hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子配列特異的エピジェネティック制御によるマウス腹内側核の機能的性差形成

本課題は、マウスアンドロジェン受容体(AR)発現の性差形成に焦点を絞り、アンドロジェンとncRNAによる細胞と細胞間連絡の可塑性の人為改変に向けて、ノンコーディングRNA(ncRNA)発現/DNAメチル化情報を指標とした腹内側核細胞群の細胞動態解析を行なっていくものである。本年度は、次世代シーケンサー解析によるアンドロジェン-ARの細胞内シグナリングを起点とするRNA発現/DNAメチル化変化の同定、に大きな進展があった。当該課題が文科省新学術領域研究「ゲノム支援」の支援課題にも選ばれたため、昨年度までに樹立したアンドロジェン-ARシグナリング駆動細胞株について、ARを特異的に活性化するジヒドロテストステロンで処理したサンプルを作製し、directional RNA-seq解析と、Post-Bisulfite Adapter-Tagging法によるDNAメチローム解析を行うことにより、一塩基レベルでのエピゲノムダイナミクスを評価した。その結果、脳性分化決定前の細胞から樹立した神経幹細胞株は、アンドロジェン-ARシステムによりニューロンへの分化が抑制された一方でアストロサイトへの分化が促進することが分かってきた。興味深いことに、性腺刺激ホルモン放出ホルモンであるGnRHの発現あるいは分泌を制御すると考えられる遺伝子が発現上昇することも明らかとなった。この変化はDNAメチル化変化を伴っており、アンドロジェン-ARシステムはエピゲノムレベルで遺伝子発現を固定することで腹内側核を雄性化し、性に従った内分泌のための神経回路確立に寄与している可能性が考えられた。取得したncRNAによるエピゲノム変換能解析についても進めており、受精卵を用いたアッセイによりncRNAが確かにDNA脱メチル化に機能していることを見つけ、一部Development誌に報告し、プレスリリースを行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本課題は、マウスアンドロジェン受容体(AR)発現の性差形成に焦点を絞り、[1]ノンコーディングRNA(ncRNA)発現/DNAメチル化情報を指標とした腹内側核細胞群の細胞動態解析、[2]アンドロジェンとncRNAによる細胞と細胞間連絡の可塑性の人為改変、を行っていくものである。本年度は、アンドロジェンによる脳の性分化が起きる時期であるマウス周生期腹内側核細胞群からの一細胞レベルでの解析系のセットアップに注力した。マウス胎児大脳の場合に、成長因子である線維芽細胞増殖因子FGFと上皮成長因子EGFを用いた神経幹細胞の単離・増殖法が良く研究されていたことから、この系を応用した。諸条件の検討の結果、上記2つに加えて血小板由来成長因子PDGFを用いることにより、腹内側核神経幹細胞/前駆細胞の効率的増殖を促すことができることが明らかになった。また、更なる効率的増殖を促すためには、分散培養よりも、ニューロスフィア法が有効であることも分かった。次に、数十の株をクローン化し、性ステロイド受容体遺伝子群を中心に発現解析を行った。なかでも、ARプロモーターから発現するプロモーターncRNA(pancRNA)とAR遺伝子発現が確かに良く相関しており、腹内側核におけるアンドロジェンによる性差構築を規定する細胞の同定に向けた系が確立しつつある。現在、培養液への各種性ステロイドホルモンの添加による腹内側核神経幹細胞/前駆細胞のトランスクリプトームとエピゲノム変化を追跡していることである。周生期腹内側核細胞の性差は分界条床核等の他神経核からの入力を受けており、これらの細胞の培養系のセットアップも十分に進め、次年度に準備した。

本課題の項目は、[1]ノンコーディングRNA(ncRNA)発現/DNAメチル化情報を指標とした腹内側核細胞群の細胞動態解析、[2]アンドロジェンとncRNAによる細胞と細胞間連絡の可塑性の人為改変、からなるが、項目[1]を順調に終了しつつあるところである。次年度は、[2]アンドロジェンとncRNAによる細胞と細胞間連絡の可塑性の人為改変、に注力していくことで、課題目標を達成していく。
中性子集光用高精度光学素子の作製とその応用

本研究の目的は、高精度非球面基板の作製技術とスーパーミラーの高性能化を実現することで、高精度集光デバイス作製プロセスを確立し、またこの集光デバイスを用いた中性子測定技術の開発を行うことである。今年度は本研究の目的の1つである「2次元集光デバイスの開発」ならびにについて検討した。既存の中性子ビームラインでおこなわれている各種計測技術に集光デバイスを適用する際、位置分解能の向上、さらなる強度増強のため2次元集光が求められる。我々は精密研削、数値制御ローカルウエットエッチング、ローカル低圧研磨、イオンビームスパッタ成膜を組み合わせた作製プロセスにより作製した400mm長さ、100mm長さの楕円面スーパーミラーデバイスをKirkpatrick-Baez(KB)配置した集光デバイスを開発した。J-PARCのBL1O(NOBORU)にて集光特性の評価をおこなった結果、0.5×0.5mm^2の集光径を得ることに成功した。集光デバイスの小角散乱実験への適用を検討した。集光デバイスを小角散乱実験に適用することで、ダイレクトビームを微小化し、より小角散乱成分の取得が可能になる。また、ワーキングディスタンスを短縮することで、装置の小型化をおこなうことができる。Fe-0.6at.%Cuをサンプルとして小角散乱実験をおこなった結果、通常試料-検出器間距離が10m以上必要な小角散乱実験を、集光ミラーを用いることで0.6mという非常に短い距離で約10^<-3>Å-1というl0w-Q領域の測定に成功した。本研究成果は、国内外から大きく注目を集め、世界中の中性子ビームラインへの適用を現在検討中である。今年度は本研究の目的の1つである「高精度中性子集光デバイス作製プロセスの確立」について検討した。本研究では、非球面スーパーミラーデバイスの作製に取り組んでいるが、大強度の中性子ビームを微小集光するためには「大面積化」と「多重化」が求められる。多重化するためには中性子の吸収を防ぐためミラー基板の厚さを1mm程度まで薄くする必要がある。しかしながら、通常の機械加工では加工圧力が加わるために薄板の高精度加工が難しく、また大面積かつ多重化を実現するためには作製する大型ミラーの枚数が多くなり、化学的な手法のみを適用した場合には非現実的な作製時間を要する。これに対し、精密研削、数値制御ローカルウエットエッチング、ローカル低圧研磨、イオンビームスパッタ成膜を組み合わせた高能率かつ高精度な非球面スーパーミラー作製プロセスを開発した。本プロセスにより長さ400mm x幅50mmの大面積楕円面スーパーミラーを試作し、形状誤差0.39μm p-v、表面粗さ0.211nm rmsを得た。本ミラーを用いた中性子集光実験においては、集光幅0.128mm、ゲイン52倍を達成した。また長さ100mm x幅20mm x厚さ1.5mmの極薄石英基板に対して、形状精度0.5μm p-v以下、表面粗さ0.2nm rmsレベルを達成した。これにより、ミリメータレベルの極薄基板に対してもサブミクロンの形状精度をトライアンドエラー無く決定論的に得ることが可能となった。今年度は本研究の目的の1つである「多重ミラーデバイスの開発」について検討した。大強度の中性子ビームを微小集光するためにはミラーデバイスの「多重化」が求められる。我々は数値制御ローカルウエットエッチング、ローカル低圧研磨、イオンビームスパッタ成膜を組み合わせることで厚さ1mmの極薄石英基板に対して、形状精度0.5μmp-v以下、表面粗さ0.2nm rmsレベルを達成した。今年度は作製した各ミラーの保持・アライメントシステムの開発をおこなった。光線追跡シミュレーションにより多重ミラー保持機構に必要なアライメント精度を算出した結果、光軸と直行する軸周りの誤差εθxを±0.01°以内に抑制する必要があり、その精度を実現するためには、鉛直方向17.4μmの精度を有するミラー保持機構が必要であることが分かった。マイクロメータヘッドとくさび機構を用いることで、鉛直方向0.5-1μmの分解能を有し、要求されるアライメント精度を十分に満たすミラー保持具を設計した。また、支持点の可動部にはリニアガイドを設けることで水平方向の移動を抑制することが可能である。繰り返し測定再現性、置き直し測定再現性を評価した結果、0.05μm p-v以下の高い置き直し測定再現性を有することが示された。本アライメントシステムを用いて、各ミラー形状を測定し、光線追跡により多重ミラーデバイスの性能を評価した結果、集光径の理想値からのズレは±4%であり、サブミリ集光を十分に達成する性能を有することが示唆された。

