hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＤＮＡ分析による創傷内細菌の迅速同定法の開発

軟部組織感染症を生じる起因菌の培養結果は、しばしば不正確であり、菌の同定までに数日の時間がかかることが問題となる。菌の同定を迅速に行うことは、患者の救命にもつながり、その意義は大きい。そこで組織からDNAを抽出し、迅速かつ正確な細菌同定を目指すことを目的とし、研究を行った。まず、DNAの抽出は、キットを使うことにより、格段に早く抽出することが可能となった。また、検査部との連携により迅速同定を行う体制の一歩となる研究成果が得られた。慢性皮膚潰瘍、外科的手術創部開放創において、明らかな炎症症状を伴う場合、あるいは膿汁を分泌している場合、また敗血症を伴う感染症の場合の創面あるいは骨髄のデブリドマン時に得られた組織を切除後急速に凍結し、-80°Cで保存した。同時に定法にのっとった寒天培地による旧来の細菌培養を検査室で実施した。通常の培養法で検出された細菌は、MRSAとセラチア、緑膿菌、バイクテロイズであった。DNA解析用のサンプルは解凍後RLTバッファーで抽出したサンプルを滅菌したハサミを用いてホモジナイズした。遠心後、エタノール沈殿させ、DNA濃度が20 ng / μlとなるように調整した。抽出したDNAを27Fと509Rの2つのプライマーで細菌に固有の遺伝子領域である16S rRNAをコードしている領域を増幅した。シークエンス用に精製し、シークエンスを行った。これらの研究を東北大学病院検査部の協力を得て行った。現状の方法では、コストも多くかかること、更なる迅速化を計るため、今後のDNA検査の迅速化に向けて、インフルエンザ、ノロウイルスや多剤耐性緑膿菌にも応用されているイムノクロマト法を用いた迅速かつ、簡便に検査を行えるようにMRSAなど耐性菌に特異的抗原を同定を目指し、キット化を検討している。糖尿病性皮膚潰瘍、褥瘡、慢性下腿潰瘍、外科手術創部開放創において、明らかな炎症症状を伴う場合、あるいは膿汁を分泌している場合、また敗血症を伴う感染症の場合の創面あるいは骨髄のデブリドマン時に得られた組織を切除後急速に凍結し、ー80度Cで保存した。通常の培養法で検出された細菌は、MRSAとセラチア、緑膿菌、バイクテロイデスであった。DNA解析用のサンプルは解凍後RLTバファーで抽出したサンプルに0.1mm glass beadsを入れ、Qiagen Tissue Lyserを用いてモホジェナイズした。遠心後エタノール沈殿させ、吸光計の計測により20ng/μlの濃度になるようにDNAを抽出した。創傷から明らかな膿什が得られる場合、あるいは創面からLevine法で採取したぬぐい液はQIAamp DNA mini Kitを用いてDNAを抽出した。DNAサンプルを100ng/μlに調整し、27Fと509Rの2つのプライマーで16S rRNAをコードしているV1とV3領域を横切って増幅した。得られたサンプルを電気泳動して得られた像は、16S rRNA領域が増幅できたことを示していた。シークエンス用に、第2段階のPCRを行った。具体的には25塩基の454リンカー配列とマルチフレックスのインデックス配列とテンプレート特異的配列で設計した。第2段階PCR試行後、Agencourt Ampure beadsを使用してリンカーを除いた。以上の研究を東北大学病院検査診断部の協力を得て行った。今後のDNA検査の迅速化に対する検討会も実施し、検査室内でのキット化、マンパワーの再配分を検討中である。急速凍結した組織サンプルやLevine法で採取したぬぐい液からのDNAの抽出およ16SrRNAをコードしているV1とV3領域を横切って増幅したサンプルの電気泳動では16SrRNA領域が増幅できたことを示していた。シークエンス用に、25塩基の454リンカー配列とマルチフレックスのインデックス配列とテンプレート特異的配列で設計する段階で技術的な面から進行が滞っている状況である。次世代シークエンサーはイルミナ社のGenome Analyzerかアプライドバイオシステム社のSOLiD4を用いてシーケンスを得てから、細菌16S rRNAにアノテーションする。そのときにヒトゲノム由来の配列は何らかの原因で読み損なった配列と同様に捨てられる。したがってヒトゲノム由来配列を決定することは無い。ここで得られた配列をGenBank, RIDOM, EzTaxonなどの既存のデータベースと比較・解析することにより菌種を同定する。ターゲットとなる細菌を絞ったキット化、迅速化を図り、臨床症例に対する薬剤処方の効率化を図る。その結果、5時間以内の細菌を同定できるような体制とし、この迅速診断法が治療結果に寄与することを調べる前向きコホート研究を開始する。また、現在市場に出ているプローブのセットは敗血症分離株のライブラリーから合成されたものであり、創部に特化したものは無い。

前年度蓄積したライブラリーから頻度が高く、病原菌として重要な菌を網羅するようなプローブの組み合わせをキット化する。その組み合わせの中にはMRSAに特有のmecA遺伝子を含むようにすることで、薬剤耐性菌の検出に有利になる。またhousekeeping geneとしてβアクチンを入れ、偽陰性反応を検出する。各プローブはTaqManとSYBRGreenを用いてリアルタイムで検出する。さらに段階希釈したDNAサンプルを同時に測定することにより、定量解析を検討する。これらの迅速診断に向けた院内の体制を臨床検査部門と共同で構築する。午前中に採取したサンプルを同日内に遺伝子診断ができる体制を作る。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額あわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
高解像度衛星データのテクスチャ情報と林分構造因子との関係解析

