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大学院の財政基盤の日米比較

本研究では、米国の研究大学における大学院の財政基盤の構造的特徴を明らかにすると同時に、その多様性について分析し、日本の大学院へのインプリケーションを検討した。分析の結果以下のようなことが明らかとなった。連邦政府や州の政策においては、大学院の財政基盤に対する直接的な支援は限定的である。大学という機関レベル(グラジュエト・スクールが中心)でも大学院教育への財政的支援は限定的である。それに対してスクールやカレッジが大学院の財政基盤を支える主体となる。大学院プログラムの財政基盤のパターンには、「自給型」「経済依存型」「研究依存型」が想定され、それぞれに「専門職経済」「内部補助を駆使したスクールやカレッジの経営」「研究経済」が背景にある。この枠組みに基づいて、法律、ビジネス、医学、工学、教育のスクールの財政基盤の違いが明らかにされた。本研究は、日本と米国の大学院の財政基盤を比較分析することを目的とする。両国は大学院制度が異なるし、比較のための枠組もない状況である。とりわけ、中央集権的に規格が定められていない米国の大学院の財政基盤は極めて多様であり、分野によっても、大学のレベルによっても大きく異なるものと思われる。そこで、まずは米国の大学院の財政基盤を明らかにすることからはじめて、米国の大学院の財政的基盤にどのような構造的なパターンがあるのか、その多様なパターンの背景と要因、その多様性がもたらす利点や問題点、などを探る。多様なパターンを抽出しモデル化し、そこで得られた多様性を分析するための枠組を使いつつ日米の大学院の財政基盤の比較分析を行う。本研究の目的は、米国の大学院の財政的基盤にどのような構造的なパターンがあるのか、その多様なパターンの背景と要因、その多様性がもたらす利点や問題点などを探り、そこで得られた多様性を分析するための枠組を使いつつ日米の大学院の財政基盤の比較分析を行う、というものである。そのために平成19年度は、研究のレビューと分析枠組みの検討、個別大学のHPより大学情報に関する整理、米国の研究大学への訪問調査、を行った。先攻研究については、本研究は大学院の財政的基盤を検討するものであるが、大学院の活動を他と分けて考えることが困難であるため、大学院教育に限定した財政基盤の検討はほとんど無い。そこで、高等教育財政全般にわたる先攻研究の検討を行い、米国の研究大学の収支構造などについて理解を深めた。ただし、直接に大学院教育に関わる財務の情報が得られにくいので、分析の枠組みの構築にまでは至っていない。分析枠組みについては、米国の大学に対する訪問調査や次年度以降の個別大学に関する財務の分析で、より踏み込んだ検討を行う予定である。個別大学の機関レベルの財務情報については、各大学のHPからいくつかピックアップして検討を行った。私立大学と州立大学の違い、学士課程を持つスクールの有無などの組織的な違いと機関レベルの財務との関係などの検討を行った。訪問調査は、パイロット調査的に、米国の研究大学の代表的な2校(スタンフォード大学、カリフォルニア大学バークレー校)に訪問し、幾つかのスクール(日本で言えば学部、研究科)のディーンや副ディーンにインタビューを行い、大学院教育の財源にどのようなパターンがあるのか、整理検討を行った。本研究の目的は、米国の大学院の財政的基盤にどのような構造的なパターンがあるのかという課題を中心に、その多様なパターンの背景と要因、その多様性がもたらす利点や問題点などを探り、そこで得られた多様性を分析するための枠組を使いつつ日米の大学院の財政基盤の比較分析を行う、というものである。そのために平成20年度は、19年度に試験的に行った米国の研究大学への訪問調査をさらに本格的に行った。対象としたのは米国西海岸の研究大学であるワシントン大学であり、グラジュエト・スクール、文理カレッジ、ビジネス・スクールに訪問し、その財政基盤についてインテンシブに調査した。文理カレッジは昨年調査できなかったので、Ph.D.を養成する中心的な組織の財政基盤に関する知見が得られ、それと対照的に専門職学位を授与するビジネス・スクールの財政基盤に関する知見を得ることができたと同時に、金融危機が大学院教育に与える影響についても知見を得ることができた。大学院教育の財政基盤の歴史的な検討については、昨年度に引き続いてグラジュエト・スクールの歴史について検討を行った。また、米国の大学院の財政基盤についての歴史的な分析を進めるとともに、とくに財政基盤を考える上で大学院の組織構造に対する認識が必要であるとの判断から、グラジュエト・スクールを中心とする大学院組織の構造を分析し、学会発表とともに論文「米国研究大学における大学院組織」を発表した。

本研究の目的は、米国の大学院の財政的基盤にどのような構造的なパターンがあるのか、その多様なパターンの背景と要因、その多様性がもたらす利点や問題点などを探り、そこで得られた多様性を分析するための枠組を使いつつ日米の大学院の財政基盤の比較分析を行う、というものである。そのために平成20年度までは、米国の大学院の財政基盤に関連する文献・資料の収集、歴史学的な検討、米国の研究大学の大学院のマクロな財政構造の検討、米国の研究大学への訪問調査(幾つかのスクールに対する)などを行ったが、平成21年度には、それまでのマクロな政府レベルの財政から、機関レベルやスクール・レベルへと大学院財務に関する研究を進めるとともに、引き続き歴史学的な検討も行った。また、日本の大学院の財政・財務の分析のための資料収集・整理を行った。さらに、財政基盤を考える上で大学院の組織構造に対する認識が必要であるとの判断から、グラジュエト・スクールを中心とする大学院組織や、教員組織と教育組織の関係など組織的な側面の分析を行い、『IDE現代の高等教育』等に論稿を掲載し、あるいは今後も掲載予定である。そのために平成21年度までは、米国の大学院の財政基盤に関連する文献・資料の収集、歴史学的な検討、米国の研究大学の大学院のマクロな財政構造の検討、米国の研究大学への訪問調査(幾つかのスクールに対する)、スクール・レベルの大学院財務に関する分析、日本の大学院の財政・財務の分析のための資料収集・整理、財政基盤を考える上で不可欠な大学院の組織構造に対する調査と分析を行った。平成22年度には、平成21年度に引き続いて、大学院の組織に関する調査分析を行い、幾つかの論文を発表するとともに、財政的な側面においては、大学院生への経済的な支援について、スクールやカレッジの経営の観点から分析を行い、同時に最終年度として、大学院の財政基盤について日米比較を行った。現在学会発表と論文を準備しているところである。
ヒトD群不死化抑制遺伝子のマッピングとポジショナルクローニング

