hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インドシナ地域における環境修復型生産マネジメントシステムの構築

各世帯では、土地の資質や前年の収穫状況、商品作物(キャッサバ、カシュー等)の価格変動等を考慮して、流動的に耕作地や作物の選択を行っていることが明らかとなった。クァンナム省のダム開発による移転村落では、劣悪な土地条件のもとでの耕作を余儀なくされた結果、遠方の森林への耕作拡大や、より好条件の場所への自主的な再移転の計画が進んでいることがわかった。地域ごとに多様な自然・社会条件や開発の影響の中で、持続可能な生産・資源管理システムを構築していく上で、これらの知見は極めて重要な課題となるものであり、引き続きその深化を図る必要性が確認された。昨年度までの研究に引き続き、インドシナ三国の国境地帯における環境修復型生産マネジメントシステム構築の基盤をなす地域の生業構造、土地利用、農業技術、自然災害等についての調査を実施した。とくに本年度は本研究プロジェクトで新たに調査を始めたラオス南部、カンボジア北東部の2地域に対して重点的にフィールド調査を行った。ラオスでは、チャンパサック県パトゥンポーン郡内の10村をランダムに選び、2回の現地調査を行い、主として土地利用変化の動態分析について研究を行った。カンボジアでは2地域でフィールド調査を行った。まず、平野部において様々な階層の人びとに対して聞き取り調査を行い、プランテーション農場や中小農場等の開発の流れが、土地収用や半強制的土地買収等の様々な問題を抱えながらも、どのような構造で新たな社会秩序を形成しつつあるかについて研究を進めた。この結果、様々な生存基盤を持つ在来住民や移入者が外来資本による農地開発という新しい環境に(好む好まざるにかかわらず)ある程度主体的に適応していること、在来住民・外来資本・移入者が相互に関係する社会・経済秩序が構築されつつあることが明らかになった。他の1地区は焼畑による陸稲栽培が生業の基本となっている少数民族(ジャライ)が居住する村で、近年、カシューナッツやゴム等の換金作物の導入が著しく、コンセッション方式の外部からの開発も進んできている。そのため安定した焼畑耕作の展開が損なわれ、土地利用上の多くの問題を抱えている。本年度は同村で3回の滞在調査を行い、主として近年の土地利用変化状況を把握し、土地利用上の課題を整理する中で本地域の開発モデルについて考究した。以上の調査研究結果に基づき、正しい土地利用政策、地方政府のガバナンス、住民主導のゾーニング・集落発展計画づくり等の要素を基本とする開発モデルの素案をとりまとめた。研究目的(1)に掲げた各対象地域における調査はほぼ計画どおりに進んでおり、(2)および(3)で目指す広域的な開発モデルの構築と将来に向けた代替モデルの提言を来年度の視野としている。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き各対象地域での詳細調査を進めるとともに、得られた知見の範囲内で提言可能な「環境修復型生産マネジメントシステム構築」に向けたとりまとめを行う。
金属ナノ粒子の革新的な用途展開を図る凝集塊サイズ制御手法の開発

本研究では,金属ナノ粒子の凝集状況を外部からの熱処理条件を適切に制御することで能動的にコントロールし,金属ナノ粒子が塗布された固体壁表面の物性を積極的に制御する手法開発を目的とした.熱処理実験および電子顕微鏡観察の結果に基づいて,金属ナノ粒子の凝集状況に与える熱履歴の影響を明らかにした.また,ナノ粒子層表面における純水の濡れ性と粒子の凝集状況の関係より,凝集制御による固体壁面の表面エネルギーコントロールの可能性を示した.さらに,ナノ粒子層の付着強度向上についても,実験的考察を行った.本研究では,金属ナノ粒子の凝集状況を外部からの熱処理条件を適切に制御することで能動的にコントロールし,金属ナノ粒子が塗布された固体壁表面の物性を積極的に制御する手法開発を目的とした.熱処理実験および電子顕微鏡観察の結果に基づいて,金属ナノ粒子の凝集状況に与える熱履歴の影響を明らかにした.また,ナノ粒子層表面における純水の濡れ性と粒子の凝集状況の関係より,凝集制御による固体壁面の表面エネルギーコントロールの可能性を示した.さらに,ナノ粒子層の付着強度向上についても,実験的考察を行った.本研究では,金属ナノ粒子の凝集状態を加熱に代表されるような外的操作により,能動的に制御する手法の開発を行っている.平成24年度は,金属ナノ粒子として銀ナノ粒子を取り上げ,熱的操作による凝集挙動の変化を詳細に検討した.具体的には,銀ナノ粒子の熱処理条件と,粒子の凝集状態により変化する体積抵抗率の関係を実験的に検討し,得られた結果から体積抵抗率を処理時間と時間の関数として記述するモデルを提案した.実験では,ガラス基板に銀ナノインクをスピンコートにより塗布し,室温環境で24時間以上乾燥させた後,熱処理を実施した.また,熱処理手法として,定温加熱と昇温加熱の二種類を設定した.定温加熱は電気オーブンにより行い,昇温加熱は赤外線加熱炉により0.5および5.0°C/sの加熱速度で行った.得られた試料の銀ナノ粒子層厚さはレーザーマイクロスコープにより測定した.銀ナノ粒子層の体積抵抗率は,四端子法で測定された電気抵抗値に基づいて,粒子層厚さの分布を加味して算出した.定温加熱で得られた銀ナノ粒子層の体積抵抗率は,時間経過により指数関数的に減少し,温度上昇によってもその減少度合いが増した.これは銀ナノ粒子の凝集化と定性的に一致するものである.そこで体積抵抗率の変化を,アレニウスの式を用いてモデル化することを試みた.その結果,比較的熱処理温度が高い場合(120200°C)には,定温加熱条件における体積抵抗率の変化を定量的に記述できることを確認した.しかし,より低い温領領域(120°C未満)における熱処理履歴を勘案する必要がある昇温加熱条件については,特に加熱速度が速い場合に,十分な定量性を持った予測を行うことができなかった.予測モデルの改善について,体積抵抗率の算出精度の向上を行うだけでなく,銀ナノ粒子の表面コート層の熱分解と銀ナノ粒子の凝集を分離したモデルの検討が必要であると考えられた.本研究では,金属ナノ粒子の凝集状態を加熱に代表されるような外的操作により,能動的に制御することで,発現する機能をコントロールすることを目指している.平成25年度は,前年度に引き続いて銀ナノ粒子を検討対象として,熱的操作による凝集防止層の除去過程のモデル化を行うとともに,その後の凝集発達により銀ナノ粒子が塗布された基板表面の濡れ性が変化することを明らかにした.意図しない銀ナノ粒子の凝集を防止するために,粒子表面に導入されている有機コート層の熱分解挙動を明らかにするため,試料セルに取り分けた銀ナノインクを十分に乾燥し,示差操作熱量測定装置を用いて,温度範囲30300°C,昇温速度18°C/minの条件で熱分析を実施した.その結果,昇温速度の増加により熱分解の発熱ピークが高温側へシフトすることを確認した.得られた結果にKissingerの関係式を適用することで,凝集防止層の熱分解反応における活性化エネルギーならびに頻度因子をそれぞれ96.5 kJ/molと4.30×10E09と算出した.基板表面の濡れ性に関する実験では,シリコン基板に銀ナノインクをスピンコートし,室温環境で24時間以上乾燥させた後,処理温度190°C,処理時間10,20,30,60分間として,得られた試料表面に対する純水の界面張力を測定した.また,試料表面を電子顕微鏡により観察し,銀ナノ粒子の凝集状況をフラクタル次元で評価した.その結果,処理時間の延長により銀ナノ粒子の凝集が進行し,フラクタル次元が小さくなることで,界面張力が増加することを示した.これはナノ粒子の凝集が進行することで試料表面が平滑化し,水との接触面積が低下したことが原因と考えられた.すなわち,熱処理により銀ナノ粒子の凝集をコントロールすることで,表面の濡れ性が制御できる可能性が示唆されたと考えられる.本研究では,金属ナノ粒子の凝集状態を加熱に代表されるような外的操作により能動的に制御し,発現する機能をコントロールすることを目指している.平成26年度は,基板上でのナノ粒子の凝集塊サイズにより,基板表面の表面エネルギーが変化し,結果として表面濡れ性が変わることについて検討を進めた.また,ナノ粒子層を基板表面において印刷的に塗布する際に重要となる,金属ナノインクの付着強度ならびにパターンニング制御性についても検討を行った.

