hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耳小骨を用いた骨細管ネットワークの3次元的解析

骨に埋まっている骨細胞(osteocyte)は、神経細胞のように樹状突起をもち、骨細胞同士や骨表面の骨芽細胞とネットワークを構成している。骨細管(canaliculi)は直径200nmほどの細管で内部に骨細胞の樹状突起を包んでいる。本研究ではマウスの摘出骨を実験材料にX線位相顕微鏡CT(SPring-8,兵庫)やマイクロCT、電子顕微鏡、銀染色などの手法を駆使し、骨細管の走行を立体的に解析することを目的とした。骨細管の描出には分解能と視野のトレードオフがあることが、平成20年度の研究で明らかになったので、耳小骨に加えて、脛骨をプラスチックに包埋したものを切り出したものも解析した。野生型のC57BL/6マウスのツチ骨をさまざまな週齢において摘出し、短突起の血管、骨小腔、骨細管ネットワークを比較解析した。ツチ骨はエタノール固定し、乾燥した状態で、CT撮影を行い、得られた画像から立体再構築を行った(南郷脩史,百生敦らとの共同研究)。さらに骨小腔や血管などの空洞を除いた純粋な骨基質部分(骨基質+骨細管)の部分に焦点をあて、その部分の骨密度(gray scale)の解析を合わせて行った。これらの解析から、骨内部における微小血管と骨細管の連結、さらに骨内部に存在する破骨細胞様の巨大細胞と血管・骨細管の連絡の可視化に成功した。現在、日本骨代謝学会と米国骨代謝学会(ASBMR)に抄録を投稿中である。ナノCTによる撮影:放射光施設SPring-8(兵庫)のビームラインBL20XLにおいて、耳小骨(ツチ骨の短突起)をナノCTによって撮影した(東京大学百生敦博士との共同研究,Spring-8課題番号2008A1279および、2008B1508)。12週令のマウスよりツチ骨を摘出し、エタノールで固定した。ツチ骨は短突起(直径約300ミクロンの球形に近い突起)を解析した。9keVのX線を照射した。撮影は画素数1344×1024のCCDを用いたX線画像検出器を用いて行い、実効画素サイズは顕微鏡の倍率(19.96)を加味して0.217ミクロンであった。一枚の画像取得のための露光時間は5秒であり、微分位相像を得るために5枚の画像を計測した。位相CTはこれを投影数250で繰り返した。視野は直径約300ミクロンの半円であった。ツチ骨端突起は180度回転で撮影し1344×1344画素で再構成した。主なデータとして、ツチ骨12検体の画像が得られた。3次元画像解析:3D-BON(ラトックシステム)などのソフトウエアを駆使して、CT画像を解析し、立体の再構成を行った。骨小腔を描出し、その特徴(体積、方向性、密度など)を数値化して解析した。また、血管の体積、走行についても解析を進めた。電子顕微鏡と組織学的解析:CT画像で得られた骨小腔や骨細管の構造が、透過型電子顕微鏡や、パラフィン切片を鍍銀染色(Bodianの変法)で解析した場合の構造と一致するかどうかを解析した。耳小骨については、骨粗鬆症マウスの解析(Kanzaki et al, 2009)に続き、大理石骨病のマウス(RANKL-/-, Fos-/-)を野生型マウスと比較して、内軟骨性骨化における破骨細胞による骨吸収の重要性を明らかにした(論文準備中)。
第6学年の英語活動用地域密着型マルチメディア教材の制作と授業実践の評価

本研究は、英語活動の教材として、英語活動用地域密着型マルチメディア教材の制作を行うこと、マルチメディア教材を使用する授業実践の評価をしていくことを主な目的とした。教材を制作するにあたり、第5学年の国語科と社会科との関連を図り、総合的な学習の時間「ニュース番組を作ろう」という単元を設定し、地域の様子を紹介するニュース番組を制作して、英語活動用の教材として活用した。ニュース番組は「環境」をテーマに、(1)柳瀬川の水(2)大気汚染(3)地球温暖化(4)ゴミ問題と地域の抱える問題を取り上げた。制作には、川口市にある「Skipシティ彩の国ビジュアルプラザ」から(1)企画立案(2)取材活動(3)撮影(4)スタジオ収録(5)英語音声収録といった全ての過程において協力を得た。ニュース番組は、日本語と英語の音声どちらでも視聴することができる。このニュース番組を英語活動の教材として取り入れ、効果的な教材の活用方法と児童の英語に対する興味関心の高まりについて、調査・研究をした。ニュース番組は、(1)英語版ニュースをそのまま視聴する(2)日本語版ニュースを視聴した後に、英語版ニュースを視聴する(3)英語版ニュースを視聴した後に、日本語版ニュースを視聴するグループに分けた。(1)は、ほぼ全員の児童が難しいと感じ、ニュースそのものへの興味関心が低かった。英語で何を話しているのか知りたいという意欲もなかった。(2)は、知っている単語が出てきた、意味はわからないが、知りたいと思うようになった等の意見が挙げられた。(3)は、日本語版を視聴した後に、もう一度英語版ニュースを視聴して何と言っていたかを知りたいという意見が挙げられた。これらの結果、視聴の仕方によっては、英語でニュースを視聴したい、もう一度聞いてみたいという意欲を引き出すことができた。このように各教科との関連を図った教材、身近な生活に関わりのある教材を制作し、活用することは、もっと知りたい、もっと学習したいという、児童自らが学ぼうとうする積極的な態度を生み出すはずである。このことは、文部科学省から示された外国語活動のねらいであるコミュニケーション能力の素地を養うことにつながる。この研究の一環として、インドネシアの公立小学校チプテ・ウタラの第5・6学年児童約60名に対し、マルチメディア教材を活用した授業を行った。インドネシアの児童にとっては、日本語と英語という言語に限らず、何を話しているのか知りたいという興味関心が高かった。来年度は同じ児童に対して、第6学年の英語活動用教材として、あらためて使用したいと考えている。
強誘電体薄膜の諸機能の発現機構の解明と新デバイスへの展開

本研究班は、近い将来、特定領域研究への申請をなすべく、その基となる調査・研究を目的として結成された。その目的に沿うよう、班員を中心とした研究会を名古屋市において2回開催した。第1回は、強誘電体薄膜の実用化にむけてわが国で最先端をいく民間企業数社の研究者から、研究・開発の現状をきき、かつ大学研究者が、当該課題にいかにとりくむべきか、いかなる貢献が出来るかといった問題について、討議することを目的とした。また、本課題に興味をもつ班員外大学研究者にも多数の参加をよびかけ、活発な討論を行った。この研究会では、松下電子工業関係企業では、すでに強誘電体薄膜メモリを用いた非接触型IDカードが実用化されているなどの開発例の報告がなされ、参加者に強い感銘を与えた。また、本課題を中心に研究の活性化にむけての方策について討議した。そのなかで、強誘電体薄膜の光応用についても強力な研究体制確立の必要性が指摘された。第2回目は、当研究班の調査・研究成果を報告・討議するため、班員だけを参加者として開催した。強誘電体薄膜の作成、メモリとして利用した場合の情報保持、膜疲労等の現象についての報告が多数あり、強誘電体薄膜応用上の基礎データが大学にも蓄積されつつあることがあきらかになった。なお、1997年8月にソウルで開催された第9回強誘電体国際会議は、強誘電体研究分野の最大の国際会議であり、薄膜応用に関する情報収集の最適の場であり、多数の班員が会議で研究成果を発表し、その他に各自の分担課題についての調査研究が行われた。
新規数理モデルによるらせん高分子高次構造体の光学活性反転現象の機構解明

