hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性微小空間を付与したDNA金ナノ粒子を用いる有害金属イオンの簡便・迅速検出

DNA二重鎖を修飾した金ナノ粒子の分散状態変化に伴う色の変化を利用して,試料中に存在する微量の水銀イオン(Hg^<2+>)を目視検出する手法を開発した.自由末端近傍にチミン-チミン(T-T)ミスマッチ部位を導入したDNA二重鎖担持金ナノ粒子は,高イオン強度水溶液中においても安定に分散し赤色を示したが,この分散液に0.1ppm以上のHg^<2+>を添加すると,速やかな金ナノ粒子の凝集が誘起され溶液の色が赤色から無色へ変化し,Hg^<2+>の存在を迅速に目視で確認できた.T-Tミスマッチ部位でのT-Hg^<2+>-T錯体形成が,DNA二重鎖の自由末端を剛直化させ,粒子間のエントロピー斥力が低下したものと考えられる.DNA二重鎖を修飾した金ナノ粒子の分散状態変化に伴う色の変化を利用して,試料中に存在する微量の水銀イオン(Hg^<2+>)を目視検出する手法を開発した.自由末端近傍にチミン-チミン(T-T)ミスマッチ部位を導入したDNA二重鎖担持金ナノ粒子は,高イオン強度水溶液中においても安定に分散し赤色を示したが,この分散液に0.1ppm以上のHg^<2+>を添加すると,速やかな金ナノ粒子の凝集が誘起され溶液の色が赤色から無色へ変化し,Hg^<2+>の存在を迅速に目視で確認できた.T-Tミスマッチ部位でのT-Hg^<2+>-T錯体形成が,DNA二重鎖の自由末端を剛直化させ,粒子間のエントロピー斥力が低下したものと考えられる.本年度は、ミスマッチ塩基対が形成する機能性微小空間を有するDNA二重鎖を密に担持した金ナノ粒子分散液の調製法を確立し、さらにその検出ターゲットに対する応答性(非架橋凝集の起こしやすさ)を評価した。具体的には、ターゲットとして水銀(II)イオンを取り上げ、これと特異的に相互作用する機能性微小空間を形成することが知られているチミン-チミン(T-T)ミスマッチ塩基対をDNA二重鎖中に導入したさまざまなDNA二重鎖担持金ナノ粒子分散液を調製し、その水銀イオン共存下における分散安定性を系統的に評価した。その結果、金ナノ粒子のサイズやDNA二重鎖へのミスマッチ塩基対の導入位置が、当該金ナノ粒子のターゲット成分に対する応答性に大きく影響することが明らかとなった。特に、ミスマッチ塩基対の導入位置は、ターゲット成分に対する応答性に強く反映され、的確な位置に導入しなければターゲット応答性が全く発現しないことがわかった。的確な位置にT-Tミスマッチ塩基対を導入したDNA二重鎖担持金ナノ粒子は、水銀イオン(II)共存下で分散安定性が顕著に低下し、非架橋凝集に伴う分散液の色の明瞭な変化(赤から薄紫)が目視で確認できた。この色の変化は、当該金ナノ粒子分散液に水銀(II)イオンを添加した後、数分内で完了する迅速なものであった。さらに、当該金ナノ粒子分散液は、他の二価(重)金属イオンには全く応答せず、水銀(II)イオンに対して極めて高い選択性を有していることが確認された。昨年度の研究過程において,DNA二重鎖担持金ナノ粒子表層に導入したチミン-チミン(T-T)ミスマッチの導入位置が,水銀イオンに応答したDNA二重鎖担持金ナノ粒子の分散安定性の低下の程度に大きく影響することがわかった.本年度は,主にこのT-Tミスマッチペア導入位置の依存性に関し,その原因を探るとともに,水銀イオンに応答したDNA二重鎖担持金ナノ粒子の非架橋凝集現象のメカニズム解明に関する検討を行った.水銀イオンは金ナノ粒子表層のDNA二重鎖内のT-Tミスマッチ部位においてT-Hg^<2+>-T塩基対を形成しているものと考えられる.この塩基対形成に伴うDNA二重鎖の安定性変化を融解温度を指標として調べたところ,T-Tミスマッチの導入位置に依存してT-Hg^<2+>-T塩基対形成に伴うDNA二重鎖の安定化に差が見られた.T-Tミスマッチを自由末端に有するDNA二重鎖は,水銀イオンの添加による融解温度変化が殆ど見られず,自由末端から2番目ないし3番目の位置にT-Tミスマッチを有するDNA二重鎖は水銀イオンの添加により約812°Cの有意な融解温度の上昇が認められた.このことは,自由末端ではT-Hg^<2+>-T塩基対が安定に保持できない,あるいは形成されないことを示唆しており,自由末端にT-Tミスマッチを有するDNA二重鎖担持金ナノ粒子が水銀イオン応答性を示さなかったこととも良く一致する.一方,融解温度が上昇した自由末端から2,3番目の位置にT-Tミスマッチを有するDNA二重鎖は,T-Hg^<2+>-T塩基対形成に伴いDNA鎖の自由末端近傍が剛直化していることが考えられ,これがDNA二重鎖担持金ナノ粒子間のエントロピー反発力の低下,さらには分散安定性の低下を招いたものと結論づけた.このことは,DNA二重鎖自由末端の柔軟性変化がDNA二重鎖担持ナノ粒子の非架橋凝集を引き起こす主たる要因であることを示している.
陽子線治療における３次元位置照合レンジアダプティブシステムの開発と有用性の検討

これまでに開発した受動散乱体法によるシステムをスキャニング照射法に対応させるために下記の3つの改良を行った。1つ目は、スキャニング照射法に対応させるために、スキャニング照射法による線量計算が可能な既存の計算エンジン(Simplified Monte Carlo)を実装した。その際、レンジシフタ厚やスキャン範囲の変更が可能となるように、入力パラメータの改良を行った。3つ目は、日々の最適な線量分布を作成のために、これまでの研究で実装した最適化アルゴリズムを改良した。この最適化アルゴリズムは、まず、計画時と治療直前に撮影されたCT画像より、入射体表面から腫瘍までの距離差を求め、その後、レンジシフタの変化厚を求める。なお、レンジシフタ厚の最適化方法においては英文雑誌に投稿し、受理されている。本研究では、レンジ最適化に加えて、スキャン領域の修正も行う予定であり、最適なスキャン領域を決定するアルゴリズムを考案および開発中である。上記開発が全て完了した後、システムが期待通りに動作するか、臨床データを利用して動作確認を行い、必要があればシステムの修正を行う予定である。計算エンジンに関しては、既に実装が完了しており、スキャニング照射法による陽子線線量計算が可能であるため。画像処理エンジンに関しても、既に利用可能であり、GPGPUに高速化にも対応しているため。最適化アルゴリズムに関しては、レンジシフタ厚の最適化アルゴリズムについて論文化済みであり、その有用性についても国内外の学会で発表を行っており、スキャン領域の最適化についても研究を進めているため。1.スキャン範囲の最適化アルゴリズの実装を完了させる。DIRエンジンにより得られた治療時の腫瘍の輪郭を利用して、計画時からの輪郭の変化率を求めることで最適なスキャン領域を決定するアルゴリズムも実装する。システムが期待通りに動作するか、臨床データを利用して動作確認を行い、必要があればシステムの修正を行う。2.陽子線治療の対象となる様々な部位での本システム有用性を示すため、臨床データを利用した臨床試験を行う。すなわち、肝臓、前立腺、頭頸部症例においても、周囲の正常臓器の体積変化や呼吸運動、治療期間中の著しい体型変化が知られているため、そのような部位に関しても有用性を調査する。
ヒト骨髄腫細胞の増殖シグナルに関する研究

