hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＧＰＵを用いたモーメント法の高速化に関する研究

本研究では,GPUでモーメント法の高速化アルゴリズムへの実装が成功し,従来高価のスーパコンピュータで実行しなければならない誘電体を含む人体を含む100λ以上の大規模な電磁界数値解析の高速化が安価で行うことができた.従って,大規模なモデルの電磁解析が可能且つ高速化することにより,新型人工電磁材料の開発や,宇宙電力発電システムの開発,人・車・船・飛行機を含んだ散乱・放射問題に関する通信・レーダー分野の発展に大きく寄与ができ,極めて重要である.本研究では、低コストで、数値解析の性能が年々向上されているGPGPU(General Purpose Graphics Processing Unit)に着目し、モーメント法という電磁界数値解析手法の高速化を図ることを研究の目的とする。そのGPUに適するRichmondの方法に基づいた高精度で且つ高速なモーメント法解析アルゴリズムを開発するために、平成25年度では、GPUに適する大規模行列方程式を高速的に解くアルゴリズムの開発及びその有効性を明らかにすることでした。具体的に下記の研究を実施した。1CG法(袁、澤谷)、Gauss消去法(袁、澤谷)がCPUでの実行とGPでの実行プログラムを作成した。GPUはNVIDIA社からのCUDAプログラミング環境で行われていた。2CG法とGauss消去法ごとにCPU計算時間とGPU実行時間を比較した。上記に研究の実施することによって、下記の研究結果が得られた。1CG法とGauss消去法に関して、未知数が1000を超えると、GPU実行時間がCPU計算時間より少ない。CG法は大よそ17倍40倍の高速化され, Gauss消去法は約30倍53倍高速化されたことが分かった。2Tesla C2050とGTX580の2種類GPUを用いて、GTX580の方が計算早いという結果が得られた。3メモリのアクセスについてはコアレスメモリアクセス有効であることが分かった。43枚GPUを用いて、3倍近い高速化が得られた。H26年度予定していた平面波が入射したMx×My個金属板アレーの散乱特性を求める解析モデルを取り込み, FMMをシングルGPUに実装し,GPUでのコーディングを完成した.しかし,CPUでの高速化と比較し,高速化の倍数・未知数の上限Nmaxを定量的に明らかにすることは未完成で,H27年度に行う予定である.また,複数GPUに実装したFMMに対して,CPUとGPUの仕事の分割,GPUへの仕事の割り当て,通信と計算のオーバラップなどGPU性能チューニング,CPU計算時間の比較,GPUの高速化を定量的に明らかにすることもH27年度に行う予定である.一方,H27年度で予定するGPUの並列処理能力を利用し,誘電体を含む[Z]行列の生行前倒しに行い,[Z]行列の生成をCPUとGPUに適するプログラムを作成した.[Z]行列を生成するにCPUでの計算時間とGPUでの計算時間を比較することがH27年度を行う予定である.他の電磁気学解析ソフト,例えばFDTD解析ソフトを用い,今回作成したプログラムの計算結果の妥当性を確認することもH27年度で行う予定である.1GPUによるFMM高速化H26年度に実装したFMMプログラムを用い,平面波が入射した金属板の散乱特性を解析した.なお,メモリのチューニングでCPU(Intel Xeon E5-2630)より一台GPU(Tesla K20m)の法が約11倍の高速化が得られた.またマルチGPUを用いて同時に計算を行うことによって計算の高速化は可能であるが,データの伝送時間がボトルネックになる.そこで,Mapped MemoryとマルチGPUを組み合わせによって更に約1.3倍高速化することができた.それらの結果を[1]で発表された.2GPUによる誘電体を含むモーメント法の高速化OpenACCを用いてGPU(GTX580)による誘電体Z行列生成のプログラムを完成し,CPU(intel, Corei7 760)より約2から3倍高速化ができた.その結果を[2]で発表された.以上は平成27年度の研究結果であって,GPUによるFMMの高速化と誘電体計算プログラムの高速化が図れた.しかし,H27年度では,代表者が半年在外研究員として,渡米し,本研究は予定より遅れていた.具体的に,誘電体モデルに対して,他の電磁気学解析ソフトを用い,今回作成したプログラムの計算結果の妥当性を確認することができなかった.これから半年の延長で,更にプログラムの信頼性を確認する.H27年度では,代表者が半年在外研究員として,渡米し,本研究は予定より遅れていた.具体的な誘電体モデルに対して他の電磁気学解析ソフト,例えばFDTD解析ソフトを用い,今回作成したプログラムの計算結果の妥当性を確認することができなかった.本研究は,4年間を渡って実施内容及び結果は下記の通りである.平成25年度は,GPUに適する大規模行列方程式を高速的に解くアルゴリズムの開発及びその有効性を明らかにした.またGPUがモーメント法に適用するときGPUメモの特性,優先順位を調査し,計算の高速化に有利な基本的なルールを明らかにした.平成26度では,シングルまたは複数GPUにモーメント法を高速化できるCG-FMM(Conjugate Gradient-Fast Multipole Method)を実装し,更なる高速化の効果を定量的に明らかにした.平成27度は,OpenACCを用いてGPUに誘電体を含んだ計算できる行列の生成のプログラムを実装し,約2-3倍ほど高速化が確認された.最後の平成28度では誘電体含む

