hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バレエダンサーの運動制御および聴覚運動連関メカニズムの解明

本研究の大きな目的「バレエダンサーのバランス制御の解明」に沿って、当該年度は以下の3つの研究を行った。1.つま先立位を倒立四重振子としてモデル化し、各関節の制御則・関節粘弾性係数をパラメータとしてシミュレーションを行った。統計結果から、シミュレーションによるモデルの振る舞いは実際のヒトのつま先立位時の身体動揺と類似する傾向にあった。モデルは股関節に対して必ず間欠制御を与えないと安定化しなかったことから、ヒトの立位安定化・ロバスト化には間欠制御が鍵となる可能性が明らかとなった。間欠制御は受動的なダイナミクスを巧みに利用して身体を安定化させる策略であることから、立位の安定化には環境と身体の相互作用が重要であることが示された。2.静止立位持の筋活動データから間欠的な要素のみを抽出することで、実験的に間欠制御メカニズムを解明する検討を行った。間欠的成分のみを抽出したことで、非周期・非定常な立位動作において身体動揺ー筋活動ートルク出力の直接的関係性を実験的に視覚化することに成功した。立位時の各筋は、解剖学的作用方向と逆位置に身体が位置する時に活動が大きくなり、それによって解剖学的作用方向に沿ったトルクが出力されていることが明らかとなった。3.実際の筋活動から抽出した間欠的なON/OFF期間と、シミュレーションによる間欠的ON/OFF期間でのダイナミクスを比較検討した。実測およびシミュレーションいずれにおいても、状態点は受動的ダイナミクスに対して順行と逆行を繰り返すという同様の結果であった。しかし、シミュレーション上は受動的ダイナミクスを利用して平衡点に移動する様子が観察されたのに対し、実測では角度軸を中心に状態点が振動するという、実測とシミュレーションの違いも観察された。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.つま先立位時の下肢の関節コーディネーションをバレエダンサーと非ダンサーで比較検討を行った。非ダンサーは全ての関節ペアにおいて隣接セグメントが逆方向に揺らぐanti-phaseの動揺であったのに対して、ダンサーは下腿一大腿がin-phaseに動揺することが明らかになった。このことから、ダンサーの特徴であるin-phaseの動揺が立位を安定させる可能性と、(in-phaseは下肢をアーチ状の形状にするため)in-phase動揺が立位中の下肢の美的要素となる可能性が得られた。2.関節コーディネーションあるいは関節の位相変化と筋活動の関係性を検討した。足部-下腿のin-phase動揺は、中足趾節関節と足関節まわりの筋同士がより高周波帯までカップリングすることと関連していた。また一方、時系列的な関節位相変化に対する筋活動の貢献は被験者により異なり、筋活動・筋不活動によって、あるいは筋活動と全く無関係に位相変化が生じた。これより、位相変化の発生が様々な筋活動パターンに起因することが明らかとなった。3. in-phase動揺の立位安定性への貢献を検討するため、PD制御を用いた四重倒立振子モデルを構築し、つま先立位時の関節角度・足圧中心点・身体重心のシミュレーションを行った。中枢神経系が能動的フィードバックを常に与える制御モデルを想定した場合、現実と明らかに異なる身体動揺がシミュレーションによって得られた。このことから、間欠制御による立位制御のモデル化が必要であることが明らかになった。本研究の目的「バレエダンサーの立位制御メカニズムの解明」に沿って、当該年度は実験による分析的手法とモデルを用いたシミュレーションによる構成論的手法の両面から、以下の2つの研究を行った。1.つま先立位の関節動揺に貢献する筋活動様式を検討し、筋活動レベルでの個人差を明確にした。バレエダンサーのつま先立位時の関節動揺のパターンは様々な脚ポジション間や個人間で同様の傾向を示す場合が多いことが前年度の研究で明らかになったが、そうした関節動揺を生成する筋活動パターンは、「どの筋を使って関節が動いているか」「筋活動の発生からどれくらいの遅延時間の後で関節動揺が生じるか」に関しては、ダンサー間・様々な脚ポジション間において全く異なる結果であった。このことから、個人差のあるメカニカルな要素が筋活動レベルでの個人差に繋がっている可能性が示唆された。2.「ダンサー特有の関節協調運動(昨年度に得られた結果)が生じるメカニズム」「関節粘弾性の個人差が関節動揺に及ぼす影響」「立位のロバスト性」の解明を目的として、つま先立位のモデルとして倒立四重振子モデルを構築しシミュレーションを行った。従来の連続的フィードバック制御ではモデルは安定化せず、システムの安定多様体を利用した間欠的フィードバック制御を行うことでモデルが安定化し、生体内で間欠制御が行われている妥当性が高まった。また、粘弾性係数や制御ストラテジーによって関節協調運動パターンやモデルのロバスト性が大きく異なった。このことから、実験で観察された関節協調運動の可塑性の原因として関節粘弾性と中枢神経系の制御ストラテジーの違いがあること、またダンサーは自らの関節粘弾性に応じて適切な制御ストラテジーを獲得している可能性が示唆された。