平成25年度の研究成果により,シリコン基板に銀ナノインクをスピンコートした試料に対し,与える熱処理条件を変化させることで基板上における純水の界面張力が変化することを指摘したが,さらに実験を重ねることで,未処理状態で37 mN/mであった界面張力が処理温度190°C,処理時間50分の条件において63 mN/mまで増加する結果を得た.また,発現する界面張力は,処理温度と時間の関数となることを確認した.基板上に塗布されたナノ粒子層の付着強度向上を狙って,ポリイミド基板やガラス基板表面に金薄膜コーティング処理を行った際の,金属ナノインクの塗布性への影響について検討を行った.ポリイミドに基板に対する銀ナノインクの接触角は,未処理の状態から基板表面の金薄膜厚さが10 nm程度までは減少し,極小値をとった後に増加する傾向が見られた.一方,ガラス基板については未処理の状態から基板表面の金薄膜厚さが10 nm程度までは増加し,逆に極大値をとった後に減少する結果が得られた.基板の材料種により異なる影響が生じた原因解明は今後の課題としているが,基板に対して適切な前処理を行うことで,基板上におけるナノ粒子層の付着強度は,20-30%程度改善されることが示された.さらに,ナノインク乾燥後のステイン径評価から,基板の前処理により,ナノインクの塗布性が操作可能であることも示唆された.26年度が最終年度であるため、記入しない。伝熱工学を駆使した材料加工技術開発26年度が最終年度であるため、記入しない。金属ナノ粒子の凝集状況を外的な刺激によりコントロールするための基礎となる,凝集状況(評価軸としては体積抵抗率)を推定するためのモデル提示を行い,その精度検証を行うとともに,その改善指針について方向性を得ているため.金属ナノ粒子の凝集をコントロールするために,粒子表面の凝集防止有機コート層の熱分解状況を明らかにすることができた.また,その後に生じる粒子凝集の進行状況をフラクタル次元解析により,評価できることを確認した.さらには,凝集状況の違いにより,金属ナノ粒子が塗布された基板表面の濡れ性が変化することを実験的に確認した.以上の成果から,おおむね順調に進展していると考える.26年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に示すとおり,平成24年度に得られたナノ粒子凝集のモデル化の精度改善を進め,バルク的なスケールで発現する機能との関係を明らかにする.さらに,金属ナノインクの塗布状況を能動的にコントロールする手法を提案し,その有効性を検証する.金属ナノ粒子が塗布された表面の濡れ性を自在にコントロールできるようにすることを目指し,金属ナノ粒子層の厚さ,熱処理温度,熱処理時間といったプロセス条件の違いが与える金属ナノ粒子層の表面エネルギーへの影響を明らかにする.26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ粒子の凝集状況変化による発現機能の一つとして,表面濡れ性のコントロールを想定しており,その評価システム導入に充当する予定である.金属ナノ粒子が塗布された基板表面の濡れ性を評価する装置の導入に際し,必要な機能にしぼった装置とすることで購入価格を抑えることができた.また,研究内容が熱分析と電子顕微鏡観察が中心となったため,消耗品支出を抑制することができた.以上により,平成25年度は次年度への繰越が生じた.平成26年度は,マイクロディスペンサにより金属ナノ粒子を含むコロイド液をターゲットとなる基板に二次元的に走査しながら間欠的あるいは連続的に塗布するシステムの構築を目指しており,当該システムの構築に際し必要となるフレーム材やステージなどの購入に使用する予定である.
カーボンナノコイル量子細線の電気伝導特性に対する曲げの効果とセンサー応用