ヒト骨髄腫細胞のin vitro増殖系の確立を目指した。骨髄ストローマ細胞から特異的に産生される分子の中で、SRF-1とGalectin-1に注目した。まず、SDF-1受容体(CXCR4)の骨髄腫細胞における発現をフローサイトメーターで解析した。骨髄腫細胞はCXCR4を発現していたが、成熟型骨髄腫細胞で強く発現していた。実際に、患者骨髄腫細胞にSDF-1とGalectin-1を添加してin vitro培養すると、確かにその生存は維持された。未熟型骨髄腫細胞では、IL-6を更に添加することで、その生存が維持された。更に、Galectin-1の生存・増殖の維持作用は、細胞膜上のCD45アイソフォームの発現有無により規定されていた。すなわち、CD45RA発現しているB細胞株等では、Galectin-1はその生存・増殖を強く抑制した。逆に、CD45RO発現あるいはCD45陰性の骨髄腫細胞ではその生存・増殖は維持された。細胞内シグナル伝達を解析すると、CD45RA発現細胞ではGalectin-1投与によりMAPK活性が抑制されることが明らかとなった。以上、本年度の研究成果により、ヒト患者骨髄腫細胞をin vitro培養維持するにはSDF-1とGalectin-1の添加が極めて有効であることが明らかになった。特に、Galectin-1はCD45アイソフォームの発現により作用が全く異なることがわかり、骨髄単核球分画を培養材料に使用する場合、Galectin-1添加は骨髄腫細胞の生存・増殖の維持に極めて好都合であることが明らかとなった。今後、このin vitro培養系を用いることで、ヒト骨髄腫細胞の生存・増殖の機構が更に明らかにできると考えられる。骨髄腫は化学療法に極めて抵抗性の造血器腫瘍であり、5年生存率は30%位である。これを克服するべく、骨髄腫細胞の増殖機構および増殖シグナルの詳細な機構を明らかにして、分子標的治療の基盤的な研究を目指す。本年は、骨髄ストローマ細胞から主に産生される液性因子であるSDF-1に注目して、SDF-1が骨髄腫細胞の生存および増殖に働く機構を解析した。まずは、患者骨髄腫細胞および骨髄腫細胞株でのSDF-1受容体CXCR4の発現をフローサイトメーターで解析した。CXCR4の発現は未熟型骨髄腫細胞では発現が弱く、成熟型で発現が強く認められた。実際に、In vitro系でSDF-1の作用を検討すると、SDF-1は骨髄腫細胞株および患者骨髄腫細胞の生存を支持した。その生存支持作用は、NF-kB活性の維持作用によることが明らかとなった。以上、骨髄ストローマ細胞から産生されるSDF-1は、In vitro系で確かに骨髄腫細胞の生存維持に働いていることが明らかにされた。
色の偏りに着目したグラフ構造の研究

点や辺が着色されたグラフに単色の部分グラフを見出す研究は古くからあるが、単色でない部分グラフを見出す研究も活発化している。本研究課題では、"辺着色されたグラフ"や"平面上の色付き頂点集合の配置"に潜む単色でないグラフ構造を"色の偏り"という新たな視点から解明することを主目標としている。全ての辺の色が等しい部分グラフを単色部分グラフ、逆に全ての色が異なる部分グラフを虹色部分グラフという。また、同一の頂点につながっている辺同士は色が異なるように辺着色することを辺彩色という。単色や虹色であるという条件は極端すぎるため応用範囲が限られる。虹色部分グラフは、言い換えればどの色も高々1本しか許されないような部分グラフのことである。そこで過去に研究代表者は虹色部分グラフを"色の偏りを許さないグラフ"とみなす新しい視点に気付き、色の偏りの許容範囲を指定できるようにした次の定義を新たに提案した。定義:各色ごとに許容できる本数を、色集合から非負整数集合への関数g,fによって指定し、どの色cの辺もg(c)本以上f(c)本以下しかないような部分グラフとして一般化したものを(g,f)-着色部分グラフと呼ぶ。この定義の下、過去に研究代表者は(g,f)-着色全域木が存在するための必要十分条件を示した。その必要十分条件を用いて、どんな辺着色完全グラフにも自身における各色の出現率とほぼ同等の色出現率を持つ全域木が存在することを示した。さらに、どんな2n頂点辺着色完全グラフ(n≧3)も自身における各色の出現率とほぼ同等の色出現率を持つ辺素なn個の全域木に分解できるのではないかと予想した。色の偏りに着目したことによって、元のグラフにおける各色の出現率を損なわない部分グラフに関する研究という新たな研究の方向性が得られた。引き続き、虹色部分グラフと(g,f)-着色部分グラフに関する研究を行う。既存の定理の(g,f)-着色部分グラフへの拡張、BH予想の研究、(g,f)-着色部分グラフ発見アルゴリズム、計算機実験等。全ての辺の色が等しい部分グラフを単色部分グラフ、逆に全ての色が異なる部分グラフを異色部分グラフという。単色や異色であるという条件は極端すぎるため応用範囲が限られる。異色部分グラフは、言い換えればどの色も高々1本しか許されないような部分グラフのことである。そこで過去に研究代表者は異色部分グラフを"色の偏りを許さないグラフ"とみなす新しい視点に気付き、色の偏りの許容範囲を指定できるようにした次の定義を新たに提案した。定義:各色ごとに許容できる本数を関数g,f :色集合→非負整数集合によって指定し、どの色cの辺もg(c)本以上f(c)本以下しかないような部分グラフとして一般化したものを(g,f)異色部分グラフと呼ぶ。この定義の下、研究代表者は(g,f)異色全域木が存在するための必要十分条件を示した。本年度は、この必要十分条件を用いて、既存の異色全域木の定理を(g,f)異色全域木の定理に拡張することを試み、辺着色完全グラフがm個の連結成分からなる(g,f)異色全域林を持つための十分条件をgとfで表せることを発見した(論文執筆中)。本研究課題の1つである、「"辺着色グラフに(g,f)異色全域木が存在するための必要十分条件"を用いて、異色全域木の既存の定理を拡張する。」が進捗した。この定義の下、過去に研究代表者は(g,f)異色全域木が存在するための必要十分条件を示した。