モデルは股関節に対して必ず間欠制御を与えないと安定化しなかったことから、ヒトの立位安定化・ロバスト化には間欠制御が鍵となる可能性が明らかとなった。間欠制御は受動的なダイナミクスを巧みに利用して身体を安定化させる策略であることから、立位の安定化には環境と身体の相互作用が重要であることが示された。2.静止立位持の筋活動データから間欠的な要素のみを抽出することで、実験的に間欠制御メカニズムを解明する検討を行った。間欠的成分のみを抽出したことで、非周期・非定常な立位動作において身体動揺ー筋活動ートルク出力の直接的関係性を実験的に視覚化することに成功した。立位時の各筋は、解剖学的作用方向と逆位置に身体が位置する時に活動が大きくなり、それによって解剖学的作用方向に沿ったトルクが出力されていることが明らかとなった。3.実際の筋活動から抽出した間欠的なON/OFF期間と、シミュレーションによる間欠的ON/OFF期間でのダイナミクスを比較検討した。実測およびシミュレーションいずれにおいても、状態点は受動的ダイナミクスに対して順行と逆行を繰り返すという同様の結果であった。しかし、シミュレーション上は受動的ダイナミクスを利用して平衡点に移動する様子が観察されたのに対し、実測では角度軸を中心に状態点が振動するという、実測とシミュレーションの違いも観察された。間欠的フィードバック制御を用いたシミュレーションによって、世界で初めて4リンクの倒立振子を安定化させることが出来たため。そこから得られた結果から制御メカニズムの解明が進展しただけでなく、バレエの現場において有益な知見も得られたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。関節協調運動と筋活動様式の関連性についての論文が国際誌に受理されることが期待できる。また、実際にヒトがつま先立ちをしている時に間欠制御をしているのかどうか、さらに筋活動レベルで検討する。これまでに得られたシミュレーション結果を国際会議等でアウトプットし、ディスカッションを行うことで議論を深める。年次計画より多くの実験・解析が進んでおり、ダンサーと非ダンサーの立位時の関節コーディネーションの比較に関する論文が国際雑誌に受理され、関節動揺と筋活動の関連性に関する論文も現在投稿中・執筆中であるため。バレエの動的動作に関する実験・解析の結果が論文として受理されるまでには時間がかかりそうである。関節動揺と筋活動の関連性に関する論文2本が国際雑誌に受理されることが期待できる。また、当初の年次計画に加え、ダンサーの立位の安定性を詳細に検討するためにコンピュータシミュレーションを用いた解析を追加した。今年度はこのシミュレーション解析の結果を学会等でアウトプットし、バレエの動的動作の安定性に関する実験解析も行う予定である。
造血幹細胞移植後患者の筋有酸素能の評価

【研究目的】本研究では,造血幹細胞移植後患者の筋有酸素能の変化を明らかにすることにより,移植後の貧血や筋代謝の低下の程度を客観的に評価することを目的とし,運動療法の効果判定の指標としての妥当性を検討した。【研究方法】造血幹細胞移植患者20名を対象として,造血幹細胞移植後に無菌室内での運動療法を実施し,移植前後に近赤外線分光法(NIRS)による筋酸素動態の評価を行った。方法は,BIODEX社製の多用途筋機能評価訓練装置(BIODEXSYSTEM4)を用いて対象者の足関節背屈の最大随意収縮力(MVC)を測定し,前脛骨筋にOMEGA社製NIRS(BOM-LITRW)を貼付した。安静時に酸素化ヘモグロビン(oxy-Hb)を測定した後,最大随意収縮力の50%の強度で足関節背屈運動を2秒に1回の頻度で3分間実施。運動負荷後,oxy-Hbの回復時間(TR)を3分間測定した。測定指標として,MVC,血清ヘモグロビン値(Hb),体重,TRを測定した。各指標の測定は,造血幹細胞移植前後で2回施行した。【研究成果】測定の結果,造血幹細胞移植前後を比較して,移植後のMVC,Hb,体重は有意に低下したが,TRには有意な変化がみられなかった。一方で,運動負荷後の酸素化ヘモグロビンの最大値と最小値の差(振幅)と酸素動態の傾き(平均勾配)を移植前後で比較してみると,移植後の振幅と平均勾配は有意に低下していることが明らかになった。これは,先行研究で示されている運動後充血の消失を示唆させた。この酸素化ヘモグロビンの回復曲線形状の変化が造血幹細胞移植後の骨格筋代謝障害を示す可能性が示唆されたが,今回の研究では分析する事ができなかった。以上の結果から,造血幹細胞移植後に筋有酸素能の変化を客観的に評価するためには,運動負荷後の酸素化ヘモグロビンの回復曲線の形状を分析することが必要であることが明らかとなった。
全身老化指標としての血管老化

