hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
群発地震活動の非定常点過程モデルの構築と火山活動や非地震性すべりの監視法の研究

研究期間全体を通して、火山地帯における群発地震の予測モデルとして、地域特異的ではあるがモデルを開発し、運用した。また、この予測モデルの中核にある非定常ETASモデル(ETASモデルのパラメータの時間変化をベイズ的逆解析で求めるモデル)を幾つかの地震活動に適用し、その有効性を確立しつつある。研究期間最終年度においては、2018年6月の大阪北部地震、9月の北海道胆振東部地震、4月の島根県西部地震や2016年の熊本地震など最近発生した大地震の本震発生前後の地震活動を統計モデルで解析し、余震活動の収束性や本震に至る地震活動の特徴を調べた。この解析は大きな規模の地震が起こる度に継続している。2011年東北地方太平洋沖地震発生前の関東北部・東北地方広域での地震活動を統計モデルで解析し、その変動を東北地方東方沖のプレート境界におけるスロースリップと関連付けた。この研究は学術論文として現在準備中である。2018年北海道胆振東部地震の前震、余震活動に各種統計モデルを適用し、その地震活動の特徴を解析した。火山地帯における群発地震の予測モデルとして、地域特異的ではあるがモデルを開発し、運用した。提案モデル(非定常ETASモデル)を中核とする群発地震の予測モデルを伊豆東部の群発地震群を対象として開発、適用し、その結果を国際論文に出版した。また、チリ沖、イキケ地震(2014)前の非地震性断層活動の検出に携わった。熊本地震を対象に地震活動の詳細な解析を行い、その結果得られた特性を論文としてまとめる段階にある。定常ETASモデル(Ogata 1988,1989)や非定常ETASモデル(Kumazawa and Ogata 2013,2014)等の点過程モデルを用いて、2016年熊本地震発生前後の地震活動の詳細を余震域周辺の地域において調査した。当研究では熊本地震発生前の地震活動の相対的静穏化と2011年東北沖地震による小領域での遠隔的誘発を明らかにした。また、本震発生に至る前震時系列での地震活動静穏化と、本震以降の余震時系列における地震発生強度の減衰状況と地震クラスター間の誘発関係を推定した。この研究によって一連の熊本地震における地震発生過程の統計学的側面の理解が進むと同時に、より一般的な地震発生時系列の理解が促進されることを期待している。なお、当研究はKumazawa et al. 2017としてEarth, Planets and Space (EPS)誌で出版し、2018年2月の第218回地震予知連絡会で重点検討課題として報告した。Kumazawa et al. [2010]は2000年代前半に東北地方広域で起こった地震活動の変化をETASモデルの変化点解析から検出し、2008年岩手・宮城内陸部地震前の前駆的なスロースリップによる地殻変動によって発生したものであるとする説明が可能であることを示した。しかし2011年東北地方太平洋沖地震発生までの延長データを用いた場合、上述の地震活動変化は東北地方太平洋沖地震前に発生した、東北地方東方沖のプレート境界上のスロースリップに起因するより大きな地殻変動によって説明できることを解析した。当研究結果は今年度初期の学会などに於いて報告する予定である。筆者が提案する非定常ETASモデルは公開に向けてプログラムが整備されつつある。また、同モデルや幾つかのバリエーションモデルを用いて、複雑な地震活動の理解が進みつつある。モデル開発として、データ(地震カタログ)の欠損を考慮した点過程モデルへの拡張とマグニチュード分布の時間変動の導入を考えている。また、日本各地の地震活動のモニタリングを、提案モデルと同時に各種統計モデルを適用して行う。(1)これまでの研究結果により非定常ETASモデル(Kumazawa and Ogata, 2013, 2014)が地震過程における或る種の特性を捉える上で役に立つことが分かってきた。一方で地震検出率の時空間上での不均一性やマグニチュードの比較的大きな地震直後のデータ欠損が使用カタログに無視できないレベルで潜在する場合には、それを考慮に入れなければ解析結果の信頼性が落ち、モデルの応用範囲が大きく制限されることも分かってきた。

現在は適切な下限マグニチュードを設定することで解法としているが、一方で地震活動を断層周辺での一連の連鎖反応の総体と見た時に、検出から漏れる規模の地震活動も比較的大きな地震と同様に連鎖における本質的な要素と考えられ、非定常ETASモデルのパラメータ時間変動の推定にも影響すると考えられる。解決策として、Ogata and Katsura (1993)の地震検出率とb値の時間変動の同時推定モデルを何らかの形で非定常ETASモデルに組み込むことを考えている。(2)地震の余震時系列から推定される背景地震活動強度の変化から、所謂余震は2種類に分類されることが、先行調査において判明してきた。すなわち、余震時系列には応力の集中によって発生した地震と、間隙流体圧による断層強度の低下により発生したものとが同時的に発生していると考えられる。余震の時空間分布からそれらを類別することが非定常ETASモデル等で可能かどうかを調査する。またb値の時間変化にもある種のパターンが見られ、余震の時空間分布のマグニチュード依存性と合わせて余震発生過程の理解を深めたいと考えている。当初予定していた国際学会(アメリカ合衆国)に参加しなかったため申請時に予定されていた当該年次の海外出張が前年度に変更になった。国内出張費とソフトウェア・図書購入費に充てる
部分床義歯における臨床実績調査に基づいた歯科医療への展開