昨年度は、この必要十分条件を用いて、辺着色完全グラフがm個の連結成分からなる(g,f)異色全域林を持つための十分条件をgとfで表せることを発見したが、その条件式をどのように解釈すればよいかが不明瞭であった。今年度は、その条件式が、辺着色完全グラフにおける各色の出現率と、m個の連結成分からなる全域林の辺数との積に関する条件として表せることを発見した。その結果、元の辺着色完全グラフにおける各色の出現率とほぼ同等の色出現率を保ったm個連結成分全域林が存在することがわかった。色の偏りに着目したことによって、元のグラフにおける各色の出現率を損なわない部分グラフに関する研究という新たな研究の方向性が得られた。点や辺が着色されたグラフに単色の部分グラフを見出す研究は古くからあるが、単色でない部分グラフを見出す研究も活発化している。本研究課題では、"辺着色されたグラフ"や"平面上の色付き頂点集合の配置"に潜む単色でないグラフ構造を"色の偏り"という新たな視点から解明することを主目標としている。全ての辺の色が等しい部分グラフを単色部分グラフ、逆に全ての色が異なる部分グラフを虹色部分グラフという。また、同一の頂点につながっている辺同士は色が異なるように辺着色することを辺彩色という。単色や虹色であるという条件は極端すぎるため応用範囲が限られる。虹色部分グラフは、言い換えればどの色も高々1本しか許されないような部分グラフのことである。そこで過去に研究代表者は虹色部分グラフを"色の偏りを許さないグラフ"とみなす新しい視点に気付き、色の偏りの許容範囲を指定できるようにした次の定義を新たに提案した。定義:各色ごとに許容できる本数を、色集合から非負整数集合への関数g,fによって指定し、どの色cの辺もg(c)本以上f(c)本以下しかないような部分グラフとして一般化したものを(g,f)-着色部分グラフと呼ぶ。この定義の下、過去に研究代表者は(g,f)-着色全域木が存在するための必要十分条件を示した。その必要十分条件を用いて、どんな辺着色完全グラフにも自身における各色の出現率とほぼ同等の色出現率を持つ全域木が存在することを示した。さらに、どんな2n頂点辺着色完全グラフ(n≧3)も自身における各色の出現率とほぼ同等の色出現率を持つ辺素なn個の全域木に分解できるのではないかと予想した。引き続き、異色全域木やその他の異色部分グラフの既存の定理を拡張することを試みる。その際に、BH予想の部分的・段階的解決や、(g,f)異色全域木を発見する効率の良いアルゴリズムにつながる証明法についても模索したい。引き続き、異色部分グラフに関する研究を行う。既存の定理の(g,f)異色部分グラフへの拡張、BH予想の研究、(g,f)異色部分グラフ発見アルゴリズム、計算機実験等。引き続き、虹色部分グラフと(g,f)-着色部分グラフに関する研究を行う。既存の定理の(g,f)-着色部分グラフへの拡張、BH予想の研究、(g,f)-着色部分グラフ発見アルゴリズム、計算機実験等。当初の見積りより購入書籍数が若干少なかったため。524円であるから、概ね計画通りであると言える。概ね計画通りである。次年度の図書費に充てる予定である。
超長焦点深度生体顕微画像計測システムの開発に関する研究

医学・生体学の分野では、観察したい試料の大部分は3次元物体である。しかし、生体試料観察には2次元画像しか得られない顕微鏡が主に用いられている。もし、顕微の焦点深度を十分に深くすることができれば、一枚の画像で生体試料の全体を観察することが可能になり、作業能率が飛躍的に向上する。本研究では、焦点深度伸長像を得る方法として、1.顕微鏡試料台上の物体を深さ方向に移動させながら得られる、焦点位置の異なる複数の画像をもとに、高速デイジタル画像処理装置を用いて局所的なフオーカス度、すなわち深さ情報を抽出し、精度の良い焦点深度伸長像を合成することのできるアルゴリズム-局所分散荷重平均法(local variance weighted averaging method:LVWA法)を開発し、2.これを、顕微鏡装置,TVカメラおよび画像処理装置(MFIP)から構成される顕微鏡画像計測システムに組み込み、様々な画像処理の実験を行った。その結果、次のようなLVWA法の特徴が明らかになった。1.フオーカス度の測度として、各焦点系列像の局所分散を用いていることにより、試料ステージの移動に伴う倍率,照明条件の変化,あるいは、入力時の雑音等の影響をほとんど受けない3次元計測が可能である。2.処理アルゴリズムガ、高速画像処理システムを用いると短時間で実行可能である。
技術融合と地域産業進化の国際比較研究

