hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
能動型マルチスペクトル無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡の試作

この目的に添い平成9年度にはまず以前の科研費補助金にて購入した光学顕微鏡をベースにして傾斜動的ホローコーン照明部を追加するとともに、照明部制御プログラムと外部ワークステーション上での処理プログラムならびにネットワーク関連のプログラム作成を行い、無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡としての仕様を満たしていることを確認した。平成10年度においては傾斜動的ホローコーン照明法と8の字型フィルタリング処理による無収差結像法の基礎理論を確立し公表した。これによれば、光軸回りの回転不変性を有する波面収差(デフォーカス、主および高次球面収差)に付いては、8の字フィルターの狭帯域化により焦点深度の拡大と収差の除去が可能であるとともに、光軸反対称型の波面収差関数を持つ主コマ収差については画像移動のみの影響ですむ事が結論されている。一方実験面では上記無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡に高輝度白熱ランプを使用して、2色染色試料(風媒花粉)などの観察をおこなったが、目下充分なスペクトル分解顕微鏡像を得るには至っていない。その主原因は観察像中の非線型結像成分の影響、及び低空間周波数部分のスペクトル抽出域の重なりによると考えられる。前者は中、高空間周波数、後者は低空間周波数部分のスペクトル分解能を低下させる要因になりうる。現在これらの解析と対策とを継続して検討中である。また透過型電子顕微鏡への適用は本研究の一部であるが、共同研究者側のマシンタイムの制約により次年度以降予備実験を行う予定である。
B型肝炎ウイルスが発現するアンチセンスRNAおよびそのプロモーターの機能解析

B型肝炎患者の非癌部肝組織においてpreC-Cプロモーターから転写されるアンチセンスRNA (C-asRNA)を見い出した.5'RACEによる解析では,大部分はポジション1655から転写が開始され,約700bp下流のTTTT配列で終結していた.転写開始点の22bp上流に点突然変異をもりウイルスでは,その開始点が上流に移動していた.よって,C-asRNAはRNAポリメラーゼIIIにより転写されていることが示唆された.スプライシングを受けた分子は存在せず,量はセンスRNAの0.05-0.4%であった.C-asRNAにあるORF6は開始コドンを欠くものがあったので,ORF6蛋白はウイルス増殖に必須ではないと考えられる(J.Gen.Virol.84:1907-1913,2003).幾種類かのNorthen blotを試みたが,dicer消化によって生じうるHBV-RNAの21nt断片は検出できなかった.潜伏感染状態で多くのC-asRNAが発現するのかどうか検討したが,HBs抗体陽性の既感染者には検出できなかった.一方,持続感染(慢性肝炎)ではC mRNAの少ない者ほどC-asRNAが多い傾向が認められた(投稿中).ポジション2505付近でpolyA付加される第2のアンチセンスRNAを見いだした.その開始点は,ポジション2700前後であった.すなわち,preSプロモーターからの0.7-kbにおよぶ長いアンチセンスRNAではなかった.preSプロモーターから転写される第3のアンチセンスRNAを見い出し,PreS領域のlucアッセイで弱いアンチセンス転写活性を確認した.しかし,転写は下流の至るところで中断していたので,core mRNAなどのセンス方向の転写により阻害されていること,および,RNAポリメラーゼIIによって転写されていることが示唆された(投稿中).B型慢性肝炎患者の肝癌切除片の正常肝組織を用いて,変異HBVのC mRNA発現をノーザンプロットで検討した.その過程でpreC-Cプロモーターから転写されるアンチセンスRNA(C-asRNA)を見い出した.その量は少なくprimer-extension法では解析できないため,RT-PCRとRACEによって転写開始点と終止点およびその量を解析した.その結果,大部分はポジション1655から転写が開始され,その約700bp下流のTTTT配列で終結していた.転写開始点の22bp上流に点突然変異をもつウイルスでは,その開始点が上流に移動していた.また,スプライシングを受けた分子は存在しなかった.このRNAの量は,センスRNAの0.05-0.4%であった.したがって,C-asRNAは,RNAポリメラーゼIIIによって転写されていることが示唆された.また,このC-asRNAにあるopenreading frame(ORF6)は開始コドンを欠くものがあったので,ORF6蛋白はウイルス増殖に必須ではないことが示唆された(J.Gen. Virol. 84:1907-1913,2003).HSV-1と同様に潜伏状態で多くのC-asRNAが発現するのかどうか検討したが,HBs抗体陽性の既感染者には検出できなかった.一方,持続感染(慢性肝炎)では,C mRNAの少ない者ほどC-asRNAが多い傾向が認められた(投稿中).---以上,平成15年度分実績報告.602文字---研究の過程で,ポジション2505付近でpolyA付加される第2のアンチセンスRNAも検出されたが,その開始点は,まだ解析途中にあり確定するに至っていない.また,preSプロモーターから転写される第3のアンチセンスRNA(S-asRNA)を見い出し解析中である。HepG2においてC-asRNAは,CMVのpol-IIプロモーターでもヒトのU6 pol-IIIプロモーターでも発現可能であることを確認し,現在発現したRNAの細胞内局在を同定している.B型肝炎患者の非癌部肝組織においてpreC-Cプロモーターから転写されるアンチセンスRNA (C-asRNA)を見い出した.5'RACEによる解析では,大部分はポジション1655から転写が開始され,約700bp下流のTTTT配列で終結していた.転写開始点の22bp上流に点突然変異をもりウイルスでは,その開始点が上流に移動していた.よって,C-asRNAはRNAポリメラーゼIIIにより転写されていることが示唆された.スプライシングを受けた分子は存在せず,量はセンスRNAの0.05-0.4%であった.C-asRNAにあるORF6は開始コドンを欠くものがあったので,ORF6蛋白はウイルス増殖に必須ではないと考えられる(J.Gen.Virol.84:1907-1913,2003).幾種類かのNorthen blotを試みたが,dicer消化によって生じうるHBV-RNAの21nt断片は検出できなかった.潜伏感染状態で多くのC-asRNAが発現するのかどうか検討したが,HBs抗体陽性の既感染者には検出できなかった.一方,持続感染(慢性肝炎)ではC mRNAの少ない者ほどC-asRNAが多い傾向が認められた(投稿中).ポジション2505付近でpolyA付加される第2のアンチセンスRNAを見いだした.その開始点は,ポジション2700前後であった.すなわち,preSプロモーターからの0.7-kbにおよぶ長いアンチセンスRNAではなかった.preSプロモーターから転写される第3のアンチセンスRNAを見い出し,PreS領域のlucアッセイで弱いアンチセンス転写活性を確認した.