近年,ナノテクノロジーの発展にともなって,ナノメートルスケールの物性と形状変化について関心が寄せられている.本研究では,コイル状に成長したカーボンナノコイルを用いて,ナノメートルスケールの細線の曲率や形状変化が,その電気伝導特性におよぼす影響について研究を行った.コイル状の材料はある種のバネとみなす事が可能であるため,まず,その弾性力学的な特性評価を行った.その結果,そのバネ定数はおよそ1.8 N/m程度であると評価された.また変形に伴う電気抵抗の変化についても測定を行い,形状変化に伴う抵抗値変化を観測した.しかし,その特性について定量的に評価することはできなかった.近年,ナノテクノロジーの発展にともなって,ナノメートルスケールの物性と形状変化について関心が寄せられている.本研究では,コイル状に成長したカーボンナノコイルを用いて,ナノメートルスケールの細線の曲率や形状変化が,その電気伝導特性におよぼす影響について研究を行った.コイル状の材料はある種のバネとみなす事が可能であるため,まず,その弾性力学的な特性評価を行った.その結果,そのバネ定数はおよそ1.8 N/m程度であると評価された.また変形に伴う電気抵抗の変化についても測定を行い,形状変化に伴う抵抗値変化を観測した.しかし,その特性について定量的に評価することはできなかった.本年度は,カーボンナノコイルのマニピュレーション技術の確立と測定装置の構築を大きな目標とした.また理論的な側面から,カーボンナノコイルの変形に対する電気伝導度の変化を記述するモデル構築と実際の計算にとりかかることも目標とした.実験的には,研究分担者の実験によって効率的にカーボンナノコイルを生成する方法が確立され,また,それをマニピュレータによって補足することが可能となった.その技術の延長線上で電気伝導特性評価のための電極を取り付けることや,測定と同時に力学的な変形を加えることも可能となってきた.これらの成果は,International Conference on Small Science(米国)において招待講演となった.また,理論的なメカニズムの解明としては,いくつかの特別な極率をもつコイルについて,その形状と電子が感じるポテンシャル形状の間の関係が研究された.その結果,コイルの巻きは電子については実質的な引力ポテンシャルになること,巻きのなかに形成される束縛状態の基本的な性質,比較的に高いエネルギーをもつ電子に対するコイルの影響などがいくつかあきらかとなった.その成果の一部分は,国際会議Optics & Photonics Taiwan, International Conference (OPTIC2013)(台湾)で発表された.本研究では,カーボンナノコイルの曲げと電気伝導特性の変化を調べることを目的とした.本年度は,実際にカーボンナノコイルに変形を加え,電気伝導特性にどのような変化が起こるか実験的な検証を行うことを主たる目的とし,また理論的にそのメカニズムを検討した.研究分担者の須田は,カーボンナノコイルを大量に生成することに成功しており,それに対して実際に電極をつけて電気伝導特性を測定することにも成功している.それについて,実際に変形を加えながら電気伝導特性を測定することに成功した.カーボンナノコイルの片側を基板上の白金電極に固定し,他方の端をマイクロプローバーに接続して変形と電気伝導特性を同時に測定できるシステムを構築した.その実験結果によると,プローバーの移動によってナノコイルが変形すると電気伝導特性にも変化が生じることが判明した.ただし,この現象が当初の計画によって予想されていた変形の効果であるか,またはナノコイルの構造自体に変化が生じたためか,あるいはその他の原因によるものかどうかは,今後のさらなる実験が必要である.本研究の理論的な部分では,いくつかの研究成果が出てきており,量子細線の曲げが,伝導電子に対する引力ポテンシャルになることや,それによって大きく電気抵抗率が変化しうることが数値計算により示された.また,特定の曲げ方によっては,ポテンシャルによる反射係数が著しく低下することも数値計算の結果として得られた.さらに,グラフェン上の電子のように,相対論的な効果を考慮した場合の理論的な枠組みを構築することにも現在取り組んでいる.以上のことから,完全なセンサー応用までは到達しなかったものの,今後の継続的な研究によって実現の可能性を見出せるところまで達成した.物性,電気電子材料,ナノテクノロジー当初の研究計画では,初年度はカーボンナノコイルのマニピュレーション技術の確立を行い,また,理論的な研究としては実験の内容を取り込んだモデルを提案して数値的に電気伝導特性を推定する予定であった.これに対し,実験に関しては研究代表者自身の所属機関が北海道大学から日本大学へと変更になったため,実験の装置などの準備や調整に手間取って遅れてしまったことが大きな原因となって,実質的には3ヶ月5カ月ほど予定よりも遅れている.具体的にはカーボンナノコイルの成長はコンスタントにできる状態であるが,それに対して変形を加えながら電気伝導特性に関するデータを取る測定系を構築中である.変形を加えること自体については,研究分担者である須田(豊橋技術科学大学)が技術を確立しており実施可能であるが,研究代表者の担当している測定の部分について現在,構築中である.理論的研究としては,ある程度モデルを構築し,具体的な計算結果を得るに至っているので,実験データとの比較検討を待っている状況にある.また,理論的なモデル構築の段階で派生的なアイデアも生まれ,発光素子としての応用が期待できる結果を得た.この研究結果は,国際会議OPTIC2013(台湾)にて発表された.実験の技術的な部分については,分担者がかなり貢献しており,データが出始める状況となったため,今後は更なる実験の推進を行う予定である.

具体的には,代表者の担当している電気伝導特性測定の部分について装置の構築が完了し,電気伝導特性測定を行う予定である.また理論的な研究からの提案に基づいて,特定の変形を加えたときのカーボンナノコイルの電気伝導特性に着目して研究を推進する予定である.さらに,カーボンナノコイル中の電子について相対論的な効果を考慮したモデルも提案する計画である.またそれら成果を国際会議や論文として発表予定である.初年度に約35ヶ月の遅れが出ているが,平成26年度中には遅れを取り戻せる計画である.
大腸癌発生・進展における細胞増殖活性・アポトーシスの検討-大腸癌化学予防の作用機序との関連を含めて

大腸癌発生のメカニズムならびに非ステロイド系抗炎症剤の持つ大腸癌発生予防の作用機序を解明するために、大腸腫瘍(腺腫および早期癌)を用いてp53,APCなどの遺伝子解析をした後、増殖活性とアポトーシスの程度を同一症例内の正常部と癌部あるいは腺腫部の間で比較検討した。さらにp53,P21などのアポトーシス関連遺伝子とVEGF, EGFなどの増殖因子ならびにCOX-2免疫染色を施行し、腫瘍内のそれぞれの蛋白発現の有無と局在を検討した。loss of heterozygosity (LOH)とmicrosatelliteの解析から、明らかなreplication error(RER)を示す症例は除外した。COX-2蛋白は、腫瘍径の大きな腺腫と癌のほぼ全例において、腫瘍細胞ならびに間質細胞で陽性を示し、特に腫瘍先進部でより強陽性となった。腫瘍表層部では増殖活性とCOX-2蛋白の間に逆相関を、また腫瘍先進部ではアポトーシスとCOX-2蛋白の間に逆相関を認めた。一方、p53蛋白過剰発現を示す癌は過剰発現を示さない癌に比し、COX-2蛋白の強発現とアポトーシスの低下を認めた。さらに、特に腫瘍先進部でVEGFとCOX-2蛋白の発現と増殖活性の三者には極めて高い相関を認めた。以上からCOX-2蛋白は大腸癌発生の早期から関与していることが明らかとなり、癌部、特に腫瘍先進部における細胞増殖活性とアポトーシスのアンバランスの原因の一部を担うこと、またCOX-2蛋白はVEGF、引いては新生血管増生を介して細胞増殖を促している可能性が示唆された。しかし、その他の増殖因子との関連も含めて、COX-2の有する大腸癌の進展における役割についてはさらなる検討が必要と考えられた。これらの結果は、日本消化器病学会総会、日本癌学会ならびに米国消化器病週間で発表の準備中で、また現在論文作成・投稿中である。大腸癌発生のメカニズムならびに非ステロイド系抗炎症剤の有する大腸癌発生予防の作用機序を明らかにするために、大腸腫瘍(腺腫及び早期癌)を用いてp53,APCなどの遺伝子解析をするとともに、増殖活性、アポトーシスの程度を同一症例内の正常部と癌部あるいは腺腫部間で比較検討した。さらにp53,p21ならびにCOX-2免疫染色を施行し、腫瘍内のそれぞれの蛋白発現の有無を検討した。loss of heterozygosity(LOH)とmicrosatelliteの解析から、明らかなreplication error(RER)を示す症例は含まなかった。COX-2蛋白は、正常上皮ならびに腫瘍径の小さい腺腫では陰性であったが、径の増大に伴い陽性を、また癌においては大部分が陽性を示し、特に腫瘍先進部においてより強陽性となった。しかし細胞増殖能とアポトーシスの検討から、COX-2蛋白がこれらと直接関与している可能性は低いと考えられた。一方、p53蛋白過剰発現はアポトーシスと有意な逆相関を示したが、COX-2蛋白発現との間に相関は無かった。また核DNA量は、癌部でのみ腺腫の有無に関わらずanueploidyを示す症例が大部分で、これもCOX-2蛋白発現と相関は無かった。以上から、COX-2蛋白は大腸癌発生の早期から関与していることが明らかとなったが、大腸癌発生・進展における役割については明らかとならなかった。しかし病理学的検討から、癌部において細胞増殖活性とアポトーシスのアンバランスを認めること、COX-2蛋白と血管密度ならびに増殖活性に相関関係があることが明らかになったため、その機序についてはさらなる検討が必要と考えられた。これらの結果は、第86回日本消化器病学会総会ならびに第101回米国消化器病週間(San Diegoにて)で発表し、現在論文作成・投稿中である。