中分解能リモートセンシングデータと比較して,高分解能リモートセンシングデータを利用することで,どの程度詳細な情報を得ることが出来るか検証した。前者としてはQuick Bird(空間分解能0.6m)を,後者としてはLANDSAT/ETM+(空間分解能30m)を用いた。林相区分と林分構造推定の2種類の段階で,2つのデータ間の精度を比較した。林相区分の分類クラスは,スギ・ヒノキ・広葉樹の3クラスとした。また分類にはCART法を用いた。推定する林分構造因子には,材積と本数密度を用いた。推定には,一般化線形回帰分析を利用した。林相区分の全体精度は高分解能リモートセンシングデータで81%,中分解能リモートセンシングデータで73%であった。高分解能リモートセンシングデータでは,テクスチャ情報を用いる事で,ヒノキと広葉樹を高い精度で分類していた。一方,中分解能リモートセンシングデータでは,ヒノキと広葉樹の分類精度が低かった。つまり,林相区分において,高分解能リモートセンシングデータのテクスチャ情報が有効に機能したと言える。また,林分構造推定では,高分解能リモートセンシングデータのテクスチャ情報やスペクトル情報と本数密度の間に相関はみられなかったが,材積との間には相関がみられ,スギ・ヒノキ共に誤差15%程度で材積を推定できた。一方で,中分解能リモートセンシングデータでは本数密度,材積ともに相関が認められなかった。以上のことから,高分解能リモートセンシングデータは,中分解能データに比べて,林相区分においても,林分構造因子の推定においても,有効性が高いことが分かった。本研究では,今後の森林資源把握における高解像度衛星データのテクスチャ情報の重要性を考慮し,体系的に林分構造因子とテクスチャ情報の関係解析を行うことを目的とした。特に近年,日本では間伐遅れ林分の増加が問題になっていることから,間伐遅れを定義する要素である,本数密度に関して検討を行った。1.高解像度衛星データのシミュレーションモデルの構築・解析林分のコンピュータグラフィックス,更には衛星データのシミュレーションモデルを構築した。このシミュレーションモデルをもとに,林分構造因子の一つである本数密度とテクスチャ情報の一種であるフーリエ変換との関係解析を行った。また,フーリエ変換に基づく本数密度推定手法の妥当性を検討するため,局所最大値フィルタ法との精度比較を行った。その結果,フーリエ変換に基づく手法は,どの密度でも高い精度で密度推定を行う事が可能であり,局所最大値フィルタ法に比べて優れていた。一方で,局所最大値フィルタ法では,ウィンドウサイズに応じて,正確に把握出来る密度が異なることが分かった。フーリエ変換と単一のウィンドウサイズの局所最大値フィルタ法では,フーリエ変換の精度が優れる結果となった。これらのことから,フーリエ変換は本数密度推定を行う手法としての可能性を秘めることが分かった。また,局所最大値フィルタ法を使う上では,予測される本数密度に応じてウィンドウサイズを適切に変える手法が必要であることが示唆された。2.森林の現況調査実際の衛星データを用いた検証のため,森林の現況調査を行った。スギ林分,ヒノキ林分から,それぞれ11点,計22点を選択し20m四方のプロットを設置した。設置したプロットにおいて,胸高直径・樹高などのデータを採取した。今後の森林資源把握における高解像度衛星データのテクスチャ情報の重要性を考慮し,体系的に林分構造因子とテクスチャ情報の関係解析を行うことを目的とした。テクスチャ情報を考慮した上で,林相区分に最適な分解能について検討を行った。IKONOSマルチスペクトル画像をリサンプリングし,空間分解能4mから30mまでの画像を作成した。それぞれの画像に対して,オブジェクトベース分類を行った。分類手法はCART(Classification And Regression Tree)法を用いた。CART法に投入する変数として,1)スペクトル情報のみの場合,2)テクスチャ情報のみの場合,3)スペクトル情報とテクスチャ情報の両者を組み合わせた場合の3種類を検討した。これら3つの分類精度をKappa係数を用いて比較した。なお,テクスチャ情報には,標準偏差,および同時生起行列から求められる6つの特徴量を用いた。その結果,より空間分解能が高いデータを用いた方が,分類精度は向上することが示唆された。また,空間分解能が25mより高い画像を用いて林相区分を行う場合は,スペクトル情報とテクスチャ情報を併用して分類を行う方が望ましく,空間分解能が25m以下の空間分解能の画像を用いる場合は,必ずしもテクスチャ情報は必要で無いことが明らかになった。テクスチャ情報の利用に適すると考えられる,高分解能のデータ解析について,国内での報告事例が乏しい。そこで,どの様な方法が存在するか、把握する必要が有る。本研究では、空間分解能が高いデータに対する解析方法について、国内外の文献を整理し、学会にて報告をおこなった。

林相区分の全体精度は高分解能リモートセンシングデータで81%,中分解能リモートセンシングデータで73%であった。高分解能リモートセンシングデータでは,テクスチャ情報を用いる事で,ヒノキと広葉樹を高い精度で分類していた。一方,中分解能リモートセンシングデータでは,ヒノキと広葉樹の分類精度が低かった。つまり,林相区分において,高分解能リモートセンシングデータのテクスチャ情報が有効に機能したと言える。また,林分構造推定では,高分解能リモートセンシングデータのテクスチャ情報やスペクトル情報と本数密度の間に相関はみられなかったが,材積との間には相関がみられ,スギ・ヒノキ共に誤差15%程度で材積を推定できた。一方で,中分解能リモートセンシングデータでは本数密度,材積ともに相関が認められなかった。以上のことから,高分解能リモートセンシングデータは,中分解能データに比べて,林相区分においても,林分構造因子の推定においても,有効性が高いことが分かった。
ナノ材料の界面フォノン散乱による熱整流作用

カーボンナノチューブ(CNT)などのナノ材料の熱物性計測と界面におけるフォノン散乱機構による熱整流作用に関して研究を進めた。まず始めにCNTの熱物性を計測するためのデバイス作製に取り組んだ。浮遊触媒気相成長法に熱勾配を与えた流路を組み合わせることで、Si基板上に単層CNTを効率よく堆積させる手法を確立した。Si基板上に堆積させたCNTの原子間力顕微鏡像から数ミクロン程度の長さに渡って、孤立したCNTを成長できていることを確認した。またEBリソグラフィなどのデバイス作製プロセスを駆使することで、CNTの直上に正確に電極を形成するための手法を構築できた。電気的特性評価結果から、金属的特性を示すCNTとP型の半導体的特性を示すCNTを含んだデバイスを作製できた。その後CNTと電極下部の酸化膜をBHF溶液でエッチングしたところ、エッチング後に電極が剥がれてしまう問題が発生したが、デバイス作製条件を検討した結果、CNT成長段階で基板が汚れたことによる電極とSi基板の密着性が原因であるとの結論に達した。また白金ホットフィルムが静電気により実験中に断線する問題点については、静電気対策を施すことでデバイスへの過電流を防ぐ実験系を構築した。熱物性評価手法として、試料に交流電流を印加した際の電圧変動成分から試料の熱伝導率計測手法を構築した。またシミュレーションに関して、分子動力学シミュレーター(LAMMPS)の環境構築を行い、欠陥の有無を考慮したグラフェンに関するシミュレーションを行い、計算の妥当性を確認できた。今年度は、(1)浮遊触媒気相成長法により孤立した単層カーボンナノチューブ(CNT)を基板上に直接堆積させる技術の構築、(2)電子線描画と走査型電子顕微鏡(SEM)によるCNTの位置だし及び電極形成技術の構築、(3)熱計測を行うための白金ホットフィルムの作製と評価の3点に関して研究を行った。1つ目の課題に対して、シリコン基板上にCNTを孤立した状態で堆積させるためのCNT成長条件の検討を行い、5ミクロン程度の長さのCNTを任意の基板上に堆積させる条件を見出すことができた。成長条件とCNT堆積時間を調整することで、孤立したCNT同士が交差したものも見つかっており、CNT-CNT間の界面熱抵抗計測を行うのに必要なCNTサンプル作製ができている。2つ目の課題に対しては、まずシリコン基板上に事前に電子線描画と金属蒸着により、CNTの位置を正確に割り出すためのマーク形成を行った。その上でCNTを堆積させることでCNTの位置をSEMで正確に把握できる手法を構築した。さらに電子線描画の重ね描画によりCNT上に電極形成、及び熱測定用のナノ熱線センサの形成に成功した。最後に3つ目の課題である白金ホットフィルムの作製に関しては、電子線描画条件を検討した結果、長さ15ミクロン、幅300nmの白金ホットフィルムを作製できた。超臨界乾燥法をデバイス作製工程に追加したことで、白金ホットフィルムをシリコン基板上にスティッキングすることなく高歩留まりで作製することができた。このホットフィルムを真空中で熱計測を行った結果、CNTの熱計測を行うのに必要なセンサ感度を有していることも確認した。CNTの熱計測を行うためのデバイス作製を行い一通りのプロセスを確立することができた。CNTの成長条件を詳細に検討したことで、1本1本が孤立したCNTやCNT同士が交差したものも少なからずできている。熱計測を行うための実験系も購入した電流電圧計測ユニット等の構築により組みあがっており、次年度以降の熱計測の準備が整っている。作製したデバイスを用いてまずはCNTの熱伝導率計測を行う。さらにCNTが交差したものの上に電極を形成した上で熱計測を行うことにより、CNT-CNT間の電気的接触抵抗や熱的な接触抵抗の測定につなげていく。次年度は分子動力学法による熱整流作用検証シミュレーションも行う予定である。
画像解析法を導入したバイオインフォマティックス

