hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液液二相系における界面特異的反応過程の研究

イオン移動共役のボルタンメトリーロ液液界面では,電子移動(ET)とイオン移動(IT)が界面電位差を媒介として共役しうる.チオールの自己組織化単分子膜で被覆したAu(111)電極上に有機薄膜を形成し,それを水相と接触させ電極|有機薄膜|水系におけるボルタンメトリーの実験的および理論的研究を行った.このタイプの系における有機薄膜|水界面のET-IT共役を定量的に明らかにした.本研究は、界面の電位制御と分光学的手法を組み合わせた界面特異的反応研究法の確立を通じて、1.界面特異的反応の検出、2.界面特異的反応のメカニズムの解明、を行うことを目的としている。今年度は、実験方法の確立を目指した。1.まず、これまで、原理的には測定できることがわかったが、感度などの点で信頼度の高い結果かえられていなかった交流変調全反射界面蛍光法の改良に重点を置いた研究をおこなった。測定セルの改良を行ったところ、振幅40mVp-p、変調周波数5-80 Hzの範囲で、エオシンYなどのキサンテン系色素アニオンの移動にともなう、蛍光変化の交流成分を検出することに成功した。交流成分の絶対値を直流電圧にたいしてプロットすると、交流インピーダンス法の場合と同様のベル型曲線となり、極大となる電位はイオン移動の半波電位に一致した。交流インピーダンス法とは異なり、光応答の交流成分は充電電流の寄与を含まない。それ故、移動イオンを含まない系の実成分にたいする虚成分の比はそのままイオン移動過程の-tanφ(φは位相角)を与える。これは交流インピーダンス法のcotφに相当する物理量である。|tanφ|は、周波数が10-20Hzで半波電位付近では1より小さくなり、移動イオンは界面に吸着していることが示唆された。2. Nd-YAGレーザーを用いる全反射界面蛍光装置の構築を現在、行っている。光計測制御と界面電位差制御を一括してコンピュータでおこなうために、現在、ソフトウェアを開発中である。3.分子レベルで制御された単分子膜を利用する、新しい液液界面電荷移動計測法を開発するために、真空蒸着装置を購入し、金表面の自己組織膜の調製、キャラクタリゼーションを行っている。本研究では、液液二相系における真に界面特異的な反応過程を、界面構造、分子機能、ダイナミックスの観点から系統的に研究することを目指している。本年度は、以下の実験的研究をおこなった。1.交流変調イオン移動フルオロメトリーイオンの液液界面透過速度について、近年、多方面から興味がもたれているが、正確な実験データを得るのは容易でない。一昨年から取り組んできた、液液界面を横切る蛍光性イオンの透過機構解析のための交流変調イオン移動フルオロメトリーの手法を、今年度は、確立することができた。それにより、1,2-ジクロロエタン/水界面を横切る一連のキサンテン系色素イオンは、界面を横切る際に界面に吸着することを明確にすることができた。2.8-キノリノール誘導体-金属イオンの界面錯形成8-キノリノール誘導体は、金属イオンの溶媒抽出に古くから用いられているが、界面における錯生成過程についての知見は乏しい。本研究では、一連の5-アルコキシメチルー8-キノリノールと重金属イオンとの界面近傍での錯形成が、1:1錯体のみならず、1:2錯体生成を伴っていることを、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルピリジンをプロトン補足剤として用いることにより、初めて明らかにした。また、この1:2錯体の界面錯生成は、Ni^<2+>に比べ,Zn^<2+>,Al^<3+>では有意に遅いことを、サイクリックボルタンメトリーおよび蛍光ボルタンメトリーを用いて明らかにした。
嚥下機能低下に対する口腔容積マネジメント

舌尖アンカー機能や舌搾送運動の低下あり,口腔・咽頭通過時間(OTT,PTT)の延長や口腔や咽頭への食物残留(ORES, PRES)や,を認めていた者が口腔容積の変化をもたらす舌接触補助装置(PAP)付義歯の装着1カ月後には,OTT,PTTの短縮,残留量の減少,口腔-咽頭嚥下効率の改善などを示し,PAPが頭頚部ガン患者ならびに外傷者のみならず慢性期の高齢脳神経疾患患者へも有用であることが明らかとなった.舌尖アンカー機能や舌搾送運動の低下あり,口腔・咽頭通過時間(OTT,PTT)の延長や口腔や咽頭への食物残留(ORES, PRES)や,を認めていた者が口腔容積の変化をもたらす舌接触補助装置(PAP)付義歯の装着1カ月後には,OTT,PTTの短縮,残留量の減少,口腔-咽頭嚥下効率の改善などを示し,PAPが頭頚部ガン患者ならびに外傷者のみならず慢性期の高齢脳神経疾患患者へも有用であることが明らかとなった.本年度は広島大学病院ならびに某療養型医療施設にて得られたVF/VEデータを用い研究を実施した.●目的口腔容積の変化が摂食嚥下機能に及ぼす影響の検討●方法高齢頭頚部ガン患者・外傷患者(下顎亜全摘オペ後・咬合支持なし)5名(男性2名,女性3名,年齢46-79歳):A群ならびに高齢脳神経疾患患者(無歯顎・女性4名,年齢65-80歳):B群とし,いずれの被験者も義歯や口腔内装置を長期にわたり装着していなかった者とした.舌接触補助装置(PAP)付義歯の装着前と装着1カ月後にVFまたはVE検査を実施し,誤嚥,喉頭流入,口腔・咽頭残留の有無等の定性的評価を行った.各被験者によって摂食嚥下機能のレベルが異なるため,同一被験者内で比較する食品物性は液体・ゼリー・ペーストと様々であったが必ず統一を図った.●結果PAP付義歯の装着前では舌尖アンカー機能やスムーズな舌搾送運動の低下が確認され,口蓋・口腔底・奥舌部などの口腔内や喉頭蓋・梨状陥凹などの咽頭内への食物残留や,口腔通過時間の延長を認めていた者が装着1カ月後には改善傾向を示した(A群全員,B群3名).しかしながら,喉頭流入・誤嚥に関しては基礎疾患の悪化により改善しない者も見られた(A群3名,B群1名)●考察咬合支持の喪失に加えて基礎疾患により口腔機能低下が認められた被験者にPAP付義歯を装着し口腔内容積をコントロールすることで,口腔期嚥下障害の改善に貢献できることが明らかとなった.しかしながら,義歯を長期に装着していなかったため,口輪筋や頬筋の緊張・舌の巨大化等からまずは口腔のリラクセーションを必要とした者や,装置になじめず研究終了後には装着を断念した者もいた.今後は脳卒中急性期にいつから義歯を装着するほうが,装着しないよりも嚥下機能が改善するのか,また認知が進行してきた場合に,いつ位から義歯をはずした方が嚥下機能が安定するのかなど調査する必要があり,知覚・認知や口腔機能といった多要素を加味し口腔容積のコントロールの検討を進めたい.本年度は広島大学病院ならびに某療養型医療施設にて得られたVF/VEデータを用い研究を実施した.●目的PAPによる口腔容積の変化が摂食嚥下機能に及ぼす影響の検討●方法高齢脳神経疾患患者(A群,無歯顎・女性3名,年齢71-83歳)および高齢頭頚部ガン・外傷患者(B群,下顎亜全摘手術後・咬合支持なし)3名(女性3名,年齢69-78歳)とし,いずれの被験者も義歯や口腔内装置を長期にわたり装着していなかった者とした.3ケ月以上にわたる嚥下間接・直接訓練の後,舌接触補助装置(PAP)付義歯を作製し装着1カ月後にVFまたはVE検査を実施した.その嚥下動態を口腔通過時間(OTT),咽頭通過時間(PTT)ならびに口腔・咽頭残留量(OR,PR)で定量的に評価し,嚥下効率を示すOPSEで総合評価を行った.各被験者によって摂食嚥下機能のレベルが異なるため,同一被験者内で比較する食品は同量の液体またはゼリーで統一を図った.●結果PAP付義歯の装着により舌尖アンカー機能やスムーズな舌搾送運動の改善が認められた.A群の1名で咀嚼能の再開によりOTTが延長したが,その他の被験者でOTTとPTTの短縮を認めた.またORでは5-15%,PRでは1-5%と改善し,OPSEでは7-82%の改善を認めた.●考察咬合支持の喪失に加えて基礎疾患により口腔機能低下が認められた被験者にPAP付義歯を装着し口腔内容積をコントロールすることで,口腔・咽頭期嚥下障害の改善に貢献できることが明らかとなった.これまでは口腔ガン手術後の患者へのPAP適応であったが,今回慢性期の脳神経・神経進行性疾患の患者でもPAPが奏功することが判明した.一方で,義歯を長期に装着していなかったため,口輪筋や頬筋の緊張・舌の巨大化等からまずは口腔のリラクセーションを必要とした者や,装置になじめず装着を断念した者もいた.