昨年度は苦労の末、正常に増殖するヒト7番染色体を含むDT40由来雑種細胞(DT40ー7R)の取得に成功した。微小核細胞融合法により、この細胞のヒト7番染色体をD群不死化細胞株Met5Aへ導入したところ、分裂停止を誘導したことから、雑種細胞はD群不死化抑制遺伝子を安定に保持していることが確認された。そこで今年度は、PCR法によりヒトDNAをクローン化し、テロメア配列を含む改変ベクターへ挿入後、DT40細胞へトランスフェクションを行い、特定領域のみを欠失したヒト7番染色体の構築を試みた。現在までに、ひとつの短腕領域(7p11-13)および2つの長腕領域(7q21-22、7q31)のDNAを含む3種の改変ベクターを構築し、DT40細胞へトランスフェクションを行っている。安定形質導入クローンの中で、遺伝子相同組換えを起こしたと思われるクローンが幾つか得られている。しかし、いずれもテロメア配列が染色体の中に組み込まれており、特定領域を欠失したヒト7番染色体を含むクローンはまだ得られていない。今後、現状よりもトランスフェクションの規模を大きくし、目的クローンの取得を目指す。平行して、リバータント解析によるマッピングも試みた。7番染色体の導入により分裂停止したMet5A細胞より、増殖を再開した24クローンを分離した。これらクローンよりゲノムDNAを調製し、STSマーカーを用いた多系解析を行っている。増殖再開クローンで共通して欠失している領域の限定を目指しているが、多数のマーカーの解析が必要なため、結論を出すのにもう少し時間を要す。DT40細胞の高効率な遺伝子相同総換え能力を利用して、特定領域のみを欠失したヒト7番染色体を含む雑種細胞を作製し、D群不死化抑制遺伝子のマッピングを計画した。しかし、分離されたヒト7番染色体(neo耐性遺伝子で標識されている)を含む雑種細胞(10クローン)は、増殖が非常に遅いことや形態変化を起こしたことから、使用が困難であった。他のヒト染色体を含む雑種細胞の増殖は正常なことから、ヒト7番染色体上のある遺伝子がDT40細胞の増殖を抑制する、または細胞老化を誘導する可能性が考えられた。これら雑種細胞クローンを23か月継代したところ、偶然に増殖を回復したクローン(DT40-7R)が分離された。DT40-7Rより微小核細胞を調製し、Met5A細胞と融合を行ったところ、1つのG418耐性クローンが分離された。さらに、このクローンは約30回分裂した後、細胞老化が誘導された。今後、DT40-7Rの老化誘導の再現性を確認し、染色体改変とマッピングを再開する。平行して、以下の手法を用いたマッピングも行っている。これらの成果から、染色体改変により欠失させる領域を絞り込めると予測している。1.目的遺伝子領域を含むヒト7番染色体断片を23Mb持つマウスA9由来放射線雑種細胞が既に分離されている。この細胞のヒトDNA由来転写産物をサブトラクション法により分離し、雑種細胞に含まれるヒトDNA断片が7番染色体のどの領域を含むかを明らかにする。2. 7番染色体の導入により分裂停止した細胞より、増殖を再開したクローンを複数分離した。これらクローンは、導入された7番染色体の一部が欠失していることが予想される。STS解析により、増殖再開クローンで共通して欠失している領域を同定し、目的遺伝子の領域を限定する。
二次性副甲状腺機能亢進病態の分子レベルでの解析ーカルシウムおよびビタミンD代謝物による遺伝子発現調節

これまでの数年にわたる、ラットの潅流実験による血中Ca値と副甲状腺内PTH mRNAレベルとの関係に関する研究(J.Clin.lnvest.83:1053-1056,1989)、モデルラットを用いた慢性腎不全の病態に関する研究(Kidney lnt.39:874-881,1991)、などによって臨床的あるいは生理学的な副甲状腺機能の調節についての基礎的な知見が明らかとなった。これらの結果に基づき、その調節の細胞内メカニズムおよび新たに分かってきた生理的な意義について目覚ましい結果を得ることができた(A New Mode for Ca^<2+> Regulation.pp.129-143)。のin vitro基礎実験系:初年度に同定されたCa依存性サイレンサー機能を有するDNA配列(nCaRE、J Biol Chem 266:21903-21910,1991)の断片を用いたSouthwestern法によるscreeningによって、培養CHO細胞より作成したλZAPベクター系のcDNAライブラリーよりnCaREに特異能ら結合する核内転写調節因子の候補クローンを3個単離した(内分泌学の進歩VOL.10,pp.102-120)。これらcDNAの塩基配列を行ったところ、オープンリーディングフレームが確認できる1クローンが、すでに同定されているDNA修復酵素の1種であることが判明した。興味あることに、HAP1あるいはRef-1と呼ばれるこの酵素は蛋白のdisulfide結合部位を環元する活性をも有しており、その作用を介していくつかの転写調節核蛋白の機能が調節されていることが報告されている。われわれは発現ベクターに組み込まれたそのcDNA遺伝子を大腸菌あるいは各種培養細胞内にトランスフェクトさせ、その細胞核抽出液を用いたGel retardation assay、Southwestern法によりこのクローンされた蛋白が核中に存在し、nCaREに結合することを証明した(投稿中、ASBMR,1992)。さらに、nCaREを接続したCATレポータープラスミドをcotransfectionすることにより、この発現クローン蛋白がCa依存性の転写抑制を引き起こしていることをCATアッセイにより確認した(投稿中、ASBMR,1992)。in vivo実験系:われわれは、nCaRE配列に相同のエレメントを心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)遺伝子の上流に見い出していたので(J Clin lnvest 89:1268-1273,1992)、この生理的な意義を検討するためにラット潅流実験系で高Ca血症病態を作成するとANP mRNAレベルの著明な抑制が観察された。この観察より、nCaREは単純にCaによる調節にのみ関係しているのではない可能性が示され、ヴァゾプレッシンの遺伝子上にも同じエレメントが見い出されることから、浸透圧、張力といった細胞の形態を変化させるような物理的刺激と関連しているのではないかという仮設に至った。今後この点をさらに発展させていきたいと計画している。1.5/6腎臓摘出による慢性腎不全のモデルラットを作成し、PTHの過剰分泌すなわち二次性副甲状腺機能亢進状態が副甲状腺におけるPTH mRNAの合成の亢進に基づくこと、これが1,25Dあるいは22ーoxaー(OH)_2 calcitrrol(OCT)の投与によって、血中のCaレベルの変化を介さずに抑制されることを証明し報告した(Kidney Int.36:467,1990;Kidney Int.39:874ー881,1991)。2.細胞外液CaによってPTH分泌が調節されることの知られている培養細胞系としてラット副甲状腺由来PTーr細胞(米国NIH坂口博士より供与)を用い、PTHーCATのキメラプラスミドをトランスフェクトしたtransient expression系で我々の明らかにした転写調節系がどのように作動しているかについて検討を行ったところ、他の線維芽細胞系などに比べ、外液Ca濃度により鋭敏に反応してPTH遺伝子プロモ-タ-からの転写が調節されていることがわかり、この様な分化した細胞にCa被調節メカニズムの存在することが示唆された(日本内分泌学会雑誌67:349ー350,1991)。3.Vit.D代謝物や細胞外CaによるPTH遺伝子発現の調節機構に関わるcisーacting DNAエレメントおよび細胞性のtransーacting因子の検索と同定について研究が進み、特にCaによる調節系では上流ー2.5kbp付近に存在する15塩基対の回文構造をとるDNA配列が重要であり、この部分にCa依存性に結合する特異的核内蛋白の存在することを証明した(J Biol Chem.266:21903ー21910,1991)。この配列はラット心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)遺伝子上にも発見され、in vivo潅流実験よりANP mRNAレベルも高Ca血症により著明に抑制されることを見いだした(J Clin Invest印刷中)。現在このDNA配列に結合する核蛋白のクロ-ニングを進めている。