本年度は,最終年度として,平成16年度までに得られた結果を踏まえ,データベースシステムに改良を加えると共に,プロジェクトに参加している7大学において,装着した部分床義歯症例数の増加に努め,収集されたデータに対する詳細な検討を行った.さらに,症例の難易度を客観的に表すためのパラメータの検出を行った.まず,これまでに開発されたデータ収集ソフトウェアに対して,以下の改良を加えた.すなわち,個人情報保護の観点から,氏名は収集項目から除外し,生年月日,性別,カルテ番号については,ホスト校にデータを転送しない仕様とした.さらに,宮地の提唱している咬合三角を採用するとともに,症例の概要をより詳しく記録するため,画像管理管理機能を付与した.次に,実際に装着された部分床義歯およびその症例に関して収集された以下の22項目について,症例の難易度に及ぼす影響の有無について,詳細な検討を行った.収集した項目は,義歯ならびに症例に関する項目として,(1)義歯装着経験年数,(2)患者の年齢・性別,(3)欠損歯数,(4)歯の欠損形態,(5)歯の欠損部医,(6)支台歯の状態,(7)残存歯の咬合状態,(8)欠損部顎堤の状態,(9)欠損部顎堤の対合歯の状態,(10)口腔内の状態,(11)筋の緊張度,(12)顎関節症の有無,(13)行った前処置,(18)義歯調整回数の18項目,処置を行った歯科医師に関する項目として,(1)日本補綴歯科学会認定医取得の有無,(2)臨床経験年数,(3)専門領域,(4)勤務場所の4項目の合計22項目である.その結果,症例の難易度に影響を及ぼす主な因子として,(1)義歯装着経験年数の増加,(2)欠損歯数の増加,(3)咬合支持歯数の減少の3因子が選択された.さらに,欠損形態においては,中間欠損が他の欠損形態に比べて難易度が低くなった.また,宮地が提唱している咬合三角の理論は,症例の難易度を客観的に評価するのに有効であることが示された.本年度は,最終年度として,平成16年度までに得られた結果を踏まえ,データベースシステムに改良を加えると共に,プロジェクトに参加している7大学において,装着した部分床義歯症例数の増加に努め,収集されたデータに対する詳細な検討を行った.さらに,症例の難易度を客観的に表すためのパラメータの検出を行った.まず,これまでに開発されたデータ収集ソフトウェアに対して,以下の改良を加えた.すなわち,個人情報保護の観点から,氏名は収集項目から除外し,生年月日,性別,カルテ番号については,ホスト校にデータを転送しない仕様とした.さらに,宮地の提唱している咬合三角を採用するとともに,症例の概要をより詳しく記録するため,画像管理管理機能を付与した.次に,実際に装着された部分床義歯およびその症例に関して収集された以下の22項目について,症例の難易度に及ぼす影響の有無について,詳細な検討を行った.収集した項目は,義歯ならびに症例に関する項目として,(1)義歯装着経験年数,(2)患者の年齢・性別,(3)欠損歯数,(4)歯の欠損形態,(5)歯の欠損部医,(6)支台歯の状態,(7)残存歯の咬合状態,(8)欠損部顎堤の状態,(9)欠損部顎堤の対合歯の状態,(10)口腔内の状態,(11)筋の緊張度,(12)顎関節症の有無,(13)行った前処置,(18)義歯調整回数の18項目,処置を行った歯科医師に関する項目として,(1)日本補綴歯科学会認定医取得の有無,(2)臨床経験年数,(3)専門領域,(4)勤務場所の4項目の合計22項目である.その結果,症例の難易度に影響を及ぼす主な因子として,(1)義歯装着経験年数の増加,(2)欠損歯数の増加,(3)咬合支持歯数の減少の3因子が選択された.さらに,欠損形態においては,中間欠損が他の欠損形態に比べて難易度が低くなった.また,宮地が提唱している咬合三角の理論は,症例の難易度を客観的に評価するのに有効であることが示された.平成14年度は,まず,本研究を遂行していく上での基礎的なデータを収集することを目的として,これまで大阪大学において使用していた補綴装置に関するデータベースに改良を加え,分担者がそれぞれの大学において製作した部分床義歯に関するデータを収集した.その結果,平成14年4月から平成15年1月の期間中に全国7大学においてのべ1131件のデータを収集できた.収集されたデータを詳しく分析したところ,Kennedy分類別症例数は,上顎では症例数がII級,I級,III級,IV級の順であり,下顎ではI級,II級,III級,IV級の順となった.また,Eichner分類別の症例数は,上下顎ともB群,C群,A群の順であった.欠損歯数と支台歯数については,欠損歯数の多少に関らず,支台歯数として4歯を動員している補綴装置が多数を占めた.次に,今回入力された項目の中から,製作された補綴装置の難易度を表す指標として欠損歯数とEichner分類を取り上げ,装着した術者の臨床経験別に症例数の割合を検討した.その結果,いずれの項目においても経験年数による差はほとんど観察されなかった.

実際の臨床の場においては,経験年数の多い医局員ほど難易度の高い症例の配当を受けているが,今回収集されたデータからはそれを数値として表現することができなかった.難易度の高い症例に対する処置,あるいは行った処置による機能回復の程度が高いほど,その処置は高く評価されなければならない.そこで,次に補綴装置による機能回復の程度を客観的に評価する方法として咀嚼能率検査を取り上げ,その検査に必要な被験食品の開発をめざして検討を行った.すなわち,これまで大阪大学で使用してきた試験用グミゼリーとほぼ同一の性状の被験食品を開発するための検討を行い,その製作条件をほぼ確立することができた.今年度は,初年度に収集した部分床義歯の臨床実績を検討する上で基礎となるデータベースに対して種々の分析を加えるとともに,その結果を踏まえ,新たにデータ収集ソフトウェアの開発を行った.さらに,歯科医師の臨床実績を判定する上で,製作された補綴装置による口腔機能の回復を客観的に評価する必要があることから,その方法の1つとして試験用グミゼリーによる咀嚼能率測定法を取り上げ,その正確性と再現性について検討を加えた.その主な結果は以下の通りである.1)前年度に収集したデータベースの分析結果から,「部分床義歯治療における臨床実績を評価するためのシステムを構築する」という本研究の目的を達成するためには,各症例の難易度の客観的な評価が不可欠であることが示された.2)症例の難易度を客観的に評価するためにデータベースとして収集すべき項目を検討した結果,症例の難易度に影響を及ぼす因子として,義歯経験,患者の年齢,欠損歯数,歯の欠損形態,歯の欠損部位,支台歯の状態,残存歯の咬合状態など18項目を新たに追加する必要性が示された.3)次に,これらのデータを正確にしかも効率よく収集するためにデータ収集ソフトウェアを開発した.本ソフトウェアは,ネットワークを利用してデータ入力時の省力化と効率化を図るとともに,蓄積されたデータから特定の条件に該当するデータの抽出,抽出されたデータの閲覧および編集などの操作が容易に行えることから,本研究の目的に合致したデータを収集する上で十分な機能を有していると考えられる.4)試験用グミゼリーを用いた咀嚼能率測定法の正確性と再現性について検討した結果,グミゼリーの洗浄時間とグルコース溶出温度,および溶出時間を厳密に規定することによって,正確性と再現性の高い検査結果が得られることが示された本年度は,平成15年度までに得られた結果を踏まえ,データベースシステムを完成させるとともに,補綴分野における臨床実績を評価するために以下の検討を行った.まず,これまでに開発されたデータ収集ソフトウェアを用い,実際に装着された部分床義歯およびその症例に関するデータを収集した.その項目は,義歯ならびに症例に関する項目として,(1)義歯装着経験年数,(2)患者の年齢・性別,(3)欠損歯数,(4)歯の欠損形態,(5)歯の欠損部医,(6)支台歯の状態,(7)残存歯の咬合状態,(8)欠損部顎堤の状態,(9)欠損部顎堤の対合歯の状態,(10)口腔内の状態,(11)筋の緊張度,(12)顎関節症の有無,(13)行った前処置,(18)義歯調整回数の18項目,処置を行った歯科医師に関する項目として,(1)日本補綴歯科学会認定医取得の有無,(2)臨床経験年数,(3)専門領域,(4)勤務場所の4項目の合計22項目とした.次に,入力された全症例に対して,相対評価としての症例の難易度を決定し,入力された各項目が症例の難易度に及ぼす影響について解析を行った.その主な結果は以下の通りである.
マウス角膜上皮幹細胞マーカー同定の試み