患者をとりまく多職種医療従事者たちは,今後も増加する摂食嚥下障害患者に対し,歯の欠損やそれに伴って生じる口腔内の形態的・機能的変化によって口腔容積の変化が起こり,それが嚥下機能にも影響を及ぼすことに留意すべきである.
準実験と調査観察研究における因果効果の推定と教育評価への応用

人文社会科学での因果効果の推定において重要である「従属変数と群への割り当て変数どちらにも影響を関連のある共変量」の影響を除去する解析法の研究を昨年に続き行った。具体的にはRosenbaumとRubinが開発した傾向スコア解析法を、昨年度の研究で潜在変数上での因果効果推定法へと改良し、発表したが(Hoshino, Kurata and Shigemasu, 2006)、「群への割り当てモデル」が正しくない場合には推定にバイアスが生じることから、さらに、「目的変数と共変量の回帰モデル」と「群への割り当てモデル」両方に対するモデル指定を事前に行っておき、そのどちらかが正しければバイアスなく因果効果を推定することができる「二重に頑健な推定法」を開発し、その成果が計量心理学でもっとも権威あるPsychometrika誌に掲載された。因子得点の厳密な信頼区間などを計算するためには、MCMC(マルコフ・チェーン・モンテ・カルロ)法を用いたベイズ的な推論が必要であるため、ベイズ的な手法を用いた傾向スコア解析法を提案し、論文をComputationalStatistics and Data Analysis誌に投稿し掲載された。さらに、このような群間比較で生じる多重比較について、より検出力が高い、新しいベイズ手法を提案し、論文をComputationalStatistics and Data Analysis誌に投稿し、採択が決定した。また、これらの新しい方法を応用分野の研究者が利用できるよう、解析プログラムの整備を行った。因果関係の推定を考える場合には、従属変数と群への割り当て変数、そしてそのどちらにも影響を関連のある共変量の3つの変数群が存在する。ここでこの3つの変数群の同時モデルを利用できれば、正しい統計推論を行うことができる。しかし、一般には多い場合で数十変数を同時に解析する必要が生じる。従属変数に関しては単変量で解析するとしても、割り当てに関連すると思われる共変量は非常に多くなり、人文社会科学分野では同時モデルを構成することは不可能である。一方、欠測状況にある(専門用語を使えばMissing at Randomという)仮定を置けば、従属変数と共変量の回帰モデルを仮定することで正しい推測が可能になるが、一般にはこの回帰モデルはモデルの誤設定に非常に鋭敏であり、二次項の入った回帰関数を誤って線形と仮定するといったことだけで推定値が大きく偏るっことが知られている。これに対して、RosenbaumとRubinが開発した傾向スコア解析法は、回帰モデルの仮定を置かずに因果効果を推定できるため、近年欧米の医学や経済学中心に応用研究において非常に頻繁に利用されてきている。この方法はそもそも、テスト得点の等化のために開発された手法であり、教育心理学分野においても発達真理分野などで徐々に利用されつつある。そこで、今年度は、すでに開発した多群の構造方程式モデリング及び、項目反応理論モデルにおいて、群によって共変量の分布が異なるという場合に、傾向スコアを用いた潜在変数上での因果効果推定法を改良し、「目的変数と共変量の回帰モデル」と「群への割り当てモデル」どちらもモデル指定を行い、どちらかが正しければ因果効果を推定することができる「二重に頑健な推定法を開発し、その成果は計量心理学でもっとも権威あるPsychometrika誌に掲載が決定されている。また、因子得点の厳密な信頼区間などを計算するためには、MCMC(マルコフ・チェーン・モンテ・カルロ)法を用いたベイズ的な推論が必要であるため、ベイズ的な手法を用いた傾向スコア解析法を提案し、論文をComputationalStatistics and Data Analysis誌に投稿し掲載が決定した。また欧米の大規模教育調査データを利用して、知能発達の成長曲線モデルに提案した手法を応用し、有意義な結論が得られた。
脱皮不全系統のカイコを用いたエクジソン中間体の探索

