hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顕微分光法と酵素免疫組織染色法との共用による高感度・高選択性分析法の開発

新鮮大豆種子より各種クロマトグラフィ-によりウレア-ゼを精製し、電気泳動的に単一な標品を得た。これをBALB/Cマウスに2週間毎に3回免疫し、常法によりミエロ-マ融合細胞を作製、ELISAにより抗体価を検定しながら高抗体価株を選択し,精製抗体を得た。2種のモノクロ-ナル抗体はともにサブクラスがIgG2aであった。大豆以外にナタマメ、バクテリアのウレア-ゼとの交又性があることがわかった。2.抗原の固定法の検討ウレア-ゼは細胞質に可溶化しており,これを抗原性を失わずに固定する方法が確立していない。今回PFA法,PLP法について検討を加え,一応固定できることを確認した。3.組織染色大豆子葉切片12,1.で得られた抗体を結合させ,これに2次抗体を結合させた。2次抗体には抗マウスIgGーFITC蛍光標識,または抗マウスIgGービオチンにアルカリホスファタ-ゼ標識ストレプトアビジン結合の酸素標識法による発色法を行った。FITC標識試料は蛍光顕微鏡写真で組織に蛍光が導入されたことを確認したが,バックグラウンドの自然蛍光との判別が必ずしも明瞭ではなかった。4.顕微分光測定FITC標識試料について顕微分光測定を行った。測定装置として,フ-リエ変換顕微鏡に高圧HGランプで光源強度を上げ,イメ-ジインテンシファイア付きフォトダイオ-ドアレイ検出器により高感度測定を行った。励起光はフィルタ-カットUバックグラウンドの蛍光による妨害の除去を行ったが、植物体中ではリボフラビン等の自然蛍光体が多く,完全な消去は不可能であった。励起光の異なる蛍光標識化合物を検討している。
細胞周期関連因子を中心とした神経芽腫発がん機構の解析

MYCN増幅/過剰発現と合成致死表現型を示す遺伝子としてSmc2、MYCNとSyntheticに老化の表現型を示す遺伝子としてSgo1を同定した。どちらもMYCN増幅タイプの神経芽腫細胞株でノックダウンするとDNA損傷を誘導した。DNA損傷を誘導する機構として、Smc2では、DNA修復に必要な遺伝子の転写制御をしていることが示唆された。また、Smc2単独でなくコンデンシン複合体が転写制御に関わっている可能性が示唆された。一方、Sgo1ではPP2Aやコヒーシンが表現型に関わっている可能性が示唆されている。これらの遺伝子の発現とヒト神経芽腫患者の予後にも相関があることが明らかとなった。MYCNと協同して神経芽腫の発がんに関わるであろう候補遺伝子として当初Cdc25Cに着目していたが、他の研究室から「MYCNが発現している神経芽腫の細胞株においてCdc25Cは過剰発現しているものの、Cdc25CをノックダウンしてもMYCNに依存した細胞増殖には差がない」ということが報告された(Cancer Cell, 2009,15,67-78)。そのため、再びマウス神経芽腫モデルを用いたマイクロアレイのデータを再検討し、細胞分裂時の正常な染色体分配に必要なShugoshin 1 (Sgo1)及び染色体の凝集に必要なコンデンシンのサブユニットであるStructual maintenance of chromosome 2 (Smc2)の二つの細胞周期関連因子を新たな候補遺伝子とした。正常マウス及びMYCNトランスジェニックマウス(神経芽腫モデルマウス)において神経節細胞を用いたRT-PCRを行ったところ、マイクロアレイと同様に正常マウスからの細胞では発現が上昇していないが、モデルマウスの細胞ではそれらの遺伝子の発現が上昇していることが確認された。また、ヒト神経芽腫の細胞株においてSgo1およびSmc2の発現を確認したところ、MYCNが増幅している細胞株(IMR32,SK-N-BE,NB39)においては発現が多いのに対し、MYCNが増幅していない細胞株(SK-N-AS)においては発現が少ないことが確認された。すなわち、MYCNの発現に依存してこれらの遺伝子の発現が上昇していることが明らかになった。さらに、sh RNAを発現するベクターをレンチウィルスを用いてヒト神経芽腫細胞株に感染させSgo1をノックダウンしたところ、MYCNが増幅している細胞株では細胞増殖の速度が低下し、MYCNが増幅していない細胞株では速度に変化はないという予備的な結果が得られている。また、EMBLで公開されているヒト神経芽腫患者の発現データ及び予後のデータから、Smc2の発現はMYCNの発現と協同して患者の予後に影響があるという結果が得られている。これらのことから、Sgo1やSmc2はMYCNと協同して神経芽腫の増殖速度や予後に関与する因子であると考えられる。H21年度までに神経芽腫モデルマウスであるMYCNトランスジェニックマウスにおいてがんの進行とともに発現が上昇し、ヒト神経芽腫細胞株においてMYCN増幅タイプのものでのみ発現が高く、MYCNの高発現と合成致死表現型を示す遺伝子として、Sgo1とSmc2を同定していた。H22年度では、Sgo1をノックダウンすると、MYCN増幅タイプの細胞でのみG2/M期の細胞が増加し、DNA損傷のマーカーであるγ-H2AX陽性細胞が増加し、老化の指標であるSA-β-GAL陽性細胞が増加していた。一方、Smc2をノックダウンすると、細胞周期には変化が見られなかったが、MYCN増幅タイプの細胞でのみγ-H2A陽性細胞が増加し、アポトーシスの指標であるTUNEL陽性細胞が増加していた。Sgo1と協同して働くと報告があるPP2Aの阻害剤(オカダ酸)を用いて同様の実験を行ったところ、MYCN増幅タイプの細胞の細胞の生存率が低下することがわかった。また、公開されている神経芽腫母者の発現アレイのデータおよび予後データを再解析したところ、Sgo1はMYCN増幅タイプの癌の予後に直接影響はしていなかったものの、コヒーシンのサブユニットであるSmc3はMYCN増幅タイプの細胞でのみSmc3の高発現の患者の予後が悪かった。以上のことから、Smc2がMYCNと合成致死表現型を示すのはDNA損傷によるアポトーシス誘導によるものであること、Sgo1がMYCNとSyntheticな表現型を示すのはDNA損傷により、細胞死ではなく細胞老化が誘導されて細胞増殖の停止がおこるためであることが明らかとなった。また、Sgo1とMYCNとのSyntheticな細胞老化誘導においても、PP2Aやコヒーシンを介して表現型を示している可能性が示唆された。