Keratin 12プロモーターによりGFPの発現するK12-Cre-ZEGマウスを用いた皮膚上皮から角膜上皮細胞への形質転換モデルにおける免疫染色では、角膜中央部ではK10を、角膜輪部ではK10,K12両方の発現が認められた。表皮Side population(Sp)細胞と角膜輪部実質細胞との共培養においてGFP陽性細胞が認められ、RT-PCRによりK12遺伝子の発現が確かめられた。マウス角膜中心部と輪部実質の線維芽細胞に対するトランスクリプトーム解析の結果、輪部実質細胞において、Wntシグナル関連因子mRNAの高発現が認められた。本研究においては、すでにマウス角膜上皮細胞を培養することに成功し、Keratin12プロモーターによりGFPの発現するK12-Cre-ZEGマウスを用いて皮膚上皮から角膜上皮細胞への形質転換モデル角膜周辺から中央部にかけて上皮様細胞層を認め、これらの細胞はサイトケラチン(AE12/AE3)陽性であることを確認している。また、表皮特異的ケラチンK10と角膜上皮特異的ケラチンK12の免疫染色結果では、角膜中央部ではK10の発現を認めたがK12の発言は認めず、角膜輪部ではK10,K12両方の発現が認められた。また、本年度にはK12Cre/ZEGマウスより表皮Side population(sp)細胞を単離し、角膜輪部実質由来線維芽細胞との共培養にて角膜上皮様細胞(K12陽性細胞)への形質転換を試みた。結果、表皮sp細胞と輪部線維芽細胞の共培養においてGFP陽性細胞が認められ、RT-PCRによりK12遺伝子の発現が確かめられた。さらに、マウス角膜中心部実質と輪部実質由来の線維芽細胞に対してトランスクリプトーム解析を行ったところ、輪部実質由来の線維芽細胞において、Sfrp2を始めとする複数のWntシグナル関連因子mRNAの高発現が認められることが分かった。Wntシグナルは、種々の遺伝子発現を調節することが知られるシグナル伝達経路であり、輪部における上皮細胞の分化制御に関与している可能性がある。今後これらの因子が上皮細胞分化に与える影響についても検討を行いたいと考えている。我々は、すでに野生型(C57BL/6)マウスから角膜を摘出後、上皮を除去した角膜実質上にKeratin12プロモーターによりGFPの発現するK12-Cre-ZEGマウス由来の表皮細胞を播種し、GFPの発現を指標にした角膜上皮様細胞への形質転換形質転換モデルを確立している。本研究では1)免疫組織学的に形質転換モデルを検討した。結果として、角膜周辺から中央部にかけて上皮様細胞層を認め、これらの細胞はサイトケラチン(AE12/AE3)陽性であった。2)マウス表皮Side population(sp)細胞の単離について検討を行った。マウス(P0)の表皮細胞をコンフルエントまで培養後トリプシン処置にて回収し、Hoechst 33342で染色、FACSによりsp細胞を分取した。また、この細胞群はABCトランスポーター阻害剤の添加により消失した。FACSで得られたsp細胞の培養によりコロニーの形成が認められ、本法による表皮幹細胞の濃縮の整備を行った。3)K12Cre/ZEGマウスより表皮sp細胞を単離し、角膜輪部実質由来線維芽細胞との共培養にて角膜上皮様細胞への形質転換を試みた。4)マウス角膜中心部実質と輪部実質由来の線維芽細胞に対してトランスクリプトーム解析を行った。その結果、輪部実質由来の線維芽細胞において、Sfrp2を始めとする複数のWntシグナル関連因子mRNAの高発現が認められることが分かった。本研究においては、すでにマウス角膜上皮細胞を培養することに成功し、Keratin12プロモーターによりGFPの発現するK12-Cre-ZEGマウスを用いて皮膚上皮から角膜上皮細胞への形質転換モデルを確立している。本年度では免疫組織学的に形質転換モデルを検討した。

結果として、角膜周辺から中央部にかけて上皮様細胞層を認め、これらの細胞はサイトケラチン(AE12/AE3)陽性であった。また、表皮特異的ケラチンK10と角膜上皮特異的ケラチンK12の免疫染色結果では、角膜中央部ではK10の発現を認めたがK12の発言は認めず、角膜輪部ではK10,K12両方の発現が認められた。また、本年度にはマウス表皮Side population(sp)細胞の単離について検討を行った。マウス(P0)の表皮細胞をHoechst 33342で染色、FACSによりspを分取し、この細胞群はABCトランスポーター阻害剤の添加により消失した。FACSで得られたsp細胞の培養によりコロニーの形成が認められ、本法による表皮幹細胞の濃縮の準備が整った。K10陽細胞とK12陽性細胞はすでに分化した表皮、角膜特異的細胞であり、角膜上皮幹細胞マーカーは含まれない可能性が高く、角膜中央部のK12(-)K10(-)細胞は角膜上皮に形質転換しない細胞群であり、角膜輪部のK12(-)K10(-)細胞群の中に、皮膚上皮幹細胞から角膜上皮幹細胞に形質転換した細胞が含まれている可能性が高い。来年度にはsp細胞を用いた形質転換モデルにおいて、これらの4細胞群を単離し、遺伝子発現プロファイルの解析を行うことで角膜上皮幹細胞マーカーの有力な候補遺伝子の同定を試みる。本研究で得られた結果は我々の方法のみならず、iPS細胞などを用いた角膜上皮再生医療において多大な貢献ができると期待するものである。前年度にはマウス表皮Side population(sp)細胞の単離を行い、形質転換モデルについて免疫組織学的に検討した結果、角膜周辺から中央部にかけて上皮様細胞層を認め、これらの細胞はサイトケラチン(AE12/AE3)陽性であった。本年度には、K12Cre/ZEGマウスより表皮Side population(sp)細胞を単離し、角膜輪部実質由来線維芽細胞との共培養にて角膜上皮様細胞(K12陽性細胞)への形質転換を試みた。結果、表皮sp細胞と輪部線維芽細胞の共培養においてGFP陽性細胞が認められ、RT-PCRによりK12遺伝子の発現が確かめられた。さらに、マウス角膜中心部実質と輪部実質由来の線維芽細胞に対してトランスクリプトーム解析を行ったところ、輪部実質由来の線維芽細胞において、Sfrp2を始めとする複数のWntシグナル関連因子mRNAの高発現が認められることが分かった。Wntシグナルは、種々の遺伝子発現を調節することが知られるシグナル伝達経路であり、輪部における上皮細胞の分化制御に関与している可能性がある。今後これらの因子の上皮細胞分化に与える影響について検討を行いう予定であり、計画は順調である。本年度にはマウス表皮Side population(sp)細胞の単離について検討を行った。マウス(P0)の表皮細胞をCnT-07(CELLnTEC)にてコンフルエントまで培養後トリプシン処置にて回収し、Hoechst 33342で染色、FACSによりspを分取した。この細胞群はABCトランスポーター阻害剤(ベラパミル)の添加により消失した。また、免疫組織学的に形質転換モデルを検討した。
農産品に対する消費者ニーズを解明する費用対効果の高い新たな分析枠組の確立

