hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌が有する強力な抗炎症効果の作用機序

申請者らは、伝統的発酵食品である「ふなずし」より新規ラクトバシラス属菌菌株を2株、単離した。本菌株は、DSS大腸炎モデルマウスにおいて、一般的なプロバイオティクスであるLactobacillus gasseri(LG)を上回る抗炎症作用を有していた。本菌株は樹状細胞をはじめとする抗原提示細胞に直接的に作用することでユニークな形質変化を惹起し、大腸固有粘膜層におけるTreg細胞を増加させることで、LGより強い抗炎症作用を示すことが示唆された。以上より、日本の伝統的発酵食品は、従来のプロバイオティクスに比し強い抗炎症作用を有する未知のプロバイオティクスの有力な単離源となり得る事が示された。申請者らは、伝統的発酵食品である「ふなずし」より炎症性腸疾患の動物モデルの腸炎に優れた予防・治療効果を有する新規ラクトバシラス属菌菌株を2株、単離した。本菌株は、DSS大腸炎モデルマウスにおいて、乳製品由来のプロバイオティクスであるLactobacillu s gasseri(以下、LGと表記)を上回る抗炎症作用を有していた。平成24年度においては、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌株(以下、本菌株と表記)の自然免疫系細胞への影響を検討した。その結果、本菌株を作用させた自然免疫系細胞である骨髄由来樹状細胞は、LGを作用させた場合と同程度の抗炎症性サイトカインであるIL-10を産生した。しかしながら、一方の抗炎症性サイトカインであるTGF-beta産生は、LG作用群に比し有意に上昇していた。興味深いことに、炎症性・抗炎症性の両面を併せ持つサイトカインであるIL-27産生が、LG投与群に比し大幅に増加しており、このデータはDSS大腸炎モデルマウスにおける二次リンパ組織(腸間膜リンパ節および脾臓)における自然免疫細胞(樹状細胞)の動態を裏付ける事になった。また、二次リンパ組織における樹状細胞の表面マーカーについて検討したところ、本菌株投与群ではCD103陽性樹状細胞数はLGに比し変化が認められなかったが、CD8a陽性樹状細胞数が有意に増加していた。以上の結果を元に米国消化器病学会2012(DDW2012, SanDiego)および日本食品免疫学会にて学会発表を行った。本年度の研究成果は、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌がもつ強力な抗炎症作用と特異的な性質を解明するのに必要なデータとなりうる。本菌株は、DSS大腸炎モデルマウスにおいて、乳製品由来のプロバイオティクスであるLactobacillus gasseri(以下、LGと表記)を上回る抗炎症作用を有していた。平成25年度においては、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌株(以下、本菌株と表記)の自然免疫系細胞およびTリンパ球への影響を検討した。その結果、本菌株を作用させた自然免疫系細胞である骨髄由来樹状細胞は、炎症性・抗炎症性の両面を併せ持つサイトカインであるIL-27産生および抗炎症性サイトカインであるTGF-beta産生がLG作用群に比し有意に上昇し、その一方で抗炎症性サイトカインであるIL-10産生についてはLGを作用させた場合と同程度であることを、in vitroにおけるタンパク質発現レベルで確認した。これらのデータに基づき、DSS大腸炎モデルマウスに本菌株を投与し腸間膜リンパ節の樹状細胞の炎症性サイトカイン産生能を計測したところ、前述したin vitroにおける骨髄由来樹状細胞の結果とほぼ同じデータが得られた。また、二次リンパ組織(腸間膜リンパ節)における樹状細胞の表面マーカーについて検討したところ、本菌株投与群ではCD103陽性かつCD8a陽性樹状細胞数がLGに比し、有意に増加していた。さらに、DSS大腸炎モデルマウスに本菌株を投与し、大腸固有粘膜層におけるTリンパ球サブセットについて検討を行ったところ、広義のTreg細胞における代表的な性質であるIL-10産生能が、本菌株投与群ではLGに比し、有意に増加していた。この強力な抗炎症作用メカニズムを解明するため、DSS大腸炎モデルマウスの大腸および二次リンパ組織(腸間膜リンパ節および脾臓)における免疫細胞の動態を精査した。その結果、本菌株を投与した大腸では炎症性サイトカインであるIL-6やIL-17A産生が、LG投与群に比し大幅に減じていた。一方で、代表的な抗炎症性サイトカインであるIL-10産生はLG投与群と同等であった。興味深いことに、炎症性・抗炎症性の両面を併せ持つサイトカインであるIL-27産生が、LG投与群に比し大幅に増加していた。

次に、二次リンパ組織において、T細胞の抗原提示に重要な役割を果す樹状細胞のサイトカイン産生に注目した。IL-10産生は、本菌株投与群およびLG投与群の両群で増加が認められたが、IL-27産生の増加は本菌株投与群のみに認められた。さらに、二次リンパ組織におけるT細胞サブセットの変化を検討した。制御性T細胞のマスター転写遺伝子であるFoxp3発現は本菌株投与群およびLG投与群の間に差異は認められなかった。その一方、IL-17Aを多く産生するTh17細胞のマスター転写遺伝子であるROR-gt発現は、本菌株投与群はLG投与群に比し大幅に減じていた。以上の本年度結果より、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌菌株は、IL-27産生促進およびTh17細胞分化阻止を中心にしてその強力な抗炎症作用を発揮する可能性が示された。申請者らは、伝統的発酵食品である「ふなずし」より炎症性腸疾患の動物モデルに優れた予防・治療効果を有する新規ラクトバシラス属菌菌株を2株、単離した。本菌株は、DSS大腸炎モデルマウスにおいて、乳製品由来のプロバイオティクスであるLactobacillus gasseri(以下、LGと表記)を上回る抗炎症作用を有していた。平成26年度においては、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌株(以下、本菌株と表記)の自然免疫系細胞およびTリンパ球への影響を、引き続き詳細に検討した。その結果、本菌株をin vitroにて作用させた骨髄由来樹状細胞は、炎症性サイトカインであるIL-6およびIL-23をLG作用群に比し有意に低下させることが確認された。本データにより、本菌株群は未成熟樹状細胞に対し、特徴的な形質変化を惹起することが推察された。そこで、同様に骨髄由来樹状細胞に本菌株をin vitroにて作用させることで得られた成熟樹状細胞が、DSS大腸炎モデルマウスにいかなる影響をおよぼすか検討した。その結果、本菌株を作用させた成熟樹状細胞を、DSS大腸炎を惹起したマウスに腹腔内移入すると大腸炎に対し抗炎症効果を発揮し、腸炎を減弱させる作用を確認した。その抗炎症効果は、LGを作用させた成熟樹状細胞を移入した場合に比し、有意に強いものであった。さらに、DSS大腸炎モデルマウスに本菌株を経口投与し、大腸固有粘膜層におけるTリンパ球サブセットについて検討を行ったところ、Treg細胞の代表的なマスターレギュレーターであるFoxp3遺伝子発現が、本菌株投与群ではLGに比し、有意に増加していた。以上の結果を元に第56回日本消化器病学会大会(JDDW2014)、第45回日本消化吸収学会総会および第11回日本消化管学会総会学術集会にて学会発表を行った。平成27年度においては、ふなずし由来新規ラクトバシラス属菌株(以下、本菌株と表記)の自然免疫系細胞およびTリンパ球への影響を、引き続き詳細に検討した。その結果、本菌株をin vitroにて作用させた骨髄由来樹状細胞は、炎症性サイトカイン産生がLG作用群に比し有意に低下することに加え、培養上清中に活性化型TGF-betaを有意に産生していた。
エチオピアにおける人類と類人猿化石の探索と進化的意義に関する研究

