hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
定曲率空間の曲面の幾何

「平均曲率一定の曲面の幾何学」に関して以下のような成果を得た。1.研究代表者梅原雅顕は,研究協力者のRossman氏,山田氏と共に3次元双曲型空間の平均曲率1の完備な曲面の全曲率が4π以下の場合と双対全曲率が4π以下のの場合の双方について分類を行い,さらに双対全曲率が8π以下の曲面についても存在や非存在について多くの結果を得た.そして第9回日本数学会国際研究集会においてこの内容について講演を行った.2.研究代表者梅原雅顕は,研究分担者の國分氏および研究協力者の高橋氏,山田氏と上述のH^3の平均曲率1の曲面理論を,ある種の非コンパクト型対称空間の正則ガウス写像をもつ曲面の理論に発展させ,このような曲面についてもChern-Osserman型の不等式が成り立つことを示した.さらに多くの例を構成すると共に,これらの曲面の平均曲率ベクトルの大きさが外の空間の断面曲率に比例することを示した.またこの内容を秋季数学会一般講演で発表した.3.研究代表者梅原雅顕は,以前,研究協力者の相山女史,芥川氏,宮岡女史と3次元球面と3次元ユークリッド空間の平均曲率一定の閉曲面の等長はめ込みの数が有限であることを示したが,本研究では,研究協力者のベルリン工科大学のBobenko氏と共同で3次元双曲型空間の曲面についても同様の結果を示した.これらの研究を推進する過程で,研究分担者と密接に研究連絡を行ない,さらに,構成した具体例の性質を調べるため,国内外の関連の研究者と必要に応じて研究連絡や討論を行った.「平均曲率一定の曲面の幾何学」に関して以下のような成果を得た。1.研究代表者梅原雅顕は,研究協力者のRossman氏,山田氏と共に3次元双曲型空間の平均曲率1の完備な曲面の全曲率が4π以下の場合と双対全曲率が4π以下のの場合の双方について分類を行い,さらに双対全曲率が8π以下の曲面についても存在や非存在について多くの結果を得た.そして第9回日本数学会国際研究集会においてこの内容について講演を行った.2.研究代表者梅原雅顕は,研究分担者の國分氏および研究協力者の高橋氏,山田氏と上述のH^3の平均曲率1の曲面理論を,ある種の非コンパクト型対称空間の正則ガウス写像をもつ曲面の理論に発展させ,このような曲面についてもChern-Osserman型の不等式が成り立つことを示した.さらに多くの例を構成すると共に,これらの曲面の平均曲率ベクトルの大きさが外の空間の断面曲率に比例することを示した.またこの内容を秋季数学会一般講演で発表した.3.研究代表者梅原雅顕は,以前,研究協力者の相山女史,芥川氏,宮岡女史と3次元球面と3次元ユークリッド空間の平均曲率一定の閉曲面の等長はめ込みの数が有限であることを示したが,本研究では,研究協力者のベルリン工科大学のBobenko氏と共同で3次元双曲型空間の曲面についても同様の結果を示した.これらの研究を推進する過程で,研究分担者と密接に研究連絡を行ない,さらに,構成した具体例の性質を調べるため,国内外の関連の研究者と必要に応じて研究連絡や討論を行った.「平均曲率一定の曲面の幾何学」に関して本年度は以下のような成果を得た。1.筆者は研究協力者の熊本大の山田氏、神戸大のRossman氏の協力のもと、現在まで、3次双曲型空間H^3の平均曲率1の曲面について研究を行い、リーマン面上の円錐的特異点をもつ定曲率1の計量との対応を示した。この対応を利用して、研究分担者と情報交換、研究連絡を行いながら、3次元双曲型空間の平均曲率1の完備な曲面について、全曲率が4π以下の場合の分類を完成させた。また、この研究について湯沢における部分多様体小研究会において研究発表を行った。2.さらに、上述のH^3の平均曲率1の曲面理論が、ある種のnon-compact型対称空間のガウス写像が正則になる曲面の理論に拡張できることを発見し、このような曲面を記述する新しい表現公式をつくり、新しい例をいくつか構成した。現在、この種の曲面について、双対絶対全曲率に関するChern-Osserman型の不等式の証明を研究分担者の國分氏、研究協力者の久留米高専の高橋氏、熊本大の山田氏と検討中である。これらの研究を推進する過程で構成した具体例の性質を調べるため、パソコンソフトや周辺機器を購入した。また、国内外の関連の研究者と必要に応じて研究連絡や討論を行った。「平均曲率一定の曲面の幾何学」に関して本年度は以下のような成果を得た。1.筆者は前年度に3次元双曲型空間の平均曲率1の完備な曲面の全曲率について研究を行ったが,今年度は,研究協力者のRossman氏,山田氏と双対全曲率が4π以下の3次元双曲型空間の平均曲率1の完備な曲面について分類を行い,さらに双対全曲率が8π以下の曲面についても存在や非存在について多くの結果を得た.そして第9回日本数学会国際研究集会においてこの内容について講演を行った.2.筆者は前年度,研究分担者の國分氏および研究協力者の高橋氏,山田氏と上述のH^3の平均曲率1の曲面理論を,ある種の非コンパクト型対称空間の正則ガウス写像をもつ曲面の理論に発展させたが,今年度は,新しい例を構成すると共に,これらの曲面の平均曲率ベクトルの大きさが外の空間の断面曲率に比例することを示した.

またこの内容を秋季数学会一般講演で発表した.3.筆者は以前,研究協力者の相山女史,芥川氏,宮岡女史と3次元球面と3次元ユークリッド空間の平均曲率一定の閉曲面の等長はめ込みの数が有限であることを示したが,本研究では,研究協力者のベルリン工科大学のBobenko氏と共同で3次元双曲型空間の曲面についても同様の結果を示した.これらの研究を推進する過程で構成した具体例の性質を調べるため,国内外の関連の研究者と必要に応じて研究連絡や討論を行った.
近代初期イングランドの法学院における文芸活動に関する文化史的研究

法学院が英文学の発展、とりわけエリザベス朝末期からジェイムズ朝にかけての文学作品の革新的な変化に果たした役割の重要性は従来より認識されてきたにもかかわらず、その実態に関して体系的に考察した研究はいまだ海外でもほとんどなされていない。本研究では、法学院という極めて閉鎖的な共同体が宮廷や商業劇場といった外の共同体と密接な関係を構築していた点に着目し、法学院生による活発な文芸活動が、既に進行していた宮廷文学から市民文学への変化を加速させ、以後英文学の主軸となる諷刺文学の台頭の契機となったプロセスを文化史的に跡づける。
食道癌におけるカンナビノイド受容体の機能解明と治療応用