遺伝子解析で重要部分なすデータベース検索において,これまで分子生物学からのアプローチや情報学からのアプローチあるいはその融合的アプローチにより幾多のアルゴリズムが研究されてきた.本研究はDNAから遺伝子を発見するプロセスに全く工学的な画像情報処理の考え方を導入した新たなアルゴリズムを開発することを目的とする.遺伝子配列を1次元において20階調の画像とみなし,画像解析で用いられるテクスチャー解析を時計遺伝子に適用させることで,特徴量を抽出し比較することによる遺伝子間の相同性解析の検討と遺伝子の特徴量抽出を行った.材料として,Homo sapiens, Mus musculus, Rattus norvegicus, Xenopus lavevis,およびDaino rerioの時計遺伝子群の一部であるper1,per2,cry1,cry2,clock,bmalの配列を使用した.これらの配列から得られた20種のアミノ酸を0から19の数字で表し,同時濃度生起行列によるテクスチャー解析で特徴量を抽出した.同時濃度生起行列とは,画像中で相対的に一定の位置関係(d)にある2点の濃度対の統計量に基づいた解析方法である.解析には,一様性,コントラスト,および局所一様性の3種類の特徴量を使用し,それぞれの特徴量を異種間で比較した.次に,画素間の距離dを1,5,10に変化させ,特徴量の値の推移を比較した.比較対象として,相同性のないArabidopsis thalianaの遺伝子(wrnexoとT7A14.14)とHomo sapiensの遺伝子(p53)を使用した.d=1のテクスチャー解析において,同じ時計遺伝子では生物種に関わらず特徴量にほとんど差はなく,相同性のある塩基配列間では,特徴量はほぼ同じ値をとる.このことから,同時濃度生起行列よる遺伝子の相同性解析は,有効であることが確認された.また,dを変化させたとき,相同性のある塩基配列間では,特徴量は同じように変化するが,パターンの推移のみに注目すると,相同性のない遺伝子においても,時計遺伝子と同じパターンを示しているものがあるため,いくつかの特徴量のパターンと値の比較を行う必要がある.<実績の概要>遺伝子解析で重要部分をなすデータベース検索において,これまで分子生物学からのアプローチや情報学からのアプローチあるいはその融合的アプローチにより幾多のアルゴリズムが研究されてきた.本研究はDNAから遺伝子を発見するプロセスに全く工学的な画像情報処理の考え方を導入した新たなアルゴリズムを開発することを目的とする.具体的には植物成長解析などに用いられてきた画像のテクスチャ解析の概念を基にDNA塩基配列のパターン化およびその概念に基づく遺伝子発見のホモロジーパターン解析手法の開発研究を目的としている.本年度は次の内容で研究を実施した.(1)基本ソフトウエアの開発:DNAの1次元塩基配列をコドン毎に64値化し,その連鎖を光合成アルゴリズムを用いて2次元空間に最適配置するコドン写像構成アルゴリズムをPerlを用いて開発した.最適化は次段の特徴量抽出アルゴリズムと呼応する.まず,テクスチャ解析法を適用し2次元空間に展開したコドン写像の同時濃度生起行列を構成し14特長量を抽出するアルゴリズムを開発した.その際に,原写像について特徴量のエントロピーが赤池基準で最大になるようなパラメータ(距離・角度)のセルフチューニングを行なう機能を付加するアルゴリズムとすることとした.特徴量は原コドン写像の構成に依存するため,特徴量の感度に従ってコドン写像を光合成アルゴリズムを用いて再構成するような方式を採用した.(2)遺伝子のホモロジーテスト:開発したソフトウェアを用いて,まず,原核生物である大腸菌において既知の遺伝子について特徴量を抽出することと,コドン写像の標準化の可能性について検討した.ここで,標準化されたコドン写像構成法を全遺伝子に適用し,全ての遺伝子の特徴量を算出しデータベース化する.さらに,遺伝子間のホモロジーを得られた特徴量をベースに検討した.(3)ショウジョウバエなどの真核生物についてイントロンと遺伝子間の差異を特徴量ベースで検討し遺伝子発見の手法開発に繋がる基本アルゴリズムの開発を行なった.遺伝子解析で重要部分なすデータベース検索において,これまで分子生物学からのアプローチや情報学からのアプローチあるいはその融合的アプローチにより幾多のアルゴリズムが研究されてきた.本研究はDNAから遺伝子を発見するプロセスに全く工学的な画像情報処理の考え方を導入した新たなアルゴリズムを開発することを目的とする.遺伝子配列を1次元において20階調の画像とみなし,画像解析で用いられるテクスチャー解析を時計遺伝子に適用させることで,特徴量を抽出し比較することによる遺伝子間の相同性解析の検討と遺伝子の特徴量抽出を行った.材料として,Homo sapiens, Mus musculus, Rattus norvegicus, Xenopus lavevis,およびDaino rerioの時計遺伝子群の一部であるper1,per2,cry1,cry2,clock,bmalの配列を使用した.これらの配列から得られた20種のアミノ酸を0から19の数字で表し,同時濃度生起行列によるテクスチャー解析で特徴量を抽出した.同時濃度生起行列とは,画像中で相対的に一定の位置関係(d)にある2点の濃度対の統計量に基づいた解析方法である.解析には,一様性,コントラスト,および局所一様性の3種類の特徴量を使用し,それぞれの特徴量を異種間で比較した.次に,画素間の距離dを1,5,10に変化させ,特徴量の値の推移を比較した.