H22年度までに、MYCN増幅と合成致死及びsyntheticに老化を誘導する遺伝子としてSmc2とSgo1を同定し、その機構として、Smc2ではDNA損傷誘導後のアポトーシスによるものであること、Sgo1ではDNA損傷後の細胞老化の誘導を引き起こすためであることを明らかとした。H23年度では、Smc2をノックダウンするとMYCN増幅タイプの神経芽腫細胞株でのみDNA損傷を誘導する分子機構についてさらに検討した。WCN増幅タイプの神経芽腫細胞株のみでSmc2をノックダウンするとDNA損傷を誘導する機構として1)WCNとSmc2が協同してDNA修復遺伝子の転写を制御している、2)Smc2がDNA損傷部位にDNA修復遺伝子をリクルートする働きがある、の二つがまず考えられる。そこで、1)の可能性を検討したところ、多くのDNA修復遺伝子の転写量がSmc2のノックダウンで低下することがわかった。また、Smc2は染色体凝縮に必要であると知られているコンデンシンのサブユニットであり、ヒトにはコンデンシンIとコンデンシンIIが存在している。そこで、公開されているヒト神経芽腫患者の遺伝子の発現プロファイル及び予後を再検討したところ、WCN増幅タイプの神経芽腫患者ではコンデンシンIの発現が有為に高く、また、予後に関してはSmc2と同様にコンデンシンIのサブユニットの方が高発現で予後が悪いという傾向がみられた。さらに、Smc4をノックダウンするとDNA修復遺伝子の転写量はSmc2と同様に低下するという予備的な結果も得ている。これらのことから、Smc2単独でなくコンデンシンI複合体がMYCNと協同してDNA修復遺伝子の転写に関わっている可能性が示唆された。
低酸素状態の乳癌特異的抗体を用いた高感度体液診断法および遺伝子治療法の開発

低酸素状態の癌は、浸潤・転移の支配要因になると考えられている。そこで、このような低酸素状態の乳癌に対する抗体を用いた診断法および治療法を開発するために、H19年度は遺伝子導入に有効な7種のモノクローナル抗体を樹立し、H20年度は、体液診断に有効な2種のモノクローナル抗体を樹立した。これらの抗体の中には、低酸素状態の癌に結合性の高い抗体および正常酸素状態の癌に結合性の高い抗体があり、治療・診断のデバイスとして有効であると考えられる。【研究目的】固形腫瘍の増殖に伴い形成される低酸素状態の癌は,放射線療法および化学療法に対する抵抗性を獲得する為に,主要な再発原因の1つである.本研究は、この低酸素状態の乳癌に対するモノクローナル抗体を樹立し,その抗体を利用した治療法および診断法を開発することを目的とする。【研究戦略】低酸素培養した乳癌細胞をマウスに免疫し,脾細胞とミエローマ細胞をPEGを用いて細胞融合することにより、低酸素状態の乳癌特異的なモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ・ライブラリーを作製する。低酸素培養した細胞を用いてスクリーニングを行い,得られた抗体の種類に応じてELISA法による診断法および抗体を修飾した遺伝子ベクターを用いた治療法を開発することを最終目的とする.【平成19年度の研究概要】○低酸素培養した乳癌細胞(MCF-7)の免疫による抗体産生ハイブリドーマ・ライブラリーの作製○抗体コンジュゲート型アデノウイルスベクターを用いたハイブリドーマのスクリーニング免疫マウス3匹分のハイブリドーマ・ライブラリーをアデノウイルスによる遺伝子導入を指標として,スクリーニングを行い,7個のモノクローナル抗体を樹立した.しかし,いずれの抗体も通常条件下で培養した乳癌細胞に対しても反応性を示し,低酸素特異的な反応性は認められなかった.現在,抗体産生ハイブリドーマ・ライブラリーに対して,低酸素培養細胞と正常条件下で培養した細胞を比較しながら,FACS解析によるスクリーニングを行っている.固形腫瘍の増殖に伴う腫瘍内酸素の低下は、浸潤・転移の支配要因になるばかりでなく、放射線療法および化学療法に対する抵抗性を獲得する為に、主要な再発原因の一つであり、低酸素状態の癌に対する診断法および治療法の開発が期待されている。そこで、本研究では、低酸素刺激により発現する癌細胞自身の新規表面分子の同定および特異的モノクローナル抗体を作製することを目的とする。さらに得られた抗体の診断および治療への有効性についても併せて検討を行うことを目的とする。今年度は、前年度に続き低酸素特異的表面分子に対する抗体の作製に集中した。低酸素刺激した乳癌細胞MCF-7をBalb/cマウス3匹に免疫し、脾細胞とP3U1をPEG法を用いて融合させることにより、ハイブリドーマライブラリーを構築した。得られたライブラリーに対して、低酸素刺激または未刺激細胞に対する抗体の結合性を評価した。特に治療・診断に有効である膜タンパク質への結合を単純に評価するためにFACSを用いてスクリーニングを行った。その結果、正常酸素培養した細胞に比べて、低酸素刺激細胞に対する結合性の高いクローンが一つ、また逆に正常酸素培養において結合性の高いクローンが1つ得られた。現在、2つのクローンの抗原同定を行っている最中であるが、これらのクローンは単に診断・治療のためのデバイスであるだけでなく、低酸素誘導性の癌の進展メカニズムの解析へと繋がると考えられる。
鼻過敏症に対する予防医学の確立をめざす遺伝子多型解析と細胞機能に関する統合的研究

IL-4受容体α鎖(IL-4Rα)の遺伝子多型(IL-4RαIIe50Val)で50番目のアミノ酸がイソロイシンホモ型(Il homo)を示すスギ花粉症患者は他の発現型(Il, Val hetero, Val homo)を示す患者と比較して非特異的IgE値、スギ花粉特異的IgE値が共に高値を示していた。3群間で発症年齢を比較すると、Il homo型で有意に低い年齢で発症していた。次に遺伝子多型が2次発症に与える影響について検討すると、イソロイシンホモ型では現在発症していなくとも、他の2群と比較して近い将来発症しやすいことが明らかとなった。好酸球関連遺伝子多型とスギ花粉症発症との関係について調査研究をおこなった。結果は以下の通りであった。(1)今回検討したgenotypeはいずれも健常人とスギ花粉症患者間で有意な差はみられなかった。(2)(3)Eotaxin G(123G/A)で、THR23 allele(123G/A)を有する症例では有さない症例と比較して血漿中eotaxin濃度は有意に低値を示していた。また、血清中総IgE値、スギ花粉特異的IgE値も有意に低値を示していた。ECP promoter 393C/Tでは血清中ECPレベルでも差が見られなかった。検討した全てのパラメーターで有意な差がなかった。IL5(-703C/T)genotypでは、CCホモの症例では他の症例と比較して末梢血好酸球数は有意に高値を示していた。(4)好酸球関連遺伝子多型群のうちEotaxin G(123G/A)でALA23-THR23型は有意に発症年齢が遅かった。以上より、好酸球関連遺伝子多型群のうちEotaxin G(123G/A)、IL5(-703C/T)は感作成立後の症状発現時期、鼻粘膜過敏性に影響を与えている可能性がある。IL-4Rα鎖遺伝子多型に加えて好酸球関連遺伝子多型群を同時に解析することはスギ花粉症の予防医学に有用と思われた。IL-4受容体α鎖(IL-4Rα)はアトピー原因遺伝子の一つである可能性があり、喘息患者では遺伝子多型の比率が健常人と異なることが報告されている。我々はスギ花粉症患者を対象として、細胞外領域に存在する50番目のアミノ酸がバリンからイソロイシンに置換される遺伝子多型(IL-4RαIIe50Val)および、細胞内領域に存在する551番目のアミノ酸がグルタミンからアルギニンに置換される遺伝子多型(IL-4RαArg551Gln)を解析したがいずれも健常人と比較して有意な差は認められなかった。しかし、50番目のアミノ酸がイソロイシンホモ型を示すスギ花粉症患者は他の発現型を示す患者と比較してIgE値が高値を示しており、また、発症年齢が低く20歳までに74%が発症していた。次に遺伝子多型が2次発症に与える影響について検討するために4年前にCAPRASTでスギ花粉に対する抗体値がスコア2以上で未発症の症例を対象として、その後の発症の有無についてアンケート調査し、遺伝子多型との関係を調べた。4年前に未発症であった145人中38人が発症していた。

