吸着量を測定し、本造影剤の標的対象の評価を行った。その結果、基底膜タンパクと炎症状態にした内皮細胞、血餅に特異的な吸着が観測された。また、担癌マウスへの投与実験により、腫瘍の炎症、または新生血管を認識して、腫瘍を検出することが可能であることが示唆された。また、ブタ血管片を用いたin vitro実験においては、内皮傷害と正常部位への造影剤の吸着量をICP-MSによって測定し、MRI画像上のシグナル強度と造影剤の吸着量の相関性が示された。次いで、バルーン傷害を起こしたラット大動脈に対してもMRI画像上での検出に成功した。大動脈への造影剤の吸着量をICP-MSによって測定し、in vivoにおけるシグナル増大と造影剤の吸着量の相関性も示された。親水性高分子にGd-DTPAとEvans blue誘導体を導入した内皮障害特異的な高分子型MRI造影剤も設計し、合成を行った。内皮傷害を起こしたブタ血管片を用いて、特異性評価とMRI画像上のシグナルの変化を観測したところ、特異的な造影剤の吸着は観測されたが、MRI画像上のシグナルの変化は観測されなかった。高分子薬物キャリアについては、造影剤と同様に吸着対象の評価を行い、基底膜タンパク質に吸着しやすく、内皮細胞には吸着しないことが分かった。また、細胞増殖の抑制効果のあるドキソルビシンを内包したキャリアを用いて、細胞に対する薬物効果の差異を観測いたところ、ドキソルビシンのみと内包キャリアとで差が観測された。
ビスフェノールAによる甲状腺ホルモンかく乱の分子機構の解明

内分泌かく乱化学物質と考えられている環境化学物質が生殖器系に対してのみならず、中枢神経系にも影響を与え、行動異常などを誘発することが報告されているが、未だその作用機序は不明である。我々は、ビスフェノールA(BPA)を暴露された親から生まれたマウス胎児に行動異常が見られ、また脳内のドパミン濃度が低下していることを見出した。この結果から、BPAの結合蛋白質が脳内に存在することが考えられたのでBPAのアフィニティークロマトグラフィーでラット脳からその蛋白質の精製を行ったところ、プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を得た。PDIは甲状腺ホルモン(T3)のリザーバーとして知られており、したがって、BPAは甲状腺ホルモンをかく乱することによって中枢神経系に影響を与えると考えられた。ラットおよびヒトのリコンビナントPDIを作製し、このPDIを用いた結合実験からBPAはT3とPDIの結合を阻害することが明らかになった。またノニルフェノールやオクチルフェノールのようなフェノール基を有する化合物がT3に対し、影響を与えることが示唆された。GH3細胞と^<125>I-T_3を反応させた後、抗PDI抗体で免疫沈澱させたところ、沈殿から^<125>I-T_3が検出されたことから、GH3細胞においてもT3はPDIに結合することが明らかになった。PCBが甲状腺ホルモンをかく乱し、中枢神経系に影響を与えるがその活性な化合物は、PCBの水酸化物だと報告されている。我々が行ったリコンビナントPDIを用いたT3の結合実験でも、PCBでは、影響はみられないが、PCBの水酸化体ではT3との結合を阻害した。ビスフェノールA(BPA)を胎児期に曝露された仔マウスに行動異常がみられ、また脳内のドパミン含量が低下していることを我々は発見してきた。その機構を解明するために、PC12細胞を用い、BPA曝露によるドパミン分泌機構を検討した。BPAがG蛋白結合膜受容体に結合することによって、cyclic AMP/PKA経路が活性化され、つぎにPKAによりN型カルシウムチャネルおよびリアノジン受容体がリン酸化されると考えられる。N型カルシウムチャネルからカルシウムが流入すると、PKAによりリン酸化されたリアノジン感受性カルシウム小胞からcalcium induced calcium releaseが起こり、ドパミンが放出されると考えられた。一方、BPAが中枢神経系に影響を与える可能性が示唆されたので、ラット脳P2画分を用い、BPA結合実験によりBPAの結合蛋白質の存在が明らかになった。そこで、その結合蛋白質をBPAをリガンドとしたアフィニティークロマトグラフィーによりラット脳より精製した結果、53KDaの蛋白質を得ることに成功した。N-末端アミノ酸配列から、この蛋白質はprotein disulfide isomerase (PDI)であると同定された。PDIが甲状腺ホルモンのリザーバーとして役割が知られているので、BPAの中枢神経系への作用は、甲状腺ホルモンをかく乱することによって起ることが初めて明らかになった。ラットリコンビナントPDIを調製し、このPDIに甲状腺ホルモン(T3)をあらかじめ結合させ、BPA添加によりT3の結合阻害実験を行った。BPAのIC_<50>値は17.3μMであった。ヒトPDIにおいても同等の値であった。また核内の甲状腺ホルモン受容体とT3との結合に対してBPAはなんら阻害作用を示さなかった。この結果はBPAが甲状腺ホルモンをnon-genomicにかく乱することを示している。

我々は、ビスフェノールA(BPA)を暴露された親から生まれたマウス胎児に行動異常が見られ、また脳内のドパミン濃度が低下していることを見出した。この結果から、BPAの結合蛋白質が脳内に存在することが考えられたのでBPAのアフィニティークロマトグラフィーでラット脳からその蛋白質の精製を行ったところ、プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を得た。PDIは甲状腺ホルモン(T3)のリザーバーとして知られており、したがって、BPAは甲状腺ホルモンをかく乱することによって中枢神経系に影響を与えると考えられた。ラットおよびヒトのリコンビナントPDIを作製し、このPDIを用いた結合実験からBPAはT3とPDIの結合を阻害することが明らかになった。またノニルフェノールやオクチルフェノールのようなフェノール基を有する化合物がT3に対し、影響を与えることが示唆された。PCBが甲状腺ホルモンをかく乱し、中枢神経系に影響を与えるがその活性な化合物は、PCBの水酸化物だと報告されている。我々が行ったリコンビナントPDIを用いたT3の結合実験でも、PCBでは、影響はみられないが、PCBの水酸化体ではT3との結合を阻害した。予備実験で、PC12細胞にBPA投与すると、ドパミン合成酵素であるチロシン水酸化酵素(TH)が上昇する現象がみられたが、実験を精査した結果、THの発現上昇ではなく、THの酵素活性が上昇することが明らかになった。