食道扁平上皮癌症例においてカンナビノイド受容体(CB1R)の過剰発現が診断マーカーとなり得ることをみつけた。CB1Rの過剰発現は88症例中54症例で認められた。CB1Rの過剰発現は上皮内癌および浸潤癌のいずれにも同程度に認められ、リンパ節及び遠隔臓器への転移と有意に相関していた。さらに、多変量解析によりCB1Rの過剰発現は独立した予後予測因子であった。食道癌細胞株を用いた機能解析から、CB1Rの過剰発現は増殖能の亢進に関与していることが示唆された。本研究から、生検組織を用いたCB1Rの免疫組織化学は転移および予後の予測に有用と考えられた。これまでに、内因性カンナビノイドの受容体分子(Cannabinoid receptor 1: CB1R)が食道癌組織で過剰発現しており、それが予後の悪化と強く相関していることを見出している。本年度は、CB1Rの発現亢進によって食道癌細胞がどのような悪性形質を獲得しているのかを明らかにした。数種類の食道癌細胞株について、特異的阻害剤や低分子二本鎖RNA (siRNA)、活性分子を用いてCB1Rシグナルパスウェイを不活化あるいは活性化して細胞形質(増殖能・浸潤能・生存能etc)の変動を検証した。食道癌細胞株にCB1R阻害剤であるAM251を添加してCB1Rシグナルパスウェイを遮断したところ、増殖能は有意に抑制された。同様に、siRNAを導入してCB1RのRNA発現をノックダウンしても増殖能の抑制を認めた。以上のことから、食道癌細胞はCB1Rのシグナルパスウェイに依存して増殖能を獲得していることが示唆された。食道癌細胞株をCB1RのリガンドであるMet-F-AEAで刺激してCB1Rシグナルパスウェイの活性化を試みた。予想に反して、リガンド投与による増殖能のさらなる亢進は認めなかった。このことから、CB1Rが過剰発現している食道癌細胞においてはCB1Rシグナルパスウェイはすでに最大限まで活性化された状態にあるのか、あるいはリガンド非依存的に恒常的に活性化されている可能性が示唆された。これまでに、マリファナ様物質である内因性カンナビノイドの受容体分子(Cannabinoid receptor 1: CB1R)が食道癌組織で過剰発現しており、CB1Rを高発現している食道癌症例は低発現症例に比べて、有意に予後が不良であることを示した。さらに、食道癌細胞株ではCB1R依存性に増殖能を獲得していることを見出した。1.食道癌細胞の増殖におけるCB1Rの機能的意義種々の食道癌細胞株をCB1Rの特異的阻害剤であるAM251で処理すると、どの細胞株も増殖は抑制されたが、その効果は細胞株間で異なっていた。抑制効果とCB1Rの発現量に関連性は認めなかったことから、CB1Rより下流のシグナルパスウェイの依存度に起因するものと考えた。2.食道癌細胞の浸潤能獲得におけるCB1Rの関与について食道癌症例において、CB1R発現と臨床病理学的因子を比較検討したところ、高発現症例は低発現症例に比べて、有意にリンパ節転移および遠隔臓器への転移が多いことが分かった。このことから、CB1Rは癌細胞の運動能や浸潤能、さらにはアノイキス(足場を失うことで誘導されるアポトーシス)抵抗性を増強していることが予想される。この仮説を証明するために、CB1R阻害剤処理やsiRNA導入によるCB1Rの不活性化、逆にリガンド刺激によるCB1R活性化によって運動能や浸潤能、アノイキス抵抗性が変化するのかをそれぞれWound-healing assay、Boyden chamberassay、非接着性プレート培養法で調べた。食道癌は予後不良な癌のひとつである。手術療法に加えて、進行癌には化学・放射線療法が適用されるが、予後の大幅な改善には至っていない。その原因として、有効な抗癌剤、特に分子標的薬の開発が進んでいないことが挙げられる。私は、本研究で、マリファナ様物質である内因性カンナビノイドの受容体分子(Cannabinoid receptor 1: CB1R)が食道癌症例で過剰発現しており、診断マーカーおよび治療標的分子としての価値が高いことを見出した。約60%の食道癌症例でCB1R陽性所見を認めた。CB1R発現は、リンパ節および遠隔臓器への浸潤と有意に相関しており、独立予後因子であった。また、CB1R陽性症例では、表層の癌組織(上皮内癌)も深部の癌(浸潤癌)も同程度にCB1Rを発現していたことから、表層部の組織の発現程度を調べることによってその症例のCB1Rの発現動態を把握することが可能であった。このことは、生検組織のCB1Rの免疫組織化学により、転移の有無や予後を予測できることを示唆した。細胞増殖におけるCB1Rシグナルパスウェイの役割は、癌腫によって異なることが報告されている。CB1Rを発現しているヒト食道癌細胞株にCB1R阻害剤を添加すると、有意に細胞増殖が抑制されたことから、食道癌においてはCB1Rシグナルパスウェイの遮断は、分子標的治療として有望であることが示唆された。

CB1Rの過剰発現は上皮内癌および浸潤癌のいずれにも同程度に認められ、リンパ節及び遠隔臓器への転移と有意に相関していた。さらに、多変量解析によりCB1Rの過剰発現は独立した予後予測因子であった。食道癌細胞株を用いた機能解析から、CB1Rの過剰発現は増殖能の亢進に関与していることが示唆された。本研究から、生検組織を用いたCB1Rの免疫組織化学は転移および予後の予測に有用と考えられた。本年度の研究項目は以下の3点であった。1.食道癌細胞の増殖能亢進におけるCB1Rおよびそのシグナルパスウェイの機能的意義の解明2.食道癌細胞の浸潤能および生存能におけるCB1Rの機能的意義の解明3.食道癌移植マウスモデルの構築1については、食道癌細胞株間のAM251による増殖抑制効果の違いについて検討を行い、CB1R発現量とは相関しないことが分かった。そこでCB1R以下のシグナルパスウェイの活性化を調べ、それらとの相関性を検討している。2については、通常浸潤能を調べる際に用いられるBoyden chamberassayには利用できない細胞株が複数あったので、他の細胞株を入手しているところである。3に関しては、テトラサイクリン存在下でCB1R発現が消失する細胞株の樹立を試みているところであり、これまでに数クローンの選別に成功している。これらが移植細胞として使用できるかを確認している。いずれの研究項目も計画に沿った実験が遂行され、着実に成果を挙げていると考える。医学これまでの研究成果より、CB1Rが食道癌の発症・進展に関わる分子であり、さらに患者の予後を予測し得る因子であることが示された。本研究の今後の方向性を以下に挙げる。1.CB1RおよびCB1Rシグナルパスウェイの治療応用CB1R発現によって癌細胞にもたらされるシグナルパスウェイを網羅的に探索して、治療標的となり得る分子を同定する。具体的には、食道癌細胞株の網羅的発現解析とプロテオーム解析を行い、得られたデータをパスウェイ解析することで、候補分子を抽出する。2.CB1RおよびCB1Rシグナルパスウェイの早期診断法開発への応用これまでの知見から、CB1Rの発現は癌の浸潤深度に相関せず、上皮内癌でも高頻度に発現していることが明らかになっている。したがって、CB1Rの発現誘導に伴って細胞外に産生される分子が存在すれば、それは食道癌の新規マーカーとなり得る。上記の網羅的解析で得られたデータから診断マーカー候補分子も同時に抽出して、その可能性を検討したいと考えれいる。当初の本年度の研究項目は以下の3点であった。1.食道癌の増殖能亢進におけるCB1Rの機能的役割の解明2.食道癌の浸潤能・生存能亢進におけるCB1Rの機能的役割の解明3.食道癌移植マウスモデルの構築このうち1については、食道癌細胞株を用いた解析がすべて完了して明解な結果を得ることができた。2については、いくつかの予備実験を試行することにより、至適な実験条件を設定できたので、近日中に本実験を施行する予定である。3については、免疫不全マウスに移植可能な食道癌細胞株の選定と、移植細胞数および移植方法の決定、移植後の細胞の増殖・浸潤動態の把握を現在進めているところである。いずれの研究項目も計画に沿って実験が遂行され着実に成果が得られているものと考える。
硬化した高炉水砕スラグの破壊・自己修復能力の定量化