本年度は、まず、植物工場野菜に対する不安やニーズに関する文献調査を行った。また、統計ソフトRによる最新のネットワーク分析手法の動向を調べ、文章データを語の共起ネットワークで分析する際に、階層的コミュニティ検出法が適応可能かどうかを検討した。これまでの調査・研究結果から、植物工場野菜に対して評価の低い人達は、「自然でない」「栄養価が低い」といったイメージや、人体への影響について不安を抱いていることがわかっているが、そのような不安を感じる理由について詳しく調査した研究は見当たらなかった。また、葉物野菜を選ぶ際に重視することについて探った研究もなかった。そこで、まずWeb掲示板およびチャット形式調査によって、植物工場野菜を食べることに対する不安度とその理由を詳しく探った。その結果、以下のことが明らかになった。第一に、程度の差はあるものの、回答者の約37%は植物工場野菜に対して何らかの不安を抱いていることが判明した。第二に、不安度の高いグループでは、「栄養価が心配」という意見が多かったが、これは回答者が「植物の成長にとって人工光は本当に太陽光の代わりになるのか」といった疑問を抱いていることが原因であることがわかった。第三に、そのようなグループでは「体への悪影響が心配」といった意見も多く、これは回答者が植物工場のことをよく理解しておらず、その生産方法に対して不信感を抱いていることが原因であることが明らかになった。また、植物工場に関するWebアンケートを実施した結果、思ったよりも生産方法に関する理解度が低いことが判明した。さらに、消費者が葉物野菜を選ぶ際に重視する属性は、鮮度、価格、産地・生産者であることがわかった。以上の結果から、人工光源下における植物の光合成や成長メカニズムに関する情報や、植物工場の生産工程と安全性に関する情報を提供していくことが必要であることが明らかになった。当初の計画通り、オンライン掲示板とチャット形式の調査を実施した。これまでの調査・研究によって、消費者が植物工場野菜に対して不安を抱いていることがわかっていたため、まずはその理由について深く探り、今後消費者にどのような情報を提供していくべきかについて明らかにすることができた。また、Webアンケート調査を実施し、葉物野菜の購入時に消費者が重視する点(ニーズ)や、植物工場に関する理解度等についても明らかにすることができた。方法面では、世界的に広く使用されている統計ソフトRを用いて、ネットワーク分析をテキストデータに適用することを試み、その手順やコマンドをまとめることができた。植物工場野菜の属性に対するニーズについては更なる調査が必要であるものの、不安や誤解を払拭するために必要な情報提供の在り方や、新しい分析手法(階層的コミュニティ抽出法)の有用性が確認できたことから、研究は概ね順調に進捗していると判断される。平成31年度は最終年度であるため、植物工場野菜に対する消費者の不安やニーズの分析を完了させ、消費者にとって望ましい情報提供の方法と新手法の応用可能性についてまとめる。共起ネットワーク分析では、これまで不可能であったオーバーラップを許したコミュニティ抽出法の適用可能性を探る。後半には、新しい調査・分析手法の手順や注意点等を論文や報告書などにまとめる。当初の計画から大きな変更はないが、もし余裕があれば、海外における植物工場に対する消費者の意識調査や、英文テキストの計量分析、研究成果発表などについても検討していきたい。本年度は、まず植物工場野菜に対する消費者イメージに関する文献調査を行うと同時に、ネットワーク分析の最新動向を概観した。植物工場野菜のイメージに関する研究は少なく、特に最近開発が進んでいる「栄養成分を高めた植物工場野菜」に対する消費者意識・評価に関する研究は見当たらなかった。そこで、室内で栄養価を高めた葉物野菜に対する評価とその理由について、Web掲示板を用いて調査を実施し、851名の消費者から迅速に回答を得た。得られた文章データを語の共起ネットワークによって分析した結果、以下のことが明らかになった。第一に、栄養価を高めた植物工場野菜に対する評価が低い人たちは、「自然でない」「人工的」といったイメージを持っており、人体への影響等について不安を抱いている割合が高かった。第二に、評価の高い人たちは、「サプリメントよりも体に良さそう」といったイメージを持っており、積極的に摂取したいと考えていることがわかった。第三に、中立的な回答をした人たちには、味や値段を確かめてみたいという意見が多かった。また、対応分析を行った結果、高齢の方ほどネガティブイメージを持つ傾向があり、男性の方が中立的な意見の人が多い傾向がみられた。更に、イメージ形成要因を把握するために、チャット形式調査によって、男女27名のモニターに対して1対1のインタビューを実施した。その結果、栄養価を高める栽培方法に関する知識が十分でないことが、特殊な操作や薬の添加等を行っているのではないかといった誤解や不安を招く一因であることが判明した。また、太陽光を浴びることが健康的・活動的であるといった一般的なイメージも、室内栽培の印象を悪くしている原因であることがわかった。農産品に対するイメージを解明するための手法として、Web掲示板・チャット形式調査によるデータ収集と共起ネットワーク分析を組み合わせる方法が有用であることが確認できた。当初の計画通り、インターネット掲示板で消費者モニターに植物工場野菜に対するイメージを尋ね、得られた大量のテキストデータを共起ネットワーク等で分析することにより、頻出イメージとその個人属性との関連性を明らかにすることができた。また、予定通りチャット形式の調査を実施し、イメージの形成要因を把握することができた。オンラインでのインタビューでは、思ったよりもメッセージのやり取りに時間がかかり、ややサンプルサイズが小さくなってしまったものの、新しいアプローチの有用性が確認できたことから、研究は概ね順調に進捗していると判断させる。