しかし,転写は下流の至るところで中断していたので,core mRNAなどのセンス方向の転写により阻害されていること,および,RNAポリメラーゼIIによって転写されていることが示唆された(投稿中).
精神障害者に対するスティグマ低減プログラムの包括的な評価研究

精神に障害を持つ人々を地域で支えていく上での大きな阻害要因として、精神疾患・障害へのスティグマによる社会参加の制約がある。このスティグマは、社会参加を困難にするばかりでなく、発病後の精神科受診を遅らせ症状を悪化させる原因となっているとも考えられる。従って、スティグマを低減することができれば、受診行動も容易になり、その結果医療による治療効果もさらにあがることが期待できる。このような現状を考えると住民の精神障害者観に関連する要因を探り、スティグマ低減の方略を模索する必要性は極めて高い。そこで本研究は、1)精神疾患・障害に対するスティグマの形成化及びスティグマの低減に関連する要因を明確にする、2)精神疾患・障害に対する正しい知識の普及及びスティグマ軽減を目的にした啓発活動の評価指標となるような尺度を当事者のニーズ調査に基づき開発する、3)開発した尺度を用いて啓発活動のうち最も頻繁に実施されている精神保健福祉に関する講演会の効果を測定する、などを目的に実施した。その結果、1)精神障害者に対するスティグマの軽減や社会的な受け入れ体制を整備していくためには、正しい知識をあらゆる機会を通じて広めていくことや精神障害者との質の良いふれあい体験を積むことなどが重要であること、2)啓発活動の評価指標となるよう新規に開発した精神疾患・障害の理解尺度の信頼性・妥当性は良好で有用性が認められること、3)約1.5時間の講演会(教育的プログラム)により理解度及び消極的態度、さらに精神科受診行動においても改善する可能性があること、などが示唆された。1.われわれが新規に開発した「精神疾患・障害の理解尺度」の信頼性・妥当性を検討した結果は、雑誌「Intenational Journal of Japanese Sociology」に発表した。尺度の項日は、新たに偏見を助長しないように全て肯定的な表現に統一し、点数を逆転する項目を含めなかった。また、項目数が少なく臨床での利便性も高いものとなった。さらに、信頼性・妥当性ともに備えていることが確認された。したがって、本尺度は、精神疾患・障害の理解の程度を測定するうえで有用であると考えられる。2.精神保健福祉に関する講演会が地域住民の精神障害者観に及ぼす影響についての評価研究の結果は、雑誌「Psychiatry and Clinical Neurosciences」に発表した。本研究の結果、約1.5時間の講演会(教育的プログラム)により理解度及び消極的態度、さらに受診行動においても改善する可能性が示唆された。3.精神障害者に対する住民意識の質的分析の結果は、雑誌「共生社会学」に発表した.肯定的な方向に意識が変化する契機として、誰もが病気になる可能性があるという認識と実際のふれあい体験が重要なことを確認できた。4.現在、精神障害者自身が感じているスティグマ(セルフステイグマ)が障害者の生活の質(QOL)に及ぼす影響について調査を行っている。精神に障害を持つ人々を地域で支えている上での大きな阻害要因として、精神疾患・障害へのスティグマによる社会参加の制約がある。

その結果、1)精神障害者に対するスティグマの軽減や社会的な受け入れ体制を整備していくためには、正しい知識をあらゆる機会を通じて広めていくことや精神障害者との質の良いふれあい体験を積むことなどが重要であること、2)啓発活動の評価指標となるよう新規に開発した精神疾患・障害の理解尺度の信頼性・妥当性は良好で有用性が認められること、3)約1.5時間の講演会(教育的プログラム)により理解度及び消極的態度、さらに精神科受診行動においても改善する可能性があること、などが示唆された。
3TMRI とMDCT による変形性膝関節症の軟骨下骨梁解析

変形性膝関節症(OA)患者の軟骨下骨梁構造を、臨床用高解像度MRIで解析した。OAの進行に伴い、内側関節の軟骨下骨の骨梁幅は増加し、外側関節の軟骨下骨の骨梁幅、骨梁数、骨梁連結性は減少した。軟骨下骨梁構造解析は、今後、OAの新しい評価指標になり得ると考えられた。課題名:変形性膝関節症の軟骨・軟骨下骨の画像解析-横断調査-目的:変形性膝関節症の軟骨と軟骨下骨を高磁場臨床用MRIで詳細な画像解析を行い、発症や進行における変化を観察すること。対象:変形性膝関節症(OA)患者と健常人、現在計70名(全例女性)方法:対象の膝X線とMRIを撮影。MRIの撮像法はSPGR・T2map-FIESTAcである。SPGRで軟骨形態を、T2mapで軟骨変性を、FIESTAcで骨梁構造を評価した。結果: SPGR(軟骨形態) :健常人:軟骨の厚みは健常人でも部位により違いがあることがわかった。OA患者:現在解析中である。T2map(軟骨変性) :現在、健常人とOA患者のT2map解析を進行中である。FIESTAc(軟骨下骨梁) :健常人:部位や年齢により違いがあることがわかった。(外側関節でより骨密度が高い。加齢により骨密度は減少。)OA患者:病期の進行と共に、各部位に変化を生じることがわかった。(内側関節で骨密度や骨梁幅が増加し、外側関節で減少する。)(上記は簡潔に記述したものであり、詳細かつ複雑なデータを有している。)意義: MRIで捉えられたこれらの変化は、今後、(1) OAの病態解明、(2) OAの早期診断、(3) OA治療薬の評価判定、(4)手術(骨切り術)の評価判定、などに有用と考えられる。【目的】変形性膝関節症(OA)の軟骨と軟骨下骨を、臨床用高磁揚MRIを用いて、詳細な画像解析を行い、発症や進行における変化を観察した。【対象・方法】対象はOA患者42人と健常人18人の計60名、全例女性。対象膝の単純X線とMRIを撮影。MRIの撮像法はSPGR、FIESTA-c、T2mapである。SPGRで軟骨形態を、FIESTA-cで軟骨下骨梁構造を、T2mapで軟骨変性を評価した。【結果・考察】SPGR(軟骨形態):健常人の軟骨の厚みは、内側大腿骨、内側脛骨、外側大腿骨では平均1.6mm前後だったが、外側脛骨では約2.6mmと厚みがあり、外側大腿骨の前方部には約1.1mmの生理的菲薄部があった。健常人でも部位により厚みに違いがあることがわかった。現在、日本人膝の軟骨形態のデータベースを作成中である。OA患者の軟骨は、KL2以上をOAと定義した場合、荷重部2cm幅における軟骨面積が約60mm2以下であった。現在も、軟骨摩耗の進行パターンを詳細に解析中である。FIESTA-c(軟骨下骨梁):健常人の骨梁体積は、外側関節でやや大きい傾向があった。OA患者では、SPGRで評価した内側関節の軟骨の減少に伴い、その直下の軟骨下骨の、骨梁体積や骨梁幅は増加し、外側関節の軟骨下骨の骨梁体積や骨梁幅、骨梁数、骨梁連結性は減少していた。内側関節では、軟骨下骨への応力が増大し骨梁が肥厚し、外側関節では逆に、応力減少により骨梁が減少し、局所的な骨粗鬆症の状態となっていることが予測された。T2map(軟骨変性):私達の調査では、軟骨量の減少と、軟骨のT2緩和時間に有意な関係はなかった。軟骨の変性を画像評価するためには、手法の精度をより向上させる必要があると考えた。【結論・意義】MRIは、軟骨形態の3次元的評価に非常に有用であり、軟骨の面積や体積の測定は、今後の臨床現場へ普及すると思われる。同時に、軟骨下骨は、OA変化と強い相関を有し、その定量的計測は、OA評価の新しい指標となるかもしれない。本手法は、今後、OAの病態解明(発症・進行・疼痛)や、早期診断、治療薬や骨切り術の効果判定などに応用可能と考えられる。
粘膜アジュバントLTを用いた結核菌に対する経鼻投与サブユニットワクチンの開発