本研究の実績は,次の通りである。Information Technology(IT)が進展するにつれ,これまでの産業形態は大きく変わりつつある。そこにおいて極をなすキーワードは,一方がデジタル情報の融合であり,他方が地域におけるより濃密なコミュニケーションである。すなわち両者の関係は,補完関係にあり,その補完関係のポジティブフィードバックループを構築することが,技術融合を進めつつ,地域としての産業進化を可能にするメカニズムである,と考えられる。こうした洞察を実証するために,実績報告書では,多数の研究業績の中から,10編を選りすぐった。第1章では,情報化時代の消費パラダイムとそれを活かす生産システム構築のために,顧客組職化という発想を持ち込み,技術融合と地域産業進化のための基本戦略が述べられる。第2章ないし第4章は,情報化技術に焦点を合わせて,いわゆるものづくりのノウハウがデジタライズされ,それによって生産現場がどのように変化せざるを得ないのかを描き出したケーススタディである。第5章,7章,8章は,携帯電話および航空機産業を取り上げ,そこでの地域産業進化のあり方が,リアルに描き出される。第6章は,産業政策としての地域振興を,サッポロバレーに基づきながらその方向性が模索されている。第9章は,航空機産業における管理会計システムが注目され,経営効率の観点から,地域における参加者として存続可能な企業の経営戦略を考察する。そして第10章では,地域を念頭に置かない金融システムにおいても,じつは,その技術的なアドバンテージを構築するために,地域ネットワークが活用されている,という実情を紹介し,我々の先に掲げた命題を裏打ちする。技術融合概念ならびに地域産業進化の関連性を考察するために,全体研究会を3回と作業分担に応じた実態調査を実施した。主な研究実績としては,(1)デジタルコンテンツ化による産業構造変化の実態(とりわけ自動車産業,ゲーム産業およびに印刷業界),ならびに(2)技術融合の枠組みの変化(とりわけ化学業界),加えて(3)グローバルな水平産業における技術移転問題(アジア地域を中心)である。(1)の自動車業界において明らかになったことは,CADシステムの導入が最も進んでいる本業界においては,内製CADと,カスタマイズCADの2つに大別されるが,CADシステムへの取り組み方法の差がコスト削減に直結しているとは言い難く,むしろコスト優位性は,工場ラインシミュレータおよびマスタデータ管理の差が大きく利く,ということが明らかとなった。また,ゲーム業界において明らかになったことは,ヒットソフトの販売本数がハードの販売台数に正の影響を与えており,とりわけ広告・期待効果が確認された。続いて印刷業界においては,DTP(desk top publishing)の進展によって,製版印刷プロセスが「中抜き」されだし,中小企業の廃業という実態が明らかにされた。(2)に関しては,コンテンツとプラットフォーム,接着と非接着の正反技術や化学反応と精密加工との異種技術融合,設計技術と情報技術の知識融合などが確認された。最後に(3)に関しては,「模倣」「適応」「開発」の各フェーズにおける技術移転状況を調査した。その結果,フェーズが開発へと進むに従い,ヒューマンインターフェースの問題が顕在化しだし,とりわけ,認知枠組みの共有が極めて重要な課題として浮かび上がった。昨年度に引き続いて、各研究分担者による、技術融合の事例研究および、地域産業進化との関係を調査した。具体的には、「通信・モバイル産業、自動車産業を中心にしたCAD/CAMによるITの技術融合」、「航空機産業におけるIT技術と生産管理技術との融合」、それに「金融技術と情報技術の融合と地域進化」を中心に調査をおこなった。なお、地域産業進化と技術融合の関係については、本年度の調査において、小原重信「比国ラクノパークにおける日本の電子通信産業の技術集積と地域進化」、塘誠「金融・情報技術融合と地域進化:香港、シンガポールを中心に」において成果の一部が報告されている。

さらに、技術融合については、小林敏男、松村正樹「製品開発過程におけるコーディネーション問題」、浅田孝幸「ボーイング社における原価企画の進化」、寺本義也「21世紀における知識ネットワークと企業モデルの相互進化」などにおいて、成果の一部が報告されている。本研究の実績は,次の通りである。Information Technology(IT)が進展するにつれ,これまでの産業形態は大きく変わりつつある。そこにおいて極をなすキーワードは,一方がデジタル情報の融合であり,他方が地域におけるより濃密なコミュニケーションである。すなわち両者の関係は,補完関係にあり,その補完関係のポジティブフィードバックループを構築することが,技術融合を進めつつ,地域としての産業進化を可能にするメカニズムである,と考えられる。こうした洞察を実証するために,実績報告書では,多数の研究業績の中から,10編を選りすぐった。第1章では,情報化時代の消費パラダイムとそれを活かす生産システム構築のために,顧客組織化という発想を持ち込み,技術融合と地域産業進化のための基本戦略が述べられる。第2章ないし第4章は,情報化技術に焦点を合わせて、いわゆるものづくりのノウハウがデジタライズされ,それによって生産現場がどのように変化せざるを得ないのかを描き出したケーススタディである。第5章,7章,8章は,携帯電話および航空機産業を取り上げ,そこでの地域産業進化のあり方が,リアルに描き出される。第6章は,産業政策としての地域振興を,サッポロバレーに基づきながらその方向性が模索されている。第9章は,航空機産業における管理会計システムが注目され,経営効率の観点から,地域における参加者として存続可能な企業の経営戦略を考察する。そして第10章では,地域を念頭に置かない金融システムにおいても,じつは,その技術的なアドバンテージを構築するために,地域ネットワークが活用されている,という実情を紹介し,我々の先に掲げた命題を裏打ちする。
サイトカイン遺伝子を用いた魚類の自然免疫応答の測定

サイトカインは、免疫系の数々の調節に関与する低分子のタンパク質で魚類でも数多くが同定されている。このサイトカインの発現の動態を調べることによって自然免疫応答を解析することが可能であるかについて検討した。19種類のフグのサイトカイン遺伝子の網羅的な定量発現解析が出来るMultiplex RT-PCRシステムを構築し、それを用いてプロバイオチィクス効果を示すLactobacillus paracaseispp. paracaseiの有効性について検討した。その結果、本菌はフグの炎症性サイトカインを誘発することにより、病原体に対する抵抗性を増加させることが明らかとなった。昨年度、フグのサイトカイン発現を網羅的に測定出来るMultiplex RT-PCR法を開発し、それがフグの自然免疫応答を測定するのに極めて有益であることを突き止めた。本年度は、このサイトカイン発現測定のMultiplex RT-PCR法を用い、プロバイオを投与したフグのサイトカイン反応の測定を行った。(方法)プロバイオとして、モンゴル産の乳製品から分離されたLactobacillus patacasei(strain 06TCa22)株とL. plantarum(strain 06CC2)株を用いた。これらの株の死菌をフグの頭腎細胞に作用させて、その後サイトカイン応答を、Multiplex RT-PCR法にて測定を行った。今回の実験では16種類のサイトカインの測定を行った。(結果)L. patacase 06TCa22株で作用させたフグの頭腎細胞は、作用後1から12時間目に、炎症性サイトカインであるIL-1b, IL-6, IL-17A, TNF-a,TNF-Nの遺伝子とインターフェロンγの発現の増加が確認された。抗ウイルス作用を示すIL-12とIL-18遺伝子の発現の増加も作用後1ー4時間目に確認された。一方、L. plantarum strain 06CC2株を作用させたフグの頭腎細胞においても、同様にIL-1b,IL-6 TNF-a遺伝子の発現の増加が見られたが、IL-17Aの発現はまったく確認することが出来なかった。抗ウイルス作用を示すIL-12とIL-18遺伝子は、作用後1ー48時間と長期にわたって発現の上昇が確認された。このように、これらのプロバイオティクスは、フグの頭腎細胞に直接作用し、自然免疫に重要なサイトカインを刺激することが明らかとなった。これまでに、フグのサイトカイン遺伝子の発現を網羅的に測定出来るMultiplex RT-PCR法を開発し、それを用いてモンゴル産の乳製品から分離したLactobacillus patacasei(strain 06TCa22)株と、L. plantaru (strain 06CC2)株のプロバイオティクス効果を明らかにした。本年度は、L. patacasei(06TCa22)株を、経口投与して、サイトカイン遺伝子の発現を調べることによって、そのプロバイオティクスの効果について検討を行った。(方法)、L. patacasei(06TCa22)株を、フグに3日間経口投与を行い、その後、腎臓白血球の貪食能とNBT産生能について検討を行った。さらに、Multiplex RT-PCR法を用いて16種類のサイトカイン遺伝子の発現について検討を行った。最後に、病原菌であるVibrio harveyに対する抵抗性の増加の有無についても検討を行った。(結果)前炎症性サイトカインであるIL-1b, IL-6, IL-17A/F-3, TNF-a, TNF-N,抗ウイルス性サイトカインであるタイプ1インターフェロンの上昇が、L. patacasei(06TCa22)株を投与したフグで確認された。腎臓白血球の貪食能とNBT産生能も、これらのサイトカインと同様に有意な差で上昇が見られた。さらに、V. harveyで攻撃したL. patacasei (06TCa22)株投与フグの腎臓、血液および脾臓で、有意に本菌の減少が確認された。これらの結果から、サイトカイン遺伝子を用いて魚類の自然免疫応答を測定することができると判断された。このサイトカインの発現の動態を調べることによって免疫応答(特に自然免疫)を解析することが可能である。本研究では、本システムを用いて、LPS、polyI:Cおよびimiquimodで処理したフグ頭腎細胞でのサイトカイン遺伝子の発現について検討を行った。(方法)

