hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レジリエンスを高める臨床心理学的介入プログラムの開発

本研究では,これまでその個別性の高さから困難であった、レジリエンスを高めるための臨床心理学的介入プログラムの開発に向けて、資質的要因のアセスメントを通じて個人差に合わせたサポートを提供できるセルフヘルプ支援プログラムを考案し,webサービスとして開発した上で効果を検討した。実証試験の結果、プログラム完了者においては,自らのレジリエンス要因をより認識できるようになり,レジリエンスが向上することが示唆された。レジリエンス基礎研究の知見を臨床実践に生かしたことで,個別性を考慮したレジリエンス支援の可能性を広げることができた。本研究の目的は、これまでその個別性の高さから困難であった、レジリエンスを高めるための臨床心理学的介入プログラムの開発に向けて、個人がもともと有しているレジリエンス要因の特徴に合わせて異なるアプローチを提供できるプログラムを考案することであった。平成25年度は、個人のレジリエンスのアセスメントし、効果的なサポートにつなげることを可能にするツールを作成するために、(1)資質的レジリエンスのアセスメント、(2)潜在的レジリエンスのアセスメントの2つを作成し検討を行った。(1)資質的レジリエンスのアセスメント:二次元レジリエンス尺度(平野、2010)を用いた先行研究の調査データの再分析を行い、カットオフポイントを設定した。資質的レジリエンス要因のカットオフはいずれの下位尺度においても9点/ 10点であると考えられたため、4つの下位尺度のうちいずれかが10点以上を示した場合と、いずれも10点未満であった場合に、異なるサポートにつなぐこととした。(2)潜在的レジリエンスのアセスメント:P-Fスタディを参考に12の落ち込み場面を作成し、大学生500名、社会人500名を対象に、各場面に対して絵の中の人物の気持ちがどうしたら楽になるかを自由記述で回答するように求めた。KJ法を用いて分析を行った結果,何かが物理的・心理的に満たされない状況において“どのような回復を志向するか"という点で,【復元】【受容】【転換】の3つのグループに分類することができ,投映法によって個人のレジリエンスの志向性(レジリエンス・オリエンテーション)を測定できる可能性が示唆された。これらの知見をもとに、個人のレジリエンス状態によって効果的なワークにつなげるツールを作成することができた。本研究の目的は、個人がもともと有しているレジリエンス要因の特徴に合わせて異なるアプローチを提供できる臨床心理学的介入プログラムを考案することであった。平成26年度は、(1)セルフヘルプ・レジリエンス支援プログラムの作成、(2)webサービスの実装、(3)実証試験を通じた効果検討、の3つを行った。(1)セルフヘルプ・レジリエンス支援プログラムの作成:資質的レジリエンスの豊かな人に向けたワークとして、アセスメントで測定されるそれぞれの能力を生かしたコーピングについてのワークを,リフレーミング,感情コントロール等の先行知見をもとに考案した。資質的レジリエンスの少ない人に向けたワークとしては、自己肯定感を高められるようなワークを考案した。加えて、国内外のレジリエンス教育やプログラムにおいて用いられているワークを参考に、レジリエンスの基本的なワークを取り入れた。(2) webサービスの実装:先行研究の概観から,開発する上で重要な視点を検討した上で、ユーザビリティ、インタラクションなどの要素を工夫して実装した。(3)実証試験:成人90名を対象に、2ヶ月間サービスを利用してもらった。本登録に進んだのは60名、プログラムを完了したのは17名であった。二次元レジリエンス要因尺度およびWHO-5の得点から効果を検討したところ、WHO-5得点については変化がみられなかったが、レジリエンス得点については有意に得点増加がみられた。継続利用者のデータの少なさから,効果の詳細な検討を行うことはできなかったが,プログラム完了者においては,自らのレジリエンス要因をより認識できるようになり,レジリエンスが向上することが示唆された。これまで臨床実践につながりにくかったレジリエンス基礎研究の知見を,実際の支援に生かしたことで,レジリエンス支援の可能性を広げることができたと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。レジリエンス・アセスメントツールに関しては、順調に進展している。一方で、プログラム内容の考案については、国内外で既に開発されている教育プログラムの情報を広く収集しながら慎重に進める必要があり、次年度以降に進める予定である。臨床心理学次年度以降は、本年度開発したレジリエンス・アセスメントツールに加えて、資質的レジリエンスの豊かな人に向けたワークと,資質的レジリエンスの少ない人に向けたワークの両方を備えたセルフヘルプ・レジリエンス支援プログラムを作成した上で、上記アセスメントおよびプログラムをwebサービスとして実装し、実証試験を通じて効果を検討する予定である。
口唇裂口蓋裂児の鼻咽腔閉鎖機能の獲得に関する研究 -手術法による機能獲得過程の比較-

1口蓋形成術後の鼻咽腔閉鎖機能の経時的変化および獲得過程について;口蓋弁後方移動術(push back法)、Widmaier法、Furlow法による3種の口蓋形成手術後の鼻咽腔閉鎖機能について分析した。(1)Widmaier法前年度に症例を加え唇顎口蓋裂児35名について術後鼻咽腔閉鎖機能獲得過程を口腔内視診、X線テレビ、鼻咽腔ファイバースコープ、超音波検査により検討した結果、平均1歳6か月時の口蓋形成後、3歳までに軟口蓋運動による閉鎖機能が改善されるが、母音ではほぼ機能獲得が得られる症例が多いが、子音ブロ-イングでは不完全なものが多く、5歳まで運動性の改善が認められた。十分な閉鎖機能の獲得は本手術法では4-5歳と考えられ、これには咽頭側壁運動の変化も関与している。(2)Furlow法口蓋裂20例、粘膜下口蓋裂8例、唇顎口蓋裂3例について術後の鼻咽腔閉鎖機能の評価をAと同様に前年度に引き続き行なった。機能獲得は3歳までにほぼ得られていたが、軟口蓋運動のみでなく、咽頭側壁運動の改善により閉鎖機能が得られた症例もあり、咽頭腔の広さが関与していることが示唆された。なお本方法は術後鼻咽腔閉鎖機能不全例に対する2次手術としても施行しており、施行した16症例について術前および術後の機能獲得過程を検討し得た。その結果後施行後は軟口蓋運動は低下するが3-6か月まで軟口蓋の運動性が改善し徐々に機能獲得がなされる過程が確認された。またこの獲得過程には術後の鼻咽腔の広さも関与しており狭いほど獲得が早い傾向が見られた。2口蓋形成術後の音声言語の評価;言語判定可能な4歳から6歳にいたった症例について検索した。手術法による比較検討からWidmaier法施行例では鼻咽腔閉鎖機能獲得に合わせて4-5歳までに言語獲得がなされる症例が多かった。Furlow法施行症例では3歳までにほぼ獲得していた。1)術前の口蓋裂病態の評価;口唇裂口蓋裂児の術前の口蓋裂病態の評価を(1)口腔内視診、(2)頭部X線規格写真、(3)超音波所見から行った。術前の軟口蓋の筋層の発育には症例による差が認められ、軟口蓋の運動差がみられた。軟口蓋の長さと軟口蓋の運動の相関については、現段階では明らかな相関は認められない。咽頭側壁運動は症例による差は認めるが軟口蓋運動との関係はまだ明らかではない。症例を重ねさらに検討が必要である。2)口蓋形成術後の鼻咽腔閉鎖機能の経時的変化および獲得過程について;口蓋弁後方移動術(push back法)・Widmaier法・Furlow法による3種の口蓋形成手術の鼻咽腔閉鎖機能について分析した。(1)Widmaier法口唇裂口蓋裂児26名について術後鼻咽腔閉鎖機能獲得過程を口腔内視診、X線テレビ、鼻咽腔ファイバースコープ(本年度購入)、超音波検査により検討した結果、母音では平均1歳6か月の口蓋形成術後3歳から4歳までに軟口蓋運動の改善がみとめられたが、子音およびブローイングでは3歳から6歳までに軟口蓋運動の改善がみられ、母音に比較して獲得が遅れる傾向があった。咽頭側壁運動は術後4歳までは運動に大きな変化は認めず、4歳以降に改善する傾向がみられた。