これらの結果に基づき、その調節の細胞内メカニズムおよび新たに分かってきた生理的な意義について目覚ましい結果を得ることができた(A New Mode for Ca^<2+> Regulation.pp.129-143)。のin vitro基礎実験系:初年度に同定されたCa依存性サイレンサー機能を有するDNA配列(nCaRE、J Biol Chem 266:21903-21910,1991)の断片を用いたSouthwestern法によるscreeningによって、培養CHO細胞より作成したλZAPベクター系のcDNAライブラリーよりnCaREに特異能ら結合する核内転写調節因子の候補クローンを3個単離した(内分泌学の進歩VOL.10,pp.102-120)。これらcDNAの塩基配列を行ったところ、オープンリーディングフレームが確認できる1クローンが、すでに同定されているDNA修復酵素の1種であることが判明した。興味あることに、HAP1あるいはRef-1と呼ばれるこの酵素は蛋白のdisulfide結合部位を環元する活性をも有しており、その作用を介していくつかの転写調節核蛋白の機能が調節されていることが報告されている。われわれは発現ベクターに組み込まれたそのcDNA遺伝子を大腸菌あるいは各種培養細胞内にトランスフェクトさせ、その細胞核抽出液を用いたGel retardation assay、Southwestern法によりこのクローンされた蛋白が核中に存在し、nCaREに結合することを証明した(投稿中、ASBMR,1992)。さらに、nCaREを接続したCATレポータープラスミドをcotransfectionすることにより、この発現クローン蛋白がCa依存性の転写抑制を引き起こしていることをCATアッセイにより確認した(投稿中、ASBMR,1992)。in vivo実験系:われわれは、nCaRE配列に相同のエレメントを心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)遺伝子の上流に見い出していたので(J Clin lnvest 89:1268-1273,1992)、この生理的な意義を検討するためにラット潅流実験系で高Ca血症病態を作成するとANP mRNAレベルの著明な抑制が観察された。この観察より、nCaREは単純にCaによる調節にのみ関係しているのではない可能性が示され、ヴァゾプレッシンの遺伝子上にも同じエレメントが見い出されることから、浸透圧、張力といった細胞の形態を変化させるような物理的刺激と関連しているのではないかという仮設に至った。今後この点をさらに発展させていきたいと計画している。
歯髄幹細胞特性を応用した効率的組織再生療法の臨床応用ロジスティクス

顎顔面外科領域では外傷や腫瘍、口蓋裂、歯周病等により骨欠損に直面する機会が多いが、依然自家骨移植がスタンダードであり、低侵襲な新規治療法の確立が求められている。近年、幹細胞を用いた再生医療の研究が進められているが、実際に臨床応用、実用化されている再生医療はまだ数少ないのが現状である。我々はこれまでに再生医療を用いた基礎研究および前臨床研究にて、不要となった智歯、乳歯などの歯から得られる歯髄に幹細胞が存在し、骨再生に有効であること、骨造成能はすでに臨床実績のある骨髄由来間葉系幹細胞と同等であり、効果的であることを示してきた。本研究では、歯髄幹細胞を用いた効率的な組織再生法を確立し、臨床応用へと発展させることを目的として研究を実施した。本年度は、細胞治療に際して重要なウエイトを占め、安全性と高い品質管理が必要となる細胞調整プロセッシングに関して、GMP基準に準拠した細胞プロセッシングセンター(cell processing center:CPC)においても最適条件の検討を行った。歯髄採取、歯髄幹細胞培養の最適化を行い、各種感染性試験、核型分析試験等、培養細胞の安全性ならびに細胞特性について検討を加えた。その結果、好気培養培地(BACTEC PLUS + Aerobic/F)および嫌気培養培地(BACTEC PLUS + Anaerobic/F)を用いた無菌検査では、いずれも陰性を示した。また、マイコプラズマ否定試験にて陰性、エンドトキシン検査においては第一六改正日本薬局方に沿った基準値以下であった。さらに、核型分析試験でも明らかな異常を認めなかった。フローサイトメトリーによる細胞表面抗原解析では、CD29、CD44、CD73等の間葉系幹細胞マーカー陽性が確認された。以上の結果より、CPC内における細胞プロセッシングの安全性および品質が確認され、臨床応用の実現に向けた培養法が確立された。GMP基準に準拠した至適細胞プロセッシング方法が確立され、おおむね順調に進展していると思われる。当初の計画通り、今後は現在までの結果をもとに歯髄幹細胞のキャラクタライズをさらに進め、ES/iPS細胞と特性についての比較検討を行う予定としている。また、いち早い患者貢献を目指し、より効率的な歯髄幹細胞を用いた再生医療の臨床応用、実用化を確立、発展させるため、安全性および有効性のさらなる検討、至適培養・保存方法の構築、さらに臨床プロトコールの確立を行う。特に細胞の安全性については、継代培養または凍結保存後の細胞の核型解析を行い、マルチカラーFISH法によるさらなる詳細な評価を行うことで、培養・保存法による影響についても検討する。また、細胞特性を解析することにより、有効性についても検討を重ねるものとする。最適化した培養法をもとに、CPCの構造設備にあわせた操作手順のSOP化、GMP文書の作成を行い、厳格な品質、移植管理体制の確立等の整備を行う予定である。今後も、実用化を見据えた、実現性の高い臨床応用を目標とし、本研究を推進していきたい。

特に細胞の安全性については、継代培養または凍結保存後の細胞の核型解析を行い、マルチカラーFISH法によるさらなる詳細な評価を行うことで、培養・保存法による影響についても検討する。また、細胞特性を解析することにより、有効性についても検討を重ねるものとする。最適化した培養法をもとに、CPCの構造設備にあわせた操作手順のSOP化、GMP文書の作成を行い、厳格な品質、移植管理体制の確立等の整備を行う予定である。今後も、実用化を見据えた、実現性の高い臨床応用を目標とし、本研究を推進していきたい。
ムチランス型リウマチ患者の骨関節破壊とCD57陽性T細胞の意義