本研究では、BCG抗原(Ag85A, B, C)及びTB7.3を除く結核菌特異抗原(CFP-10, EAST-6、PPE)の精製に成功した。しかし各抗原とLTBとの融合体は凝集し易く精製出来ていない。また精製抗原+mLTのマウス経鼻投与によるBCGまたは結核感染予防実験では、BCG抗原のBCGまたは結核感染予防効果は低かった。さらに結核特異抗原については、結核菌感染予防実験が数ヶ月の時間を要するため、現在も検討を行っている。本研究は、研究方法として以下の(1)、(2)項目を実施し、(3)項目を研究目的としている。(1)BCGまたは結核菌の特異抗原を遺伝子操作により分離精製する。(2)、BCGまたは結核抗原の遺伝子と毒素原性大腸菌の産生する易熱性エンテロトキシン(LT)のBサブユニット(LTB)遺伝子を用いて、抗原-LTB融合蛋白質を作成する。(3)、(1)と(2)で作成された抗原または蛋白質融合体とLTの変異体(mLT)の混合物で、マウスを経鼻免疫する。そして、BCG及び結核菌に対し重要な結核菌に対する細胞性免疫をを最も強力に誘導する経粘膜結核サブユニットワクチンを開発することを目的としている。そこで、まず第1に、BCGと結核菌の共通抗原として抗原性の高いAg85A,B,Cと、結核菌特異抗原であるCFP-10,EAST-6、PPE、TB7.3の遺伝子のクローニングを行なった。そしてこれらの遺伝子を蛋白質発現ベクターに組み込み、蛋白質を発現させ精製を行なった。さらに、現在Ag85A,B,CとLTB遺伝子の融合体を作成し、同様に蛋白質発現ベクターに組み込み、融合体を作成した。そして産生されているBCG(Ag85A,B,C)または結核特異抗原(CFP-10,EAST-6、PPE、TB7.3)、Ag85A,B,C+LTB融合蛋白質とmLTを混合し、マウスを経鼻投与している。現在、これら種々の作成した抗原と融合蛋白質のうち、最も優れたBCGおよび結核菌感染予防サブユニットワクチンがどれかを検討を行なっている。本研究は以下の(1)、(2)項目を実施し、(3)項目を研究目的としている。(1) BCGと結核菌の特異抗原の遺伝子操作にる分離精製。(2)、BCGと結核特異抗原の遺伝子とETECの産生する易熱性エンテロトキシン(LT)のBサブユニット(LTB)遺伝子を用いて、抗原-LTB融合蛋白質を作成。(3)、(1)と(2)で作成された抗原または蛋白質融合体とLTの変異体(mLT)の混合物で、マウスを経鼻免疫し、BCG及び結核菌に対し重要な結核菌に対する細胞性免疫をを最も強力に誘導する経粘膜結核サブユニットワクチンを開発する。そこで、まず第1に、BCGと結核菌の共通抗原として抗原性の高いAg85A, B, Cと、結核菌特異抗原であるCFP-10,EAST-6、PPE、TB7.3の遺伝子のクローニングを行なった。さらに、現在Ag85A, B, CとLTB遺伝子の融合体を作成し、同様に蛋白質発現ベクターに組み込み、融合体を作成した。そして産生されているBCG(Ag85A, B, C)または結核特異抗原(CFP-10,EAST-6、PPE、TB7.3)、Ag85A, B, C+LTB融合蛋白質とmLTを混合し、マウスを経鼻投与している。結果、これら種々の作成した抗原と融合蛋白質のうち、最も優れたBCGおよび結核菌感染予防サブユニットワクチンの検討を行なっている。(1)BCGと結核菌の特異抗原の遺伝子操作による分離精製。(2)、BCGと結核特異抗原の遺伝子とETECの産生する易熱性エンテロトキシン(LT)のBサブユニット(LTB)遺伝子を用いて、抗原・LTB融合蛋白質を作成。(3)、(1)と(2)で作成された抗原または蛋白質融合体とLTの変異体(mLT)の混合物で、マウスを経鼻免疫し、BCG及び結核菌に対し重要な結核菌に対する細胞性免疫を最も強力に誘導する経粘膜結核サブユニットワクチンを開発する。

そして産生されているBCG(Ag85A,B,C)または結核特異抗原(CFP-10,EAST-6、PPE、TB7.3)、Ag85A,B,C+LTB融合蛋白質とmLTを混合し、マウスを経鼻投与している。結果、これら種々の作成した抗原と融合蛋白質のうち、最も優れたBCGおよび結核菌感染予防サブユニットワクチンの検討を行なった。
ホイスラー合金を用いた高トンネル磁気低抗素子の創製とスピン注入磁化反転