アルゴリズムの計算結果を市販ソフトより結果を比較し,本研究で開発されたソフトの有効性を確認し,高速化の効果を確認された.本研究では,GPUでモーメント法の高速化アルゴリズムへの実装が成功し,従来高価のスーパコンピュータで実行しなければならない誘電体を含む大規模な電磁界数値解析の高速化が安価で行うことができた.従って,大規模なモデルの電磁解析が安価で可能且つ高速化することにより,新型人工電磁材料の開発や,宇宙電力発電システムの開発,人・車・船・飛行機を含んだ散乱・放射問題に関する通信・レーダー分野の発展に大きく寄与ができ,極めて重要である.本研究では,GPUでモーメント法の高速化アルゴリズムへの実装が成功し,従来高価のスーパコンピュータで実行しなければならない誘電体を含む人体を含む100λ以上の大規模な電磁界数値解析の高速化が安価で行うことができた.従って,大規模なモデルの電磁解析が可能且つ高速化することにより,新型人工電磁材料の開発や,宇宙電力発電システムの開発,人・車・船・飛行機を含んだ散乱・放射問題に関する通信・レーダー分野の発展に大きく寄与ができ,極めて重要である.担当学生との連携があまりよくなく、FMMアルゴリズムに関するの理解と計算モデルの作成部分は予想以上時間掛ることである。具体的な誘電体モデル(例えば人体)に応用し,開発されたプログラムから得られた結果と他の解析ソフトの結果を比較する予定である.有効性を確認した上に結果をまとめ,学会または論文を提出する予定である.電磁波工学H27年度では担当者との打ち合わせ回数をこれまで以上に増やし、問題となっている部分洗い出し、連携を強化する方針である。また、モデル作成に関して、経験者且つプロジェクト総括が直接に作成する方針である。予定している検討項目がLU法以外にすべて行った。また、GPUによる大規模連立方程式の計算の高速化が図れ、GPUの種類や、メモリの配置、GPUの枚数などの計算速度への影響も調査した。最終的に、GPUに適する行列方程式の解きアルゴリズムを確立したと共に、GPUのチューニング技術を身に付け、GPUより高速化の効果を定量的に明らかにした。結果としては下記の論文一篇を発表した。[1]袁巧微(仙台高専),勝田肇(東北大),横川佳(東北大),今野佳祐(東北大),陳強(東北大),澤谷邦男(東北大),"GPUによるモーメント法の高速化,"第18回計算工学講演会,東京, 2013年6月.H27年度に半年間研究代表者が在外研究員としてアメリカオハイオ州立大学に滞在したため,本研究は計画していた進捗が遅れ,最後に他のソフトとの結果の比較で本研究で開発されたソフトの有効性の確認を行えなかった.また,残金はそのソフトを購入する予定であった.他のソフトとの結果の比較で本研究で開発されたソフトの有効性の確認を行うために,市販されていた電磁界解析ソフトを購入する予定である.残額はソフトの購入(約45万円)と論文発表で使う予定である.LU法が大規模連立方程式の解法に適応し、GPUによる高速化を確認するとともに、予定している平成26年度はの計画を推進する。なお,平成26年度ではシングルまたは複数GPUにFMMを実装し,高速化の効果を定量的に明らかにすることである。
核内レセプターアンタゴニスト投与による肝癌予防と再発制御

1)糖質代謝とHCVの関連は以前より疫学的に示されていたが、HCV CORE蛋白発現マウスにおいて高インスリン血症を示す事、またこのインスリン抵抗性は主に肝性インスリン抵抗性であって末梢筋肉の関与がほとんどみられない事、また高脂肪食によって糖尿病の発症が認められる事をマウスモデルを用いて世界で初めて示した。HCVによる直接的な糖質代謝変化を示した。2)HCVによる肝発癌因子としてアルコール摂取が知られているが、マウスモデルによってROS産生増加とともにp38MAPKとERKの活性増加がcore蛋白とアルコールの共存によって引き起こされる事を初めて示した。アルコール単独、core単独では両者の活性増加は認められずHCVとアルコールの共存が肝発癌に体する相乗効果となりうることを示した。3)HCVcore蛋白はRXRαのDNA領域と結合し、それに伴ってRXRαとDNAの結合性が上昇する事、細胞内ではRXRαによって転写調節される遺伝子発現がHCV coreによって増強される事をみいだしている。4)今回新たにC型肝炎ウイルスによる脂質代謝への関与を検討する目的でHCVおよびHBV感染症例のapolipoprotein profileを解析した。その結果HCV感染症例中のapolipo蛋白B, CII, CIIIがHBV感染症例と比較し低下している事を示し、HCVが直接的に脂質代謝を変化させている事を示した。5)コア蛋白質がプロテアソームアクチベーターの一つである、PA28γと特異的に結合することを証明しHCVによる肝癌発症機構にプロテアソームとウイルス蛋白質の相互作用の関連を示唆した。6)RXRαのantagonist, agonistおよび他の薬剤をマウスに投与し、脂質代謝、糖代謝の改善がみられる薬剤を糖尿病および肝発癌抑制薬の指標としてスクリーニングを開始し複数の新薬候補を見いだしつつある。レチノイドXレセプター(RXR)は高脂血症やインシュリン抵抗性糖尿病治療機序におけるPPAR(aおよびy)および急性前骨髄性白血病治療機序や小腸上皮細胞分化におけるRARの働きとRXRとの協同的働きの解明が注目されている受容体である。RXRとHCVコア蛋白の肝発癌での相互作用の解析を行い、ひいては肝発癌におけるHCVの核における発癌メカニズムを明らかにできると考える。またRXRのantagonist投与による肝発癌の抑制の可能性について我々のHCVコア遺伝子発現トランスジェニックマウスモデルで発検討する。HCVコア遺伝子発現トランスジェニックマウスクおよびヒトC型肝炎における肝臓の脂肪化、またインスリン抵抗性についても(新谷、藤江:Gastroenterology)レチノイドXレセプターを中心とした肝臓代謝機構の解明をおこない、ウイルス発癌にとどまらず高脂血症、糖尿病の病態解明にも有用であると考える。2)HCVによる肝発癌因子としてアルコール摂取が知られているが、マウスモデルによってROS産生増加とともにp38MARKとERKの活性増加がcore蛋白とアルコールの共存によって引き起こされる事を初めて示した。3)HCV

core蛋白はRXRαのDNA領域と結合し、それに伴ってRXRαとDNAの結合性が上昇する事、細胞内ではRXRαによって転写調節される遺伝子発現がHCV coreによって増強される事をみいだしている。4)今回新たにC型肝炎ウイルスによる脂質代謝への関与を検討する目的でHCVおよびHBV感染症例のapolipoprotein profileを解析した。その結果HCV感染症例中のapolipo蛋白B, CII, CIIIがHBV感染症例と比較し低下している事を示し、HCVが直接的に脂質代謝を変化させていることを示した。5)コア蛋白質がプロテアソームアクチベーターの一つである、PA28γと特異的に結合することを証明しHCVによる肝癌発症機構にプロテアソームとウイルス蛋白質の相互作用の関連を示唆した。6)RXRαのantagonist, agonistおよび他の薬剤をマウスに投与し、脂質代謝、糖代謝の改善が見られる薬剤を糖尿病および肝発癌抑制薬の指標としてのスクリーニングを開始し複数の新薬候補を見いだしつつある。
インフルエンザウイルス遺伝子のパッケージングを視る