本システムで測定できるサイトカイン遺伝子は、IL-1β、IL-2、IL-4/13A、IL-4/13B、IL-6、IL-7、IL-10、IL-12p35、IL-12p40、IL-15、IL-17A/F-3、IL-18、IL-21、IFNγ、type1-IFN、CSF1β、TNF α、TNF ΝおよびTGF-β1である。これら遺伝子についてGenomeLab GeXP eXpress Profiler softwareによってプライマーを設計し、全ての遺伝子が発現しているRNAを用いて、各遺伝子のプライマーについての特異性の確認を行った。反応は、全ての遺伝子プライマーをミックスし同一チューブ内でRT-PCRを行った。この生成物をキャピラリーシークエンサー(CEQ8000)にて電気泳動することで、Multiplex RT-PCRにおける競合反応の確認を行った。次に、フグ頭腎細胞をLPS、polyI:Cもしくはimiquimodで処理し、経時的にサイトカイン遺伝子の発現動態を解析した。(結果)LPS処理後直ちに炎症性サイトカインとして知られるIL-1βなどの高い発現が確認された。その後24時間目以降にIL-10の発現の上昇が確認された。polyI:Cで処理した頭腎細胞では、処理後12時間目にtype1-IFNの高い発現が確認された。一方、Imiquimod区では、IL-12p35とIL-21の高い発現が確認された。昨年度構築したフグのサイトカイン発現を網羅的に測定出来るMultiplex RT-PCR法を用い、プロバイオティクス効果を測定することが可能となった。これにより、多くの魚を用いることなく腎臓の細胞を用いるだけで、自然免疫応答が測定出来ることを見いだした。今年度は、フグの遺伝子データーベースより、19種類のサイトカイン遺伝子を見いだし、これらの遺伝子をクローニングすることに成功した。さらに、これらの遺伝子の情報を基に、プライマーを作成し、マルチプレックスRT-PCRシステムの構築に成功した。今回、構築したシステムは、それぞれのサイトカイン遺伝子に特異的であり、さらに、濃度を調節することによって、定量を行う事が可能となった。次に、このシステムが実際に機能するかを確認するために、LPS、polyI:Cおよびimiquimodで、フグの頭腎細胞を処理し、そのサイトカイン遺伝子の発現を検討した結果、ほ乳類とほぼ同等のサイトカイン遺伝子の発現が確認することができた。本研究計画では、ここまでを2年間で達成する予定であったが、今年度に計画に記載されている事項を行う事ができた。したがって、「当初の計画以上に進展している」との結論に達した。今回は、in vitroの系で、プロバイオティクスの効果を測定したが、これが実際の自然免疫応答と結びついているかを検討する必要がある。そのためには、今回、有効性を示したプロバイオティクスを用い、実際にフグに投与して、サイトカイン発現を網羅的に測定出来るMultiplex RT-PCR法を用い、サイトカイン応答を測定する必要がある。さらに、同時に、食細胞の活性化や実際の感染実験で、自然免疫応答の上昇を確認する予定である。今回に研究で、フグのサイトカインの発現を網羅的に解析することができるマルチプレックスPCRシステムの構築をおこなった。今後は、このシステムを用いて、各種免疫賦活剤やプロバイオテクスを投与したフグにおけるサイトカイン遺伝子の発現について検討する。
高効率触媒的合成プロセスの開発研究と天然物合成への応用