これらの結果は、日本消化器病学会総会、日本癌学会ならびに米国消化器病週間で発表の準備中で、また現在論文作成・投稿中である。
周術期の吸入麻酔薬とアルコールによる心筋保護相乗効果のメカニズムと臨床応用の解明

吸入麻酔薬と慢性軽度中等度アルコール摂取は虚血心筋に対し相乗保護効果を有する。その細胞内メカニズムを解明すべく、モルモット灌流心を用い実験を行った。5%エタノール慢性摂取とセボフルランの併用によglycogen synthase kinase3ssのリン酸化が増強し、再灌流後のミトコンドリア透過性ポアの開放抑制が増強されることが判明した。これは今後の心疾患を有する全身麻酔への応用として期待できると思われる。【目的】慢性中等度エタノール(EtOH)摂取は虚血preconditioning(PC)様の虚血心筋保護効果を慢性的に誘発することがわかっている(EPC)。この効果は摂取中止後,少なくとも7日間持続,14日以内に消失し,その持続にeNOSの虚血前のupregulationが関係することがわかっている。その関与を明らかにするためNOS阻害薬であるL-NAMEを再灌流後に持続投与し,プレコンディショニング効果が消失するか否か検討した。また、再灌流後Nitric Oxide(NO)を測定し保護効果への関与を検討した。【方法】モルモット灌流心でコントロール(CTL)として30分間虚血-120分間再灌流(I-R)を行なった。EPCは飲料水として5%EtOHを8週間摂取させて誘発した(E)。Eではその後CTLと同様のI-Rを行なった.EとCTLの両群に再灌流後,120分間のL-NAME100μMを持続投与した(EN,CN).左心室圧(LVDP),左室拡張終期圧(LVEDP),冠灌灌量(CF)および心筋梗塞サイズ(IS)を各群で比較した。NOはフリーラジカルアナライザーで測定した。【結論】慢性エタノール摂取によるプレコンディショニング効果にはeNOSのupregulationnによる再灌流後のNOS活性の増強が関与することが示された。この効果によりNOの産生が増強していることが考えられるが現在検討中である。【方法】モルモットLangendorff灌流心で30分間虚血後120分間再灌流(I/R)を行った群を対照群(CTL)とした.I/R前に5%EtOHを8週間摂取させた群(E),Sevo(1MAC:2%)を虚血前10分間投与後,10分間washoutした群(S),EにSと同様のSevoを投与した群(E+S)の4群を作製した.各群で左心室圧(LVDP),冠灌流量(CF),梗塞サイズ(IS)を測定し比較検討した.また,再灌流10分後に左室心筋を採取し,Western blot法によりGSK3βのリン酸化を検討した.【結果】I/R後のLVDPはCTLと比較しE,S,E+Sで有意に高かった.ISはCTLと比較しE,Sで有意に小さく,E,Sに比べE+Sでさらに縮小した.CFは各群間で有意な差はなかった.GSK3βのリン酸化の発現はCTLと比較しE,Sで有意に高く,E,Sに比べE+Sでさらに増強された.【考察】SevoはGSK3βのリン酸化の発現増強により5%EtOH慢性摂取による心保護作用を増強した.従って,このPC増強作用にmPTP開口抑制が関与することが示唆された.【目的】慢性中等度エタノール(EtOH)摂取は虚血preconditioning(IPC)様の虚血心筋保護効果を慢性的に誘発することがわかっている(EPC)。我々は全身麻酔に用いられる揮発性麻酔薬であるsevofluraneがこの効果を増強することを報告した。さらに昨年、Sevofluraneはglycogen synthase kinase 3β(GSK3β)のリン酸化の発現増強により5%EtOH慢性摂取による心保護作用を増強することを報告した.GSK3βのリン酸化はmitochondrial permiability transition pores (mPTP)の開口を抑制することが報告されている。今年度はsevofluraneが慢性中等度エタノール摂取によるEPCを増強する効果におけるGSK3βのリン酸化増強が実際にmPTPの開口抑制を引き起こすか否かをcalceinを用いてミトコンドリアへのCa2+負荷により検討した。【方法】モルモットLangendorff

灌流心で30分間虚血後120分間再灌流(I/R)を行った群を対照群(CTL)とした.I/R前に5%EtOHを8週間摂取させた群(E),Sevo(1MAC:2%)を虚血前10分間投与後,10分間washoutした群(S),EにSと同様のSevoを投与した群(E+S)の4群を作製した.各群で左心室圧(LVDP),冠灌流量(CF),梗塞サイズ(IS)を測定し比較検討した.また,虚血直前に左室心筋を採取し,ミトコンドリアを分離しcalceinを投与後、Ca2+(50150uM)を負荷し、calceinの減少度によりmPTPの開口を検討した【結果】I/R後のLVDPはCTLと比較しE,S,E+Sで有意に高かった.ISはCTLと比較しE,Sで有意に小さく,E,Sに比べE+Sでさらに縮小した.CFは各群間で有意な差はなかった.calceinの減少度はCTLと比較しE,Sで有意に低く,E,Sに比べE+Sでさらに低かった【考察】SevofluraneはGSK3βのリン酸を増強することにより、mPTP開口を強く抑制しEPC効果を増強することが判明した
強誘電体ナノ粒子における粒子構造と誘電率