愛媛大学抗加齢ドック受診者を対象として血管stiffnessの指標であるbaPWVとpre-frailty要素5項目:認知機能低下、筋肉量減少、骨塩量減少、バランス障害、起立性血圧変動との関連性を検討した。baPWVは物忘れ相談プログラム点数、大腿筋横断面積、踵骨超音波伝搬速度、開眼片足立ち持続時間、起立性血圧変化と有意な関係を示した。さらに、pre-frailty 5項目の有無を合計し点数化したfrailty scoreは、dose-dependentにbaPWVと相関しており、baPWV 1800cm/sec以上は、3項目以上の集積に対して有意なリスク(オッズ比2.67)であった。pre-frailty構成要因は個別にもbaPWVの上昇と関連するが、baPWVがさらに上昇することで、構成要因の集積が進みpre-frailty症候群が形成される可能性が示された。全身老化の指標としてのpre-frailty症候群の構成要因である認知機能、筋委縮、骨塩低下、バランス障害などと動脈stiffnessとの関係を検討した。具体的には、認知症スクリーニングテストの点数とbaPWVおよび頸動脈IMTとに有意な負の相関を認めた。認知症テストの軽度の低下でも、これらのパラメータは、有意な上昇を示しており、MCI(軽度認知症)における血管老化の関与が示唆される(2011の米国神経学会で報告予定)。また筋肉減少は、frailtyの主要な要因であり、CTによる大腿筋肉横断面積を筋肉量の指標とし、動脈stiffnessとの関連性を明らかにした。男性では、baPWVの上昇は大腿筋面積と負の相関を示し、一部にテストステロンが影響を与えていることを認め論文に報告した(Atherosclerosis 2010)。一方女性では、baPWVと骨塩量とが有意な負の関係を示すことを認めた。転倒リスク要因として、バランス機能と動脈stiffnessとの関連を検討した。重心動揺計による動揺性と片足立ち保持時間のいずれのバランス指標も、baPWVと相関した。さらに起立性の血圧変動を転倒リスクとして評価した。起立性の血圧変動とbaPWVとの間には、J型の関係を認め、論文化の予定である。さらにこれらの関係は、年齢で補正後にも認められており、動脈stiffnessが年齢とは独立したpre-frailtyのリスク要因であるという、研究申請の仮説が正しいことを示唆している。また、これらの横断研究の結果を踏まえ、縦断面研究を開始した。転倒・骨折、脳心血管病の発症をエンドポイントとしたアンケート調査を開始した。全身老化指標としての動脈stiffnessの有用性と、予見性の検討を行う予定である。全身老化の指標としてのpre-frailty症候群の構成要因である認知機能、筋委縮、骨塩低下、バランス障害などと動脈stiffnessとの関連性の検討を継続して行った。認知症テストの軽度の低下でも、これらのパラメータは、有意な上昇を示しており、MCI(軽度認知症)における血管老化の関与が示唆される(AAN 2011で報告した)。さらにMRIによる脳萎縮度がbaPWVと有意に相関することを認めた(AHA高血圧部会2011)。また筋肉減少は、frailtyの主要な要因であるが、腹部肥満と組み合わさるサルコペニック肥満では、動脈stiffnessの上昇がさらに大きくなることを認め論文に報告した(Int J Cardiol 2012 in press)。重心動揺計による動揺性と片足立ち保持時間のいずれのバランス指標も、baPWVと相関し、現在論文化中である。起立性の血圧変動とbaPWVとの間には、J型の関係を認め、さらに、食後性の血圧変化もbaPWVと関連することを認め(AHA高血圧部会2011で報告)論文化の予定である。これらの関係は、年齢で補正後にも認められており、動脈stiffnessが年齢とは独立したpre-frailtyのリスク要因であるという、研究申請の仮説が正しいことを示唆している。Pre-frailtyの概念を総説として発表した(Adv Med Biol 2012 ; 38 : 317-323)。また全身老化のバイオマーカーである見た目年齢が、実年齢以上に動脈硬化と関連することを報告した(Geriatr.Gerontol.Int 2012 inpress)。これらの横断研究の結果を踏まえ、縦断面研究を開始した。

転倒・骨折、脳心血管病の発症をエンドポイントとしたアンケート調査を開始した。pre-frailty症候群と動脈stiffnessとの関連性に関して、認知機能障害、筋肉減少症、骨塩減少症、バランス障害、起立性血圧変動異常との関連性を検討し、さらに、これらの異常の集積と動脈stiffnessとの関連性に関して検討した。1認知機能テスト点数とbaPWVとの間には有意な相関が認められ、年齢、性別、血圧等で補正後も、有意な関連性を示した。baPWV1800cm/sec以上を高リスクとした場合の認知機能低下に対するオッズ比は、年齢、性別、血圧、BMI等の交絡因子で補正後にも2.56[1.18-5.80], p=0.017であった。2筋肉減少(サルコペニア):baPWVは、男性において、CTによる評価した筋横断面積の独立した負の規定因子であった。さらに、肥満形態を加味した検討において、サルコペニア合併内臓肥満(サルコペニック肥満)群で最もbaPWVが高値であった。3骨塩減少:女性においてbaPWVの上昇は、踵骨の超音波伝搬速度と有意な負の相関を示し、baPWVの上昇に伴い骨塩量の減少が考えられた。4バランス障害や5起立性血圧変化なでの転倒リスクともbaPWVは関連した。6pre-frailty要因の集積:認知機能障害(物忘れプログラム12点以下)、筋肉減少症(ー1SD未満)、骨塩減少症(ー1SD未満)、バランス障害(開眼片足立ち保持時間30秒未満)、起立性低血圧(起立後のSBP低下20mmHg以上)の5項目の集積を点数化し、フレイルティスコアを求めたところ、baPWVと有意な相関を示した。以上の結果から、pre-frailty構成要因は個別にもbaPWVの上昇と関連するが、baPWVがさらに上昇することで、構成要因の集積が進みpre-frailty症候群が形成される可能性が示された。研究結果がそろい、3つの論文発表を行った。学会発表を終えているものもあり、今後も論文化が進むと考えられる。検討項目は多数あるが、プレ・フレイルティ症候群の概念を英文のミニ・レビューとして発表することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は最終年度であり、成績をまとめて論文化を進める。認知機能、脳萎縮、重心動揺、骨粗鬆症とbaPWVの関連性を論文化する。縦断面研究のデータ収集を進め、結果の解析に進む予定である。さらに、プレ・フレイルティ症候群の検討を進め、新たな診断基準の構築を目指したい。
ダニの唾液由来免疫抑制因子を用いるダニ媒介性病原体の伝播阻止