1.エピタキシャルホイスラー系合金電極トンネル接合の作製高品位なホイスラー合金電極と結晶質の酸化マグネシウムを組み合わせたCo_2MnSi/MgO/CoFe-トンネル接合において,217%(室温),753%(低温)の巨大なTMR比を観測することに成功した.このTMR比はホイスラー合金を用いたトンネル接合において世界最高の値である.また,このTMR接合のコンダクタンス特性を詳細に調べた結果,巨大TMR比の原因は結晶質のMgO絶縁層を介したコヒーレントトンネリング過程によるものと示唆された.2.微細化とスピン注入磁化反転磁化反転層に(Co_<50>Fe_<50>)_<100-x>B_x(x=20,25,30,膜厚d=2nm)を用いたCoFeB/MgO/CoFeB接合を作製し,スピン注入磁化反転の観測に成功した.その結果,反転電流密度は理論予測どおり,強磁性層の飽和磁化,ダンピング定数およびスピン分極率に依存することが明らかとなり,飽和磁化およびダンピング定数の低減が反転電流密度を低減するために非常に有効であることが分かった.3.ダンピング定数αに関して強磁性共鳴を用いて,種々の強磁性体のダンピング定数を系統的に明らかにした.さらに,トンネル接合構造における磁化反転層のダンピング定数を測定する方法を世界で初めて確立した.その結果,2nm程度の非常に薄いCoFeB磁化反転層のダンピング定数は,バルクの約5倍程度増大することが分かった.また,磁化反転層の隣接層がダンピング定数に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.1.エピタキシャルホイスラー系合金電極トンネル接合の作製高品位なホイスラー合金電極と結晶質の酸化マグネシウムを組み合わせたCo_2MnSi/MgO/CoFe-トンネル接合において,217%(室温),753%(低温)の巨大なTMR比を観測することに成功した.このTMR比はホイスラー合金を用いたトンネル接合において世界最高の値である.また,このTMR接合のコンダクタンス特性を詳細に調べた結果,巨大TMR比の原因は結晶質のMgO絶縁層を介したコヒーレントトンネリング過程によるものと示唆された.2.微細化とスピン注入磁化反転磁化反転層に(Co_<50>Fe_<50>)_<100-x>B_x(x=20,25,30,膜厚d=2nm)を用いたCoFeB/MgO/CoFeB接合を作製し,スピン注入磁化反転の観測に成功した.その結果,反転電流密度は理論予測どおり,強磁性層の飽和磁化,ダンピング定数およびスピン分極率に依存することが明らかとなり,飽和磁化およびダンピング定数の低減が反転電流密度を低減するために非常に有効であることが分かった.3.ダンピング定数αに関して強磁性共鳴を用いて,種々の強磁性体のダンピング定数を系統的に明らかにした.さらに,トンネル接合構造における磁化反転層のダンピング定数を測定する方法を世界で初めて確立した.その結果,2nm程度の非常に薄いCoFeB磁化反転層のダンピング定数は,バルクの約5倍程度増大することが分かった.また,磁化反転層の隣接層がダンピング定数に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.1.エピタキシャルホイスラー系合金電極高TMR接合の作製(1)MgO(001)基板/Cr下地層上に高(001)配向,高L2_1規則度を有し,かつ,非常に表面平坦性の良いCO_2MnSiホイスラー合金をエピタキシャル成長させる作製技術の開発に成功した.(2)上記のCO_2Mnsiホイスラー合金を用いたCO_2MnSi/Al-oxide/CoFe強磁性トンネル接合において,室温で70%,2Kで159%の磁気抵抗比を得ることに成功した.この磁気抵抗比は,ホイスラー合金を用いたトンネル接合において世界最大であり,ホイスラー合金がハーフメタルであることを実験的に示した世界で初めての結果である.2.分極率、ダンピング定数の評価(1)超伝導トンネル分光法を用いて,(Co_<50>Fe_<50>)_<100-x>B_xのスピン分極率を測定した.スピン分極率はB濃度が20%で最大となることを明らかにした.(2)強磁性共鳴(FMR)を用いて,Fe-Co-Ni三元合金薄膜のダンピング定数を測定した.ダンピング定数は,スピン軌道相互作用によって大きくなることを示唆する結果を得た.3.微細化とスピン注入磁化反転(1)微細加工プロセスに電子線リソグラフィを導入し,絶縁層にMgOを用いた最小100x200nm^2の微小トンネル接合を作製し,抵抗x面積値6Ωμm^2,磁気抵抗比90%を得ることに成功した.(2)上記素子においてスピン注入磁化反転を観測することに成功した.反転に要した電流密度は7.7x10^6A/cm^2であり,熱処理温度の上昇とともに反転電流は増大した.1.エピタキシャルホイスラー系合金電極高TMR接合の作製(1)前年度高TMR比を得たCo_2MnSi/Al-O/CoFeトンネル接合(MTJ)に関して規則度と飽和磁化ならびにTMR比の対応関係を詳細に調べた。その結果、高TMR比を得るにはL2_1またはB2の規則度を有する必要があることが明らかとなった。

(2)更に、両磁性層をホイスラー合金としたCo_2MnSi/Al-O/Co_2MnSiトンネル接合で2KにおいてTMR比570%を得た。この値は、世界で最高の値である。(3)トンネルコンダクタンスのバイアス依存性から、Co_2MnSiのエネルギーギャップは350400meVであり、理論計算の値と良く一致することを示した。また、Co_2MnSiのDOSのフェルミエネルギーと伝導帯のバンドエッジが約10meVと非常に小さく、これによりTMR比の温度ならびにバイアス依存性が顕著であることを明らかにした。2.微細化とスピン注入磁化反転(2)CoFeB電極、MgO障壁トンネル接合に関して100nmサイズMTJ作製プロセスを確立した。(3)上記MTJでTMR比>150%、RA<10Ωμm^2を得た。3.ダンピング定数αに関して(1)Co_2MnSiをはじめとするホイスラー合金のαは一般に小さく、パーマロイのそれと同程度であることを明らかにした。(2)強磁性フリー層が薄くなるにつれてαが増大するが、この増大を抑える方法を見出した。1.エピタキシャルホイスラー系合金電極高TMR接合の作製前年度までは,絶縁層にアモルファス構造の酸化アルミニウム(A1-0)を用いていたが,今年度は結晶質の酸化マグネシウムを用いたCo_2MnSi/MgO/CoFe-TMR接合において,前年度のTMR比を遥かに上回る217%(室温),753%(低温)の巨大なTMR比の観測に成功した.このTMR比はホイスラー合金を用いたトンネル接合において世界最高の値である.また,このTMR接合のコンダクタンス特性を詳細に調べた結果,巨大TMR比の原因は結晶質のMgO絶縁層を介したコヒーレントトンネリング過程によるものと示唆された.2.微細化とスピン注入磁化反転前年度までに開発したTMR接合をべースとして,磁化反転層に(Co_<50>Fe_<50>)_<100-χ>Bχ(χ=20,25,30,膜厚d=2nm)を用いたTMR接合を作製し,スピン注入磁化反転の観測に成功した.その結果,反転電流密度は理論予測どおり,強磁性層の飽和磁化,ダンピング定数およびスピン分極率に依存することが明らかとなり,飽和磁化およびダンピング定数の低減が反転電流密度を低減する為に非常に重要であることが分かった.3.ダンピング定数αに関して前年度までは,強磁性単層膜においてダンピング定数の測定を行なったが,今年度はTMR接合構造における磁化反転層のダンピング定数を測定する方法を確立した.その結果,2nm程度の非常に薄いCoFeB磁化反転層のダンピング定数は,バルクの約5倍程度増大することが分かった.
ラン藻における低温誘導性遺伝子のシステマティック変異による機能解析