インフルエンザウイルスは8本に分節化したRNAをゲノムとして持つ。そのウイルス粒子は球状あるいはフィラメント状など、多形性を示す。ウイルスが増殖する際、ウイルス粒子は分節化したゲノムRNA蛋白質複合体(RNP複合体)を取り込むが、個々のウイルス粒子が何本のRNPをどのように取り込むのかということに関しては、まったくわかっていなかった。そこで出芽の場である細胞表面でRNP複合体を取り込みつつあるウイルス粒子の内部構造を電子顕微鏡を用いて明らかにした。人から分離された球状ウイルスを縦断すると、RNP複合体は出芽粒子の先端に結合し、出芽の方向と平行に取り込まれている様子が観察された。続いて出芽粒子の横断面を観察すると、8本のRNP複合体が規則的な配置(中心に1本、その周囲に7本)で取り込まれている様子が観察された。出芽粒子の連続切片を作製し、粒子内の8本のRNP複合体の長さに比較すると、それぞれ異なることがわかった。以上の結果は、異なる8種類のRNP複合体が個々のウィルス粒子内に取り込まれていることを示唆する。このようなパッケージングメカニズムは、分離された宿主動物の種類や、ウイルス粒子の形状(球状あるいはフィラメント状)に関わらず、A型インフルエンザウイルスで広く保存されていることが明らかになった。インフルエンザウイルスは、8本に分節化した、異なる塩基数のRNAをゲノムとして持つ。感染後、複製されたRNA分節は、ウイルス核蛋白質やポリメラーゼとともにRNP複合体を形成し、細胞表面に輸送され子孫ウイルス粒子に取り込まれる。しかし分節化したRNP複合体が、個々のウイルス粒子内に何本、どのように取り込まれるのかは明らかにされていなかった。申請者は分節化RNP複合体のパッケージング機構を明らかにするために、感染細胞から出芽するウイルス粒子内部の形態学的解析を行った。その結果、実験室標準株A/WSN/33(H1N1)ウイルスでは、異なる長さの8本のRNP複合体が規則的な配置(中心に1つ、その周囲に7つ)で取り込まれることを明らかにした。その特徴的なRNP複合体の取り込み様式は、A/WSN/33に限らず、ヒト由来、カモ由来、ブタ由来のウイルス株、ならびに巨大なフィラメント状構造を持つウイルス株でも確認された。電子顕微鏡トモグラフィー法による構造解析では、個々のRNP分節が接している状態が観察された。さらに、電顕ネガフィルムから個々のRNP分節の相対的な長さを求め、統計学処理を行ったところ、RNP複合体がランダムに8本取り込まれた場合には得られない特徴が認められた。以上の結果は、個々のインフルエンザウイルス粒子が8本8種類のRNP複合体を選択的に取り込むことを示唆している。
アデノシンによる長期増強(LTP)発現の分子機構

我々は、アデノシンが神経伝達に対して抑制作用とともに興奮作用ももつこと、そしてこの興奮性作用が高頻度刺激で惹起される長期増強(LTP)現象に類似することを報告してきた。本研究においてはモルモット、ラット海馬、上丘の切片およびラットin vivo上丘を用い、アデノシンによるLTP様現象の発現機構に焦点をしぼり、その興奮性作用に(1)介在ニューロンとしてのGABA作動系の脱抑制が関与しているかどうか、(2)LTPと同様にNMDA受容体が関与しているか、(3)興奮の維持機構に蛋白キナーゼ系が関与しているか、(4)アデノシンの受容体が関与していればどのような受容体か、を明らかにしようとした。〔GABA介在ニューロンの関与〕GABA_A受容体アンタゴニストのピクロトキシンとアデノシンの相互作用、およびこれら二つの薬物に対する蛋白キナーゼ阻害薬の作用から、アデノシンによる興奮作用はGF109203の前処置で抑制されるが、ピクロトキシンでの興奮作用は抑制されないことから、アデノシンによるLTP様の興奮作用はGABA作動性回路の抑制によるものでなく、アデノシンの直接作用であることが明らかとなった。〔NMDAアンタゴニスト、APV、MK801の効果〕海馬、上丘で,APV(50μM)、MK801(1μM)の前処置でテタヌスによるLTP発現は抑制されるが、アデノシンの興奮作用は抑制されなかった。〔蛋白キナーゼの関与〕今回蛋白キナーゼCに特異的なGF109203の前処置で、アデノシンの興奮性効果が発現しなくなることから、この興奮性維持過程にPKCが関与している可能性が示された。上丘切片およびin vivoラットの上丘におけるアデノシンの興奮作用について、A1およびA2アゴニスト、さらにA1、A2アンタゴニストを用いて検討した結果、興奮作用がA2受容体を介してなされている可能性が示された。これらのことから海馬、上丘でみられるアデノシンのLTP様現象は、GABA作動性回路の抑制による結果でなく、またNMDAの活性化とは関係なく、アデノシンの直接作用であり、今後精細な研究は必要であるがおそらくアデノシンA2受容体を活性化し、何らかの経路を介してLTP維持機構と共通性をもったPKC系に収斂してLTP様現象を惹起する可能性が示された。
高圧混合ガスのエンタルピーの測定と推算

本研究では以下のように新しい型の熱量計を開発し、これを用いて高圧ガスのエンタルピーを測定した。1.等温流通式熱量計の開発本熱量計の設計においては(1)等温系の達成と(2)熱量計と外部との間の断熱が重要であり、この2項目について特に注意を払った。(1)については熱量計内部に3種類の同心のシリンダーを組み込んでガス流路を長くすると共に、2種類のヒーターを用いて温度制御することにより、等温系を達成した。ヒーターの1つは膨張管の回りに巻いて目標温度よりも若干低い温度に粗調節し、もう1つのヒーターは最も内側のシリンダーの外側に巻いて熱量計出口におけるガス温度が目標温度になるように自動制御した。購入したPID制御装置をこの目的で使用した。(2)については入口管を1mと長くしさらに熱量計内で巻くことにより入口管を通しての熱漏れを防いだ。また、膨張管の充填物の粒径を変えることにより流量と加熱量が適当な範囲内に収まるように留意した。2.窒素及び二酸化炭素のエンタルピーの測定窒素については温度298.15K、及び313.15K、圧力5MPa以下において測定を行った。実験値の平滑線からのばらつきは1.28J/molであり、これは誤差解析から求めた装置固有の誤差の40%程度であった。膨張管の充填物の粒径を変えて測定を繰り返したところ測定値はこのばらつきの範囲内で一致した。また実験値を文献値、及びJacobsenの状態式による推算値と比較したところ平均偏差はそれぞれ2.5J/mol及び0.46J/molであった。二酸化炭素についても同程度の結果となった。3.混合物のエンタルピーの測定窒素+二酸化炭素系混合物について温度298.15K、圧力1.0、1.5、及び2.0MPaで測定を行った。また、この結果をBWRS状態式による推算値と比較したところ、平均偏差は2.8J/molとなり良好な結果が得られた。研究計画に基づき,本年度は以下の2つの項目について検討を行った.1.等温流通式熱量計の設計及び製作...本研究で検討する等温法に基づくエンタルピーの測定原理は,高圧状態のガスを加熱しながら大気圧まで等温膨張させ,膨張後のガスのエンタルピー(計算により求める)から加えた熱量を減じて高圧状態のガスのエンタルピーを求めるものである.従って,本熱量計の設計においては(1)等温系の達成と(2)熱量計と外部との間の断熱が重要である. (1)については,熱量計内部に3種類の同心のシリンダーを組み込んでガス流路を長くすると共に, 2種類の加熱用ヒータを用いて個々に温度制御することにより,等温系を達成した.ヒータの1つは膨張管の回りに巻いて目標温度よりも若干低い温度に粗調整し,もう1つは最も内側のシリンダーの外壁に巻いて熱量計出口におけるガス温度が目標温度になるように±0.01°Cの精度でPID制御した. (2)については,熱量計の外部を断熱材で覆うと共に,配管や配線を通っての熱の移動がないように留意した.2.装置の健全性の検討文献値の豊富な窒素,二酸化炭素,及びこれらの混合物のエンタルピーの測定を行い,装置の健全性の検討を行った.