ダニの発現遺伝子の網羅的解析のため吸血5日目のフタトゲチマダニ(Haemaphysalis longicornis)唾液腺を用いてEST解析(発現タグ解析)を行った。得られた653配列を米国NCBIのblastXプログラムを用いて蛋白データベースと比較したところ、232配列(36%)で有意な相関を示す類似遺伝子が見つかった。その大半は細胞の生存に必要な、いわゆるハウスキーピング遺伝子であったが、1/3は宿主の生理活性に何らかの影響を与え得る因子であると推察された。今回得られた遺伝子の一つは抗凝固因子であるmadanin1と塩基配列で88%、アミノ酸配列で66%の相同性を示した。そこで本因子の生物活性を解析したところ抗凝固活性が認められた。一方、免疫抑制作用が示唆される1配列について宿主免疫への影響を解析した。その結果、牛末梢血単核球(PBMC)やマウス脾臓細胞の増殖反応を濃度依存的に抑制し、サイトカイン(IL-2、IL-12p40およびTNF-α)の発現も強く抑制した。また、BALB/cマウスへの接種では、脾臓の萎縮が認められ、これらのマウス由来の脾臓細胞は各種Mitogenに対する増殖反応が著しく低下し、Microarray解析では免疫活性化因子の発現抑制も認められた。マダニは吸血時に種々の病原体を伝播することにより感染症を媒介する。マダニは動物に吸着すると10-14日間吸血を続け、その間に唾液腺から多種の生理活性物質を動物体内に注入し吸血を持続する。病原体の伝播にマダニの唾液は重要な役割を担う。すなわち、マダニが吸血して4-5日で、マダニ唾液腺内の病原体が動物体内に注入され感染が成立する。これまでにダニの唾液は病原体増殖作用や宿主免疫抑制作用が明らかとなっているが、分子の同定はされていない。そこで今回、Haemaphysalis longicornis(フタトゲチマダニ)由来宿主免疫抑制因子の同定と機能解析を行なった。吸血5日目のダニの唾液腺よりRNAを抽出しcDNAライブラリーを構築し発現遺伝子(EST)解析を行った。得られた653配列をNCBI blastX programを用いて蛋白データベースと比較した結果、免疫抑制作用が示唆される1配列が得られた。本遺伝子のダニにおける発現動態をReal-time PT-PCR法を用いて定量解析を行った結果、吸血前や卵では発現が認められず、吸血刺激によって発現が誘導されること、とくに吸血3日目にピークに達していた。また、本遺伝子は幼ダニ、若ダニおよび成ダニで共通して発現が認められ、宿主へ注入される暴露型抗原であることも明らかとなった。次に、得られた遺伝子情報をもとに組み換えタンパクを作成し宿主免疫への影響を解析した。すなわち、Concanavalin A存在下の牛末梢血単核球(PBMC)に組み換えタンパクを加え、細胞増殖反応に対する影響を濃度依存性にPBMCの増殖反応を抑制した。さらに、このときのPBMCにおけるサイトカインの発現を定量した結果、本因子はInterleukin (IL)-2、IL-12p40およびTumor necrosis factor (TNF)-aの発現を強く抑制した。また、BALB/cマウスに10日間隔で3回皮下接種(150mg, n=3)した結果、脾臓の萎縮が認められ、これらのマウス由来の脾臓細胞は各種Mitogenに対する反応性が著しく低下していた。この新規因子は宿主免疫を強く抑制することが明らかとなり、ダニの吸血の維持のみならず病原体の侵入を助長させる因子である可能性が示唆された。
ビタミンD_3の代謝活性化に関与する酵素の機能と構造

ビタミンD_325水酸化酵素は、肝臓のミクロゾーム画分とミトコンドリアに存在している。当研究室の林らは、雄ラットミクロゾームから活性を指標とし、本酵素(P-450cc25)を精製した。最終標品は、電気泳動上単一バンドにもかかわらず、雄特異的なP-450_<M-1>が有するテストステロンの2α16α位の水酸化活性を示した。この標品が単一であるか否かを、異なるエピトープを認識する3種のモノクローナル抗体を用い検討したところ、両活性は、免疫化学的には識別できないことが判明した。そこで、P-450M-1のcDNAの発現と酵母菌を用いて行った。発現したP-450は、テストステロンの水酸化活性のみを示し、ビタミンD_325水酸化活性は認められなかった。異常のことから、ビタミンD_325水酸化酵素は、P-450_<M-1>と、一次構造上は異なるが、免疫化学的性質は類似しているP450であることが判明した。一方、雌ラットミクロゾームには、P-450cc25とは、カラム挙動、免疫化学的にも全く異なる25水酸化酵素が存在することを見い出した。ミトコンドリアの25水酸化酵素は舛本らが、雌ラットより電気泳動上単一バンドにまで精製した。本酵素活性は、精製過程で、3α、7α、12α、コレスタントリオール27水酸化活性と同一の挙動を示し、最終標品はこれらの生理的意義の異なる2種の水酸化反応を触媒した。この標品の単一性を確かめるために、部分失活、阻害など酵素化学的に検討した結果、両活性が単一酵素によることが示唆された。しかし、ONAレベルでの検討が必要であると考えている。D_3の活性化の次の段階の腎臓での水酸化酵素のうち、25-ハイドロキシビタミンD_324水酸化酵素の抗体をマウスより得ることに成功し、さらにモノクローナル抗体の作製を行っている。抗体がそろい次第、他の水酸化酵素との相異について検討する。また、CDNAライブラリーのスクリーニングが可能となった。
ヒトゲノム遺伝子コーディング領域の多変量解析による推定法の確立

ゲノム解析計画においては、大量のDNA塩基配列の決定がなされ、それをもとにコンピュータによる遺伝子機能領域の推定がおこなわれる。そのためには、実験的にコーデイング領域として同定されている塩基配列とコドン使用頻度の特徴を充分に明らかにし、その知見を基礎に、タンパク質コーデイング領域を推定する手法を確立する必要がある。国際DNAデータベースに収録された約20Mbpのヒトゲノムの全塩基配列よりタンパク質コーデイング領域を抽出し、約30,000遺伝子についてコドン使用を算出した。一方、イントロン塩基配列ならびにフランキング塩基配列のデータセットをも用意し、それらからも形式的にトリプレットコドンの使用頻度を算出し、100トリプレット長以上のものを選択し、偽遺伝子コドンデータセットとした。本物遺伝子のコドン使用頻度と非コーデイング配列から偽コドン使用頻度について、判別分析を行い、最も良く分離する判別係数を求めた。既に蓄積している遺伝子塩基配列の大量さを反映して、2つのカテゴリーを当初の予想以上に良く分離する係数が得られた。エキソンとイントロン並びにフランキングからなる現実のゲノム塩基配列について、150b程度のウインドを設け、3フレームについて形式的なコドン使用を算出し、3塩基ずつスライドさせ、上記判別係数を用いて連続的にコーデイング領域の可能性の推定を行なった。実際のコーデイング領域と比較したところ、100コドンを越える様なエキソンについては、良い推定がなされ、実用性の高い方法であることが示された。
組織定量的フィッシュ法を用いたテロメア長測定による甲状腺癌の未分化転化の進展予測