生物は常に環境の変化に曝されてる。環境変化に適応するためには、その環境変化を認識して、適応に必要な多数の遺伝子の発現を制御することが重要となる。ラン藻Synechocystissp. PCC6803では、低温条件下で、約3000個の染色体上の遺伝子の中で24個の遺伝子の発現が誘導され、46個の遺伝子の発現が抑制されることが分かっている。低温により発現制御を受けた遺伝子の中の小数については低温適応における役割が明らかにされている。しかし、残りの多数の遺伝子については低温適応における役割が不明である。本研究では、低温誘導性が確認された遺伝子の中から、RNAヘリケースをコードするcrhL遺伝子に着目し、この遺伝子産物(CrhL)の低温適応における役割について調べた。まず、crhL変異株を作製した。低温条件下において、変異株は野生株に比べ成長速度が顕著に遅かった。DNAミクロアレイ法やノーザンブロッティング法を用いた実験の結果、10-kDa chaperonin (GroES)と60-kDa chaperonin1(GroEL-1)をコードするgroESLオペロンと、60-kDa chaperonin 2(GroEL-2)をコードするgroEL2遺伝子のmRNAが、野生株に比べcrhL変異株で低かった。低温条件下において、これらのmRNAの分解速度は野生株と変異株とで違いがなかったので、CrhLがgroESLオペロンやgroEL2遺伝子の低温での発現過程に関与し、低温適応において重要な働きをすることが示唆された。現在、CrhLによるGroESL遺伝子群の低温誘導の分子機構をより詳細に検討中である。ラン藻Synechocystissp.PCC 6803は低温に曝されると、多数の遺伝子の発現を誘導あるいは抑制し、低温環境に適応し生育する。本研究ではそれらの低温誘導性遺伝子のうち、その機能が未同定の遺伝子について破壊株を作製しその表現型を解析することにより、低温条件でのその遺伝子産物の機能と細胞の低温適応能獲得に対する意義を明らかにすることを目的とする。本年度は、低温誘導性の未知遺伝子10種の個別破壊株を作製した。また、構造が類似しているタンパク質をコードする遺伝子については、多重破壊変異株も作製した。それらの変異株の生育を通常条件と低温条件で比較し、野生株に比べて低温条件で生育速度が著しく低下している株を同定した。その遺伝子の機能を予測するため、通常の培養条件と低温条件でDNAマイクロアレイ解析を行い、発現量に変化が見られる遺伝子群を明らかにした。今後さらに標的遺伝子の数、および多重変異株の組み合わせを増し、低温適応機構の全容の解明を試みる。ラン藻では、低温条件下で低分子のRNA結合タンパク質(Rbp)の遺伝子の発現が顕著に誘導され、低温条件でのRNAの高次構造および翻訳活性の保持に必要であると推定されている。しかしながら、Rbpの特定の標的RNA分子種はこれまで明らかにされていない。そこで、タグを付加したRbpをラン藻細胞内で過剰発現させ、Rbpとともに精製されるRNAと全RNAとをDNAマイクロアレイで比較することにより、Rbpの標的RNAを同定するべく準備を行っている。
東アジアにおける持続可能な気候変動への緩和策・適応策の統合評価

本研究は、(1)東アジアにおける気候変動の脆弱性評価、(2)賢い適応策のあり方、(3)多時点カリブレーション法(MCDA)を用いた緩和策の検討、などを実施した。その結果、(1)ベトナム・メコンデルタでの脆弱性な地域の同定、(2)科学アプローチと地域アプローチを組み合わせた適応策のあり方の提案、(3)日本のエネルギー消費における技術変化と価格代替効果の定量化などの知見を得ることができ、東アジアにおける持続可能な気候変動対策の指針づくりに貢献した。気候変動下における緩和策と適応策は、持続可能な発展を実現するための主要な方策である。本研究は、東アジアにおける緩和策・適応策の統合評価モデルを構築し、持続可能な気候変動対策の策定に向けた指針づくりを目指す。以上のとおり、平成22年度は持続可能な適応策と緩和策の概念構築と評価手法に関する意見交換と資料収集を行った。これらの成果に基づき今後は評価手法の確立を目指す。平成23年度は、昨年度実施した先行研究の整理に基づき、アジア太平洋地域での脆弱性評価の基本設計を行った(田村,2012)。気候変動に対する脆弱性の要素は、第一に気温上昇、海面上昇、降雨変化などの気候変動に伴う外力の大きさ、第二に影響を受ける自然や社会の感受性、第三にそれらに対する社会の適応能力である。適応能力評価に関しては、ベトナムにおける省別の人間開発指数の推計(Human Development Index : HDI)を行った。HDIは、ゴールポストとよばれる先験的に設定された(社会基盤整備を含む広義の)開発目標とその達成度を数値化した指標である。適応能力は社会によって異なり、その配分には社会・経済プロセスが決定要因となる。その結果、ホーチミン市の適応能力はベトナムの平均よりも高い一方、メコンデルタ周辺の省(TraVinh、SocTrang等)ではやや低いことが定量的に明らかとなった。また、適応策の実施に向けて、アジア太平洋地域における既存の国際的な適応ネットワークを研究指向型、政策指向型、コミュニティ指向型の3つに整理し、これらが相乗効果を生むための役割分担や適応ネットワークのあり方を論じた(Yasuhara et al,2011)。一方、緩和策についてはマルチ・カリブレーション法(MCDA)と既存の構造分解分析(SDA)との比較を行い、当手法の理論的な頑健性を検証した(Okushima and Tamura,2011等)。以上のとおり、平成23年度は適応能力を中心とした脆弱性評価のプロトタイプ構築とMCDAの検証ができた。今後は、各項目の精緻化とともに気候外力を考慮した総合的な脆弱性評価の実施を目指す。1)アジア太平洋地域における脆弱性評価平成24年度は、過去2年間の成果に基づき、アジア太平洋地域、特にメコンデルでの脆弱性評価を実施した。田村(2012b)は、アジア太平洋地域での脆弱性評価の先行研究をレビューし、メコンデルタでの評価手法の基本設計を提案した。そして、ベトナムのメコンデルタにおける脆弱性評価から海面上昇、高潮などの物理影響とダウンスケーリングした人口シナリオ、貧困などの社会経済影響を加味して脆弱な地域の特定を試みた(Tamura et al., 2013b,c)。その結果、Ca Mau省、Soc Trang省などの沿岸域において、物理影響と社会経済影響の重なる脆弱な地域を同定した。これらの地域には適応策の重点的な実施が望まれる。2)賢い適応策のあり方の検討適応策には科学アプローチと地域アプローチがある。科学アプローチの最終形は、適応策を中長期的開発計画の中に組み込む「適応策の主流化」であるが、主流化を望めば予測や政策立案に関してより高い能力を必要とするというジレンマに陥る。一方、地域アプローチは地域の住民の理解を得やすい反面、現実のニーズへの対応が優先され、気候変動適応に合致しない場合も出てくる。賢い適応のためには、科学アプローチの長期目標に向かう指向性と地域アプローチの現実に即した取り組みをいかに組み合わせるかに鍵があると言える。本研究は、科学アプローチと地域アプローチの双方から適応策のあり方を整理し、日本の適応研究の現状と課題を明らかにした(Tamura et al., 2013a;田村, 2012a)。今年度はメコンデルタにおける適応能力評価、脆弱性評価のプロトタイプを完成することができ、当初の計画通り概ね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。

東アジアにおける緩和策・適応策の統合評価モデルの作成に向けて、今年度のプロトタイプの精緻化とその他気候外力との統合化を図る。さらに、国際会議や論文投稿を通じて、その妥当性を絶え間なく検証していく予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
東南アジアにおけるG6PD変異の分子生物学的分析