我々は精密研削、数値制御ローカルウエットエッチング、ローカル低圧研磨、イオンビームスパッタ成膜を組み合わせた作製プロセスにより作製した400mm長さ、100mm長さの楕円面スーパーミラーデバイスをKirkpatrick-Baez(KB)配置した集光デバイスを開発した。J-PARCのBL1O(NOBORU)にて集光特性の評価をおこなった結果、0.5×0.5mm^2の集光径を得ることに成功した。集光デバイスの小角散乱実験への適用を検討した。集光デバイスを小角散乱実験に適用することで、ダイレクトビームを微小化し、より小角散乱成分の取得が可能になる。また、ワーキングディスタンスを短縮することで、装置の小型化をおこなうことができる。Fe-0.6at.%Cuをサンプルとして小角散乱実験をおこなった結果、通常試料-検出器間距離が10m以上必要な小角散乱実験を、集光ミラーを用いることで0.6mという非常に短い距離で約10^<-3>Å-1というl0w-Q領域の測定に成功した。本研究成果は、国内外から大きく注目を集め、世界中の中性子ビームラインへの適用を現在検討中である。東日本大震災の影響で、J-PARC、JRR-3Mといった国内の主要な中性子源が休止し、成膜に用いているイオンビームスパッタ装置も破損するなどした。しかし、2012年1月のJ-PARC再稼働までに、成膜装置の修復作業をおこない、乱数を用いた光線追跡シミュレータの開発、多重ミラーデバイスの開発といった当初の計画はもちろんのこと、数値制御ローカルウエットエッチング法の加工精度向上に向けたin situエッチングレートモニターシステムの開発、成膜時の膜応力による変形シミュレーション等に着手し、当初の計画以上に進展している。最終年度である今年度は、多重回転体スーパーミラーの開発ならびに開発した集光デバイスの評価、集光デバイスを用いた中性子測定技術の開発に取り組む。具体的には、サブミクロンレベルの形状制度、サブナノメートルレベルの表面粗さを有した合成石英製回転楕円体母型を数値制御ローカルウエットエッチング法ならびにローカル低圧研磨で作製し、イオンビームスパッタ成膜によりNiC/Tiスーパーミラーを成膜し、レプリカ法により自立型回転楕円体スーパーミラーを作製する。作製したミラーを多重化し、J-PARCの中性子ビームラインにて集光特性評価をおこなう。開発したミラーデバイスを、高温・高圧実験や即発ガンマ線分析、小角散乱実験等の各中性子実験装置に適用し、大幅なS/N比の向上、位置分解能の向上、測定時間の低減、低散乱ベクトル成分の観察を目指す。
X線吸収分光を用いた触媒反応の遷移状態の観察およびその制御