最終年度はエクジソン生合成経路のブラックボックスの解明に向け、ブラックボックス内の反応に関わる酵素であるNm-gの変異個体から見出した未知物質Xの構造解析、Nm-g変異個体の前胸腺における遺伝子発現解析と基質変換実験、新規エクジソン生合成酵素の探索、ならびに機能未知のエクジソン生合成酵素であるSpookのノックアウトカイコ作出を行った。昨年度Nm-g変異個体の体液から精製を終えた未知物質Xを用いて、NMRによる構造解析を行った。これまでに取得した類縁化合物や既知エクジソン中間体の合成品のNMRスペクトルとの比較により、未知物質Xの構造を決定することが出来、Nm-g機能の解明に繋がる重要な知見を得た。また、Nm-g変異個体の前胸腺において既知エクジソン生合成酵素遺伝子が発現しており酵素活性を有すること、ならびにNm-g変異系統のカイコ前胸腺を用いた標識体コレステロールの変換実験により未知物質Xはエクジソンと同じくコレステロールを原料に前胸腺で合成された物質であることがわかった。加えて、Nm-gとSpook以外の酵素がブラックボックス内の反応に関わる可能性についても検討を行い、次世代シーケンサーを用いたカイコ前胸腺トランスクリプトーム解析により新規のエクジソン生合成酵素候補遺伝子を見出すことに成功した。この候補遺伝子の前胸腺における遺伝子発現パターンは体液中エクジステロイド量の変化と相関が見られ、エクジソン生合成への関与が示唆される。また、変異系統が存在しないSpookについてはゲノム編集法を用いてノックアウトカイコを作出した。これまでに複数の変異導入個体が確認出来ており、今後の解析により新たな知見が得られることが期待される。本研究によりこれまで不明であったエクジソン生合成経路のブラックボックスの一部が明らかとなり、全容解明に向けた基盤を構築することが出来た。今年度はエクジソン生合成経路において不明であるブラックボックスの解明に向け、Nm-g変異系統から見出した2種の未知物質の精製とNm-g以外の脱皮不全系統のカイコ幼虫に含まれるステロイド類の分析を行った。また、カイコ培養前胸腺を用いた基質変換実験の実施に向け、条件検討を行った。Nm-g変異系統を用いた解析については、サンプリングを終えた約1300頭分のNm-g変異ホモ個体の体液から未知物質の精製を行った。有機溶媒による液液分配ならびに高速液体クロマトグラフ(LC)による精製を行い、LC-質量分析計(LC-MS)で2種の未知物質(X・Y)を含む画分の同定および定量を行った。結果、同じ質量数を持つ既知エクジソン中間体換算で約16μgの未知物質Xと17μgの未知物質Yの精製に成功した。また、未知物質の構造解析に向け、合成品の類縁化合物と既知のエクジソン中間体のNMRスペクトル情報を取得した。Nm-g以外の脱皮不全系統の飼育ならびに飼育条件の検討を行った。変異個体では脱皮の遅延や脱皮不全が観察され、エクジソンを含むエサを与えることで脱皮を誘導出来ることがわかった。しかし、変異個体の体液に含まれるステロイド類をLC-MSで分析すると変異個体に特有のステロイド類は検出されず、20-ヒドロキシエクジソンが検出された。したがって、今回検討を行った系統では脱皮不全の原因がエクジソン生合成経路以外にあることが示唆された。ステロイド類の分析に加えて、Nm-g基質候補化合物を合成後に実施予定のカイコ培養前胸腺を用いた基質変換の条件検討を行った。基質変換効率の向上を目指し、エクジソン生合成調節に関わる因子・受容体の探索を進めた結果、エクジソン生合成調節には関与していなかったがGタンパク質共役型受容体のBNGR-B1が利尿ホルモン31の受容体であることを明らかにした。

本研究によりこれまで不明であったエクジソン生合成経路のブラックボックスの一部が明らかとなり、全容解明に向けた基盤を構築することが出来た。Nm-g変異系統のカイコに蓄積する未知物質XおよびYの精製を終え、約16μgの未知物質Xおよび約17μgの未知物質Yを得ることに成功した。また、合成品の類縁化合物のNMRスペクトルの取得を終え、類縁化合物から得られた情報と未知物質のNMRスペクトルを比較検討することで、未知物質の大部分のピークの帰属が可能な状況となった。したがって、NMRによる未知物質の構造解析に向けた準備が整った。脱皮不全がエクジソン投与によりレスキュー出来ることが示唆されているNm-g変異系統以外の2つの脱皮不全系統について、体内に蓄積しているステロイド類の分析を行った。人工飼料での飼育適性を検討した結果、市販されている人工飼料単独では発育のばらつきが大きく飼育が困難であったが、桑葉破砕物を添加することで改善出来た。また、変異個体に対してエクジソンを与えると脱皮が誘導されることが確認出来た。しかし、エクジソンを与えなかった個体でも脱皮時期の遅延のみで脱皮不全とならない個体が多数存在した。そこで、それらの個体の飼育を継続し、終齢幼虫の体液に含まれるステロイド類の分析を行った。結果、未知ステロイドは検出されず、活性型エクジソンである20-ヒドロキシエクジソンが検出されたため、脱皮不全の原因がエクジソン生合成経路以外にあることが示唆された。Nm-g基質候補化合物を合成後に実施予定のカイコ培養前胸腺を用いた基質変換系の変換効率の向上を目指し、エクジソン生合成調節に関わる因子・受容体の探索を進めた。結果、エクジソン生合成調節には関与していなかったが、Gタンパク質共役型受容体のBNGR-B1が利尿ホルモン31の受容体であることを明らかにした。次年度は、Nm-g変異系統のカイコ体液から精製を終えた未知物質XおよびYを用いてNMRによる構造解析を行う。また、Nm-g変異系統カイコの前胸腺におけるエクジソン生合成酵素の遺伝子発現解析を行い、未知物質の生合成過程における既知エクジソン生合成酵素の関与を検討する。さらに、生合成酵素の遺伝子発現状況とNMRで得られた未知物質の構造情報を合わせて考えることで、Nm-gが担う変換反応を予測する。また、カイコ培養前胸腺を用いてこれまでに得た類縁化合物の基質変換実験を行い、代謝の有無ならびに代謝産物の構造予測を行うことで、ブラックボックス内の反応経路や反応順序について検討する。これらの情報を統合することで未知物質XおよびYの構造を推定し、その生合成過程を遡ることでNm-g基質の候補化合物を絞り込む。内在性の物質と区別するため、安定同位体ラベルされたNm-g基質候補化合物を合成し、カイコ培養前胸腺を用いて基質変換実験を行う事で候補化合物がNm-gの基質であるかを検討する。Nm-g変異系統以外の脱皮不全系統のカイコに蓄積しているステロイド類の分析では、変異個体に特有のステロイド類は検出されず、20-ヒドロキシエクジソンが検出された。すなわち、これらの系統における脱皮不全・遅延の原因遺伝子はエクジソン生合成経路には関係しないことが示唆される。そこで予定を変更し、ブラックボックス内の変換反応に関わる事が示唆されるSpookのノックアウト個体を作製し、体内に蓄積しているステロイド類の分析を行う。
三次元造形を利用した高炉内軟化溶融充填層の通気性制御技術の開発

高炉製鉄における安定で高効率な操業のためには、炉内の温度分布を支配する通気性の制御が最も重要であり、粒子軟化溶融による通気性への影響の予測・制御を可能にする革新的プロセス技術を開発する。鉄鉱石、コークスからなる高炉内粒子充填層のモデルを三次元造形(3Dプリンタ)し、高温ガス流通時の圧力損失変化の測定から、軟化溶融時に一定の通気性を維持するための非軟化粒子の配置や構造、配合比を明らかにする。シミュレーションで得られる軟化溶融時の構造をそのまま三次元造形することで、実験と計算の精緻な比較が可能になり、実験では計測困難な充填層全体の構造および流路の変化過程を明らかにする。
経営分野との協働による、中小企業における健康職場づくりの革新的推進モデルの創出