慢性関節リウマチ(RA)の中で全身性のムチランス型(MUD)は,急速で高度な骨・関節吸収を特徴とし,人工関節置換でも時期が遅れるとゆるみの発生が高率で,予後不良の一群である。血管内皮細胞の逸脱糖蛋白として注目されたトロンボモジュリン(TM)はRAにおいて高値をとるが,RA例での血管炎の頻度は低い。全身を反映する尿中TM値は手の関節の破壊指標であるSharp scoreと正の相関を認め,越智らの病型分類の多関節破壊型に比べMUDで有意に高値を示した。尿中TM値は炎症のパラメターが沈静化した晩期においても高値を持続していることから,RAのための新しい関節破壊のパラメターであり,また,MUDの病態解明の糸口になる。RAにおける可溶性TMのソースと骨・関節破壊に関して,II型コラーゲン関節炎(CIA)モデルを用い検討した。CIA群では下肢骨髄細胞中のTM値は低く,関節炎発症前からアルカリフォスファターゼ(ALP)陽性CFU-F(colony forming unit-fibroblastic)コロニーの形成抑制を認めた。ヒト骨肉腫より樹立したALP産生系のNOS-1株では無刺激で培養上清および細胞内にTM値の上昇を認めた。一方,患者関節液中の白血球数とTM値との関係から,関節液中の顆粒球それ自体あるいは顆粒球による血管障害性により血管内皮からの逸脱と,骨関節破壊や骨形成抑制による骨芽細胞からの逸脱とによることを間接的に証明した。RAにおいてCD57^+T細胞は罹患関節やその近傍骨髄に多く存在し,その機能はサプレッサーと考えられた。一方,新たに開発された骨型を識別できる抗体による検討でも,同じ傾向が再現され,MUDではTM値とCD57^+T細胞とは逆の動きを認めた。このCD57^+T細胞の機能を確認するために,滑膜や骨芽細胞との混合培養による可溶性TM量と自己障害活性との検討は進行中である。血管内皮細胞の逸脱糖蛋白として注目されたトロンボモジュリン(TM)が慢性関節リウマチ(RA)患者においてもっ高値をとること分かった。また,このTMが骨芽細胞でも合成されることが報告された。そこで,RA病態のマーカーとなるはずだと考え検討を始めた。全身を反映する尿中TM値は血沈やCRPとの相関もあるが,越智らが提唱した病型分類に当てはめてみると,関節破壊の高度なムチランス型(MUD)で最も高値をとった。MUD型には,炎症のパラメターが沈静化し滑膜の増殖もあまり認められない焼け跡ののような例も含まれている。RAにおける可溶性TMのソースと骨・関節破壊に関して,まず,II型コラーゲン関節炎(CIA)モデルでの検討を行った。ラット下肢の骨髄細胞中にはTMが存在した。CIA群では関節炎発症前にALP陽性CFU-F(colony forming unit-fibroblastic)コロニーの形成抑制を認め,TM産生量も低下した。ヒトの腸骨骨髄でも測定でき,ヒト骨肉種より樹立したALP産生系のNOS-1では無視劇で培養上清および細胞内にTM値の上昇を認めた。関節液中の白血球数とTM値との関係から,関節液中の顆粒球それ自体あるいは顆粒球による血管障害性により血管内皮からの逸脱と,骨関節破壊に符号して骨芽細胞からの逸脱の可能性が考えられた。現在,免疫組織染色でその局在の検討をすすめている。

筆者らはRAにおいてCD57^+T細胞は罹患関節やその近傍骨髄に多く存在し,その機能はサプレッサーの可能性が高いと報告した(Clin Exp Immunol)。一方,骨髄中および関節液中のTM値とCD57T細胞とは逆相関の可能性が高く症例の蓄積を続けている。さらに,このCD57^+T細胞の機能を確認するために,ALP産生系のNOS-1細胞培養株との混合培養を用い,可溶性TM量と自己障害活性を指標に評価を行う予定である。慢性関節リウマチ(RA)の中で全身性のムチランス型(MUD)は,急速で高度な骨・関節吸収を特徴とし,人工関節置換でも時期が遅れるとゆるみの発生が高率で,予後不良の一群である。血管内皮細胞の逸脱糖蛋白として注目されたトロンボモジュリン(TM)はRAにおいて高値をとるが,RA例での血管炎の頻度は低い。全身を反映する尿中TM値は手の関節の破壊指標であるSharp scoreと正の相関を認め,越智らの病型分類の多関節破壊型に比べMUDで有意に高値を示した。尿中TM値は炎症のパラメターが沈静化した晩期においても高値を持続していることから,RAのための新しい関節破壊のパラメターであり,また,MUDの病態解明の糸口になる。RAにおける可溶性TMのソースと骨・関節破壊に関して,II型コラーゲン関節炎(CIA)モデルを用い検討した。CIA群では下肢骨髄細胞中のTM値は低く,関節炎発症前からアルカリフォスファターゼ(ALP)陽性CFU-F(colony forming unit-fibroblastic)コロニーの形成抑制を認めた。ヒト骨肉腫より樹立したALP産生系のNOS-1株では無刺激で培養上清および細胞内にTM値の上昇を認めた。一方,患者関節液中の白血球数とTM値との関係から,関節液中の顆粒球それ自体あるいは顆粒球による血管障害性により血管内皮からの逸脱と,骨関節破壊や骨形成抑制による骨芽細胞からの逸脱とによることを間接的に証明した。RAにおいてCD57^+T細胞は罹患関節やその近傍骨髄に多く存在し,その機能はサプレッサーと考えられた。一方,新たに開発された骨型を識別できる抗体による検討でも,同じ傾向が再現され,MUDではTM値とCD57^+T細胞とは逆の動きを認めた。このCD57^+T細胞の機能を確認するために,滑膜や骨芽細胞との混合培養による可溶性TM量と自己障害活性との検討は進行中である。
抗癌剤耐性予測のための核医学的手法の開発