高炉水砕スラグは潜在水硬性によって硬化後,地震などの外的負荷によって破壊等が生じた場合においても,再び強度・変形特性が回復する自己修復能力を有することを確認している.そこで,未水和スラグと自然環境下において著しく硬化が進行した施工後11年経過した盛土スラグを用いて,一度硬化した水砕スラグを解砕再養生し,水和反応と強度の変化を実験的に調べ,自己修復能力を定量的に評価した.さらに,得られた一連の試験結果から,養生環境,養生温度,破壊履歴の有無を考慮した水砕スラグの強度予測に資する実験式を提案した.本研究では,高炉水砕スラグが一度硬化した場合においても,粒子内に未水和反応部が存在すると予測している.そのため,初期硬化後に地震などによって負荷を受け,地盤中にせん断による破断面等が生じた場合にも,せん断面において新たな粒子間接点が生じ,カルシウムイオンの流出により,自己修復する可能性がある.そこで,本研究では,高炉水砕スラグが初期硬化後にせん断破壊が生じた場合にも破断面が再硬化し,自己修復することを明らかにするとともに,自己修復能力の基礎的特性とそのメカニズムを明らかにすること,さらに,硬化の程度と自己修復能力との関係について定量的評価を行うことを目的としている.試料としては平成23年度から継続して用いているフレッシュな水砕スラグと試験盛土の0.3m/層の範囲から採取後,解砕してふるい分けを行った水砕スラグを用い,所定の期間養生した供試体に対して再養生期間と硬化の関係についてさらに詳細に調べた.その結果,自然環境下で硬化した水砕スラグは,せん断抵抗角をほぼ一定に保った状態で粘着力が発現することを再確認した.さらに,養生前後の供試体から採取した水砕スラグ試料に対して電子顕微鏡観察を行うとともに,新たに,サリチル酸・アセトン・メタノール溶液を用いた選択溶解法を導入し,水砕スラグの水和反応率を調べ,自己修復能力の定量的評価への適用の可能性について調べた.その結果,水和反応率と電子顕微鏡観察結果から水砕スラグは再養生中においても,水和反応が継続して起こり,生成した水和物による粒子間のセメンテーション効果が強度増加を引き起こすことが示唆された.さらに,試験盛土からサンプリングした水砕スラグを解砕後再養生した場合においても,粘着力の増加が確認でき,自然環境下で硬化した水砕スラグにおいても,せん断破壊後も潜在水硬性が保持され再硬化することが示された.高炉水砕スラグを地盤材料として適用し,地盤が硬化した場合,地盤が硬化後も粒子内には未水和反応部が残存するとの予測のもと,地盤が初期硬化後に地震などによって負荷を受け,地盤内に破断面等が生じた場合においても,破断部においては粒子破砕等によって,粒子間接点が生じ,一定期間放置後に新たな未水和反応部からのカルシウムイオンの流出により,再硬化(自己修復)する可能性がある.そこで,本研究では一度硬化した水砕スラグを解砕再養生し水和反応率と強度の関係を実験的に調べ,自己修復能力を定量的に評価した.さらに,得られた一連の試験結果から,養生環境,養生温度,破壊履歴の有無を考慮した高炉水砕スラグの強度予測に資する実験式を提案した.得られた主な結論は以下のとおりである.水和反応率には強度発現に対する閾値が存在し,それ以上の値を示したときに自重に耐えて自立すること,養生環境が異なると水和物の生成量やその強度への寄与率に差異があることがわかった.未水和スラグと自然環境下において著しく硬化した施工後11年経過した盛土スラグを用いて自己修復能力について定量的に評価を行った.その結果,水和反応は硬化履歴に依らず一様に進行することから,解砕履歴が水和反応の進行に及ぼす影響は小さいこと,硬化期間が長期にわたると水和物によるセメンテーション効果が発揮されにくいこと,さらに,硬化履歴を有する水砕スラグの自己修復能力は未水和スラグと比較し,6割程度であることが明らかとなった.さらに,水和反応率と時間との関係,一軸圧縮強さと水和反応率の関係を評価する式を見出し,これらの式から,一軸圧縮強さと養生時間の関係,および硬化した水砕スラグの自己修復能力を表す式を見出した.高炉水砕スラグは潜在水硬性によって硬化後,地震などの外的負荷によって破壊等が生じた場合においても,再び強度・変形特性が回復する自己修復能力を有することを確認している.そこで,未水和スラグと自然環境下において著しく硬化が進行した施工後11年経過した盛土スラグを用いて,一度硬化した水砕スラグを解砕再養生し,水和反応と強度の変化を実験的に調べ,自己修復能力を定量的に評価した.さらに,得られた一連の試験結果から,養生環境,養生温度,破壊履歴の有無を考慮した水砕スラグの強度予測に資する実験式を提案した.高炉水砕スラグは銑鉄の製造過程で生成される副産物であり、水と反応して硬化する性質(水硬性)を有する。地盤材料としての適用方法が検討され、すでに港湾構造物等における液状化対策など硬化が必要な構造物への施工実績がある。しかし、硬化後、地震等によって負荷を受けたスラグ構造物に対する維持管理・補修に対する検討は行われていない。本研究では、高炉水砕スラグの初期硬化後にも残存すると考えられる未水和反応部に着目し、硬化後破壊した高炉水砕スラグの再硬化特性(自己修復能力)に関する基礎的特性を把握するとともに、その定量化を試みることを目的とする。