本研究は、中小企業における健康的な職場環境の普及推進に向けて、産業保健分野のみならず経営分野と協働することにより新たな知見を得て、革新的かつ実践的な推進モデルを開発することを目的に実施した。良好実践事例の分析により、職場のコミュニケーションの活性化や適切な労務管理・評価などについては経営分野でも重視されているが、健康診断結果の活用や健康を維持しながら働ける職場環境づくり、保健医療専門職・機関の活用などに関しては経営者等に殆ど認識されていないことが明らかとなった。中小企業従業員を対象とした質問紙調査結果からは、企業として健康と仕事の両立が可能な職場づくりに取り組む必要があることが示唆された。本研究は、喫緊の課題でありながら既存の産業保健の視点・アプローチ方法だけでは実現できなかった中小企業における健康・安全重視の職場環境の普及推進に向けて、経営分野と協働することによって新たな原理・方法を創出し、実践的な推進モデルを開発することを目的としている。平成26年度は、次の研究活動を行った。1.文献検討による先行研究および良好実践事例の収集・分析:中小企業において、従業員を大切にする視点を持ち、過重労働や職務ストレスによる健康障害リスクの少ない、風通しの良い良好な職場風土を築いている職場事例を紹介した文献から、良好実践事例を収集し重要と思われる要素を抽出した。2.企業訪問・インタビューによる良好実践事例の収集と分析:上記文献で紹介されている事例ならびに関係者から推薦された企業の中から、特に優れた実践をしている中小企業を選出し、訪問調査を行った。企業経営者および社員数名へのインタビューを行って、中小企業における健康・安全重視の職場環境づくりの推進に関連すると思われる要素を抽出した。3.「人を大切にする経営学会」に関する情報収集:本研究の開始と期を同じくして、連携研究者を中心として設立準備が本格化され、平成26年9月に設立された「人を大切にする経営学会」に研究代表者も準備段階から参画し、関係者からの情報収集を行った。4.両分野実践者・研究者の協働によるデータ分析・考察(グループ討議): 13の調査により得られた情報を基に、研究代表者を中心とする産業保健分野の研究者と、連携研究者を中心とする経営分野の研究者が協働してグループ討議を重ね、データ分析・考察を行った。本研究は、喫緊の社会的課題でありながら既存の産業保健の視点・アプローチ方法だけでは実現できなかった中小企業における健康・安全重視の職場環境の普及推進に向けて、経営分野と協働することによって新たな方策を見出し、実践的な推進モデルを開発することを目的としている。平成27年度は、次の研究活動を行った。1.初年度の研究成果に基づいた質問紙調査の実施: 26年度に実施した中小企業における良好実践事例に関する文献調査およびインタビュー調査成果をもとに質問紙を作成し、インターネット調査の手法を用いた質問紙調査を実施した。従業員の心身の健康度に関連する職場環境因子として、従来の職場ストレス調査項目以外に、職場における健康支援体制の整備状況や健康的に働くことができる職場風土が築かれているかなどの視点を加えて調査を行った結果、新たに加えた視点も有意に心身の健康度に関連することが明らかになった。2.企業訪問・インタビューによる良好実践事例の追加収集と統合: 26年度に実施した企業訪問インタビューに加えて、優れた実践をしている中小企業への追加訪問調査を行った。企業経営者および社員数名へのインタビューを行い、中小企業における健康・安全重視の職場環境づくりの推進に関連すると思われる要素を抽出した。産業ストレス学会での発表を行ったのに加え、論文化に向けて準備中である。3.両分野実践者・研究者の協働による新たな支援モデルの構築:本研究により得られた情報を基に、研究代表者を中心とする産業保健分野の研究者と、連携研究者を中心とする経営分野の研究者が協働してグループ討議を重ね、中小企業において展開することが可能な新たな支援モデルを構築した。今回の研究で得られた知見を中小企業関係者に還元して少しでも多くの企業における健康で安全な職場環境の実現に資するとともに、今後の研究にも繋げていきたい。連携研究者を中心とした経営分野の研究者と、研究代表者を中心とした産業保健分野の研究者との協働も、極めて順調に推移しており、当初の計画どおりの成果が得られている。産業保健看護学平成27年度は最終年度となるので、初年度に得られた研究成果に基に質問紙調査を行って、中小企業における健康・安全を重視する企業文化の普及推進に役立つエビデンスを構築する予定である。経営者および人事労務担当者からの協力が得やすい調査方法としてインターネット調査を計画中している。

さらに、新たに設立された「人を大切にする経営学会」を通した情報収集・発信なども活用しながら、中小企業における健康的な職場環境づくりの普及推進に役立つ原理・方法を明らかにするとともに、実践的な推進モデル開発に向けた検討を進めたい。初年度の企業訪問・インタビュー調査で得られた成果を基に、全国的な質問紙調査(インターネット調査)を次年度に行うことが望ましいと判断されたため、そのための費用を次年度に残した。大規模なインターネット調査のための業務委託費、ならびに、経営分野と産業分野の研究者が一堂に会してデータ分析・討議を重ねるための会議費、旅費、研究協力者への謝金、として使用する予定。
ポストアート時代に構想する重層的な美術教育カリキュラムモデルの開発