1.培養腫瘍細胞での検討。トキソルビシシに感受性を示すKB-3-1、MCF-7MFDA-MB-231とトキソルビシンに耐性を示すKB-G2、C-A500,MCF-7およびMDA-MB-231のトキソルビシン耐性株のドキソルビシン感受性を、MTTassay法で測定した。耐性細胞の方が感受性細胞よりも10倍以上の濃度のドキンルビシンに耐性であった。2.それぞれの細胞をヌードマウスに移植し、Tc-99m MIBlを静注し、腫瘍からのRIの洗い出し率を算出した。KB-3-1が-0.34±0.15、KB-G2が-0.77±0.37、C-A500が-0.73±0.24、MCF-7が-0.48±0.06、MDA-MB-231が-0.51±0.11で、ドキンルビシン耐性株の方が洗い出し率が有意に大きいことが示された。3.同意の得られた乳癌患者24例において、Tc-99m MIBIシンチグラフィを施行した。早期像と後期像での腫瘍部へのTc-99mMIBIの集積強度からTc-99mMIBIの洗い出しの指標であるretention indexを算出し、手術時に摘出された乳癌組織のMTTアッセイ法で測定した抗癌剤感受性との相関関係を求めた。乳癌の組織中の線維成分の量に相違があることが報告されている硬癌とそれ以外の浸潤性乳管癌との間には、retention indexの分布に相違は認められなかった。これに対して、retention indexとトキソルビシンのinhibitonratioとの間に相関関係が認められた(r=0.49)。しかし、Tc-99mMIBIが停滞する腫瘍でも、抗癌剤感受性の低い症例も認められ、これらの腫瘍に対しては、腫瘍細胞内からの抗癌剤の汲み出し以外の耐性機序の関与が示唆された。腫瘍からのTc-99mMIBIの洗い出しを観察することにより、乳癌の抗癌削感受性を予測するのに役立つことが示され、さらにP糖蛋白質阻害剤の適応を考えるうえでも有用と考えられた。1.P糖蛋白質の発現のないKB3-1細胞とこの細胞にmdrgeneをトランスフェクトしてP糖蛋白質を発現させたKB-G2細胞を用いて、MTTassay法でそれぞれのdoxorubicin感受性を測定した。KB-G2細胞の方がKB3-1細胞よりも10倍以上の濃度に耐性であった。2.それぞれの細胞をヌードマウスに移植し、Tc-99mMIBIを静注し、腫瘍への集積の経時的変化を測定した。腫瘍への集積は静注後1時間では、KB3-1が0.99±0.35%ID/g、KB-G2が0.40±0.12%ID/gであり、KB3-1細胞の方が強い集積を示した。また、静注後10分1時間の洗い出し率はKB3-1細胞で0.0062±0.0027/min、KB-G2細胞で0.0143±0.0060/minとなり、KB-G2腫瘍の方がTc-99mMIBIの洗い出し率は大きかった。3.同意の得られた乳癌患者15例において、Tc-99mMIBIシンチグラフィを施行した。早期像と後期像での腫瘍部へのTc-99mMIBIの集積強度およびTc-99mMIBIの洗い出しの指標であるretention indexを算出し、手術時に摘出された乳癌組織のMTTアッセイ法で測定した抗癌剤感受性との相関関係を求めた。乳癌の化学療法の中心となるdoxorubicinに関しては、早期像や後期像の一時点でのTc-99mMIBIの集積強度と抗癌剤感受性の指標となるinhibiton ratioとの間には、明らかな相関関係は確認できなかったが、retention indexとinhibiton ratioとの間には強い相関関係が認められた(r=0.75)。このため、組織型にばらつきのある人の乳癌では、投与後の一時点でのTc-99mMIBIの集積強度よりも、腫瘍からのTc-99mMIBIの洗い出しを観察した方が、乳癌の抗癌剤感受性を予測するのに役立つことが示された。

早期像と後期像での腫瘍部へのTc-99mMIBIの集積強度からTc-99mMIBIの洗い出しの指標であるretention indexを算出し、手術時に摘出された乳癌組織のMTTアッセイ法で測定した抗癌剤感受性との相関関係を求めた。乳癌の組織中の線維成分の量に相違があることが報告されている硬癌とそれ以外の浸潤性乳管癌との間には、retention indexの分布に相違は認められなかった。これに対して、retention indexとトキソルビシンのinhibitonratioとの間に相関関係が認められた(r=0.49)。しかし、Tc-99mMIBIが停滞する腫瘍でも、抗癌剤感受性の低い症例も認められ、これらの腫瘍に対しては、腫瘍細胞内からの抗癌剤の汲み出し以外の耐性機序の関与が示唆された。腫瘍からのTc-99mMIBIの洗い出しを観察することにより、乳癌の抗癌削感受性を予測するのに役立つことが示され、さらにP糖蛋白質阻害剤の適応を考えるうえでも有用と考えられた。
ナスの細胞質雄性不稔系統への単為結果性の導入に関する研究

ナスは主要品種の多くが一代雑種であるので、雄性不稔の利用はF_1品種の採種の効率化に多大な貢献をする。申請者は、これまでに、Solanum violaceum Ort. (Solanum indicum auct. non L.)の細胞質を持つナスの雄性不稔系統の育成に成功したが、この系統は細胞質雄性不稔系統であるため、これを種子親として作出されるF_1も雄性不稔となり人工受粉なしでは結果しない。本研究の目的は、この細胞質雄性不稔系統を利用したナスのF_1品種の採種の実用化を図るため、細胞質雄性不稔系統と単為結果性品種との交雑後代の遺伝分析を行い、ナスの細胞質雄性不稔系統に単為結果性を導入し、無受粉でも結果できるようにすることである。本年度は、申請者が育成した細胞質雄性不稔系統に単為結果性を持つヨーロッパの品種'ミレダ'の花粉を授粉して作出したF_1の自殖によって得たF_221系統を供試材料として、細胞質の遺伝様式を確認するとともに単為結果性の発現の様相を調査した。まず、葉緑体DNAおよびミトコンドリアDNAのRFLP分析を行った結果、供試したF_2がS. violaceumの細胞質を持つことが確認された。つぎに、F_2の各系統について、開花前に除雄した後、袋かけを行い、約2ヶ月後に単為結果した果実の数を調査した。調査した21系統すべてにおいて単為結果性が認められた。また、F_1の時と同様にそれらの果実は萼片肥大果や石ナス果になり、正常に肥大したものは少なかった。以上の結果から、'ミレダ'の有する単為結果性が複数の遺伝子によって支配されている可能性があることがわかった。従って、今後,単為結果性に関与する遺伝子の数を明らかにし,これらを単細胞質雄性不稔系統に集積していけば,細胞質雄性不稔性を示すナスの単為結果性品種の育成が可能であると思われる。ナスは主要品種の多くが一代雑種であるので、雄性不稔の利用は品種育成に多大な貢献をする。申請者は、これまでに、近縁野生種Solanum violaceum Ort.(Solanum indicum auct. non L.)の細胞質を持つナスの雄性不稔系統の育成に成功したが、この系統は細胞質雄性不稔系統であるため、これを種子親として作出されるF_1も雄性不稔となり無授粉では結果しない。本研究の目的は、この細胞質雄性不稔系統を利用したナスのF_1品種の採種の実用化を図るため、細胞質雄性不稔系統と単為結果性品種との交雑後代の遺伝分析を行い、ナスの細胞質雄性不稔系統に単為結果性を導入し、無授粉でも結果できるようにすることである。本年度は、申請者が育成した細胞質雄性不稔系統に単為結果性を持つヨーロッパの品種'ミレダ'の花粉を授粉して作出したF_1の3系統を供試材料として、細胞質の遺伝様式を確認するとともに単為結果性の発現の様相を調査した。まず、クロロプラストDNAおよびミトコンドリアDNAのRFLP分析を行った結果、供試したF_1がS. violaceumの細胞質を持つことが確認された。次に、F_1の各系統の各11花について、開花前に除雄した後、袋かけを行い、約2ヶ月後に単為結果した果実の数を調査した。調査した3系統のうち、2系統においてそれぞれ11花中2花及び3花が萼片肥大果となったが、正常に肥大した果実は全く認められなかった。この結果から、'ミレダ'の有する単為結果性が複数の遺伝子によって支配されている可能性があることがわかった。従って、雄性不稔系統への単為結果性の導入の可能性を明らかにするためには、F_2を作出し調査する必要があると考えられる。なお、F_1の自殖によって、次年度に調査するためのF_2種子を得た。