チタン酸バリウム(BaTiO3)微粒子の表面は粒子内部と異なる構造を持ち,粒子径が小さくなった場合には表面の効果によって誘電率が大きく変化する.粒子構造や誘電率は,欠陥濃度や化学組成に依存し,表面立方晶層が厚い微粒子ほど誘電率が低いことが明らかになった.強誘電体微粒子の誘電率における欠陥や不純物の効果は,粒子構造によって理解できることが本研究によって明らかとなった.チタン酸バリウム(BaTiO3)微粒子の表面は粒子内部と異なる構造を持ち,粒子径が小さくなった場合には表面の効果によって誘電率が大きく変化する.粒子構造や誘電率は,欠陥濃度や化学組成に依存し,表面立方晶層が厚い微粒子ほど誘電率が低いことが明らかになった.強誘電体微粒子の誘電率における欠陥や不純物の効果は,粒子構造によって理解できることが本研究によって明らかとなった.チタン酸バリウム(BaTiO_3)微粒子の表面は粒子内部と異なる構造を持ち,粒子径が小さくなった場合には表面の効果によって誘電率が大きく変化すると考えられる.本研究では強誘電体微粒子における粒子構造に着目し,ペロブスカイト型強誘電体微粒子の粒子構造と誘電特性の関係について明らかにすることを目的としている.本年度は,様々な強誘電体微粒子の誘電率を高精度に測定するために,微粒子の誘電率測定法の改良を行なった.結果的に3種類の分散媒を使用してスラリーを作製し,その複素インピーダンススペクトルを解析することにより,比誘電率300以上の微粒子について測定が可能となった.この方法によりBaTiO_3, (Ba,Sr)TiO_3, (BaCa)TiO_3ナノ粒子の誘電率測定を試みた.その結果,(Ba,Sr)TiO_3や(Ba,Ca)TiO_3の場合はBaTiO_3の場合よりもサイズ効果による誘電率の低下が小さいことが明らかになった.微粒子のX線回折プロファイルを複合構造モデルに基づき解析したところ,(Ba,Sr)TiO_3や(Ba,Ca)TiO_3では低誘電率層と考えられる表面立方晶層の厚さが比較的薄いことわかった.すなわち,SrやCaの添加によって表面層の厚さを制御できる可能性が示唆された.今後微粒子における添加物の効果についてさらに詳しく調査し,欠陥の効果についても検討を行なうことによって,微粒子の誘電率を粒子構造によって理解できると考えられる.チタン酸バリウム(BaTiO_3)微粒子の表面は粒子内部と異なる構造を持ち,粒子径が小さくなった場合には表面の効果によって誘電率が大きく変化すると考えられる.本研究では強誘電体微粒子における粒子構造に着目し,ペロブスカイト型強誘電体微粒子の粒子構造と誘電特性の関係について明らかにすることを目的とした.本年度は,粒子構造や誘電率に与える欠陥の効果を調べるために,合成法の異なるBaTiO_3ナノ粒子について誘電率や粒子構造の評価を行なった.固相法,水熱法,シュウ酸塩の2段階熱分解法で合成された粒子径100500nmのBaTiO_3ナノ粒子について誘電率の測定を行なった結果,特に小粒径の領域において合成法による違いが表れた.誘電率は2段階熱分解法>固相法>水熱法の順で大きかった.この原因を明らかにするために,粒子のX線回折パターンを複合構造モデルで解析し,粒子内の構造を決定した.その結果,全ての粒子が,内部正方晶層(バルク層),格子歪の傾斜層,表面立方晶層の3層構造で構成されることが確かめられた.ただし,構成層の体積割合は合成法によって大きく異なることがわかった.特に,低誘電率層である表面立方晶層は水熱法による粒子が最も厚く,次いで固相法,2段階熱分解法の順になった.また,表面層の厚さは欠陥濃度と関係があり,欠陥濃度が高い試料ほど厚くなることがわかった.水熱法で合成したナノ粒子では,欠陥濃度が高く表面層が厚いために,誘電率が低くなる.一方,2段階熱分解法で合成したナノ粒子は欠陥濃度が極めて低いため,表面層が薄く,誘電率が高いことがわかった.BaTiO_3の誘電率における欠陥濃度の効果は,BaTiO_3の粒子構造によって理解できることが本研究によって明らかとなった.
埋め込み式セラミック素子によるコンクリ-トの含水率測定方法に関する研究

埋め込み式セラミック素子を用いたコンクリ-トの含水率測定方法の開発を目的として2年間にわたって研究を行った。その結果、測定方法を以下のように提案した。1.セラミック素子:セラミックは吸水率20%で、寸法10φ×5mmを使用した。セラミック素子はセラミックの両面に金ペ-ストを、焼付け電極とし、この上を絶縁のためエポキシ樹脂でコ-トして作成した。2.測定方法:コンクリ-ト打設時に気乾状態のセンサをコンクリ-ト中に埋め込み、センサ両面の電気抵抗、静電容量を周波数1KHzで測定する。3.温度補正:セラミック素子の周囲の温度によって測定値が変わるため、キャリブレ-ションカ-ブを作り温度20°Cにおける含水率として補正して求める。4.含水率の追従性:セラミック素子は、コンクリ-トの含水率に対し敏感に反応し、しかも広範囲な含水率にわたり測定できる。また、今後の課題として次のことがあげられる。1.セラミック素子の耐久性。2.セラミック素子の固体差の検討。3.測定温度に対応するキャリブレイションカ-ブについては、普通ポルトランドセメント、W/C40%以上については確認したが、他のセメント、低水セメント比コンクリ-ト等について検討する。4.実際の構造体コンクリ-トへの適用性。埋込みセラミック素子を用いたコンクリ-トの含水率測定方法の開発を目的として行った研究実験は以下のようである。1セラミック含水率測定素子の試作(1)セラミック素子:吸子率10,20%,直径10,20mm,厚さ3,5,10mmのセラミック素子を焼成し,作製した。(2)電極の取付:セラミック系子に金ペ-ストを焼付け、リ-ド線をハンダ付した。(3)電極の絶縁:5種の接着剤を比較実験し,コンクリ-ト中で安定なエポキシ樹脂接着剤を電極に塗付し、絶縁体とした。2測定方法・測定項目複素インピ-ダンス測定を行った。項定項目は電気抵抗と静電容量とした。3素子の空気中における乾燥による電気抵抗・靜電容量の変化素子を眞空処理して、純水を飽水させ,デシケ-タ中で乾燥させ,電気抵抗と靜電容量の変化を測定した。吸水率の大きい素子は測定範囲が広く,吸水率の小さい素子より優れていた。4モルタルの乾燥による埋込素子の電気抵抗・靜電容量の変化モルタル供試作の乾燥に伴い埋込素子の含水率は抵下し、電気抵抗は大きくなり、静電容量は小さくなった。吸水率の大きい,厚さの薄い素子は測定範囲が広く、優れていた。5まとめ今囲の研究によって、本測定素子の基本的な亊項は明らかとなった。平成3年度は,これらをふまえ,素子をモルタル・コンクリ-ト中に埋込で長期間の電気抵抗・靜電容量をモルタル・コンクリ-トの含水率と対応させながら測定したい。埋め込みセラミック素子を用いたコンクリ-トの含水率測定方法の開発を目的として行った当該年度の研究実績は以下のようである。1.セラミック素子の選定:平成2年度の実験及び当該年度に追加して行った実験を整理・検討した結果、使用する素子をD社製、吸水率20%、10φ×5mmの形状のものとした。2.測定週波数:周囲の電気機器の影響を受けにくい1kHzとした。3.素子の前処理:埋め込み直後の素子の電気低抗・静電容量の変化を検討し、安定した挙動を示した気乾状態で埋め込むこととした。4.コンクリ-トの乾燥・吸水に伴う素子の電気抵抗・静電容量の追従性:コンクリ-トの乾燥及び吸水による含水状態の変化に対し、電気抵抗、静電容量は敏感に変化し、測定域も広いことを示した。5.測定温度が電気抵抗・静電容量に及ぼす影響の検討:電気抵抗の温度による変化は見かけ上、Arrheniusの式の形で表せられ、計算により測定値の補正が可能なことを示した。また、静電容量の変化は、このような規則性は認められなかったが、測定温度による変化を無視できないことを示した。