試料は、製鉄所から出荷された高炉水砕スラグ(水砕スラグA)及びスラグ試験盛土からサンプリングした高炉水砕スラグ(水砕スラグB)である。実験手順としては、養生した供試体をせん断後、ふるいにかけ再養生後、せん断を行った。養生条件は、水砕スラグAについては、初回および再養生ともに同日数で養生し、初回養生日数1ヶ月供試体は、せん断後に1ヶ月間再養生した後にせん断を行った。同様の手順で、養生日数2ヶ月(初回および再養生ともに養生日数2ヶ月)、養生日数4ヶ月(初回および再養生ともに養生日数4ヶ月)の供試体に対して試験を行った。水砕スラグBは、施工後10年経過しているため著しく硬化しており、この期間を初回養生とし、サンプリング後に細かく砕き、相対密度が80%となるように供試体を作製し、1ヶ月および2ヶ月間養生を行い、これを再養生供試体とした。その結果、水砕スラグAおよび水砕スラグBともに、初回養生供試体、再養生供試体の両者で未硬化時の供試体と比較をすると大幅に強度増加していることが明らかとなった。このことより、高炉水砕スラグは、硬化後にせん断しても潜在水硬性は保持されており、再硬化することが確認できた。掲載済み論文として、○「軽量盛土材として用いた高炉水砕スラグの特性の経年変化」,:地盤工学ジャーナル,第7巻,第1号,339349頁, 2012年、○硬化した高炉水砕スラグの自己修復特性に関する考察,第10回地盤改良シンポジウム論文集, 12-2, pp.463-466, 2012,○地盤工学材料としての高炉水砕スラグの再硬化特性、第64回土木学会中国支部研究発表会発表概要集,III-20,2012, ○著しく硬化した高炉水砕スラグの再硬化特性に関する研究,第64回土木学会中国支部研究発表会発表概要集,III-21,2112, ○硬化後長期間放置した高炉水砕スラグの再硬化特性に関する研究,第47回地盤工学研究発表会, 238, pp.473-474, 2012,○一度硬化した高炉水砕スラグの自己修復特性,土木学会第67回年次学術講演会,III-023,pp.45-46, 2012,がある。本研究では,1)高炉水砕スラグが初期硬化後にせん断破壊が生じた場合にも破断面が再硬化し,自己修復することを明らかにするとともに,2)自己修復能力の基礎的特性とそのメカニズムを明らかにすること,さらに,3)硬化の程度と自己修復能力との関係について定量的評価を行うことを目的としている.これらの研究目的において,1)については,初期硬化後にせん断破壊が生じた場合でも,再養生することによって粘着力が増加することから,再硬化することが確認された.2)については,初期硬化の程度と再硬化の関係についてすでに多くの結果を得ているが,平成25年度も継続して実験を行う.また,平成24年度に,自己修復能力の定量化を行う手法を種々試みた結果,水和反応率の変化と再硬化時の強度の相関関係を用いることによって,再硬化時の強度を定量的に評価できる可能性があることを見出した.
肝臓における糖脂質代謝関連遺伝子の発現制御機構の解析

各種転写因子による糖脂質代謝関連酵素遺伝子の発現制御機構を検討した。転写因子KLF15は糖新生系酵素遺伝子及びアミノ酸異化系遺伝子の発現制御に重要な機能を果たすとともに、その発現抑制により糖尿病モデル動物の高血糖の改善に繋がることが明らかとなった。また、転写因子Stra13はSREBP1cの発現制御を介して脂肪酸合成系遺伝子の発現制御に関わり、その発現抑制によって高脂血症が改善することも明らかとなった。転写因子KLF15の糖新生系酵素遺伝子の発現制御における機能について解析した。培養肝細胞にアデノウイルスベクターを用いてKLF15を強制発現すると糖新生系酵素遺伝子に加えて、アミノ酸異化系酵素の遺伝子発現が増強した。培養肝臓細胞にcAMPを作用させると、糖新生系酵素遺伝子の発現は増強するが、shRNAを用いてKLF15の発現を培養肝臓細胞で抑制した細胞では、cAMP依存性の糖新生系酵素遺伝子発現増加作用は著しく抑制された。転写コアクチベーターであるPGC1αは、糖新生系酵素の発現制御に関わることが知られているが、細胞内でPGC1αとKLF15は結合すること、PGC1αとKLF15を同時に強制発現すると、糖新生系酵素遺伝子の発現が相乗的に刺激された。以上の結果からPGC1αとKLF15は協調して糖新生系酵素遺伝子の発現を誘導すると考えられた。肥満2型糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウスの肝臓ではKLF15の発現が増強しているが、shRNAを用いて肝臓特異的にKLF15の発現を抑制すると、db/dbマウスの肝臓のKLF15の発現が糖新生系酵素遺伝子やアミノ酸異化系酵素遺伝子の発現は低下し、それに伴って糖新生の抑制と血糖の低下を認めた。また抗糖尿病薬であるメトホルミンは糖新生系酵素の遺伝子発現を抑制することが知られている。培養肝細胞にメトホルミンを作用させると、KLF15の発現も低下した。以上の結果から、KLF15は糖新生系酵素遺伝子とアミノ酸異化系酵素遺伝子の生理的な発現制御因子であり、2型糖尿病治療の標的分子として有用であると考えられた。転写因子KLF15の糖新生系酵素遺伝子の発現制御における機能について、特に抗糖尿病薬メトホルミンの作用機構との関連について解析を行った。培養肝細胞をメトホルミン処理すると、KLF15の発現とともにPEPCKやHPDの遣伝子発現が低下した。メトホルミン処理した細胞にアデノウイルスを用いて外来性にKLF15を再発現させると、メトホルミンによるPEPCKやHPDの遺伝子発現抑制作用がほぼ完全に消失した。以上の結果より、メトホルミンの糖新生抑制作用はKLF15の発現抑制により生じることが示唆された。また、メトホルミンによるKLF15の発現抑制は遺伝子発現の抑制とともに、ユビキチン化を促しプロテアソーム依存性の蛋白分解を促進させることによっても生じることが明らかとなった。また、メトホルミンのKLF15蛋白の分解を促進作用はAMPK依存性であることも明らかとなった。個体レベルでメトホルミン作用へのKLF15の関与の詳細について検討するため、グルコースクランプ法によりメトホルミンによる肝糖産生抑制作用への影響を検討した。メトホルミンの投与により、肝臓におけるKLF15、糖新生系酵素、アミノ酸異化系酵素の発現は低下したが、アデノウイルスを用いて肝特異的にKLF15を再発現させることにより、これらの遺伝子発現の低下は回復した。さらに、外来性にKLF15を再発現させたマウスではメトホルミン投与による肝糖産生抑制作用は減弱し、個体レベルにおいてもKLF15はメトホルミンの糖産生抑制作用の発現に重要な役割を果たすことが示唆された。また、転写因子Stra13の機能についても解析を行いStra13はインスリンによるSREBP1cの発現誘導を通じて個体レベルの脂質代謝制御に重要な機能を果たすことも明らかとなった。
マルテンサイト系耐熱鋼のクリープ余寿命評価法の開発