1990年代以降の四半世紀、現代美術では、「ポスト・アート」と呼ばれるような状況が生じ、近代の枠組みを超えたアートが浮上。また同時代には、情報化とグローバル化に対応する(脱近代の)教育改革の諸潮流が顕在化した。この史的状況をふまえ、美術と教育との関係性をモダニズムを遡行じつつ再構築し、近未来の美術教育のビジョンを、カリキュラム開発のなかに探求することが研究目的である。以上の目的に沿って平成28年度においては、以下のA・B・Cの3点から研究を推進した。研究活動は9回におよぶ研究会での討議を場として、研究代表者と研究分担者、そして研究協力者-鷹木朗(京都造形芸術大学)、保富仁之(和歌山県立田辺高校)、湯川雅紀(関西福祉科学大学)、西井惠美子(和歌山市立藤戸台小学校)、辻大地(子どもアートスタジオ)、南洋平(和歌山県立粉河高校)、北野諒(京都造形芸術大学)-の緊密な連携のなかで行われた。A.「モダニズム絵画をモデルとしたイメージ創造の[基本教育]と、1970年代アートをモデルとした[基礎教育]のカリキュラムモデルの開発」:モダニズム絵画の論理に依拠した美術教育の理論的探究と、それに基づく題材開発を行った。それぞれ出版活動や口頭発表などを通じて公表している。B.「1990年代アートをモデルとした[メタコミュニケーション教育]のカリキュラムモデルの開発」:参加型アート、リレーショナルアート、ソーシャリー・エンゲージド/アートなどの理論と実践を美術教育の観点から検討し、コミュニケーションをメタ的視点から批評する美的コミュニケーションの実践としての美術教育のビジョンを探求した。いくつかのモデル題材を開発し、実践を試行しつつある。C.「以上3つのカリキュラムを統合した重層的な美術教育のビジョンの呈示する」:重層的なカリキュラムのモデル図式をいくつか検討した。平成30年度における本研究プロジェクトの進捗状況を、以下のA、B、Cの3点から報告する。A.「モダニズム絵画をモデルとしたイメージ創造の[基本教育]と、1970年代アートをモデルとした[基礎教育]のカリキュラムモデルの開発」:モダニズム絵画史を遡行することにより、モダニズムの美術のエッセンシャルな内容を抽出、構造化するために、以下の作家の作品を教育の観点から検討し題材化を行った(前年度からの継続研究も含む)。それぞれの題材は実践を通して検証され、一連のカリキュラムとして構造化されつつある。エルスワース・ケリー、ブライス・マーデン、サイ・トゥオンブリ、李禹煥、フランク・ステラ、バーネット・ニューマン、マーク・ロスコ、モーリス・ルイス、ジャクソン・ポロック、ピエト・モンドリアン、アンリ・マティス。B.「1990年代アートをモデルとした[メタコミュニケーション教育]のカリキュラムモデルの開発」:参加型アート、リレーショナルアート、ソーシャリー・エンゲージド/アートなどの理論と実践を美術教育の観点から検討し、メタ・コミュニケーション-コミュニケーションとは何かを問いかける美的実践-の活動を「教育」として、芸術教育の文脈のなかに位置づける理論的基礎作業を行った。コミュニケーションを生成させるゲームを考えさせる活動や、対話を通じた表現活動に関する題材開発を進行中である。C.「以上2つのカリキュラムを統合した重層的な美術教育のビジョンの呈示する」:モダニズムとポスト(レイトオルター)モダニズムの二者の統合のあり方について、新学習指導要領の受容のあり方、絵画教育の今後の再生の方途などに関する書籍や学会やシンポジウムでの口頭発表などを通じて公表活動を行った。令和元年度は、当初の計画に沿って、今年度に引き続き、以下の研究を更に進めて行く。大きな計画の変更はない。A.モダニズム絵画をモデルとしたイメージ創造の[基本教育]と、1970年代アートをモデルとした[基礎教育]のカリキュラムモデルの開発。(先行科研プロジェクトの成果のブラッシュアップ)(1)ドローイングとペインティングの往還によるイメージ生成の題材開発とカリキュラムモデル作成、(2) [図と地]構造の成熟としてのイメージ創造教育のカリキュラムモデル作成、(3)世界との感覚を通しての出会い(造形遊び=汎領域的基礎教育)から芸術形式との出会い、美的リテラシーの獲得へと連なるカリキュラムモデルの作成B. 1990年代のメディアアートと参加型アートをモデルとした[総合教育:メタコミュニケーション教育]のカリキュラムモデルの開発。(1)リレーショナルアート、ソーシャリー・エンゲージド・アートなどの参加型アートについて、最前線のアーティストや実践者と対話しつつ調査分析を行う。(2)メディアアートの近年の動向を踏まえて、そのインタラクティヴなアート形式を検証することを通じて、その教育への展開の可能性を探る。先行科研(2002-07)を踏まえ、当時の海外協同研究者であるジャン=ルイ・ボワシエ氏(パリ第8大学)との連携を含め、アーティストや評論家との対話を通じてカリキュラムモデルの開発を行う)。この史的状況をふまえ、美術と教育との関係性をモダニズムを遡行しつつ再構築し、近未来の美術教育のビジョンを、カリキュラム開発のなかに探求することが研究目的である。以上の目的に沿って平成29年度においては、以下のA・B・Cの3点から研究を推進した。

研究活動は9回におよぶ研究会での討議を場として、研究代表者と研究分担者、そして研究協力者-鷹木朗(京都造形芸術大学)、保富仁之(和歌山県立田辺高校)、湯川雅紀(関西福祉科学大学)、西井惠美子(和歌山市立藤戸台小学校)、辻大地(子どもアートスタジオ)、南洋平(和歌山県立粉河高校)、北野諒(京都造形芸術大学)-の緊密な連携のなかで行われた。A.「モダニズム絵画をモデルとしたイメージ創造の[基本教育]と、1970年代アートをモデルとした[基礎教育]のカリキュラムモデルの開発」:モダニズム絵画の論理に依拠した美術教育の理論的探究と、それに基づく題材開発を行った。それぞれ出版活動や口頭発表などを通じて公表している。B.「1990年代アートをモデルとした[メタコミュニケーション教育]のカリキュラムモデルの開発」:参加型アート、リレーショナルアート、ソーシャリー・エンゲージド・アートなどの理論と実践を美術教育の観点から検討し、コミュニケーションをメタ的視点から批評する美的コミュニケーションの実践としての美術教育のビジョンを探求した。いくつかのモデル題材を開発し、実践を試行しつつある。C.「以上3つのカリキュラムを統合した重層的な美術教育のビジョンの呈示する」:重層的なカリキュラムのモデル図式をいくつか検討した。平成29年度における本研究プロジェクトの進捗状況を、以下のA、B、Cの3点から報告する。A.「モダニズム絵画をモデルとしたイメージ創造の[基本教育]と、1970年代アートをモデルとした[基礎教育]のカリキュラムモデルの開発」:モダニズム絵画史を遡行することにより、モダニズムの美術のエッセンシャルな内容を抽出、構造化するために、以下の作家の作品を教育の観点から検討し題材化を行った(前年度からの継続研究も含む)。それぞれの題材は実践を通して検証され、一連のカリキュラムとして構造化されつつある。エルスワース・ケリー、ブライス・マーデン、サイ・トゥオンブリ、李禹煥、フランク・ステラ、バーネット・ニューマン、マーク・ロスコ、モーリス・ルイス、ジャクソン・ポロック、ピエト・モンドリアン、アンリ・マティス。B.「1990年代アートをモデルとした[メタコミュニケーション教育]のカリキュラムモデルの開発」:参加型アート、リレーショナルアート、ソーシャリー・エンゲージド・アートなどの理論と実践を美術教育の観点から検討し、メタ・コミュニケーション-コミュニケーションとは何かを問いかける美的実践-の活動を「教育」として、芸術教育の文脈のなかに位置づける理論的基礎作業を行った。コミュニケーションを生成させるゲームを考えさせる活動や、対話を通じた表現活動に関する題材開発を進行中である。C.「以上2つのカリキュラムを統合した重層的な美術教育のビジョンの呈示する」:モダニズムとポスト(レイトオルター)モダニズムの二者の統合のあり方について、新学習指導要領の受容のあり方、絵画教育の今後の再生の方途などに関する書籍や学会やシンポジウムでの口頭発表などを通じて公表活動を行った。1990年代以降の四半世紀、現代美術では、「ポスト・アート」と呼ばれるような状況が生じ、近代の枠組みを超えたアートが浮上。
分散並列遺伝的アルゴリズムを用いた遺伝子間相互作用推定システムの開発