6.他の含水率測定方法との比較:北海道大学式電極法(鎌田博士考案)、K社製挿入型電極による方法とコンクリ-トにより乾燥及び吸水過程について比較した。7.キャリブレ-ションカ-ブの作成:モルタルによりキャリブレ-ションカ-ブを作成し、測定した電気低抗、静電容量を用い、含水率の推定が可能であることを示した。また、このキャリブレ-ションカ-ブは、調合が異なっても使用できそうであることを示した。
ソビエト法における「ロシア的なるもの」の社会史的分析

1.従来わが国における社会主義法研究は、ソビエト法にまつわる特異な事象(前国家的権利の否定、事実上の党主権など)を主として資本主義法との対比における「社会主義法」の論理で説明してきた。しかし、かかる接近方法は、ペレストロイカの現段階において「スターリン体制」を非社会主義的なものと認める見方がソ連国内においてさえ有力になり、またペレストロイカの過程において法治国家の「創出」が改めて緊要な課題として自覚されるに及んで、急速に説得力を失ってきている。2.本研究プロジェクトの特色は、研究の中間的な結論としていえば、こうしたソビエト法(とりわけ憲法)史上の事象を、資本主義法ー社会主義法といういわばタテ軸だけでなく、西欧法ーアジア法(前者のコロラリーとしてアングロ・サクソン法や大陸法を、また後者の典型として伝統中国の律令体系を想定)という、比較法文化的な法類型論をヨコ軸として立て、前国家的権利や「法の支配」ないし「法治国家」といった観念の欠如を、「社会主義法」に固有の事柄ではなく、むしろ15世紀モスクワ国家成立以来の伝統ロシア法の底に流れるいわば「アジア的」法文化の要素に由来するものとして捉えることにある。3.法文化、そして一般に「文化」を主題とする議論は、例えば一部の「日本文化」論がそうであるように、ともすれば短絡的で独りよがりの思いつきや宿命論に陥りがちである。こうした隘路を回避する道は、法文化の類型を規定する要因を、直接に精神的・心理的なものにではなく、それをさらに深部から制約するもの、すなわち当該歴史社会における人間集団(団体)の類型的種差、そしてまたこれによって条件づけられるところの、政治的権力に対する「社会」の自律性いかんに着目することに、求められるべきである。研究初年度の作業として資料収集に力を注いだが,これと平行して行った研究作業の結果として以下の成果をうることができた.1研究史的な面では,現代ドイツの「社会史」派とりわけオットー・ブルンナーらの「構造史」派の仕事と,革命前ロシアの「国家学派」(とくにミリュコーフ)の仕事を比較検討することにより,前者のロシア社会史認識に後者が大きく寄与していることを知り,これら両者の方法の有効性を確認しえた.2本科研費交付以前から着手していたものではあるが,ソビエト法における「ロシア的なるもの」に着目しつつソビエト憲法史を再検討する作業として,論文「社会主義憲法史序説」(組上り71頁,近刊)を執筆した. 1930年代のいわゆる「大粛清」などのスターリン現象は従来しばしば「世界で最も民主的な憲法」といわれる1936年ソ連憲法からの「逸脱」と解釈されてきたが,この論文において執筆者は,スターリン現象と憲法とは表裏をなすものであって,かかる現象はその社会的基礎から見て革命前ロシアの法ないし政治文化のある意味での復活と関連していること,を主張している.3以上の作業によって得た新しい視角から学界に対し,現代中国法を含む社会主義法研究について,「アジア的なるもの」の分析に関する方法論的提言を行いつつある.この提言の趣旨は,資本主義法とは異なる歴史的法類型としての社会主義法は,現存社会主義諸国の法を念頭に置くかぎり,単に資本主義法一般と区別されるだけでなく,いわば比較文化史的観点からアングロサクソン法や大陸法と区別される一個の独自類型をなしており,そこでの「アジア的なもの」(ウェーバーのいう意味での「レグルマン」的法観念に連なる要素)を無視することができない,というものである.1.当該年度における研究取りまとめの一環として、本研究課題の観点から、社会主義法なかんずくソビエト法研究に関する方法論的提言を1988年度比較法学会で行った(その報告要旨は別記論文「社会主義法の比較文化史的考察について」)。

この提言の主旨は、社会主義法なかんずくソビエト法は、資本主義法-社会主義法といういわば歴史類型的なタテ軸だけでなく、社会史の方法にもとづく比較文化論的なヨコ軸の観点からも考察されるべきであって、この観点からすれば、ソビエト法は、しばしば西欧法(とくに大陸法)の系譜に連なるものとして論じられるのとは異なり、むしろ「アジア的」な法類型に属するものと見るべきである、という点にある。2.上述の方法論的観点から、1918年憲法から現行1977年憲法に至るソビエト憲法史を、既存の多くの研究のように憲法理論史としてではなく、社会史(構造史)の観点から再検討し、スターリン政治体制とスターリン憲法の特殊な対応関係、そしてまたペレストロイカの必然性とその歴史的意味を、ソビエト社会の発展に則して歴史的に明らかにすることを試みた。(その成果として、論文「社会主義憲法史序説」、『講座・憲法学の基礎』第5巻所収)3.同じ方法論的視角から、現代中国法および現代日本法を研究する際の、当該社会のゾツィアールな構造の特質に着目した、西欧法-アジア法という比較文化史的・類型論的な考察の意義についても、独自の提言を行った(論文「社会主義法における『アジア的なもの』を考える」および「ペレストロイカの法と現代日本法」)。
顎関節の関節鏡視下手術法の開発に関する研究