本研究では、チョローラ地区(エチオピア)の古人類学調査を進め1000万年前ごろの類人猿の歯牙化石を複数発見し、その年代学的枠組みを確立し、またラミダス化石の進化形態学的解析と解釈を進めた。コンソ遺跡群関連の調査研究では、アシュール型石器の年代学的枠組みを更新し、同遺跡群の動物相全般にわたる安定同位体分析により古環境変遷と各分類群の適応様式を検討した。本研究では、エチオピアにおける古人類学調査を機軸に、人類の起源から初期のホモ属にいたる進化について、従来仮説を評価検証すると共に、新規諸仮説の創生を目的としている。特にアフリカ類人猿と人類の系統それぞれの起源、アルディピテクス・ラミダス等最初期の人類の進化様式、ホモ属からエレクトス初期ごろまでの初期人類進化と古環境変遷を主焦点とし、現地調査とその後の標本資料の比較分析を進めている。本年度は、先ずはラミダス研究において3次元形態復原の最終確認と全体評価を詰め、その成果を踏まえ複数の論文発表を実現した。また、連携関係にあるミドルアワッシュ調査チームが本年度中に新たに発見したラミダス化石等の標本調査をエチオピア国立博物館にて実施した。野外調査としては、アフリカで数少ない1000万年前ごろの哺乳動物化石産地の一つであるアファール地溝帯内チョローラ地区の発掘調査を3年ぶりに再開し、既存標本が僅かしか存在しない同時代のアフリカ産大型類人猿化石の貴重な追加発見を達成した。同調査地では、さらに火山灰対比、年代測定、古地磁気判定のための資料を60点以上採取した。チョローラの層序年代については1970から90年代以来の従来解釈があるが、今後、これを新たに評価検討し、より正確な堆積史を再構築する予定である。また、南部地溝帯コンソ遺跡群の調査では、その形成史り理解を更新する目的で、チャモ湖畔にて電気探査と手動掘削による堆積層調査を実施しか。採取資料は次年度中に分析を進める。また、コンソ遺跡群の露頭調査を6年ぶりに再開し、新たに開拓された露頭群にて古生物標本評価を実施した。それと共に、火山灰資料を採取し、次年度調査の準備を整えた。また、人類とアフリカ類人猿の出現期に相当する中新世後期における、アフリカとユーラシア間の類人猿をも含む動物相比較を検討する目的で、イランの中新世後期の類人猿化石産出地の国際共同調査に参画した。本研究では、エチオピアにおける古人類学調査を機軸に、人類の起源からホモ属にいたる進化について、従来仮説を検証すると共に、新規諸仮説の創生を目的としている。特にアフリカ類人猿と人類の系統それぞれの起源、アルディピテクス・ラミダス等最初期の人類の進化様式、初期ホモ・エレクトスごろまでの人類進化と古環境変遷を主焦点とし、現地調査とその後の標本資料の比較分析を進めている。本年度は、昨年度の成果を受け、地質資料と古生物標本の評価分析を進め、野外調査をさらに実施した。コンソ(200万130万年前)調査関連では8年ぶりに現地調査を実施し、主要2地点における浸食と開発の影響を確認すると共に、従来コレクションを補完する目的で、系統だった動物化石と初期アシュール型石器の収集に従事した。同時に火山灰資料を採集し、昨年度分と共に分析を進め、新規調査地点の層序と年代を確定した。また、200万年前以後の古環境変動と動物相変遷に関する仮説検証のため、エナメル質の同位体組成調査を実施し、形態学的手法による諸解析と合わせて分析している。チョローラ(1000万年前)調査関連では、まずは昨年度の地質資料の分析を進めたところ、従来の年代仮説と異なる分析結果を得た。そこで、この新たな年代仮説を検証する目的で野外調査を企画実施した。露頭調査はおおむね新仮説を支持する結果であり、今回採集した地質資料の今後の分析により最終検証する。同時に大型類人猿化石発見地点の発掘調査を拡張し、従来得られていた標本以上に特徴的な類人猿歯牙化石標本若干数を得ることができた。これらは、現生アフリカ類人猿ならびに人類起源期の進化仮説に関わる世界的に注目度の高いものである。これらの化石資料は、全てエチオピア国立博物館に収蔵され、比較研究とキュラトリアルワークは同館で行っている。特にアフリカ類人猿と人類の系統それぞれの起源、アルディピテクス・ラミダス等最初期の人類の進化様式、初期ホモ・エレクトスごろまでの人類進化と古環境変遷を主焦点とし、標本資料の比較分析と現地調査を進めている。本年度は、古生物標本と地質資料の分析と野外調査をさらに進めた。コンソ(200万130万年前)調査関連では火山灰層序と古地磁気層序の双方を確定し、170150万年前の世界最古級のハンドアックス石器群集について新たな年代観を確立した。

また、動物化石の同位体分析を進め、形態学的手法の諸解析と合わせ、200万年前以後の古環境変動と動物相変遷について一部明らかにした。ラミダス化石関連では、海外共同研究者が新たに取得した未発表化石の形態研究に従事した。また、現生大型類人猿の骨・軟部組織のCTデータに基づいた大腿骨近位筋骨格形態の進化様式と直立2足歩行の出現に関わる新たな問題提起についてその妥当性を検討し、研究代表者らの従来の形態進化仮説が支持されることを改めて確認した。チョローラ(1000万年前)調査関連では、昨年度までに出土した大型類人猿化石の形態評価を進め、それらの系統的位置をさらに明確化するができた。また、年代学的分析の進展と共に明示されつつある新たな年代観を最終確認するための露頭調査を実施した。これらについては、関連する分析データの最終検討の後、1000万年前前後の稀少な大型類人猿化石について、当該分野における注目度の高い成果表を予定している。
プロスタノイドシグナルの新規解析技術の開発