本年度は、まず、植物工場野菜に対する不安やニーズに関する文献調査を行った。また、統計ソフトRによる最新のネットワーク分析手法の動向を調べ、文章データを語の共起ネットワークで分析する際に、階層的コミュニティ検出法が適応可能かどうかを検討した。これまでの調査・研究結果から、植物工場野菜に対して評価の低い人達は、「自然でない」「栄養価が低い」といったイメージや、人体への影響について不安を抱いていることがわかっているが、そのような不安を感じる理由について詳しく調査した研究は見当たらなかった。また、葉物野菜を選ぶ際に重視することについて探った研究もなかった。そこで、まずWeb掲示板およびチャット形式調査によって、植物工場野菜を食べることに対する不安度とその理由を詳しく探った。その結果、以下のことが明らかになった。第一に、程度の差はあるものの、回答者の約37%は植物工場野菜に対して何らかの不安を抱いていることが判明した。第二に、不安度の高いグループでは、「栄養価が心配」という意見が多かったが、これは回答者が「植物の成長にとって人工光は本当に太陽光の代わりになるのか」といった疑問を抱いていることが原因であることがわかった。第三に、そのようなグループでは「体への悪影響が心配」といった意見も多く、これは回答者が植物工場のことをよく理解しておらず、その生産方法に対して不信感を抱いていることが原因であることが明らかになった。また、植物工場に関するWebアンケートを実施した結果、思ったよりも生産方法に関する理解度が低いことが判明した。さらに、消費者が葉物野菜を選ぶ際に重視する属性は、鮮度、価格、産地・生産者であることがわかった。以上の結果から、人工光源下における植物の光合成や成長メカニズムに関する情報や、植物工場の生産工程と安全性に関する情報を提供していくことが必要であることが明らかになった。当初の計画通り、オンライン掲示板とチャット形式の調査を実施した。これまでの調査・研究によって、消費者が植物工場野菜に対して不安を抱いていることがわかっていたため、まずはその理由について深く探り、今後消費者にどのような情報を提供していくべきかについて明らかにすることができた。また、Webアンケート調査を実施し、葉物野菜の購入時に消費者が重視する点(ニーズ)や、植物工場に関する理解度等についても明らかにすることができた。方法面では、世界的に広く使用されている統計ソフトRを用いて、ネットワーク分析をテキストデータに適用することを試み、その手順やコマンドをまとめることができた。植物工場野菜の属性に対するニーズについては更なる調査が必要であるものの、不安や誤解を払拭するために必要な情報提供の在り方や、新しい分析手法(階層的コミュニティ抽出法)の有用性が確認できたことから、研究は概ね順調に進捗していると判断される。
IL-17とIL-6信号伝達経路の相乗効果を制御する分子機構の解析

本研究の目的は、IL-17とIL-6信号伝達経路の相乗効果(IL-6アンプ)の詳細な分子機構を解明することである。昨年度までに、上皮成長因子(EGFR)のリガンドであるEpiregulinの発現がIL-6アンプの活性化によって誘導され、Epiregulinは自身の増幅ループを形成し、さらにIL-6アンプを増強することで自己免疫疾患の発症に寄与するという新規概念を示した。さらに、EpiregulinはPI3Kα-NF-κB経路の活性化を亢進することでIL-6アンプを増強することが分かり、IL-6アンプの分子機構における新たな知見を見出している。本研究の成果は、平成24年度の3月にCell Reports誌に掲載された。本年度は、Epiregulin以外に、16種類の可溶性分子がIL-6アンプの活性化をfi進することを発見した。その中で、関節リウマチ患者及び多発性硬化症患者の血清中で高値を示した増殖因子であるAmphiregulin、Betacellulin、TGF-α、FGF2がF759関節炎モデル及び多発性硬化症モデルEAEの発症に重要であることを証明した。さらに、F759関節炎においては、初期の段階で滑膜組織におけるEpiregulinの発現が亢進し、後期に上記の増殖因子の発現がEpiregulin依存的に亢進した。すなわち、IL-6アンプの活性化によってEpiregulinの発現が充進した後、Epiregulinは増殖因子群の発現を誘導することでさらにIL-6アンプを増強するという時空間的制御機構の存在が示された。本研究の成果は、現在論文投稿中である。これらの成果により、IL-6アンプの分子機構において上記の増殖因子とPI3K-NF-κB信号系が重要な役割を担うことが明らかとなった。また、自己免疫疾患の新規創薬標的を提案した点においても本研究は非常に意義深いものである。平成25年度には、サイトカインや神経伝達物質、増殖因子といった16種類の可溶性分子がIL-6アンプの活性化を亢進することを明らかとした。その中で、関節リウマチ患者及び多発性硬化症患者の血清中で高値を示した増殖因子であるAmphiregulin、Betacellulin、TGF-α、FGF2、PLGF、Tenascin CがF759関節炎モデル及び多発性硬化症モデルEAEの発症に重要であることを証明した。さらに、IL-6アンプの活性化によってEpiregulinの発現が亢進した後、Epiregulinが上記の増殖因子群の発現を誘導することでさらにIL-6アンプを増強するという時空間的制御機構の存在を証明した。今後、IL-6アンプと増殖因子群の相互作用によって慢性炎症性が増悪することを証明したいと考えている。具体的には、「IL-6アンプの活性化により、Epiregulinの増幅ループが形成され、Epireguliinは自身及びArnphiregulin、Betacellulin、TGF-α、FGF2、PLGF、TenascinCの遺伝子発現を亢進することでさらにIL-6アンプを増強し、自己免疫疾患の発症に寄与する」という新規概念を提唱する予定である。さらに、製薬会社との共同研究により,本研究で提案された創薬標的分子を阻害する化合物又は中和抗体を作製し、より副作用の少ない自己免疫疾患の新規治療薬開発を目指す。これまでの研究により、私たちはTh17細胞由来のIL-17がIL-6とともに線維芽細胞に働くと、NF-κB、STAT3の活性化依存的に「相乗的なIL_6及び炎症性ケモカイン産生の亢進(IL-6アンプ)」が起こり、F759関節炎及び多発性硬化症モデルEAEを発症させることを証明した。本研究の目的は、IL-6アンプの詳細な分子メカニズムを解明し、自己免疫疾患の発症原因を明らかにすることである。BC-1細胞を用いた75000種類のshRNAスクリーニングを行った結果、IL-6アンプを制御する候補分子として1000分子以上が挙げられた。本研究では候補分子のうちのEGFRに着目し、EGFRシグナルがIL-6及びIL-17と協調的に働いてIL-6やCCL20,1κBζ等のIL-6アンプのターゲット分子の発現をさらに亢進することを明らかとした。このEGFRシグナルによるIL-6アンプの活性化亢進はPI3Kα-NF-κB経路の活性化に依存していた。興味深いことに、IL-6アンプの活性化によりEGFファミリーの一員であるEpiregulinの発現が誘導され、線維芽細胞にオートクラインに作用してIL-6アンプの活性化をさらに亢進することも明らかとなった。さらに中和抗体やsh-RNAを用いてマウスの関節局所でEpiregulinの発現を抑制すると、サイトカイン誘導性関節炎モデルの発症が抑制され、滑膜組織におけるIL-6とEpiregulinの発現も抑制されていた。EGFRのチロシンキナーゼ阻害剤では関節炎モデルだけでなく、EAEの発症が抑制される結果も得られている。重要なことに、関節リウマチ、多発性硬化症、動脈硬化患者の血清中では健常者に比べてEpiregulinが高値を示したことから、Epiregulinが自己免疫疾患及び慢性炎症性疾患の新規治療薬ターゲットとなることが期待される。平成24年度は、IL-17とIL-6信号伝達経路の相乗効果(IL-6アンプ)を制御する分子を同定するために行ったゲノムワイドスクリーニングの解析が完了した。