本研究は遺伝的アルゴリズムを用いた多次元非線形数値最適化手法を開発し、遺伝子間相互作用推定問題に適用するというものである。決定する数値パラメータ数は状態変数(遺伝子の数)nに対してn^2のオーダーであることから、最適化処理の高速化は不可欠である。そこで遺伝的アルゴリズムの高速化、さらに分散化・並列化の技術を取り入れた分散並列遺伝的アルゴリズムの開発を本研究の目的とした。本研究では遺伝子ネットワークモデルにS-systemを採用したS-systemは振動系やカオス系などすべてのダイナミクスを相関係数によって表現できることが知られている。この連立微分方程式を解くことによって得られるタイムコースと、観測されたダイナミクスのタイムコースを一致させる様に実数パラメータを最適化する事でネットワークを推定する。最適化するパラメータの数は2n(n+1)個である。これらの最適化には遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた。しかし最も一般的なSimple GAでは最適化の効率は悪い。そこで本研究では交叉方法にUNDX(Unimodal Normal Distribution Crossover)、世代交代モデルにMGG(Minimal Generation Gap)を採用し実数値GAを実現した。これらの各方法はベンチマーク関数を用いた関数最適化問題では非常に良い結果を残しているが、実問題への適応例はほとんどない。UNDXは実数空間で交叉を行える方法であり、選ばれた3つの親個体の周辺に正規分布に従った子個体を発生させる。したがって最適化の初期段階では親個体は探索空間に広く分布しているので大域探索を行うことができ、最適化の終盤では親個体はある一定の空間に収束しているので局所探索を行うことができる。MGGは個体への選択圧を子個体にかける特徴を持ち、Simple GAにおける探索の初期段階でのローカルミニマムへの収束や、探索の終盤での進化停滞を防ぐことができる。シンプルな振動系(遺伝子数2)を例にSimple GAとUNDX+MGGの結果の比較したところ、CPU時間で約12倍の高速化を実現することができた。また最適化の安定化も実現した。より要素数の多い遺伝子ネットワークの場合、逆問題という性質上、解候補が数多く存在する。そこで本研究では得られたネットワーク候補を統計的に取り扱うことで解の絞込みを行うことに成功した。この方法を実現するためにPCクラスター上での分散並列プログラムを作成した。要素数5の典型的な遺伝子ネットワークモデルにおける計算では60変数の最適化に成功し、オリジナルのネットワーク構造を再現することができた。またこの方法は信頼のおけるサブネットワークの抽出を行うことができ、さらにデータのノイズ対策にも有効であることがわかった。しかし、決定する数値パラメータ数は状態変数(遺伝子の数)nに対してn^2のオーダーであることから、最適化処理の高速化は不可欠である。本研究では遺伝子ネットワークモデルにS-systemを採用した。S-systemは振動系やカオス系などすべてのダイナミクスを相関係数によって表現できることが知られている。そこで本研究では交叉方法にUNDX(Unimodal Normal Distribution Crossover)、世代交代モデルにMGG(Minimal Generation Gap)を採用した。MGGは個体への選択圧を子個体にかける特徴を持ち、Simple GAにおける探索の初期段階でのローカルミニマムヘの収束や、探索の終盤での進化停滞を防ぐことができる。また要素数5における典型的な遺伝子ネットワークモデルの最適化を行った結果、全実数パラメータ数60個の同時最適化に成功し、さらに遺伝子ネットワーク構造を再現することができた。また、これらの試行実験はクラスターマシン上で並列に行った。これにより数十回もの試行実験を同時に行えるようになった。

この連立微分方程式を解くことによって得られるタイムコースと、観測されたダイナミクスのタイムコースを一致させる様に実数パラメータを最適化する事でネットワークを推定する。最適化するパラメータの数は2n(n+1)個である。これらの最適化には遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた。しかし最も一般的なSimple GAでは最適化の効率は悪い。そこで本研究では交叉方法にUNDX(Unimodal Normal Distribution Crossover)、世代交代モデルにMGG(Minimal Generation Gap)を採用し実数値GAを実現した。これらの各方法はベンチマーク関数を用いた関数最適化問題では非常に良い結果を残しているが、実問題への適応例はほとんどない。UNDXは実数空間で交叉を行える方法であり、選ばれた3つの親個体の周辺に正規分布に従った子個体を発生させる。したがって最適化の初期段階では親個体は探索空間に広く分布しているので大域探索を行うことができ、最適化の終盤では親個体はある一定の空間に収束しているので局所探索を行うことができる。MGGは個体への選択圧を子個体にかける特徴を持ち、Simple GAにおける探索の初期段階でのローカルミニマムへの収束や、探索の終盤での進化停滞を防ぐことができる。シンプルな振動系(遺伝子数2)を例にSimple GAとUNDX+MGGの結果の比較したところ、CPU時間で約12倍の高速化を実現することができた。また最適化の安定化も実現した。より要素数の多い遺伝子ネットワークの場合、逆問題という性質上、解候補が数多く存在する。そこで本研究では得られたネットワーク候補を統計的に取り扱うことで解の絞込みを行うことに成功した。この方法を実現するためにPCクラスター上での分散並列プログラムを作成した。要素数5の典型的な遺伝子ネットワークモデルにおける計算では60変数の最適化に成功し、オリジナルのネットワーク構造を再現することができた。またこの方法は信頼のおけるサブネットワークの抽出を行うことができ、さらにデータのノイズ対策にも有効であることがわかった。
家畜培養細胞を用いた生理活性物質の検索・設計システム