ラットThromboxane A2 receptorのC末端にEYFP遺伝子を、細胞内ループ領域の異なる位置にRluc遺伝子を挿入した複数のプラスミドを作成し、リポフェクションによって293T細胞に導入した後、BRET assayによってantagonistに対する応答性を検討した。その結果、良好な反応性が見られたプラスミドを元に、Rlucの位置をさらに1アミノ酸ずつずらしたプラスミドを作成し、さらに良好な反応性が見られるレポータを見出した。また、ラットProstaglandin I2receptorのC末端にEYFP遺伝子を、細胞内ループ領域1、2にRluc遺伝子を挿入したプラスミドを各1種、細胞内ループ領域3の異なる位置にRlucを挿入した2種類のプラスミドを作成した。これらの発現ベクターをリポフェクションによって293T細胞に導入し、BRET assayによって、1種類のagonistに対する応答性を検討した。その結果、一つのプラスミドに良好な反応性が見られた。そこで、さらに良好な反応性が見られるレポータを作成するために、このプラスミドを元に、Rlucの位置をさらに1アミノ酸ずつ前後にずらしたプラスミド4種類を作成した。当初見られていた活性が急に見られなくなることがあり、その原因究明のために時間を要した。また、その理由については判明したが、前段階に戻らざるをえなかったため、研究計画が後にずれ込んでしまった。進んでいるThromboxane A2 receptorを優先して、研究を進める。SDラットのThymusおよびSpleenよりmRNAを抽出し、RT-PCRによりThromboxane A2 receptorおよびProstaglandin I2 receptor cDNAを増幅し、pcDNA3ベクターにクローニングした。Thromboxane A2 receptorのC末端にPCRによって増幅したEYFP遺伝子をつなぎ、さらに細胞内ループ領域1にRluc遺伝子を挿入したプラスミドを作成した。同様に、C末端にEYFP、細胞内ループ領域2にRlucを挿入したプラスミドを作成した。さらに、C末端にEYFP、細胞内ループ領域3の異なる位置にRlucを挿入した2種類のプラスミドを作成した。また、Prostaglandin I2 receptorのC末端にEYFP遺伝子をつなげたプラスミド、C末端細胞内領域にEYFP遺伝子を挿入したプラスミドを作成した。この2種のプラスミドの細胞内ループ領域1にRluc遺伝子を挿入した。同様に、C末端またはC末端細胞内領域にEYFP、細胞内ループ領域2にRlucを挿入したプラスミドを作成した。さらに、C末端またはC末端細胞内領域にEYFP、細胞内ループ領域3の異なる位置にRlucを挿入した合計4種類のプラスミドを作成した。さらに、Thromboxane A2 receptorのC末端にRluc遺伝子をつなぎ、さらに細胞内ループ領域3にEYFP遺伝子を挿入したプラスミドを作成した。また、Prostaglandin I2 receptorのC末端にRluc遺伝子をつなげたプラスミド、C末端細胞内領域にRluc遺伝子を挿入したプラスミドを作成し、この2種のプラスミドの細胞内ループ領域3にEYFP遺伝子を挿入した。平成28年度は、その他の業務の実施に必要となる時間の変更に伴い、研究のための時間を当初予定よりとることができなかった。ラットThromboxane A2 receptorのC末端にEYFP遺伝子を、細胞内ループ領域1、2にRluc遺伝子を挿入したプラスミドを各1種、細胞内ループ領域3の異なる位置にRlucを挿入した2種類のプラスミドを作成した。同様に、Prostaglandin I2 receptorについても、EYFP、Rlucを挿入した合計4種類のプラスミドを作成した。これらの発現ベクターをリポフェクションによって293T細胞に導入し、Thromboxane A2 receptorについてはBRET assayによって、1種類のantagonistに対する応答性を検討した。その結果、細胞内ループ領域3にRlucを挿入したプラスミドの一つに良好な反応性が見られた。そこで、このプラスミドを元に、Rlucの位置をさらに1アミノ酸ずつ前後にずらしたプラスミド4種類を作成し、antagonistに対する応答性をさらに検討した。Prostaglandin I2 receptorについては、同様に1種類のagonistに対する応答性を検討したが、4種類すべてで、良好な結果が得られなかった。当初想定していた結果が得られなかった場面が多く、その原因究明のために、多くの時間を要した。

また、その理由については判明したが、前段階に戻らざるをえなかったため、研究計画が後にずれ込んでしまった。当初、平成29年度前半終了をめどにagonistおよびantagonistに応答するThromboxane A2receptor、Prostaglandin I2receptor由来のバイオセンサーを完成する計画であったが、予定より少し遅れているので、4種類のバイオセンサーのうち完成したものから、逐次それらを用いた解析を進めていく。進んでいるThromboxane A2 receptorを優先して、研究を進める。当初予定通りの研究時間を割けず研究の進捗が遅れているため、物品費等の支出が少なかった。理由:研究の進捗が遅れているため、物品費等の支出が少なかった。使用計画:前年度までの遅れを取り戻すために、未使用分は平成30年度中に使用する予定である。理由:研究の進捗が遅れていたため、物品費等の支出が少なかった。使用計画:未使用分を使用して、次年度、研究を完了する予定である。研究の遂行をより効率的に行って平成29年度には平成28度の遅れを取り戻す予定なので、平成28年度未使用分は平成29年度中に使用する予定である。
2光子吸収量子干渉効果を用いた加工/顕微システムの開始とその工業的および生物学的応用

本年度の研究計画は、これまでに開発した高分解能2光子光重合加工システムを用い、3次元マイクロ/ナノデバイスの開発を行うことであった。本研究で最終的に目標としているデバイスは、生体適合性を有する生体内駆動型デバイスである。具体的には、生体適合性ポリマーを材料とし、3次元フォトニック結晶を基本原理とするレーザーダイオードの開発を目指した。一般に、生体適合性材料は屈折率が1.5程度と低く、これまで既知の一般的な構造では十分なフォトニックバンドギャップの光学特性を得ることが不可能であることが分かった。そこで、3次元電場分布解析および平面波展開法によるバンド解析の手法を用いて、ダイヤモンド型結晶構造を基本構造に持つ最適な3次元構造の設計を行った。その結果、フォトニックバンドギャップを有するために必要な最低の屈折率として屈折率1.8で完全フォトニックバンドギャップを与える構造を見いだした。この屈折率は、これまで理論的に発見されている様々なフォトニック結晶の中で最も低い値である。ラジカル重合型ウレタンアクリレート系の光硬化性高分子ポリマーを用い、3次元ダイヤモンド型フォトニック結晶を加工した。これまでに作製したフォトニック結晶は3次元的に8層分の結晶周期を持っており、透過スペクトルおよび反射スペクトルの測定から、波長2.5μmの近赤外領域にフォトニックバンドギャップに基づく光学特性を観測した。設計からのわずかな形状のずれと高分子材料の低い屈折率のため、完全なフォトニックバンドギャップはまだ得られていないが、今後の加工精度の改善および結晶層数の増加によって光学特性の向上を目指す。
大規模調査による非アルコール性脂肪性肝疾患と腸内細菌叢の関連の解明