(2)Furlow法口蓋裂16例、粘膜下口蓋裂7例、口唇裂口蓋裂3例について術後の鼻咽腔閉鎖機能の評価を行った。21例中16例で良好な閉鎖機能が獲得されていた。獲得過程についてはさらに検討が必要である。(3)上記2手術群およびpush back法群の鼻咽腔閉鎖機能獲得過程の比較は今後さらに詳細な検討が必要である。3)口蓋形成術後の音声言語の評価;言語判定可能な4歳から6歳に至った症例について検討中であり、現在明らかな結果は獲られていない。今後さらに症例を増やし手術法による比較を行う予定である。1)術前の口蓋裂病態の評価;口唇裂口蓋裂児の術前の口蓋裂病態の評価を、A口腔内視診B頭部X線規格写真C超音波所見から行なった。軟口蓋の筋層の発育状態と運動機能には関連性が認められ、咽頭側壁運動においても軟口蓋の運動性との関連が認められた。口蓋裂単独例と唇顎口蓋裂における軟口蓋および咽頭側壁の運動性の相違について検討中である。2)口蓋形成術後の鼻咽腔閉鎖機能の経時的変化および獲得過程について;口蓋弁後方移動術(push back法)、Widmaier法、Furlow法による3種の口蓋形成手術後の鼻咽腔閉鎖機能について分析した。A Widmaier法唇顎口蓋裂児26名について前年度に引き続き術後鼻咽腔閉鎖機能獲得過程を口腔内視診、X線テレビ、鼻咽腔ファイバースコープ、超音波検査により検討した結果、平均1歳6か月時の口蓋形成後、3歳までに軟口蓋運動による閉鎖機能が改善されるが、母音ではほぼ機能獲得が得られる症例が多いが、子音ブロ-イングでは不完全なものが多く、5歳まで運動性の改善が認められた。十分な閉鎖機能の獲得は本手術法では4-5歳と考えられ、これには咽頭側壁運動の変化も関与している。B Furlow法口蓋裂20例、粘膜下口蓋裂8例、唇顎口蓋裂3例についた術後の鼻咽腔閉鎖機能の評価をAと同様に行なった。機能獲得は3歳までにほぼ得られていたが、軟口蓋運動のみでなく、咽頭側壁運動の改善により閉鎖機能が得られた症例もあり、獲得過程についてさらに分析検討が必要である。本方法を施行した2次症例4例の術後評価を追加すると、施行後3-6か月まで軟口蓋の運動性が改善する過程が確認された。3)口蓋形成術後の音声言語の評価;言語判定可能な4歳から6歳にいたった症例について検討中であり、現在手術法による比較検討結果は得られていない。1口蓋形成術後の鼻咽腔閉鎖機能の経時的変化および獲得過程について;口蓋弁後方移動術(push back法)、Widmaier法、Furlow法による3種の口蓋形成手術後の鼻咽腔閉鎖機能について分析した。(1)Widmaier法前年度に症例を加え唇顎口蓋裂児35名について術後鼻咽腔閉鎖機能獲得過程を口腔内視診、X線テレビ、鼻咽腔ファイバースコープ、超音波検査により検討した結果、平均1歳6か月時の口蓋形成後、3歳までに軟口蓋運動による閉鎖機能が改善されるが、母音ではほぼ機能獲得が得られる症例が多いが、子音ブロ-イングでは不完全なものが多く、5歳まで運動性の改善が認められた。(2)Furlow法口蓋裂20例、粘膜下口蓋裂8例、唇顎口蓋裂3例について術後の鼻咽腔閉鎖機能の評価をAと同様に前年度に引き続き行なった。
関節リウマチに対する次世代免疫治療カルシウム阻害薬の有用性に関する検討