キラル分子の集積機構を明らかにし、高次構造に及ぼす分子の幾何的な影響を明らかにするために(1)シリコン原子を含むモデル分子約40種の最安定構造・振動数・エネルギーを量子化学計算MP2/6-311G(d,p)のレベルで得た。(2)(1)の最安定構造・振動数・エネルギーに合う様にMMFF力場のパラメータを最適化した。最適化には独自に開発したプログラムを用いた。(3)得られたパラメータを元に周期pと直径Dを得、実験結果と比較した。コレステリックハードコアモデルによればp/Dの値がπ(3.14)よりも大きければ高分子集合体の巻き性は高分子の巻き性の反対、πよりも小さければ同じ巻き性を示すことが予測される。p/Dを見積もるために(a)(c)の三つの方法を取った。(a)半経験的量子化学計算PM3を用いて図1の化合物(14量体)の構造を最適化した。このとき、Si-Si-Si-Si(H)=155、側鎖基はall-transとした。(b)上記のMMFF力場のパラメータを用い、CONFEX法を用いた配座探索を行い、最も安定な構造から、pとDの値を得た。(c)既に報告されている化合物(図4)の広角X線散乱の結果より得られたpとDの値から今回の化合物(図1)の値へ外挿することによりpとDを得た。(a)(c)より得られた結果と実験結果を比較すると、全ての結果においてp/Dの値が比較的大きければ高分子集合体の巻き性は高分子の巻き性の反対、比較的小さければ同じ巻き性を示すという点に於いてはモデルと一致した。しかし、その反転するPSi2のp/D値は(a)では3.14より小さく、2.0という値を示した。また、(a)では配座の自由度を無視していることから(b)のような配座探索を行って構造因子pとDを決定することが求められる。実際、配座の自由度を最適化した(b)ではるPSi2のp/D値は3.1となり、モデルと良い一致を示した。更に類似した化合物から予測される実験PSi2のp/D値も3.2となり、モデルと良い一致を示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的シンプルなビルディングブロックを用いて高次構造を制御し、光学活性を反転させることは高分子科学や超分子科学の分野において挑戦的なテーマである。これまで高分子をビルディングブロックとしたいくつかの研究結果が報告されている。しかしながら一般に高分子の高次構造体は、(1)主鎖/側鎖は複数の電子遷移吸収帯を持つため、非常に多数の励起子カプレットの存在により光学活性の帰属が極めて困難、(2)複数の安定構造や準安定構造が混合している。そのため、そのような複雑な不斉高分子超分子系を記述する精密な理論の構築と、その理論検証のための適切なモデル高分子の登場が望まれていた。そこで本研究では(1)主鎖のSiσ-Siσ*遷移に由来する単一の電子遷移吸収帯を持ち、凝集過程における相互作用が疎溶媒相互作用及びファンデルワールスのみであるジアルキルポリシランを用い、(2)凝集構造を二体問題の延長として捉え、らせん構造を幾何的に記述する数理モデルと、exciton chirality法による光学活性の反転と保持を議論する。(1)側鎖長を系統的に変化させた5種類のジアルキルポリシランを合成した。側鎖長を変化させることは、高分子のらせん直径を変化させることに対応する。(2)良溶媒に溶かしたポリシランに貧溶媒を徐々に加えて凝集体を作製し、直ちに円偏光(CD)/UV測定を行った。(3)既に提案されているcholesteric hard-coreモデル(以下CHCモデルと略)とEC法を組み合わせ、側鎖長依存的な光学活性反転現象におけるCD符号の妥当性を議論した。(4)CHCモデルで説明しきれなかった数式と実験値とのずれを説明する新たな数理モデルを構築した。背景)分子、高分子、ナノ粒子などの物質が溶液で互いにどの様に相互作用するかを明らかにすることはタンパク質と薬の相互作用、ナノ粒子が形成する高次構造体、触媒の反応機構、高分子集合体を含む分子・高分子の超分子構造体を理解するのに重要なテーマである。本研究においてはDNAに代表されるらせん構造を有する人工高分子に着目し、らせんの集積体の高次構造が各らせんの直径や周期に依存して反転することを報告している。これらの高次構造の反転現象は光の右円偏光・左円偏光の吸収の差(光学活性)にも影響を及ぼすことから、温度・光・溶媒などの刺激に応答して高次構造を変化させる様な分子設計が出来れば、次世代のスイッチ・メモリ・センサーデバイスなどへの応用が可能ではないかと期待されている。研究実施計画)本研究ではこれまでらせん構造を有する分子のモデル化と数理モデルによる光学活性の反転現象の解明に取り組んできた。数理モデルでは分子を剛直ならせんの形に近似するという、比較的単純なモデルであるのにも関わらず、らせんの直径に依存した光学活性の反転現象を説明する実験結果の定性的な説明ができた。しかし、溶媒効果による光学活性の反転現象の説明が難しい点、分子が集積する前後で構造が変化しない剛直な構造であることを仮定しているなどの理由から、分子力学法・分子動力学法を用いたアプローチの確立に取り組んでいる。