マルテンサイト系耐熱鋼は化学プラントや火力発電、原子力発電などの高温・高圧部に使われる重要な高温構造材料である。発電プラントの発電効率の向上や地球温暖化ガスの発生抑制のためには蒸気温度、圧力をより高温・高圧にする必要がある。ところが、現在、火力発電などに用いられている耐熱鋼はすでに20年間使用されたものもあり、これからあと何年使用できるか、材料の寿命診断を精度良く行う必要がある。そこで本研究では、マルテンサイト組織の特徴を利用した高温クリープ余寿命評価法を開発することを目的とした。また、クリープ曲線をΩ解析して、組織劣化因子とΩ値の関係を明らかにすることも目的とした。これまで、本研究で導入した結晶方位解析システムを用いて、改良9Cr-1Mo鋼およびVとNbを添加した高Cr鋼のマルテンサイト組織をブロック境界とパケット境界に着目して定量的な組織解析を行ってきた。特に高Cr鋼では、Vの添加量を変化させてもマルテンサイト組織に大きな変化はなかったが、Nbの添加量増加に伴い、旧オーステナイト粒径が微細になることを明らかにした。また、クリープ曲線をΩ解析した結果、V添加量の増加によりΩ値が上昇し、Nb添加量の増加によりΩ値が減少することを明らかにした。最終年度では、VとNbを添加した高Cr鋼の微細組織をTEM、HAADF-STEMおよびSTEM-EDSにより詳細に解析し、各鋼種に存在する析出物を同定した。その結果、V単独添加により(Cr,V)析出物がラス境界を被覆することでラス境界の移動を抑制し、Nb単独添加によりラス内のMX型の析出物が転位運動を抑制することでクリープ強度を向上させていることが示唆された。また、VとNbの複合添加では、これらの加算則が成り立ち、クリープ強度の大幅な向上が起きることを明らかにした。さらに複合添加鋼では、しきい応力近傍でΩ値が上に凸の応力依存性を有しており、変形機構が遷移することをΩ値の変化から判別できることを明らかにした。また、クリープ曲線をΩ解析して、組織劣化因子とΩ値の対比を行う。本研究で導入した結晶方位解析システムを用いてマルテンサイト系耐熱鋼のブロック境界とパケット境界の定量的な判別が可能であることが分かった。すなはち、ブロック境界は隣接する結晶の共通回転軸が<110>で回転角が10°、50°および70°であった。パケット境界の回転軸には特定の軸は見出せなかったが、<122>のものが多いことが明らかになった。代表的なマルテンサイト系耐熱鋼である改良9Cr-1Mo鋼の初期組織とクリープ破断材の組織を結晶方位解析システムで解析し、ブロック境界の変化を比較した。その結果、方位差が50°60°の境界が、破断試料で著しく減少していることが明らかになった。この結果は、クリープ破断にブロック境界が非常に大きな影響を及ぼしていることを示唆している。

Ω法によって改良9Cr-1Mo鋼のクリープ曲線の解析を行った結果、Ω値は従来報告されている応力依存性、すなわち負の応力依存性とは異なる依存性を示すことが明らかになった。この結果は低応力域ではブロック境界で粒界すべりが起こっていたことを示唆しており、クリープ破断の直接的な原因は粒界すべりであると推論される。以上の知見とさらなる組織解析を行って、余寿命評価法を確立させる。マルテンサイト系耐熱鋼は化学プラントや火力発電、原子力発電などの高温・高圧部に使われる重要な高温構造材料である。発電プラントの発電効率の向上や地球温暖化ガスの発生抑制のためには蒸気温度・圧力をより高温・高圧にする必要がある。ところが、現在、火力発電などに用いられている耐熱鋼はすでに20年間使用されたものもあり、これからあと何年使用できるか、材料の寿命診断を精度良く行う必要がある。そこで本研究では、マルテンサイト組織の特徴を利用した高温クリープ余寿命評価法を開発することを目的とした。また、クリープ曲線をΩ解析して、組織劣化因子とΩ値の対比を行う。昨年度、本研究で導入した結晶方位解析システムを用いて、マルテンサイト系耐熱鋼である改良9Cr-1Mo鋼のブロック境界とパケット境界の定量的な判別を行った。今年度研究対象とした耐熱鋼は高クロム鋼であり、バナジウム(V)やニオブ(Nb)の量を調整して添加したものである。結晶方位解析の結果、全ての鋼種において旧オーステナイト粒界、パケット境界およびブロック境界が判別可能なマルテンサイト組織を有していた。Vの添加量を変化させても旧オーステナイト粒径などマルテンサイト組織に大きな変化はなかったが、Nbの添加により旧オーステナイト粒径が小さくなり、組織に影響を与える添加物の効果を明らかにできた。これらの鋼種についてΩ法によるクリープ曲線の解析を行った結果、V添加量の増加によりΩ値が上昇し、Nb添加量の増加によりΩ値が減少することを明らかにした。マルテンサイト組織や析出物との相関により、これらの現象が生じたと考えられ、来年度はTEMを用いた解析も行い、詳細に組織因子とクリープ挙動の相関をつかみ、余寿命評価法を確立させる。発電プラントの発電効率の向上や地球温暖化ガスの発生抑制のためには蒸気温度、圧力をより高温・高圧にする必要がある。また、クリープ曲線をΩ解析して、組織劣化因子とΩ値の関係を明らかにすることも目的とした。これまで、本研究で導入した結晶方位解析システムを用いて、改良9Cr-1Mo鋼およびVとNbを添加した高Cr鋼のマルテンサイト組織をブロック境界とパケット境界に着目して定量的な組織解析を行ってきた。特に高Cr鋼では、Vの添加量を変化させてもマルテンサイト組織に大きな変化はなかったが、Nbの添加量増加に伴い、旧オーステナイト粒径が微細になることを明らかにした。
高解像度リモートセンシングによるスーダンでの水資源管理と寄生雑草管理に関する研究