本研究は、関節リウマチ(RA)の新規免疫抑制剤の開発に目指して、ストア作動性カルシウムチャネル(CRAC)の阻害薬(低分子化合物(YM-58483)、抗体製剤、核酸製剤)を患者由来免疫細胞や患者関節組織が移植されたヒト型RAモデルに投与し、T細胞やB細胞における免疫抑制効果や、破骨細胞における溶骨効果の抑制などの免疫抑制効果が確認できた。本研究結果により、CRAC阻害剤は、多標的の新規免疫抑制薬として、RAの治療アプローチに期待される。平成27年度では、研究者は専門医療機関と地域ネットワークを築き、関節滑膜組織、関節液、全血を含む検体採取を行った。収集症例数:全血(20例:健常人10例、関節リウマチ(RA)患者8例)、関節滑膜組織、及び関節液:15例:RA患者5例、変形性関節炎患者10例)。In vitroの研究結果に基づき、RA患者末梢血由来細胞・血清、及び関節滑膜組織を免疫不全(SCID)マウスに移植し、ヒト型RAモデルを作成した。Alzetポンプを用いて抗ヒトCRACM1-IgGを持続皮下投与することにより、滑膜により軟骨・骨の吸収は抑えたことが確認できた。In vivo実験において、投薬方法や評価項目の確立ができた。遺伝子組換え抗体製剤を作成するため、抗ヒトCRACM1-IgG産生ミエローマ細胞株の可変領域の遺伝子配列を解明した。この遺伝子情報に基づき、現在、将来的Diabody抗体製剤の合成を目指して、作製用フレームの構築を行っている。平成27年度の研究計画では、検体採取、CRAC阻害剤の準備、及びin vitroでCRAC阻害薬の抗炎症作用に関する検討など全3項目の内容を予定した。検体採集について、健常人、及び変形性関節症患者における検体採集は概ね順調であるが、RA患者の採集症例数は予定より少なかった。研究対象の除外基準では、6ケ月以内に生物製剤使用した患者は除外すると設定したため、早期に生物学的製剤を導入して関節破壊を防ぐという治療指針が広く受け入れられている中、基準に満たす症例は少ないのが現状です。CRAC阻害薬の準備について、遺伝子組換え製剤の技術開発を進めながら、抗ヒトCRACM1-IgGとウイルス製剤の精製について完了し、in vitro、及びin vivoにて薬理作用を検証している。In vitroでCRAC阻害薬の抗炎症作用に関する検討の項目について、ヒト末梢血由来T/B細胞におけるCRAC阻害剤薬理作用の検討が一部完了したが、臍帯血由来の破骨細胞とヒト線維芽細胞における薬理作用に関する検証実験はまだ完了していない。検体採取のタイミングを計り、当初の研究計画では平成27年度以降にあるin vivoで薬理作用の検証システムをは確立し、検討を行った。前年度では、初年度に引続き、関節リウマチ患者由来血液・関節組織を採取し、CRAC阻害薬は低分子化合物(YM-58483)、核酸製剤(レンチウイルス誘導性shRNA剤)、および抗ヒトCRACM1ーIgGの免疫抑制効果を検証した。SCIDマウスにヒト由来白血球、軟骨、滑膜、骨などを移植し、ヒト型関節リウマチモデルマウスを作成した。ヒトリウマチモデルを用いたCRAC阻害薬の薬理作用に関する検討し、。YM-58483、および抗ヒトCRACM1ーIgGの抗炎症作用、抗骨破壊作用について確認できた。研究成果は2016アメリカリウマチ学会からはじめ、国内学会において発表し、論文にまとめ、現在投稿中である。当初の研究計画中主要の研究内容について、ほとんど完了し、成果発表も行い、おおむねに順調に進展している。本研究では、関節の炎症と破壊に関わるリウマチ患者由来病因細胞(T細胞、B細胞ならびに破骨細胞など)の誘導分化と活性化において、CRAC阻害薬のin vitroでの薬理学特性、およびヒト化RAモデルを用いて、in vivoでの薬理作用を明らかにし、その有効性を検証した。本研究に用いるCRAC阻害薬は低分子化合物(YM-58483)、核酸製剤(レンチウイルス誘導性shRNA剤)、および抗ヒトCRACM1ーIgGとする。本研究の収集症例数:全血(30例:健常人10例、RA患者20例)、関節滑膜組織、及び関節液:RA患者11例)。患者由来T細胞において、CRACチャネル機能阻害により、炎症性サイトカインの遊離が抑えられ、細胞増殖が抑えられることが確認した。患者由来B細胞の機能解析結果により、免疫グロブリン(IgG)の遊離やRFの産生は、CRACチャネル阻害により抑制されていることが明らかになった。In vivo研究において、RA患者末梢血由来細胞・血清、及び関節滑膜組織を免疫不全(SCID)マウスに移植し、ヒト化RAモデルを作成した。抗ヒトCRACM1-IgGとYM-58483を持続皮下投与することにより、血中ヒト由来免疫グロブリンの産生や滑膜により軟骨・骨の吸収は抑えたことが確認できた。1. RA患者における検体採集が予定より少なかったことについて、研究対象の除外基準を修正することにより改善していきたいと考える。

生物製剤の使用を除外基準から外し、平成28年度中検体採取目標症例数(80例)の達成を図る。生物製剤の使用状況を把握し、データ解析する際、交絡因子として解析を行う。2.臍帯血由来の破骨細胞とヒト線維芽細胞におけるCRAC阻害剤薬理作用の検証を完了させる。3.引続きCRAC阻害薬を用いて、末梢血由来細胞・血清、及び関節滑膜組織を免疫不全(SCID)マウスに移植し、ヒト型RAモデルにおける薬理作用の検証を行う。4.遺伝子組換え製剤の技術開発について、Diabody合成用フレームの構築を完了させ、CHO細胞に導入し、スクリーニング段階を一部完了させるのが平成28年度の研究目標である。本研究計画において、カルシウムチャネル阻害剤による線維化作用に与える影響について計画しているため、今年度に検証を行いたいと考える。患者滑膜由来線維芽細胞と間葉系幹細胞を分離し、カルシウムチャネル阻害薬の投与により、細胞活性に与える影響を調べる予定です。薬理学RA患者の採集症例数は予定より少なかったため、検体処理に使用する消耗品に掛った費用は当初の計画より少なかった。消耗品の購入にあたる費用が少量に残っている。次年度において、RA患者の採集目標症例数を達成するため、採集除外基準を修正し、検体採集数を増やす予定である。次年度使用額は検体処理用消耗品の購入に充当する。翌年度分として請求する助成金を主に研究成果のまとめに当たる。英文校正、投稿料、掲載料などに使用する予定です。また、残り少ない研究内容を行うための消耗品購入にあたる予定です。
羊水塞栓症診断のための新規ZnCP-I測定法の開発

日本において妊産婦死亡の最大の原因である羊水塞栓症は、子宮の中の羊水中に含まれる胎児成分が、なんらかの原因により母体中に混入し、血管内に詰まるなどの急性の呼吸循環障害を起こし、呼吸停止、心停止などにより6080%が死に至るという病である。羊水塞栓症の血清学的診断の測定項目の一つとして、胎児の腸管内(胎便)に高い濃度で含まれているコプロポルフィリン1亜鉛(ZnCP-1)と呼ばれるポルフィリン化合物が用いられている。ZnCP-1は、コプロポルフィリン1に亜鉛が配位した蛍光化合物で、比較的不安定な物質であり、またZnCP-1は血清中のタンパクとの結合率が高いために、血液などの複雑な試料からZnCP-1のクリーンアップを行うことが難しい。ZnCP-1の測定には液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いているが、これまでの測定法には高コストで再現性が低いなどの問題点があったため、新たな測定法の開発を目的として研究を行っている。平成23年度には、ZnCP-1測定装置として用いているHPLCの構成機器の一部更新や、データ取得、解析ソフト刷新を行い、低コスト化のために測定システムのセミミクロ化の検討を行った。平成24年度は、この検討を受けてこれまでのカラム内径(8mm)を、小さくするためにコンベンショナルと呼ばれる内径4.6mmのカラムを用いて測定を行った。しかし、これまでのカラムと比較してカラム寿命が短いなどの課題が残るため、やはり最終的に、このカラム径をセミミクロと呼ばれる内径2mmのカラムで測定を行うためには、カラムスイッチングと呼ばれる技法による試料前処理が重要であると考えられる。また、ZnCP-1は蛍光物質であるため、蛍光検出器により選択性が高く検出を行えるのが特徴ではあるが、本研究でブランク血清の測定試験を行ったところ、ごくごくまれにZnCP-1との近接ピークが見られることがあった。このため、これまでは1波長の励起および蛍光波長により測定を行っていたが、多波長で検出するためのシステムを導入し、さらに選択性の高い測定を行う検討を行った。これまでのところ、近接ピークの物質を同定するに至っていないが、今後は質量分析器などを用いて近接ピークの同定を行うことにより、多波長検出により偽陽性の可能性をさらに減らすことができると考えられる。羊水塞栓症の血清学的診断の測定項目の一つとして、ZnCP-Iと呼ばれる胎児の腸管内(胎便)に高い濃度で含まれているポルフィリン化合物が用いられている。ZnCP-Iは、コプロポルフィリンに亜鉛が配位した蛍光化合物で、比較的不安定な物質であり、またZnCP-Iは血清中のタンパクとの結合率が高いために、血液などの複雑な試料からZnCP-Iのクリーンアップを行うことが難しい。ZnCP-Iの測定にはHPLCを用いているが、これまでの測定法には高コストで再現性が低いなどの問題点があったため、新たな測定法の開発を目的として研究を行っている。平成23年度には、まず研究のスタートのためにZnCP-I測定装置として用いているHPLCの構成機器の一部更新や、データ取得、解析ソフト刷新を行った。またこの装置構成の変更を受けて、低コスト化のために測定システムのセミミクロ化の検討を行った。この検討の結果、現在の測定法と比較して低コストなZnCP-I測定が可能となった。今後は、この検討をより一層進め、新規測定法の開発を行い、実際の検体にて新規測定法と現在の測定法の比較検討を行い、新規測定法への変更の検討を行う。