本研究においては3つの触媒反応についてXAFSスペクトルを測定し,反応速度論解析の結果と比較しつつ構造速度論解析を展開する計画であった.2019年度は2018年度に引き続き「担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動」を検討し,さらに「合金ナノ粒子の超微量貴金属添加効果」の検討に着手した.2017年度および2018年度に世界最高レベルの性能を有する大型放射光施設SPring-8の共用ビームラインBL01B1にて,X線吸収分光法と様々なガス分析が可能なOperando XASシステムを構築した.この装置は,ガス混合装置によりH2,CO,CO2,NO,HCおよびO2を含む模擬排ガスを作って,XAS測定が可能な高温触媒反応装置に導入し,触媒反応後の出口ガスをマイクロガスクロマトグラフ,NOx計,四重極型質量分析計で分析することができる.このシステムにさらにDRIFT-IRを組み合わせることによって,バルクの構造だけではなく吸着分子の挙動の時間変化を追跡することを可能にした.すなわち,不均一系触媒反応における1触媒の活性点の変化,2活性点に吸着した分子の変化,3生成物の変化を同時に測定することができるシステムの構築に成功した.本年度においては反応を近年注目を浴びているCO2の水素化に集約し,XAFS/DRIFT-IR/μGCを用いた担持Pt触媒(Al2O3, TiO2, SiO2)上でのCO2水素化のOperando計測に成功した.その結果,CO, Hの被覆率の変化に伴うPt L3-edge XANESの定量的な変化を観測した.活性点近傍における競争吸着の可能性が予想される.2018年度に引き続き,SPring-8との良好な関係によって,Phase1「実験室における調査・準備」・Phase2「大型放射光施設における測定」・Phase3「実験室におけるデータ解析・再検討」のサイクルをうまく回せることが出来た.これらの実績によって,SPring-8からDRIFT-IRの組み合わせの提案を受け,他の研究グループに先駆けて,試験運転を担当することになった.すなわち,すでに提案しているPhase4「反応速度論解析と構造変化速度論解析の新たな関係構築」に着手している.Phase 4で提案している2点のうち,特にDouble Operando Spectrosocopyの構築に繋がっており,順調に進捗していると考えている.2019年度においては引き続きPhase 1から3をうまくサイクルさせることによって,Operando XAFS測定の構築を引き続き進める.研究計画で示した3つの反応のうち,「担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動」と「Oxygen Storage and Capacity (OSC)材料の構造変化」については順調にデータが取得されているので,論文化に着手する予定である.一方で,2018年度に着手したCO2の水素化のOperando XAFS測定の深化に努め,「合金ナノ粒子の超微量貴金属添加効果」についても議論したいと考えている.本研究においては3つの触媒反応についてXAFSスペクトルを測定し,反応速度論解析の結果と比較しつつ構造速度論解析を展開する計画であった.2018年度は「担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動」について検討を行った.Rh系自動車排ガス浄化触媒に注目し,X線吸収分光法(XAS)および多種のガス分析装置を用いて,模擬排ガス環境下でリアルタイム分析を行うことにより,Rh粒子の酸化還元挙動に関する知見を得た.このような知見は,自動車排ガス浄化触媒の高耐久化は高価な貴金属使用量の低減につながり,経済的なインパクトも大きい.世界最高レベルの性能を有する大型放射光施設SPring-8の共用ビームラインBL01B1にて,X線吸収分光法と様々なガス分析が可能なOperando XASシステムを構築した.この装置は,ガス混合装置によりCO,NO,HCおよびO2を含む模擬排ガスを作って,XAS測定が可能な高温触媒反応装置に導入し,触媒反応後の出口ガスをマイクロガスクロマトグラフ,NOx計,四重極型質量分析計で分析することができる.本実験では,自動車排ガス浄化触媒として,酸化アルミニウム担体に対して質量比で1 %のRhを含むモデル触媒を用いた.各種ガス分析装置により,想定する触媒反応が進行していることを確認しながら,XAS分析により貴金属成分の酸化還元挙動を追跡した.各分析結果を詳細に解析したところ,貴金属粒子表面の酸化過程において,酸化された箇所が徐々に広がっていくのに対して,還元過程では表面がランダムに還元されていくことを見いだした.本研究では,自動車排ガス浄化触媒上の貴金属粒子が模擬排ガス中でどのように酸化還元を起こすのかという基礎的な知見を得ただけではなく,Operando XASシステムが触媒のその場分析に対して,強力なツールであることを実証した.本研究では,1担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動,2Oxygen Storage and Capacity (OSC)材料の構造変化,3合金ナノ粒子の超微量貴金属添加効果のそれぞれに対して,反応時間ごとのXAFSスペクトルを測定して,構造速度論解析を展開ことを目的としている.XAFS測定にあたっては,Phase 1「実験室における調査・準備」・Phase2「大型放射光施設における測定」・Phase3「実験室におけるデータ解析・再検討」の3つのPhaseを設定した.すなわち,一年に数回しかないXAFS測定のチャンスを十分に生かせるように実験室での検討を十分に行うように計画した.

2018年度はこのサイクルをうまく循環させることができたため,大型放射光施設SPring-8の共用ビームラインBL01B1にて,X線吸収分光法と様々なガス分析が可能なOperando XASシステムを構築することに成功した.本年度は1について集中的に検討を行ったが,来年度以降に2および3を検討するにあたっても,今年度構築したシステムを使う予定をしており,加速度的に研究が進行すると考えている.本研究においては3つの触媒反応についてXAFSスペクトルを測定し,反応速度論解析の結果と比較しつつ構造速度論解析を展開する計画であった.2019年度は2018年度に引き続き「担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動」を検討し,さらに「合金ナノ粒子の超微量貴金属添加効果」の検討に着手した.2017年度および2018年度に世界最高レベルの性能を有する大型放射光施設SPring-8の共用ビームラインBL01B1にて,X線吸収分光法と様々なガス分析が可能なOperando XASシステムを構築した.この装置は,ガス混合装置によりH2,CO,CO2,NO,HCおよびO2を含む模擬排ガスを作って,XAS測定が可能な高温触媒反応装置に導入し,触媒反応後の出口ガスをマイクロガスクロマトグラフ,NOx計,四重極型質量分析計で分析することができる.このシステムにさらにDRIFT-IRを組み合わせることによって,バルクの構造だけではなく吸着分子の挙動の時間変化を追跡することを可能にした.すなわち,不均一系触媒反応における1触媒の活性点の変化,2活性点に吸着した分子の変化,3生成物の変化を同時に測定することができるシステムの構築に成功した.本年度においては反応を近年注目を浴びているCO2の水素化に集約し,XAFS/DRIFT-IR/μGCを用いた担持Pt触媒(Al2O3, TiO2, SiO2)上でのCO2水素化のOperando計測に成功した.その結果,CO, Hの被覆率の変化に伴うPt L3-edge XANESの定量的な変化を観測した.活性点近傍における競争吸着の可能性が予想される.2018年度に引き続き,SPring-8との良好な関係によって,Phase1「実験室における調査・準備」・Phase2「大型放射光施設における測定」・Phase3「実験室におけるデータ解析・再検討」のサイクルをうまく回せることが出来た.これらの実績によって,SPring-8からDRIFT-IRの組み合わせの提案を受け,他の研究グループに先駆けて,試験運転を担当することになった.すなわち,すでに提案しているPhase4「反応速度論解析と構造変化速度論解析の新たな関係構築」に着手している.Phase 4で提案している2点のうち,特にDouble Operando Spectrosocopyの構築に繋がっており,順調に進捗していると考えている.2019年度においては引き続きPhase 1から3をうまくサイクルさせることによって,Operando XAFS測定の構築を引き続き進める.研究計画で示した3つの反応のうち,「担持金属ナノ粒子の酸化還元挙動」と「Oxygen Storage and Capacity (OSC)材料の構造変化」については順調にデータが取得されているので,論文化に着手する予定である.
新規含フッ素複合アニオン化合物の開拓

固体中において複数のアニオンを共存させるアニオンの複合化は、固体に新たな機能性を発現させる方法として期待されているが、フッ素を含む複合アニオン化合物の研究例は多くない。申請者はこれまでに得たフッ素化学分野での知識と経験を活かし、新規な含フッ素複合アニオン化合物を合成し、その構造と機能性の相関を見極め、高機能性を有する含フッ素複合アニオン化合物を設計する上で必要な基盤を作ることにチャレンジする。
口腔癌関連遺伝子の同定に向けた全ゲノムにおける欠失領域の解析