本研究は,乾燥地域における水資源の高度利用と寄生雑草防除への寄与を目的として,高解像度リモートセンシングによる水資源管理と、同リモートセンシングによる寄生雑草管理という2つの課題を検討するものである.本年度は,各種の潅漑効率指標に基づいて,スーダン・ゲジラ潅漑地区における潅漑効率の評価を実施した.本研究は,乾燥地域における水資源の高度利用と寄生雑草防除への寄与を目的として.高解像度リモートセンシングによる水資源管理と、同リモートセンシングによる寄生雑草管理という2つの課題を検討するものである.本年度は,主に前者を中心とする研究を実施した.スーダン・ゲジラ潅漑地区における衛星リモートセンシング情報を活用した蒸発散量の空間分布推定及び作物係数の推定については,当該の外国人特別研究員が検討してきた課題であるが,これを次のように発展させた.まず,日単位,月単位の実蒸発散量分布図,作物,土地利用ごとに分類された月単位の作物係数分布図を作成した.次いで,それらの情報に基づいて,アブデルハカンブロックを対象として11支線用水路の必要水量がそれぞれ計算され,現地の支線用水路ゲート地点で実測された実取水量との比較がなされた.その結果,実取水量は,いずれの支線でも必要水量を下回っていること,その充足度は,最低の0.37から最高の0.98まで.支線によって差があることが示された.一方,寄生雑草管理については,ストライガ繁殖域の分光反射特性を計測するためのシステムが設計され,必要機材が購入されたが,まだ準備段階にとどまっており,平成20年度にスーダンにおいて分光反射率の実測を行う予定である.研究開始が平成19年10月下旬であったため,まだ論文の公表等には至っていないが,平成20年10月に京都で開催される国際会議Hydro Change 2008に向けて論文投稿を終えており,同会議にて上述の成果を発表する予定である.本研究は,乾燥地域における水資源の高度利用と寄生雑草防除への寄与を目的として,高解像度リモートセンシングによる水資源管理と、同リモートセンシングによる寄生雑草管理という二つの課題を検討するものである.本年度は,小麦畑における蒸発散量,収量,水使用効率の相互関係について検討するとともに,ストライガ繁殖域の分光反射特性調査を実施した.まず,スーダン,ゲジラ潅漑地区における水資源の高度利用に関する研究では,衛星画像データと地上気象データを利用して,熱収支法に基づく蒸発散量推定アルゴリズムであるSEBALで実蒸発散量の空間分布を求めた後,8個ある潅漑地区毎に,地区内圃場の冬期蒸発散量及び水使用効率(収量/蒸発散量)の変動係数を計算した.その結果,水使用効率にかなり大きなばらつきが生じており,水使用効率をより高める余地のある圃場が存在することが示された.また,蒸発散量と収量,蒸発散量と水使用効率の関係を調べたところ,冬期蒸発散量が増大すれば収量,水使用効率も増大するが,冬期蒸発散量がおよそ450mmを越えると,収量と水使用効率が低下し始めることが分かった.一方,寄生雑草防除に関する研究では,2008年10月に特別研究員のBashirがスーダン,ガダーレフ地区における現地調査を実施した.ストライガ繁殖時期の適当な高解像度衛星画像が入手できていないため,現地へのリモートセンシングの適用にはまだ至っていないが,リモートセンシングによるストライガ繁殖域把握の可能性を検討するために,ストライガ繁殖域における分光反射特性を実測して,反射光の波長と反射率の関係図を作成した.なお,第13回国際水工学会議(エジプト・ハルガダ)において,Bashir他による論文「水分不足量と水使用効率の診断のためのリモートセンシング」がFirst Awardを受賞した.本研究は,乾燥地域における水資源の高度利用と寄生雑草防除への寄与を目的として,高解像度リモートセンシングによる水資源管理と、同リモートセンシングによる寄生雑草管理という2つの課題を検討するものである.本年度は,各種の潅漑効率指標に基づいて,スーダン・ゲジラ潅漑地区における潅漑効率の評価を実施した.
重症感染症下におけるアミノ酸主体高カロリー輸液と蛋白代謝に関する研究

体重450500gの雄性Wistar系ラットを用いて〔1-^<14>C〕-leucineの持続静注法による全身蛋白代謝およびロイシン代謝動態の解析法を確率した。当初の予定に比べ,呼気中^<14>CO_2回収システムの完成まで時間を要したため,盲腸結紮・穿刺ラット(重症感染モデル)における検討は出来なかった。確立した実験系で得られた蛋白,ロイシン代謝指標の各値はいずれも理にかなった値であり,今後の重症感染症時の蛋白,ロイシン代謝の研究に役立てたい。すなわち,市販のアミノ酸製剤:プロテアミンRにL-〔1-^<14>C〕-ロイシンを混じ,1.0ml/100g体重/hrの速度で持続静注した。これは、ロイシン:2.73mg/kg/day,^<14>C-ロイシン:250nCi/100g体重/hrに相当する。投与開始後2時間目,4時間目で呼気の回収と採血を行い,分析に供した。アイソトープ投与開始後4時間目では血漿中^<14>C-ロイシン比活性と呼気中^<14>CO_2放射能のplateinが得られた。equilibration time:4時間で十分と判断された。これらの実測値から以下の値が算出された。血漿ロイシンflux:1334mg/kg/day(平均値:以下同様),ロイシン酸化速度:425mg/kg/day,蛋白合成に取り込まれるロイシン速度(量):909mg/kg/day.体蛋白合成速度:11.6g/kg/day,アミノ酸酸化速度:5.5g/kg/dayおよび体蛋白分解速度:14.7g/kg/dayであった。ラットの呼気中^<14>CO_2放射能(比活性)を測定するための,呼気回収装置については,市販のラット用代謝測定ケージを一部改良して用いる計画であるが,最近本邦のもののほか外国製の性能に優れた代謝測定ケージも数種市販されているので,新めて資料を取り寄せ,本実験に最も適する装置が何かを検討しているところである。血中^<14>C-ロイシン比活性の測定法については,高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の溶媒等の運転条件を,十分なロイシンの分離能と迅速性が得られるように再検討している。これは,全くの予備的実験であるので,非放射性の標準アミノ酸溶液,実際のラットの血清を用いて,行っているところである。代謝ゲージによるCO_2回収システムを確立するに至っていないため,経時的に血中^<14>C-ロイシンおよび呼気中^<14>CO_2比活性(放射能)を追跡し,これらのプラトー値が得られるような〔1-^<14>C)-ロイシンの持続投与速度,および採血時間等についての基本的なデータを得るまでには到達出来ない状態である。基礎的データの確保に向け,順次検討を重ねているところである。ラットの呼気中^<14>CO_2放射能(比活性)を測定するための呼気回収装置について、平行して輸液ルートも維持出来るようにいろいろ工夫,改良を加えている。すなわち,ラジオアイソトープを投与しないラットを対象としてin vivoで呼気回収装置を評価しつつ,装置の完成に努めた。主としてCO_2回収システムが確立されていないため,〔1-^<14>C〕-ロイシン持続静注法による蛋白代謝動態解析法が実施出来るに至っていない。