これらの症例の遺伝子多型別発症率は、イソロイシンホモ型47.8%、ヘテロ型24.8%、バリンホモ型23.2%とイソロイシンホモ型で高率に発症が認められた。以上の事実は、生後早期にFcεRIβやIL-4Rαの遺伝子多型を調べることにより将来のIgE値の推移や発症をある程度予測できる可能性を示唆している。しかし、アレルギー性鼻炎は多因子疾患であり、1-2個の遺伝子多型をもとに予防医学の理論的根拠を構築するのには無理がある。今後、瑞息など他のアトピー性疾患で注目されているCCR-3,CCR-4、IL-13,CRTH2などの遺伝子多型とスギ花粉症との関係、発症時期との関係について検討し、感作・発症に関して重要な遺伝子多型を絞り込む必要がある。好酸球関連遺伝子多型とスギ花粉症発症との関係について調査研究をおこなった。Eotaxin G(123G/A)、ECP promoter 393C/T、IL5(-703C/T)genotypeを解析し、(1)健常人との発現率の差、(2)末梢血好酸球数、血漿中のeotaxin濃度、(3)血清中総IgE、スギ花粉特異的IgE値、(4)発症年齢について検討を加えた。結果は以下の通りであった。(1)今回検討したgenotypeはいずれも健常人とスギ花粉症患者間で有意な差はみられなかった。(2)(3)Eotaxin G(123G/A)で、THR23 allele(123G/A)を有する症例では有さない症例と比較して血漿中eotaxin濃度は有意に低値を示していた。また、血清中総IgE値、スギ花粉特異的IgE値も有意に低値を示していた。一方、好酸球数には差が見られなかった。ECP promoter 393C/Tでは血清中ECPレベルでも差が見られなかった。検討した全てのパラメーターで有意な差がなかった。IL5(-703C/T)genotypでは、CCホモの症例では他の症例と比較して末梢血好酸球数は有意に高値を示していた。(4)好酸球関連遺伝子多型群のうちEotaxin G(123G/A)でALA23-THR23型は有意に発症年齢が遅かった。以上より、好酸球関連遺伝子多型群のうちEotaxin G(123G/A)、IL5(-7O3C/T)は感作成立後の症状発現時期、鼻粘膜過敏性に影響を与えている可能性がある。IL-4Rα鎖遺伝子多型に加えて好酸球関連遺伝子多型群を同時に解析することはスギ花粉症の予防医学に有用と思われた。
睡眠中の記憶形成と消去に関わる神経機構の解明

睡眠中に記憶が固定・消去されていると考えられているが、どのように調節されているのか神経科学的に解明されていない。本研究では、メラニン凝集ホルモン(MCH)神経に対して、最新の光技術を駆使した神経活動の光操作と光記録を適用し、睡眠覚醒解析と記憶を評価する行動実験とを組み合わせることによって、睡眠時の記憶制御メカニズムについて神経回路レベル、細胞レベルにて詳細に明らかにすることを目的としている。遺伝子改変マウスとアデノ随伴ウイルスベクターを用いて、メラニン凝集ホルモン産生神経活動を光遺伝学や化学遺伝学を用いて操作可能なマウスを独自に作出し、神経活動操作時に記憶がどのように制御されるのかについて検討を行った。光遺伝学、化学遺伝学を用いて、MCH神経を活性化させると、海馬依存的な記憶が消去または抑制されることを明らかにした。一方、同手法を用いて抑制すると記憶が向上することを見いだした。これらの結果はMCH神経活動が海馬依存的な記憶に関わっていることを示している。そこで、MCH神経の活動を睡眠覚醒中のマウス脳内において測定するために、MCH神経特異的にカルシウムインジケータであるGCaMP6を発現するマウスを作成した。これらのマウスの脳内にGRINレンズを刺入し、マイクロエンドスコープを頭上に装着することによって、MCH神経活動を1細胞レベルで記録した。脳波筋電図記録と組み合わせて、睡眠覚醒状態を判定しながら、MCH神経活動を解析したところ、MCH神経はレム睡眠中と覚醒時に活動が高くなっていた。そのため、次にMCH神経の活動を睡眠覚醒状態依存的に操作することを試みた。MCH神経特異的に光で神経活動を抑制するArchTを発現させ、覚醒時、ノンレム睡眠時、レム睡眠時に神経活動を抑制した。その結果、レム睡眠中での抑制が記憶の向上に関わっていることを明らかにした。自由に行動するマウスの脳内のMCH神経を1細胞レベルで記録出来るマイクロエンドスコープを用いて、MCH神経にはレム睡眠中に活動するMCH神経と覚醒時に活動するMCH神経の2種類があることを明らかにした。そこで、これら2種類のMCH神経の役割について明らかにするために、リアルタイムで脳波筋電図を記録しながら、睡眠覚醒状態を判定し、光照射のタイミングを制御する装置のセットアップを行った。非常に高い正解率でリアルタイム睡眠覚醒状態判定ができることを確認したため、睡眠覚醒状態依存的に神経活動を光遺伝学を用いて操作することが可能になった。この装置を用いて、記憶の評価を行う行動実験と組み合わせることで、レム睡眠中のMCH神経活動が記憶制御に関わっていることを明らかにする検討を行った。睡眠覚醒状態依存的光遺伝学によるMCH神経の抑制によって、レム睡眠中のMCH神経活動が記憶制御に関わっていることを明らかにすることに成功しているため、当初の計画以上に進んでいると判断した。レム睡眠時に活動するMCH神経と覚醒時に活動するMCH神経の生理的役割について行動実験などによって明らかにする。また、記憶制御に関わる分子細胞レベルでのメカニズムについてインビトロ電気生理学などを用いて明らかにする。