窒素については温度25°C,圧力1.54.5MPaにおいて測定を行い,本実験値をDaweらの文献値,及びJacobsenの状態方程式による推算値と比較したところ,平均偏差はそれぞれ3.4及び3.6J/molであった.また,本実験値の平滑線からの平均偏差は0.6J/molであり,これは誤差解析から求めた実験値の誤差の20%程度であった.二酸化炭素,及び混合物についても同程度の結果となった.以上の様に本実験値は文献値と極めて近い値であり,また平滑線からの偏差も小さいことから,本装置の健全性が確認できた.来年度は本熱量計を用いて,二酸化炭素を一成分とする混合ガスのエンタルピーを測定する予定である.本年度は昨年度の測定結果を検討し、以下に示す様な熱量計及び周辺装置の改良を行うことにより、測定精度の向上を図った。また二酸化炭素、窒素、及びこれらの混合物のエンタルピー測定を行った。1.等温流通式熱量計の改良等温法では高圧ガスを加熱しながら等温膨張させるため、膨張管付近で温度分布が生じ易くなる。そこで膨張管付近から熱量計外への熱漏れを回避するために次の2項目の改良を行った。(1)入口管を長く(1m)とり熱量計内で数回巻くことにより、入口管を通しての熱移動がないようにした。(2)膨張管の充填物の粒径を変えることにより流量と加熱量が適当な範囲内に収まるようにした。2.測定装置の検討昨年度の誤差解析により圧力測定及び流量測定の誤差による測定値への影響が大きいことが判明した。そこで本年度は測定精度向上のため次の2項目の改良を行った。(1)昨年度までのブルドン管式圧力計の代わりに死荷重圧力計を使用することにより測定誤差を±4kPaに減少させた。(2)内容積が既知のセルを使用して流量計の検定を行うことにより流量の測定精度を向上させた。3.窒素、二酸化炭素及びこれらの混合物のエンタルピーの測定二酸化炭素については温度298.15K及び313.15K、圧力3.0MPaまでにおいて測定を行い、本実験値をIUPACの状態方程式による推算値と比較したところ、平均偏差は昨年度の12.4J/molに対し本年度は6.3J/molとなった。また本実験値の平滑線からの偏差は昨年度の6.01J/molに対し本年度は2.51J/molと良好な結果が得られ、誤差解析から求めた装置固有の誤差は昨年度の半分程度となった。窒素および混合物についても同様に昨年度と比較して測定精度が向上した。以上の様に熱量計の改良及び測定装置の検討を行った結果、二酸化炭素などのスロットリング係数の大きな物質に関しても高精度の測定が可能となった。
伝統的抵触法方法論の深化と国際知的財産権

本研究の目的は、「各国法の本質的平等と多様性」という抵触法的正義を尊重する伝統的な抵触法方法論の現代的意義を再確認し、最近、国際的保護強化がより強調されている知的財産権分野につき、「法の抵触」の観点から、その妥当性を検討していくことであり、これを踏まえて、知的財産権の分野に限らず、他の法領域においても、国際私法研究の出発点となる伝統的方法論の正しさを検証し、その体系化を試みることである。平成23年度(正確には、23年4月から9月まで)は、昨年度同様、伝統的抵触法方法論の「内在的発展」を常に意識して行われた、抵触法方法論の体系化に関するこれまでの研究成果を発信していくことに注力した。まず、これまでの研究結果を一冊の本としてまとめた。『国際知的財産権保護と法の抵触』(信山社、2011年)がそれである。これは、知的財産権の国際的保護に関する博士論文での研究を基礎とするもので、国際知的財産権をめぐるこれまでの法的環境の変化と抵触法学の本質を踏まえて、知的財産権の国際的保護の最近の動きを如何に受け止めるべきかを検討したものである。その他の論文としては、既に執筆済みの「職務発明・職務著作に関する国際私法上の問題」、「国際物品売買条約(CISG)を中心としてみた条約と法廷地国際私法との適用関係」が、2011年韓国国際私法年報など近々韓国で公表される予定にある。そして、6月には、韓国最高裁判所(大法院)で開かれた韓国国際取引法学会・大法院国際取引法研究会共同学術大会に参加し、CISG上の買手の検査義務と不適合通知義務、外国仲裁判断の承認執行に関して、韓国国内の議論を聞く機会に恵まれた。抵触法方法論の体系化と関連しては、7月には名古屋大学にて、「伝統的抵触法方法論の深化と現代的意義の模索」というタイトルで報告を行った。本研究の目的は、伝統的抵触法方法論の現代的意義を直視し、最近国際的保護強化がより強調されている知的財産権につき、「法の抵触法」の観点から、更なる保護強化の妥当性を考えていくことであり、これを踏まえて、知的財産権の分野に限らず、他の法領域にまで視野を広げ、国際私法研究の出発点となる伝統的方法論の正しさを検証し、その体系化を試みることである。このような目標を踏まえて、21年度の具体的な研究成果としては、まず、知的財産権の抵触法的分析と関連して、博論での研究の引き続きとして、知的財産権に関する抵触法ルールとして提案されているアメリカ法律協会(ALI)による原則(principle)、ドイツのマックスプランク研究所による原則案(principle)、日本・韓国側の提案についての更なる検討を加え、抵触法の観点から、知的財産権に限局された形での世界共通の抵触法ルールがはたして実現可能なのかその必要性及び実効性はあるのかについて研究を行った。その研究成果は、「知的財産権の国際的保護と法の抵触」という題で、東京大学『法学協会雑誌』にて7回にわたり連載された。つぎに、抵触法方法論の体系化と関連しては、まず、ハードローとしての条約の抵触法上の位置づけ問題を中心に検討を行った。これについては、最近とくに注目を集めている国際物品売買条約(ウィーン売買条約、CISG)の場合を取り上げ「国内におけるヴィーン売買条約(CISG)の適用と国際私法との関係に関する一考察」という論文を書いた。この論文は、韓国又は日本において公表する予定にある。なお、韓国の国際私法学会、国際売買法研究会、研究の打ち合わせなどに参加し、今後の研究の方向性などを明確にした。本研究の目的は、伝統的抵触法方法論の現代的意義を直視し、最近国際的保護強化がより強調されている知的財産権につき、「法の抵触」の観点から、更なる保護強化の妥当性を考えていくことであり、これを踏まえて、知的財産権の分野に限らず、他の法領域にまで視野を広げ、国際私法研究の出発点となる伝統的方法論の正しさを検証し、その体系化を試みることである。平成22年度は、抵触法方法論の体系化に力をいれつつ、それを発信していくことに注力した。まず、知的財産権と関連しては、判例評釈として、不正競争防止法に基づく差止請求の準拠法が問題となった知財高裁平成21年12月15日決定について、渉外判例研究会にて報告を行い、その評釈をジュリストに掲載した。そして、これまでの研究結果を日本国際私法学会第122回大会において、「伝統的抵触法方法論の深化と国際知的財産権」というテーマで報告を行い、韓国の国際私法学会の定期研究会においても、「職務発明・職務著作に関する国際私法上の問題」という題で報告を行った。その成果物は、近々それぞれの学会紙に掲載される予定にある。一方、他の法領域と関連しては、抵触法方法論の体系化の一環として条約の抵触法的位置づけ問題を中心に研究し、その成果物が「国際物品売買条約(CISG)を中心としてみた条約と法廷地国際私法との適用関係」というタイトルで、韓国で近々公表される予定にある。また、最近注目を浴びている仲裁分野についても、抵触法的観点から検討し、スペインで開かれた仲裁学会で、「外国仲裁判断の承認執行」という題で報告を行った。その成果は、韓国仲裁学会の機関紙である『仲裁研究』に掲載された。