これにより、剛直な分子であることを想定することなく、より一般的な柔軟な立体構造を有する分子間の相互作用や、集積体を形成した後に引き起こされる構造変化についても議論が可能になると考えている。キラル分子の集積機構を明らかにし、高次構造に及ぼす分子の幾何的な影響を明らかにするために(1)シリコン原子を含むモデル分子約40種の最安定構造・振動数・エネルギーを量子化学計算MP2/6-311G(d,p)のレベルで得た。(2)(1)の最安定構造・振動数・エネルギーに合う様にMMFF力場のパラメータを最適化した。最適化には独自に開発したプログラムを用いた。(3)得られたパラメータを元に周期pと直径Dを得、実験結果と比較した。コレステリックハードコアモデルによればp/Dの値がπ(3.14)よりも大きければ高分子集合体の巻き性は高分子の巻き性の反対、πよりも小さければ同じ巻き性を示すことが予測される。p/Dを見積もるために(a)(c)の三つの方法を取った。(a)半経験的量子化学計算PM3を用いて図1の化合物(14量体)の構造を最適化した。このとき、Si-Si-Si-Si(H)=155、側鎖基はall-transとした。(b)上記のMMFF力場のパラメータを用い、CONFEX法を用いた配座探索を行い、最も安定な構造から、pとDの値を得た。(c)既に報告されている化合物(図4)の広角X線散乱の結果より得られたpとDの値から今回の化合物(図1)の値へ外挿することによりpとDを得た。(a)(c)より得られた結果と実験結果を比較すると、全ての結果においてp/Dの値が比較的大きければ高分子集合体の巻き性は高分子の巻き性の反対、比較的小さければ同じ巻き性を示すという点に於いてはモデルと一致した。しかし、その反転するPSi2のp/D値は(a)では3.14より小さく、2.0という値を示した。また、(a)では配座の自由度を無視していることから(b)のような配座探索を行って構造因子pとDを決定することが求められる。実際、配座の自由度を最適化した(b)ではるPSi2のp/D値は3.1となり、モデルと良い一致を示した。更に類似した化合物から予測される実験PSi2のp/D値も3.2となり、モデルと良い一致を示した。おおむね順調に進展していると考える理由として、問題と解決法が明確であること、現在取り組んでいるパラメータの最適化については順調に進んでいることなどが理由として挙げられる。1.問題と解決法(問題点1)一般に、分子間の相互作用を考える際には二種類の自由度を考慮する必要がありこれらを網羅する必要性がある。一つの自由度は(i)分子内結合角の回転に依存した立体配座の自由度、もう一つは(ii)二分子間の位置関係を決定する自由度である。(問題点2)分子間相互作用をシミュレーションする代表的な手法の一つに分子動力学法(MD)がある。しかし、分子の並進運動を網羅するためには計算コストが高く、探索可能な時間範囲は数十nsにとどまる事が殆どである。(解決法1)分子力学の立体配座探索を用い、各分子の安定な立体配座を得ることで(問題1-i)の自由度を考慮する。(解決法2)分子1の向き(θ,φ)と分子2の向き(θ',φ')を変数とし、分子の距離(r)を一定の値にした時の二分子の位置関係をグリッド化し、各条件(θ,φ,θ',φ')でMDを行うことで、並進運動による空間的な二分子の位置関係の場合を考慮する。
1993年EC統合下の外国人問題の社会学的分析

1993年に発足したEC共同市場によって、EC域内・城外をめぐる人の移動も活発化し、その性格も明確となってきた。本研究では、EC域内における「外国人」の多層化と複雑化を反映する形で、「外国人」のカテゴリー分けを行った。すなわち、(1)EC諸国民、(2)定住化した非EC諸国民、とりわけアジア・アフリカ系外国人やイスラム教徒、(3)東欧・旧ソ連からの流入者、(4)発展途上国からの「難民」「不法入国者」である。近年におけるEC(EU)諸国での人の移動の特徴の一つは、ビジネスマンや高学歴者や学生のレベルでの激しい移動と、通常の労働者や農漁民のレベルでの無関心との対照的性格である。両者のEC統合への態度の違いは、マーストリヒト条約に対する賛否の違いという形でも表れた。さらに、長びく不況も加わり、フランス、ドイツ、その他で外国民(移民)排斥運動が活発化したが、ここでも、EC統合を支持し人の自由移動に対して好意的なエリートと、EC統合に対して消極的で外国人の流入に対して警戒的な一般大衆との間で意見の相違が認められた。この後者の動きを「ナショナル・ポピュリズム」と表現した。しかしその半面、「欧州市民権」がマーストリヒト条約によって定められ、近年中に実現することとなった。一方では、国家主権の分有に基づく国民国家の相対化が進み、また他方では、ナショナリズムの側の激しい巻き返しが見られ、ポスト・ナショナル化をめぐる議論が活発化している。1993年に発足したEC共同市場により、EC域内、域外をめぐる人の移動も活発化し、その性格も明確となってきた。しかし、EC域内では、域内経済格差の縮少とライフスタイル・価値観の共有によって、人の移動は意外に少ないのが実情である。ビジネスマンや高学歴者や学生を中心に、域内の人の移動が促進される一方で、通常の労働者や一般職員の移動はむしろ少ないのである。EC市場統合は、人の移動という側面においても、階層によって異なる影響を受けている。EC市場統合の時期は、同時に「欧州市民権」という概念の形成・欧州統合という政治的文脈の形成、さらには旧ユーゴスラビア・ソ連の内戦や混乱と重なることによって、ECにおける「外国人」も多層化し複雑化し、「外国人」のカテゴリー分けの必要性が生じた。本研究では、これを、(1)EC諸国民、(2)定住化した非EC諸国民、(3)東欧・旧ソ連からの流入者、(4)途上国からの「難民」「不法入国者」の四つに分類した。また、西欧諸国が移民(外国人)労働者受け入れを停止した今日、ドイツにみられるように難民制度を利用した形での「経済難民」が集中する現象がみられ、「移民」と「難民」との区別と重なりを、法的資格と社会学的実態の双方向からみていくことの必要性が増した。現在、EC統合は市場統合に限定されているが、マーストリヒト条約にもとづく政治統合の段階に至ると、共通の難民政策や移民政策も本格的に問題化することが予想され、これまで触れられないできたEC各国の「国民」の定義という点でも、相互調整が必要化してくることになる。本研究の主要な研究対象は1993年EC統合であるが、1992年に大きな問題となったマーストリヒト条約にもとづくEC政治統合との関連でも「外国人」問題と検討する必要が出てきた。この問題を、次年度の研究計画の中に盛り込みたいと考えている。1993年に発足したEC共同市場によって、EC域内、域外をめぐる人の移動も活発化し、その性格も明確となってきた。すなわち、(1)EC諸国民、(2)定住化した非EC諸国民、とりわけアジア・アフリカ系外国人やイスラム教徒、(3)東欧・旧ソ連からの流入者(4)発展途上国からの「難民」「不法入国者」である.

近年におけるEC(Eu)諸国での人の移動の特徴の一つは、ビジネスマンや高学歴者や学生のレベルでの激しい移動と、通常の労働者や農漁民のレベルでの無関心との対照的性格である.両者のEC統合への態度の違いは、マーストリヒト条約に対する賛否の違いという形でも表われた.さらに、長びく不況も加わり、フランスドイツ、その他で外国人(移民)排斥運動が活発化したが、ここでも、EC統合を支持し、人の自由移動に対して好意的なエリートと、EC統合に対して消極的で外国人の流入に対して警戒的な一般大衆との間で意見の相違が認められた.この後者の動きを「ナショナル・ボピュリズム」と表現した.しかし、その半面「欧州市民権」がマーストリヒト条約によって定められ、近年中に実現することとなった.一方では、国家主権の合有に基づく国民国家の相対化が進み、また他方では、ナショナリズムの側の激しい巻き返しが見られ、ポスト・ナショナル化をめぐる議論が活発化している.
教育活動のモデル／シナリオを生成する手法の導出とそれを自動生成するシステム