この装置を用いて、記憶の評価を行う行動実験と組み合わせることで、レム睡眠中のMCH神経活動が記憶制御に関わっていることを明らかにする検討を行った。睡眠覚醒状態依存的光遺伝学によるMCH神経の抑制によって、レム睡眠中のMCH神経活動が記憶制御に関わっていることを明らかにすることに成功しているため、当初の計画以上に進んでいると判断した。レム睡眠時に活動するMCH神経と覚醒時に活動するMCH神経の生理的役割について行動実験などによって明らかにする。また、記憶制御に関わる分子細胞レベルでのメカニズムについてインビトロ電気生理学などを用いて明らかにする。初年度に予定していた共同研究先での研究について、採択連絡後に調整したところ先方の都合により年度内での実施が難しくなった。改めて研究内容と時期について調整を行っており、早急に実施に向けて進めていく。
外科的侵襲後の敗血症性急性肺損傷モデルにおけるHMGB1の動態と治療法の開発

体表面積の15%にIII度熱傷を加えた熱傷マウスに熱傷後11日目にCD3刺激ないしはLPS刺激を加えるtwo hit model法において、CD3刺激を加えた腸管内のリンパ球系細胞に関する解析結果では、熱傷後11日目のマウスの腸管でTh17細胞の占める割合が増加していた。特にLPS刺激を行ったマウスでは有意に増加していた。しかし腸管内におけるHMGB-1とTh17細胞との関連性を明らかにし、治療法を開発するまでには至らなかった。敗血症・敗血症性ショックや急性肺損傷などに2次的に移行しやすい重症熱傷・多発外傷・出血性ショックといった致死的状況にある患者の治療に役立てるため、我々の開発した熱傷とエンドトキシンの2段階刺激モデルを用いて前課題で示したHMGB-1が熱傷後の腸管で過剰に発現し、本モデルにおいて致死的病態に対し重要な役割を持つことに続いて、本課題では腸管内におけるHMGB-1とTh17細胞との関連性を明らかにすることを目的としている。今年度は熱傷マウス(背部を剃毛・除毛した7週齢の雄性Balb/cマウス、エーテル麻酔下に背部への5秒間の蒸気暴露を行い、体表面積の15%にIII度熱傷を作成。熱傷作成後は速やかに生食4mLを腹腔内に投与)とシャムマウスにおける熱傷作成後11日目に回腸から抽出した粘膜固有層単核球をCD3またはLPSで刺激して、上清中のサイトカイン量を定量した。CD3刺激によるサイトカイン量は主にリンパ球系のサイトカイン産生能を、LPS刺激は主に単球系のサイトカイン産生能を反映すると考えられる。熱傷侵襲はCD3刺激によるTNF-a、IL-6、IL-17産生能を亢進させたの腸管内のリンパ球系細胞に関する解析結果では、熱傷後11日目のマウスの腸管で、IL-17陽性細胞中のTh17細胞(IL-17陽性、CD4陽性細胞)の占める割合が増加していた。特に、LPS刺激を行ったマウスでは有意に増加していた。前課題でHMGB-1が熱傷後の腸管で過剰に発現し、本モデルにおけるHMGB1の重要性を示した。さらに熱傷後の腸管内ではTh17細胞が増加することを見出しており、本課題では腸管内におけるHMGB-1とTh17細胞との関連性を明らかにすることを目的とする。とシャムマウスにおける熱傷作成後11日目に回腸から抽出した粘膜固有層単核球をCD3またはLPSで刺激して、上清中のサイトカイン量を定量したところ、熱傷侵襲はCD3刺激によるTNF-a、IL-6、IL-17産生能を亢進させ、腸管内のリンパ球系細胞に関する解析結果では、熱傷後11日目のマウスの腸管で、IL-17陽性細胞中のTh17細胞(IL-17陽性、CD4陽性細胞)の占める割合が増加していた。特に、LPS刺激を行ったマウスでは有意に増加していることを確認できた。同様の病態における各種検体におけるHMGB-1発現量を確認し、腸管内におけるHMGB-1とTh17細胞との関連性を明らかにする。さらにそのメカニズムに基づき治療的介入を行い、その効果を確認、メカニズムを解明する。実験動物購入や飼育、必要物品薬品・資材の購入など。

平成23年度研究費の繰越は、実験進捗状況全体における諸事情(予想外の実験動物の死亡、想定からは過度には逸脱しない程度の手技の不調など)により発生した。課題のまとめに入る平成24年度研究費に繰り越しし、より慎重な研究の遂行に役立てる(実験をさらに円滑に進めるための必要物品薬品や実験動物の購入など)予定である。
グローバル企業の環境管理システムと地域環境の関係についての実態分析〜日・米・欧企業の比較研究〜