また、ZnCP-1は蛍光物質であるため、蛍光検出器により選択性が高く検出を行えるのが特徴ではあるが、本研究でブランク血清の測定試験を行ったところ、ごくごくまれにZnCP-1との近接ピークが見られることがあった。このため、これまでは1波長の励起および蛍光波長により測定を行っていたが、多波長で検出するためのシステムを導入し、さらに選択性の高い測定を行う検討を行った。これまでのところ、近接ピークの物質を同定するに至っていないが、今後は質量分析器などを用いて近接ピークの同定を行うことにより、多波長検出により偽陽性の可能性をさらに減らすことができると考えられる。今年度は、当初は予定していなかった本研究のための実験室の移動があり、また測定用のソフトウェアの変更が予想以上にスムーズにいかなかったため、研究の進行状況は、筆者としては十分であるとは言えない。しかし、研究目的の測定の低コスト化、高感度化などは達成されつつあるため、おおむね順調であると言える。平成23年度に移動相使用量低減のために、現在用いている内径8 mmのカラムから、セミミクロカラムなどの内径のより小さなカラムを用いる検討を行ったが、新規に導入した検出器が現在の構成では、セミミクロ化に対応しきれなかった。そのため、今後の方針としては、セミミクロ化のためのオプションパーツなどの導入やHPLC内部配管の入れ替えなどを行う。これにより、セミミクロカラムの採用が可能となり、移動相の使用量が現在の25%程度となり、測定のコストや移動相調整の手間を省くことができるのではないかと考えられる。また、引き続き試料前処理の検討を行い、新規測定法の開発を行う。新規測定法のためのHPLC用分析カラムや、試料前処理用のカラム、移動相溶媒や、セミミクロ化のためのオプションパーツの購入を検討している。また測定操作の自動化のために、現在のそれぞれのHPLC構成装置を制御するコントローラーを新規に導入することを計画している。
変異トランスサイレチンのマススクリーニングとその分子病理学的研究への応用

トランスサイレチン(TTR)に起源を持つアミロイドーシスにおいて、アミロイド前駆物質である変異TTRがアミロイドに変換され、固有の臓器親和性を持つにいたる機構はまだ解明されていない。本研究はこれを明らかにするため、マススクリーニングで無症候性のものも含めて種々の変異TTRを見つけだし、その構造を決定し蛋白質工学的及び分子病理学的に検討を加えることを目的とした。変異TTRのスクリーニングには我々が先に開発・改良した以下の簡便・迅速な方法を持いた。即ち、第一段階血漿0.3mlをハイトラップブルー(ファルマシア)で処理しアルブミンを吸着除去する。第二段階PD-10で脱塩したのちエコノパックQ(バイオラッド)によりTTRを分離する。第三段階凍結乾燥TTR逆相HPLC(ヌクレオシルC_<18>)により変異TTRを分離する。この3ステップを3日で行うことができた。この方法により、肥大型心筋症患者28名、大腸癌患者9名、健常者7名、アミロイドーシス患者1名、真性多血症患者1名、肝硬変患者1名、合計47名の血漿につき検討した。しかしこれらのサンプルから変異TTRを見いだすことはできなかった。そのため次のステップであるマススペクトロメトリーによる変異TTRの構造決定、物理化学的性状の検討にまではいたらなかった。。今後もっと例数を増やすとともに、二次元電気泳動法も組み合わせ、より検出率をたかめアミロイドゲネシスの解明にせまりたい。。家族性アミロイドポリニュ-ロパチ-(FAP)第1型をはじめとして、トランスサイレチン(TTR)に起源をもつアミロイドが諸組織に沈着するアミロイド-シスは夫々特有の臨床像を有している。しかしアミロイド前駆物質である変異株TTRがいかにアミロイドに変換され、いかに固有の臓器親和性を持つのかその機構は明らかではない。これを解明する1つのアプロ-チとして無症候性のものも含め数多くの変異TTRをマススクリ-ニングし、その構造を決定し蛋白質工学的及び分子病理学的に検討を加えることを目的とした。我々はFAPの血漿診断法として血漿から3段階のクトマトグラフィで変異TTRを単離し二次イオン質量分析(SIMS)により一次構造を決定する方法を開発し、さらにセミミクロ化することに成功した。本研究ではこの方法をより迅速化、簡便化、自動化してマススクリ-ニング用に改良した。ステップ1.血漿0.3mlをハイトラップブル-(ファルマシア)で処理しアルブミンを吸着除去する。ステップ2.PDー10で脱塩したのちエコノパックQ(バイオラッド)によりTTRを分離する。ステップ3.凍結乾燥後TTRは逆相HPLC(ヌクレオシルC_<18>)により変異TTRを分離する。ステップ1.2はシリンジを用いて注入し、従来の方法では3日を要していたものが1日で行うことができ迅速、簡便化をはかることができた。この方法により変異TTRのマススクリ-ニングをさらにすすめて、変異TTRの構造決定、物理化学的性状の検討によりアミロンドゲネシスの解明にせまりたい。変異TTRのスクリーニングには我々が先に開発・改良した以下の簡便・迅速な方法を用いた。

第三段階凍結乾燥後TTRは逆相HPLC(ヌクレオシルC_<18>)により変異TTRを分離する。この3ステップを3日で行うことができた。この方法により、肥大型心筋症患者28名、大腸癌患者9名、健常者7名、アミロイドーシス患者1名、真性多血症患者1名、肝硬変患者1名、合計47名の血漿につき検討した。しかしこれらのサンプルから変異TTRを見いだすことはできなかった。そのため次のステップであるマススペクトロメトリーによる変異TTRの構造決定、物理化学的性状の検討にまではいたらなかった。今後もっと例数を増やすとともに、二次元電気泳動法も組み合わせ、より検出率をたかめアミロイドゲネシスの解明にせまりたい。
パルスプラズマアブレーション技術を導入したプラズマプロセス装置の開発