多くの教育機関が教育の高度化や豊富化を実現するために様々なICT機器を導入しICT活用教育を実施しているが,その効果については個々の機器の活用測定に留まっており,測定している教育機関の数も,その測定方法も限定的である.本研究では,応募者がこれまで実施してきた教育システム開発に関する研究成果と,教育システム運用に関するノウハウを組み合わせ,講義中のICT機器の操作ログから,教員の教育活動のモデル/シナリオを生成する方法を導出するとともに,それらを自動生成するシステムを開発する.本研究における教育活動のモデルとは,「教育活動の活動対象や活動の機序に対する論理的関係を記述したもの」,教育活動のシナリオとは,「教員の教育活動と,そこから得られるイベント(事象)(システムの振舞いを含む)を,時系列に沿って記述したもの」と定義する.教育活動のモデル/シナリオ生成については,ユーザモデリング技術を用いる.ユーザモデリング技術とは,開発者が理解する利用者像と実際の利用者の実像とのギャップを埋めるために注目されている技術で,製品の利用地域やユーザの利用シーン毎に,ユーザとその利用環境や動作などをモデル化する技術である.本研究では,ユーザモデリング技術を用いて,教員の教育活動のモデルとシナリオを生成する手法を導出し,それらを自動生成するシステムを開発する.本研究は,教員のICT機器操作の機序や複数のICT機器の組み合わせによる援用効果など,従来とは異なる総合的かつ柔軟な効果測定をおこなうための仕組みを提案しているだけでなく,IoT技術の教育への応用という点でも先駆的かつ独創的である.本研究で得られた成果は,教育機関における情報戦略や教育戦略の立案への貢献も期待される.本年度は,「(2)「(A)教育活動のモデルを生成する手法」の導出」と,「(3)「(B)教育活動のシナリオを生成する手法」」の導出を行う予定であった.それぞれの手法の導出についての導出はすでに終えており,次年度実施する「(4)「教育活動のモデル/シナリオを自動生成する機能の設計」」のフェーズをすでに開始していることから,当初の計画以上に進展していると判断した.昨年度は,国際会議での発表を予定していたが,他の校務の都合で国際会議で発表することができなかった.本年度は,昨年の研究の成果を踏まえて,欧州で開催する国際会議での発表に向けて準備を整えている.多くの教育機関が教育の高度化や豊富化を実現するために様々なICT機器を導入しICT活用教育を実施しているが,その効果については個々の機器の活用測定に留まっており,測定している教育機関の数も,その測定方法も限定的である.本研究では,応募者がこれまで実施してきた教育システム開発に関する研究成果と,教育システム運用に関するノウハウを組み合わせ,講義中のICT機器の操作ログから,教員の教育活動のモデル/シナリオを生成する方法を導出するとともに,それらを自動生成するシステムを開発する.本研究における教育活動のモデルとは,「教育活動の活動対象や活動の機序に対する論理的関係を記述したもの」,教育活動のシナリオとは,「教員の教育活動と,そこから得られるイベント(事象)(システムの振舞いを含む)を,時系列に沿って記述したもの」と定義する.教育活動のモデル/シナリオ生成については,ユーザモデリング技術を用いる.ユーザモデリング技術とは,開発者が理解する利用者像と実際の利用者の実像とのギャップを埋めるために注目されている技術で,製品の利用地域やユーザの利用シーン毎に,ユーザとその利用環境や動作などをモデル化する技術である.本研究では,ユーザモデリング技術を用いて,教員の教育活動のモデルとシナリオを生成する手法を導出し,それらを自動生成するシステムを開発する.本研究は,教員のICT機器操作の機序や複数のICT機器の組み合わせによる援用効果など,従来とは異なる総合的かつ柔軟な効果測定をおこなうための仕組みを提案しているだけでなく,IoT技術の教育への応用という点でも先駆的かつ独創的である.本研究で得られた成果は,教育機関における情報戦略や教育戦略の立案への貢献も期待される.本年度は,「(2)「(A)教育活動のモデルを生成する手法」の導出」と,「(3)「(B)教育活動のシナリオを生成する手法」」の導出を行う予定であった.それぞれの手法の導出についての導出はすでに終えており,次年度実施する「(4)「教育活動のモデル/シナリオを自動生成する機能の設計」」のフェーズをすでに開始していることから,当初の計画以上に進展していると判断した.昨年度は,国際会議での発表を予定していたが,他の校務の都合で国際会議で発表することができなかった.本年度は,昨年の研究の成果を踏まえて,欧州で開催する国際会議での発表に向けて準備を整えている.昨年度は,国際会議での発表を予定していたが,他の校務の都合で国際会議で発表することができなかった.本年度は,昨年の研究の成果を踏まえて,欧州で開催する国際会議での発表に向けて準備を整えている.
炎症性腸疾患大腸発癌における低分子量ＧＴＰ蛋白Ｒａｌの機能解析

炎症性大腸癌機序における低分子量GTP結合蛋白Ralの役割を検討した。Ral-GAPα2 KOマウス(Ralが活性化されている)では大腸粘膜内の炎症性サイトカインの発現が上昇していた。IL-10Ral-GAPα2 Double KOマウスでは、IL-10KOマウスに比し早期に腸炎が誘導された。さらに、RaGAPα2 KOマウスを用いてazoxymethane +デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌誘導モデルを作製した。野生型マウスに比べ、RaGAPα2 KOマウスでは浸潤型大腸癌が多く観察された。以上より、Ralの活性化は自然免疫系ならびに、大腸腫瘍の浸潤能獲得に関与することが示唆された。第1に、申請者らはRal-GAPα2 KOマウス脾細胞からCD4(+)CD62L(+)を抽出し、Rag2KOに移入した。その結果、野生型マウスのCD4(+)CD62L(+)を移入したマウスに比べて、腸管炎症は増強されていた。粘膜局所のサイトカインの発現を検討した結果、IL-1β, IL-6,およびIL-17の発現誘導が著明となっていた。第2に、RaGAPα2 KOマウスへAOM+デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌誘導モデルを作製した。野生型マウスに比べ、RaGAPα2 KOマウスではColitic cancer類似の浸潤型大腸癌が観察された。この結果からRalは炎症局所のサイトカイン発現を増強させ、炎症性大腸発癌誘導に関連する分子であることを示唆している。第3に、我々はこの炎症性腸疾患関連大腸癌モデルに対し、抗TNFα抗体、抗IL-6抗体投与を行った。その結果、これらの抗サイトカイン抗体投与による腫瘍抑制効果が確認された。第4に、今回申請者らはRalがIL-17だけではなく、IL-1βの発現に関与する新知見を得た。一般に、IL-1βの産生はInflammasoneと関連していることが知られている。また、近年、炎症性腸疾患の病態におけるInflammasoneの役割が注目されいる。従って、現在、RalとInflammasoneとの関連を明らかにするために、我々は引き続き研究を進めている。本研究の継続は、Ralのinnate immunitysystemにおける役割が明らかとなる可能性が高い。その結果は、新しい研究領域の開拓に結びつき,今後の発展が期待される。第1に,申請者らはRal-GAPα2KOマウスおよび野生型マウスに対してデキストラン硫酸投与による急性および腸炎モデルを作製し、腸炎誘導後の組織の炎症の程度の評価,および組織中のサイトカイン産生の評価を行った。その結果、Ral-GAPα2KOは野生型マウスに比し、非常に激しい急性腸炎が生じることが確認された。組織中の炎症性サイトカインではIL-17の発現が野生型マウスに比べて、Ral-GAPα2KOマウスにおいて高いことが示された。この結果から、Ralは炎症腸管局所におけるIL-17産生に重要な役割を果たすことが示唆された。第2に,マウスに大腸指向性の変異原Azoxymethane (AOM) 2.5mg/kgを腹腔内投与後、2.5%デキストラン硫酸(DDS)の経口投与(1週間投与:2週間休薬)を3サイクル繰り返すことにより、炎症性大腸癌を誘導した。野生型マウスに比べてRal-GAP遺伝子欠損マウスでは、平坦型の大腸腫瘍が生じ、この腫瘍はIBD関連の前癌病変と考えられるdysplasiaの形態に非常に類似していることが示唆された。さらに、野生型マウス骨髄を移植したRaGAPα2KOマウス(WT→RalGAPα2 KO)を作製し、これらのマウスに対して、AOM+デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌を誘導した。現在、このマウスを用いて、腸管上皮の免疫担当細胞(NK細胞、NKT細胞、macrophage, T細胞等)を単離し、Ral-GTPの発現量、活性、およびRal-GAPの発現量やサイトカイン産生能等を評価し、炎症性大腸発癌おける各免疫担当細胞の役割、Ralによる制御機構の解明に取り組んでいる。マウスに大腸指向性の変異原Azoxymethane (AOM) 2.5mg/kgを腹腔内投与後、2.5%デキストラン硫酸(DDS)の経口投与(1週間投与:2週間休薬)を3サイクル繰り返すことにより、炎症性大腸癌を誘導した。野生型(WT)マウスとRal-GAP遺伝子欠損マウスでは、腫瘍個数、腫瘍径には差が認められなかった。しかしながら、Ral-GAP遺伝子欠損マウスに認められた腫瘍はSM浸潤をきたす傾向が強いことが明らかとなった。