本研究では、グローバリゼーションの急速な進展と地球環境問題の深刻化という状況のもとで、多国籍企業ないしグローバル企業がどのような環境管理システムを構築しているのか、またそれが地域環境にどのような影響を与えているのかについて、海外現地調査やわが国企業に対して実施した環境管理システムに関するアンケート調査にもとづいて実態を解明した。その結果、以下のようなことが明らかとなった。1わが国企業に対して実施した環境管理システムに関するアンケート調査によれば、環境対策部署の設置、ISO14000の認証の取得、環境会計の導入など、1990年代後半に急速に実現しており、わが国企業の環境管理システムが1990年代後半に形成されたことが明らかとなった。2環境管理システムに関するアンケート調査実施時にあわせて収集したわが国企業が公表している環境報告書、および海外現地調査時に収集した環境報告書やインターネットで入手した海外企業(北米・ドイツを中心として)の環境報告書の内容を比較検討してみると、日本企業の場合その作成時点が90年代末に集中しており、時期的に遅いばかりでなく、その内容もたとえばドイツなどの企業が作成している環境リポートなどに比べると必ずしも充実しているとはいえないことが明らかとなった。3アジア・ドイツ・北米に進出している日本企業の環境管理システムについて、海外現地調査を踏まえて、日本本社の環境管理システムとを比較検討してみると、日本本社に比べて海外子会社においては環境管理システムの展開は地域的な格差を含んではいるが全体としてかなり遅れていることが明らかとなった。1.地球環境問題ならびに企業の環境管理システム等に関する日本および海外の文献資料を収集し,本研究課題に関する文献サーベイをおこない,問題点の整理と分析をおこなった。2.環境管理ならびにリサイクル事業に取り組んでいる事業会社として,日本レートマン・リサイクリング社等へ訪問し,企業の環境対策・環境管理の現状,排出企業とリサイクル企業との関係などについて聞き取り調査をおこなった。3.海外現地調査の実施(1)台湾台湾松下電器等の日系企業および台湾現地企業を訪問し,環境対策・環境管理システム実施状況等について聞き取り調査をおこなった。また,台湾における環境問題関連の文献資料を収集した。これらの作業により,台湾企業を典型例とするアジアにおける環境問題への取り組みを整理・分析した。(2)ドイツソニー・ヨーロッパ・テクノロジーセンター等を訪問し,EU各国における環境対策・環境管理システム,ならびに現地拠点間の環境対策の調整およびそれに伴う問題について聞き取り調査をおこなった。また,ドイツにおける環境関連の文献資料を収集した。これらの作業を通じて環境先進地における現地企業の環境問題への取り組みを整理・分析した。4.研究代表者の青山茂樹が論文「地球環境問題と企業の社会的責任」(日本経営学会編『経営学論集』68集,千倉書房,1993年刊)を発表し,地球環境問題に対する日本企業の取り組みとその問題点を分析した。1海外現地調査の実施前年度の台湾・ドイツの現地調査に続き、本年度は王子製紙カナダ(Oji Paper Canada Ltd.)等を訪問し、カナダにおける環境対策・環境管理システムの実施状況等について聞き取り調査をおこなった。またカナダにおける環境問題関連の文献資料を収集した。これらの作業により北米における環境問題への取り組みを整理分析した。2我が国企業の環境管理システムに関するアンケート調査の実施上記1ならびに前年度に実施した台湾松下電器やソニー・ヨーロッパ・テクノロジーセンター(ドイツ)等へのヒヤリング調査の検討をふまえて我が国企業の環境管理システムについてアンケート調査を実施した。調査は、静岡県内に本社を置く34社ならびに東証1部上場企業を中心として180社を対象に実施した。得られたデータについては、静岡県内企業の環境問題への取り組みと全国の企業のそれとび分けて整理・分析した。主たる調査内容は次のとおりである。(1)環境マネジメントシステムの構築状況およびその内容(2)環境監査・環境会計の実施状況(3)海外子会社(製造子会社)の環境マネジメントシステムの構築状況3上記の調査内容を分析・整理し、日本・アジア・ドイツ・北米の環境問題への取り組みについて比較・検討し、問題点を析出した。

前年度までに実施した海外現地調査とわが国企業に対して実施した環境管理システムに関するアンケート調査をもとに分析検討をくわえ最終報告書としてまとめた。これらの作業にあたりおもに以下の作業をおこなった。1アジア・ドイツ・北米への進出企業の日本本社の環境管理システムの検討。ドイツ企業についてはすでに実施しているので、アジア・北米進出企業の日本本社の環境管理システムについて検討した。2昨年度までに実施さわが国企業の環境対応に関するアンケート結果を分析し、その内容を補充する聞き取り調査を実施した。それにあたっては前回調査よりもその対象を広げておこなった。3前回のアンケート実施時にあわせて収集したわが国企業が公表している環境報告書の内容を比較検討し、環境報告書ならびに環境会計の現状と問題点を析出した。わが国企業の環境報告書だけでなく、海外現地調査時に収集した環境報告書やインターネットで入手した海外企業(北米・ドイツを中心として)の環境報告書についても検討を加え、諸外国との比較・検討をおこない、環境報告書の日本的な特徴を検討した。これらの作業にくわえ研究会を頻繁に開催し、企業の環境管理システムの内容分析と地域環境の関係について一定の結論にいたった。
抗癌剤を利用しない癌治療用ナノＤＤＳ ：ＲＩＳＥＴ療法の提唱と機能検証

約30年にわたり、『抗癌剤を癌組織/細胞に選択的に送達する』ための癌治療用ナノ粒子製剤が数多く開発されてきた。これは、『腫瘍組織においては血管の構造が粗であるためにナノ粒子が漏出しやすい』という担癌モデルマウスにおいて得られた知見に基づいて成立してきた戦略である。しかし、近年報告された臨床試験のメタ解析の結果は、本戦略のヒトにおける有効性を否定するものであった。本研究では、従来のナノ粒子を用いたがん戦略を根底から見直し、抗がん剤を使わず、癌細胞を標的としないナノDDS技術を開発し、古典的ながん治療戦略を一新する。
ドメインの繰り返し構造の進化とタンパク質機能との関係

本研究の代表者により既に、RNA結合ドメインにおいて、その繰り返し構造の確立時期がタンパク質の機能の確立時期とよい対応を示すことが明らかにされている。本研究は、この解析結果が他のタンパク質ファミリーにもあてはまるか検証するのが目的であった。検証に用いるタンパク質ファミリーには細胞接着タンパク質を予定していた。そこでこのタンパク質ファミリーから系統関係を解析するのに最も適したドメインの選定に着手したが、この段階で手間取り、今年度中には計画当初予定していた、選んだドメインでの系統関係の解析には至らなかった。解析に適したドメインとして、1)多くの機能的に異なるタンパク質が共有し、2)アミノ酸配列の長さは50残基程度あり、3)ドメイン全体でのアミノ酸配列に保存性がよく、4)立体構造データが入手可能である、といった条件を考えたが、これらすべてがよくあてはまるドメインが見いだせなかったのが主な原因である。そこでこれに代えて、グロビンファミリーでドメインの繰り返し構造の解析を行なった。近年、無脊椎動物が持つグロビン分子のドメイン構成の進化的多様性が明らかになってきた。それらグロビンドメインの系統関係を解析した結果、分類学上“門"のレベルで異なる多細胞動物が持つグロビンタンパク質のドメインの繰り返し構造は、互いに進化的に起源が異なることが明らかになった。このことが、ドメインの繰り返し構造とタンパク質機能の確立時期との対応にどういう意味を持つか、今後議論をつめていこうと思っている。
網膜硝子体界面病変に関する総合的研究