【目的】近年、肥満や非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)に腸内細菌叢が影響していることが報告されてきているが、腸内細菌叢の変化がこれらの原因なのか結果なのかも依然不明である。これまでの報告は医療機関をベースとした数十例程度のものが多いことが理由の一つとして挙げられる。今回、一般住民を対象とした大規模な調査によりNAFLDと腸内細菌叢について検討した。【方法】岩木地区健康増進プロジェクトに参加した1148名の腸内細菌を解析した。腸内細菌は便検体を用いて16srRNA遺伝子塩基配列より菌群の帰属を推定した。ウイルス性肝炎(HBV抗原陽性、HCV抗体陽性)やアルコール飲酒(男性30g/日、女性20g/日以上)、薬剤内服(アミオダロン、メトトレキセート、タモキシフェン、ステロイド)を除外した874人を対象とし、腹部超音波検査にて脂肪肝を認めたものをNAFLD群とした。NAFLD群(205人)と正常群(669人)で、全体の1%以上の存在率を示す腸内細菌を比較した。【結果】1%以上の存在率を認めたのは4門、6鋼、7目、9科。12属であった。その中でNAFLD群と正常群で0門、2鋼、2目、3科、3属で優位差がみられた。BMIによる調整を行い153組をマッチ後に比較検討を行うとRuminococcaceae科とFaecalibacterium属がNAFLD群で有意に存在率の低値を認めた。【結論】NAFLD群と正常群ではBMIマッチ後においても腸内細菌叢に違いを認め、腸内細菌叢がNAFLDの発症、抑制に関与している可能性が示唆された。岩木プロジェクト参加者の便検体を用いて、脂肪肝発症と腸内細菌の関連について解析を進めている。今後は学会発表や論文投稿を予定している。NAFLD群と腸内細菌叢の関連が示唆されているが、同プロジェクトではショットガンゲノム解析も進められており、腸内細菌の代謝物質や役割などとの関連も明らかにしたい。また今回はUSでの脂肪肝の診断であったが、肝硬度測定やCAP値をフィブロスキャンにて測定できれば脂肪肝の進展や線維化と腸内細菌の関連について明らかにできる可能性がある。2017年5月27日から6月5日の10日間に岩木健康増進プロジェクトの健診に腹部US検査にて参加し、1,148人の参加者の腹部US検査を行った。脂肪肝については肝エコーレベルの上昇、肝腎コントラスト、深部エコーの減衰、肝内脈管の不明瞭像、肝縁の先端鈍化像の有無を評価し、正常、軽度脂肪肝、中等度脂肪肝、高度脂肪肝の4段階に評価した。飲酒量についてはお酒の種類、量などについて詳細に聴取し、腹部USで脂肪肝と評価された参加者のうち1日平均アルコール換算で男性30g未満、女性20g未満の場合、非アルコール性脂肪肝(NAFLD)の診断とした。参加者のうち260名(22.6%)がUS検査で脂肪肝と判定され、そのうち256名で飲酒量の聴取が可能であった。最終的にNAFLDと判定されたものは213名であった。NAFLDの比率は男性で19.3%、女性で18.7%であり、男性では40歳代で女性では50歳代で高い傾向となった。便サンプルはあらかじめ専用の採便容器を配布し、健診に持参していただいた。検体測定は現在汎用されている16SrRNAをターゲットとしたT-RFLP(Terminal Restriction Fragment length Polymorphysm)法で腸内細菌叢を解析中である。また健診では身体計測値(身長、体重、体組成)および血液生化学(中性脂肪、コレステロール、血糖、ヘモグロビンA1c)検査を行っているほか、栄養摂取状況については簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)を使用して、専用の栄養価計算プログラムにより、種々の栄養素の摂取状況を評価している。2017年の健診に参加し、計画通り1,000名以上の参加者の腹部US検査から脂肪肝の判定が可能であった。腹部US検査時にヒストグラム計測を行っているが、必ずしも評価者による脂肪肝の判定と一致せず、ヒストグラムの計測値をどのように活用すべきか検討中である。

【結果】1%以上の存在率を認めたのは4門、6鋼、7目、9科。12属であった。その中でNAFLD群と正常群で0門、2鋼、2目、3科、3属で優位差がみられた。BMIによる調整を行い153組をマッチ後に比較検討を行うとRuminococcaceae科とFaecalibacterium属がNAFLD群で有意に存在率の低値を認めた。【結論】NAFLD群と正常群ではBMIマッチ後においても腸内細菌叢に違いを認め、腸内細菌叢がNAFLDの発症、抑制に関与している可能性が示唆された。岩木プロジェクト参加者の便検体を用いて、脂肪肝発症と腸内細菌の関連について解析を進めている。今後は学会発表や論文投稿を予定している。平成30度16SrRNAをターゲットとしたT-RFLP法による腸内細菌叢のデータが得られる予定であり、NAFLDとの関連についての検討を進めたい。また岩木プロジェクトでは腸内細菌叢のメタゲノム解析も計画されており、2018年もプロジェクトに参加しUS検査を継続予定である。腸内細菌叢の他、本プロジェクトでは栄養素の摂取状況や体組成、運動強度も測定しておりこれらのデータ活用することも考えている。NAFLD群と腸内細菌叢の関連が示唆されているが、同プロジェクトではショットガンゲノム解析も進められており、腸内細菌の代謝物質や役割などとの関連も明らかにしたい。また今回はUSでの脂肪肝の診断であったが、肝硬度測定やCAP値をフィブロスキャンにて測定できれば脂肪肝の進展や線維化と腸内細菌の関連について明らかにできる可能性がある。平成29年度は機器レンタル経費や物品費について請求が間に合わず、他の予算から支出したため次年度使用額が生じた。本年は腹部超音波検査装置3台に加え、ファイブロスキャンのレンタルも計画している。次年度は岩木健康増進プロジェクト時にフィブロスキャンをレンタルする予定であるため、あえて残額を生じさせている。レンタル費用のほか、学会発表の旅費や投稿、英文校正への予算使用を予定している。
テロメラーゼ酵素活性を阻害する植物成分検索法確立の可能性