つぎに、F_2の各系統について、開花前に除雄した後、袋かけを行い、約2ヶ月後に単為結果した果実の数を調査した。調査した21系統すべてにおいて単為結果性が認められた。また、F_1の時と同様にそれらの果実は萼片肥大果や石ナス果になり、正常に肥大したものは少なかった。以上の結果から、'ミレダ'の有する単為結果性が複数の遺伝子によって支配されている可能性があることがわかった。従って、今後,単為結果性に関与する遺伝子の数を明らかにし,これらを単細胞質雄性不稔系統に集積していけば,細胞質雄性不稔性を示すナスの単為結果性品種の育成が可能であると思われる。
昭和30年代借地・借家法改正についての実証的研究--戦後社会の変貌への対応

本研究は,昭和30年代に行われた借地・借家法改正作業を再検討する。法務省は,我妻栄特別顧問を中心に昭和31(1956)年5月から借地借家法改正作業を進め,昭和34(1959)年末に「借地借家法改正案要綱試案」を発表した。しかし,これは借地権物権化を提唱したため相当の抵抗があり,昭和37(1962)年からは緊急改正が必要な事項に絞って検討を進め,昭和41(1966)年の借地法等改正に結実した。本研究は,試案での借地権物権化の狙いはどこにあったのか,実現しなかったのは何故か,当時予定された借地借家紛争処理機関にはどのような特徴があったかを明らかにするものである。これに関して,科研費交付を得て当時の多数の借地借家法草案,関連文書,協議会記録及び当時の反響等の資料整理を行うことができた。その成果として,当時の改正作業の大きな流れを明らかにした論文を発表した(単著・獨協法学64号掲載)。借地権物権化は借地権の譲渡・転貸・抵当を可能にするためであり,その背景としては都市不燃化のための建物建て替えが当時の建設省から要請されていたことにあったこと,また,法務省サイドとしても当時借地借家事件が当時の地裁事件の2割以上を占めたため,簡易な紛争解決制度を要望していたが,実際に非訟制度を大胆に導入することには裁判所の負担が過重にならないかという懸念があったことを資料に基づき明らかにした。これを当時の一般的な土地政策の中に位置づけたのが,著書(共著)としての『日本の土地法--歴史と現状』である。さらに,借地・借家法改正を含めた法制審議会の活動についての論文をカナダ・ラヴァル大学の法律雑誌に投稿した(単著・Les Cahiers de droit46巻1号掲載)。さらに,ジュリストにおける不動産法セミナー〔第15回〕(共著)「震災復興と民事法制」において,昭和30年代の借地借家法改正作業について検討を行い,当時に於いてぎりぎりに至るまでの議論が行われたことを指摘し,情報公開制度の進展している現在では戦後の民事立法における議論を再検討することが現在の立法にも有益であることを指摘した。本研究は,試案での借地権物権化の狙いはどこにあったのか,実現しなかったのは何故か,借家権については物権化の構想がなく,債権としての位置づけが維持されていたのはなぜか,当時予定された借地借家紛争処理機関にはどのような特徴があったかを明らかにするものである。

これに関して,科研費交付を得て当時の多数の借地借家法草案,関連文書,協議会記録及び当時の反響等の資料整理を行うことができた。その成果として,当時の改正作業の大きな流れを明らかにした論文を発表した(単著・獨協法学64号掲載)。借地権物権化は借地権の譲渡・転貸・抵当を可能にするためであり,その背景としては都市不燃化のための建物建て替えが当時の建設省から要請されていたことにあったこと,また,法務省サイドとしても当時借地借家事件が当時の地裁事件の2割以上を占めたため,簡易な紛争解決制度を要望していたことを資料に基づき明らかにした。これを当時の一般的な土地政策の中に位置づけたのが,著書(共著)としての『日本の土地法-歴史と現状』である。また,借地・借家法改正を含めた法制審議会の活動についての論文をカナダ・ラヴァル大学の法律雑誌に投稿し,雑誌責任者から審査合格の連絡を得た。審査の際の修正要望に対応した原稿を改めて送付し,すでに印刷部局に原稿が回送された(単著・Les Cahiersdu droit46巻2号(7月刊行)掲載予定)。本研究は,昭和30年代における借地借家法改正作業の検討を行った。昭和16年借地法・借家法改正(正当事由制度導入)により借地権・借家権保護がなされたが,昭和30年代にいたると借地法・借家法は,新たな問題に直面した。それは,借地法を近代都市建設に対応させること(借地権抵当による建物建設資金の融通,都市不燃化に対応した非堅固建物の堅固建物への建替え),借家法を戦後社会の多様性に対応させること(企業による社宅建設の隆盛,内縁配偶者保護の必要性の増大,老朽家屋の建替えをめぐる正当事由紛争の増加,賃料紛争の増加),借地借家紛争処理では迅速妥当な処理をなしうる制度を設けること(不動産高騰の影響を受け借地借家紛争は,当時の地裁事件の2割以上を占めた)であった。法務省は,我妻栄特別顧問を中心に昭和31年5月から借地借家法改正作業を進め,昭和34(1959)年末に「借地借家法改正案要綱試案」を発表した。しかし,そこでの借地権物権化には相当の抵抗があり,結局昭和37(1962)年からは緊急改正が必要な事項に絞って検討を進め,昭和41年の借地法等改正に結実した。本研究は,当時の多数の借地借家法草案,関連文書,協議会記録及び当時の反響を検討し,そこでの借地権物権化のねらいは,借地権物権化による借地権抵当の実現それによる都市不燃化にあったことを明らかにした。また,借地・借家紛争対策として,大胆な非訟制度の導入が計画された。借地権物権化は,地主層・保守党の抵抗により実現しなかったが,昭和41年改正において借地非訟制度が設けられ,都市不燃化への対応が可能になったことを明らかにした。
B細胞分化におけるBtkの役割:Btkトランスジェニックマウスの解析