口腔扁平上皮癌の原因遺伝子の候補領域を探索するため、口腔扁平上皮癌細胞株を用いて、全染色体領域でのhomozygous deletionの解析を行った。本研究には、ABIのPRISM Linkage Mapping Setsのマイクロサテライト多型マーカーを使用し、解析機器としてABI PRISM 3100 Genetic Analyzerを用いた。6種類の口腔扁平上皮癌細胞株とコントロールとしてヒト末梢血からDNAを抽出した。HSC-2で最も多くのhomozygous deletionを認め、811種類のマイクロサテライト多型マーカーのうち56個、6.9%で欠失を認めた。また、最も少なかったのはOSC-2の23個、2.8%であり、6種類の細胞株でのhomozygous deletionの平均は38.1個、4.7%であった。これらの解析結果より、高頻度にhomozygous deletionを示したマイクロサテライト多型マーカー(D6S292、D10S192、D18S68)については、対象細胞株をさらに6種類追加して同様に解析を行なった。D6S292(6q23.2)では12細胞株のうち4個、D10S192(10q24.32)では3個、またD18S68(18q22.1)では5個にhomozygous deletionを認めた。これらの座位については、口腔扁平上皮癌の原因となる癌抑制遺伝子が近傍に位置すると考えられ詳細に検討した。3つのマーカーに近接する既知遺伝子の欠失について検討したが、口腔扁平上皮癌細胞株においてhomozygous deletionは認めなかった。しかし、第6、第10、第18染色体上には口腔癌に関連する未知の遺伝子が存在する可能性があると考えられた。
非骨傷性頸髄損傷に対する新規治療：顆粒球コロニー刺激因子の有効性の検討

骨傷を伴わない非骨傷性頚髄損傷は高齢者に頻発するが、最善の治療は未だに確立されていない。近年、急性脊髄損傷において顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)の効果が注目されている。一方で私たちはラット慢性脊髄圧迫モデルにおいてG-CSFにより遅発性脊髄症が改善できることを見いだした。これらの知見から「圧迫性脊髄症」と「頸椎外傷」の病態を併せ持つ非骨傷性頸髄損傷に対してG-CSFは奏功する。脊髄損傷の約6割は骨折・脱臼を伴わない脊髄損傷(非骨傷性脊髄損傷)である。最善の治療は未だに確立されていない。一方で、私たちはラット慢性脊髄圧迫モデル(頸髄症モデル)を確立し、最近G-CSFにより遅発性脊髄症の発症を阻止できることを見いだした。「圧迫性脊髄症」と「頸椎外傷」の病態をあわせ持つ非骨傷性頸髄損傷に対しては、G-CSFが奏功する可能性が高い。2014年度では非骨傷性頸髄損傷モデルに先立って、その基盤となる慢性脊髄圧迫モデルにおいて、発症した脊髄症に対するG-CSFの治療効果を検討した。その結果、慢性脊髄圧迫モデルにおいて脊髄症が進行した場合(圧迫後8週目)でも、G-CSF投与により投与直後から運動機能の著明な改善がみられることが判明した。一時は非圧迫群に近いレベルまで改善した。最終的には投与後4週以降で徐々に運動機能は低下していくが、26週においても生食投与群に比べて高い運動機能を維持した。また前角細胞数も高い残存数を維持した。急性脊髄損傷の治療としてG-CSFが注目を集めるなかで、私たちは慢性脊髄圧迫モデル(頸髄症モデル)においてもG-CSFが脊髄症に対して明らかな治療効果をもつことを明らかにした。この成果は第29回日本脊髄外科学会(東京2014/6/13), 5th Asia Spine (Tokyo, 2014/6/14)において発表した。まず非骨傷性頸髄損傷モデルに先立って、その基盤となる進行性慢性脊髄圧迫モデルにおいて、発症した脊髄症に対するG-CSFの治療効果を検討した。最終的には投与後4週以降で徐々に運動機能は低下していくが、26週においてもコントロール群に比べて高い運動機能を維持した。この成果は国際誌SPINEにアクセプトされ、近く掲載されることとなった(Yoshizumi, Murata et al. SPINE 2016 vol41, in press)。やや遅れている。基盤となる慢性脊髄圧迫モデルにおいて、G-CSFの治療効果が明らかにでき、かつ国際誌での掲載(SPINE 2016 vol41)予定となり、これまでの目標は達成できた。2015年度後半期から非骨傷性頸髄損傷モデルを随時作成しているが、モデル作成率が低かったため、麻酔管理や頚部後屈のための器材を改良している。これが安定次第、G-CSF投与実験を開始する。また、同時に頻度の高い急性圧迫脊髄症への治療も視野にいれ、急性圧迫モデルも作成し、同様の実験を行う。高齢化社会を迎えたわが国において、高齢者の脊髄損傷が急増している。軽微な外傷を契機とした骨傷を伴わない「非骨傷性頚髄損傷」である。頚椎の加齢性変化に伴う脊髄慢性圧迫をベースに、転倒などの軽微な外傷により重篤な麻痺を来すというものである。頻度は高いが、同損傷に対する治療方針は一定のコンセンサスがない。その結果、G-CSF投与により投与直後から運動機能の著明な改善がみられることが判明した。

最終的には投与後4週以降で徐々に運動機能は低下していくが、26週においてもコントロール群に比べて高い運動機能を維持した。また前角細胞数も高い残存数を維持した。この成果は国際誌"SPINE"で発表した(Spine 2016;41(23):E1380-E1387)。現在、非骨傷性頚髄損傷モデルにおいても施行中だが、良好な運動機能改善を示している。急性脊髄損傷の治療としてG-CSFが注目を集めるなかで、「圧迫性脊髄症」と「頸椎外傷」の病態をあわせ持つ非骨傷性頸髄損傷に対してG-CSFが明らかな治療効果をもつことを証明しつつある。骨傷を伴わない非骨傷性頚髄損傷は高齢者に頻発するが、最善の治療は未だに確立されていない。近年、急性脊髄損傷において顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)の効果が注目されている。一方で私たちはラット慢性脊髄圧迫モデルにおいてG-CSFにより遅発性脊髄症が改善できることを見いだした。これらの知見から「圧迫性脊髄症」と「頸椎外傷」の病態を併せ持つ非骨傷性頸髄損傷に対してG-CSFは奏功する。非骨傷性頚髄損傷の基盤となる慢性脊髄圧迫モデルにおいて、G-CSFの治療効果が明らかにできたことにより、概ね初年度の目標は達成できた。可能であれば、初年度後半に非骨傷性頸髄損傷モデルに対するG-CSFの予防効果研究に着手する予定であったが、モデル作成に用いるアクアプレンが品切れであったため、本年度からの開始となった。本年度(2016年)では、非骨傷性頚髄損傷モデルを作成し、非骨傷性頚髄損傷受傷後のG-CSFの治療効果の検討を行う予定である。同時に臨床上頻度が高く同損傷モデルと類似病態である急性圧迫脊髄症モデルを作成し、同様の実験を行う。外科系臨床医学・脳神経外科学2015年では非骨傷性頚髄損傷モデルを作成し、G-CSFの前投与による予防効果の検討を行う予定である。後半から2016年度にかけては非骨傷性頚髄損傷受傷後のG-CSFの治療効果の検討を行う予定である。非骨傷性頸髄損傷モデルの作成率が高くなかったために、多数ラットを用いた本実験に入ることができず、次年度にラット代を含む使用額(繰越額)が生じた。初年度後半に非骨傷性頸髄損傷モデルに対するG-CSFの予防効果研究に着手する予定であったが、モデル作成に用いるアクアプレンが品切れのため、モデル作成ができず、次年度使用額が生じた。これらの繰越額は非骨傷性頚髄損傷モデルおよび急性圧迫脊髄症モデル作成に使用する予定である(ラット購入、飼育、管理費を含む)。研究の進行にあわせ、ラット非骨傷性頸髄損傷モデル作成に使用する予定である(ラット購入、飼育、管理費を含む)。
機械システムにおける自己同期現象に関する研究