ラオス、ミャンマーおよびインドネシアにおいて、当地の医師・研究者とともにマラリアの集団検査およびグルコース6リン酸脱水素酵素(G6PD)変異の診断を行った。マラリアの診断には川本が開発したチューブ法を用いた。マラリア診断・G6PD活性測定のための指頭採血から、結果を聞き投薬を受けるまでが3040分で済むため、受診者には好評であった。マラリア原虫保有者でG6PD活性正常者については、マラリアの根治治療あるいはマラリアの蚊への伝播抑制のためプリマキンを使用することができた。ミャンマーおよびインドネシアにおける、グルコース6リン酸脱水酵素(g1ucose 6-phosphate dehydrogenase)欠損者を、廣野により開発された(Hirono et al., Jpn J Trop Med 26:14,1998)迅速・簡便な方法で検出した。調査は主としてマラリアの流行地で、住民のマラリア診断と平行しておこなった。インドネシアでは234名の男性を検査し16名(6.8%)、ミャンマーでは981名の男性を検査し60名(6.1%)の欠損者を見い出した。さらにスラバヤ市(インドネシア)の血液センターに献血のため寄せられた血液サンプル(250検体)を使用してG6PD検査を実施した(2名が欠損)。欠損者の一部については、DNAを抽出してその変異部位を遺伝子レベルで解明した。ミャンマーからはMahidol型がみつかった。この型はタイ国でしばしば見られる型で、隣国のミャンマーで見られることは不自然ではない。インドネシアからはKaiping、Canton、さらにChatham型が見い出された。KaipingとCantonは中国人に多く見られる型であるが、聞き取り調査によりこれら2例は中国系インドネシア人であった。さらにインドネシアからいままでに報告されていない型が1例みつかった。変異はダイマー形成部位に存在し、G6PD活性を担う重要な部位が変異したものである可能性がある。ラオス、ミャンマーおよびインドネシアにおいて、当地の医師・研究者とともにマラリアの集団検査およびグルコース6リン酸脱水素酵素(G6PD)変異の診断を行なった。マラリアの診断には川本が開発したアクリジンオレンジ法、G6PD活性の測定には藤井の開発したプレート法あるいは、廣野の開発したチューブ法を用いた。
貧酸素環境下における海底堆積物の生物・化学的酸素消費に関する研究

閉鎖性海域で深刻な問題となっている底層水の貧酸素化の解決には、堆積物の酸素消費特性を要因毎に把握することが重要となる。本研究では、有機物分解により酸素が消費され二酸化炭素が放出されることに着目し、全酸素消費から生物的な要因を分画することを目的とした。まず、水中CO2濃度を計測するために通気性撥水チューブを用いた計測装置を作成し、その有効性を検証した。pH変化、室内曝気および炭酸水滴定によるCO2濃度の変動実験の結果、本装置の計測精度や反応速度について確認した。その後、堆積物を敷いた水槽内のDOとCO2の時間変化を同時計測し、DO消費量とCO2生成量の関係から生物的な反応を分離することができた。港湾海域のような閉鎖性海域では、底層水の貧酸素化が深刻な問題となっている。様々な酸素供給技術が提案されているが、適用に当たっては堆積物の酸素消費特性を把握しどのくらいの酸素を供給すればよいかを事前に見積る必要がある。特に貧酸素環境下では様々な酸素消費要因が混在するため、要因毎の酸素消費特性を解明することが重要となる。本研究では生物的な酸素消費過程として、バクテリアが有機物を分解する際に酸素を消費し二酸化炭素を放出することに着目し、酸素消費量と二酸化炭素生成量の関係から生物的な酸素消費要因を分画することを目的とした。2年計画の初年度は、水中二酸化炭素濃度の計測手法の確立のため、センサー部に通気性撥水チューブを用いた計測装置を製作し、その妥当性について検証した。まず、室内曝気した水中の二酸化炭素濃度を計測し、水槽内の二酸化炭素濃度が室内の濃度に収束する過程をモニタリングした。また、室内曝気中の水槽内に高濃度炭酸水を段階的に滴定した場合の濃度変化を計測した。この結果、本手法の反応速度は数分から数十分程度かかるものの環境水中の二酸化炭素濃度の時間変動を計測するのに十分有効であることが確認できた。2年目は本手法の妥当性を評価するため、全炭酸濃度が一定の水槽内のpHを調整して二酸化炭素濃度を段階的に変化させた実験を実施し、本計測手法で水中の二酸化炭素濃度を計測できていることを確認した。その後、堆積物を敷いた水槽内の溶存酸素濃度と二酸化炭素濃度の時間変化を同時計測し、酸素消費曲線と二酸化炭素生成曲線について比較した。その結果、生物的酸素消費と考えられる反応を確認することができた。ただし、実験手法の確立に時間を要したため、当初実施予定であった有機物量や水温など条件を変化させた実験による生物的酸素消費特性の解明には至らなかった。閉鎖性海域では底層水の貧酸素化が深刻な問題となっており、貧酸素化対策を考える場合、堆積物の酸素消費特性の定量評価が重要となる。特に、貧酸素環境下では様々な酸素消費要因が混在し酸素消費量が時空間的に変動するため、要因毎に消費特性を評価する必要がある。本研究では、環境に応じて変化する堆積物の酸素消費量を定量的に予測するために、堆積物の生物的酸素消費特性と化学的酸素消費特性を明らかにし、酸素消費特性を要因毎に評価することを目的としている。2年計画の初年度となる本年度は、堆積物の生物的酸素消費特性について明らかにするため、堆積物の生物的な酸素消費要因としてバクテリアの有機物分解に着目し堆積物の酸素消費量と二酸化炭素の生成量について検討した。まず、実験を実施するにあたって水中の二酸化炭素濃度を連続計測する必要があるため、通気性撥水チューブを用いた計測手法に着目し、本手法の有効性について検証した。室内曝気した場合の水中二酸化炭素濃度の時間変化を計測した結果、微小な変動を捉えることが可能であることを確認した。また、本手法の応答速度を確認するため室内曝気している水槽中に炭酸水を段階的に滴定した場合の時間変化を計測した結果、反応速度が2、3分程度であることが分かった。その後、本手法を用いて堆積物を敷いた水槽内の酸素濃度と二酸化炭素濃度の時間変化を計測した。堆積物直上水中の酸素濃度と二酸化炭素濃度濃度の時間変化の関係から、生物的な反応と考えられる領域では両者に負の相関がみられ、生物活性による有機物分解に伴い酸素が消費され二酸化炭素が生成する反応が確認できた。以上のように、本年度は、有機物分解による生物的な酸素消費特性を検討するための手法を確立した。本研究では、酸素消費を生物的要因と化学的要因に分画し環境に応じて変化する堆積物の酸素消費量を定量的に評価することを目的として、(1)生物的酸素消費要因の解明、(2)化学的酸素消費要因の解明、(3)貧酸素環境下における堆積物の生物・化学的酸素消費要因の分画、(4)生物化学的要因を考慮した酸素消費モデルの構築、を課題として設定している。このうち、当初予定では本年度中に、課題

(1)、(2)について検討する予定であったが、実験手法の確立に時間を要し特性の解明にまでは至らなかった。特に、水中の二酸化炭素濃度の計測手法については、手法の確立から始まったため有効性の検証等に予定以上に時間を要した。また、化学的実験についても、水槽の作成や実験の初期条件の調整に時間を要した。ただし、本年度に実施した実験手法の確立ができなければ、特性の検討には至らないため、進捗としてはやや遅れているが、有用な成果を得ることができたといえる。進捗が遅れている生物的酸素消費特性と化学的酸素消費特性の解明について、次年度の前半に実施する。生物的酸素消費特性については、本年度に確立した実験手法を用いて水温や用いる堆積物の実験条件を変化させて堆積物の酸素消費量と二酸化炭素生成量の関係を整理することで生物的酸素消費特性について明らかにする。また、化学的酸素消費要因の解明については、滅菌処理した堆積物と海水を用いて酸素消費実験を実施し硫化物濃度と酸素消費過程について整理する。その後、貧酸素状態にした水槽内に酸素供給実験を実施し、堆積物の酸素消費過程と、二酸化炭素濃度および硫化物イオン濃度の変動をモニタリングすることで、生物的要因と化学的要因の分画を行う。該当なし
近接場増強型光化学反応の空間・時間集積化