前年度は家畜のモデル動物として鶏を用い、その肝細胞および筋細胞の培養システムを確立した。そこで、本年度は生理活性物質を検索するための培養条件を検討し、種々の生理活性物質に対する細胞応答を観察するとともに、未知の生理活性物質の検索を試みた。(1)鶏筋細胞を用いた生理活性物質検索システムの確立7×10^3cells/cm2の濃度で鶏筋芽細胞培養し、培養1日目(増殖)、培養2日目(初期分化)および培養3日目(終末分化)に生理活性物質を添加することにより、それぞれのステージに影響する生理活性物質が検索できることが示された。(2)鶏肝細胞を用いた生理活性物質検索システムの確立各種アミノ酸、グルコースを添加したBME培地に、0.12μg/mlアプロチニンを添加することにより、少なくとも24時間は生理活性物質を検索するのに適した無血清培地での培養が可能となり、生理活性物質を検索するための培養実験系を確立することができた。(3)鶏筋細胞および肝細胞における各種生理活性物質の細胞応答筋細胞:プロスタグランジンE2は鶏筋細胞の初期分化を刺激し、筋細胞の分化を促進させることが明らかとなった。さらに、β-ハイドロキシ酪酸は筋細胞の終末分化には影響しなかった。肝細胞:α-リノレン酸だけではなく、リノール酸の添加でも細胞の脂肪酸合成能を抑制した。また、カプリル酸のVLDL分泌抑制作用が示唆された。(4)卵黄抽出タンパク質の筋細胞分化に及ぼす影響孵化後1日齢の残存卵黄採取して0.5M NaClにより卵黄抽出タンパク質を調製し、筋細胞の増殖および分化の様相を観察したところ、残存卵黄中には増殖もしくは分化誘導因子が存在する可能性が示唆された。家畜由来の培養細胞系を用いた生理活性物質の検索システムを開発し、さらに有効成分の構造を推定を試みる。平成9年度は鶏の肝臓細胞と金細胞の培養システムを種々検討し、生理活性物質の高精度検索のための培養系を確立するために、実験を行った。1 in situ潅流法により分離した鶏肝細胞を用い、その培養条件を検討した。各種アミノ酸とグルコースを含むBME培地に鶏血清、インスリン、グルカゴンを添加し24時間培養した。その結果、0.5%鶏血清、1ug/mlインスリンおよび1ug/mlグルカゴンを用いることで肝細胞の初代培養が可能であると判断した。α-リノレン酸をモデルとして、脂肪酸の添加条件を検討した。500uMまでの脂肪酸添加では細胞数および細胞タンパク量に変化は見られなかったが、100uMに比べて500uM添加では脂肪内に多量のトリグリセリドの蓄積が認められ、脂質代謝への機能性を検討するためには添加する脂肪酸の濃度に留意しなければならない。また、α-リノレン酸添加により肝細胞のFatty acid synthetase活性が低下した。また、中鎖脂肪酸であるカプリル酸を添加すると肝細胞からのリポプロテイン分泌が低下する可能性も示された。2 1日齢の鶏から長肢伸筋を採取し、筋衛星細胞(satellite cells)を調製し、筋芽細胞の培養条件の検討を行った。DMEM:M199(4:1)培地で牛胎児血清10%と鶏胚抽出物1.5%を添加して培養すると、培養にしたがって細胞数、DNA量および細胞タンパク量が増加し、培養4日目より活発な筋管形成が認められた。また、筋に特有のミオシンの蓄積も認めた。培地にプロスタグランジン(PGE2とPGF2α)を添加すると、添加濃度の上昇にしたがって細胞タンパク質量およびミオシン量が増加した。また、筋芽細胞のクレアチンキナーゼ活性が上昇し、またfusion indexの上昇も認められた。
キラルルイス酸を触媒とする汎用性不斉双極性付加環化の開発と合成化学的応用

ジアゾカルボニル化合物より発生させた環状カルボニルイリドのルイス酸触媒不斉付加環化反応において,ジアゾ基質一般性に関する汎用性を大きく広げ,例えば,ピロリジン環を有するジアゾ基質を用いる不斉付加環化に成功し,合成的応用として(+)-Tashirominineの不斉全合成を達成した.ジアゾイミン誘導体から発生させた環状アゾメチンイリドの不斉付加環化反応においても,高いレベルの不斉誘起を可能にした.また,研究室で独自に開発したキラルNi(II)錯体がニトリルオキシド,ジアゾエステル,環状イリドの不斉付加環化に効果的に働く汎用性の高い触媒であることを明らかにした.ジアゾカルボニル化合物より発生させた環状カルボニルイリドのルイス酸触媒不斉付加環化反応において,ジアゾ基質一般性に関する汎用性を大きく広げ,例えば,ピロリジン環を有するジアゾ基質を用いる不斉付加環化に成功し,合成的応用として(+)-Tashirominineの不斉全合成を達成した.ジアゾイミン誘導体から発生させた環状アゾメチンイリドの不斉付加環化反応においても,高いレベルの不斉誘起を可能にした.また,研究室で独自に開発したキラルNi(II)錯体がニトリルオキシド,ジアゾエステル,環状イリドの不斉付加環化に効果的に働く汎用性の高い触媒であることを明らかにした.1.ジアゾ化合物を1, 3-双極子前駆体とする不斉付加環化反応(1) N-ジアゾアセチルピロリジン-2-オンを前駆体として発生させたカルボニルイリドと一置換電子不足オレフィンとの反応において、再現性に関する検討を行い、オレフィンの種類、キラルルイス酸の種類および添加剤など種々の条件を検討した結果、Pybox-Sm錯体(10 mol%)をキラルルイス酸として用い、i-PrOH(10 mol%)存在下2-アクリロイル-3-オキサゾリジノンとの反応を行うと、再現性よく高収率、高exo-選択性ならびに良好なエナンチオ選択性で付加環化体が得られることを明らかにした。また、exo-付加体はρ-TsOHで処理した後、Et_3SiHで還元するとエポキシ架橋が開環したアルコール体が立体選択的に得られ、X線結晶構造解析により相対配置を決定した。(2) 2-ジアゾアセチルベンズアルデヒド-O-メチルオキシムを前駆体として発生させたアゾメチンイリドの反応では、2-アクリロイル-3-ピラゾリジノン誘導体を親双極子剤として用い、ビナフチルジイミン-Ni(II)錯体(20 mol%)をキラルルイス酸触媒として反応させると、高exo-選択的かつ比較的良好なエナンチオ選択性(71%)で不斉付加環化反応が進行することを明らかにした。(3) 1-ジアゾ-2, 5-ヘキサンジオンなどの鎖状ジアゾジケトンとブチルビニルエーテルとの反応は、Pybox-Lu錯体を用いると、高exo選択性で進行し、良好な不斉誘起が認められた。2.ジアゾ酢酸エチルを1, 3-双極子として、2-(2-アルケノイル)-3-ピラゾリジノン誘導体との不斉付加環化反応を当研究室で開発したビナフチルジイミン-Ni(II)錯体(10 mol%)をキラルルイス酸触媒として用い行うと、高エナンチオ選択的に2-ピラゾリン体が得られることを明らかにした。1. 2-ジアゾアセチルベンズアルデヒド-0-メチルオキシムを前駆体として発生させたアゾメチンイリドの反応2-アクリロイル-1-(1-ナフチルメチル)-5,5-ジメチル-3-ピラゾリジノンを親双極子剤として、平成20年度に引き続き、更なる高い不斉誘起を目指した検討を行った。ビナフチルジイミン型配位子をNaBH_4により還元し、種々の金属塩との組み合わせで調製した錯体(20moユ%)を、キラルルイス酸触媒として用い、クロロホルム中、室温で反応を検討したところ、過塩素酸亜鉛(II)との組み合わせにより調製した触媒を用いた時に、exo-体のみ(>99:1)が極めて高いエナンチオ選択性(93%ee)で得られることを見出した。2. N-ジアゾアセチル-2-ピロリジノンを前駆体として発生させたカルボニルイリドの反応(1) (4S, 5S)-Pybox-Ph_2-Sm(OTf)_3錯体(10mol%)存在下、3-アクリロイル-2-オキサゾリジノンとの反応により得られたexo-付加体(87%ee)をEt_3SiHで還元するとエポキシ架橋が開環したアルコール体が単一のジアステレイマーとして得られ(73%)、続いてLiAlH_4で還元すると6-ヒドロキシタシロミン(32%)が得られることを明らかにした。(2)親双極子剤として3-クロトノイル-2-オキサゾリジノンを用いる付加環化反応では、-20°CでPybox-Ph_2-La(OTf)_3触媒(10mol%)が有効に働き、極めて高いレベルの不斉誘起(95%ee, exo:endo=75:25)が認められた。(3) 3-(3-エトキシカルボニルプロペノイル)-2-オキサゾリジノンとの反応においても、Pybox-Ph_2-La(OTf)_3触媒(10mol%)