本研究の目的は、「各国法の本質的平等と多様性」という抵触法的正義を尊重する伝統的な抵触法方法論の現代的意義を再確認し、最近、国際的保護強化がより強調されている知的財産権分野につき、「法の抵触」の観点から、その妥当性を検討していくことであり、これを踏まえて、知的財産権の分野に限らず、他の法領域においても、国際私法研究の出発点となる伝統的方法論の正しさを検証し、その体系化を試みることである。平成23年度(正確には、23年4月から9月まで)は、昨年度同様、伝統的抵触法方法論の「内在的発展」を常に意識して行われた、抵触法方法論の体系化に関するこれまでの研究成果を発信していくことに注力した。まず、これまでの研究結果を一冊の本としてまとめた。『国際知的財産権保護と法の抵触』(信山社、2011年)がそれである。これは、知的財産権の国際的保護に関する博士論文での研究を基礎とするもので、国際知的財産権をめぐるこれまでの法的環境の変化と抵触法学の本質を踏まえて、知的財産権の国際的保護の最近の動きを如何に受け止めるべきかを検討したものである。その他の論文としては、既に執筆済みの「職務発明・職務著作に関する国際私法上の問題」、「国際物品売買条約(CISG)を中心としてみた条約と法廷地国際私法との適用関係」が、2011年韓国国際私法年報など近々韓国で公表される予定にある。そして、6月には、韓国最高裁判所(大法院)で開かれた韓国国際取引法学会・大法院国際取引法研究会共同学術大会に参加し、CISG上の買手の検査義務と不適合通知義務、外国仲裁判断の承認執行に関して、韓国国内の議論を聞く機会に恵まれた。抵触法方法論の体系化と関連しては、7月には名古屋大学にて、「伝統的抵触法方法論の深化と現代的意義の模索」というタイトルで報告を行った。
土壌アントラキノンの錯体形成能-生理作用-分布特異性の因果関係

土壌の特定部位に多量集積する微生物由来のアントラキノン「クリソタルニン」の分布特異性と,同化合物とアルミニウムの錯体形成による植物のアルミニウム障害軽減作用との因果関係を解明し,土壌-植物-微生物の相互作用を土壌の有機化合物の観点から見たモデルケースとして提唱することを目的に研究を実施し,2年間の研究期間を通じて以下の成果を得た。はじめに,クリソタルニンのアルミニウム錯体形成能の評価を行った。その結果,pH2.02.5の範囲で同錯体の形成されやすいことが判明し,27Al-NMR測定によって,錯体中には4配位と6配位のアルミニウムが混在することがわかった。また,連続変化法によって,錯体における両者の混在比は7対3であることが判明した。以上の結果から,クリソタルニン-アルミニウム錯体は単純な規則構造物ではなく,複雑な高分子錯体であることがわかった。次いで,バイオアッセイを通じてクリソタルニンによる植物のアルミニウム障害軽減作用を検定した結果,アルミニウム障害(幼植物の根伸長阻害)はクリソタルニンの存在によって軽減されることが明らかになった。従って,アルミニウムイオンはクリソタルニンとの高分子錯体へと変化し,根吸収されにくくなるためにアルミニウム障害が軽減されると予想された。さらに,土壌断面内でのクリソタルニンおよびそのアルミニウム錯体の垂直分布を詳細に検討した結果,吸収根が密に分布する場所ではクリソタルニン総量が多く,同時に,それらの中では結合型(錯体型)割合の高いことが推定された。以上の結果から,アルミニウム障害を受けやすい吸収根の根圏において微生物がクリソタルニンを産出し,それによってアルミニウムイオンが根吸収されにくい状態になること,すなわち,植物-微生物間で何らかの共生システムが存在することが予想された。本研究は,土壌に特異集積するアントラキノン「クリソタルニン」のアルミニウム錯体形成能の評価,ならびに,その錯化合物による植物のアルミニウムストレスの軽減作用を検証し,次年度実施予定であるクリソタルニンの詳細な分布特性データと照らし合わせることで,これらの因果関係を解明することを目的としている。本年度は,当初の計画通り以下の項目を実施し,成果を得た。1.クリソタルニンの抽出と分取本研究の全期間を通じて必要な景のクリソタルニン約2gを調製した。2.クリソタルニンのアルミニウム錯体形成能の評価はじめに,錯体形成能とpH値の関係について検討した。その結果,特にpH値が2.02.5(MAX.2.2)の範囲でアルミニウム錯体が形成されやすいことが判明した。また,錯体の化学構造を知るために錯体の27Al-NMRを測定した。この結果,錯体中には4配位と6配位のアルミニウムが混在していることがわかった。さらに錯体におけるアルミニウムとクリソタルニンの組成比を連続変化法の測定によって求めた。その結果,錯体におけるアルミニウム/クリソタルニンの比は7対3であることが判明した。これらの結果を考え合わせると,クリソタルニンとアルミニウムからなる錯体は単純な規則構造ではなく,複雑な構造からなる高分子であることが示唆された。3.クリソタルニンによる植物のアルミニウムストレス軽減作用の検定パイオアッセイの結果から,レタスの幼植物に対するアルミニウム障害(根伸長の阻害)がクリソタルニンの存在によって軽減されることが明らかになった。2.の結果と考え合わせるとアルミニウムにクリソタルニンが加わることでアルミニウムイオンがクリソタルニンとの高分子錯体へと変化し,植物根に吸収されにくくなるためにアルミニウムストレスが軽減されることが予想された。
延髄および中脳昇圧ニューロン間における特性の相違と機能的分化に関する研究