本研究では,機械システムで発生する自己同期現象を統一的に捉え,その特性をシステムに有効利用する方法の確立を目指している.本年度は,回転型自励振動子を搭載した2個のブロックで構成される2種類の系を用いて,振動子間の結合形態の違いが自己同期現象に及ぼす影響について詳細に検討するとともに,系の非線形ノーマルモードと自己同期現象の特性との間に存在する関係について調べた.これらの回転型自励振動子は,両軸タイプDCモータの両軸端に不釣り合いおもりを取り付けた構造になっている.2種類の系は両ブロック間の結合形態が異なっており,一方は両者を剛に結合した系(剛結合振動子系),もう一方はコイルばねによって結合した系(弾性結合振動子系)である.まず,2種類の系で発生する自己同期現象の特性を,実験とシューティング法を用いた数値計算により詳細に調べた.さらに,それによって明らかになった特性を,前年度の研究で取り扱ったメトロノーム系および推進装置で発生する自己同期現象の特性と比較することにより,それらの共通点や相違点について調べた.その結果,共通点としては,振動子を搭載する系の線形固有振動数が安定な自己同期解(周期解)の存在領域を分ける境界となっていることがわかった.また,相違点としては,振動子の非線形特性(振り子型と回転型)の違いによって自己同期解構造に関して異なる特徴があることが明らかになった.さらに,上記の剛結合振動子系および弾性結合振動子系における自己同期解の特性を,それぞれの系の非線形ノーマルモードと比較した.その結果,一部の振動数領域における解については両者間の関係について不明な点もあるものの,主要な自己同期解が存在する多くの領域において,2種類の系ともに自己同期現象と非線形ノーマルモードとの間にはよい対応関係が存在することがわかった.本研究では,振子型および回転子型自励振動子群で発生する自己同期現象を統一的に捉え,その特性を機械システムへ応用する方法を確立することを目指している.本年度は,振り子状に吊るされた水平台の上に2個のメトロノームを固定した系と,DCモータで駆動される回転おもりを搭載した2個のブロックの間をコイルばねで結合した系を取り扱った.同期解(周期解)の解析には高精度の数値計算法であるシューティング法を改良して適用した.なお,後者の系は同期発生時に推進する特徴を有しており,推進装置として利用できる可能性がある.自己同期現象は多自由度非線形系における周期振動の一種であるので,その発生メカニズムは非線形固有モードの特性と密接な関係があると考えられる.そこで,シューティング法を用いた数値計算によって上記のメトロノーム系における非線形固有モードを求め,同期解と特性の比較を行った.これにより,メトロノーム系の自己同期現象に非線形固有モードの特性が強く現れていることが示された.一方,DCモータ系については,作製した試作機に関する基本的な同期パターンおよび推進性能を数値計算と実験の両面から明らかにするとともに,RKG法を用いた数値シミュレーションにより,系の推進速度は設置面のクーロン摩擦力が作り出していることを示した.また,試作機の性能向上を目的として,パラメータ値の異なる複数のモデルの数値解析を行い,結合ばね剛性の増大や摩擦係数に方向依存性をもつ材料の使用といった改良法に関する指針を得た.さらに,上記の結合系(2個のブロックを結合した系)と同様の回転おもりを持つブロック単体のモデルにも推進が生じることを数値計算と実験で確認し,両モデルの系パラメータを試作機の値に設定して解を比較した.その結果,結合系のほうが高い推進性能を示したことから,自己同期現象を利用して推進することの有効性が確認された.本研究では,機械システムで発生する自己同期現象を統一的に捉え,その特性をシステムに有効利用する方法の確立を目指している.本年度は,回転型自励振動子を搭載した2個のブロックで構成される2種類の系を用いて,振動子間の結合形態の違いが自己同期現象に及ぼす影響について詳細に検討するとともに,系の非線形ノーマルモードと自己同期現象の特性との間に存在する関係について調べた.これらの回転型自励振動子は,両軸タイプDCモータの両軸端に不釣り合いおもりを取り付けた構造になっている.2種類の系は両ブロック間の結合形態が異なっており,一方は両者を剛に結合した系(剛結合振動子系),もう一方はコイルばねによって結合した系(弾性結合振動子系)である.まず,2種類の系で発生する自己同期現象の特性を,実験とシューティング法を用いた数値計算により詳細に調べた.さらに,それによって明らかになった特性を,前年度の研究で取り扱ったメトロノーム系および推進装置で発生する自己同期現象の特性と比較することにより,それらの共通点や相違点について調べた.その結果,共通点としては,振動子を搭載する系の線形固有振動数が安定な自己同期解(周期解)の存在領域を分ける境界となっていることがわかった.また,相違点としては,振動子の非線形特性(振り子型と回転型)の違いによって自己同期解構造に関して異なる特徴があることが明らかになった.さらに,上記の剛結合振動子系および弾性結合振動子系における自己同期解の特性を,それぞれの系の非線形ノーマルモードと比較した.その結果,一部の振動数領域における解については両者間の関係について不明な点もあるものの,主要な自己同期解が存在する多くの領域において,2種類の系ともに自己同期現象と非線形ノーマルモードとの間にはよい対応関係が存在することがわかった.
In vivoエレクトロポレーションを用いた新規マウス脳腫瘍モデルの開発