本研究では金属ナノ粒子自己組織化単層膜を高効率に光化学反応を促進する近接場増強型反応場として捉え、これをマイクロ流体デバイスに組み込むことで、フロー合成法に基づく極短時間タンデム合成系に、効率的な光化学反応を空間・時間集積化することを目的として研究を行う。具体的な成果は以下の通り。1.タンデム型流体デバイスの試作:有機溶媒耐性の向上を目的として、マイクロインプリンティング法によるアクリル樹脂製マイクロ流路の作製を行った。まず、シリンジポンプの駆動力と水の粘性係数から一般的な有機溶媒で送液可能なマイクロ流路の流路幅と深さを算出し、効率よくプラズモン増強場での反応が起きるようにジグザグ型の流路長の長い1液用および3液混合用マイクロ流路パターンを設計した。共焦点レーザー顕微鏡により構造評価を行った結果、設計通りに平坦性の高いパターン構造を有するマイクロ流路が作製できていることが明らかとなった。2.光化学反応の空間・時間集積化:作製したマイクロ流路を金ナノ粒子2次元配列固定化基板と接着することで近接場光リアクターを作製し、2-アントラセンカルボン酸の光環化2量化反応を行った。本リアクターを用いれば、金ナノ粒子2次元配列上における電場増強効果により、通常アントラセンの光反応が励起される365nmよりも長波長の可視光(422-750nm)を照射した場合でも効率よく反応が進行し、流路長380mm、幅200μm、深さ100μmのリアクターで流速0.5mL/hの条件下、12%の収率で環化2量化生成物を得ることに成功した。また、金ナノ粒子2次元配列を用いた触媒的シリルエーテル化反応から、プラズモン増強反応場における疎水性界面の基質認識特性を明らかにした。シランの過アルコール分解反応において金ナノ粒子2次元配列基板は他の金ナノ粒子コロイドや金薄膜に比べて遥かに高い触媒活性を示すことを見出した。1.タンデム型流体デバイスの試作:専用流体デバイスは、物質・材料研究機構内ナノファウンドリー施設の協力により試作した。μ流体デバイス中の流路の型は、4インチシリコン基板をフォトリソグラフィーとドライエッチングで製造し、更にニッケル鋳造たより金型を作製した。この金型を使って約300度でアクリル樹脂へインプリントを行い3種類以上の溶液を反応ステップ毎に順次混合できるマイクロ流体デバイスを作製した。2.光化学反応の空間・時間集積化:金ナノ粒子配列の有無により、アントラセンカルボン酸単量体から光化学反応によりアントラセンカルボン酸2量体を合成する(光化学反応)光環化付加反応の加速を確かめた。空間・時間集積化のステップとして、脱水縮合反応および光誘起ラジカル付加反応に着手した(途中段階)。
遷移金属触媒を用いる高度に立体制御された有用複素環化合物の新規合成法の開発

遷移金属のうち、パラジウムは有機反応触媒として最も活発に研究されている金属である。ただし、これまでの研究は0価パラジウムを触媒活性種とするものが殆どで、2価パラジウムを活性種とする有機反応は極めて少なかった。この主な原因として、ヘテロ原子による2価パラジウムの被毒に加え触媒サイクル完結のために0価パラジウムの2価への酸化の必要性をあげることができる。この問題点を克服できれば2価パラジウムの基質酸化能を触媒的に利用することが可能となり、これまでにない有用な有機反応を開発しうるものと期待される。このような観点から2価パラジウムを触媒とする複素環化合物の合成について研究を行ない、以下に要約する新規で高効率な反応の開発に成功した。(1)生理活性物質として興味を持たれているβーアミノ酸、β、δー、β、εージアミノ酸、ジヒドロウラシル等の多様な誘導体の一般的、高選択的合成法として、パラジウムを触媒する不飽和アミンの分子内環化反応が有用であることを見出した。アミン類は高原子価遷移金属の触媒毒であり、また酸化され易いため、高原子価遷移金属触媒反応には用いにくい。著者はアミン類の反応性を各種のアミノ保護基を用いて検討し、尿素誘導体が特異的高活性求核種としてふるまうことを見出した。この発見により、従来困難とされていた不活性内部オレフィンに対するアミノカルボニル化や、6員環含窒素複素環化合物の合成が可能となった。(2)抗菌性、食欲調節等で注目されているαーメチレンーγーブチロラクトン関連化合物の高効率合成法を開拓した。(3)末端に不飽和二重結合を有するアミンの末端炭素上での位置選択的アリールアミノ化反応による2ーアリール置換含窒素複素環化合物の合成に関する新反応の開発を行なった。遷移金属を触媒として用いる場合、その有用性は遷移金属が反応の経過とともに、その酸化状態を自在に変えうることであり、この特性を利用して多くの合成法が開発され、また工業プロセスとしても稼動している。しかし、これらの反応はいずれも脂肪族化合物の合成に関するものである。現在実用に供されている医薬,農薬は、ほとんどが分子内に酸素,窒素,イオウ等のヘテロ原子を含む複素環化合物であるが、遷移金属を触媒として用いる複素環合成は未開拓の分野である。以上の観点より遷移金属を触媒として用いる有用複素環化合物の新規合成法の開発を行ない、以下の結果を得た。イ.4-プロパルギルチオピリミジン-2(1H)-オンがパラジウム2価塩を触媒量作用させることにより、閉環し、3-Xチレン-2,3-ジヒドロ-5H-チアゾロ〔3,2-C〕ピリミジン-5-オンに誘導された。この反応は、パラジウムの触媒作用により、三重結合への窒素の分子内求核付加により進行し、二環性複素環を与える、反応型式として興味あるばかりでなく、生成物も高い除草活性を示す点で有用である。2.不飽和アミン,不飽和アルコールがパラジウム2価を触媒として用いることにより、それぞれ含窒素5員環,6員環複素環化合物,および含酸素5員環,6員環,7員環複素環化合物へと高収率,高選択的に誘導されることを見出した。この反応はパラジウムの酸化能を利用する極めて稀な型式の反応であるばかりでなく、その位置および立体選択性において他にみられない特異性をも示した。3.3-ヒドロキシ-4-ペンテニルアルコールがパラジウムを触媒として、一酸化炭素雰囲気下でシス-3-ヒドロキシ-γ-ブチロラクトン-4-酢酸ラクトンに誘導されることを見出した。