癌細胞は脱分化を起こし、無限増殖能を獲得した細胞である。この細胞にはテロメア長維持機構、つまり通常は、発現していないテロメラーゼの活性が現れていることが多い。そこで本酵素活性を阻害する物質の探索は細胞の癌化阻害、ひいては固体における癌的病変を寛解する事を期待したい。テロメラーゼ伸張反応は20度、30分間行い、その後90度3分間でテロメラーゼを失活させた。次いで94度45秒、50度45秒、72度60秒のPCR反応を2729リサイクル行うことで活性が測定できることが明らかとなった。増幅後は電気泳動でラダーを観察できた。この方法を用いて幾つかの植物エキスについて検討した。最初に心配した共存する可能性のあるRNAaseによるテロメラーゼテンプレートの分解はあまり観測されなかった。植物により明らかに差は認められるが、テロメラーゼ反応を阻害する様に見られるエキスでは、同時に内部標準物質であるITASの発現も阻害した様に感じられた。HIVのRNAをテンプレートとするDNAポリメラーゼの強力な阻害物質が蝸牛から発見されたが、実は食物連鎖でテリハボクの成分であろうとの結論に達している。そこで、沖縄で採集した本植物のエキスを用いて検討したところ、テロメアのラダーが確認されないと同時にITASのバンドも全く確認できなかった。ダイリューションをかけても同様で、多分にPCRに必要なTaqDNAポリメラーゼも阻害しているとの結論に達した。今後は同様な成分の検索をDNAをテンプレートとするTaqDNAポリメラーゼの阻害物質でも、いずれにしてDNAポリメラーゼであるテロメラーゼの阻害活性を担う可能性がある。よってITAS指標として簡便な方法で予備的スクリーニングを行う方が有効であると結論された。この無限増殖能の獲得にさいして、通常は細胞分裂毎に短縮する染色体末端にあるテロメア配列の維持機構を構築した細胞である。このテロメア長維持機構、つまり通常は、発現していないテロメラーゼの活性が現れていることが多い。テロメラーゼ活性阻害物質の探索に当たり、まずその活性の定量的測定法の確立にあたる。本活性の測定には幾つかのクリティカルな実験を含んでいる。TRAP法は染色体末端の代わりに合成オリゴヌクレオチドを用いてテロメラーゼによるテロメア配列の合成を行い、そにの反応産物をPCR反応によって増幅し検出する方法である。植物により明らかに差は認められるが、テロメラーゼ反応を阻害する様に見られるエキスでは、同時に内部標準物質で有るITASの発現も阻害した様に感じられた。そこでそれはPCR阻害物質の存在が疑われそれを必要性があると考えられ、現在検討中である。本物質の妨害がある状態であると結果を論じる事は出来ない。
大規模無作為標本１５年追跡によるＷＨＯ骨折リスク評価モデル日本人版の開発

JPOSコホートの15年追跡調査を行い検討した結果、椎体海綿骨の微細構造指標(TBS)が、WHO骨折リスク評価モデルFRAXスコアと独立して10年間の主要性骨粗鬆症性骨折発生リスクと有意に関連していることが明らかとなった。FRAXスコアと独立して骨折リスクに関連する骨代謝指標は認めなかった。椎体骨折発生については、腰椎骨密度、TBS、骨代謝指標、骨折既往、続発性骨粗鬆症が骨折リスクモデルに有用であることが明らかとなった。JPOSコホート研究の満15年追跡調査を、香川県S市、北海道M町、新潟県J市の3地域で平成8年度の初回調査を受診し、調査時現在同地域に在住する1422人を対象として実施し、全体で996人が受診した(追跡率70.0%)。WH0骨折評価モデル(FRAX)の対象年齢であるベースライン時40歳以上の997人については、690人が受診し追跡率69.2%を得た。主要な結果指標である症候的骨折の発生状況については、研究実施計画に従い、対象者の面接調査時に把握した。3地域を併せ、ベースライン時調査以降に症候的骨折を186人にみとめた。このうち骨粗鬆症性と考えられる骨折は128人に175件発生していた。また、椎体骨折診断のための胸腰椎デジタル画像を、15年次調査時50歳以上の808名について撮影した。副次的結果指標として、ベースライン時調査から15年次調査までの腰椎、大腿骨近位部の骨密度変化率を求めた。ベースライン時の年齢階級別にみると腰椎骨密度の最大の低下が40歳代でみとめられ、閉経後の骨量減少対策とそれによる骨折予防の重要性がこの結果をもってしても示された。また、15年次調査の未受診者を対象に、症候的骨折の発生状況の過小評価を避けるため、死亡者、施設入所者なども対象に含め、骨折発生の把握を目的とし、調査票を全体で389名(さぬき市157人、芽室町115人、上越市117人)について郵送し、その後の電話による聞き取り調査結果を併せ、318名について回答を得た(92.4%、1315人/1422人)。ベースライン時40歳以上についてみると248名から回答が得られ、この回答結果を併せると3地域全体で94.1%(938人/997人)について症候的骨折の発生状況を把握できることとなった。今回、無作為標本抽出した対象者について15年次調査を実施し70%の追跡率を得、未受診者の調査結果を含めると、90%強について症候的骨折の発生状況を把握できることとなった。今後、未受診者の症候的骨折の発生状況を把握し、骨粗鬆症性骨折の中で最頻の椎体骨折発生の診断を行う。JPOSコホート研究の15、16年追跡調査を受診した者(追跡調査時40歳以上)は、4地域を併せて1304人で71.4%の追跡率であった。未受診者に対する骨折質問票調査の結果を併せると、5地域で追跡調査時40歳以上のうち94.2%(1998人/2122人)について骨粗鬆症性骨折発生の有無について情報収集した。1996年の調査開始時に40歳以上でベースライン時のリスク要因、骨密度値について収集できた1541名中、骨粗鬆症性骨折発生を認めた者は67名で初回骨折発生部位は、大腿骨近位部11例、臨床的椎体骨折13例、前腕骨遠位端42例、肩・上腕骨1例で、骨折発生率はこれら4部位併せて4.38(千人年対)、大腿骨近位部で0.72(千人年対)であった。骨粗鬆症性骨折発生有りの者では、有意に、年齢が高く、身長・骨密度が低く、続発性骨粗鬆症既往有りの者が多い傾向(p=0.052)であった。椎体海綿骨の微細構造指標(TBS)が、他の臨床的リスク要因と独立して骨粗鬆症性骨折のリスクと有意に関連していることが明らかとなった。骨代謝指標を用いた骨粗鬆症性骨折発生に関する検討で、年齢、BMI、骨密度、椎体骨折の既往と独立して、骨形成指標であるI型プロコラーゲンNプロペプチド(P1NP)、骨吸収マーカーであるデオキシピリジノリン(tDPD)は、各々骨折のリスクと有意に関連していたが、他の臨床的リスク要因を調整に加えると有意性は消失した。