近年、眼底疾患における硝子体の役割が注目されて来ている。その代表が、増殖性糖尿病性網膜症や、黄斑円孔、黄斑前膜などの網膜硝子体界面病変である。これらの疾患では、硝子体が病態の形成、予後に大きく関係していることが推測されている。しかし実際にどのように、硝子体が関与するのかは、不明の点が多い。これは、硝子体が透明なため、その解剖学的構造が、よく理解されていないことに大きな原因がある。我々は、剖検人眼の硝子体をフルオレセインで染色し、水浸状態で細隙灯顕微鏡で観察することによって、従来得られなかった硝子体の構造を、生理的な形状を保ったまま観察することに成功した。眼底後極部に面する硝子体には、硝子体皮質のすぐ前方にポケット状の液化腔が常に存在することが証明された(日本眼科雑誌1988)。この液化腔は、従来議論の多かったbursa premacularisに類似していた。我々は、新知見を加え、この硝子体の液化腔をposterior precortical vitreous pocket(PPVP)と定義した(Archives of Ophthalmology in press 1990)。この硝子体ポケットが、前述した疾患にどのように関与するか以下の臨床研究を行った。増殖性糖尿病性網膜症では、眼底後極部を囲むように輪状の網膜硝子体癒着と増殖組織が起こることが多い。我々は、硝子体ポケットの概念を用いて病像の硝子体変化の観察を行い、硝子体のこの解剖学的特性が、不完全硝子体剥離と輪状病変の形成に関与することを報告した(臨床眼科1989)。また、硝子体出血の分布における硝子体ポケットの役割を報告した(日眼総会発表1989)。黄斑前膜は、膜の組成とその発症に不明の点が多かった。我々は、硝子体ポケットの概念と臨床研究により、膜形成の機序を明らかにした(臨床眼科学会発表1989)。硝子体手術で得られた網膜前膜の病理組織学的検索を実施し、従来、細胞膜と考えられていた網膜前膜の基本要素は硝子体皮質であるとの知見を得た(発表予定)。フォトスリットカメラ(コーワSC-6)を群馬大学眼科外来に設置し、剖検人眼硝子体の解剖学的検索と網膜硝子体界面病変の臨床研究を行なった。解剖学的研究では、硝子体のうちゲル成分のみをフルオレスセインで染色し、水浸状態でフォトスリットで観察するという方法を用いた。これにより、透明でゲルと水からなる硝子体を、生理的な計上を保ったままその構造を観察することが可能になった。この結果、人眼の硝子体には黄斑前硝子体液化嚢という特殊な構造があることが実証できた。黄斑前硝子体液化嚢は、基本的には網膜の血管アーケイドに囲まれた後極部を基底面とする液化腔である。その眼底側は薄い硝子体皮質によって境されており、前方は有形硝子体によって形づくられている。

この硝子体の解剖学的特性は、従来、その成因が不明であった黄斑前網膜線維症、黄斑円孔や増殖性糖尿病性網膜症の網膜硝子体界面病変の形成に大きくかかわっていることが予想される。この成果は日本眼科学会雑誌にて発表された。我々は、剖検眼で得られた知見をもとにこれらの疾患群の硝子体病変の臨床的研究を行なった。増殖性糖尿病性網膜症では、網膜硝子体癒着が網膜血管アーケイドに沿って輪状に形成される傾向があり、これが類型的な病像形成の原因となっている。しかし、なぜこの様な輪状の増殖性病変をつくるかは不明であった。網膜前出血から索引性網膜剥離に至る糖尿病性網膜症384眼の硝子体を検索し、黄斑前硝子体液化嚢が網膜前出血の分布のみならず、定型的な増殖性病変の形成に大きく関与していることを証明した。この成果は昭和63年の臨床眼科学会において発表され、平成元年5月の臨床眼科雑誌に掲載予定である。近年、眼底疾患における硝子体の役割が注目されて来ている。その代表が、増殖性糖尿病性網膜症や、黄斑円孔、黄斑前膜などの網膜硝子体界面病変である。これらの疾患では、硝子体が病態の形成、予後に大きく関係していることが推測されている。しかし実際にどのように、硝子体が関与するのかは、不明の点が多い、これは、硝子体が透明なため、その解剖学的構造が、よく理解されていないことに大きな原因がある。我々は、剖検人眼の硝子体をフルオレセインで染色し、水浸状態で細隙灯顕微鏡で観察することによって、従来得られなかった硝子体の構造を、生理的な形状を保ったまま観察することに成功した。眼底後極部に面する硝子体には、硝子体皮質のすぐ前方にポケット状の液化腔が常に存在することが証明された(日本眼科雑誌1988)。この液化腔は、従来議論の多かったbursa premacularisに類似していた。我々は、新知見を加え、この硝子体の液化腔をposterior precortical vitreous pocket(PPVP)と定義した(Archives of Ophthalmology in press 1990)。この硝子体ポケットが、前述した疾患にどのように関与するか以下の臨床研究を行った。増殖性糖尿病性網膜症では、眼底後極部を囲むように輪状の網膜硝子体癒着と増殖組織が起こることが多い。我々は、硝子体ポケットの概念を用いて病像の硝子体変化の観察を行い、硝子体のこの解剖学的特性が、不完全硝子体剥離と輪状病変の形成に関与することを報告した(臨床眼科1989)。また、硝子体出血の分布における硝子体ポケットの役割を報告した(日眼総会発表1989)。黄斑前膜は、膜の組成とその発症に不明の点が多かった。我々は、硝子体ポケットの概念と臨床研究により、膜形成の機序を明らかにした(臨床眼科学会発表1989)。硝子体手術で得られた網膜前膜の病理組織学的検索を実施し、従来、細胞膜と考えられていた網膜前膜の基本要素は硝子体皮質であるとの知見を得た(発表予定)。
精神疾患の定量評価・診断支援システムに向けた拡散テンソルMRI計測と神経線維追跡

MR-DTIを用いた脳神経線維追跡を行なう際に、関心領域を自動的に設定することで再現性と作業効率の向上を図り、また追跡された線維束の特徴量を評価することで、統合失調症患者の大脳白質病変を定量的に解析することを目的として研究を進めた。解剖学的情報に基づいて標準脳のMRI画像に合わせて作られた脳地図を利用し、関心領域を自動設定する手法を開発した。統合失調症患者14名と健常成人21名の拡散テンソル画像を用い、矢状層を関心領域として神経線維追跡を行なった。線維追跡から求めた指標について統計解析を行なった結果、線維束の異方性の強さFA、線維束の見かけの拡散係数MD、および連続する方向ベクトル間の内積DAにおいて、患者と健常者の有意な違いが見られた。本研究により得られた結果は先行研究を支持するものであり、脳地図を用いた自動関心領域設定手法は神経線維追跡に適していることが示された。また、患者と健常者に有意な違いの見られた指標が、統合失調症を定量的に評価するための指標と成り得ることが示された。さらに、MR-DTIを用いた神経線維追跡手法において、複数の神経線維の交叉部などMR-DTIで拡散の異方性が低下する領域において追跡の精度を向上させることは疾患の特徴を定量的に見出すために重要である。そこで、追跡中に異方性が低下した位置から前方に離れた位置における線維束を探索して、異方性低下部をB-Spline曲線で補間し、補間部分とその前後における線維束の軌跡が持つ曲率および,捩率を最適な追跡結果の評価に用いる方法によって異方性低下に対処する手法を開発した。手法の妥当性を評価するため、神経線維が直線的に、また曲線的に交叉した様子を模した拡散テンソルMRIのシミュレーション画像に対して開発手法を適用した。追跡精度は昨年度の研究における追跡の目的領域到達率と比較し、特に先行手法が苦手としていた曲線的なシミュレーションモデルにおいて最大で45.2%の増加を確認し、線維束交叉部が曲線的な場合において手法の妥当性が示された。精神疾患に対し脳MRI画像を用いて定量評価を行なう際に、拡散テンソルMRIを用いた神経線維追跡手法において、複数の神経線維の交叉部など拡散テンソルMRIで拡散の異方性が低下する領域において追跡の精度を向上させることは疾患の特徴を定量的に見出すために重要である。そこで、追跡中に異方性が低下した位置から前方に離れた位置における線維束を探索し、異方性低下部の後で追跡を行なって条件を満たす探索点を特定し、異方性低下部をベジエ曲線で補間し、補間部分とその前後における線維束の軌跡が持つ曲率を最適な追跡結果の評価に用いる方法によって異方性低下に対処する手法を開発した。手法の妥当性評価には、神経線維が直線的に、また曲線的に交叉した様子を模した拡散テンソルMRIのシミュレーション画像と、実際のヒト脳の拡散テンソルMRI画像を用いた。追跡精度は先行研究における追跡の目的領域到達率と比較して最大で52.1%の増加を確認し、手法の妥当性が示された。また、疾患の診断支援システム構築のためには疾患を特徴づける指標となる病変を見出すことが不可欠である。そこで、代表的な精神疾患である統合失調症患者における大脳白質病変を定量評価する複数の新たな指標を見出した。連合線維束である下縦束と下前頭後頭束を評価対象として神経線維追跡を行なった。開始面での追跡線維束の断面積・異方性の強さを表すFA・見かけの拡散係数を表すADCを患者と健常者を比較するための指標として算出し、両線維束において断面積及びADCに患者と健常者で有意な差があることが確認できた。先行して患者と健常者の有意差を既に見出している上縦束における評価指標と合わせて、これらの指標を用いることで統合失調症を定量的に評価できる可能性が示された。