本研究は、B細胞に発現しているチロシンキナーゼ、BtkのB細胞発生および分化における役割を明らかにすることを研究目的としている.(1)sIgD陽性の牌臓B細胞を抗CD38抗体、CS/2とIL-5で刺激するとIgMのみならずIgGlの産生が誘導されたが、IgA産生は見られなかった.CS/2やIL-5の単独刺激は無効であった。しかし、腹腔内B細胞をCS/2とIL-5で刺激するとIgGlのみならずIgA産生が見られることがわかった.このことより、B細胞の局在する解剖学的な部位により、B細胞のIgA産生誘導シグナルが異なることがわかった.CS/2と相乗的にB細胞に作用しIgGl産生を惹起するサイトカインを調べたところ、IL-5のみが有効であり、IL-4は無効であった。IL-4やSTAT6遺伝子破壊マウスのB細胞もCS/2とIL-5に応答してIgGlを産生したことから、このシステムはIL-4に非依存性であることがわかった。CS/2刺激されたB細胞をIL-5で刺激するとμからγ1への遺伝子組み替えが惹起されることが、スイッチサークルDNAを増幅し解析してはじめて明らかになった。しかし、CS/2刺激により非翻訳型γ1mRNAの転写が起こるが、μからγ1への遺伝子組み替えは起こらない。クラス変換の頻度とKu70/Ku80複合体の活性化の程度やDNAプロテインキナーゼ活性とは相関しなかった。しかし、興味あることにB細胞特異的な転写因子で、Ig産生細胞への分化に関与すると云われているBlimp-1の発現の程度と相関した。(2)Btkの機能を探るべく、Btk遺伝子破壊マウスに野生型Btk遺伝子導入(Btk^<-/->/Btk^<wt>-Tg)マウスまたは変異Btk遺伝子を導入した(Btk^<-/->/Btk^<xid>-Tg)マウスを作った.いずれのマウスも正常に生まれた.Btk^<-/->マウスで見られたB細胞不全はBtk^<-/->/Btk^<wt>-Tgマウスでは回復していたがBtk^<-/->/Btk^<xid>-Tgマウスでは見られなかった.とりわけ、CS/2とIL-5に依存性のIgG1へのクラス変換は全く見られなかった.これらのことより、BtkはB細胞のクラス変換に重要であることがわかった.ブルトン型チロシンキナーゼ(Btk)は、ヒト伴性無ガンマグロブリン血症(XLA)の原因遺伝子として単離された非受容体型チロシンキナーゼである。Btk遺伝子に-アミノ酸変異をもつ伴性劣性免疫不全(XID)マウスやBtk欠損マウスは様々なB細胞機能不全を示し、XLAの動物モデルと考えられる。昨年度、我々はXIDマウスの免疫異常の是正法を開発する目的でBtkトランスジェニック(Btk-Tg)マウスを作製することに成功した。本年度はこのBtk-Tgマウスを用いてXLAの遺伝子治療を推進する際の問題点、(1)Btk遺伝子の導入によりB細胞異常を是正することの可能の有無、(2)Btkの異所性発現の個体の免疫系に対する影響、についてアプローチを行い以下の結果を得た。1)Btk欠損マウスとBtk-Tgマウスを交配させ、Btk欠損マウスにBtkを発現させたところ、Btk欠損マウスのB細胞異常(CD5陽性B細胞の欠損、IL-5、抗IgM抗体、抗CD38抗体刺激に対するB細胞の応答不全)がBtkの発現量依存的に回復した。2)Btk-Tgマウスでは本来Btkの発現していない胸腺でBtkの過剰発現が認められた。Btk-Tgマウスの胸腺と脾臓ではNKT細胞が減少しており、一次刺激に対するIL-4の産生が減少していることから、Btkの過剰発現によりNKT細胞の分化及び機能が障害がされることが判明した。これらの結果から、Btk遺伝子の導入によりXLAを治療するには十分な量のBtkの発現、B細胞を標的としたBtkの発現誘導が必要であることが示唆された。

しかし、CS/2刺激により非翻訳型γ1mRNAの転写が起こるが、μからγ1への遺伝子組み替えは起こらない。クラス変換の頻度とKu70/Ku80複合体の活性化の程度やDNAプロテインキナーゼ活性とは相関しなかった。しかし、興味あることにB細胞特異的な転写因子で、Ig産生細胞への分化に関与すると云われているBlimp-1の発現の程度と相関した。(2)Btkの機能を探るべく、Btk遺伝子破壊マウスに野生型Btk遺伝子導入(Btk^<-/->/Btk^<wt>-Tg)マウスまたは変異Btk遺伝子を導入した(Btk^<-/->/Btk^<xid>-Tg)マウスを作った.いずれのマウスも正常に生まれた.Btk^<-/->マウスで見られたB細胞不全はBtk^<-/->/Btk^<wt>-Tgマウスでは回復していたがBtk^<-/->/Btk^<xid>-Tgマウスでは見られなかった.とりわけ、CS/2とIL-5に依存性のIgG1へのクラス変換は全く見られなかった.これらのことより、BtkはB細胞のクラス変換に重要であることがわかった.
MDL原理に基づくBayesion Networkの自動生成

MDL(Miniimum Description Length)原理に基づいてBayesian Networkを構成するアルゴリズムの構築およびその評価を行ない、当初予定していた成果を得た。ここで、MDL原理は事例からそれを生成している規則を学習する際にその事例を最も短く記述できる規則を採択する学習原理である。一方、Bayesian Networkは各ノードで属性を、またそれらを結ぶリンクで属性間の依存関係を表現/推論する不確実な知識のための枠組である。精度のよいネットワークを少ない計算量で学習する問題は、Bayesian Networkを医療診断・故障診断・経営診断などに応用する研究者・技術者にとって、その解決が急務であった。提案アルゴリズムは、分岐限定法なる手法を用い、最適解が得られることを保証しながら、従来のDP(Dynamic Programming)による全探索と比較して、大幅な計算量の低減がはかられている。Alarm database(ノード数37のあるネットワークから生成された20000事例)を通して評価をしたところ、DPに基づくアルゴリズムではノード数20前後で計算量的に爆発するが、ノード数37のネットワークを実用的な時間内で算出できることがわかった。従来は、最適解を保証しないアルゴリズムも提案されているが、本アルゴリズムでは、Alarm database程度の規模で事例数1000程度であれば、実用的に最適可能である。
ヘテロ原子架橋および酸化的環化反応による新規複素多環芳香族分子の効率的合成法開発