また、すでにヒト炎症性腸疾患患者検体を用いた予備解析において、大腸粘膜におけるRalの遺伝子発現は非炎症部位、炎症部位、炎症性腸疾患関連腫瘍性病変の順に増強することが見出されている。一般に、Colitis-associated cancer(CAC)は、早期から深部浸潤の傾向特徴を有する。以上のことから、Ralの発現増強がCACが有する深部浸潤能に関与することが示唆された。現在、上記の現象についてその機序解明に取り組んでいる。免疫学的な検討:Ral-GAPKOマウスでは、定常状態でIL-12を始めとする炎症性サイトカインの発現が大腸粘膜で増強していることが明らかとなった。しかしながら、腸炎が誘導されない定常状態では、WTマウスとRal-GAP遺伝子欠損マウスの間では病理学的な差は認められない。つまり、Ral発現増強により、腸管局所にはmicroscopic inflammatonが常に生じており、本結果はRalGAPKOマウスの腸管粘膜状態が、人炎症性腸疾患患者の臨床的寛解期における腸管粘膜の状態と似ている結果を示唆するものとなった。現在、両マウス腸内細菌叢の差異をも検討している。消化器病学平成25年の研究計画は主として、炎症性大腸発癌モデルにおけるRalの関与についての検討であった。我々は、新たなcell transfer colitis modelを用いてRalの大腸炎における役割を検討した。その結果、RalはIL-17のみならず、IL-1βの発現にも関与することが明らかとなった。加えて、我々が今回作製した炎症性大腸発癌モデルにおいて、抗サイトカイン療法による腫瘍縮小効果を確認した。新たな展開としては、RalがIL-1βの発現に関与する点に着目し、RalとInflammasoneとの関連について取り組みを開始している。このように、申請者の計画はほぼ遂行されているだけでなく、新しい知見の解明にも取り組んでいる。平成24年の研究計画は主として(1)急性および慢性炎症におけるRalの機能解析(2)腸管上皮細胞のRalの発現に影響を及ぼすサイトカインの検討であった。(1)については、Ral-GAPα2KOマウスにおいて、非常に激しい急性腸炎ならびに慢性腸炎が誘導されることが明らかとなった。加えて、我々は組織中のIL-17の発現が野生型マウスに比し、Ral-GAPα2KOマウスにおいて高いことを見出した。RalがIL-17発現に特異的に関与することが示唆され、今後の炎症性発癌のメカニズムの解明につながる可能性をみいだした。(2)については、in vivoでのRalの炎症性大腸発癌の評価を行うため、野生型マウス骨髄を移植したRaGAPα2KOマウス(WT→RalGAPα2 KO)を作製し、これらのマウスに対してAOM+デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌を誘導した。現在、このマウスから腸管上皮を単離し、Ralによる制御機構の解明に取り組んでいる。このように、申請者の計画通りに実験はほぼ遂行されているものと考えられる。すでに記載したように、申請者の研究計画は順調に進んでいる。
電子供与性配位子を持つ新規(π-アリル)ルテニウム(II)錯体の合成と反応

研究計画に従い、(π-アリル)ルテニウム(II)錯体を種々合成し、それらの反応生の解明を行った。研究に先立って、電子供与性の高いトリメチルホスフィンを安定化配位子とした、(π-アリル)ルテニウム(II)ハライド錯体、(η^3-allyl)RuX(PMe_3)_3(X=Cl,Br)(1)を準備していた。この1位を出発原料として、以下のような誘導体の合成を行い,性質を明らかにした。1 (π-アリル)ルテニウム(II)(アルキル)錯体の合成と反応性の解明1とアルキルリチウム試薬との反応による(π-アリル)ルテニウム(II)アルキル(2)錯体を合成した。アルキル基の種類としては、β位に水素を持たないメチル基、エチニル基の2種類の単離に成功した。エチル基を導入した場合には素早いβ-水素脱離と続くアリル-水素の脱離生成を観測した。2は非常に安定な錯体で、パラジウム錯体では一般的な還元的脱離反応は、80°Cに加熱しても起こらなかった。2一酸化炭素加圧下での(σ-アリル)ルテニウム(II)錯体、(アシル)ルテニウム(II)錯体の合成1は一酸化炭素加圧下で、(σ-アリル)ルテニウム(II)錯体(3)へと変換され、更に高温長時間の反応によって(アシル)ルテニウム(II)錯体(4)へと変化した。4は3のルテニウム・炭素結合への一酸化炭素挿入によって生成する。錯体3、4間には平衡が存在し、アルゴン条件下室温ではゆっくりと3に戻って行く様子が観測された。3アリル配位子と親電子剤との反応によるホモアリルアルコールの生成1のアリル配位子は、親電子剤であるベンズアルデヒドと反応することによって、ホモアリルアルコールを与えた。σ-アリル錯体を含む、6員環遷移状態のモデルによって実験結果を説明している。4 (π-アリル)ルテニウム(II)カチオン錯体の合成1のハロゲンを銀イオンによって除去し、カチオン性(π-アリル)ルテニウム(II)錯体を合成することに成功した。パラジウムの同様な研究例から各種反応性の向上が期待でき、現在詳細を調査中である。
植物における酵素のリン酸化と脱リン酸化を介する活性の光調節の分子機構