shRNAライブラリーを用いたノックダウンスクリーニングの結果、1178個の遺伝子がIL-6アンプを制御する候補分子として挙げられた。さらに、スクリーニングで得られた候補分子のうち27個に関してsiRNAを用いたノックダウンによる再現性を確認した。また、IL-6アンプの標的分子の同定も行った。マウスとヒトのDNAマイクロアレイ解析の結果、マウスで542個、ヒトで885個の遺伝子がIL-6アンプの活性化によって発現亢進することが分かった。スクリーニングとDNAマイクロアレイで同定された遺伝子について、ゲノムワイド関連解析(GWAS)を行うと、今回同定されたIL--6アンプ関連遺伝子のリストには自己免疫疾患だけでなく、代謝性疾患や神経変性疾患等の既知のヒト疾患関連遺伝子が多く濃縮されていることが明らかとなった。すなわち、IL-6アンプの活性化が様々な慢性炎症性疾患の病態に関与する可能性が示唆された。さらに、平成23年度の研究でIL-6アンプの活性化を亢進することが明らかとなった上皮成長因子受容体(EGFR)は、IL-6アンプの標的分子でもあることが分かった。これらの成果により、Epiregulin-EGFR信号系がIL-6アンプの活性化を制御することに加え、他にも約1700個の分子がIL-6アンプの制御及び慢性炎症性疾患の発症に重要である可能性が示唆された。今後、本研究で同定された約1700個のIL-6アンプ関連遺伝子が慢性炎症疾患の新規創薬標的になることが期待される。本研究の目的は、IL-17とIL-6信号伝達経路の相乗効果(IL-6アンプ)の詳細な分子機構を解明することである。昨年度までに、上皮成長因子(EGFR)のリガンドであるEpiregulinの発現がIL-6アンプの活性化によって誘導され、Epiregulinは自身の増幅ループを形成し、さらにIL-6アンプを増強することで自己免疫疾患の発症に寄与するという新規概念を示した。さらに、EpiregulinはPI3Kα-NF-κB経路の活性化を亢進することでIL-6アンプを増強することが分かり、IL-6アンプの分子機構における新たな知見を見出している。本研究の成果は、平成24年度の3月にCell Reports誌に掲載された。本年度は、Epiregulin以外に、16種類の可溶性分子がIL-6アンプの活性化をfi進することを発見した。その中で、関節リウマチ患者及び多発性硬化症患者の血清中で高値を示した増殖因子であるAmphiregulin、Betacellulin、TGF-α、FGF2がF759関節炎モデル及び多発性硬化症モデルEAEの発症に重要であることを証明した。さらに、F759関節炎においては、初期の段階で滑膜組織におけるEpiregulinの発現が亢進し、後期に上記の増殖因子の発現がEpiregulin依存的に亢進した。すなわち、IL-6アンプの活性化によってEpiregulinの発現が充進した後、Epiregulinは増殖因子群の発現を誘導することでさらにIL-6アンプを増強するという時空間的制御機構の存在が示された。本研究の成果は、現在論文投稿中である。
大豆サポニン分子種の迅速・高効率精製ならびに亜鉛欠乏改善効果など健康機能性の解析

これまでに数種のB型大豆サポニン分子(Bbなど)に亜鉛トランスポーターZIP4(腸管吸収に必須)の発現増強活性を見出し,さらにBbなどの効率的精製法を開発してきた.なかでもホウ酸ナトリウム(ホウ砂)水溶液を用いた選択的沈殿法は,大豆全粒粉末のメタノール抽出物から選択的にB型サポニン分子種を濃縮するために効率的な手法であり,ほとんど生理機能解析が行われていないマイナーな大豆サポニン分子の解析も可能にできると期待された.一般にB型大豆サポニンは低極性で水に難溶である.しかしBbを含む,ある種のB型サポニン分子は,ホウ砂水溶液に対してホウ酸エステルを形成して溶解し,さらに酸性溶液にするとエステル加水分解により再沈殿する.したがってこの操作を繰り返すことで,樹脂カラムを使わずに,大豆全粒粉末メタノール抽出物から,生理活性の高いBbなどを効率よく濃縮することが可能になる.ところでB型サポニン(Bbなど)の種子貯蔵型であるDDMP型サポニン(βgなど)は,大豆全粒粉末からの単離が難しく,精製工程で容易に分解してBbなどに変換されてしまうため,生理活性の有無がほとんど解析されていない.そこでホウ砂水溶液による選択的沈殿法を用いて,DDMP型サポニンの精製を検討した.その結果,大豆全粒粉末のメタノール抽出物から,この選択的沈殿法によって大豆サポニンBb・Bcの他,3つの分子種(LC-MS分析からDDMP型ソヤサポニンβg・βa・γgと判明)が簡単に得られことが確認された(βgはBbの,βaはBcのDDMP結合型分子).そこでpreparative逆相HPLCにて最終精製標品を調製してZIP4発現増強活性を検討したところ,いずれもほぼ同等の活性を示すことが明らかとなった.以上のように,複数の新たな大豆サポニン分子種の精製法を確立し,亜鉛トランスポーター増強活性を発見した.研究実績の概要に示す通り,DDMP型サポニンの効率的精製法を開発し,その亜鉛トランスポーター増強活性を証明した.また,同時に大豆サポニン以外の食成分の機能評価を行い,新たな食素材にも亜鉛トランスポーター増強活性を見出しており,着実な成果を上げることにも成功している.しかし,2018年度に他の研究(学内グラントによる研究課題.補助事業との関連性は皆無)の遂行業務が突発的に生じ,またその研究関連業務が想定以上に負担となり,研究計画に遅延が生じた.この影響で論文投稿用データの取得が遅れている.また既に確立しているマイクロ波による新たな精製法についても,ホウ砂水溶液による選択的沈殿法と同様に,Bb・Bc以外のマイナー分子種が同時精製されうるのかを検討してきたが,成果発表に必要なデータの取得に手間取り,現在は論文執筆中である.また亜鉛トランスポーターの発現増強活性評価に用いてきたHepa細胞は肝臓系細胞である.食成分による評価には,in vivoにて直接標的となる腸管培養細胞株(Caco-2など)を用いた評価が望ましいため,これまでに抗ZNT-1抗体を樹立して大豆サポニンの活性評価を試みたものの,高い内在性発現レベルが食成分の評価を妨害し,内在性レベルを落とす必要に迫られたが,条件確立に手間取った.以上のように成果発表を含めた遅延状況を総合的に判断し,「やや遅れている」とした.補助事業の成果発表を増やすため,最終年度の延長願いを申請し,研究期間を本来の3年間から1年間延長させていただくことにした.これまでに開発した精製法による活性サポニン分子の精製と生理機能評価を追加しつつ、論文執筆を進めている.これまでに多様な生理活性を示す大豆サポニンBbを,粗精製サポニンから得る迅速簡便法をすでに確立している(Anal. Sci. 2015).本研究では,この手法を発展させ大豆全粒粉末(タンパク質35%,脂質20%,糖質20%などを含む)から簡便に得る手法を開発した.1まず大豆全粒粉末からメタノール抽出物を調製し,2次にホウ砂水溶液と接触させて得られた上澄みに酸を添加して沈殿画分を回収し,3最後に同沈殿を1-オクタノールで洗浄した.こうして得られた精製標品には,ソヤサポニンBb以外には12種の化合物しか含まれず,その1つは質量分析(m/z = 767)からソヤサポニンBc'と推定された.また同様に黒豆や緑豆から大豆とほぼ同様の精製度を示す標品が得られた.以上の手法を用いて,最終的に大豆全粒粉末100gから大豆サポニンBb含量の高いサンプル29 mgを得た.最終精製はHPLCで行い, 5mgのソヤサポニンBbと約1 mg弱のソヤサポニンBc'ならびに関連化合物の単離に成功した.ところで,大豆サポニンBbは亜鉛トランスポーターZIP4(腸管吸収に必須)の誘導活性を示し,他の各種サポニン分子にも同様の活性が期待されるが,従来の評価系には肝臓系細胞株を用いなければならない欠点があった(理由:腸管系細胞株ではZIP4が発現していない).