比較対象として,相同性のないArabidopsis thalianaの遺伝子(wrnexoとT7A14.14)とHomo sapiensの遺伝子(p53)を使用した.d=1のテクスチャー解析において,同じ時計遺伝子では生物種に関わらず特徴量にほとんど差はなく,相同性のある塩基配列間では,特徴量はほぼ同じ値をとる.このことから,同時濃度生起行列よる遺伝子の相同性解析は,有効であることが確認された.また,dを変化させたとき,相同性のある塩基配列間では,特徴量は同じように変化するが,パターンの推移のみに注目すると,相同性のない遺伝子においても,時計遺伝子と同じパターンを示しているものがあるため,いくつかの特徴量のパターンと値の比較を行う必要がある.
肥大心におけるFibulin-5の役割の検討

心臓に対する圧負荷と容量負荷は共に心肥大を呈すが、前者は求心性肥大、後者は遠心性肥大を起こし、異なったリモデリングが出現する。我々はラットの圧負荷と容量負荷肥大心においてDNA chipを用いて遺伝子発現の相違を検討した。その結果多数の遺伝子変化が観察されたが、申請者はその内2つの蛋白に着目し機能解析を行っている。その一つであるfibulin-5は容量負荷心で発現が亢進し圧負荷で減少していたことから、その発現変化が特徴的な肥大リモデリングの鍵であると考えられた。Fibulin-5の心臓における機能と、圧負荷および容量負荷肥大心で異なる発現パターンを示す意義の解明するために、dominant negative変異とshRNA発現アデノウイルスの作成を行っており、shRNAに関しては細胞レベルで同蛋白の発現を抑制するものを見いだした。今後はこれらのこれらの阻害物質を用いてfibulin-5の機能を解明したい。もう一つの蛋白として、圧負荷、容量負荷肥大心でともに発現が亢進するfilamin-Cについて検討している。Filamin-Cは、紬胞骨格アクチンの架橋反応を担う酵素である。DNA chipで観察されたfilamin-Cの変化はreal-time RT-PCRでも確認され、圧負荷肥大心においては肥大形成早期と肥大完成期において二峰性に発現が亢進することが明らかとなった。さらにshRNAを用いて心筋細胞のfilamin-C発現を抑制すると、エンドセリンー1などの刺激に対し心筋細胞肥大は起こるが肥大に伴うアクチン再構築が起こらないことが判明した。これらの検討からfilamin-Cは心筋細胞肥大に伴うアクチン再構築に関与し、心筋細胞が負荷に耐えうる強靱な構造へと変化する上で重要であると推測された。今後さらに研究を展開し、圧負荷と容量負荷肥大心との質的相違を解明したい。我々は、ラットの圧負荷と容量負荷肥大心においてDNA chipを用いて遺伝子発現の相違を検討しfibulin-5が容量負荷心で発現が亢進し圧負荷で減少することを見いだした。本検討はfibulin-5の心臓における機能と、圧負荷および容量負荷肥大心で異なる発現パターンを示す意義の解明を目的とする。今年度は、肥大心での発現変化の解明とfibulin-5阻害物質の作成を行った。ラット圧負荷(腹部大動脈縮窄)、容量負荷心(腹部大動脈-下大静脈シャント)でのfibulin-5発現をreal-time PCRを用いて検討すると、圧負荷では負荷後14日頃より徐々に発現が低下したのに対し、容量負荷では当初より発現亢進がみられ、DNA chipでみられた発現変化が確認された。Fibulin-5阻害物質の作成としては、(1)dominant negativemutantの作製、(2)fibulin-5 shRNA発現アデノウイルスの作成を行っている。(1)に関しては、Cutis Laxaで発見された遺伝子異常がdominant negative mutantとして機能すると推測されていることから、この変異遺伝子作製を試みている。ラット心から、RT-PCRを用いてfibulin-5 cDNAをクローニングした。Myc tagを付加し、変異体を作成中である。shRNAに関しては、4つのshRNAを設計しBD knockoutキットを用いて発現ベクターに組み込んだ。現在、HEK293細胞やH9C2細胞に発現させてmRNA抑制効果のスクリーニング中である。確認後はBD knockout adenovirus 2キットを用いて組み換えアデノウイルスを作製する。来年度は、これら阻害物質を用いて肥大心でのfibulin-5の役割を解明したい。
児童虐待発生予防を目指した保健師の個別支援ツールの開発：ネグレクトに焦点をあてて