結果指標として骨粗鬆症性骨折に無症候性の椎体骨折を含めると、骨形成指標である骨型アルカリフォスファターゼ(BAP)及びI型プロコラーゲンNプロペプチド(P1NP)、骨吸収マーカーであるデオキシピリジノリン(tDPD、fDPD)は、他の要因を調整しても有意に骨折発生に関連しており、TBSとともに骨折リスク評価モデルに有用であることが明らかとなった。本年度は、福島県N町のJPOSコホート研究の満15年追跡調査を、調査時現在同地域に在住する440人を対象として実施し、72.7%(320人/440人)の追跡率を得た。平成23年度に実施した香川県S市、北海道M町、新潟県J市の3地域の満15年追跡調査と併せると、4地域全体で1862人を対象とし、1316人が受診したこととなった(追跡率70.7%)。福島県N町においても主要な結果指標である症候的骨折の発生状況について、対象者の面接調査時に把握した。また、椎体骨折診断のための胸腰椎デジタル画像については、福島県N町を含めた4地域全体で15年次調査時50歳以上の367名について収集した。また、福島県N町の15年次調査の未受診者120人を対象に、症候的骨折の発生状況の把握を目的とし郵送調査を実施し、その後の電話による聞き取り調査結果を併せ、101名について回答を得た。この回答結果と沖縄県M市でのアンケート調査結果を併せると5地域全体で94.2%(1998人/2122人)について症候的骨折の発生状況を把握できることとなった。さらに、ベースライン時の凍結保存血清を用いて、骨質指標である血清ペントシジン及び別途研究費にて骨代謝指標P1NP,血清CTXを測定した。未受診者の症候的骨折の発生状況を把握し、骨粗鬆症性骨折の中で最頻の椎体骨折発生の診断を行ない、今年度測定したデータを含め日本人女性のための改訂版WHO骨折リスク評価モデル及び椎体骨折リスク評価モデルの構築を行う。15年次調査を、ベースライン調査の対象であった3地域の1422人について実施し、996人が受診し70.0%の追跡率を得た。平成24年度に予定していた15年次調査未受診者への症候的骨折の補完調査は、既に実施済みである。しかし、当初計画時に調査対象としていた福島県N町については東日本大震災の影響で初年度の調査実施が困難となったため、平成24年度に実施することとなった。よって、現在までの達成度はおおむね順調に進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。福島県N町について15年次調査を行い、昨年度実施した3地域のデータと併せ全体で70.7%(1316人/1862人)の追跡率を得た。また、N町での未受診者調査及び沖縄県M市でのアンケート調査の結果、ベースライン時40歳以上の対象者については5地域全体で、94.2%(1998人/2122人)について症候的骨折の発生状況を把握できることとなった。椎体骨折リスク評価モデルの対象であるベースライン時50歳以上については、269人について胸腰椎デジタル画像を撮影し、骨折リスク評価モデルのためのデータベース構築の基盤を整えた。本年度は、対象のN町での15年次調調査を10月4日18日の期間に実施する予定で既にN町との調整は進んでいる。平成24年度にN町での調査終了後、未受診者への症候的骨折の補完調査を当初の計画通り実施する。また、椎体骨折発生の診断を平成23年度に追跡調査を実施した3市町については完了させる。平成25年度には椎体骨折リスク評価モデルと日本人のための改訂版WHO骨折リスク評価モデルの構築を試みる。本年度は、椎体骨折発生の診断を完了させ、骨粗鬆症性骨折及び椎体骨折について、古典的リスク要因、骨折歴、骨密度、骨代謝指標等がもつ寄与の大きさをポアソン回帰で求め相対リスク評価モデルの構築を試みる。次いで、求めた個人の骨折発生の相対リスクに日本人女性における骨粗鬆症性骨折発生率と生存率を乗じて、向こう10年間の絶対リスクとし、椎体骨折リスク評価モデルと日本人のための改訂版WHO骨折リスク評価モデルの構築を試みる。
交流共振型磁気浮上の理論と応用

交流共振型磁気浮上技術の研究と応用は、次の二つの問題によって大きな発展を遂げなかった。(1)交流共振型磁気浮上系は動的に不安定で、システムを安定させるに、ダンピングが必要不可欠である。従来、浮上体に直接にダッシュポットをつける方法が採用されていた。そのため、浮上体と環境との機械的な接触をもたらし、完全無接触な浮上が実現できなかった。(2)交流共振型磁気浮上系の理論解析が難しい。実用的なシステム設計方法が確立されていない。本研究は上記した二つの問題を解決した。主な研究結果は下記の通りである。(1)交流共振型磁気浮上システムの線形モデルを提案し、動的な不安定な原因を究明した。交流共振型磁気浮上系を完全に表すには、五つの非線形方程式が必要である。これらの非線形方程式は互いに相関し、一般解を求めるのは不可能である。本研究は微小信号理論を用いて、これらの非線形方程式を平衡状態の近傍で線形化し、その線形モデルを提案し、システムの設計法を確立した。提案した線形モデルは浮上系固有の動的な不安定の原因を明かすとともに、システムを安定させるための必要条件を導き出した。(2)従来の直接ダンピング法に代わって、間接ダンピング法を考案し、完全無接触な浮上を実現した。間接ダンピング法は、直接に浮上体にダッシュポットをつけるのに代わって、電磁石にダンピングをかけ、電磁石と浮上体との磁気吸引力を通じてダンピング作用を浮上体に伝わる方法である。この方法を用いて、筆者は鉄板の磁気浮上実験を行った。鉄板を完全無接触状態で宙に浮かせることに成功した。
歯冠修復物が歯周疾患へ及ぼすリスク要因に関する研究

修復物の歯周疾患への影響については,充分な調査が行われてきたはは言い難い。特に修復物のマージンについては形態はもちろんのことその位置についても検討する必要がある。そこで今回我々は,歯肉縁下にマージンが設定されている修復物(縁下修復物)と歯周疾患との関連を検討した。調査は新潟大学歯学部附属病院予防歯科外来の患者170名を対象に,基本属性(年齢,性別など),歯面単位の修復物および歯周組織の診査結果,口腔衛生習慣などのアンケート情報を用い,歯面単位で分析を行った。その結果,歯肉縁下にマージンが設定されている修復物が存在している歯面では,歯肉縁上にマージンが設定されている歯面および健全歯面(非修復歯面)に比べて,プロービング時の歯肉出血がある【BOP(+)】割合と,ポケット深さ(PD)が4mm以上である割合が有意に高かった(クロス集計およびχ2検定)。種々の関連項目をコントロールした分析においても,BOP(+)と4mm以上のPDを有意に存在させた(ロジスティック回帰分析)。この結果より,縁下修復物は,歯周疾患のリスク要因である可能性が推測された。また,本調査の対象者の多くは定期的な予防ケアーを受けており,これらの者においても歯肉縁下に修復物の存在する歯面のコントロールは容易でないことが示された。今後,修復処置を行う場合は,マージンを歯肉縁下に設定することを可及的に避けることはもちろんのことであるが,修復のほとんどの原因であるう蝕を予防することが歯周疾患予防にもなるとの認識が重要である。目的:臨床現場で「修復物のマージンが歯肉縁下に位置する歯周組織では歯周疾患の進行が助長されているのではないか」と思えるような症例を目にすることがよくあった。今回この仮説を明確にする事を目的に他の歯周疾患に関連する項目も含め分析を行った。対象:平成11年2月1日現在,新潟大学歯学部予防歯科外来を受診した(休止中の者は除く)50才未満の計251名の中から口腔内の診査項目に不備がある者,受診の際に実施するアンケートの回答用紙がない者,部分義歯装着者,第一大臼歯がすべて喪失している者を除いた計190名の診査結果から,第一大臼歯における歯面単位の診査結果を用いた。対象歯面は一歯につき頬舌側各々の近遠心および中央の6箇所,計4560歯面であるが,喪失歯分を除くと分析対象歯面は4290歯面となった。方法:各歯面における出血の有無,歯肉ポケット(mm),LA【loss of attachment】(mm)の3項目を分析の対象とし,該当する歯面における修復物のマージンの歯肉縁下での有無(ない場合には非修復歯面も含む),および修復物,縁上プラーク,縁下歯石それぞれの有無を関連する項目として用いた。出血の有無については,各関連項目とクロス集計およびχ2検定を,歯肉ポケット,LAについては各関連項目の有無別に平均値を算出し,U検定を行った。結果および考察:関連項目の中でも修復物のマージンの歯肉縁下での有無との項目で有意な関連が見られた分析対象項目は,歯肉ポケットとLAの2項目でその平均値は,マージンが歯肉縁下にある場合とない場合で,それぞれ歯肉ポケットでは1.96mm(SD:0.84), 1.79mm(SD;0.82), LAでは1.86mm(SD:1.04),1.66mm(SD:1.09)で,検定結果はともに有意であった(P<0.001)。今回の分,析結果から,上記の仮説は歯肉ポケットおよびLAの歯周疾患の有病状況を示すこれら2指標によって,支持された。