そこで,マウス腸管細胞の三次元培養系(オルガノイド培養系)を構築し,得られたオルガノイドの内腔側(消化管側)へ各種サポニン分子をマイクロインジェクションして,亜鉛取込上昇を特異蛍光プローブで検討するべく,培養系の構築を行った,次年度に評価を行う.また前述の評価系の欠点を補うため,別の亜鉛トランスポーターZNT-1の抗体を構築した.ZNT-1はCaco-2など腸管系細胞でも発現しており,各種サポニン分子の生理作用確認に役立つと期待される.初年度の最大の目標であった大豆全粒粉末からの大豆サポニンBbの直接精製法の確立に成功し,精製標品を得た.今後も同様の精製を繰り返せば精製標品は継続的に得られる.またマイナーな大豆サポニンBc'の精製にもめどが立った.今回確立した手法は簡便であり,翌年度に精製量を増やすことが可能と考えられる.また,さらに大豆以外にも黒豆や緑豆においても同様の精製法で大豆サポニンBbと思われる分子が精製できる系を確立できた.これらについても,今後必要に応じて大量調製が可能となった.一方,本年度はZIP4発現誘導活性などすでに確立している評価法による検討は行わなかった.食成分が直接接触するのは腸管細胞であるが,これまで使用してきた評価系では肝臓系細胞を用いなければならないという欠点が存在するためである.そこで,本年度は腸管細胞を用いた評価系の確立を優先することに計画を変更し,オルガノイド培養系とインジェクションの準備,さらに新しく腸管細胞評価に適した抗体を構築することに成功した.2年目はこれらを用いて生理作用を評価し,大豆サポニンBbだけでなく,マイナーな分子種の評価も行う準備が整った.以上より,おおむね順調に進展していると,判断した.これまでに大豆サポニンBbには多様な生理活性が示されているが,マイナーな大豆サポニン分子種の生理活性については,ほとんど報告がない.そこで本研究ではまず,大豆全粒粉末(タンパク質35%,脂質20%,糖質20%などを含む)より,メタノール抽出の後,ホウ砂を用いた選択的沈殿法と1-オクタノール洗浄を組合わせ,大豆サポニンBb以外には12種の大豆サポニンしか含まない標品を簡単に得る方法を開発した.さらに昨年度は新たな手法として,大豆全粒粉末にエタノールを加えてマイクロ波過熱を加えることによって,ほぼ大豆サポニンBb以外には1種の化合物(質量分析(m/z = 913.5; [M+H+])から大豆サポニンBcと推定)しか含まない標品を得る,非常に簡便な手法を開発した.BbとBcの最終分離は逆相HPLCで行い,大豆全粒粉末から2.3mgのBbと1.7 mgのBcを単離した.大豆サポニンBbは亜鉛トランスポーターZIP4(腸管吸収に必須)の誘導活性を示すことから,大豆サポニンBcについて検討したところ,ほぼ同等のZIP4誘導活性を示すことが判明した.なお,大豆サポニン以外の天然化合物に関しても溶解度を利用した簡便精製法の確立を検討した.ところで,従来のin vitro活性評価系には,肝臓系細胞株を用いなければならない欠点があった(理由:腸管系細胞株ではZIP4が発現していない)ため,別の亜鉛トランスポーターZNT-1に対する抗体を構築した.この抗ZNT-1抗体は,腸管系細胞株であるCaco-2をはじめ,ヒトやイヌといったゲッ歯類以外の細胞株に内在的に発現するZNT-1をきれいに検出することが示された.そこでCaco-2細胞を用いて粗精製大豆サポニンの効果を解析した.しかし,内在性の発現レベルが高いため,有意な差を検出するには,内在性レベルを落とす改良が必要であることが判明した.大豆全粒粉末からの大豆サポニンBbの直接精製法の確立について,マイクロ波法を用いた新たな手法開発に成功し,精製標品を得た.同様の精製を繰り返すことで精製標品を大豆全粒粉末という安価な標品から継続的に得られる.またマイナーな大豆サポニンBcの精製が可能となり,ZIP4誘導活性をHepa細胞系にて証明することに成功した.
ビスアミジン骨格を設計基盤とするブレンステッド酸-金属複合機能触媒の開発