本研究は、保健師による効果的な児童虐待予防活動とその評価を可能とするため、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてた個別支援ツールを開発することを目的とした。特に、保健師が接点を持つ機会が多い、3歳未満の乳幼児を育てる家族への個別支援に焦点をあてた。5名の自治体保健師に対しネグレクトのリスクが高い家庭に対する個別支援に関するフォーカスグループインタビュー調査を行った。国内の児童虐待に関する保健師活動に関する文献検討と海外のネグレクトに関する文献検討を行った。実態調査と文献レビューの結果を統合し、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてたリスクアセスメント項目案と個別支援ガイドライン案を開発した。本研究は、保健師の効果的な児童虐待の発生予防とその評価を可能とするため、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてた保健師の個別支援のガイドラインやアセスメントシート、記録用紙等のツールを開発することを目的とする。特に、保健師が接点を持つ機会が多い、3歳未満の乳幼児でネグレクトのリスクの高い家族への個別支援に焦点をあてた。平成24年度は、児童虐待の発生予防を目指した個別支援ツール案の開発を目指し、1従来の個別支援の実態に関する調査の分析・公表、2国内外の文献レビューを行った。1では、1市の児童相談を担う機関に勤務する保健師5名を対象としたフォーカスグループインタビューから、ネグレクトのリスクを持つ家庭に対する個別支援の方法として、「ネグレクトのリスクを考える」「多問題を整理し、問題の優先順位をつける」「関係機関と共に家庭を見守る」「家族と良好な関係を作り関係を続ける」「親が成長し自立できるように支える」の5つのカテゴリーを明らかにした。また、62の支援内容をコードとして示した。さらに、1歳6か月児の母親を対象とする調査から、保健師の個別支援を受けた経験の実態と経験の有無による母親の特性の差異を検討した。2では、ネグレクトに関する海外文献をレビューし、アセスメント項目と個別支援方法を抽出した。今年度の成果の意義は、1本邦で初めてネグレクトに焦点をあて保健師による個別支援を具体的に明らかにした点、2海外での動向や知見をふまえ保健師の個別相談ツール案の基礎を作成できた点である。ネグレクトは個別支援が特に重要な虐待の種類であり、保健師はネグレクトのリスクの高い家族を早期から支援できる立場にある。ネグレクトは、状況を明らかにしにくく、長期間で進行し、個別性が高い上に、子どもの発育発達の遅れや体調悪化を起こし、生命の危機を及ぼす。本研究はこれらの問題を予防するために重要である。本研究は、保健師の効果的な児童虐待の発生予防とその評価を可能とするため、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてた保健師の個別支援のガイドラインやアセスメントシート等のツールを開発することを目的とする。特に、保健師が接点を持つ機会が多い、3歳未満の乳幼児でネグレクトのリスクの高い家族への個別支援に焦点をあてることとした。平成25年度は、1)従来の個別支援の実態に関する調査の分析・公表、2)1)および平成23・24年度の研究結果を統合し個別支援ツールの開発を行った。1)1歳6か月児の母親を対象とする調査から、保健師への相談経験の有無による母親の特性の差異を検討した。保健師への相談経験がある母親では、相談経験がない母親に比べて、子どもの数が1人、子どもの発育・発達に関して心配がある者が多く(p<0.001)、特性不安・状態不安得点がともに高かった(p<0.05)。2)アセスメント項目は、海外のネグレクトを含む虐待全般をアセスメントするツールを参考に、子ども、養育者、親子関係、家族、近隣や地域の状況、重篤度のドメインで構成した。子どもについては発達、健康状態、行動、養育者については身体的・精神的問題、育児技術・知識、育児行動、育児への態度、親子相互作用、等を含めた。ガイドラインには、ネグレクトの定義・種類・影響、アセスメント項目の活用方法、支援方法、支援経過の評価方法を含めた。今年度の成果の意義は、調査結果および国内外での動向や知見をふまえて、保健師の個別相談ツールを開発できた点である。個別支援ツールは、育児支援の観点からも広く活用可能と考えられ、虐待予防と早期発見に資する可能性がある。今後は、本個別支援ツールの活用可能性についてさらに検討を進めていくことが課題である。本研究は、保健師の効果的な児童虐待の発生予防活動とその評価を可能とするため、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてた保健師の個別支援のガイドラインやアセスメントシート、記録用紙等のツールを開発することを目的とする。

平成23年度は、児童虐待の発生予防を目指した個別支援ツール案の開発を目指し、(1)従来の個別支援の実態に関する調査、(2)国内外の文献レビューと資料分析を行った。(1)では、自治体で児童虐待予防を目指した個別支援に携わっている保健師5名を対象に、フォーカスグループインタビューを行い、ネグレクトのリスクを持つ家庭を発見するための視点と個別支援の方法、研修ニーズを明らかにした。(2)では、児童虐待予防に関する保健師に対する研修の方法と内容に関する国内文献のレビューから、事例検討会と研修の方法を検討した。さらに、ネグレクトに関する海外文献をレビューし、アセスメント項目と個別支援方法を抽出した。本研究により、(1)児童虐待の発生を予防するための個別支援ツールの明確化、(2)保健師によるネグレクトのリスクの高い事例への個別支援の方略を体系化が期待される。それにより、保健師が個別支援を行いやすくなり、児童虐待の発生を予防することが可能になると考える。ネグレクトは個別支援が特に重要な虐待の種類であり、保健師はネグレクトのリスクの高い家族を早期から支援できる立場にある。ネグレクトは、状況を明らかにしにくく、長期間で進行し、個別性が高い。また、子どもの発育発達の遅れや体調悪化を起こし、生命の危機を及ぼす。これらの問題を解決するためには、児童虐待の発生予防を目指した保健師による個別支援ツールを開発する必要がある。本研究は、保健師の効果的な児童虐待の発生予防活動とその評価を可能とするため、ネグレクトの予防と発見に焦点をあてた保健師の個別支援のガイドラインやアセスメントシート等のツール(以下、個別支援ツール)を開発することを目的とした。平成26年度は、1)平成23-25年度に収集した、早期児童虐待予防に向けた、1歳6か月児の母親における保健センターへの相談の希望と経験に関する調査データの追加分析、2)平成23-25年度の研究結果(保健師への調査と国内外の文献検討)から作成した個別支援ツールの見直しおよび成果発表を行った。1) 1歳6か月児健診対象児の母親914名に行った無記名自記式質問紙調査の結果を援助要請の枠組みを用いて分析した。保健センターへの相談希望の有無または相談経験の有無に関連する要因を検討した結果、相談希望の有無に関連する要因は、親性尺度得点、育児による我慢、子どもの人数、母親の就業の有無、子の発育・発達の心配、特性不安・状態不安、ソーシャルサポートであった。相談希望者における相談経験の有無に関連する要因は、親以外の役割得点、育児による我慢、子どもの人数、母親の特性不安、夫からの情報的サポートであった。保健師に対する継続的相談経験の有無に関連する要因は、親以外の役割得点、経済状態、母親の健康状態、児が第2子・第3子であること、夫または友人からのソーシャルサポートであった。2)個別支援ツールの見直しを行い、国内外の学会にて発表し、研究者・実践者との意見交換を行った。今年度の成果の意義は、以下の2点である。第一に、児童虐待予防に向けて個別相談の希望と経験を持つ母親の要因が明らかとなり、母親の体調や生活面での複合的な課題を持つ母親に支援を継続することの重要性が示唆された。第二に、国内外での動向や知見と実際の保健師の支援状況をふまえて個別支援ツールが開発できた点である。
在日外国人教育の教育内容の創造-民族性の育成と適応教育の理論と実践的研究-

在日外国人教育の教育内容を明確にすることが、本研究の課題であるが、本年度は彼らが多住する地方自治体を訪問し、彼らへの教育にかかわる教育委員会および担当教師、外国人児童・生徒の両親への聞き取り調査を行なった。そして、次のようなことが明らかになった。(1)中国引揚者(多くの場合、残留孤児または残留婦人の子孫)の場合、帰国後半年ぐらいから、自分の民族性を否定的に受けとめるようになる傾向がある。そしてその傾向が特に中学生に顕著に現われる。理由は、周囲の中国への偏見である。また小学校でも、民族にかかわるいじめ事件が見受けられるが、それほど深刻ではない。ある教師は、日本語に慣れつつある児童への理解を、「A君は、日本語も中国語も出来るんですよ。」という賛辞や、「皆さんが習っている漢字は中国から来たものですよ」という文化交流事例を通していじめを克服したという。(2)日系南米人と一般化されるが、日系ブラジル人とペルー人の間には彼らの所有する日本語・日本文化への大きな違いがある。また、帰国を前提としている児童・生徒と、永住希望の児童・生徒教育は異なるべきであるにもかかわらず、日本の社会への適応教育に終始しているのが実情である。(3)ポルトガル語、中国語、スペイン語、ベトナム語など、彼らの言語が理解できる教師がいかに少ないことか、また、地域社会にも支援する人材がいないケースが多い。教師を外国語大学、外国語学部に派遣するなど長期的観点に立つ対応が求められる。次年度は、それぞれの定住外国人のケースに則して、両親の学校への教育要求を聞き取り調査したいと考えている。
ヒト由来褐色脂肪を用いた新規非アルコール性脂肪肝炎治療法の開発