テロメア長測定による正常細胞と癌細胞の鑑別法(特願2005-55726)(2005/3/1)に基づき、食道癌および食道組織で、組織切片上でQ-FISH法により細胞ごとのテロメア長を比較する方法を確立し,これを報告した(Oncology,Kammori, et al)。この方法を利用し、甲状腺乳頭癌では、腫瘍径が20mm(T2)を超え内深頚リンパ節領域まで転移を示す進行癌で他の正常組織と比較し有意にテロメア短縮が出現していた。また、正常濾胞細胞は老化に伴い有意にテロメア短縮を示したが、その他の正常細胞(線維芽細胞等)では有意差をみとめなかった。(下記、学会発表)甲状腺乳頭癌の未分化転化には、老化と腫瘍の増大が関与していると推測される。腫瘍径に依存してテロメア短縮が起きていることとその背景因子である濾胞細胞が老化によるテロメア短縮を認めることは、これらを支持する結果である。甲状腺未分化癌の培養細胞であるOCUT-1を用いた実験(IntJMol Med,Kammori, et al)では、未分化癌はテロメラーゼ活性を維持しつつも他の正常細胞と比較して有意に短いテロメア長を有していた。また、正常な染色体以外に特異的にsubtelomereの欠損を認める11番染色体の増加を認め、テロメア-subtelomere機構が甲状腺癌の未化転化と関係している可能性が示唆された。今後、上記の研究成果を踏まえて、甲状腺分化癌の未分化転化への進展の究明を継続していく予定である。O'Sullivanら(Nature Genetics '02)は、潰瘍性大腸炎から癌に至る過程で、上皮細胞の異型が増加し、癌に移行するにつれ、テロメア長が短縮し癌では正常よりテロメアが短縮していると報告しています。また、我々の研究では甲状腺乳頭癌の一部ではテロメア長が短縮せず、テロメレース活性を獲得しないものが存在することが確認されています。以上から、甲状腺分化癌の組織Q-FISH法によるテロメア長測定で極めて短いテロメアを所持する癌が将来的に未分化癌へ転化すると予想をたてた。平成18年度は、食道癌と胃癌組織を用いて組織Q-FISH法によるテロメア長測定が良・悪性鑑別診断に利用できることを報告した(下記研究成果参照)。実際の甲状腺組織における実験では、甲状腺乳頭癌の組織切片(16症例)を用いて組織Q-FISH法によるテロメア測定を行った。正常甲状腺濾胞細胞、線維芽細胞、癌周囲線維芽細胞と乳頭癌細胞のテロメア長を比較すると有意に乳頭癌細胞で他の細胞に比べテロメア長の短縮が生じていた。組織Q-FISH法によるテロメア長測定法により、癌と正常細胞を区別することが証明された。一方、45才以上の甲状腺分化癌は未分化転化を起こすことで、悪性度が急上昇し致死的になることが知られている。平成19年度は、甲状腺分化癌の未分化転化をテロメア長測定により鑑別し得るかを検討課題とし、テロメレース活性とテロメア長短縮の関連性も含め、この研究を継続する予定である。テロメア長測定による正常細胞と癌細胞の鑑別法(特願2005-55726)(2005/3/1)に基づき、食道癌および食道組織で、組織切片上でQ-FISH法により細胞ごとのテロメア長を比較する方法を確立し,これを報告した(Oncology,Kammori, et. al.)。この方法を利用し、甲状腺乳頭癌では、腫瘍径が20mm(T2)を超えると有意にテロメア短縮が出現していた。(下記、学会発表)

甲状腺乳頭癌の未分化転化には、老化と腫瘍の増大が関与していると推測されるが腫瘍径に依存してテロメア短縮が起きていることとその背景因子である濾胞細胞が老化によるテロメア短縮を認めることは、これらを支持する結果であると考えられる。甲状腺未分化癌の培養細胞であるOCUT-1を用いた実験(Int J Mol Med,Kammori, et. al.)では、未分化癌はテロメラーゼ活性を維持しつつも他の正常細胞と比較して有意に短いテロメア長を有していた。また、正常な染色体以外に特異的にsubtelomereの欠損を認める11番染色体の増加を認め、テロメア-subtelomere機構が甲状腺癌の未分化転化と関係している可能性が示唆された。今後、上記の研究成果を踏まえて、甲状腺分化癌の未分化転化への進展を究明していく予定である。
ユーラシア東部における遊牧軍制の系譜－唐代「府兵制」を中心とした比較研究－