電熱加速型パルスプラズマ推進機をアブレーション用パルスプラズマとして、固体原料の昇華により発生した気体やそれらのイオンを基板材料へ入射することで材料プロセスを行う方式を提案する。固体原料としてテフロン(PTFE)を用いた場合、基板上に薄膜が形成された。薄膜の分析の結果、薄膜表面上で炭素とほぼ同等のフッ素が含有されていることやアモルファスカーボン膜が形成されていることがわかった。加えて、測定した膜の硬度は最大7GPaに達した。これらの結果より、本方式を用いて、やや軟質ではあるがフッ素含有ダイヤモンドライクカーボン膜が作製可能であることを明らかにした。プラズマアブレーションにより固体から発生したガスを原料ガスとして材料プロセスへ応用することを研究目的として、以下のことを行った。アブレーション用パルスプラズマ装置として電熱加熱型パルスプラズマ推進機、固体原料としてテフロン(PTFE)を用いた場合のパルスプラズマの基本特性を理解するため、放電電流と印加電圧の波形の測定、発光分光法に基づくプラズマ組成の推定を行った。測定した電流と電圧の波形よりμ秒単位ではあるが、kAオーダーの電流が流れ、瞬時電力はMWオーダーに達することが分かった。測定した電流と電圧の波形を基に放電回路をRLC等価回路で表し、その抵抗成分からプラズマ中の電子密度を推定したところ10^<20>-10^<21>m-^3の高密度が推定された。一方、発光分光法に基づくプラズマ組成の推定の結果、PTFEより主に炭素とフッ素が昇華により生成されており、アクチノメトリ法で推定したフッ素原子の密度は10^<20>m^<-3>のオーダーであった。さらに、混入ガスの違いがプラズマ組成へ及ぼす影響を理解するため、PTFEのアブレーションにより発生したガスと組成が類似と考えられるCF_4ガスとArを含む誘導性結合型プラズマ中へ酸素を混入し、酸素混入がプラズマ組成へ及ぼす影響について検討した。その結果、フッ素原子密度はAr希釈に関係なくCF_4とO_2の混合比が4:1程度になったときに最大となり、また、CF_4とO_2の混合比を4:1、かつ、全圧力と投入電力を一定にした場合、Ar希釈率が70%程度に達するまでフッ素原子密度はAr希釈率に依存しないことが明らかになった。また、モデルより主要なラジカルはフッ素原子、酸素原子であり、CF、CF_2ならびにCF_3ラジカルの密度は低いことが予測された。アブレーション用パルスプラズマ装置として電熱加熱型パルスプラズマ推進機、固体原料としてテフロン(PTFE)を用いてパルスプラズマを生成し、各種電極材料(Al、Cu、C)を用いた場合のパルスプラズマの電気的測定および発光分光測定を行った。パルスプラズマの電気特性および発光特性は電極材料に強く依存しなかった。電気測定より推定した電子密度は10^<21>m^<-3>オーダーの高密度であること、ならびに発光分光測定より炭素とフッ素が昇華により高い生成率で生成されることが明らかになった。次に、材料プロセスの基礎実験としてシリコン基板をプラズマ曝露した結果、基板表面に褐色の薄膜が形成されることがわかった。1000015000ショットのプラズマ曝露で、厚さが1.58.0μm、硬度が28GPaのフッ素含有のアモルファスカーボン膜が形成された。さらに、PTFEのアブレーションにより発生したガスと組成が類似と考えられるフルオロカーボン系ガス(C_4F_8やCF_4)とArガスを含む誘導性結合型プラズマ中へ酸素を混入し、酸素混入がプラズマ組成へ及ぼす影響について検討した。その結果、プラズマ中のC_2密度やCF_2密度は酸素混入率に強く依存するが、Ar/CF_4/O_2プラズマ中のC_2密度やCF_2密度はAr/C_4F_8/O_2プラズマ中に比べ一桁低いことが明らかになった。また、Ar/C_4F_8/O_2プラズマ中では、低酸素混入の場合、容器壁や基板にCF系の重合膜が形成されており、酸素混入率に膜形成が強く依存していた。アブレーションにより固体材料(PTFE)から発生したガスを原料ガスとしてプラズマを生成させ、そのプラズマを材料プロセスへ応用することを研究の目的としている。アブレーション用パルスプラズマ装置として電熱加速型パルスプラズマ推進機に着目し、固体原料としてテフロン(PTFE)を用いた。4.5μFのコンデンサに貯えられた静電エネルギーによって直径4.5mm,長さ12.5mmの円筒キャビティ内にパルスプラズマを1s毎におよそ30μsの間生成させ、そのプラズマ曝露によりプラズマ下流部に設置されたシリコン基板上に褐色のカーボンフィルムを成膜した。カーボンフィルムの成膜速度はコンデンサに貯えられた静電エネルギーに強く依存するが、本実験では1パルスあたり1nm以下であり、およそ0.5-1.0μm/h程度であった。

基板上の成膜の特性を把握するため、XPSならびにRaman分光測定を行った。XPS測定より薄膜表面上で炭素とほぼ同等のフッ素が含有されていること、Raman分光測定よりDバンドとGバンドの観測を通してアモルファスカーボン膜が形成されていることが明らかになった。加えて、静電エネルギーが比較的低い条件下(3J程度)で成膜した場合、ナノインデンターで測定した膜の硬度は最大7GPaに達した。これらの結果より、アブレーション用パルスプラズマ装置を用いて、やや軟質ではあるがフッ化ダイヤモンドライクカーボン膜の形成が可能であることを確認できた。
胆汁酸を核化合物とする新規プロドラッグの創製