褐色脂肪は、余剰なエネルギー源となる脂肪成分を次々と熱に変換し、カロリー消費に関わっていることで知られている。われわれは褐色細胞腫の腫瘍周囲脂肪組織に褐色脂肪が多く存在することに注目し、該当する患者から採取した脂肪組織を分離培養し褐色細胞特異的に発現しているUCP1遺伝子陽性細胞を確認した。褐色脂肪細胞は未だ特異的な膜抗原が確認されていない。そこで、UCP-1特異的アプタマーを用いて純度の高い褐色脂肪細胞の収集を行い、gene-tip解析で行った。結果、CD9, CD177, CD200:陽性、CD40, CD44, CD109:陰性であることまで明らかにすることができた。褐色脂肪は熱を生成する脂肪として知られ、カロリー消費に関わっている細胞の一つである。われわれは褐色細胞腫、腫瘍周囲の脂肪組織に褐色脂肪が多く存在することに注目し、褐色細胞腫摘出時に採取した周囲脂肪組織を分離培養した。その結果約30%に褐色脂肪特異的マーカーであるUCP1を強発現していることが確認できた。このヒト由来褐色脂肪細胞による、非アルコール性脂肪肝炎の治療への可能性を模索すべく以下の実験を行ってきた。高カロリー食NASH・脂肪肝マウスモデルを使用した移植実験。ヒト由来褐色脂肪細胞の移植実験を行うため、まずNOD-scidマウスに高カロリー食を与え、NASH・脂肪肝になるか検討。(=NASH NOD-scidマウスの安定的作成のみでも価値があるものと考えられる。)NOD-scidマウスに高カロリー食を与えた結果(種々の高脂肪食プロトコールで検討)、NASHには至らなかったが、脂肪肝「肥満」および「肝細胞質内グリコーゲン貯留」が確認された。元々免疫反応を伴いにくいNOD-Scidでは、従来の通りの食事プロトコールによるNASH・脂肪肝モデルの作成は困難であった。現在新たなプロトコールとして、食事摂取時間を調節するモデル(食事摂取時間を昼夜逆転させる)や、肥満になったNOD-Scidマウスにセカンドヒットとなる因子を与え、NASHに至るモデルが作成できないか再検討中である。モデル作成と同時に、脂肪肝肥満になったマウスに上記褐色脂肪由来細胞を全身投与した結果、今までの所投与有無での体重変化は確認されなかった。褐色細胞腫摘出時に採取した周囲脂肪組織を分離培養することによりヒト由来褐色脂肪細胞を入手した。約30%の培養細胞で褐色細胞特異的に発現していることで知られているUCP-1遺伝子陽性細胞が確認され以下のような検討を行ってきた。・我々の行っている細胞培養の条件で、これら細胞集団がさらに脂肪、軟骨、骨へも分化することが確認された(=より純化した状況での確認は必要)。このことから、現在我々が入手した細胞集団は、褐色脂肪細胞のなかでも褐色脂肪幹細胞である可能性が考えられた。褐色脂肪幹細胞の存在については諸説あるが、今年のNatureからの発表やこれらUCP-1陽性細胞がCD29陽性であることも確認した。・DNAマイクロアレイ解析データから特異性の高い膜抗原の同定。従って、褐色細胞のみを分取可能とする膜抗原の特定を、マイクロアレイ技術により、脂肪由来細胞、骨髄由来細胞、線維芽細胞などの膜抗原に関与する遺伝子発現パターンを解析することにより、褐色細胞特異的な膜抗原の同定を進めた。DNAマイクロアレイ解析データから特異性の高い膜抗原の同定を行ったが、もともと約30%のUCP-1陽性細胞を含む細胞集団であり、特異的な遺伝子発現パターンを解析することができなかった。近年、ダイエットに関する細胞の一つとして褐色脂肪が注目されている。この細胞はミトコンドリアを豊富に有しており、余剰なエネルギー源となる脂肪成分を次々と熱に変換し、カロリー消費に関わっていることで知られている。われわれは褐色細胞腫、腫瘍周囲の脂肪組織に褐色脂肪が多く存在することに注目し、自治医科大学が定める倫理委員会の承認後に、該当する患者から同意を得た上で褐色細胞腫摘出時に採取した周囲脂肪組織を分離培養した。数回の継代培養の後、約30%の培養細胞で褐色細胞特異的に発現していることで知られているUCP1遺伝子陽性を認めた。昨年まではヒト由来褐色脂肪細胞による、非アルコール性脂肪肝炎や肥満治療への可能性を模索すべく1高カロリー食NASH・脂肪肝マウスモデルを使用した移植実験や2DNAマイクロアレイ解析データから特異性の高い膜抗原の同定を行ってきたが、いずれもnegative dateであった。原因として培養細胞の褐色脂肪細胞の純度が低いことが考えられた。褐色脂肪細胞は、未だ特異的な膜抗原が確認されておらず、今後褐色脂肪細胞のみを分取可能とするため膜抗原の特定や純度の高い褐色脂肪細胞の収集を優先的に行う方針とした。今回UCP-1遺伝子に特異的に結合するGFP-aptamerが入手できたのでFACS sortingを行うことにより、褐色脂肪細胞の純度をあげて回収することは可能と考えている。現在そのための倫理委員会申請(提出済み)を行うとともに、GFP ratのMSCを用いてFACSのセットアップ中である。褐色脂肪細胞追加入手のため新たに倫理委員会への申請作業が必要になった。