ウレタン麻酔し、人口呼吸を行ったウサギを用い下記の結果を得た。1、虚血に基づく中脳昇圧の大きさと延髄下行路脳底動脈の最も吻側端にクリップをかけ、両側内頸動脈流を一過性に止めて中脳以上の虚血に基づく昇圧反応を起こさせる。ついで、出血を最小限にするため、リトラクタブルワイヤナイフを用い、視床下部から中脳方向へ順次切断を行い昇圧ニューロンの分布状態を調べた。この結果、中脳の虚血性昇圧反応の大きさは全脳の虚血性昇圧反応の大きさと等しいことが判明した。全脳虚血の場合、血行再開後速やかに体血圧は下降したが、中脳虚血の場合には体血圧は血行再開後ゆっくりと下降した。この昇圧反応を起こさせながら、吻側延髄腹外側にカイニン酸を微量注入することにより、中脳昇圧ニューロンの中継核の分布を求めた。この結果、中脳昇圧ニューロンの下行路の66±11%(mean±SE,n=7)は吻側延髄腹外側に存在する中継核にシナップスを形成し、22±12%(n=7)は吻側延髄腹内側に存在する中継核とシナップスを形成し、残りはこれ以外を通過していることが示された。(以上はAm.J.Physiol.に印刷中)。2、虚血により賦活される昇圧ニューロンの中脳内における分布3連の微小ガラス管によりグルタメートの微量注入を行い、中脳昇圧ニューロンの分布を知り、カイニン酸の微量注入で昇圧ニューロン細胞体を破壊し、中脳の虚血性昇圧反応の大きさの変化を求めた。この結果、虚血により賦活される中脳昇圧ニューロンの多くは中脳尾側の中脳中心灰白質の背内側から腹内側部にかけて存在していた。中脳の虚血性昇圧反応の77±11%(n=7)は前記部位の昇圧ニューロンに基づいて発現し、15±5%(n=6)は尾側の中脳網様体・楔状核の昇圧ニューロンによって起こされた(投稿中)。3、全脳および中脳昇圧ニューロンの段階的虚血に対する反応性の相違全脳および中脳を1本の内頸動脈のみで支配させ、この動脈血流量をservo-controllerによって段階的に減少させた。全脳虚血に比較して中脳のみの虚血は血流の減少が極めて強い場合に、全脳と等しい大きさの昇圧反応を示したが、血流の減少がこれより弱い場合には全脳虚血より小さい昇圧反応を起こした。この両者の差は延髄の虚血性昇圧に基づくと考えられた。
高脂肪食投与下の報酬系におけるプロテインフォスファターゼ１Ｂの作用解析

げっ歯類に高脂肪食(HFD)を投与すると体重増加に先行してミクログリアの活性化を伴う視床下部炎症が起こり、ニューロンにおけるインスリン・レプチン受容体シグナルの減弱が生じて肥満形成の起点となることが報告されている。一方、快楽や報酬に関する神経系である脳内報酬系は、中脳腹側被蓋野(VTA)から側坐核へ投射するドーパミンニューロンによって構成され、摂食行動においてはインスリン・レプチンによる制御を受けており、両ホルモンのシグナル伝達が障害されると食行動異常をきたす。HFDの摂取は同部位に影響を与えHFDへの依存性を惹起することが知られているが、その詳細なメカニズムは不明であり、HFDの摂取に伴って炎症およびインスリン・レプチン受容体シグナルの減弱が生じるか否かは未だ明らかではない。普通食もしくはHFDをそれぞれ3日間、7日間、28日間投与した10-12週齢の雄性C57BL6マウスよりVTAを摘出し、組織からRNAを抽出したのちRT-PCR法にて炎症性サイトカインおよびミクログリア活性化のマーカーとなるmRNAの発現を解析した。またそれぞれの食餌を7日間与え両群間での体重差がない事を確認した上で絶食下にてインスリン10μmol/lまたはレプチン50mg/lをそれぞれ2μlずつ脳室内投与し、Western Blot法にてAktまたはSTAT3のリン酸化を評価した。普通食投与群と比較して、HFD投与群では投与3日目でIL1β、7日目でIL1β、TNFα、IL6およびiba-1、28日目でIL1β、TNFα、IL6、iba-1、CD11bおよびEmr1のmRNA発現がそれぞれ有意に上昇した。普通食投与群ではインスリン脳室内投与によりVTAでのAktのリン酸化がHFD投与群に比し有意に亢進していたが、レプチン投与に起因するSTAT3のリン酸化については両群間で有意差を認めなかった。野生型マウスを用いて高脂肪食投与に伴い中脳腹側被蓋野(VTA)において炎症が生じ、少なくともインスリン抵抗性が生じていることを確認できた。また、Cre-loxPシステムを用いて、ドーパミンニューロン特異的にCreが発現するDopaminetransporter Creマウスもしくは側坐核(NAc)を含む線条体ニューロン特異的にCreを発現するGpr88CreマウスとPTP1Bfl/flマウスを交配させて野生型、ヘテロ接合型およびホモ接合型マウスを作成し、VTAもしくはNAcを含む領域からDNAを抽出し、所定のプライマーを使用してPCR法にてloxP配列の組み換えが生じていることを確認できた。今年度はconditional KOマウスを用いた解析を行う予定であり、概ね順調に進展していると考えられた。Cre-loxPシステムを用いて作成した組織特異的PTP1B欠損マウスに普通食または高脂肪食を離乳時よりマウスに投与し、摂食量、体重、エネルギー消費の変化を各群間で比較検討する。内臓脂肪、皮下脂肪の重量、脂肪細胞のサイズを測定し、エネルギー消費の測定には運動量測定装置およびマウス代謝計測システムを用い、マウスの自発運動量、酸素消費量、二酸化炭素排出量および呼吸商を評価する。また、視床下部の摂食関連ペプチド(AgRP、POMC)のmRNA発現についてもRT-PCR法で評価する。さらに、レプチン、インスリンもしくはブドウ糖を腹腔内投与して、それぞれレプチン感受性、インスリン感受性もしくは耐糖能について各群間で比較検討する。