今後,関連項目でのコントロールの設定や歯面種に分類するなど,さらには,他の歯牙種のデータ利用,現在歯数などの人単位でのデータの利用など分析を進める予定である。目的:Overhangの修復物マージン形態は歯周疾患のリスク要因である。しかし,マージンがoverhangではなく適合の良い形態でも歯肉縁下(以下,縁下と略す)に位置する場合,歯周疾患を助長を思わせる症例を臨床現場で経験する事は多い。今回,外来患者の診査結果から縁下に位置するマージンと歯周疾患の関連を調査したので報告する。対象:平成11年2月1日現在における新潟大学歯学部付属病院予防歯科外来登録患者(休止中の者は除く)から50歳未満の計251名中,調査項目(口腔診査,アンケート)に不備のある者,部分義歯装着者,全ての第一大臼歯喪失者を除く190名分(平均:37.126歳S.D.:9.429男性:69名女性:121名)の全歯面を対象とした。年齢を50歳未満に限定したのは,修復物による歯周組織への影響は早期に現れることによる。対象歯面は一歯につき咬合面を除いた頬舌側各々の近遠心および中央の6箇所,計31920歯面から喪失歯(C4診断歯も含む)154歯分を除く30996歯面を分析対象歯面とした。方法:対象歯面を,S群(非修復歯面群),修復歯面を縁下マージンの有無によってM(-)群(縁下マージンなし)およびM(+)群(縁下マージンあり)に分類し計3群とした。分析対象項目は各歯面における出血の有無,P.D.(歯周ポケットの深さ)およびL.A.(loss of attachment)の計測値(mm)とし、出血の有無については各群間でクロス集計およびχ2検定を,P.D.およびL.A.については各群別に平均値を算出し一元配置分散分析およびBonferroniの多重比較による検定を行った。結果および考察:分析対象項目の内,出血の有無についてその頻度は,S群,M(-)群,M(+)群の順に7.3%(1812/24973),7.4%(252/3396),11.0%(262/2381)【( )内数値は出血歯面数/全対象歯面数】で,S群とM(+】群およびM(-)群とM(+)群の群間で有意【P<0.000】であった。P.D.について,その平均値は各群それぞれ1.535(S.D.:0.756),1.656(S.D.:0.796),1.848(S.D.:0.825)で,3群間すべてで有意【P<0.000】であった。同様にL.A.については,1..313(S.D.:0.950),1.765(S.D.:0.958),1.760(S.D.:0.982)で,S群とM(-)群およびS群とM(+)群の群間で有意【P<0.000】であった。これらの結果は,縁下に位置するマージンにより,嫌気的環境が増しプラーク中などの細菌の質的量的変化が生じ,歯周疾患が発生・進行するとの学説を支持するものである。今回の調査に用いたデータは断片結果であり,修復物の履歴や修復前後の歯周組織の状態は不明である。よって,縁下に位置する修復物のマージンをリスク要因として特定するまでには至らなかった。しかし,歯周疾患の進行を助長する一因子であることは一層明らかにされた。修復物のマージンを縁下に設定することは極力避け,加えて口腔ケアーの充実を図ることは重要である。さらに,修復に至る原因であるう触を予防することが,歯周疾患の予防対策にもなるとの認識が必要である。
QT延長薬物の催不整脈作用に関する安全基準の作製

今回の研究では、QT延長作用を有する薬物をこのモデルに投与することにより、臨床における薬物使用量と催不整脈作用発現用量の関係を明らかにした。実験では、体重約10kgのビーグル犬をpentobarbital麻酔し、大腿静脈より電極カテーテルを挿入し、先端電極を房室結節付近に固定し、先端電極から高周波を房室結節に対して通電することにより完全房室ブロックを誘発した。この犬を長期生存させ、クラスIII抗不整脈薬:セマチリド、ニフェカラント、アミオダロン、および抗不整脈薬以外の薬物:シサプリド、テルフェナジン(抗ヒスタミン薬)、スルピリド、スパルフロキサシンの臨床1日量の10倍までを経口投与した。アミオダロン以外の全薬物がTorsades depointes(TdP)を誘発した。慢性房室ブロック犬にTdPを誘発した最小用量は臨床1日最大投与量の10倍以内であった。この法則はQT間隔延長作用を有する非循環器用薬物の催不整脈作用に関するセーフティーマージンになると考えられる。今後開発される新規薬物による催不整脈作用を動物実験で検出できるようになれば、臨床試験における不整脈による事故を未然に防ぐことが可能になると期待できる。一方、今回得られた知見を応用することにより、まだ多くの機序の明らかにされていない催不整脈作用を有する薬物がいかに再分極相に関与するチャネルに作用してQT間隔を延長させTdPを誘発するのかなど、さらなる研究成果も期待できる。以上の研究成果は最近調印された日米欧の三極共同のガイドラインICHE14およびS7Bにも一部反映されている。体重約10kgのビーグル犬をpentobarbital麻酔し、大腿静脈より電極カテーテルを挿入し、先端電極を房室結節付近に固定した。高周波を房室結節に対して通電することにより完全房室ブロックを誘発することにより心拍数約40beats/minの安定した補充調律を呈する徐脈犬の作製に成功した。術後4週間以上経過した徐脈犬にホルター心電図装置を装着し、QT延長作用を有する薬物およびそのような作用を有さない薬物を投与した。致死性不整脈の発生頻度とその用量との関係を検討した。QT延長作用を有する薬物としては、astemizole(抗ヒスタミン薬),haloperidol(抗精神病薬)を用い、QTを延長させない薬物としては、famotidine(H2受容体遮断薬)を評価した。臨床1日投与量の約10倍量のastemizoleおよびhaloperidol(3mg/kg)の経口投与により、多型性心室頻拍(torsades de pointes ; TdP)がそれぞれ4例中1例、4例中2例に観察された。臨床1日投与量の約100倍量である30mg/kgの投与では、それぞれ投与した4例全例にTdPが誘発された。一方、臨床1日投与量の30倍までのfamotidineの投与を行ったが、TdPは4例中1例も観察されなかった。このようにQT延長作用を有する薬物およびそのような作用を有さない薬物を投与することにより、致死性不整脈の発生頻度とその用量との関係が明らかになった。現在、臨床の現場で頻用されている非循環器用薬剤の中にQT間隔を延長させ、torsades de pointesといわれる多型性心室頻拍を引き起こし、失神や突然死を誘発する(=催不整脈作用)ものが数多く存在することが明らかになっている。最近、我々は、高感度かつ再現性をもってQT延長薬物の催不整脈作用を評価できる動物実験モデルの開発に成功した。方法は、体重約10kgのビーグル犬をpentobarbital麻酔し、大腿静脈より電極カテーテルを挿入し、先端電極を房室結節付近に固定した。