フェノールのパラジウム触媒ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応によるビシクロ[4.5]スピロシクロヘキサジエノンの不斉合成を開発した。ビフェニル構造のフェノールを基質とした場合、9,10ージヒドロフェナントレンが高選択的に得られた。この反応でアリルカーボネート部位をプロパルギルカーボネートに変換した基質を用いた場合、ビシクロ[5.5]スピロシクロヘキサジエノンが高収率に得られた。酸触媒を用いる分子内ipso-Friedel-Craft型アルキル化反応も検討し、ベンジル位にアルコールを有する基質から連続反応経由で多環状ヘテロ環化合物が効率よくできる新規反応を開発した。本研究では高効率触媒的なプロセスの開発と天然物合成への応用を検討した。はじめにこれまで報告例のないフェノールのパラジウム触媒ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応によるスピロシクロヘキサジエンの不斉合成および芳香族の不斉アルキル化反応を検討した。フェノールのパラ位にアリルメチルカーボネートを有する基質からスピロ[4,5]デカ-6-エン-8-オンが高収率に得られる。フェノールのメタ位に置換基を有する系から2種のジアステレオマーが9:1程度の選択性で得られた。この反応を不斉合成化する目的で種々のホスフィン配位子を試したところ、米国のトロストらが開発した不斉ホスフィン配位子が最適で、90%eeという高いエナンチオ選択性を実現することができた。この反応をフェノールのメタ位にアリルメチルカーボネートを有する基質からは2環性フェノールが高収率、中程度のエナンチオ選択性で得られた。新反応系としていくつかの予備的な実験を行った。一つはビフェニル構造の一方がフェノールで他方にアリルメチルカーボネートを有する基質である。この場合ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応に付すと9,10-ジヒドロフェナントレンが得られる。実際に高収率に進行することが判明した。もう一つはインドールから容易に生じるインドレニンを求電子種とするipso-Friedel-Crafts型反応である。この反応ではこれまでにない転位反応を見つけることが出来た。現在、一般性、適用範囲を見ている。本研究の一環として不斉アジリジン化反応の開発も行った。環状エノンの不斉アジリジン化反応はほとんど報告が無く、これが実現すれば種々の応用が可能である。トシルオキシカルバメートを窒素求核剤として用い、フェニレンジアミン誘導体を触媒として、不斉アジリジン化反応を行ったところ、安息香酸ナトリウム存在下で反応は円滑にかつ高選択的に進行することを見つけた。この反応の応用としてアジェラスタチンAのエナンチオ選択的全合成行った。本年度は前年度に成功したフェノールのパラ位に適当な長さの炭素鎖のアリルカーボネートを持つ基質のipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応から得られる[5,4]スピロシクロヘキサジェノンのスカンジウム触媒を用いる転位反応によるテトラリン誘導体の合成を行った。また、アリルカーボネートの代わりにプロパルギルカーボネートを持つ基質のパラジウム触媒ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応を試みた。反応は予想される5員環部にアレンを有する[5,4]スピロシクロヘキサジェノンではなく[5,5]スピロシクロヘキサジェノンを与えた。反応解析の結果、予想される[5,4]スピロシクロヘキサジェノンが中間体となり、さらに反応が進行した新規反応であることが判明した。ビフェニル型の基質、一方の芳香具にアリルカーボネート、他方がフェノールである基質を用いる分子内ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応を検討し、9,10一ジヒドロフェナントレン類が得られる新規反応を開発し、これの応用として天然物セドレリンAとパラリコリンBの不斉合成を行った。フェノールのパラ位にアレンを持つ基質を用いて、Mjzorogi-Heck反応ー分子内ipso-Friedel-Craft型アリル位置換反応の連続反応の開拓にも成功した。フェノールのパラ位にアルキンを持つ基質の金触媒を用いる分子内ipso-Friedel-Craft型アルキル化反応の開発にも成功した。これまでの反応は遷移金属触媒を用いるものであるが、酸触媒を用いる分子内ipso-Friedel-Craft型アルキル化反応も検討し、ベンジル位にアルコールを有する基質から連続反応経由で多環状ヘテロ環化合物が効率よくできる新規反応の開拓にも成功した。この反応は基質の構造を工夫することで種々の多環式ヘテロ環化合物が得られる。

平成23年度はこれまで報告例のないフェノールのパラジウム触媒ipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応によるスピロ[4.5]シクロヘキサジエノンの不斉合成および芳香族の不斉アルキル化反応を検討し、これに成功した。平成24年度はビフェニル構造のフェノールのipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応を検討し9,10ージヒドロフェナントレンが高選択的に得られることを見いだした。この反応では米国のTrostらが開発した不斉2座配位子を用いると最高95%eeにて光学活性9,10ージヒドロフェナントレンが得られる。現在、この方法を用いて生物活性天然有機化合物CedrelinおよびPararycolinの合成へ応用を検討している。このほかにアリルカーボネート部位をプロパルギルカーボネートに変換した基質を用いて、スピロ[4.5]シクロヘキサジエノンの5員環にアレンを含む生成物を得る実験をしたところ、期待したアレン体ではなく転位生成物スピロ[5.5]シクロヘキサジエノンが高収率に得られることを見いだした。この化合物の6員環部は共役ジエンを含んでいる。この反応は初めに生成するアレンのC(sp2)-C(sp3)結合がPd(0)に形式的に酸化的付加して開裂するという新規の反応メカニズムを経て転位生成物を与えることが分かった。また、ipso-Friedel-Crafts型反応の新たな展開としてフェノールとインドールを炭素鎖で繋いだ基質の酸触媒ipso-Friedel-Crafts型反応を計画し、これまでにない数種の新規の転位型骨格形成反応を開発した。これらの反応はいづれもインドレニウムカチオン、続いてスピロ[4.5]シクロヘキサジエノン中間体を経由して生成物にいたるものであることが判明している。本研究では芳香族の基質を用いる分子内ipso-Friedel-Crafts型反応を引き金とする芳香族化合物の新規構築法の開発研究を行った。これまでにフェノールのパラ位に適当な長さの炭素鎖のアリルカーボネートを持つ基質を用いるipso-Friedel-Crafts型アリル位置換反応を経由する脱芳香化した[5,4]スピロシクロヘキサジエノン類の新規合成法を見いだし、これを基にして、ビフェニル型の基質から生物活性天然有機化合物に多い基本骨格9,10-ジヒドロフェナントレン類の新規合成法の開発に成功した。本年度はこの反応の不斉合成化を行った後、生物活性天然有機化合物CedrelinおよびPararycolinの合成へ応用した。これらの研究の発展としてフェノールのパラ位に適当な長さの炭素鎖のプロパルギルカーボネートを持つ基質から[5,5]スピロシクロヘキサジエノン類が得られる新規合成法を見いだした。また、フェノールのパラ位にアルキンを持つ基質の金触媒を用いる分子内ipso-Friedel-Crafts型アルキル化反応の開発にも成功した。この反応では[5,4]スピロシクロヘキサジエノン中間体がまず生成し、これが更に反応しテトラリン誘導体が得られる。アニリンのメタ位にプロパルギルカーボネートを有する基質はパラジウム触媒分子内
歯周病原性細菌由来DNAのCpGモチーフを介した病原性とその意義性

歯周疾患の発症と成立には、Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)を中心とする幾つかの歯周病原性細菌が歯周組織に付着し、感染後、これらの細菌由来の病原性因子であるLPSや線毛が、マクロファージを中心とする歯周組織に存在する細胞に作用し、TNF-α、IL-1並びにIL-6などの炎症性サイトカインを誘導し、そのサイトカインが機能的な役割を演じていることが明らかにされている。近年、細菌由来のDNAは、種々の生物活性を有していることが、報告されている。最近、このDNAが、TNF-αとIL-1を強く誘導し、エンドトキシン誘導性ショック様症状をマウスに起させることが示されている。そこで、細菌由来DNAが、歯周病の発症と成立に関係するか否か検討することは意義あることと考えられる。そこで、P. gingivalis DNA及びCpGモチーフを有した合成DNAを、骨吸収アッセイ系に添加し、in vitroで骨吸収活性を検討した結果、強い骨吸収活性が確認された。また、歯周病患者のプラーク中の細菌由来DNA量とその病態との相関についての検討した。その結果、歯周ポケット内のプラーク内の細菌由来のDNA量と被験者の歯周病の重症度と間に、相関性があることを見いだした。歯周疾患の発症と成立には、Porphyromonas gingivalis(P.gingivalis)を中心とする幾つかの歯周病原性細菌が歯周組織に付着し、感染後、これらの細菌由来の病原性因子であるLPSや線毛が、マクロファージを中心とする歯周組織に存在する細胞に作用し、TNF-α、IL-1並びにIL-6などの炎症性サイトカインを誘導し、そのサイトカインが機能的な役割を演じていることが明らかにされている。そこで、細菌由来DNAが、歯周病の発症と成立に関係するか否か検討することは、意義あることと考えられる。この観点から、本年度は、P.gingivalisのDNAを用いて、歯肉線維芽細胞のサイトカイン誘導作用の情報伝達機構について検討したところ、転写因子NFkappa-Bが機能的な役割を演じていることが明らかとなった。また、その上流には、セリン・スレオニンカイネスの関与が示唆された。その情報伝達経路に、MAPキナーゼが関与するか否か、現在、検討中である。
英語母語話者と日本人英語学習者の音韻・形態知識：語彙発達モデルの検討