本研究の研究期間内に実施した研究およびその成果は、隋の煬帝の警護に当たったエリート奴隷軍人に注目した拙稿「隋代の給使について」(掲載誌の情報は省略)、こうした皇帝親衛兵組織の沿革を長いスパンで論じた「北朝後期における皇帝親衛兵の系譜ー二十四軍から禁軍へー」(同上)および「皇帝と奴官ー唐代皇帝親衛兵組織における人的結合の一側面ー」(同上)と、そして皇帝親衛兵となった非漢民族に考察を加えた「隋・郁久閭可婆頭墓誌の訳註と考察」(同上)として発表したところである。本研究は、ユーラシア東部で興亡した諸国家の軍制を相互に比較検討することを通じて、(1)その中で遊牧民族的特徴を備えた「遊牧軍制」の系譜が脈々と受け継がれていた実態、(2)北朝隋唐期の「府兵制」もこの系譜の上に位置づけられるという新たな事実、の2点を解明し、これによって、従来の「中国史」「東アジア史」といった小さな枠組みを超越したところで、(3)新たな軍制研究、およびそこからさらに一歩を進めて、軍事力を背景とした「隋唐世界帝国」の統治機構・支配構造を明らかにすることを目的とする。上記の研究目的に沿って、実施初年度において実施した(1)軍制関係研究論文の収集と学説整理、および(2)関連する墓誌史料の解読・分析の2つの作業を踏まえ、第二年度にあたる今年度は、唐代「府兵制」を「遊牧軍制」として捉え直す研究を遂行した。まずは、前史にあたる隋代に着目し、史上有名な暴君たる隋の煬帝に仕えた「給使」と呼ばれる部下達について詳しく検討し、これが北魏の内官や後のモンゴル・元朝におけるケシクにも通ずる性格を持つ、親衛兵中の親衛兵と言うべき存在であることを明らかにした。その上で、この給使に見られたような特性は、唐の中央軍たる「禁軍」の中にも脈々と受け継がれていた事実を解明することで、「府兵制」を含む唐代軍制像が遊牧軍制として捉え直されるべきことを指摘した。以上の論点について、後述するように二度の学会発表と二編の論文執筆を行った。上記の研究目的に沿って、実施初年にあたる今年度においては、(1)軍制関係研究論文の収集と学説整理、および(2)関連する墓誌史料の解読・分析、の2つの作業を実施してきた。(1)軍制関係研究論文の収集と学説整理については、月に12度の頻度で上京して大学図書館等に出向き、約300編の軍制関係研究論文を複写・収集した。収集した論文は、時代ごと、テーマごとに分類しつつ通読していき、それぞれの研究動向を粗々とではあるが把握することができた。そもそも軍制史研究が他の分野に比して相対的に手薄だと考えられる中で、通時代的に軍制関係の論文を集めて同じ俎上に載せる作業は他にあまり例が無く、新たな試みとして相応の意義を持つものであると考えている。もう一つの課題である(2)関連する墓誌史料の解読・分析については、墓誌等を精査して軍制研究に関わる史料を抽出・一覧化する基礎研究を継続的に実施している。またその中で見いだした特に重要な墓誌1点を取り上げ、文献資料と対比しつつ詳細な訳注を施し、後述のとおり、雑誌論文として発表した。本研究では、ユーラシア東部で興亡した諸国家の軍制を相互に比較検討することを通じて、(1)その中で遊牧民族的特徴を備えた「遊牧軍制」の系譜が脈々と受け継がれていた実態、(2)北朝隋唐期の「府兵制」もこの系譜の上に位置づけられるという新たな事実、の2点を解明し、これによって、従来の「中国史」「東アジア史」といった小さな枠組みを超越したところで、(3)新たな軍制研究、およびそこからさらに一歩を進めて、軍事力を背景とした「隋唐世界帝国」の統治機構・支配構造を明らかにすることを目的として、3年間にわたって研究を遂行してきた。

研究最終年度に当たる平成26年度には、前2年度の成果を踏まえて、いっそうの展開をはかるべく、まずは〔学会発表〕「皇帝と奴官ー唐代皇帝親衛兵組織における人的結合の一側面ー」を行い、質疑応答を経て得た新たな知見を盛り込みつつ、これを同タイトルの論文にまとめて発表し、「府兵制」を中核とする唐の帝国構造が、これまで注目されてきた律令に基づく「南衙」の官制機構に加えて、皇帝親衛兵の駐屯する「北衙」を中心とした、皇帝と家臣との人的結合が物を言う家政的支配空間との、いわば南北の二元的な構造になっていたことを解明した。さらにこれと良く似た構造を持つと考えられる遼(契丹)の国制との比較を、〔学会発表〕「唐代府兵制を中心とした遊牧軍制の比較研究序説」において行ない、今後引き続き行うべき研究への展望を示しておいた。以上の如く、本研究申請時に掲げた目的は、研究期間内に若干の修正を加えながらも完遂することができた。本研究を通じて新たに解明された事実は、これまでの通説・定説に修正を迫る内容を有し、今後の当該分野における歴史研究の展開に資するところが少なくないものと思われる。東洋史本研究の目的は、「研究実績の概要」欄において述べたとおりであり、第二年度にあたる今年度においては、唐代「府兵制」を「遊牧軍制」として捉え直す研究を遂行した。当該問題の全面的な解明にはなお多くの検討を要するものの、二度の学会発表と二編の論文執筆を通じて、研究成果を発表することが出来たので、「(2)おおむね順調に進展している」と自己評価しておくこととした。本研究の目的は、「研究実績の概要」欄において述べたとおりであるが、初年度に実施した軍制関係研究論文の収集と学説整理、および関連する墓誌史料の解読・分析は、次年度以降の研究推進に欠かすことの出来ない重要な基礎研究である。これは大変な時間を要する地道な作業であるが、事前に多少の計画の後れにも対応できるように、初年度1年間という十分な時間を確保しておいたため、当初に計画しておいた程度の作業は実施できている。ただし、作業を通じて新たに気づいた論文・史料を未だすべては参照し切れていないため、「(2)おおむね順調に進展している。」と自己評価しておくこととした。最終年度に当たる第三年度には、「府兵制」を中核とする唐の帝国構造を解明する研究を遂行する計画であり、初年度の参考文献と史料の収集・整理、二年度の唐代の「府兵制」を「遊牧軍制」として捉え直す研究の成果を踏まえ、このテーマで一編の論文を執筆する。第二年度には、唐代の「府兵制」を「遊牧軍制」として捉え直す研究を遂行する計画であり、初年度の参考文献と史料の収集・整理の成果を踏まえ、このテーマで1編の論文を執筆する。当該時期の軍制は、鮮卑的伝統を濃厚に受け継いだ「遊牧軍制」として捉え直されなければならないことを、筆者は既発表の論文においてすでに指摘しているが、今年度の調査によって、他の時代・地域の「遊牧軍制」の実態について理解を深め、証拠となる史料も新たに収集することが出来たので、その成果をもとに制度・実態の具体的な様相を解明していく予定である。なお、文献・史料の不足分については、24年度と同様の方法で、適宜、追加収集する予定である。研究遂行上必要な書籍の購入に当たって、配架スペースの確保・書籍の入手のし易さ・書籍の価格などを勘案した結果、若干の金額を次年度の使用に回すことにした方が良いと判断されたため。研究最終年度に当たるので、次年度使用額も含めた助成金全額を、書籍の購入費、史料調査・複写収集作業のための旅費、そして消耗品費として、おおむね想定していた金額で早期に執行する計画である。文献・史料の不足分について、24年度と同様の方法で、適宜、追加収集する予定である。したがって、具体的に必要となる研究費は、書籍の購入費、史料調査・複写収集作業のための旅費、そして消耗品費であるが、おおむね計上していたとおりの金額を使用する計画である。
一心拍ごとの血圧測定による閉塞性睡眠時無呼吸症候群の血圧スリープサージの解明

閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は、高血圧や心血管イベント発症と関連する。OSAの低酸素発作時に血圧が急激に上昇するスリープサージは、夜間血圧と夜間血圧変動性を増大することで心血管イベントリスクを上げていると考えられる。我々は以前、低酸素発作をトリガーとして血圧を測定する低酸素トリガー血圧計を開発し、スリープサージを捉えることに成功した。低酸素トリガー血圧計は有効なツールであるが、間欠的な血圧測定であるため、スリープサージの全容解明には至らなかった。スリープサージは必ずしもOSAの重症度である無呼吸低呼吸指数とは一致しないため、全身の血行動態を規定する他の要因がスリープサージを規定しているという仮説を提唱した。本研究の目的は、OSA患者において、1)1心拍ごとの血圧測定でスリープサージの全容を明らかにする、2)スリープサージと全身の血行動態との関連から、OSAを新たな疾患概念としてとらえることにより、OSAが関与する心血管イベント発症のメカニズムを解明する、3)あらたな治療戦略を確立することである。本研究では、11心拍ごとの血圧測定機能を搭載したフルポリソムノグラフィー、2血管硬化の指標としてのCAVI、さらに3中心血圧測定を行い、スリープサージと血管硬化や中心血圧との関連について研究している。平成30年度は、18症例を登録した。現在、症例登録を進めている。本研究によってスリープサージの全容、およびスリープサージを規定する因子が明らかになれば、スリープサージを抑制する新たな治療戦略を提唱できる。これによってOSA患者の心血管イベント抑制を目指す。症例登録を進めているが、該当する症例が限られるため、登録に時間がかかっている。目標症例数を達成するまで症例登録を進める方針。令和元年度中に症例登録を完了し、症例登録完了後、速やかに解析を進め、論文化、学会発表を行う。得られた成果をOSA患者の新たな治療戦略として活用する。国民病の一つとされる閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は、高血圧や心血管イベント発症と関連する。OSAでは無呼吸発作に伴う血圧上昇(スリープサージ)があるが、夜間血圧測定のゴールドスタンダードである24時間血圧測定(ABPM)では、血圧スリープサージを捉えきれない。我々は低酸素トリガー血圧計を開発し、スリープサージを捉えることに成功した。さらに、スリープサージがOSAと心血管イベント発症を結びつけるひとつの要因であることを報告してきた。しかし低酸素トリガー血圧計でも、スリープサージのすべてを捉えることはできない。そこで本研究は、一心拍ごとの血圧測定によってスリープサージの全容を解明することを目的としている。また、スリープサージは必ずしもOSAの重症度と一致しないため、全身の血行動態を規定する他の要因がスリープサージを規定していると推測している。その一つの要因が全身血行動態アテローム血栓症候群(SHATS)であると我々は推測している。SHATSでは、大血管硬化によって血圧変動性が増大されるため、スリープサージも増大すると推測している。本年度は症例登録を進める予定であったが、診療業務の多忙により本研究の準備が遅延した。研究計画書は完成している。本年度は速やかに症例登録を進め、研究を遂行していく予定である。研究計画書は完成しているが、診療業務の多忙により本研究の症例登録が遅延した。研究の実施体制は整っており、研究開始可能な状態である。速やかに症例登録を進めていく。

令和元年度中に症例登録を完了し、症例登録完了後、速やかに解析を進め、論文化、学会発表を行う。得られた成果をOSA患者の新たな治療戦略として活用する。診療業務多忙により、本研究の症例登録が遅延している。このため研究費の使用が先送りになった。次年度使用額は、研究補助員の人件費、研究活動に必要な情報収集のための学会参加費・旅費に使用予定である。登録患者が限られているため、研究進捗が予定より遅延し研究費の使用も滞ってしまった。次年度は、登録データ解析のバックアップをする研究補助員の人件費や、論文化にかかる費用、成果発表のための学会参加にかかる旅費等に研究費を使用する予定である。
神経変性疾患におけるtau及びα-synucleinの共凝集・沈着機序の解明

神経変性疾患は、アルツハイマー病でのリン酸化tau(p-tau)やパーキンソン病でのリン酸化α-synuclein(p-αSyn)のように特定の蛋白質が脳内に異常蓄積する疾患群ですが、近年、複数の蛋白質が共沈着することが分かってきました。本研究では、tauとαSynの相互作用に着目し、ヒト型の変異tauを過剰発現するモデルマウス(rTg4510マウス、PS19マウス)を用いて、p-tauがαSynのリン酸化・凝集を促進する機序を解明し、tauとαSynとの相互作用を明らかにすることで、単一の異常蛋白質に重点を置く従来の病態機序に対する認識を大きく変えると考えられます。
高齢者の地域社会における役割の見直しに基づくヘルスブロモーションブログラムの効果