また、Cre-loxPシステムを用いて、ドーパミンニューロン特異的にCreが発現するDopaminetransporter Creマウスもしくは側坐核(NAc)を含む線条体ニューロン特異的にCreを発現するGpr88CreマウスとPTP1Bfl/flマウスを交配させて野生型、ヘテロ接合型およびホモ接合型マウスを作成し、VTAもしくはNAcを含む領域からDNAを抽出し、所定のプライマーを使用してPCR法にてloxP配列の組み換えが生じていることを確認できた。今年度はconditional KOマウスを用いた解析を行う予定であり、概ね順調に進展していると考えられた。Cre-loxPシステムを用いて作成した組織特異的PTP1B欠損マウスに普通食または高脂肪食を離乳時よりマウスに投与し、摂食量、体重、エネルギー消費の変化を各群間で比較検討する。内臓脂肪、皮下脂肪の重量、脂肪細胞のサイズを測定し、エネルギー消費の測定には運動量測定装置およびマウス代謝計測システムを用い、マウスの自発運動量、酸素消費量、二酸化炭素排出量および呼吸商を評価する。また、視床下部の摂食関連ペプチド(AgRP、POMC)のmRNA発現についてもRT-PCR法で評価する。さらに、レプチン、インスリンもしくはブドウ糖を腹腔内投与して、それぞれレプチン感受性、インスリン感受性もしくは耐糖能について各群間で比較検討する。5月に開催される日本内分泌学会および糖尿病学会の前準備として4月中に研究室内でポスター展示(複数)して会議に使用する。大学生協にてポスター印刷および文具総計で8734円を使用する。
気道熱傷重症度評価の新たなバイオマーカーの開発

気道熱傷は閉鎖空間における火災負傷時にしばしば受傷し、熱傷の予後を左右する重要病態である。従来気道熱傷の重症度評価は侵襲的検査である気管支ファイバーに依存するところが大きく、熱傷面積や組織における熱傷深度などの体表面の熱傷の重症度と比較して、重症度評価は困難であった。本研究では気道熱傷の重症度を評価しうる各種バイオマーカーに注目した。IL-6、白血球流動性、ATPは初期の気道熱傷の重症度と密接に関連し、その他酸化ストレス、Endtoxin Activity AssayやPresepsinなどは気道熱傷の亜急性期における敗血症を合併した際に遅発性に上昇した。本研究は、重症熱傷の生命予後に大きく関わる気道熱傷について、従来の重症度評価法となる侵襲的な気管支ファイバー検査に替わる、新たな重症度評価のバイオマーカーの開発を主眼としている。本年度は、気道熱傷患者における生体侵襲を簡便かつ迅速に測定できるバイオマーカーとして、1白血球レオロジー、2oxidative stress、3Endotoxin Activity Assay (EAA)を測定・評価した。近年広範囲熱傷、気道熱傷などの重症熱傷が減少傾向にあるため、本年は気道熱傷の有無に関わらず、熱傷によって全身性炎症反応症候群(Systemic Inflammatory Response Syndrome; SIRS)の基準を満たす患者について、白血球レオロジー、oxidative stress、EAAを測定した。またA3, A2a Adenosine receptorについては、その測定法の確立を実施することとした。【対象と方法】気道熱傷症例を含む熱傷症例7例について、来院時から経日的に全血採血を実施し、1血球流動性測定装置、2活性酸素・フリーラジカル自動分析装置、3EAA測定装置、の各専用測定装置を用いて測定した。【結果と考察】対象症例は、熱傷群(N=7, 69±7歳、Burn Index13.3±17)であった。気道熱傷の合併は、重症1名、軽症1名であった。死亡例は気道熱傷合併例1例、非合併例1例であった。熱傷熱傷症例では、エンドトキシンを反映するEAA及び抗酸化能(biological antioxidant potential)は経日的に上昇した。白血球流動性は、経日的に流速が低下した。酸化ストレスを反映するdROM(reactive oxidant metabolite)は、初期に高値で、以降経日的に減少した。EAAおよび白血球流速は、合併する感染を反映し、dROMは別途測定したIL-6と同様、熱傷による急性期生体侵襲を反映すると考えられた。対象を気道熱傷の有無に関わらず広範囲熱傷として,白血球機能を評価しうるバイオマーカー各種の有用性を検討した。気道熱傷症例を含む熱傷症例について来院時に全血採血(EDTA加スポッツ2mL+Heparin加スピッツ5mL)を実施し、1活性酸素・フリーラジカル自動分析装置(FRAS4:Wismarll Inc)、2EAA測定装置(東レ・メディカル)、3ELISAを用いた簡易IL-6キット(Ray-Fast:東レ・メディカル)を用いて、各種バイオマーカーを経日的に測定した。またフローサイトメトリーを用いて、ミトコンドリアATPの専用特異抗体を用いて、熱傷患者におけるATP発現率を求め、健常ボランティア7名と比較した。重症熱傷9例を対象とした(N=9, 67±7歳、Burn Index26±30)。気道熱傷の合併は、重症3名、軽症1名であった。死亡例は4例(気道熱傷合併例3例、非合併例1例)であった。IL-6はいずれの症例も受傷3日目までをピークに超急性期のinitial impactを反映する一方で、受傷5日目以降は敗血症合併時を含め、高値を示すことはなかった。過剰酸素産生能を反映するdROM、及び抗酸化物質産生能を反映するBAPについては、熱傷受傷超急性期には気道熱傷の有無、あるいは生命予後の有無で変化を認めず、亜急性期の敗血症合併時の変化が顕著であった。対象2症例、急性期総6ポイントについてのみミトコンドリアATP活性を測定した。ATPは熱傷患者で有意に高値であった(451±51vs. 282±19, p<0.05)。熱傷受傷直後のバイオマーカーとして、IL-6がinitial impactとしての重症度を反映し、特に熱傷面積が評価されない気道熱傷症例における有用性が示された。酸化ストレス、抗酸化能については、敗血症合併時の評価としての有用性が高いと考えられたが、白血球のviabilityを示す可能性もあり、生命予後の予測指標となる可能性が示唆された。また測定dataは少ないが、熱傷患者急性期におけるATP活性の高値が明らかにされた。本プロジェクトは、従来気管支鏡による侵襲的検査でしか評価し得なかった気道熱傷の重症度を定量評価する新たなバイオマーカーを開発することを目的に、各種バイオマーカーと気道熱傷の重症度を評価したものである。臨床事例において、実際の気管支鏡による粘膜面の重症度評価を基本に、IL-6、酸化ストレスマーカー、血球流動性、Presepsine、Adenosine receptorを測定し、その相関と経日的変化を評価した。IL-6がinitial impactを評価する上で最も重症度と相関するが、presepsineなど合併する気道感染や敗血症の影響にて経日的に上昇し、initial impactよりは予後指標としての有用性が示唆された。