IVE(In vivo electroporation)を用いたマウス脳への直接遺伝子導入によるマウスGBM(glioblastoma multiforme)モデルの構築ーこれまでに、申請者が構築したpiggyBac発現ベクターを用いてIVE法にて新生児マウス側脳室NSCsに直接H-RAS V12 cDNAおよびInk4a/Arf shRNAを導入後、経過観察により腫瘍形成能や病理像について評価を行い、ヒトGBMと酷似した脳腫瘍の形成に成功した。さらに、腫瘍形成の割合を100%にすることを目標にインジェクション条件について検討を行った。遺伝子高発現を目的に高濃度の発現ベクター導入を試行したが、核酸溶液の粘性の問題で脳の形成異常が見られたため、他法の検討が必要であった。近年、CRISPR/Cas9ヌクレアーゼの精製タンパク質を一般に入手できるようになり、目的細胞でのゲノム編集がより簡便となっただけではなく、CRISPR/Cas9発現ベクター導入に比べ、CRISPR/Cas9タンパク質導入によりゲノム編集効率も飛躍的に高めることに成功している。これらに倣い、トランスポザーゼ(piggyBac酵素)タンパク質の合成ならびに精製について、1申請者が構築したpiggyBac発現ベクターに分泌シグナルを付加することによる培養細胞上清中へのトランスポザーゼ分泌合成、2大腸菌タンパク質発現システムを用いたトランスポザーゼ合成、の2つの合成システムと、マルトース結合タンパク質(MBP)アフィニティ精製システムを検討した。予備実験として蛍光タンパク質GFPを合成したところ、12共に十分な合成ならびに精製を確認することができたが、分子量の問題からかトランスポザーゼについては十分な精製タンパク質は得られなかった。現在、12の最適条件を検討中である。1)IVE(In vivo electroporation)による新生児マウス脳室内への遺伝子導入ー新生児マウス脳室内に遺伝子導入する条件検討を行った。EGFP発現ベクターを新生児マウス右脳室にインジェクションし、NSCs(neural stem cells)が存在する側脳室に遺伝子導入するためにピンセット型電極でマウス頭部を挟みIVEを行った。24時間後に実体蛍光顕微鏡下で観察を行ったところ、生きたままの新生児マウスで脳内EGFP発現を確認することができた。2)piggyBac systemを用いて新生児マウス側脳室NSCsに挿入する発現ベクターの構築ー子宮内エレクトロポレーション法を用いて神経発生の解析を行う場合、終末分化した神経細胞は分裂を停止するため一過性発現させたタンパク質は残存し続ける。対して、発がん過程の細胞は分裂が盛んであるため安定発現ベクターの使用が必須であることから、1piggyBac systemを用いてがん遺伝子(H-RAS V12)cDNAとがん抑制遺伝子(Ink4a/Arf)shRNAを同時に安定発現させるベクターならびに2hyPB(高活性piggyBac転移酵素)を一過性発現させるベクターを構築した。3)IVEを用いたマウス脳への直接遺伝子導入によるマウスGBM(glioblastoma multiforme)モデルの構築ー構築した発現ベクターを用いてIVE法にて新生児マウス側脳室NSCsにH-RAS V12 cDNAおよびInk4a/ArfshRNAを導入し、腫瘍形成能や病理像についてこれまでに構築してきた移植モデルとの比較検討を行った。IVE後、約2ヶ月で脳腫瘍形成を確認することができ、形成された脳腫瘍は病理学的所見より、移植モデル同様にヒトGBMと似た特徴を示し、移植モデルとは異なった点として強いリンパ球浸潤が観察された。本研究では、これまでに申請者らが構築してきた細胞移植によるマウスGBMモデルを発展させ、IVEを用いてマウス脳に直接遺伝子を導入することで、より臨床的で汎用性が高い発がんモデルの開発を目的としている。まずは子宮内エレクトロポレーション法を応用して、IVEで新生児マウス脳内に直接遺伝子を導入するための条件検討を行ったところ、実体蛍光顕微鏡下で生きたまま新生児マウスの脳内EGFP発現を確認することができた。胎児期は神経分化が盛んなことから新生児マウスを用いており、神経細胞への分化が抑制されたNSCsのゲノムDNAに遺伝子を導入することで効率良く正常細胞を発がんさせることを狙いとしている。インジェクションする発現ベクターについて、IVEでマウス脳内NSCsのゲノムDNAに遺伝子を組み込むためにpiggyBac systemを採用している。H-RAS V12ならびにInk4a/ArfshRNAを同時に安定発現させるpiggyBacベクターと高活性piggyBac転移酵素であるhyPBを一過性発現させるベクターを構築し、in vitroでNSCsに共遺伝子導入後、安定発現株を樹立して発現確認を行った。実際に、構築した発現ベクターをIVEで新生児脳内に導入したところ、経過観察により脳腫瘍の形成が確認できた。腫瘍形成する割合についてはばらつきがあったため、インジェクションの条件について今後も要検討である。IVE(In vivo electroporation)を用いたマウス脳への直接遺伝子導入によるマウスGBM(glioblastoma multiforme)モデルの構築ー前年度、構築したpiggyBac system発現ベクターを用いてIVE法にて新生児マウス側脳室NSCsにH-RAS V12 cDNAおよびInk4a/Arf shRNAを導入し、経過観察により腫瘍形成能や病理像について評価を行ったところ、これまでに構築してきたex vivoモデル同様に脳腫瘍形成を確認することができ、形成された脳腫瘍は病理学的所見よりヒトGBMと似た特徴を示した。Ex vivoモデルと異なった点として強いリンパ球浸潤が観察された。本年度は腫瘍形成する割合を100%にすることを目標にインジェクションの条件について検討し、形成された腫瘍について病理学的解析に加えて免疫組織

化学を用いた詳細な解析を行った。具体的には、新生児脳室に発現ベクターを導入する際の溶液量としては1-2ulが妥当であることから、まず最適導入量を決定するために発現ベクター濃度(15mg/ml)の検討を行った。高濃度の発現ベクター導入の方が遺伝子発現量は高くなるが、核酸の粘性も高くなり脳室内の脳脊髄液がうまく循環しないためか脳の形成異常が見られ、腫瘍形成を確認できない個体も多数あった。形成された腫瘍について、増殖マーカーであるKi67に対する抗体で蛍光免疫組織化学を行ったところ、導入したH-RAS V12が発現している細胞でKi67が陽性であった。また、GBMマーカーと考えられているNestin(未分化マーカー)とGfap(アストロサイトマーカー)についても確認したところ、それぞれの陽性細胞が混在する不均質な腫瘍であることが分かった。本研究では、これまでに申請者らが構築してきた細胞移植によるマウスGBMモデルを発展させ、IVEを用いてマウス脳に直接遺伝子を導入することで、より臨床的で汎用性が高い発がんモデルの開発を目的としている。前年度に成功した腫瘍形成の効率を高めるためにIVEで新生児マウス脳内に直接導入する遺伝子濃度の条件検討を行ったところ、高濃度の遺伝子導入によりタンパク質高発現を確認することはできたが、脳の形成異常が要因か腫瘍形成効率を高めることはできなかった。発現ベクターの改変も含め、インジェクションの最適条件について引き続き今後も要検討である。蛍光免疫組織化学の結果から、マウス脳への直接遺伝子導入により増殖性でヒトGBMに酷似した不均質な腫瘍が形成されていることが分かった。Ex vivoモデルではH-RAS V12導入によりこのような不均質な腫瘍が形成されることは無かったことから、IVEを用いたことによってより臨床レベルに近い脳腫瘍モデルを開発できているのではないかと考えている。IVE(In vivo electroporation)を用いたマウス脳への直接遺伝子導入によるマウスGBM(glioblastoma multiforme)モデルの構築ーこれまでに、申請者が構築したpiggyBac発現ベクターを用いてIVE法にて新生児マウス側脳室NSCsに直接H-RAS V12 cDNAおよびInk4a/Arf shRNAを導入後、経過観察により腫瘍形成能や病理像について評価を行い、ヒトGBMと酷似した脳腫瘍の形成に成功した。さらに、腫瘍形成の割合を100%にすることを目標にインジェクション条件について検討を行った。遺伝子高発現を目的に高濃度の発現ベクター導入を試行したが、核酸溶液の粘性の問題で脳の形成異常が見られたため、他法の検討が必要であった。
養子縁組家族において育つ子どものアイデンティティ形成に有意義な支援モデルの検討