ウルソデオキシコール酸のN-アセチルシステイン抱合体(UDCA-NAC)が、肝で硫酸抱合を受ける一方、NACが加水分解されてUDCAとして体内を循環することを明らかにした。さらに、UDCA-NACはアセトアミノフェン誘発肝障害ラットの肝疾患マーカー酵素の上昇を抑制することを示した。これらの知見は、UDCA-NACが新規肝・胆・消化機能改善薬のプロドラッグとして有用であることを示している。本年度は、23年度の研究成果を踏まえ、以下の基礎的検討を行った。1. UDCA-NACを投与したラットの尿中代謝物をLC/MSにより追跡し、主にNACが脱抱合された後グリシンあるいはタウリン抱合体へと変換された代謝物として排泄されていることを明らかとした。これは昨年度in vitroにおけるNAC抱合型胆汁酸の硫酸抱合に関する知見と符合するものであった。2.胆汁酸の新規誘導体で、尿中代謝物としても推測されるグルタミン抱合体標品を合成し、LC/ESI-MS/MSにおける特徴的イオンの生成を精査するとともに、その定量法を開発した。本結果は、今後、生体試料中グルタミン抱合型胆汁酸の定量法の開発や生成機構の解明上有用な知見となった。3. N-アセチルシステイン(NAC)抱合型並びにグルタチオン(GSK)抱合型胆汁酸の代謝物として予測されるシステイン、グリシルシステイン、グルタミルシステイン抱合型胆汁酸標品を合成し、LC/ESI-MS/MSにおいて生成するイオンを精査したところ、構造を反映する複数の特徴的イオンが出現することが明らかとなった。これは今後、高感度測定法を開発する上で有用な知見である。4. UDCA親和タンパク質の捕捉を目的とした前処理基材合成のため、UDCAの3位水酸基、7位水酸基あるいは24位カルボキシ基から架橋を伸ばしたリガンドの調製に成功した。本リガンドは今後UDCAの生理機能に関わるターゲットタンパク質を捕捉し、新たなシーズを発見するうえで有用なツールとなるであろう。本年度は、24年度の研究成果を踏まえ、以下の研究を行った。1.ウルソデオキシコール酸(UDCA)の重水素標識N-アセチルシステイン(d3-NAC)抱合体を合成し、LC/MS/MSにより精製する特徴的イオンを精査するとともに、定量法を開発した。次いで、UDCAとd3-NACを投与したラット尿中に、UDCA-d3-NAC抱合体が排出されていることを明らかにし、投与されたUDCAが代謝活性化後、d3-NACと直接縮合する可能性が示唆された。これは、薬物として投与されたUDCA誘導体の代謝経路を明らかにするうえで重要な知見となる。2.UDCA親和タンパク質の捕捉を目的としたアフィニティー抽出用基材として、24年度に合成したUDCAの側鎖側を固定化した不溶性担体に加え、ステロイド骨格3位側を固定化した不溶性担体を調製すべく、3位にカルボキシル基を有するUDCA誘導体の合成を行った。すなわち、UDCAの側鎖カルボキシル基をトリクロロエチルエステル基で保護した後、3位水酸基をt-ブチルジメチルシリルエーテル化、7位水酸基をアセチル化した。引き続きクロム酸により3位を脱保護するとともにカルボニルに酸化し、カルボキシルメチルエステル誘導体を合成した。これを活性エステル化後、アミノ基をリアクターとして有する不溶性担体に結合して、先に調製した不溶性担体と相補的に用いることにより、UDCAの側鎖並びにステロイド骨格の両者に親和性を示すタンパク質の捕捉が可能となり、これを同定することにより、UDCAの薬理作用発現機構の解明の一助となると考えられる。3.爬虫類や魚類の胆汁中に新規抱合型胆汁酸が存在することを明らかにし、新たな胆汁酸誘導体候補を見出した。本年度は、既に申請者らが新規肝・胆・消化機能改善薬のプロドラッグとして提唱しているウルソデオキシコール酸(UDCA)のN-アセチルシステイン(NAC)抱合体(UDCA-NAC)の代謝及び薬理活性に関する基礎的検討を行った。1.UDCA-NACやその代謝物であるUDCAのグルタチオン(GSH)抱合体は硫酸抱合を受けることが推測されることから、UDCAを含むヒト主要胆汁酸(BA)5種のNAC及びGSH抱合体のin vitro硫酸抱合に検討を加えた。まず、BA-NAC/GSHの3-サルフェート標品を化学合成し、LC/ESI-MS/MSによる高感度測定法を構築した。次いで、PAPS存在下、BA-NAC/GSHをラット肝サイトゾール画分とインキュベートし、反応液を経時的に採取して生成物をLC/MSにより測定した。その結果、BA-NAC/GSHはいずれも硫酸抱合を受けるものの、カルボキシエステラーゼの作用によりチオエステル結合が加水分解を受け、大部分が遊離型UDCAとUDCA 3-サルフェートに変換されることが判った。

これはUDCA-NACが生体では二重抱合体としてはほとんど排泄されないことを示していた。2.アセトアミノフェン誘発肝障害モデルラットにUDCA-NACを頸静脈投与後の血漿中肝逸脱酵素(AST及びALT)活性を測定したところ、UDCA-NACはアセトアミノフェンによる肝障害マーカー酵素の上昇を抑制する傾向があった。本結果は、UDCA-NACが肝機能改善薬として有用なことを示すものであった。3.UDCA-NAC及び遊離型UDCA、グリシン、タウリン抱合型UDCAのMALDI-TOFMSによる測定条件を設定するとともに、UDCA-NAC投与マウス肝組織切片を質量分析イメージング法に付し代謝物の分布を測定したところ、タウリン抱合体の肝組織への蓄積が認められた。24年度は1)UDCA-NACの体内動態解析、2)UDCA-NACの薬理学的検討、3)胆汁酸誘導体の合成、4)UDCA親和タンパク質の補足を目的としたリガンドの合成を計画していた。このうち1)に関しては尿中代謝物についての検討を行い、有用な知見を得た。3)に関しては、新規アシル化誘導体であるシステイン、グリシルシステイン、グルタミルシステイン並びにグルタミン抱合体など数種の合成に成功した。4)に関しても同様に合成に成功した。しかしながら2)については個体差が大きく、統計的な結果が得られず今後に課題を残した。以上の観点から、「おおむね順調に進展している」と評価した。23年度は1)重水素標識UDCA-NACの合成、2)重水素標識UDCA-NAC投与ラットにおける動態解析、3)UDCA-NACの肝機能改善作用・脂質代謝異常に対する薬理作用の評価に関する検討を計画していた。1)に関しては、市販の重水素標識UDCAが容易に入手できたことから、これを出発原料として目的とする重水素標識体を得ることができた。2)に関しては、島津製作所の協力によりUDCA-NACの質量分析イメージング法による代謝物の体内分布についての基礎的研究を行うことができた。また、尿中代謝物として推測される硫酸抱合体についてはUDCAを含むヒト主要胆汁酸5種のNAC並びにグルタチオン抱合体の3位硫酸抱合体標品の合成に成功し、LC/ESI-MS/MS測定法を設定するとともに、in vitroでの代謝研究を行い、代謝物を追跡する上で有用な知見を得ることができた。しかしながら、尿中、胆汁中代謝物については現在引き続き検討しているところである。また3)に関しては、肝障害モデルラットについて2種の血中逸脱酵素より肝機能改善の可能性を示唆する結果が得られた。しかし、他の肝機能マーカー酵素活性や、脂質代謝異常に対する薬理効果あるいはUDCA-NACとUDCA、NAC単独との比較など、検討すべき課題も残されている。25年度は本助成金の最終年度として、以下の点を重点的に進展させ、研究の総括を行う予定である。1)UDCAとNACを投与したラットではグルタチオン抱合型UDCAが胆汁中に排出されることをすでに明らかにしているが、その生成メカニズムを解明されていない。そこで、重水素標識NAC(d3-NAC)を合成し、これをUDCAと縮合させて、UDCA-d3-NACを合成し、LC/MS/MSにより生成する特徴的イオンを精査するとともに、定量法を開発する。次いでシステインほか合成した誘導体とともに、in vitro、in vivoにおける生成に検討を加える。
プラーク構成細菌の高分子結合ドメインをターゲットとした新規齲蝕抑制法の開発