異なる英語習熟度を持つ日本人英語学習者の音韻知識と形態統語知識を調べた。その際、英語母語話者も参加し、結果を比較した。実験1では、英単語を用いて、語の頻度と接尾辞の種類(中立・非中立)の影響を調べた。接尾辞の種類は英語習熟度の中級者・上級者ともに影響したが、語の頻度は中級者により大きく影響した。実験2は無意味語を使い、課題の種類(音韻課題・形態統語課題)と英語習熟度の効果を調べた。中級英語学習者は2つの課題間で大きな違いは無かったが、上級英語学習者は音韻課題よりも形態統語課題の方が成績が良かった。上級学習者のこの傾向は英語母語話者と同じであった。言語学習者はどのように語彙を発達させていくのだろうか。母語話者と第二言語話者の語彙知識は、どのように、なぜ異なるのか。本研究は、英語母語話者(成人、子供)と日本人英語学習者(beginner, intermediate, advanced)を対象に、英語派生語の音韻知識(強勢の位置)と形態知識(形態素への分割)を調べることにより、語彙発達の過程の一端を明らかにしようと企画された。特に、語の処理と保持に関して、語全体を保持しているのか、規則に基づいた処理を行っているのか、どちらが優勢なのかという問題を中心に考察を加え、母語話者・学習者を含んだ語彙発達モデルを提案したい。言語学習者の語彙知識がどのようなものであり、どのように発展していくかという問題は、第二言語習得研究の中心課題の一つである。英語の理解・生成に関しては、派生語の知識は欠くことが出来ず、また語彙の発達に大きく貢献する(e.g., Marslen-Wilson, 2007; Tyler & Nagy, 1989)。平成24年度の実施内容は以下の通り。(1)実験材料の選定・作成:英語の語彙発達の過程を調べるための実験に使用する材料として、単一形態語と派生語の形での、英単語と無意味語を100語用意した。選定要因として、頻度と派生の種類を統制した。(2)実験の実施と結果の解析:英語学習者(上級者20人と中級者20人)に実験を実施した。その結果、頻度は中級者のみに影響し、派生の種類は、英語力に関係なく、上級者・中級者ともに影響を与えた。第二言語獲得研究の中心課題の1つは、言語学習者の語彙発達に関するものである。言語学習者は語彙をどのように発達させていくのであろうか。母語話者と第二言語学習者は、どのように、なぜ異なるのであろうか。また、第二言語学習者においては、異なった英語習熟度はどのような影響を与えるであろうか。本研究は、これらの問題の一端を解明するため、英語母語話者と日本人英語学習者(intermediateとadvanced)を対象として、英語派生語の音韻知識(強勢の位置)と形態統語知識を調べた。形態的に複雑な語を理解し産出するためには、派生接尾辞の知識が不可欠である(Marslen-Wilson, 2007等)。派生語の知識は、子供、成人、また英語学習者においても、語彙発達上、重要な貢献をする。本年度は、異なる英語習熟度を持つ日本人英語学習者の音韻知識と形態統語知識を調べた。実験1では、英単語を用いて、語の頻度(低・高)と接尾辞のタイプ(中立・非中立)の影響を調べた。接尾辞のタイプは英語習熟度の中級者・上級者ともに影響したが、語の頻度は中級者により大きく影響した。実験2は無意味語を使い、課題の種類(音韻課題・形態統語課題)と英語習熟度(中級・上級)の効果を調べた。中級者は2つの課題間で大きな違いは無かったが、上級者は音韻課題よりも形態統語課題の方が成績が良かった。上級者のこの傾向は英語母語話者と同じであった。語彙の発達は、音韻知識が先行し、その後、形態統語知識が発達する可能性が示唆された。全体として、上級者はどの課題でも中級者より優れており、この事は、英語の派生語の知識が全般的な英語の習熟度と密接な関係にあることを示唆している。

特に、語の処理と保持に関して、語全体を保持しているのか、規則に基づいた処理を行っているのか、どちらが優勢なのかという問題を中心に考察を加え、母語話者・学習者を含んだ語彙発達モデルを提案したい。言語学習者の語彙知識がどのようなものであり、どのように発展していくかという問題は、第二言語習得研究の中心課題の一つである。英語の理解・生成に関しては、派生語の知識は欠くことが出来ず、また語彙の発達に大きく貢献する(e.g., Marslen-Wilson, 2007; Tyler & Nagy, 1989)。平成23年度の実施内容は以下の通り。(1)実験材料の選定・作成:英語の語彙発達の過程を調べるための実験に使用する材料として、単一形態語と派生語の形での、英単語と無意味語を100語用意した。選定要因として、頻度と派生の種類を統制した。(2)パイロットスタディの実施と結果の解析:英語学習者(上級者と中級者)にパイロットスタディを実施した。その結果、頻度は中級者のみに影響し、派生の種類は、英語力に関係なく、上級者・中級者ともに影響を与えた。平成23年度は、パイロットスタディを行い、その結果、実験材料の選定を変更せざるを得ず、予想以上に作成に時間がかかった。しかし、平成24年度は材料の選定も終え、本実験を、40名の日本人学習者に対し実施することができた。(1)実験材料の選定・作成に、予定以上に時間がかかった。英語の語彙発達の過程を調べるための実験に使用する材料は、単一形態語と派生語の形での、英単語と無意味語を100語用意するのだが、選定要因として、頻度と派生の種類を統制するため、選定と作成に予定以上の時間と手間がかかった。(2)パイロットスタディの実施と結果の解析に予想以上に時間がかかった。実験材料の準備が遅れたことに伴い、パイロットスタディの実施と解析に遅れが出た。(3)課題の変更・修正を余儀なくされた。パイロットスタディの結果、2種類の課題の内の1つである形態知識を調べる課題(形態素への分割)が、参加者にとって容易すぎ、天井効果が発生したため、課題を変更する必要が出た。現在、より高度な形態・統語知識を調べる課題を考案し、再度パイロットスタディを行っているところである。以上の理由により、本年度はパイロットスタディの実施と結果の解析が遅延し、本実験に入ることができておらず、使用を予定していた物品費、人件費、旅費、データ解析に伴う費用等が使用されず、来年度に繰り越すこととなった。平成25年度は、参加者に英語母語話者を加え、材料には無意味語を加える予定である。母語話者を加えることにより、英語学習者の結果を、母語と外国語の相違の観点から検討することができる。また、無意味語を使用することで、実験参加者が持っている無意識の規則などを発見することができる。また研究成果の一部を、海外の学会で発表する予定である。平成24年度は、まずは、改良された実験スキームでのパイロットスタディを実施、結果を解析する。次にその解析とレビューを元に、本実験を実施する。本実験は、英語母語話者成人、英語母語話者子供、日本人英語学習者beginner、日本人英語学習者intermediate、日本人英語学習者advancedの5群に対する本実験を行う。各群、20名を募集する。日本人英語学習者は、TOEICのスコアにより、3つに分ける。例えば、Beginner(300-450点)、Intermediate(500-700点)、Advanced (800点以上)を基準とする。
マウス初期歯胚発生に関わる新規蛋白質キナーゼの検索・同定