そこで、追跡中に異方性が低下した位置から前方に離れた位置における線維束を探索して、異方性低下部をB-Spline曲線で補間し、補間部分とその前後における線維束の軌跡が持つ曲率および,捩率を最適な追跡結果の評価に用いる方法によって異方性低下に対処する手法を開発した。手法の妥当性を評価するため、神経線維が直線的に、また曲線的に交叉した様子を模した拡散テンソルMRIのシミュレーション画像に対して開発手法を適用した。追跡精度は昨年度の研究における追跡の目的領域到達率と比較し、特に先行手法が苦手としていた曲線的なシミュレーションモデルにおいて最大で45.2%の増加を確認し、線維束交叉部が曲線的な場合において手法の妥当性が示された。申請書に記載した年次計画の1年目の計画である神経線維追跡手法の改良をほぼ完了し、精神疾患の定量評価システム構築という目的に向けて、2年目の計画である複数の評価指標を組み合わせるための準備にも取り掛かっているため、順調に進展していると判断できる。神経線維追跡手法の改良において、最適な軌跡選択のために申請書に記載していた手法だけでは補間領域が二次元的になるため、実際のヒト脳の画像に適用するためには三次元的にする必要が生じた。よって、補間曲線を三次元曲線にし、最適な軌跡選択には曲率に合わせて捩率も加味することで三次元的な追跡に対処する。また、認知・精神疾患の定量評価システム構築のため、複数の定量評価指標を見出すことが不可欠であるが、開発した神経線維追跡手法に加えて、画像処理技術の習得に訪れた米ジョンズホプキンス大学で学んだ脳MRI画像の標準化法や脳組織ごとに画像を分割する方法などを含めて、精神疾患を定量的に評価し診断を支援するシステムを構築していく。
遺伝子の転写記憶を担うヒストンバリアントH3.3と血球細胞分化

多細胞生物の細胞分化では遺伝子発現の適切な制御が必須であり、その制御機構の破綻は疾患を引き起こしうる。本研究ではヒストンバリアントH3.3による「転写の記憶」に着目し、マクロファージ分化におけるH3.3のクロマチンへの取込み部位の全ゲノム規模解析や、H3.3取込みの分子機構の解析を行った。その結果、H3.3が伸長を含む転写の多段階で調節に関わっている可能性や、転写伸長の際メチル化を受けるH3.3の36番目のアミノ酸リジン残基がクロマチンへの取込みに必須であることが明らかとなった。多細胞生物の細胞分化においては,各系譜に特異的な転写因子によってしかるべき下流遺伝子の転写が活性化あるいは抑制されることが必須であること,そしてその制御機構が破綻するとがん等の疾患を引き起こしうることが知られている.近年,真核生物の転写制御において重要性が明らかとなっているエピジェネティックな制御は,種々のヒストンバリアントの取込みによってもなされている可能性が示されている.ヒストンH3のバリアントであるH3.3は,細胞周期に関わらず合成され,転写の亢進した部位に取込まれることから,H3.3が「転写活性化状態のエピジェネティックメモリー」を担いうることが指摘されている.本研究においては,細胞分化,特にマクロファージ分化におけるH3.3の取込み部位についてChIP-seq法による網羅的解析を行い,また転写活性化時のH3.3のクロマチンへの取込み機構について解析した.マクロファージ分化でのH3.3の取込みが,以前に研究代表者が報告したように活性化された遺伝子の3'領域に生じるのに加え,プロモーター領域においても検出され,転写伸長の他複数の段階で遺伝子発現に関与していることが示唆された.またトリメチル化を受ける部位であるK36の変異体を用いることにより,H3.3のクロマチンへの取込みにはK36の修飾が不可欠であることが明らかとなった.今後、本研究の結果を基盤とし、epigenetic memoryの破綻が細胞に与える影響等の解析を進めることにより、未だ原因の究明できていない疾患群の病因・病態の理解と治療の新たな可能性が開かれる事が強く期待される。ヒストンH3.3はエピジェネティックな「転写の記憶」を担うH3バリアントである。本研究では血球分化におけるH3.3の役割を解析することで、最終的には普遍的な「細胞分化の基本原理」の理解を目指す。今年度は、単一の転写因子IRF8によって分化が誘導できる独自のin vitroマクロファージ分化系(論文発表、Yamamoto et al)を用い、分化によって発現が変化する遺伝子をマイクロアレイにて同定し、その遺伝子座におけるH3.3の取り込みををクロマチン免疫沈降法(ChIP)にて経時的に解析した。H3.3に対する特異的抗体は存在しないため、H3.3-YFPキメラを導入し抗GFP抗体を用いた。さらにIRF8そのものや多数の修飾ヒストンH3(K4me1, K4me3, K36me3, K9me2, K9me3)に対するChIPを行なった。当初ChIP-PCRを中心にする予定であったが、次世代シーケンサーを用いた全ゲノムChIPシーケンス(ChIP-seq)の系を確立できたので、対照のベクター導入細胞とIRF8導入細胞両方について、H3.3, IRF8,各修飾ヒストンのすべてのChIP-seqを施行した。一方、全ゲノム規模の発現プロファイルとChIP-seqデータのバイオインフォマティクスによる統合解析の手法を成熟させ、現在上記で得られた膨大なデータを解析している。途中結果としては、H3.3は分化の過程で、以前i我々がインターフェロン誘導遺伝子について報告したcoding sequence 3'側、特にK36me3と類似した部位に取り込まれるのに加え、その他の興味深い部位にも取り込まれる事が新たに判明している。また、インターフェロン誘導遺伝子についての解析も進め、H3.3のK36の点変異体を用いた解析から、H3.3の取り込みにはK36が必須であることを見出している。以下の二点により、当初の計画以上に進展していると自己評価する。(1)当初はChIP-PCRでの少数の遺伝子についての解析を中心に計画していたが、H3.3, IRF8,あらゆる修飾ヒストンすべてについて全ゲノム規模での解析を行なうことができたこと。(2)困難を予想していた、バイオインフォマティクスによる解析手法の確立が、非常に早いペースで進んだこと。ChIP-seqによる全ゲノム規模でのデータ取得とバイオインフォマティクスによる解析を効率よく進められる体制ができたので、これを最も重視していきたい。H3.3によるエピジェネティックメモリーの生理的意義、その破綻と疾患の関係に迫るために、H3.3のノックダウンを試みる。H3.3の発現は高いと思われるので挑戦的ではあるが、既にNIH3T3細胞ではmRNA発現レベルを数分の一に減少させる事に成功している。