以上,全般的に当初の研究計画に比べ,研究が遅れ気味であるが,今後早急に実験法を確立し,"侵襲下に於てアミノ酸主体高カロリー輸液が従来よりの標準的な高カロリー輸液に比べ優れているか否かについて蛋白代謝動態の面から評価を下したい。体重450500gの雄性Wistar系ラットに〔1-^<14>C〕-leucineの持続静注法を実施し,全身蛋白および全身ロイシン代謝動態の解析を行った。当初の予定に比べ,呼気中^<14>CO_2回収系の完成まで時間を要したため、盲腸結紮・穿刺ラット(重症感染モデル)における検討は出来なかった。確立した実験系から得られた測定値は理にかなった値であり,今後重症感染症の蛋白,ロイシン代謝研究に役立てたい。すなわち,市販のアミノ酸製剤:プロテアミン12に〔1-^<14>C〕-ロイシンを混じ,1.0ml/100g/hrの速度で持続静注した。(これは、ロイシン2.73mg/kg/day,^<14>C-ロイシン250nCi/100g/hrに相当する)。投与開始後2時間目,4時間目で呼気の回収と採血を行い,分析に供した。4時間目では血漿中^<14>C-ロイシン比活性と呼気中^<14>CO_2放射能のplateauが得られ,これらの実測値から次の値が算出された。血漿ロイシンflux(平均値以下も同様):1334mg/kg/day,ロイシン酸化速度:425mg/kg/day,蛋白合成に取り込まれるロイシン速度(量):909mg/kg/day,蛋白合成速度:11.6g/kg/day,アミノ酸酸化速度:5.5g/kg/day,蛋白分解速度:14.7g/kg/dayであった。
アミロイドPETにおける自動定量評価法の開発

アミロイドPETにおいて正確かつ簡便な定量評価を実施するために、初年度(2016年度)は(1)MRIが不要な、PET画像のみを用いた解剖学的標準化手法の開発、ならびに(2)アミロイドPET定量評価用の関心領域(Region-of-interest: ROI)テンプレートの製作を行った。(1)と(2)の成果を組み合わせることにより、アミロイドPETの自動定量評価手法を確立した(Akamatsu G, et al. Physics in Medicine and Biology. 2016;61:5768-5780)。次年度(2017年度)は確立した手法を広く普及させるために必要な、汎用PCで動作する解析プログラムの製作を行った。本解析プログラムにより、高価なソフトウェアを必要としなくても、アミロイドPETの定量評価が実施できることを確認した。さらに、発展的内容として、脳標準座標系にて画素毎に統計的な解析を行う手法を開発し、狭い領域に限局したアミロイド集積を客観的に検出できることを確認した。最終年度(2018年度)は、確立した自動定量評価手法に関する米国特許を取得した(US10055665)(日本では特許出願中)。発展的内容として取り組んだ統計的画像解析手法を、認知症研究データベースから取得した166例の臨床画像に適用し、アミロイド集積の検出や経時的評価に有用であることを示した。研究成果を学術論文として執筆し、まもなく学術雑誌に投稿する予定である。アミロイドPETにおける正確な定量評価を実施するために必要な要件として、評価者による差がないこと、再現性がいいこと、アミロイドβが特異的に沈着する領域に精度よく関心領域(region-of-interest: ROI)が設定できること、簡便であることなどが挙げられる。これらの要件を満たすために、平成28年度は(1)MRIが不要な、PET画像のみを用いた解剖学的標準化手法の開発、および(2)アミロイドPET定量評価用のROIテンプレートの開発に取り組んだ。(1)では、アミロイドPETは陽性と陰性で脳内の放射能分布が大きく異なる点に着目した。解剖学的標準化処理を行う際の標準脳は通常1種類であるが、本研究では陽性標準脳と陰性標準脳の2種類を用いる、いわゆるアダプティブテンプレート法を採用した。これにより、アミロイドPET画像のみでの解剖学的標準化を可能にした。(2)では、陽性標準脳と陰性標準脳をそれぞれ閾値処理し、陽性標準脳から「特異的および非特異的に集積する領域(主に灰白質と白質)」を、陰性標準脳から「非特異的に集積する領域(主に白質)」を抽出し、その差分を取ることによって「アミロイドが特異的に集積する領域(主に灰白質)」を作成した。その領域を基に、アミロイドPET定量評価用のROIテンプレートを作成した。当初の想定よりも順調にアミロイドPET画像データが収集できたこと、ならびに開発した新しい定量評価手法が期待通りの結果を示したことから、初年度に学術論文を発表できた。アミロイドPETにおける正確かつ簡便な定量評価を実施するために、平成28年度(昨年度)は(1)MRIが不要な、PET画像のみを用いた解剖学的標準化手法の開発、および(2)アミロイドPET定量評価用の関心領域(ROI)テンプレートを作成した。(1)と(2)の成果を組み合わせることにより、アミロイドPETの定量評価手法を確立した(Akamatsu G, et al. Physics in Medicine and Biology. 2016;61:5768-5780)。平成29年度(本年度)は確立した手法を広く普及させるために必要な、汎用PCで動作する解析プログラムの作成を行った。さらに、発展的内容として、標準脳座標系にて画素毎に統計解析を行う方法を開発し、狭い領域に限局した異常集積を検出できることを確認した。開発した新しい定量評価手法が期待通りの結果を示し、初年度に学術論文を発表できたため、より発展的な内容に取り組むことができた。

平成29年度は、多施設で撮像されたアミロイドPET画像を対象に、本研究で開発した新しい定量評価手法の有用性を検証するとともに、自動解析プログラムとしての実用化を目指す。これまでに製作した、汎用PCで動作する自動解析プログラムの有効性を臨床画像を対象に検証し、実用化を目指す。研究開発に必要な物品費は主に初年度に計上しており、十分な研究開発環境が整ったため、今年度は物品費の支出が0となった。来年度(最終年度)は研究成果のまとめとなるため、主に解析プログラムの検証のための消耗品費および研究成果発表のための旅費を計上する。
リチウム長期投与における大脳皮質内のプロテインキナーゼCの変化