C4光合成に関与するホスホエノ-ルピルビン酸カルボキシラ-ゼ(PEPC)は光合成の盛んな昼間はリン酸化を受けて活性化され、夜間は脱リン酸化されて低活性型に戻ることが知られている。本研究は、このリン酸化の光による調節の分子機構について手がかりを得ることを目的とする。我々は先にトウモロコシPEPCが動物のcAMP依存性プロテインキナ-ゼ(AーPK)によってもリン酸化を受けて同様に変化し、リン酸化部位はSerー15であることを報告した。次いでトウモロコシ由来のPK(MーPK)を部分精製し、これによるリン酸化部位もSerー15であることをペプチド化学的に明かにした。PEPCは夜間でも完全には脱リン酸化されないため、完全に脱リン酸化されていると予想されるリコンビナントPEPCを大腸菌を宿主として調製し、その性質を調べたが、夜間型とさほど違わなかった。このPEPCもリン酸化のよい基質となったが、収量が悪いため、以後は夜間型を用いた。MーPKの種々のPK阻害剤に対する感受性を調べた結果、カルシウム依存性キナ-ゼである可能性が示唆された。さらにCa^<2+>のキレ-タ-であるEGTAも強い阻害効果を示し、阻害はCa^<2+>により解除された。Ca^<2+>依存性は外国のグル-プによる実験では検出されなかったとの報告もあり、現時点では定説はなく、両者の相違の原因を今後明かにする必要がある。我々の知見によれば、MーPKはCa^<2+>によって活性が調節されることとなり、光シグナルは細胞内のCa^<2+>濃度を上昇させることによって伝達されるという可能性が示唆される。現在、MーPKの精製を行うとともにその構造を明かにするため、cDNAのクロ-ン化を進めている。C4光合成に関与するホテホエノ-ルピルビン酸カルボキシラ-ゼ(PEPC)は光合成の盛んな昼間はリン酸化を受けて活性化され,夜間は脱リン酸化されて低活性型に戻ることが知られている。申請者らは,動物のサイクリックAMP依存性プロテインキナ-ゼ(AーPK)によってもPEPCがリン酸化を受けて同様の活性の変化がもたらされることを見出し,さらにリン酸化部位をSerー15と決定した。本年度は,まずトウモロコシ由来のプロテインキナ-ゼ(MーPK)も同じ部位をリン酸化するのか否かを調べた。MーPKはトウモロコシの緑葉より,硫安分画,ブル-セファロ-スカラムクロマトグラフィ-により部分精製し,PEPCの〔γー^<32>P〕ATPによるリン酸化に供した。リン酸化したPEPCはトリプシンで消化し,C18シリカゲルを担体とするHPLCにかけて, ^<32>Pと含むペプチドを得た。このペプチドの溶出位置は,AーPKによって得られるペプチドと同じであった。さらにこのペプチドはTLCにおいても同じ挙動と示したことから,MーPKもSerー15をリン酸化することが強く示唆された。さらにトウモロコシPEPCのCDNAを発現ベクタ-に組み込んで大腸菌内でつくらせたPEPCについて,その諸性質とリン酸化を調べた。トウモロコシから採取したPEPCは暗条件下のものでも40%ほどリン酸化されていると推定されており,リン酸化を全く受けていないPEPCは大腸菌の組換え体を用いてはじめて可能となる。大腸菌から部分精製したPEPCはたしかに最も強い阻害感受性(アスパラギン酸やリンゴ酸がアロステリックな調節因子)を示し,リン酸化により顕著な感受性の低下と最大速度の増大がみられた。

しかし現在のところ,大腸菌内での発現量が低く,これを基質としてMーPKの精製に用いるのは因難なようである。現在,リン酸化部位を含む合成ペプチドを調製し,基質となるが否かを調べている。C4光合成に関与するホスホエノ-ルピルビン酸カルボキシラ-ゼ(PEPC)は光合成の盛んな昼間はリン酸化を受けて活性化され,夜間は脱リン酸化されて低活性型に戻ることが知られている。このリン酸化の光による調節の分子機構について手がかりを得るため,今年度はトウモロコシ緑葉よりPEPCをリン酸化するプロティンキナ-ゼ(PK)を部分精製し, ^<32>Pで標識したATPから^<32>PがPEPCにとりこまれる活性の測定系を確立した。次に,PKがどのカテゴリ-に入るものかについて手がかりを得るため,協和メデックス社製の一連のPK阻害剤の効果を調べた。PEPCーPKはPK全般を阻害するKー252aおよびミオシン軽鎖キナ-ゼなどカルシウムーカルモジュリン依存性のPKを阻害するKT5926によって強く阻害され(50%阻害に要する阻害剤の濃度(I_<50>)はそれぞれ5.0および2.5μMであった。これに対して,サイクリックAMPやサイクリックGMP依存性のPK阻害剤であるKT5720およびKT5823は全く阻害しなかった。さらにカルモジュリンアンタゴニストであるWー7も本酵素を阻害した。これらの知見から本酵素はCa^<2+>依存性であることが示唆されたので,EGTAの効果を調べたところ、強い阻害を示し,そのI_<50>は1.2μMであった。さらにEGTAの阻害はCa^<2+>によって打ち消されたがMg^<2+>によっては打ち消されなかった。これらの知見はPEPCーPKがCa^<2+>依存性のPKであることを強く示唆するものである。米国のCholletらはトウモロコシの同酵素についてCa^<2+>依存性がなかったと報告しているが,我々の知見はこれとは異っている。Ca^<2+>は光シグナルの伝達因子である可能性があり,我々の知見はこれを支持するものである。今後この酵素のcDNAのクロ-ン化を行い,その構造,発現調節機構などを明らかにしていきたい。
日本の家電産業における輸出マーケティングの研究