存在下、主立体異性体が良好なエナンチオ選択性(84%ee)で得られることを明らかにした。1.ジアゾイミン誘導体を前駆体として発生させたアゾメチンイリドの不斉付加環化反応昨年度に引き続き、2-ジアゾアセチルベンズアルデヒド-0-メチルオキシムをアゾメチンイリド前駆体とする2-アクリロイル-1-(1-ナフチルメチル)-5,5-ジメチル-3-ピラゾリジノンとの反応を検討し、キラルなビナフチルジアミン配位子とCu(II)塩より調製した錯体(20mol%)存在下に行うと、再現性に若干の問題を残すものの、極めて高いエナンチオ選択性(99%ee)でexo-体のみが得られることを見出した。一方、2-ジアゾ-1-[2-(5,5-ジフェニル-4,5-ジヒドロイソオキサゾール-3-イル)フェニル]エタノンからRh_2(OAc)_4触媒により発生させたアゾメチンイリドの反応では、キラルなビナフチルジイミン-Ni(II)触媒(20mol%)を用いた時に最も高い不斉誘起(88%ee)が認められ、exo-体のみがジアステレオ選択的に得られることを明らかにした。2.N-ジアゾアセチル-2-ピロリジノンをカルボニルイリド前駆体とする不斉付加環化反応と合成化学的応用親双極子剤として3-クロトノイル-2-オキサゾリジノンを用いる反応のみならず、Pybox-Ph_2-La (OTf)_3触媒(10mol%)存在下、3-(2-ペンテノイル)-,3-(2-ヘキセノイル)-,3-(4-メチル-2-ペンテノイル)-,および3-(3-アセトキシプロペノイル)誘導体との反応においても良好な不斉誘起(95-74%ee)が認められることを明らかにした。また、3-アクリロイル-2-オキサゾリジノンとの付加体の立体選択的エポキシ架橋開環反応を利用して、(+)-Tashiromineの全合成を達成した。
プロスタノイド受容体ＣＲＴＨ２を標的とした精神疾患の橋渡し研究

申請者らはこれまでに、炎症やうつ病等の動物モデルで認められる、情動障害の発現にCRTH2が関与することを明らかにしており、そのメカニズムとして扁桃体中心核などの神経核の活性化や、モノアミン神経系が関連する可能性を見出している。さらに、一塩基多型を用いた関連解析から、CRTH2が統合失調症の発症および、認知機能と関連する可能性を示している。しかしながら、CRTH2が関与する情動障害や認知機能調節のメカニズムの詳細は明らかではない。そこで、本研究では、CRTH2シグナルによる情動・認知機能調節のメカニズムを明らかにすることを目的として実施し、本年度(平成26年度)は以下の結果を得た。CRTH2遺伝子欠損マウスおよび同腹の野生型マウスを用いて、NMDA受容体拮抗薬であるMK-801(0.1 mg/kg)を投与したところ、野生型マウスにおいて認められる、長期的な空間認知記憶の低下が、CRTH2遺伝子欠損マウスにおいて消失していた。一方、MK-801による短期的な作業記憶の低下は、両遺伝子型間で違いは認められなかった。以上のことから、CRTH2は長期的な記憶の形成に関わる可能性が考えられた。MK-801による視床下部室傍核のc-Fos陽性細胞数の増加は、CRTH2遺伝子欠損マウスでは認められなかった。これに対して、MK-801による後部帯状皮質・膨大後部皮質におけるc-Fos陽性細胞数の増加、および線条体におけるc-Fos陽性細胞数の減少は、両遺伝子型マウスで同程度であった。以上のことから、CRTH2は視床下部における神経活性の調節を介して認知機能障害を引き起こす可能性が考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、これまでに研究代表者らが見出してきた情動・認知機能障害におけるCRTH2の役割について、その分子基盤や神経基盤などのメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は以下の結果を得た。1) HPLCを川いてCRTH2欠損(KO)マウスおよび同腹の野生型マウスの脳内モノアミン含量測定を行ったところ、野生型と比べてCRTH2-KOマウスの海馬ノルアドレナリンの代謝産物の含量が多いことを見出した。また、コルチコステロンの慢性投与により、野生型とCRTH2-KOマウスでは、海馬におけるノルアドレナリンの代謝回転が同程度に増加することがわかった。一方で、ドパミンおよびセロトニンならびにそれぞれの代謝産物の含量については、コルチコステロン慢性投与あるいはCRTH2の欠損による影響は認められなかった。これらの結果はCRTH2の特定のモノアミン神経系への関与を示した初めての知見である。2)リポフェクション法により、マウス神経芽細胞腫由来のNeuro2Aに、CRTH2発現ベクターとともにCRTH2のノックダウンベクターを導入して検討を行った結果、CRTH2 mRNAレベルがノックダウンベクターの導入によって約20%まで抑制されることを確認した。3) CRTH2-KOマウスおよび同腹の野生型マウスを用いて、Y-mazc試験、fear-conditioning試験、rota-rod試験を行った結果、すべての試験においてKOマウスの認知機能は野生型マウスと同等であった。当初の予定通り、CRRH2のノックダウン系をin vitroで確立すると共に、CRTH2-KOマウスにおいて定常時の認知機能評価を達成した。MAP kinaseの活性化についての検討は未実施であり、うつ病患者のサンプルを用いた一塩基多型の解析についても、ジェノタイピング時のDNA収集効率等に問題があり進んでいない。しかしその一方で、モノアミン系に注目した検討から、セロトニンではなくノルアドレナリン神経の機能制御にCRTH2が関与するという予想外の知見を見出した。

これらを総合し、おおむね順調に進展していると言える。CRTH2が関与する認知・情動機能障害のメカニズム解析について、CRTH2-KOマウスを用いた各種病態モデルにおける、扁桃体等のc-Fos発現変化や、MAP kinase活性変化等を指標に評価する。脳神経核特異的なCRTH2の機能解析については、レンチウィルスによるノックダウンが達成困難な場合に備え、CRTH2のアンタゴニストを脳実質内に投与する検討を同時に進める。認知機能調節おけるCRTH2の役割について、定常状態の認知機能調節へのCRTH2の関与は認められなかったことから、MK-801の投与モデルにおける認知機能障害への関与を評価する。うつ病態におけるCRTH2の臨床的意義の機能解明に関しては、臨床で既に末梢炎症病態に対する治療薬として使用されているCRTH2拮抗薬が病態モデル動物のうつ様行動に与える影響を評価する予定である。