申請者は3mMリウチムを5週間一日二回皮下投与したラットの大脳皮質において、プロテインキナーゼC(PKC)の各サブタイプ別の分布をイムノブロットを用いて調査した。血中リチウム濃度は0.781±0.401mM/lと有効範囲内にあった。α,β,γ-PKCの分布は、リチウム長期投与後には変化は認められなかった。しかし、ε,δ-PKCは、リチウム投与後に細胞質成分では減少し、膜成分で増加していた。さらに、粗シナプトゾームにPDBu,Ca^<2+>を添加し、PKCを活性化した結果では、α,γ,ε,δ-PKCのPDBuによる転移はリチウム投与後、明らかに抑制されていた。β-PKCのみPDBuによる転移は対照群と比較してほぼ同程度であった。リチウム投与後のCa^<2+>による転移は、α,β,γ-PKCともに対照群と比較して変化は認められなっかた。よって、Ca^<2+>による情報伝達系はリチウム長期投与後変化していないと考えられる。しかし、PDBuによるPKCの転移はリチウム投与後抑制されていたので、イノシトールリン脂質系の情報伝達は抑制されている可能性を示唆した。次に膜成分で増加したε,δ-PKCによる内在性蛋白質のリン酸化がリチウム長期投与後どのように変化しているかを検討した結果は、43Kのペプチドのリン酸化が、明らかに対照群と比較してリチウム投与後増加していた。この43KのペプチドはGAP-43と考えられた。そこで、リチウム長期投与後、GAP-43を用いたイムノブッロトを施行した。その結果では、GAP-43(43K)が対照群と比較して2倍に増加していた。免疫沈降法によりリン酸化されたGAP-43を測定した結果、リチウム長期投与後、同様に2倍に増加していた。GAP-43はプレシナプスに存在し神経細胞の神経伝達物質の放出を調節する重要な蛋白質である。リチウム長期投与はε,δ-PKCを活性化し、細胞質から膜へ移行させ、GAP-43をリン酸化する事により、プレシナプスからの神経伝達物質の分泌を調節すると考えられる。そのため過剰な刺激が伝達されなくなる可能性がある。このメカニズムが躁うつ病の予防効果に重要であると考えられる。
流域水質管理システムの構築

湖沼河川系,沿岸海域系,地下水系等の流域への人為起源物質,栄養塩類の流入は水系の汚濁,流域の富栄養化現象を,国内でも全国的規模で,また諸外国でも各所で引き起こしている。これらの汚濁,富栄養化現象について,本研究の代表者らはすでにダム湖等を対象に,負荷発生,河川での浄化,湖沼内富栄養化を,システム構造として把握し,パソコン上でエキスパートシステムとして構築し,シミュレートを行った流域における負荷削減においては,種々の場において自然浄化機能を強化活用することが必要と思われる。計画研究において,種々の自然浄化機能の強化技術の定量的評価がなされるが,その知見を上記のシステムに組み込み,自然浄化機能強化技術メニューから,場の特性に応じた技術を選択するシステムを,知識工学的手法を利用して,パソコン上に構築するのが,本研究の目的であった。既開発のエキスパートシステムは各種発生源よりのN,P,CODの発生負荷量計算と,河川でのその特性に応じた浄化の推測計算および湖の富栄養化シミュレーションが可能であり,本研究において各種の自然浄化機能強化策をこのエキスパートシステムに組み込む可能性を検討した。まず森林における浄化機能強化策および水田,水路における浄化策及び各種排水処理対策についてはその効果を負荷量計算において評価することとした。河川における強化策と地下浸透浄化は河川モデルに組み込んで試算した。ダムにおける曝気について上層撹拌と上下撹拌を湖のモデルにおいて検討可能とした。これら各種の検討の結果,上記エキスパートシステムを用いて,各種自然浄化機能強化策の評価が可能であることが明らかとなった。また,評価検討におけるグラフィックを用いる可視化・認識容易化についても改良を進めることができた。
〔1.1〕パラシクロファンの動力学的安定化とその化学特性研究

1.速度論的に安定化された[1.1]パラシクロファンの単離とX線構造解析。我々が1993年にその合成を初めて報告した[1.1]パラシクロファンとその若干の置換体は、いずれも溶液中-20°C以下でのみ安定に存在し得る化合物であった。本研究において、そのベンゼン環上に-CH_2Si(CH_3)_3,-CON(CH_3)_2基を導入することによって著しく安定化されることを見い出し、単結晶として単離することに成功した。そのX線構造解析は、既存化合物中では最高度に変形したベンゼン環の存在を明らかにした。また、著しい変形にもかかわらず、理論計算から予測されたようにベンゼン環に検知し得るほどの結合交替はなく、良好な芳香族性の維持が示唆された。2.速度論的に安定化された新規[1.1]パラシクロファンおよび[1.1]ナフタレノファンの合成研究。[4]パラシクロファン系における研究成果に基き、新たにメチレン側鎖上にアルキリデンを導入した[1.1]パラシクロファン誘導体、および、ベンゾ縮環を導入して共役系の拡張と速度論的安定化を兼ね備えた[1.1]ナフタレノファン誘導体の合成を進めた。これらの化合物では、[1.1]パラシクロファンの2つのベンゼン環上に電子的性質を異にする置換基の導入が可能であり、[1.1]パラシクロファンの特徴である強制された渡環相互作用による特性の発現が期待される。3.[1.1]パラシクロファンの酸化還元挙動の解析。理論計算は、[1.1]パラシクロファンのジカチオン種では2つのベンゼン環の面間隔の著しい減少と2つのベンゼン環に渡る電子の非局在化による新規な芳香族性の発現を示唆した。しかし、Et,CON(CH_3)_2基を置換した誘導体についてのCV測定では、安定なカチオンラジカル、ジカチオン種の生成は見い出せなかった。速度論的安定化が不十分なためと考えられ、上記(2)の化合物の合成を待ってさらに検討を進める。1.先に我々は、これまで未知であった[1.1]パラシクロファン(1)が対応するビス(Dewarベンゼン)誘導体(2)の光異性化によって生成することを、分光学的手段によって確認することに成功したが、1とその置換体はいずれも-20°C以下の溶液中でのみ安定に存在し、室温において単離し得るだけの安定性を持たない。計算機を利用した分子モデルの検討に基き、1のベンゼン環上に-CH_2SiMe_3, -CONMe_2等の基を導入すれば1が速度論的に安定化されると考えた。これらの基を導入した前駆体を合成し、その光異性化による[1.1]パラシクロファンの生成を行ったところ速度論的安定性の著しい上昇が認められ、50°Cの溶液中に長時間加熱しても減少しないまでになった。3.3はベンゼンのp, p-二量体構造をもつ化合物である。無色結晶として単離された3のX線構造解析を行った結果、理論的に予測されていたthrough-bond相互作用による結合の顕著な延伸が確認された。4.理論計算によって1とそのイオン種の構造および芳香族性に検討を加えた。その結果、1のジカチオン種では、2つのベンゼン環の面間隔の著しい減少と2つのベンゼン環に渡る電子の非局在化による新規な芳香族性の発現が示唆されたが、ジアニオン種では対照的に芳香族性の消失が示唆された。これらの予測を実験によって確かめるべく研究を進めている。理論計算は、[1.1]

パラシクロファンのジカチオン種では2つのベンゼン環の面間隔の著しい減少と2つのベンゼン環に渡る電子の非局在化による新規な芳香族性の発現を示唆した。しかし、Et,CON(CH_3)_2基を置換した誘導体についてのCV測定では、安定なカチオンラジカル、ジカチオン種の生成は見い出せなかった。速度論的安定化が不十分なためと考えられ、上記(2)の化合物の合成を待ってさらに検討を進める。