本研究の目的は、アメリカにおける家電流通システムとそこにおける日本の家量企業のマーケティング戦略を歴史的に研究することである。戦後日本の家電企業各社のアメリカ市場への参入は、ラジオに始まり白黒テレビ、テープレコーダー、カラーテレビなど電子機器を中心とした輸出から始まった。その時期は1950年代末から1970年代半ばまでは輸出を中心とした進出であった。日本企業が参入した1950年代から60年代初頭においては、アメリカの家電市場はRCAやゼニスを始めGE、モトローラ、エマーソン、フィルコ、シルバニア、マグナボックス、オリンピックなどの代表的な企業によってその流通システムは支配されており、日本のような系列ではないが、専売であった。ここでの流通システムは、マグナボックスとオリンピックが卸売段階を経ないで直接メーカーから小売へと販売していたのを例外として、メーカーから卸売段階、卸売段階から小売段階という2段階の比較的安定した流通システムが形成されており、日本企業のアメリカ市場への参入は極めて困難であった。しかし、1960年代に百貨店や総合小売企業(GMS)が登場し、日本から輸入される家電製品を取り扱うことによって、家電小売部門に参入し、従来の安定した2段階の流通システムを不安定なものにすると同時に、日本企業はアメリカ市場への参入の手がかりを得ることができた。本研究では、上記の状況の分析に加えて、松下電器産業株式会社とシャープ株式会社を中心に、個別企業のアメリカ市場への参入を歴史的視点から具体的に分析した。松下電器は日本の家電メーカーとして、1959年、アメリカ市場に最初に販売会社を設立した企業であった。この販売会社を拠点にセールスレップ(Manufacturer's Sales Representative)を使い、ディストリビュータを通さないで直接ディラーに販売した。ディラーはフランチャイズ制を採用し地域ごとに指定し値崩れを防ぐなどした。この特約ディラーを開拓し販売方針を徹底するのが、セールスレップの役割でもあった。シャープは当初輸出は商社やバイヤーを通して行っていた。しかし、現地ユーザーのニーズに合った商品企画やキメ細かいアフターサービスを展開し、安定した売上げの拡大のためには現地に自社販売網を作る必要があった。そこで1962年にアメリカのニューヨークに現地販売会社を設立し、トランジスタラジオと白黒テレビを中心とする販売を展開し、業績を確実の伸ばした。シャープも松下電器同様セールスレップを積極的に活用した。本研究の目的は日本の家電産業における輸出マーケティングの研究である。本年度はまず第1に、日本の家電企業が、輸出先アメリカ市場に参入した当時のアメリカの家電市場の流通システムが如何なる状態にあったのか、解明することに重点を置いた。第2に、日本の代表的家電企業である松下電器、日立、シャープの輸出マーケティングについて分析することであった。まず第1の課題について明らかになった点は、以下のとおりである。日本の家電企業のアメリカ市場への参入は、ラジオに始まりテレビ、テープレコーダーなど電子機器を中心とした輸出から始まった。当時のアメリカ市場はRCAやゼニス、モトローラ、GE、シルヴァニア、マグナボックスなど代表的な家電企業によって支配されていた。その流通システムはメーカーから卸売業者を経て小売業者へ、さらに小売業者から消費者へという、いわゆるツ-・ステップの流通システムが支配的であった。

このシステムは伝統的システムとも呼ばれ、戦前と戦後1950年代から1960年代初頭までは、メーカーがフランチャイズ契約や公正取引法の適用によって強化し、卸売業者や小売業者をコントロールし、比較的安定していた。ところが、1960年代に小売部門に百貨店や総合小売業(GMS)の巨大小売業の家電の小売部門への参入、小売部門の中から大型小売チェーンの登場し、これらの巨大小売業は日本からの輸入による直接取引で、安い価格でメーカーのNB製品に対抗した。このことはメーカー主導型の流通システムを不安定にし、価格の急落の一つの要因となった。このような事態に直面したメーカーは卸売業者を系列化したり、フランチャイズ契約の締結、公正取引法の適用などによって流通の再編成を強化し、価格の安定を企てようとした。第2の課題である松下電器、日立、シャープの輸出マーケティングについては、予想以上に資料が多く、その資料の収集と聞き取り調査にとどまった。早期に分析し論文にとりまとめる予定である。本研究の目的は、アメリカにおける家電流通システムとそこにおける日本の家電企業のマーケティングを歴史的に研究することである。戦後日本の家電企業各社のアメリカ市場への参入は、ラジオに始まり白黒テレビ、テープレコーダ、カラーテレビなど電子機器を中心とした輸出から始まった。その時期は1950年代末から1970年代半ばまでは輸出を中心とした進出であった。日本企業が参入した1950年代から60年代初頭においては、アメリカの家電市場はRCAやゼニスを始めGE、モトローラ、エマ-ソン、フィルコ、シルバニア、マグナボックス、オリンピックなどの代表的な企業によってその流通システムは支配されており、日本のような系列ではないが、専売であった。ここでの流通システムは、マグナボックスとオリンピックが卸売段階を経ないで直接メーカーから小売へと販売していたのを例外として、メーカーから卸売段階、卸売段階から小売段階という2段階の比較的安定した流通システムが形成されており、日本企業のアメリカ市場への参入は極めて困難であった。しかし、1960年代に百貨店や総合小売企業(GMS)が登場し、日本から輸入される家電製品を取り扱うことによって、家電小売部門に参入し、従来の安定した2段階の流通システムを不安定なものにすると同時に、日本企業はアメリカ市場への参入の手がかりを得ることができた。本研究では、上記の状況の分析に加えて、松下電器産業株式会社とシャープ株式会社を中心に、個別企業のアメリカ市場への参入を歴史的視点から具体的に分析した。松下電器は日本の家電メーカーとして、1959年、アメリカ市場に最初に販売会社を設立した企業であった。
水素結合性フォトクロミック分子を用いた有機強誘電体結晶の光制御