口腔バイオフィルム構成する細菌は他の細菌やそれらが産生する高分子タンパクと結合し、バイオフィルムを形成している。それらのうち齲蝕病原細菌Streptococcus mutansの菌体表層にはグルカン結合タンパクCが存在しており、これまでにグルカン結合ドメインをインフォマティクスの手法を用いて特定した。本研究では、このドメインに対する抗血清を作製し実験に供試した。抗血清を作用させた場合では、させない場合と比較してバイオフィルム形成量の低下や唾液タンパクとの結合に対する阻害作用が認められた。これらのことから、このドメインを応用して齲蝕予防法の1つとして有用であることが示唆された。齲蝕の主要な病原細菌であるStreptococcus mutansの菌体表層には、グルカン結合タンパクC (GbpC)が存在し、齲蝕原性との強く関連していることが報告されている。我々はこれまでに、バイオインフォマティクスの手法を用いてGbpCのアミノ酸配列から推定される3次構造を構築することにより、グルカン結合の機能ドメインを決定した。本研究の目的は、S. mutans以外のバイオフィルム構成細菌において、同様にグルカンなどの高分子タンパクが結合する領域について検討を行い、結合ドメインを決定することにより、口腔バイオフィルム形成の詳細なメカニズムを明らかにすることである。さらに、決定された結合ドメインへの分子の結合を阻害する抗ペプチド抗体を作製することにより、口腔細菌の分子への結合能を低下させることによる齲蝕抑制物質の開発に応用したいと考えている。はじめに、バイオフィルム構成細菌において、唾液タンパクをはじめとする高分子タンパクがGbpCに結合する領域を検討した。GbpCをコードする遺伝子gbpCにおいて推定された結合ドメインのアミノ酸排列によりペプチドを合成し、それらと唾液タンパクとの結合能を調べるためにプルダウンアッセイを行ったところ、リゾチームに結合能が認められた。また、抗ペプチド抗体をウサギを用いて作製し、バイオフィルム構成細菌が口腔内でバイオフィルム形成する際の抗ペプチド抗体の阻害作用を検討した。培養菌体に上記で得られた抗体を加え、チャンバースライド内にてバイオフィルムを形成させ、共焦点走査型レーザー顕微鏡にて観察した。形成されたバイオフィルムの密度と厚さをImageJ (Version 10.2)を用いて数値化し比較検討を行ったところ、抗体が存在する場合は、存在しない場合と比較して密度は約52%、厚さは約34%有意に減少した。平成27年度の研究は順調に進んでいる。口腔内に存在する高分子の唾液タンパクであるリゾチームと、特定された結合ドメインをコードするペプチドの結合を測定するためにプルダウンアッセイを行い、抽出物をSDS-PAGEで泳動し、ウェスタンブロッテング法によりペプチドとリゾチームとの結合が確認できた。また、作製されたペプチドをウサギに免疫し、得られた血清もELISA法を用いて抗体価の確認ができた。さらにその抗体を用いてバイオフィルム構成細菌のバイオフィルム形成時の阻害作用を共焦点走査型レーザー顕微鏡にて撮影し分析したところ、バイオフィルムの高さおよび密度が共に、抗体を添加しなかった場合と比較して明らかに減少したため、バイオフィルム形成時において抗体が阻害していることが確認できた。齲蝕の主要な病原性細菌であるStreptococcus mutansの菌体表層には、グルカン結合タンパク(Glucan-binding proteins; Gbps)が存在し、齲蝕の発生への関与が明らかとなっている。これまで、我々は、Gbpsのうち、特に齲蝕原性が高いGbpCのグルカン結合領域について、バイオインフォマティクスの手法を用いてGbpCのアミノ酸配列から推定される3次構造を構築することにより、グルカン結合の機能ドメインは、GbpCの中央付近に存在するアミノ酸領域(DPTKTIF)であることを特定した。本研究の目的は、グルカン以外にこの領域に結合する高分子が存在するかを調べること、さらにこの領域に対する抗ペプチド抗体を作製し、高分子タンパクの菌体への結合阻害効果を検討することである。はじめに、口腔内の高分子タンパクとして唾液タンパクの成分とGbpCとの結合をプルダウンアッセイを用いて検討した結果、リゾチームがGbpCと結合することが明らかとなった。そこで、結合ドメイン(DPTKTIF)に対する抗ペプチド抗体をウサギを用いて作製し、リゾチームとGbpCタンパクとの結合への影響を調べたところ、抗ペプチド抗体は結合を阻害することが明らかとなった。さらに、Enzyme-Linked Immun Sorbent Assay (ELISA)法を用いて結合能を調べたところ、リゾチームが抗ペプチド抗体と直接結合する可能性も示された。以上の結果から、GbpCの結合ドメインにはグルカンと同様に他の高分子タンパクが結合することが明らかとなった。さらにリゾチームのような高分子タンパクにGbpCと同様に高分子タンパクが結合領域が存在する可能性が示唆された。今後は、このペプチドを用いてさらに他の口腔内の高分子タンパクが同様の結合領域を有しているかどうかを検討していく。

また、作製された抗ペプチド抗体のバイオフィルム形成への影響を観察するため、S. mutans以外の菌の高分子タンパクへの結合の阻害効果を調べる。さらにこれらの結合ドメインとバイオフィルム構成細菌の相互作用を検討する。これらのことから、S. mutansを含む結合ドメインを持つバイオフィルム構成細菌のバイオフィルム形成における役割を解析する予定である。このように、プラークを構成する際に初期付着となるS. mutansの付着を妨げ、また、プラークを増幅させる細菌への阻害作用が確認できれば、非常に有用な齲蝕抑制となることが示唆される。医歯薬学
プロトン共役電子移動に基づく高効率・高選択的酸化触媒系の構築