本年度行った研究実績は以下の如くである。1).関節鏡視下手術の症例数追加,経過観察ならびに臨床結果の評価。関節鏡視下手術の対象は60年度の実績を考慮し関節腔内の線維性癒着症,線維症,習慣性前方脱臼を主体とし、さらに本年度には生検採取術を加えた。術式には後述の新たに開発した器具を追加使用し、また麻酔法は局所浸潤麻酔法と全身麻酔法に関節内の局麻剤灌流麻酔法を追加し検討した。その結果、従来、全麻下施行例においても局麻と灌流麻酔により十分に効果があることが明らかとなった。術式の検討からは盲目操作法が最も簡便で、穿刺時の侵襲が少ないものの、術野の確認,有視下操作という点では不明確であり、また有視下のうち外套管2本使用は操作が繁雑であることから、スーチャンネル外套管使用が、侵襲は多少大きいものの確実であると判断した。これらのことからも、新たな手術用関節鏡,スーチャンネル外套管を利用しうるものの開発が望まれる。対象疾患である線維癒着症では従来open surgeryの対象となっていたが、本術式により十分に治療効果が得られることが明らかになり、顎関節疾患の治療に新たな手段が開発されたことになる。術前,後の評価としてCT単一造影法はその画像処理によって十分な臨床意ギを得ることが認められた。2)鏡視下手術器械,特に切離用器具の開発。基本操作としての切離用には金属メスがあるが、鋭利な切開に開発したルビーメスは有用であるが破折の可能性が認められ慎重を要することが明らかとなった、また剥離,生検鉗子についてさらに強固な構造のものを試作し好結果を得ている。特に本目的には機械的な切離法でなく、物理的エネルギーによるもの,すなわちレーザーメス,電気焼灼器等の使用がより有利でありその新たな開発が望まれる。
蛋白質ダイナミクスから探る筋収縮調節機構

筋収縮は、筋肉細胞中のCa2+濃度により調節されているが、骨格筋、心筋では、その調節は、筋肉の「細いフィラメント」上の調節蛋白質が行っている。筋収縮調節における蛋白質ダイナミクスの役割を調べるため、Ca2+の有無の条件下での細いフィラメントの中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、Ca2+の有無により細いフィラメントの柔らかさが変化することが明らかとなった。これらは、筋収縮調節における細いフィラメントのダイナミクスの制御の重要性を示唆している。さらに、調節蛋白質の心筋症関連変異体を含む細いフィラメントのX線小角散乱実験を行い、変異による細いフィラメントの構造変化を検出した。本研究は、蛋白質ダイナミクスという新しい視点から筋収縮調節機構を捉え、筋収縮調節における蛋白質ダイナミクスの役割を明らかにすることを通して、筋収縮調節の分子機構の解明に資することを目的としている。そのため、蛋白質ダイナミクスの直接測定が可能な唯一の方法である中性子非弾性散乱法を用いて、骨格筋・心筋において筋収縮調節を担う細いフィラメントのダイナミクス測定を行う。本年度は、年度初めのJ-PARCハドロン施設の事故の影響で中性子散乱実験実施ができなかったため、中性子散乱スペクトルの解析法の確立を目指して、H24年度中の実験において取得したデータの解析を実施した。その結果、溶液試料について、中性子非干渉性弾性散乱スペクトルおよび準弾性散乱スペクトルの解析法を確立することができた。低Ca2+濃度下及び高Ca2+濃度下の細いフィラメント、そしてF-アクチンのそれぞれで、揺らぎの程度が異なることを明らかにした。さらに細いフィラメントとF-アクチンの比較から、この違いの由来はトロポニン-トロポミオシン系からであることが示唆された。このような細いフィラメントのCa2+濃度によるダイナミクスの変化は、筋収縮調節機構においてダイナミクスの調節が重要な役割を果たすことを示唆する重要な結果である。さらに、細いフィラメントの再構成実験を行い、再構成が可能であることをX線小角散乱測定により確認した。これは、細いフィラメント各成分からの中性子散乱スペクトルの抽出に向けた重要な結果である。本年度は、細いフィラメント全体のダイナミクス情報を得るために、ウシ心筋より細いフィラメント(NTF)を調製し、低Ca2+濃度下のNTF、高Ca2+濃度下のNTF、そして比較の基準として細いフィラメントの主要成分で調節機構のないF-アクチンについて、中性子非干渉性弾性散乱(EINS)実験を行った。EINSは、数10ピコ秒のオーダーの時間領域のダイナミクスに対応し、蛋白質の柔らかさの指標を与える。測定は、J-PARCにおけるダイナミクス解析装置(DNA)を用いて、280 K300 Kの範囲で行った。その結果、揺らぎの大きさは、NTFの方がF-アクチンよりも大きいこと、また、低Ca2+濃度下のNTFの方が大きいことが明らかとなった。一方、蛋白質の柔らかさについては、高Ca2+濃度下のNTFの方が低Ca2+濃度下のNTFより柔らかいことが明らかとなった。またF-アクチンは最も"固い"ことが明らかとなった。このようなNTFのCa2+濃度によるダイナミクスの変化は、筋収縮調節機構においてダイナミクスの調節が重要な役割を果たすことを示唆する重要な結果である。本年度は、細いフィラメントの構成成分のトロポミオシン、トロポニンの重水素化を目指したが、重水素化システムの立ち上げの遅れから、重水素化蛋白質調製完了が困難となったこと、及び中性子施設の運転状況から中性子非弾性散乱実験の実施が困難と予想されたことから、蛋白質重水素化は継続作業とし、心筋症関連のトロポニン変異体が細いフィラメントに及ぼす影響について調べた。そのために、心筋症関連トロポニン変異体あるいは野生型のトロポニンを含む細いフィラメントを再構成し、それらの再構成細いフィラメントのX線小角散乱実験を±Ca2+の条件下において行った。野生型トロポニンを含む細いフィラメントと心筋症関連トロポニン変異体を含む細いフィラメントの散乱曲線の違いから、トロポニン変異により、筋収縮調節において重要な働きを行うトロポミオシンの運動が影響を受けることが示唆された。この結果は、トロポニンートロポミオシン相互作用の重要性を示すとともに、心筋症関連トロポニン変異体を含む細いフィラメントのダイナミクス測定の疾病発症機構解明への貢献の可能性を示す、今後の研究の展開にとって重要な結果と考えられる。