本研究では、現代の精密有機合成化学に適した実践性を満たす分子触媒として、多彩な触媒機能を相乗的に発現する複合機能触媒の開発を目的とした。キラルビスアミジン骨格を設計基盤とするルイス-ブレンステッド複合酸触媒を開発し、α-ケトエステルに対する不斉向山アルドール反応に対して、中程度のエナンチオ選択性を達成するとともに、興味深い含フッ素アルコールの添加効果を見出した。また関連研究として、複核亜鉛ビスアミジナート触媒についても検討を行い、α-ケトエステルに対する不斉アルキル化反応に対して高いエナンチオ選択性を達成した。本研究では、近年の均一系触媒の開発において2つの大きな潮流となっている有機触媒と金属触媒を分子設計レベルで融合させ、それぞれの触媒作用を協奏的に発現する『ブレンステッド酸-金属複合機能触媒』を開発する。今年度は、(1)二核亜鉛アミジナート触媒、(2)銅-ビスアミジン触媒、及び関連研究として(3)キラルブレンステッド酸触媒による不斉合成反応に関する理論的検討を行った。(1)については、(R, R)-シクロヘキサンジアミンから種々の電子的・立体的修飾を施したキラルビスアミジン配位子を合成し、10ml%のキラルビスアミジン配位子存在下、ベンゾイルギ酸メチルに2当量のジエチル亜鉛を作用させると、付加反応が優先的に進行することを見出した。配位子末端のAr置換基に、9-Anthryl基を導入し、反応基質のAr基上の置換基にo-MeO基、o-MeS基を導入するすると、高収率かつ高エナンチオ選択的に対応する生成物を与えることを見出した(up to 99%, 97% ee)。また、本反応についてDFT計算を行い、反応遷移状態の構造及びエナンチオ選択性発現の要因について解明した。(2)については、ビスアミジン配位子、FeCl_2、AgSbF_6から調製したカチオン性Fe(II)-ビスアミジン錯体を10 mol%用いて、ベンゾイルギ酸メチルの向山アルドール反応について検討したところ、-78°Cで、アルドール生成物が良好な収率で得られることを見出した。また、2,2'-ビピリジル配位子との比較検討によって、ビスアミジン配位子のNH部位の効果が確認できた。(3)については、(R)-BINOLから調製されるキラルリン酸ジエステルによるイミンの不斉ヒドロホスホニル化反応について理論的検討を行い、リン酸部位によって、ボスファイトとイミンが協奏的に活性化され、環状遷移状態を経た反応経路が有利であることを見出した。また高エナンチオ選択性発現の原因を解明した。本研究では、近年の均一系触媒の開発において2つの大きな潮流となっている有機分子触媒と金属触媒を分子設計レベルで融合させ、高機能・多機能な触媒作用を発現する複合機能触媒を開発する。今年度は、(1)キラル二核Znビスアミジナート触媒、(2)カチオン性キラルZn(II)-ビスアミジン触媒、及び関連研究として(3)キラルリン酸触媒による不斉合成反応に関する理論的検討を行った。(1)については、(R,R)-シクロヘキサンジアミンを母骨格として配位子末端に9-Anthryl基を導入したキラルビスアミジン配位子存在下(10mol%)、ベンゾイルギ酸メチルにEt_2Znを作用させると、付加反応が優先的かつエナンチオ選択的に進行することを見出した。特にシクロヘキシル基のような嵩高い脂肪族置換基を有する反応基質を用いると、高収率かつ高エナンチオ選択的に対応する生成物が得られた(up to 86% ee)。また量論反応やヨウ素滴定などの検討によって、反応活性種はビスアミジン配位子:亜鉛:反応基質が1:3:1であることがわかった。さらにDFT計算によって、エナンチオ選択性発現の要因について解明した。(2)については、キラルビスアミジン配位子、ZnCl_2、AgSbF_6から調製したカチオン性Zn(II)-ビスアミジン錯体を10mol%用いて、ベンゾイルギ酸メチルの不斉向山アルドール反応について検討したところ、(R)-DABN骨格を導入したビスアミジン配位子を用いたときに、アルドール生成物がエナンチオ選択的に得られることを見出した(up to 60% ee)。(3)については、(R)-BINOLから調製されるキラルリン酸ジエステルによるイミンの不斉ヒドロホスホニル化反応、不斉ロビンソン型環化反応における速度論的光学分割について理論的検討を行い、協奏的活性化機構やBINOL部位の3,3'-位置換基効果を解明した。今年度は昨年度に引き続き、(1)キラル亜鉛ビスアミジナート触媒、

(2)カチオン性キラルZn(II)-ビスアミジン触媒、及び関連研究として(3)キラルリン酸触媒による不斉合成反応に関する理論的検討を行った。(1)については、(R,R)-シクロヘキサンジアミンを母骨格として配位子末端に9-Anthryl基を導入したキラルビスアミジン酎位子存在下(10mol%)、アルデヒドとα-ケトエステルの共存系に対してEt_2Znを作用させると、α-ケトエステルのみ官能基選択的かつエナンチオ選択的に付加反応が進行することを見出した。亜鉛ビスアミジナート触媒は、α-ケトエステルに対する不斉アルキル化反応に対して有効なサレン-Ti触媒がアルデヒドに対しても活性を示すのに対して、完全に官能基選択的にα-ケトエステルに対してのみ活性を示すことが分かった。(2)については、(R)-DABN骨格を導入したキラルビスアミジン配位子、ZnCl_2、AgSbF_6から調製したカチオン性Zn(II)-ビスアミジン錯体を10mol%用いて、ベンゾイルギ酸メチルの不斉向山アルドール反応について検討したところ、フルオロアルコールの興味深い添加効果を見出し、良好なエナンチオ選択性でアルドール生成物を得る事ができた(up to 60% ee)。(3)については、(R)-BINOLから調製されるキラルリン酸ジエステルによるニトロアルケンとインドールの不斉Friedel-Crafts反応について理論的検討を行い、協奏的活性化機構やBINOL部位の3,3'-位置換基効果を解明した。
シナプス長期増強特異的に発現が誘導される遺伝子の解析

昨年度までに、大脳神経解離培養系を確立し、この系において、in vivoと同様なシナプスが形成されること、さらには、Mg_<2+>除去操作により、長期増強(LTP)と同様な現象がおこることを確認している。本研究は、Mg_<2+>除去操作の前後で発現量の変化した遺伝子を解析する事を目的としているが、本年度はその準備段階として以下の実験事実を明らかにした。Mg_<2+>除去によってLTPを誘導した後、このMg_<2+>-Free記録外液を採取し、MgCl_2を加えてMg_<2+>-Free conditioning medium(MFC)とした。このMFCを別の培養細胞に加えた所、LTPが誘導され、MFC中にLTPを誘発する因子が存在する可能性を示唆した。この様に、この系におけるLTP誘発には、特異的遺伝子の発現が必須であることが明白になった。従来、ある状態の細胞でのみ特異的に発現している遺伝子には、subtractive cDNA libraryを作成し、differential hybridizationを行うのが通常であった。しかし、この方法は高度の技術を必要とするにもかかわらず、再現性に乏しいと言う短所をもつ。これに反し、近年開発されたdifferential Display法は、それほど高度な技術を必要とせず、しかもコピー数の少ないものも、直接的に再現性よく比較できると言う利点をもつ。本研究でも後者の方法を適用すべく、まず培養細胞からのRNA精製法(AGPC法)を確立し、現在RT-PCRにおける増幅条件の検討を行っている。本方法は短時間で多くのクローンを解析でき、LTP関連遺伝子の同定が早期に実現できるものと期待される。