気道熱傷は閉鎖空間における火災負傷時にしばしば受傷し、熱傷の予後を左右する重要病態である。従来気道熱傷の重症度評価は侵襲的検査である気管支ファイバーに依存するところが大きく、熱傷面積や組織における熱傷深度などの体表面の熱傷の重症度と比較して、重症度評価は困難であった。本研究では気道熱傷の重症度を評価しうる各種バイオマーカーに注目した。IL-6、白血球流動性、ATPは初期の気道熱傷の重症度と密接に関連し、その他酸化ストレス、Endtoxin Activity AssayやPresepsinなどは気道熱傷の亜急性期における敗血症を合併した際に遅発性に上昇した。近年、様々な安全対策の普及により、重症広範囲熱傷は減少傾向にあり、更に気道熱傷の件数も減少している。当施設でも、本年度は重症気道熱傷は1例のみであり、手術を要する広範囲熱傷は3例に留まった。そのため、必要サンプルの確保が困難であり、全体として研究の進展状況に遅れをとることとなった。今年度はこれまでの重症気道熱傷を含めた広範囲熱傷9例について、-80°C保存検体も用いて測定可能なバイオマーカーについて測定を実施した。一方で、生体侵襲のさえたる症例としての熱傷は、敗血症、DICなど様々な合併症を有する代表的な救急領域における侵襲病態である。特にDICを合併する敗血症の死亡率は40%以上と報告されており、熱傷患者においても注目するべき合併症である。本年度は自験例をreviewし、DIC合併率や発症時期についての一定の知見を得た。また熱傷初期診療のカギとなる輸液管理について、ガイドラインの変更に伴い、過去の症例をreviewし、誌上発表する機会を得られた。この2点に関しては本年度における成果として評価できる。次年度は白血球機能、アデノシンレセプター活性に焦点をおき、評価を進めたい。救急医学熱傷重症度や生命予後を反映するバイオマーカーについて、いまだ定まったものが限られており、本研究で明らかにされていく知見は極めて重要と考えられる。近年市販されている各種バイオバーカーは、主に白血球機能を反映するものが多く、貪食能を反映するPresepsinや、過剰酸素産生能を反映するEAAに加えて、我々がこれまでに報告した白血球レオロジーとしての変形能が代表的である。これらは熱傷患者の急性期変化についてはいまだ明らかにされておらず、今後も急性期の経日的変化と病態との関係を含めて明らかにしていく。加えて、我々のこれまでの広範囲熱傷患者30例の解析では、実に16例(53%)にDICの合併を認め、また発症日は2±1日という、受傷急性期に生じており、非敗血症性DICの側面が高いことがわかった。DIC合併例の重症度と予後、更にはバイオマーカーとの関連性について今後検討を実施したい。更に症例の限定と、検体測定の時間的制限からなかなか急性期に経時的測定が困難なA3ADR, A2ADR測定を可能な限り実施するように努めたい。本研究は、最終ゴールとして気道熱傷時の生体侵襲を定量評価するバイオマーカーを検討し、気管支ファイバーに替わる重症度評価法を確立するものである。しかし、日本熱傷学会が実施している熱傷レジストリーでも明らかにされているように、近年広範囲熱傷、気道熱傷などの重症熱傷が減少傾向にある。
不活性結合変換を指向したラジカル共役型錯体触媒の創製

前年度の結果より、当初想定したとおりにニトロキシルラジカル部位が駆動していないことが推測された。このため2017年度は、抜本的な配位子構造の見直しを視野に入れた検討を行なった。すなわち、多くの有機化合物に含まれるC-H結合を切断可能なBDE値(90110 kcal/mol)を備える基本構造、すなわちニトロキシル基以外の新規HATラジカル構造の探索に、錯体機能開拓と並行して注力してきた。その結果、可視光レドックス触媒共存下に、ジアリールスルホンアミド1またはリン酸から酸化的に生成されるヘテロ原子ラジカルが強力なC(sp3)-H活性化能を示すことを見いだした。これらはまたHAT触媒としていくつかのC(sp3)-H変換法に付すことが可能であった。この進展を踏まえ今後は、ニトロキシルラジカル構造の使用に拘泥せず、より独自性の高い発見であるスルホンアミジラジカルまたはリン酸ラジカルを金属配位子に組み込む方針にて、当初予定していた錯体触媒創製を目指す予定である。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。石油化学領域や触媒分野の発展に実効性の高い高難度返還である「C(sp3)-H変換法」の拡充を目指し、「金属-N-ヘテロ環状カルベン(NHC)共役型ラジカル錯体」の創製とその触媒的応用に取り組んだ。本研究費応募時点では「acyl-N-OH部位(ニトロキシルラジカル前駆体)を備えた金属NHC錯体」の合成を行い、イリジウム、ロジウム、パラジウムなどの金属と錯形成可能であること、X線結晶構造解析から、金属-NHC結合を有する錯体構造が得られることを確認していた。また、触媒量のイリジウム錯体と添加剤の共存下、ベンジル位C(sp3)-H結合の触媒的酸素酸化が進行することも確認済みであった。平成28年度はより高い触媒回転数および基質一般性の獲得を目指し、各種条件検討を行なった。酸素よりも活性化能が高い過酸化物を末端酸化剤として用いたところ、上記イリジウム触媒存在下に同様の反応が進行した。しかしながら引き続き検討を進めていくと、過酸化物を用いたC-H酸化反応においては配位子の使用が必須であるものの、NHC以外のもの(Cp*など)でも良いことが確認された。また配位子の置換基チューニングや、金属中心のパラジウム・ロジウムへの変更は良い結果を与えなかった。これまでのところ、新規NHC配位子の優位性を明確に示す系を得るには至っていない。一方、この検討過程で発見されたリガンドフリー銅触媒/tBuOOHが促進するFenton型C-H活性化形式を起点とした酸素酸化系については、学術論文の形でSynlett誌に受理された[Synlett 2017, 28, 1576]が、こちらは副産物的な成果と位置づけられる。予備的知見を得ていた錯体の機能開拓が思ったように進んでいないこと、当初予定していなかった金属元素の触媒に活性が見つかったことから、研究の進め方に修正を迫られている。今後は新規ラジカル共役型NHC配位子の利点を実証すべく、適用反応形式や金属元素を変更するなどの方針で引き続き検討を進めていく予定である。またNHC構造に拘り過ぎることなく、金属近傍でニトロキシラジカルを生成しうるコンセプトに沿う別形状の配位子(たとえばビピリジン-ニトロキシルラジカル共役型配位子など)を設計・合成し、金属触媒との相乗効果の発現を期待した新規触媒系の創成を目指していく。C-H引き抜き能をもつニトロキシルラジカル以外の新規有機ラジカル種の開拓も並行して進めていく。