先端電極から高周波を房室結節に対して通電することにより完全房室ブロックを誘発した。この犬を長期生存させモデル動物として利用した。慢性房室ブロック犬にクラスIII抗不整脈薬:セマチリド、ニフェカラント、アミオダロン、および抗不整脈薬以外の薬物:シサプリド、テルフェナジン(抗ヒスタミン薬)、スルピリド、スパルフロキサシンの臨床1日量の10倍までを経口投与した。アミオダロン以外の全薬物がTorsades de pointesを誘発した。慢性房室ブロック犬にTdPを誘発した最小用量は臨床1日最大投与量の10倍以内であった。この法則はQT間隔延長作用を有する非循環器用薬物の催不整脈作用に関するセーフティーマージンになると考えられる。今後開発される新規薬物による催不整脈作用を動物実験で検出できるようになれば、臨床における不整脈による事故を未然に防ぐことが可能になると期待できる。
機能性材料としてのポリ[シラ(Nー置換)イミン]の合成と物性に関する研究

ポリシランは電子材料として機能、物性が注目されるところであるが、ポリシランの化学はようやく端緒についたばかりである。本研究者はジシランを始めとするオルゴシランのケイ素・ケイ素結合にイソニトリルなど不飽和炭素種を挿入させることにより新規有機ケイ素化合物を合成し、機能性材料の開発に向けて研究を行ってきた。得られた研究成果を要約すると次の通りである。1。ジシランのケイ素・ケイ素結合へのイソニトリルの挿入反応はパラジウム(0)テトラキス(トリフェニルホスフィン)錯体または酢酸パラジウム(II)によって触媒され、相当するビス(シリル)Nー置換イミンを与える。特に、2,6ージアルキルフェニルイソニトリルの場合安室なビス(シリル)イミンを良好な収率で与える。2。オリゴシランと2,6ーキシリルイソニトリルの反応もまた酢酸パラジウム(II)によって触媒され、すべてのケイ素・ケイ素結合に一分子のイソニトリルが挿入したポリ[シラNー(26ーキシリル)イミン]が生成した。これまでヘキサシランまでのオリゴシランから相当する[シラ(Nー置換)イミン]を黄色結晶として単離することに成功した。3。テトラシランと1モル当量の2,6キシリルソニトリルを酢酸パラジウム(II)の存在下に行ったところ異常なケイ素骨格の転位を伴った2,4ージシラー3,3ージシリルー1ーアザシクロブタンの生成を見出した。興味深いことには、この骨格転位反応が第三級アルキルイソシアニドの添加により著しく促進されることを明らかにした。4。酢酸パラジウム(II)/第三級アルキルイソシアニド触媒系はジシランのケイ素・ケイ素結合へのイソシアニドの挿入反応を触媒するだけでなく、ケイ素・ケイ素結合へのアセテレンの挿入反応の良好な触媒であることを見出した。1。2。3。4。パラジウム錯体を触媒としてジシランと各種のイソニトリルの反応を、まず詳細に調べ、芳香族イソニトリル、特に、2,6ー位にアルキル置換基のあるフェニルイソニトリルが安定なビス(シリル)Nーアリ-ルイミンを与えることを見出した。次に、テトラシランおよびヘキサシランと2,6ージメチルフェニルイソニトリルの反応を酢酸パラジウム(II)触媒を用いて検討した。過剰量の2,6ージメチルフェニルイソニトリルを反応させることによりポリシランのすべてのケイ素ーケイ素結合に規則正しく一分子のイソニトリルが挿入したポリ〔シラNー(2,6ージメチルフェニル)イミン〕を得ることが出来た。いずれも黄燈色の結晶で、n→π^*に帰属される吸収を405nmに示した。テトラシランと2,6ージメチルフェニルイソニトリルから得られる結晶についてはX線結晶解析により構造の確認を行った。立体的にかさ高い2,6ーフェニル基の立体障害を避けるためポリ〔シラNー(2,6ージメチルフェニル)イミン〕の主鎖はねじれた骨格となっていることが明らかになった。また、使用する2,6ージメチルフェニルイソニトリルを制限して反応させた場合、2,6ージメチルフェニルイソニトリルはポリシランの末端ケイ素ーケイ素結合から優先して挿入反応が起り、つづいてイソニトリルを反応させると内部のケイ素ーケイ素結合にイソニトリルが挿入することが明らかになった。ヘキサシラン以上の高分子量ポリシランを芳香族イソニトリルの反応では現在まで相当するポリ〔シラNー(2,6ージメチルフェニル)イミン〕の単離に成功していない。

高分子量ポリシランになるにつれてパラジウムの錯体の存在下、ケイ素ーケイ素鎖の切断による副反応が問題を起すためであり、今後の課題である。本研究者らは、すでに初年度にジシランのケイ素・ケイ素結合へのイソニトリルの挿入反応がパラジウム(O)錯体によって触媒され、相当するビス(シリル)Nー置換イミンが良好な収率で得られることを見出したが、この挿入反応はさらに各種のオリゴシランにも適用できることを明らかにした。これまでヘキサシランと2,6ーキシリルイソニトリルの反応ですべてのケイ素・ケイ素結合に規則正しく一分子のイソニトリルが挿入したポリ[シラ(Nー置換)イミン]を黄色結晶として単離することに成功した。その構造はX線結晶解析により確認した。また、オリゴシランと2,6ーキシリルイソニトリルの反応をイソニトリルの量を制限して反応させることにより部分的にイソニトリルを挿入させることにも成功した。これらのポリ[シラ(Nー置換)イミン]の光化学的挙動について現在検討されている。予期せぬ成果として、テトラシランと2,6ーキシリルイソニトリル(1モル当量)の反応で異常なテトラシランの骨格転位を伴った2,4ージシラー3,3ージシリルー1ーアザシクロブタンの生成を見出した。さらに、この骨格転位反応が第三級アルキルイソシアニドを添加することにより顕著に助長されることを明らかにした。パラジウム(O)第三級アルキルイソシアニド触媒系の発見によりジシランのケイ素・ケイ素結合へのアセチレンの挿入反応が効率よく実現できることを見出した。特に、パ-アルキルジシランのような比較的反応性の小さいジシランでもアセチレンの挿入反応を受ける点で注目されるものである。これまでテトラシランまでのオリゴシランとアセチレンの反応ですべてのケイ素・ケイ素結合にアセチレン1分子が挿入したポリ(シラエチレン)を合成した。