褐色脂肪は、余剰なエネルギー源となる脂肪成分を次々と熱に変換し、カロリー消費に関わっていることで知られている。われわれは褐色細胞腫の腫瘍周囲脂肪組織に褐色脂肪が多く存在することに注目し、該当する患者から採取した脂肪組織を分離培養し褐色細胞特異的に発現しているUCP1遺伝子陽性細胞を確認した。褐色脂肪細胞は未だ特異的な膜抗原が確認されていない。そこで、UCP-1特異的アプタマーを用いて純度の高い褐色脂肪細胞の収集を行い、gene-tip解析で行った。結果、CD9, CD177, CD200:陽性、CD40, CD44, CD109:陰性であることまで明らかにすることができた。ワイルドタイプのラットやマウスでは、過去のプロトコールにより我々の教室でも問題なくNASHモデルが作成できたが、上述のごとくNOD-Scidマウスは免疫反応を伴いにくく思ったようにNASHモデル作成にいたっていない。現在までのvivo, vitroの研究は、褐色脂肪細胞を約30%含む細胞集団での検討しかおこなえていないのが現状である。昨年度は褐色脂肪細胞のキャラクターを解析すべく、培養してきた細胞の分化、誘導を進めることや、DNAマイクロアレイ解析などを行ってきた。しかし細胞集団をより純化した状況でなければ今後の解析は困難と思われた。依然褐色脂肪細胞に特異的な表面マーカーは明らかになっていない中、ヒト由来褐色脂肪細胞自体が利用できるという我々の利点をいかすため、UCP-1に結合するアプタマーを入手しこれをGFPと結合させ本細胞のみを純化するか、レーザーマイクロダイセクションでUCP-1陽性細胞を選択的に抽出し、gene-tipにかけるなど行っていく予定である。現在UCP-1遺伝子に特異的に結合するGFP-aptamerが入手できたのでFACS sortingを行うことにより、褐色脂肪細胞の純度をあげて回収することは可能と考えている。その後網羅的な遺伝子解析を行い褐色脂肪細胞の特徴を検討する予定である。当院倫理委員会承認後実験再開予定であり、今回延長申請を行ったのでこの1年間でまとめる予定である。膵島細胞移植1褐色脂肪細胞の投与実験を続けるべく肥満になったNOD-Scidマウスにセカンドヒットとなる因子を与え、NASHに至るモデルが作成できないか再検討する。2褐色脂肪細胞は未だ特異的な表面マーカーが存在せずDNAマイクロアレイ解析データから特異性の高い膜抗原の同定を行う。表面マーカの同定により、FACS解析およびMACSにより大量の脂肪細胞分離培養法の検討を行っていく予定ある。2は研究実績には至っていないが、現在進行中である。現在までの研究結果から、UCP-1陽性細胞を特異的に抽出する必要があると考えている。このため細胞内のUCP-1に結合するアプタマーを用いこれをGFPでラベリングすることによってFACSでUCP-1陽性細胞のみを取り出してくる必要がある。さらにレーザーマイクロダイセクションでUCP-1陽性細胞のみを抽出し、これをgene-tipにかける予定である。現在まで実験で培養保存されていた褐色脂肪細胞は使い切ってしまった。褐色脂肪細胞を新たに入手すべく、新規症例からの脂肪採取が必要となった。そのため当院倫理委員会承認後実験再開予定であり、今回延長申請を行ったのでこの1年間で下記実験計画を遂行しまとめる予定である。
硫黄酸化物吸着分離を目的とするゼオライト系吸着剤の改質

硫黄酸化物(SO_x)は、硫黄を含んだ燃料の燃焼過程で生じる大気汚染成分の1つであり、大量の排煙ガス中に含まれるppmオーダーのSO_xの除去が必要とされる。本研究では、排煙脱硫用吸着剤としてのゼオライトの可能性について検討するための第一段階として、イオン交換による改質を行ったゼオライト上での、SO_xの吸着状態や吸着表面の状態を、赤外スペクトルなどの分光学的手法で解析し、SO_x分子と吸着媒表面との相互作用を分子レベルで明らかにすることを試みた。SO_2を吸着質とし、吸着剤としては耐酸性・耐熱性の高いZSM-5を用いた。まず、SO_2と細孔内カチオンのマクロな相互作用について検討するため273K594Kの範囲で、SO_2の吸着等温線や吸着熱の測定を行った。その結果、種々のアルカリ金属イオンで交換されたZSM-5においては、550K、67kPaの条件下で10ml/gSTP以上のSO_2吸着量が認められ、特にLiZSM-5では594Kでも67kPaで20ml/gSTPもの吸着量があることが示された。また、吸着等温線の低圧領域での立ち上がりが鋭く、希薄なSO_2の吸着に適していることがわかった。この吸着は可逆性が比較的大きく、不可逆吸着量はLiASM-5の594Kでは全吸着量の5%程度であった。吸着量の少ない領域におけるSO_2の赤外スペクトルを室温下で測定したところ、SO_2の逆対象伸縮振動が1361cm^<-1>付近に観測され、吸着によって強く摂動を受けているが分子状で吸着していることがわかった。この吸収帯は2つのピークから構成されており、カチオンサイト上でのSO_2の2つの吸着配向によって生じていることが示唆された。吸着操作後のZSM-5をX線回析によって分析したが、結晶構造の破壊を示す結果が示されなかったことより、本吸着条件下でZSM-5吸着剤がSO_2に対して高い耐性を有していることがわかった。
アレン化学の新展開