ルテニウム(II).ピリジルアミン錯体におけるプロトン共役電子移動によるルテニウム(IV).オキソ錯体の合成とキャラクタリゼーション、及びその有機化合物の酸化反応機構に関する研究を行った。その中で、Ru(IV)-オキソ錯体のスピン状態が反応性に影響がないことを明らかにし、C-H水酸化における酸素リバウンド機構の初めての直接観測、C-H酸化反応機構の速度論的解明を行った。それらの結果に基づいて、水中における有機物の高効率・高選択的酸化触媒反応系の構築に成功した。1.水溶液中で、[Ru(TPA)(bpy)](PF_6)_2に酸化剤としてCANを反応させると、TPAの部分解離を伴ってRu(IV)-オキソ錯体[Ru(O)(TPA-H^+)(bpy)](PF_6)_3が生成することを明らかにし、そのオキソ錯体の結晶構造解析に成功した。また、元素分析、共鳴ラマンスペクトル、NMRスペクトルによるキャラクタリゼーションを行い、電気化学測定による還元電位の決定を行った。さらに、そのオキソ錯体による様々な有機基質分子からの水素引き抜き反応について、生成物分析及び反応過程の速度論的解析に基づいて検討した。その結果、C-H結合解離エネルギーが85kcal mol^<-1>以下の基質に対して酸化活性を示し、大きな速度論的同位体効果を示すことがわかった。TPAが部分解離した錯体[Ru(TPA)(bpy)(CH_3CN)](PF_6)_2にm-クロロ過安息香酸を反応させると、非配位ピリジン窒素が酸素化された錯体[Ru(TPA-O)(bpy)(CH_3CN)](PF_6)_2が生成する。この錯体に可視光を照射すると、分子間反応により上に述べたRu(IV)-オキソ錯体が生成することがわかった。1.水中でのプロトン共役電子移動を利用した、ルテニウム(II)-アクア錯体の酸化によるルテニウム(IV)-オキソ錯体の生成と、そのスピン状態が反応性に及ぼす影響について検討した。その結果、Ru(IV)-オキソ錯体の基底状態におけるスピン状態は、反応性に影響を及ぼさないという結論を得た。2. [Ru^<II>(TPA)(H_2O)_2](PF_6)_2を触媒、[Ru(bpy)_3](PF_6)_2を光増感剤、[CO^<III>Cl(NH_3)_5]Cl_2を電子受容体として、ベンジルアルコール誘導体、シクロヘキセン、エチルベンゼン誘導体などを基質とする、水溶液中室温における、光照射下での触媒的酸素化反応を行った。その結果、可視光領域の光では反応は進行しなかったが、Xeランプの波長全域を照射した際には、顕著な触媒作用を見いだした。3.アセトニトリル中での、[Ru^<IV>(O)(H^+TPA)(bpy)]^<2+>による炭化水素の酸素化反応について、生成物及び反応速度を詳細に検討し、水素引き抜き過程が律速段階(KIE=12(クメン)、49(ジヒドロアントラセン))であることを明らかにした。また、ESI-MS測定により、酸素リバウンド機構における中間体と考えられるアルコキソ錯体の検出に初めて成功した。1.水溶液中で有機物を高効率・高選択的に酸化する触媒系の構築を行った。トリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)及びその類縁ピリジルアミンを配位子とし、類似の配位環境を有する3種類のルテニウム(II)-アクア錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションを行った。それぞれのRu(II)-アクア錯体を(NH4)2[Ce(NO3)6](CAN)又は定電位電解により対応するルテニウム(IV)-オキソ錯体へと酸化し、そのキャラクタリゼーションを行った。その結果、前例のない低スピン状態(S=0)にあるRu(IV)-オキソ錯体の生成を見いだした。それらを酸化活性種とする、緩衝水溶液中における有機化合物の触媒的酸化反応をおこなったところ、各錯体の触媒活性には顕著な差は認められなかった。さらに、それら3種類のオキソ錯体による1-プロパノールの量論的酸化反応について、速度論的解析を行った。その結果、Ru(IV)-オキソ錯体と1-プロパノールが錯体(アダクト)を形成した後、酸化反応が進行することがわかった。さらに、その酸化反応の1次速度定数の温度依存性から活性化パラメータを決定した。活性化パラメータは3種類のRu(IV)-オキソ錯体でほとんど変わらず、スピン状態の違いによらず、基質酸化反応がほとんど同じ遷移状態を経由して進行することが明らかとなった。

2.上記3種類のRu(II)-アクア錯体を触媒とする、酸性緩衝水溶液中における有機化合物の高効率・高選択的光酸化触媒反応系の構築を行った。ここでは、[Ru(bpy)3]2+(bpy=2,2'-ビピリジン)を光増感剤、[CoCl(NH3)5]2+を電子受容体として用いた。380nm以上の可視光照射下において、ベンジルアルコール誘導体、オレフィン類、エチルベンゼン誘導体、アルコール類などを極めて効率よく酸化し、1種類の生成物のみを与える選択性を示した。酸化活性種は、電子移動酸化で得られるRu(IV)-オキソ錯体と同じであった。また、Ru(IV)-オキソ錯体生成過程及び基質酸化過程の量子収率を決定した。さらに、触媒回転速度は触媒濃度に依存し、触媒濃度希釈条件下での4-メチルベンジルアルコールの酸化反応において、1時間あたり最大14,000回の触媒回転速度を示した。
数学教育における「隠れたカリキュラム」に関する実証的研究

本研究では、第一に,小学校から大学生までの各学校段階の児童・生徒,総計898名を対象とする質問紙調査,およびその一部の中学生を対象とする面接調査を行った.これらの調査によって,児童・生徒がもつ算数・数学観,算数・数学の授業観など「信念システム」の一端とその学習に対する影響が明らかになった.たとえば,「数学とは与えられた規則の実行である」といった認識をもつ児童・生徒が見いだされ,このような認識は彼らの思考の「硬直性」の一因となっていることが指摘された.このような認識は,児童・生徒が教師の意図とは別に学んできた側面(「隠れたカリキュラム」)の顕在化したものと考え,その起源を調べるために以下のような授業観察を行った.東京都内の公立小学校の算数授業を対象とする参与観察のデータを約6ヶ月間にわたり収集し,その分析を行った.VTRによる授業の記録と授業プロトコール,観察者によるフィールドノート等から,実際の教授・学習過程において「隠れたカリキュラム」がどのように現れているのかを総合的に分析した.この分析によって,たとえば,教師の意図する授業の流れの「定型化」が,教師の意図とは別に児童の行動を「制御」する事例が特定された.このように,本研究では,教師が暗黙のうちに前提としている算数観や授業観が児童の学習に影響する側面を指摘した.以上の研究成果の一部を,日本・中国・米国の3ヶ国による数学教育合同会議(中国・上海)において発表した.本研究では、第一に,小学校から大学生までの各学校段階の児童・生徒,総計898名を対象とする質問紙調査,およびその一部の中学生を対象とする面接調査を行った.これらの調査によって,児童・生徒がもつ算数・数学観,算数・数学の授業観など「信念システム」の一端とその学習に対する影響が明らかになった.たとえば,「数学とは与えられた規則の実行である」といった認識をもつ児童・生徒が見いだされ,このような認識は彼らの思考の「硬直性」の一因となっていることが指摘された.このような認識は,児童・生徒が教師の意図とは別に学んできた側面(「隠れたカリキュラム」)の顕在化したものと考え,その起源を調べるために以下のような授業観察を行った.東京都内の公立小学校の算数授業を対象とする参与観察のデータを約6ヶ月間にわたり収集し,その分析を行った.VTRによる授業の記録と授業プロトコール,観察者によるフィールドノート等から,実際の教授・学習過程において「隠れたカリキュラム」がどのように現れているのかを総合的に分析した.この分析によって,たとえば,教師の意図する授業の流れの「定型化」が,教師の意図とは別に児童の行動を「制御」する事例が特定された.このように,本研究では,教師が暗黙のうちに前提としている算数観や授業観が児童の学習に影響する側面を指摘した.以上の研究成果の一部を,日本・中国・米国の3ヶ国による数学教育合同会議(中国・上海)において発表した.