申請者がこれまでに開発した手法であるベンゾジチエノフラン(BDTF)の効率的合成法を発展させ、ベンゾジチエノチオフェン(BDTT)の合成に応用したところ、付加脱離反応に続く還元反応および脱水素型環化反応を経る工程により効率的にBDTTを合成することができた。さらに得られたBDTTはよりπ拡張した誘導体へと変換することもできた。BDTFの合成については、より温和な条件下で目的物を得られる条件を見出しただけでなく、電子求引性基を導入したπ拡張した誘導体の合成にも成功した。さらに、得られたBDTF、BDTT誘導体の物性調査および比較を行うことで、カルコゲン原子の違いにより、物性にどのような差が生じるのか調査を行った。初めに半導体特性の調査を行い、BDTFの二量化体であるBBDTFが類縁体であるBBDTTとほぼ同程度の移動度を有していることを明らかにした。また、この結果はジチエノフラン骨格を持つ化合物が半導体特性を有していることを示した初めての報告例である。また、吸光特性、蛍光特性についても比較を行った。吸光特性については、BDTF誘導体がBDTT誘導体に比べ、より長波長側に吸収帯を有していることが確認された。また、蛍光特性については、BDTF誘導体がより優れた蛍光特性を有することも明らかとした。特に電子求引性基を導入した誘導体については、より顕著な効果が確認され、蛍光量子収率においては40%以上の差が確認された。これらの結果は、構造と機能の相関について一定以上の知見が得られた。申請者がこれまでに開発したベンゾジチエノフラン(BDTF)の効率的合成法を発展させBDTTの合成に応用した。すなわち、求核種として3-チエニルチオラート種を用いることで、付加脱離反応を進行させ、チオエーテル架橋体を得た。さらに、続く脱水素型環化反応と、DIBALを用いた還元反応によってBDTTを3工程で効率的に合成することに成功した。さらに得られたBDTTはブロモ化に続く鈴木ー宮浦クロスカップリングに供することで、よりπ拡張した誘導体へと変換することもできた。続いて、得られたBDTT誘導体とBDTF誘導体の物性調査および比較を行った。まず、BDTFの二量化体であるBBDTFを用いてOFETデバイスを作成し半導体特性の評価を行った。最大正孔移動度は0.13 cm2/Vsであり、半導体特性の発現が確認された。また、これまでに報告されているBDTTの二量化体であるBBDTTの移動度は最大0.15 cm2/Vsであるので、ほぼ同程度の移動度をBBDTFは有していることがわかった。しかし、最大ドレイン電流とカットオフ時のドレイン電流との比(Ion/Ioff)やしきい値電圧(Vth)はBBDTTの方が優れた値を示していた。この結果は、BBDTFに比べBBDTTの方が強い相互作用の影響を受けたパッキング構造を形成する事実と矛盾しない結果といえる。次に、紫外可視吸光測定、蛍光測定、蛍光量子収率測定を行った。BDTF誘導体はBDTT誘導体に比べ、いずれもより長波長側に吸収帯および蛍光が観測され、より優れた蛍光特性の発現も観測された。以上の実験結果はジチエノフラン骨格を持つ化合物が半導体特性を有することを示した最初の例となっただけでなく、BDTF誘導体が類縁体に比べ優れた蛍光特性を有することを明確に示す結果であり、有機合成化学、機能分子化学双方の観点から重要な知見であると言える。申請者が開発したPd触媒を用いた縮環反応を更に発展させ、炭素架橋されたビアリールに対して適用することでフルオレノール誘導体を合成することを研究目的とする。これまでに炭素架橋されたビアリールを、Pd触媒を用いた分子内縮環反応の条件に適用すると、フルオレノール誘導体ではなくクロメン誘導体のみが選択的に得られることが報告されている。この理由は、基質に活性の高いヒドロキシ基が存在することから、Pd触媒がヒドロキシ基とパラダサイクルを形成するためである。したがって、炭素架橋されたビアリールからフルオレノールを選択的に合成するには、ヒドロキシ基とのパラダサイクルの形成を抑制し、2つのアリール基がパラジウムで架橋したパラダサイクルを形成させる必要がある。この課題は、申請者がこれまでの研究で得た知見からPd触媒の立体、電子的環境を適切に調整することで達成できるのではないかと考えている。また、もしヒドロキシ基の保護を必要としないフルオレノールの選択的な合成法を確立することができれば、既存の系と併せて一つの基質から様々なクロメンおよびフルオレノール誘導体の合成が可能になり、ダイバーシティに富んだ有用な合成法となるはずである。さらに得られたフルオレノール誘導体は脱水反応により非芳香族であるフルベンを骨格に有した新規複素多環芳香族へと変換できるはずである。フルベンは分子内に双極子を有する化合物であり、幅広い吸収帯を持つことから近年有機機能性材料の分野でも注目されている骨格である。そこで多様なフルベン誘導体の合成と、その物性解明を行っていくことも研究目標とし、現在研究を継続している。

BDTFの合成については、より温和な条件下で目的物を得られる条件を見出しただけでなく、電子求引性基を導入したπ拡張した誘導体の合成にも成功した。さらに、得られたBDTF、BDTT誘導体の物性調査および比較を行うことで、カルコゲン原子の違いにより、物性にどのような差が生じるのか調査を行った。初めに半導体特性の調査を行い、BDTFの二量化体であるBBDTFが類縁体であるBBDTTとほぼ同程度の移動度を有していることを明らかにした。また、この結果はジチエノフラン骨格を持つ化合物が半導体特性を有していることを示した初めての報告例である。また、吸光特性、蛍光特性についても比較を行った。吸光特性については、BDTF誘導体がBDTT誘導体に比べ、より長波長側に吸収帯を有していることが確認された。また、蛍光特性については、BDTF誘導体がより優れた蛍光特性を有することも明らかとした。特に電子求引性基を導入した誘導体については、より顕著な効果が確認され、蛍光量子収率においては40%以上の差が確認された。これらの結果は、構造と機能の相関について一定以上の知見が得られた。申請者がこれまでに開発したベンゾジチエノフラン(BDTF)の効率的合成法を発展させBDTTの合成に応用した。すなわち、求核種として3-チエニルチオラート種を用いることで、付加脱離反応を進行させ、チオエーテル架橋体を得た。さらに、続く脱水素型環化反応と、DIBALを用いた還元反応によってBDTTを3工程で効率的に合成することに成功した。さらに得られたBDTTはブロモ化に続く鈴木ー宮浦クロスカップリングに供することで、よりπ拡張した誘導体へと変換することもできた。続いて、得られたBDTT誘導体とBDTF誘導体の物性調査および比較を行った。まず、BDTFの二量化体であるBBDTFを用いてOFETデバイスを作成し半導体特性の評価を行った。最大正孔移動度は0.13 cm2/Vsであり、半導体特性の発現が確認された。また、これまでに報告されているBDTTの二量化体であるBBDTTの移動度は最大0.15 cm2/Vsであるので、ほぼ同程度の移動度をBBDTFは有していることがわかった。しかし、最大ドレイン電流とカットオフ時のドレイン電流との比(Ion/Ioff)やしきい値電圧(Vth)はBBDTTの方が優れた値を示していた。この結果は、BBDTFに比べBBDTTの方が強い相互作用の影響を受けたパッキング構造を形成する事実と矛盾しない結果といえる。次に、紫外可視吸光測定、蛍光測定、蛍光量子収率測定を行った。BDTF誘導体はBDTT誘導体に比べ、いずれもより長波長側に吸収帯および蛍光が観測され、より優れた蛍光特性の発現も観測された。以上の実験結果はジチエノフラン骨格を持つ化合物が半導体特性を有することを示した最初の例となっただけでなく、BDTF誘導体が類縁体に比べ優れた蛍光特性を有することを明確に示す結果であり、有機合成化学、機能分子化学双方の観点から重要な知見であると言える。申請者が開発したPd触媒を用いた縮環反応を更に発展させ、炭素架橋されたビアリールに対して適用することでフルオレノール誘導体を合成することを研究目的とする。