フォトクロミック分子の光反応により、分子間プロトン移動に由来する強誘電物性を可逆的に変化させる有機分子結晶を創製することを目指して、水素結合性のイミダゾールとジアリールエテンフォトクロミック分子を融合した分子を新規に設計・合成した。これらの誘導体の多くは、結晶中においてイミダゾール部分の分子間水素結合により一次元鎖構造を形成し、可逆的な異性化反応によりフォトクロミズムを示した。また、フォトクロミック分子とキラル分子からなる水素結合性2成分結晶について、キラルな結晶構造におけるフォトクロミック分子の不斉光反応を観測した。有機強誘電体結晶の光制御を目指して、イミダゾール環を有する水素結合性フォトクロミック分子結晶を合成した。イミダゾール環の置換基や、光反応部位のアリール環・反応点置換基などを変えた様々な誘導体を合成した。多くの結晶はイミダゾール環の分子間水素結合により一次元鎖構造を構築し、また熱可逆なフォトクロミズムを示すことが確認された。しかし、誘電率の測定において明確な誘電異常は観測されず、分子間プロトン移動は起きていないことが示唆された。分極履歴の測定においても強誘電性を示す履歴曲線の開きは観測されなかった。プロトンが移動しない原因については、一次元鎖構造の対称性が低いためにプロトン移動ポテンシャルが非対称になり、プロトンが1つのサイトに局在し、電場印加下でも隣接分子へ移動できないと考察した。プロトンが移動するためには、移動前後の構造が等価になるような、対称性の高い水素結合一次元鎖を構築する必要があると考えられる。新しい水素結合構造として異種分子との2成分結晶を検討した。ピリジン環を有するフォトクロミック分子とキラルなアルコール分子との2成分結晶は、これら異種分子からなる水素結合一次元鎖を構築し、その空間群はキラルだった。このキラルな結晶場においてフォトクロミック分子の不斉光反応を観測した。イミダゾール環を用いた分子設計により光反応性水素結合一次元鎖を構築できることは分かったが、結晶構造の対称性の要請という問題に直面し、研究期間内には有機強誘電体結晶の発見とその光制御に至らなかった。しかし、水素結合構造の構築、結晶構造の対称性と電気物性の相関、キラル分子との2成分結晶化に関する知見は、将来の光応答性有機強誘電体の設計において有用であり、その実現のためには、水素結合性置換基の位置の変更や異種分子との2成分結晶化などにより、結晶構造の対称性の条件を満たす必要があると考えている。1.光異性化によりプロトン移動挙動を変化させる水素結合性フォトクロミック分子の設計と合成分子間水素結合が可能なイミダゾール部位と光反応部位を融合したフォトクロミック分子の開環体と閉環体について量子化学計算を行ったところ、2つの異性体でイミダゾール窒素原子近傍の静電ポテンシャルが異なり、光異性化により酸・塩基性度が変化することが示唆された。これは、光異性化に伴う結合組み換えによってイミダゾール環の電子構造が変化するためと考えられる。この結果に基づき、イミダゾール環に様々な置換基を導入したフォトクロミック分子を合成した。いずれの誘導体も溶液中で可逆的なフォトクロミズムを示した。紫外光により閉環体が生成した着色溶液を暗所下で放置するともとの無色に戻ったことから、熱可逆なフォトクロミズムであることが分かった。これは光異性化に伴う芳香族性の喪失による閉環体の不安定化が大きいためと考えられる。フォトクロミック分子の基本性能を制御する上での重要な知見を得た。2.水素結合性フォトクロミック分子の結晶構造、強誘電物性、光反応挙動の測定と解析合成した分子の単結晶を作製し、X線構造解析により結晶構造を調べた。予想した通り、イミダゾール部位の分子間水素結合により極性をもつ一次元鎖構造を形成していた。イミダゾール部位のN-H水素原子は隣接鎖間で反平行すなわち反強誘電的な配向をとっていた。光反応部位は光異性化が可能な立体配座をとっていた。単結晶試料について誘電率の温度依存性を測定したところ、100350Kの温度範囲で明確な誘電異常は観測されなかったことから、相転移温度はそれよりも高温域にあることが示唆された。また、単結晶は紫外光と可視光の照射により可逆的なフォトクロミズムを示した。水素結合一次元鎖構造を形成し、なおかつ光反応性を示す有機分子結晶を合成できることを確認した。物質合成については問題なく順調に進行し、反応ステップ数の少ない合成経路により様々な誘導体を合成することができた。また、合成した誘導体はいずれも溶液中でフォトクロミズムを示した。フォトクロミック分子の異性化反応の熱可逆性は、室温付近で完全な光制御を行う上では問題となるが、分子のアリール環を変えることにより閉環体の熱安定性を向上させることが可能と考えている。

単結晶作製についても簡便な溶液からの再結晶法によりX線構造解析に適した単結晶を作製することができた。X線構造解析の結果から、当初の予想の通りにイミダゾール部位の分子間水素結合により一次元鎖構造を形成すること、また光反応部位が光異性化に適した立体配座に固定されることが確認され、実際に単結晶状態でフォトクロミズムを示した。また、単結晶試料について誘電率の測定を行い、電気物性についての知見を得た。以上のように、単結晶状態で水素結合性と光反応性を併せ持つ新規分子を合成したことは光応答性有機強誘電体へ向けての重要な結果である。よって、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価した。引き続き、様々な置換基を有する水素結合性フォトクロミック分子の合成を行う。平成24年度の研究により熱安定性の改善の必要性があることが分かったため、アリール環を変えた分子を合成し、光異性化による芳香族性喪失の度合いを小さくすることにより閉環体の熱安定性の向上を試みる。量子化学計算も並行して行い、実験と計算の両面から機能改善を行う。合成した分子の単結晶を作製し、結晶構造と誘電物性、光反応性の測定・解析を行う。強誘電性と光反応性が確認された結晶について、紫外光および可視光を照射し、光異性化に伴う強誘電物性(誘電率、分極履歴曲線、キュリー温度)の変化を観測する。単結晶試料について電気物性と顕微分光の測定を行うことにより、光反応の進行と物性変化挙動の相関を精査し、光応答性を評価する。得られた知見を新たな分子設計へとフィードバックして物質合成を行い、強誘電物性と光反応性を調整し、機能改善を行う。最終的には室温における熱的に安定で可逆な強誘電物性の光制御を目指す。平成24年度の研究費に残額が生じた主な理由は、反応条件の予備的検討をしなくとも物質合成が順調に進み、物品費(試薬やガラス器具の購入費用)が当初の予想よりも少額で済んだため、またその他として論文投稿料や複写費を計上していたが当該年度は特に必要性が生じなかったためである。平成25年度は、平成24年度の残額と合わせて、置換基やアリール環を変えることにより機能を改善した分子を合成するための試薬やガラス器具、電気物性測定のための導電ペーストや導線の購入費用として有効に使用する予定である。また学会発表のための旅費としても使用する。
小脳顆粒細胞のアポトーシスに伴い制御される細胞死及び可塑性関連遺伝子群の解析

発生の過程で、大過剰に形成された神経細胞はその活動頻度に応じてアポトーシスが抑制され生き残る。その結果、神経活動頻度の高いもののみが回路を形成するという選択が起こる。我々は、外界刺激に応じた神経ネットワークの形成の基礎過程を解明するために、神経活動により制御されると考えられる可塑性及び細胞死関連遺伝子群を明らかにすることを目的として研究を行った。(方法)ラット小脳顆粒細胞を無刺激培地及び刺激培地(NMDA或いはKCl添加培地)で培養し、遺伝子の発現パターンをRT-PCRを用いたmRNA Differential Display法を用いて比較し、発現量に差のある遺伝子のcDNA断片をクローニングした。(結果)小脳顆粒細胞死の誘導及び抑制に伴って発現が上昇する遺伝子の候補をそれぞれ15種類、6種類を捕えた。前者は全て未知の遺伝子であったが、後者は4種類が既知の遺伝子であった。その内、一種類についてはParathyroid Hormone related Protein(PTHrP)であった。PTHrPは悪性腫瘍に伴う高カルシウム血症の原因物質として発見された。この物質は神経系で発現していることは報告されているが、神経系での機能やアポトーシスとの関連については全く分かっていない。今回はこの遺伝子の解析を行った。PTHrPmRNAはアポトーシス抑制条件下でのみ、アポトーシスのcommitment timeである培養2.5日以降に発現の上昇が見られた。またNMDA存在下(アポトーシス抑制条件下)で培養を行った後、AP-5添加によりアポトーシスを誘導すると、この遺伝子の発現が急激に減少した。また小脳顆粒細胞にはPTH/PTHrP receptorが発現しており、このmRNAも同様の制御をうけていた。PTHrPはアポトーシス抑制条件でのみ培養3日以降に培地中に分泌することが確認できた。