そのため、蛋白質ダイナミクスの直接測定が可能な唯一の方法である中性子非弾性散乱法を用いて、骨格筋・心筋において筋収縮調節を担う細いフィラメントのダイナミクス測定を行う。本年度は、一昨年、昨年と続いたJ-PARCの事故や不具合による運転停止の影響で、実験課題募集が停止されたため、予定していた中性子非弾性散乱実験の実施は不可能となった。しかしながら、前年度までの、エネルギー分解能の異なる条件で実施した細いフィラメントの中性子非弾性散乱実験データを統一的に解析することにより、筋収縮が抑制される低Ca2+濃度状態の方が、筋収縮が開始される高Ca2+濃度状態に比べて、細いフィラメントのゆらぎが大きくなることを明らかにした。これは、高Ca2+濃度状態の方が、細いフィラメントはエネルギー的に安定な状態であることを示唆しており、筋収縮調節機構を理解する上で重要な情報である。また、細いフィラメントの各構成成分からのダイナミクス情報を中性子非弾性散乱実験により抽出することを目指した、トロポミオシン、トロポニンの重水素化を実施し、その発現システムを確立した。さらに、これらの蛋白質を用いた細いフィラメントの再構成を行い、中性子非弾性散乱実験のための試料調製法を確立した。これらの試料の中性子非弾性散乱実験は課題募集が再開される次年度以降に実施する予定である。筋収縮は、筋肉細胞中のCa2+濃度により調節されているが、骨格筋、心筋では、その調節は、筋肉の「細いフィラメント」上の調節蛋白質が行っている。筋収縮調節における蛋白質ダイナミクスの役割を調べるため、Ca2+の有無の条件下での細いフィラメントの中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、Ca2+の有無により細いフィラメントの柔らかさが変化することが明らかとなった。これらは、筋収縮調節における細いフィラメントのダイナミクスの制御の重要性を示唆している。さらに、調節蛋白質の心筋症関連変異体を含む細いフィラメントのX線小角散乱実験を行い、変異による細いフィラメントの構造変化を検出した。心筋症関連トロポニン変異体を含む細いフィラメントについての新たな知見を得たことは重要な進展ではあるが、重水素化システムの立ち上げの遅れのために重水素化蛋白質調製を完了できなかったことは進展の遅れと言わざるを得ない。現在、重水素化システム立ち上げは順調に進んでいるので、次年度中には、重水素化蛋白質調製を完了し、重水素化蛋白質を含む再構成細いフィラメントのダイナミクス測定を目指したい。生物物理学トロポミオシン及びトロポニンの重水素化を行い、アクチンと再構成した重水素化成分を含む細いフィラメントの調製を行う。X線散乱等による試料の確認を行うと共に、中性子非弾性散乱法によるダイナミクス測定を行う。溶液状態の試料からの中性子散乱スペクトルの解析法を確立したことは、筋収縮調節系における蛋白質ダイナミクスの解析のみならず、広く蛋白質ダイナミクス研究を展開する上で重要な成果である。さらに、細いフィラメント再構成に成功したことは、蛋白質重水素化と組み合わせた細いフィラメント各成分からのスペクトル抽出の上で重要な進展である。したがって研究は順調に進展していると判断される。
高化学選択的ラジカルカップリングの開発と複雑トリテルペン類の全合成

中分子天然物は低分子・高分子医薬の優位性を併せ持つ次世代型ポストバイオ医薬として注目されている。しかしその化学構造の複雑さのため、中分子天然物を医薬品リードとして利用することは容易ではない。本研究では、高化学選択的ラジカル反応を鍵とした中分子天然物(バトラコトキシン、ナキテルピオシン、ベラトリジン)の実用的全合成経路確立を計画している。2018年度は主に、ナキテルピオシンの炭素骨格構築を検討した。ナキテルピオシンのCD環に相当する官能基化されたインダノン骨格を構築した。まず、3-ブロモ-2-メチル安息香酸に対して、酢酸パラジウム存在下、ジブロモメタンを処理しラクトンを合成した。ラクトンのカルボニル基に対してメチル基を付加させた後、酸化と続く分子内アルドール反応、および脱水によってインダノンを合成した。次いで、インダノンに対して様々な環状ジエンを作用させてDiels-Alder反応によるAB環構築を試みたが、大きな立体障害のため反応は進行しなかった。そこで、反応性の高いジエンであるRawalジエンを用いてDiels-Alder反応を行ったところ、トルエン中90度にて環化付加が進行し、ナキテルピオシンのBCD環を有する中間体を与えた。本検討により、効率的にナキテルピオシンの3環性骨格構築法を見出すことができた。上記に述べたように、ナキテルピオシンの3環性骨格の構築に際して、想像以上にインダノンの反応性が乏しくDiels-Alder反応の検討に時間を要した。結果的にはRawalジエンを用いる事でDiels-Alder反応を解決するに至ったが、一挙にABCD環を構築する計画であったものがBCD環の構築となった。またベラトリジンの合成研究にも着手したものの、その主要な骨格形成には至っていない。当初の計画では、ナキテルピオシンの全合成、ベラトリジンの骨格構築を予定していたが、現段階では当初の計画よりも遅れが生じている。現在までにナキテルピオシンの3環性骨格の構築に成功しているため、今後は残りのA環構築を検討する。具体的には、Diels-Alder反応によって得られたBCD環にメチル基を導入した後、再度、RawalジエンによるDiels-Alder反応によって4環性骨格を合成する予定である。また同時に、ジクロロメチル基を有する特徴的な側鎖のモデル合成にも着手する。特にジクロロメチルアニオンを用いたSN2'反応による付加を検討し、効率的な側鎖合成法を確立する。合成するABCD環に対してモデル研究で確立する方法論を適用し、ナキテルピオシンの全合成を行う予定である。ナキテルピオシンの合成と共に、ベラトリジンの合成研究に着手する。C環に相当する官能基化された5員環に対して、炭素鎖を導入した後、分子内Diels-Alder反応によって一挙にABC環を構築する予定である。その後別途合成するEF環をカップリングさせ、主要骨格の合成を検討する。中分子天然物は、低分子・高分子医薬の優位点を併せ持つ次世代型ポストバイオ医薬として注目されている。しかしその化学構造の複雑さのため、中分子天然物を医薬品リードとして利用することは著しく困難である。この問題の解決に向け、本研究では高化学選択的ラジカル反応を鍵とした中分子天然物の実用的全合成経路の確立を目指した。平成28年度は、神経作用を有するバトラコトキシンのステロイド骨格の構築法確立に取り組んだ。まず、ウィーランド-ミッシャーケトンからビニルブロミドへを導いた後、ケトンに対するビニルエーテルの立体選択的付加とRuO4による酸化的切断によりカルボン酸を導いた。その後、カルボン酸をアシルテリドへと変換しカップリングフラグメントとした。一方で、対称構造を有するジケトンから、ビニルトリフラート構造を持つフラグメントを合成した。これら2つのフラグメントはラジカル反応の条件下で連結した。次いで数工程を経て合成した中間体に対して分子内カップリングによる環化を試みた。検討の結果、パラジウムおよびニッケル存在下、ビニルブロミドとビニルトリフラートから炭素ー炭素結合を形成することに成功した。この環化は当初再現が取れないものであったが、上記の条件で再現、収率ともに良好な結果で進行させることができた。この結果により、高度に酸素官能基化されたバトラコトキシンのステロイド骨格を立体選択的かつ短工程で合成することに成功した。当初、ビニルブロミドとビニルトリフラートの環化反応は再現性の低いものであったため、バトラコトキシンのステロイド骨格の構築が困難となり、計画よりも進捗は遅れていた。今回、前年度の繰り越し分の研究を行うことで、再現性よくステロイド骨格を構築する方法を見出した。しかし、その化学構造の複雑さのため、中分子天然物を医薬品リード化合物として利用する事は著しく困難である。この問題の解決に向け、本研究では高化学選択的ラジカル反応を鍵とした中分子天然物の実用的全合成経路の確立を計画した。平成29年度は、抗がん作用を有するナキテルピオシンの合成研究を行った。ナキテルピオシンはステロイドが転位した骨格を持つ天然物である。複雑に縮環した3環性炭素環と、ジクロロメチル基とメチル化されたラクトンを含む鎖状側鎖が特徴的である。ナキテルピオシンの合成研究として、まずモデル化合物を設定しその合成法の確立を検討した。具体的には、ナキテルピオシンの鎖状側鎖の合成法の確立を目指した。