一方、限られたリソースで研究を進める中で、H3.3コンディショナル欠損ヒトpreB細胞株の作製に関しては、優先順位を下げることとしたい。物品費、特に消耗品が主となる。次世代シーケンサー解析(本学にパーソナル機であるMiSeqが導入されたのでこれを活用する)のフローセルや試薬、マイクロアレイのチップと試薬、細胞培養のための牛胎仔血清や各種サイトカイン、クロマチン免疫沈降法のための抗体、レトロウイルス作製の為のトランスフェクション試薬、プラスチック器具などに約80万円を予定している。その他学会発表の旅費、マウス飼育費、マウスジェノタイピングのための実験補助員人件費などに50万円を予定している。
ゼオライトナノクリスタル触媒の開発と構造性活性点触媒反応システムへの展開

ナノクリスタル合成新たな構造性活性点の創製として水/界面活性剤/有機溶媒溶液を用いた単分散ゼオライトナノクリスタル合成法をMOR型に適用し合成条件を検討した。MOR型ナノクリスタル合成ではナノサイズ化の目標であるシリカライトナノクリスタルと同様の粒子径60nmを達成することができた。構造性活性点触媒反応システムへの展開ZSM-5ナノクリスタルでは結晶サイズがナノスケールであるため結晶外表面酸点量が多いよって、外表面酸点を不活性化した場合、大半の酸点が不活性化され反応活性が著しく低下する可能性がある。本年度は酸点量と結晶サイズが異なるZSM-5を合成し、外表面酸点を不活性化してアセトンからのオレフィン合成を行い、酸点量と結晶サイズの影響を明らかにすることができた。外表面酸点を不活性化したZSM-5ナノクリスタルではアセトン転化率がほぼ100%を維持し、芳香族の選択率を減少させ、オレフィン選択率を向上させることに成功した。構造体触媒反応システムへの応用粒子径が50nmのZSM-5ゼオライトナノクリスタルを積層した触媒膜を用いてZSM-5ゼオライトナノクリスタルの外表面酸点を不活性化における影響について検討した(MTO反応)。外表面酸点を不活性化することによりZSM-5ナノクリスタルを積層した触媒膜は転化率68%、オレフィン選択率43%を長時間にわたって達成した。積層膜の改良で触媒層機能を強化することにより高選択性をいかしたまま転化率の向上を達成することができた。
ホルムアルデヒドをC1炭素資源とした触媒的新規化学変換

本研究は,廉価で安定供給が可能な炭素資源の一つであるホルムアルデヒドの新規な利用方法,すなわち,一酸化炭素(CO)や合成ガス(CO/H_2)の代替試薬として利用することを提案し,実証することを目的として行われた.1.アルデヒド類を一酸化炭素源とした有機ハライド類のカルボニル化環化法分子内の適切な部位に,活性メチレン,窒素,また,酸素などの求核性官能基を有する有機ハライド類と各種アルデヒドとを反応させると,アルデヒドのカルボニル基の取り込みを伴った環化カップリングが進行することが分かった.この手法を用いることで,環状ケトン,環状アミド,環状エステル類が簡便に合成できた.2.ホルマリンを用いたアレンイン類の水中環化カルボニル化法同一分子内に,炭素-炭素三重結合および炭素-炭素集積二重結合部位を併せ持つアレンイン類を水中でホルマリンと反応させると,ホルムアルデヒドのカルボニル基が取り込まれた環化カルボニル化が進行することが分かった.また,炭素-炭素三重結合に導入された置換基の種類によって,ホルムアルデヒドのカルボニル基のみならず,2つの水素原子をも取り込んだ環化ヒドロホルミル化が進行した.3.ホルマリンを用いたヒドロホルミル化法ホルムアルデヒドのアルケン類への付加反応,ヒドロホルミル化反応が,ロジウム錯体を触媒として進行することを見い出した.ロジウムに対する配位子を換えることにより,反応の位置選択性を制御できることが分かった.本研究は,廉価で安定供給が可能な炭素資源の一つであるホルムアルデヒドの新規な利用方法,すなわち,一酸化炭素(CO)や合成ガス(CO/H_2)の代替試薬として利用することを提案し,実証することを目的として行われた.1.アルデヒド類を一酸化炭素源とした有機ハライド類のカルボニル化環化法分子内の適切な部位に,活性メチレン,窒素,また,酸素などの求核性官能基を有する有機ハライド類と各種アルデヒドとを反応させると,アルデヒドのカルボニル基の取り込みを伴った環化カップリングが進行することが分かった.この手法を用いることで,環状ケトン,環状アミド,環状エステル類が簡便に合成できた.2.ホルマリンを用いたアレンイン類の水中環化カルボニル化法同一分子内に,炭素-炭素三重結合および炭素-炭素集積二重結合部位を併せ持つアレンイン類を水中でホルマリンと反応させると,ホルムアルデヒドのカルボニル基が取り込まれた環化カルボニル化が進行することが分かった.また,炭素-炭素三重結合に導入された置換基の種類によって,ホルムアルデヒドのカルボニル基のみならず,2つの水素原子をも取り込んだ環化ヒドロホルミル化が進行した.3.ホルマリンを用いたヒドロホルミル化法ホルムアルデヒドのアルケン類への付加反応,ヒドロホルミル化反応が,ロジウム錯体を触媒として進行することを見い出した.ロジウムに対する配位子を換えることにより,反応の位置選択性を制御できることが分かった.