本研究は、養子縁組によって育て親のもとに迎えられた子どもが、自己、育て親、産みの親、家族関係などに関する理解を深めてアイデンティティを形成していくために有意義な縁組支援のあり方を「子どもの側」から検討し、子どもが真に必要とする発達支援モデルの構築につながる示唆獲得を目指すものである。具体的には、日本で20年以上にわたって特別養子縁組を支援してきた認定NPO法人環の会の全面的協力のもと、(1)テリング(育て親が子どもを迎えた直後から、産みの親の存在や子どもの出自に関わることがらを日常の中で子どもの発達に応じて伝え続けること)の有効性、(2)特別養子縁組成立後も育て親家族が産みの親側との交流を継続することの有効性、を検証することを目的とする。最終年度である2018年度も、前年度までに引き続き、育て親のもとで成人した子どもに対するインタビューを主軸とした調査を行った。また、研究期間全体を通じて蓄積してきたインタビュー・データの分析を進めた。主な結果は、以下のとおりである。(1)早期からの日常的なテリングは、子どもが産みの親の存在や迎えられた事実を受け入れるために有効である。(2)子どもたちは、育て親がテリングすること自体は当然であると考えている。(3)子どもの産みの親についてのイメージや生い立ちのとらえ方には、育て親との関係性や現在の生活についての評価、子ども自身の心理社会的発達に伴う視野の広がりなどが影響している。(4)育て親の肯定的・受容的・共感的な養育態度が、迎えられたことや産みの親についての子どもの理解深化に寄与している。(5)産みの親との交流についての評価は子どもにより差異が見られた。今後、得られた結果を総合的に考察し、養子縁組支援に携わる人たちとの検討を経て、具体的な支援モデルの構築につなげていく。本研究は、養子縁組によって乳幼児期に育て親の元に迎えられた子どもが、自己、育て親、産みの親、家族関係などに関する理解を深めてアイデンティティを形成していくために有意義な支援のあり方を「子どもの側」から検討し、子どもが真に必要とする発達支援モデルの構築を目指すものである。具体的には、日本で20年以上にわたって乳幼児の養子縁組を支援しているNPO環の会の全面的協力を得て、(1)テリング(育て親が子どもを迎えた直後から、産みの親の存在や子どもの出自に関わることがらを日常の中で子どもの発達に応じて伝え続けること)の有効性(2)特別養子縁組成立後も育て親家族が産みの親側との交流を継続することの有効性を検証する。平成27年度は、育て親のもとで成人した子どもたちへのインタビュー調査に着手した。具体的には、(1)テリング、産みの親、育て親家族に関する質問項目を決定し、インタビューガイドを作成した。(2)育て親家族における養子縁組や産みの親に関するコミュニケーションのオープン性について、子どもの認知を測る質問紙を作成した。(3)育て親のもとで育ち平成27年12月末までに成人した40名の子どもたちに調査協力を依頼した。協力を承諾した7名に対して、平成27年11月平成28年1月、NPO環の会事務局でインタビュー調査を実施した。調査結果の本格的な分析・考察は、次年度以降のデータ蓄積を踏まえて進めることとなるが、現時点では(1)子どもたちは、事実を伝えられることの是非と事実を受け入れられるかどうかとは別だと考えていること、即ちテリングをすること自体は当然だと考えていること、(2)子どもが自分の生い立ちを受け入れて自らの言葉で語るためには、養子縁組や産みの親についてオープンに語り合う家族の雰囲気や、子どもの不安や疑問を受け入れる育て親の態度が重要であることなどを確認している。本研究は個人の内面に深く関わる内容であるため調査協力者が少人数になることは想定していたが、就職活動や健康上の問題などを理由として次年度以降の調査を希望するケースもあり、平成27年度は40名中7名のインタビュー実施にとどまったことを「やや遅れている」と評価した。具体的には、日本で20年以上にわたって乳幼児の養子縁組を支援しているNPO法人環の会の全面的協力を得て、(1)テリング(育て親が子どもを迎えた直後から、産みの親の存在や子どもの出自に関わることがらを日常の中で子どもの発達に応じて伝え続けること)の有効性(2)特別養子縁組成立後も育て親家族が産みの親側との交流を継続することの有効性を検証する。平成28年度は、平成27年度に引き続き、育て親のもとで成人した子どもたちへのインタビュー調査を実施した。調査結果の本格的な分析、考察は、平成29年度のデータ蓄積を踏まえて進めることとなるが、現時点では、(1)子どもたちは、事実を伝えられることの是非と事実を受け入れられるか否かとは別の問題だと考えていること、即ち、テリングをすること自体は当然だと考えていること、(2)子どもが自身の生い立ちを受け入れて自らの言葉で語るためには、養子縁組や産みの親についてオープンに語り合う家族の雰囲気や、子どもの不安や疑問を受け入れる育て親の態度が重要であること、(3)子どもが自らの出生に関する疑問を持っている時、産みの親に会い直接話をすることでテリングが補完され、精神的安定に役立つこと、などを確認している。