申請者はアレンの特性を活用した新規反応の開発を目途に,1位に電子吸引性置換基(例えばフェニルスルホニル基)を有する基質を用いて検討を重ねた結果,以下の新規反応の開発に成功した.1.アルキル側鎖上の適当な位置に水酸基(或はアミノ基,カルバニオン等)を有する1-アルキル置換-1-スルホニルアレンを塩基で処理すると,新規なエンド型閉環反応(sp混成炭素への求核攻撃)が選択的に進行し,59員環化合物が良好な収率で得られることを明らかにした.なお,電子吸引性基として,スルホニル基の代わりにスルホキシド基,ホスフィンオキシド基,ホスホナート基,エステル等を適宜選択しても,上記エンド型反応を進行させることが可能である.加えて,オルト位にアレニル基を有するアニリン誘導体を出発原料にして2,3-ジ置換インドール骨格の新規合成法やインドール-2,3-キノジメタンの発生法も確立した.2.アレンーアルキンのロジウム触媒を活用する分子内Pauson-Khand型反応を検討し,通常のエンイン体では合成困難なbicyco[5.3.0]骨格を容易に合成できることを見出した.また,アレンーアルケン体を用いても同様の反応が進行することが明らかとなった.さらに,アレンの代わりにカルボジイミドを用いた触媒的ヘテロPauson-Khand反応の開発にも成功した.3.二つのアレン部をベンゼン環或はオレフィンで連結させたビスアレン誘導体を発生させると,速やかに6π-電子環状反応を起こし,対応する2,3-キノジメタン誘導体が得られることを見出した.本反応において,反応系、内にジエノフィルが存在すると,2,3-キノジメタン誘導体とのDiels-Alder型反応が容易に進行することも確認した.本反応を応用して,鎖状化合物からステロイド骨格を一挙に構築する手法を確立した.また,本反応のアレン生成過程において,条件を適宜選択すると,2,3-キノジメタン誘導体から対応するシクロブテン誘導体を合成することも可能である.申請者はアレンの特性を活用した新規反応の開発を目途に,1位に電子吸引性置換基(例えばフェニルスルホニル基)を有する基質を用いて検討を重ねた結果,以下の新規反応の開発に成功した.1.アルキル側鎖上の適当な位置に水酸基(或はアミノ基,カルバニオン等)を有する1-アルキル置換-1-スルホニルアレンを塩基で処理すると,新規なエンド型閉環反応(sp混成炭素への求核攻撃)が選択的に進行し,59員環化合物が良好な収率で得られることを明らかにした.なお,電子吸引性基として,スルホニル基の代わりにスルホキシド基,ホスフィンオキシド基,ホスホナート基,エステル等を適宜選択しても,上記エンド型反応を進行させることが可能である.加えて,オルト位にアレニル基を有するアニリン誘導体を出発原料にして2,3-ジ置換インドール骨格の新規合成法やインドール-2,3-キノジメタンの発生法も確立した.2.アレンーアルキンのロジウム触媒を活用する分子内Pauson-Khand型反応を検討し,通常のエンイン体では合成困難なbicyco[5.3.0]骨格を容易に合成できることを見出した.また,アレンーアルケン体を用いても同様の反応が進行することが明らかとなった.さらに,アレンの代わりにカルボジイミドを用いた触媒的ヘテロPauson-Khand反応の開発にも成功した.3.二つのアレン部をベンゼン環或はオレフィンで連結させたビスアレン誘導体を発生させると,速やかに6π-電子環状反応を起こし,対応する2,3-キノジメタン誘導体が得られることを見出した.本反応において,反応系、内にジエノフィルが存在すると,2,3-キノジメタン誘導体とのDiels-Alder型反応が容易に進行することも確認した.本反応を応用して,鎖状化合物からステロイド骨格を一挙に構築する手法を確立した.また,本反応のアレン生成過程において,条件を適宜選択すると,2,3-キノジメタン誘導体から対応するシクロブテン誘導体を合成することも可能である.アレン類は2つのπ結合が1つのsp混成軌道を共有する特異な構造を有している.アレンの1位に電子吸引性基としてフェニルスルホニル基を持ち,更に適当な炭素側鎖を1位に有する化合物1を対応するプロパルギルアルコール誘導体から合成した.炭素側鎖にアルキン部を有する化合物1をロジウム触媒存在下で,一酸化炭素気流下或いは10気圧の一酸化炭素圧下でPauson-Khand型反応に付したところ,速やかに環化反応が進行して対応するbicyclo[4.3.0]nonadienone体及びbicyclo[5.3.0]decadienone体を良好な収率で与えた.一方,本反応を一酸化炭素の代わりに窒素気流下で行ったところ,cycloisomerizationが進行し,cyclohexeneやcycloheptene骨格が高収率で得られた.また,4置換アレン体を用いてcyclosiomerizationを検討したところ,生成したcycloheptene体が更に電子環状反応を起こして,bicyclo[5.2.0]nonene誘導体が得られることが明らかとなった.

一方,化合物1の炭素側鎖の末端に水酸基が存在する場合,塩基処理により容易にエンド型閉環反応が進行して,対応する含酸素複素環化合物が高収率で得られることが判明した.本反応を詳細に検討したところ,電子吸引性基として1位にフェニルスルフィニル基を持つ場合には,57員環含酸素複素環化合物が高収率で生成するが,8員環化合物合成には適用できないことが判明した.フェニルスルフィニル基の代わりにフェニルスルホニル基が存在する場合には,57員環化合物のみならず,8員環含酸素複素環化合物の合成にも有効なことを示すことができた.硫黄含有電子吸引性基の代わりにホスフィンオキシドやホスホナート基を電子吸引性基として用いても,同様のエンド型閉環反応が進行した.ホスフィンオキシド基はフェニルスルフィニル基と,また,ホスホナート基はフェニルスルホニル基と同様の挙動を示した.1位炭素側鎖に2重結合を組み込んだ基質を用いて,同様のエンド型反応を行うと,9員環含酸素複素環化合物も良好な収率で生成することが明らかとなり,本エンド型反応は中員環構築にも適用可能な,有用な反応であることを示すことができた.アレン類は2つのπ結合が1つのsp混成軌道を共有する特異な構造を有している.アレンの1位に電子吸引性基としてフェニルスルホニル基を持ち,更に適当な炭素側鎖を1位に有する化合物1を対応するプロパルギルアルコール誘導体から合成した.炭素側鎖にアルキン部を有する化合物1をロジウム触媒存在下で,一酸化炭素気流下或いは10気圧の一酸化炭素圧下でPauson-Khand型反応に付したところ,速やかに環化反応が進行して対応するbicyclo[4.3.0]-nonadienone体及びbicyclo[5.3.0]decadienone体を良好な収率で与えた.一方,本反応を一酸化炭素の代わりに窒素気流下で行ったところ,cycloisomerizationが進行し,cyclohexeneやcycloheptene骨格が高収率で得られた.また,4置換アレン体を用いてcyclosiomerizationを検討したところ,生成したcycloheptene体が更に電子環状反応を起こして,bicyclo-[5.2.0]nonene誘導体が得られることが明らかとなった.さらに.アレンと等電子構造を有するカルボジイミド官能基をアレンの代わりに用い,分子内ヘテロPauson-Khand反応を行って対応するpyrrolo[2,3-b]indol-2-one骨格の効率的構築法を開発した.一方,化合物1の炭素側鎖の末端に活性メチン基が存在する場合,塩基処理により容易にエンド型閉環反応が進行して,対応する環化成績体が高収率で得られることが判明した.本反応を詳細に検討したところ,本法では57員環化合物は高収率で生成するが,8員環化合物合成には適用できないことが判明した.上記の成果に加え,以下に示すアレン官能基の新規利用法の検討も行った.即ち,ベンゼン環あるいはオレフィンで2つのプロパルギルアルコール部を連結した基質を出発原料として,ベンゼンスルフェニルクロリドとの反応をジェノフィル存在下行うことにより,ビスアレンの生成,電子環状反応,引き続く[4+2]環化反応を連続的に起こさせ,多環式化合物を一挙に合成する新手法の開発に成功した.本法を用いて,ステロイド骨格の新規合成を完成させた.本反応では,ベンゼンスルフェニルクロリドの代わりに対応するリン試薬を用いると,[2+2]型環化反応が進行し,シクロブテン誘導体が得られることも明らかとした.また,allenylaniline誘導体のパラジウム触媒を用いる環化反応を検討し,2,3-置換インドールの新規合成法の開発にも成功した.アレンとアルケンとのPauson-Khand反応は殆ど知られていない.