本年度の研究においては、まずマウス初期胚盤胞において特異的に発現する新規蛋白質キナーゼ(以下キナーゼ)の検索・同定を試みた。Jackson Laboratory(USA)より供与された初期胚盤胞特異的cDNA libraryを鋳型とし、キナーゼにおいて良く保存されている亜領域VIB、IXに対応するdegenerate primersを用いてPCR法を行い、キナーゼ亜領域VIB、IX間の塩基配列を増幅後その塩基配列を決定した。その結果、計14種のキナーゼを同定することが出来たが、いずれも既存のキナーゼであった。(その内訳は、PDGF受容体をはじめとする5種の受容体型チロシキナーゼ、Srcをはじめとする5種の非受容体型チロシンキナーゼ、及び4種の細胞周期制御に関わるセリン・スレオニンキナーゼである。)本研究を行っている過程において、我々はショウジョウバエの生殖細胞成立に関わる新規核内セリン・スレオニンキナーゼDmnkの同定に成功した。そこで、Dmnkのマウス相同分子を検索・同定する目的で、熊本大学阿部博士から供与を受けたライブラリーを用い、まず胎生13.5日のマウス胚より単離された始原生殖細胞(PGC)特異的cDNAライブラリーを鋳型とし、上述の手法を用い、PGCにおいて発現する新規キナーゼの検索を行った。その結果現在までに、17種のキナーゼを同定することが出来た。これらのキナーゼの内、15種は既知のキナーゼであったが、2種のキナーゼは新規のキナーゼであることが明らかとなった。今後これら2種のキナーゼ遺伝子のcDNA全長のクローニング、詳細な発現解析を行う一方、さらに新規キナーゼのスクリーニングを継続することでDmnkのマウス相同分子の検索・同定を行いたいと考えている。
環状オニウム塩生成を推進力とするタンデムマイケル-アルドール反応の開発

我々は、硫黄化合物とルイス酸を組み合わせたタンデムマイケル-アルドール反応に関する研究を行っており、チオアミド基を有するテトラメチルチオ尿素が、アルデヒドと電子不足アルキンを用いたタンデムマイケル-アルドール反応の良好な触媒となることを見出した。また、スルフィドやセレニドの分子内マイケル付加反応を利用したタンデムマイケル-アルドール反応の開発にも成功している。本反応は、ルイス酸を使用することから、アルデヒドのみならず、アセタールにも適用可能であり、本反応の詳細な反応機構を明らかにした。しかしながら、本反応は、電子不足アルケンとスルフィドまたはセレニドがオルト位の関係になければならないとういう構造上の制限が生じる。そこで、有用性を広げるために、硫黄部分が補助基に含まれ、反応後は生成物からそれを切り離すことができる基質、即ちチオアミド基を有するエノンをデザインした。BF_3-Et_2O存在下、N-シンナモイルチオアミドとアルデヒトを用いて反応を行えば、β-置換森田-ベイリス-ヒルマン型生成物が合成できるのではないかと考え、検討を行ったところ、予期に反して、四つのヘテロ原子力が結合した橋頭炭素を有する三環系の化合物が良好な収率で得られた。本反応で得られる生成物は、新たに四つの不斉炭素が生成することから、種々の不斉補助基を検討したところ、4位にメチル基、5位にフェニル基を有するN-シンナモイルチオアミドを用いた時にすばらしい不斉収率並びに化学収率で三環系の化合物が得られた。本反応は、一度に四つの不斉炭素を構築することが前能であり、今後の検討によって、合成物を他の生成物に変換することが出来れば、本反応は、更に有用な反応となろう。森田-ベイリスーヒルマン反応は、3級アミンやホスフィン触媒下、活性アルケンとアルデヒドから、アリルアルコールを与える反応として知られている。しかし、本反応に求電子剤としてCF_3基などで活性化されていないケトンを用いると反応は進行せず、反応を進行させるには、高圧化反応を行わなければならない。一方、我々は、スルフィドの6-endo-trig環化を利用したカルコゲノ-森田-ベイリスーヒルマン反応の開発に成功した。そこで、CF_3基などで活性化されていないケトンを用いて本反応を行ったところ、O°C、30分という緩和な条件で低中程度の収率で付加体が得られた。また、エノール化するジケトンやケトエステルを用いて従来の森田-ベイリスーヒルマン反応を行うと付加体が低収率でしか得られないことが報告されている。そこで、エノール化するジケトンやケトエステルを用いて反応を行ったところ、中高収率で付加体を得ることに成功した。また、活性アルケンの代わりに活性アルキンを用いて反応を行うと、6-endo-digと5-exo-dig環化の2通りが考えられる。環化に関する一般則としてBaldwin則が知られているが、セレンや硫黄などの第3周期以降の元素はこの法則の対象外とされており、その選択性に興味がもたれる。そこで、スルフィドやセンニドを有する活性アルキンを合成し、アルデヒドとの反応を行った。その結果、6-endo-dig環化が選択的に進行し、引き続いてアルデヒドとのアルドール反応が進行することが明らかとなった。カルコゲン原子上のメチル基が容易に脱離するため、カルコゲノニウム塩は得られず、カルコゲン原子上のメチル基が脱離した3-ヒドロキシアルキルカルコゲノクロメン-4-オンが中程度の収率で得られた。2位に置換基のないカルコゲノクロメン-4-オンの3位を選択的に修飾することが困難なことから、本反応は、2位に置換基のない3-ヒドロキシアルキルカルコゲノクロメン-4-オンを合成する方法として有用である。

本反応は、一度に四つの不斉炭素を構築することが前能であり、今後の検討によって、合成物を他の生成物に変換することが出来れば、本反応は、更に有用な反応となろう。