本研究は個人の内面に深く関わる内容であるため、調査協力者の意向が最重要である。今年度は、健康上の問題や就学上の都合などから次年度以降の調査を希望するケースが多かった。また、研究協力者の健康上の問題等があり、インタビューデータの分析を次年度に引き継ぐかたちとなった。本研究は、養子縁組によって乳幼児期に育て親のもとに迎えられた子どもが、自己、育て親、産みの親、家族関係などに関する理解を深めながらアイデンティティを形成していくために有意義な発達支援のあり方を、子どもの側から検討するものである。具体的には、テリング(育て親が子どもに産みの親の存在や子どものルーツに関わることがらを日常の中で子どもに伝え続けること)や産みの親との交流継続といった支援の有効性を検証する。平成29年度は、前年度までに引き続き、日本で20年以上にわたり乳幼児の養子縁組を支援してきたNPO法人環の会の協力を得て調査を行った。育て親のもとで成人した子どもに対するインタビュー調査とともに、育て親に対する質問紙調査を実施した。調査結果の本格的な分析と考察は、平成30年度の結果を踏まえて行う。現時点で確認されている成果の概要は以下のとおりである。1.子どもたちは、育て親がテリングをすること自体は当然であると考えている。2.幼い時期からのテリングは、自身のルーツを突然知らされることによる混乱や葛藤から子どもを守る。3.子どもたちは、テリングをすることと自分のルーツを受け入れることとは別の問題であり、真実を隠されることは容認できないと考えている。4.産みの親との継続的な交流が精神的安定をもたらす。5.産みの親との交流が難しい場合に育て親が産みの親の気持ちを代弁することがかえって子どもの不信感を生じさせるケースが確認された。研究協力者の体調不良などのために研究体制に支障が生じた。また、調査協力を予定していた対象者が留学等のため調査をやむを得ず延期することとなった。本研究は、養子縁組によって育て親のもとに迎えられた子どもが、自己、育て親、産みの親、家族関係などに関する理解を深めてアイデンティティを形成していくために有意義な縁組支援のあり方を「子どもの側」から検討し、子どもが真に必要とする発達支援モデルの構築につながる示唆獲得を目指すものである。具体的には、日本で20年以上にわたって特別養子縁組を支援してきた認定NPO法人環の会の全面的協力のもと、(1)テリング(育て親が子どもを迎えた直後から、産みの親の存在や子どもの出自に関わることがらを日常の中で子どもの発達に応じて伝え続けること)の有効性、(2)特別養子縁組成立後も育て親家族が産みの親側との交流を継続することの有効性、を検証することを目的とする。最終年度である2018年度も、前年度までに引き続き、育て親のもとで成人した子どもに対するインタビューを主軸とした調査を行った。また、研究期間全体を通じて蓄積してきたインタビュー・データの分析を進めた。主な結果は、以下のとおりである。(1)早期からの日常的なテリングは、子どもが産みの親の存在や迎えられた事実を受け入れるために有効である。(2)子どもたちは、育て親がテリングすること自体は当然であると考えている。
ドラマの考えを生かした小学校低学年における自己表現力育成の単元開発

本研究は,「ドラマ・イン・エデュケーション(以下DIE)」の考え・実践を生かし,小学校低学年での自己表現力育成の単元を開発することを目的としている。単元を開発するに当たって,様々な演劇(ミュージカル,歌舞伎,ドラマ・リーディング,台詞がない仮面を用いた劇,野外の夜の公園を舞台にした劇,中学校演劇部の劇等)を実地に鑑賞した。さらに,ケネス・テイラー氏(英国ミドルセックス大学),ジェームス・ブライニング氏(英国ダンディレップシアター)等のDIE関連のワークショップに参加した。これらの活動を通して,演劇の多様性・柔軟性とともに,熟考した目的と十分な見通しを伴った指導の重要性とその技能を学ぶことができた。実践した単元の一つに,「3枚の連続写真で表そう」(第2学年5時間扱い)がある。これは,4名を1グループとして,写真のように身体を静止させてある場面をつくり,それを3つ組み合わせて出来事を表現していくものである。心身を開放する活動と,演劇的技能の習得を織り交ぜ,学んだ技能を表現活動に生かせるように単元や1単位時間の構成を工夫した。アンケートや行動観察の結果,次のような事柄に子どもたちはおもしろさや満足感を得ていた。・メンバーと協力して作品をつくること・他者が演じているものを想像すること・あるものを何かに見立てること・同じものを見ても人によって感じ方が違うこと等である。さらに,自ら新たに取り組みたい活動を考える子どももいた。これらのことから,本単元の活動を通して,子どもたちは表現や想像を楽しむだけでなく,その過程で一人ひとりが違う存在であることを感じ,その他者と協力する楽しさも感じていることがうかがえる。今後,新たな単元を開発し,継続的に内容・技能の積み重ねを行うことができるようにしていきたい。
アシル金属化合物を用いる有機合成反応の開発

典型金属アシル化合物の中で唯一安定に合成,単離できるアシルケイ素化合物は,合成反応におけるアシル化剤としての利用が期待されるが,そのカルボニル炭素-ケイ素結合が強く,炭素求電子試剤とは容易に反応しないため,カルボニル化合物の合成には用いられない。また,前周期遷移金属アシル化合物には安定に取り扱えるものも多いが,いまだその反応性に関する研究は発展途上であり,やはりアシル化剤として利用された例はほとんどない。一方,後周期遷移金属アシル化合物は,一般に配位不飽和な錯体が多く,アルキンやアルケンのような配位性の化合物に対する反応性が高いため,触媒的カルボニル化反応の鍵中間体として用いられる。そこで筆者は安定で取り扱いやすいアシルケイ素化合物やアシルクロム化合物を後周期遷移金属に対するアシル基供与体として利用できれば新規な触媒的アシル化反応を開発できると考え,研究を行った。様々なアシルケイ素化合物に対し,種々の遷移金属化合物を作用させ,カルボニル炭素-ケイ素結合の切断とアルキン類のアシル化を検討した。その結果,分子内にアルキン部位を有するアシルケイ素化合物に,酢酸や酸無水物存在下触媒量のロジウム(I)カルボニル錯体を作用させることで,分子内アルキン部位がヒドロ-アシル化された環状化合物や,カルボ-アシル化された環状化合物が得られることを見出した。この反応では,アルキンロジウム(I)錯体とアシルシラン部位との間で金属交換が進行し,中間にアシルロジウム(I)錯体が生成しているものと考えられる。またアシルクロム化合物がパラジウム触媒を用いるケトン類合成の良いアシル化剤として作用することを見出した。すなわち,触媒量の低原子価パラジウム錯体存在下,ノルボルネンやアレンなどのアルケンに対し,芳香族ヨウ化物とアシルクロマート錯体を作用させると,アルケンの触媒的アリール-アシル化が進行する。この反応では,アシルクロマート錯体とパラジウム(II)錯体との間の金属交換が鍵となっている。この反応を分子内反応に応用することでアシル基を有する様々な環状化合物が得られることが明らかとなった。以上のようにアシルケイ素化合物やアシルクロム化合物と遷移金属触媒との間で金属交換が進行することを見出し,空気中安定に取り扱えるアシル金属化合物をアルキン類やアルケン類のアシル化剤として利用できることを示した。この手法により様々なカルボニル化合物を合成することができる。そこで筆者は安定で取り扱いやすいアシルケイ素化合物を後周期遷移金属に対するアシル基供与体として利用できれば新規な触媒的アシル化反応を開発できると考え,研究を行った。その結果,分子内にアルキン部位を有するアシルケイ素化合物に,酢酸存在下触媒量のロジウム(I)カルボニル錯体を作用させることで,分子内アルキン部位がヒドロ-アシル化された環状化合物が得られることを見出した。さらに,アルキン部位とカルボニル基の架橋部について,様々な長さのアシルケイ素化合物を合成し,触媒的環化アシル化反応の一般性について検討を行ったところ,5員環および6員環形成反応に適用することができ,対応するα-アルキリデンシクロアルカノン誘導体が得られることを見出した。このようにアシルケイ素化合物と遷移金属触媒との間で金属交換が進行することを見出し,アシルケイ素化合物をアルキン類のアシル化剤として利用できることを示した。