遷移金属を触媒として用いる場合,その有用性は遷移金属が反応の経過とともに,その酸化状態を自在に変えうることであり,この特性を利用した多くの合成法が開発され,またその一部は工業プロセスとしても稼動している.しかし,これらの反応はいずれも脂肪族化合物の合成に関するものである.現在実用に供されている医薬・農薬は,ほとんどが分子内に窒素,酸素,イオウ等のヘテロ原子を含む複素環化合物であるが,遷移金属を触媒として用いる複素環合成は末開拓の分子である.以上の観点より,遷移金属を触媒として用いる有用複素環化合物の新規合成法の開発を行ない,以下の結果を得た.1.従来パラジウム2価を用いた分子内エレフィンのアミノ化による六員環含窒素複素環合成は不可能もしくは極めて困難とされていた.我々は窒素の保護基を種々検討した結果,ウレアを用いると,この環化が極めてスムーズにかつ一般性よく進行することを見出した.例えば5ーヘキセニルアミン類からはピペリジンー2ー酢酸およびその誘導体が高収率で得られた. (塩化パラジウム0.10.01当量,塩化銅3当量,酢酸中,室温,一酸化炭素一気圧).この反応はピロリジンー2ー酢酸の合成にも応用でき,含窒素複素環の合成法として有用である.2.分子内にエステル,ケトン,ニトリル,ハロゲン等の親電子基を有する有機金属は,その求核性のゆえに不安定であるが,金属として亜鉛を選ぶことにより,これらの親電子基を有する有機亜鉛が極めて再現性よく調製できることを見出し,各種遷移金属を触媒として用いることにより,多種親電子剤(酸クロリド,アルデヒド,沃化ビニル,沃化アリール,アリルクロリド等)との炭素ー炭素結合形成反応に応用することに成功した.これらの生成物は複素環に容易に変換しうる.遷移金属を触媒として用いる場合、その有用性は遷移金属が反応の経過とともに、その酸化状態を自在に変えうることであり、この特性を利用して多くの合成法が開発され、また重要な工業プロセスとしても稼動している。しかし、これらの反応はいずれも脂肪族化合物に関するものである。現在、実用に供されている医薬、農薬はほとんどが酸素、窒素イオウ等のヘテロ原子を含む複素環化合物であるが、遷移金属を触媒として用いる複素環合成は未開拓の分野である。以上の観点より遷移金属を用いる有用複素環化合物の新規合成法の開発を行ない、以下の結果を得た。1.不飽和アミンの窒素保譲基として尿素を用いることにより、アミンの求核性が格段と向上し、従来極めて困難とされていた環化反応が容易に進み、6員環含窒素複素環化合物が高収率で得られることを見出した。更に、尿素は両性求核官能基として、もっぱら酸素原子上での反応が知られていたが、本反応では特異的に窒素求核体として作用することが初めて明らかとなった。これらの特微はパラジウム2価の配位により生ずる陽性炭素への窒素の求核攻撃という特殊情況によるものと考えているが、その原因は明らかでない。本反応はカルボニル化と連動させることにより、多彩な構造を有するジヒドロウラシル誘導体を高収率で与える。生成物には多様な生理活性が期待され、現在検討中である。2.上記反応で得られた双環式ジヒドロウラシルの加水分解に銅II価が触媒として有効であることを見出しβ、γ-、β、δ-ジアミノ酸への転換を検討した。3.抗菌活性、生理活性(食欲調整)が期待されるα-メチレン-γ-ブチロラクトンを3-ブチン-1-オールのパラジウム触媒による一段合成法の一般性について検討し、その応用範囲の広さを示した。
鼻粘膜肥満細胞発育因子に関する研究

鼻アレルギー発症機序において肥満細胞は重要であることは云うまでもない。最近この肥満細胞は局所の構築細胞である線維芽細胞膜表面に発現するc-kitligand (SCF)によって発育することが明らかとなっている。ヒトの肥満細胞は中性蛋白分解酵素としてトリプテ-スのみを持つもの(MC-T)と,トリプテ-スとカイメ-スを持つ(MC-TC)2つの亜型に分類されている。今日まで、鼻粘膜上皮内に増多するMC-Tが鼻アレルギー発症機序の上で重要であることを我々のグループは唱えてきた。この肥満細胞の増多にとって局所での増殖因子が関与する必然性が生じるが、鼻粘膜上皮層においてはたしてこの増殖因子が存在するか否か興味がある。平成6年度において免疫組織化学的検討した結果、SCF陽性染色性が上皮層、および粘膜結合識、粘膜固有層浸潤細胞に見られた。次いで鼻粘膜上皮擦過片を培養し、得られた培養液中からはヒト肥満細胞増殖因子であるSCFが増加することを見出した。平成7年度においてこのSCFは上皮細胞由来であるか否か,そしてSCFは鼻アレルギーにおいて産生が亢進するか否かを検討した。すなわち、鼻アレルギー患者またはアレルギーを持たない肥厚性鼻炎患者の下鼻甲介粘膜からプロテアーゼ処理により上皮層を分離し、これを培養することにより分離培養上皮細胞を得た。この分離上皮細胞から全RNAを分離し、逆転写酵素によるPCR法によってcDNAを得た。そしてSCFcDNAに対応するプライマーを用いて、PCR法によって増幅した。この結果上皮細胞からはSCFcDNAが大量に産生され、SCFmRNAの発現が証明された。また分離培養上皮細胞からSCFの産生をみるため、培養上清液中のSCF量をELISA法により測定した。この結果分離上皮細胞から培養7日まで産生の増加が見られた。またこのSCF産生が非アレルギーより鼻アレルギーに増加する傾向がみられた。ヒトの肥満細胞には中性蛋白分解酵素としてトリプテ-スのみを持つもの(MC-T)と,テトリプテ-スとカイメ-スを持つ(MC-TC)2つの亜型に分類される。鼻アレルギーにおける肥満細胞の分布は鼻粘膜上皮内にMC-Tが増多することが特徴であり、症状の重症度や抗原誘発反応と相関することから鼻アレルギー発症にはこのタイプの肥満細胞の増多が重要と考えられる。最近ヒト肥満細胞発育因子としてstem cell factor(SCF)が注目され、増殖鼻粘膜上皮層にSCFの局在あるいは産生の可能性について検討した。まず鼻腔整復術のために外科的に切除された鼻粘膜の薄切片にヒトSCFに対するマウスモノクロナール抗体で反応後、ビオチン結合ウサギ抗マウスIgGで反応させ、DAB基質で染色することによって組織内SCF産生担当細胞をみたところ、鼻粘膜上皮内にSCFと固有層浸潤細胞に濃染された。この濃染は非アレルギーよりアレルギーに強かった。上皮擦過片培養上清中に産生されたSCF量をELISA法によって測定すると非アレルギーより鼻アレルギーに有意に高かった。しかし鼻アレルギー症例における肥満細胞の増多の程度とSCFとの産生量との間には相関性がなく、他の因子の影響が考えられた。また上皮細胞分離培養からのSCF産生は牛胎児血清量に依存し、炎症の場での血清成分のはたす役割を示唆しているのかも知れない。以上のことから鼻粘膜上皮層からSCFが産生され肥満細胞の増殖に重要な役割をしていること。