本研究の目的は、高齢者の役割の見直しに基づくヘルスプロモーションプログラムを作成し、それを地域高齢者に実践してもらうことによる介入効果を検証するとともに、その介入プロセスを明らかにすることである。本研究は、住民同士の話し合いを基盤とした4つのステージで構成された参加型アクションリサーチアプローチを用いた。その後、ヘルスプロモーションプログラムの効果を評価した。ヘルスプロモーションプログラムは、地域高齢者の主体的活動を創出し、地域高齢者全体の健康増進に有効であると示唆された。本研究のプログラムは、介護予防一次予防や保健福祉向上のための政策づくりに寄与すると考えられた。平成21年度は,研究対象地域の決定,介入のための地域の基盤つくり,ベースライン調査を実施した.本研究の特色は2点である.1つは,介護予防の一般高齢者施策として地域で実践可能な効果的な介入プログラムを開発し,その評価をプログラムの参加者に対してではなく地域高齢者全体に対して実施することによりポピュレーションアプローチとしての効果を検証すること,2つめは,介入プログラムは研究者が考案したものを地域高齢者が実施する従来のトップダウン型ではなく,地域高齢者自身が地域のニーズに基づいてプログラムを検討し,実践する参加型アクションリサーチであることである.このような本研究の特色を生かすために,研究対象地域の設定は,生活機能の低下した場合においても徒歩での往来可能な日常生活圏である高齢者にとって身近な単位自治会とした.研究対象地域の決定においても行政や研究者のトップダウンではなく,研究趣旨と概要の説明を8つの連合自治会に対して行い,研究対象となる単位自治会を募り,希望のあった単位自治会との話し合いにより研究対象地域を決定した.さらに,介入のための基盤つくりとして介入地区の自治会役員と研究者,行政とで懇談会を行い,地域課題の共有と信頼関係の構築に努めた.ベースライン調査は23月に実施した.調査は,介入地区と対照地区の60歳以上全員274名を対象に自記式質問紙を郵送し,回収は調査員による訪問,会場への持参,郵送の3つの方法により221名分を回収した(回収率80.7%).質問項目は,地域における役割の実践の効果を心身の健康および社会参加,社会関係の変化により評価可能となるよう,社会活動(地域活動,ボランティア活動),社会関係(友人,近所付き合い),生活機能(老研式活動能力指標),生きがい(生きがい感尺度K-I)とした.平成22年3月末には,データ入力,エラーチェックを終了した.1.研究成果の内容高齢者の地域社会における役割を見直すために高齢者及び他世代を含む住民同士の話し合いを中心としたヘルスプロモーションプログラムを作成し、実施した。その結果、住民の関係づくり、相互作用が促進され、住民ニーズに基づいた新たな役割が住民主体により創出された。具体的には、高齢者に期待されている地域社会の役割は「一人暮らし高齢者の見守り」であった。その役割を実践するためには、近隣住民の関係づくりが必要なことが地域の課題であることが共有された。その結果、住民の関係づくりとして、ラジオ体操、公園清掃ボランティア、一人暮らし高齢者に絵手紙を届けるボランティア活動等が開始された。平成23年3月に追跡調査を介入及び対照地区において60歳以上住民全員に実施し、219名(77.9%)から回答を得た。現在、地域高齢者が役割を実践したことによる効果の検討をするため、心身の健康、QOL、社会活動、社会関係への影響を分析中である。2.研究成果の意義、重要性地域住民と高齢者のニーズに基づき、高齢者の地域における役割を見直し、実践へとつなげるヘルスプロモーションプログラムの開発および効果を検証した研究は極めて少ない。今回、その科学的根拠を示すことにより、今後の地域における高齢者の健康づくり戦略の新たな視点を提示することにつながる。また、本研究は研究者、住民、保健福祉の実践者が協働して行うアクションリサーチであることに特徴があり、研究者が望ましいと思われるプログラム内容を対象者に提供し、評価する従来の研究方法に比して、本研究の手法は地域のニーズを反映したプログラム化の可能性を示唆している。さらに、本研究では介入プロセスそのものを記述・評価しながら展開したことにより、介入方法の一般化につなげることが可能である。
液体を用いたねじり動吸振器の研究

2つの剛円板とそれをつなぐ細い軸からなり,空気タービンによって駆動される実験装置を作成し,振動測定を行った.一方の円板に取り付けられている動吸振器は複数の半径方向羽根によって仕切られた中空筒容器からなっている.この容器に液体を部分的に満たし,液体の運動によってねじり振動を吸振する.本年度新たに2から8に分割された動吸振器の用いて,回転速度の1倍および2倍の加振トルクが加わる系について,動吸振器内の液体の波動をストロボスコープとカメラによる写真撮影によって観察した.まず全ての分割数に対する液体量の同調条件を調べ,全ての分割数について同調条件は異なるが、ねじり振動に対して動吸振器が有効に働くことを確認した.ついで,制振時と非制振時における振動と動吸振器内の波動の関係を実験的に検討した.その結果,加振振動数が回転速度に等しいときには液面の運動が進行波的であることを確認した.これは本ねじり動吸振器の大きな特徴といえる.さらに,同調条件が満たされている場合には,回転体のねじり振動は非常に小さいのに対し,波動は大きく通常の液体を利用した動吸振器によく似ていることを明らかにした.理論解析ではこれまで無視してきた。コリオリ力を考慮して解析を行い、定量的にも実験結果とよく一致する結果を得た.これから、観察された波動の珍しい特徴はコリオリ力が原因であることを明らかにした.加振振動数が回転速度の整数倍の場合については,励振トルクが大きいことから,表面波の運動は定在波的にも,進行波的にもならない.これは励振により発生する表面波の波高が高く非線形性が強く現れているためと考えられるが,この現象の解明は今後の課題である.2つの剛円板とそれをつなぐ細い軸からなり,空気タービンによって駆動される実験装置を作成し,振動測定を行った.一方の円板に取り付けられている動吸振器は複数の半径方向羽根によって仕切られた中空筒容器からなっている.この容器に液体を部分的に満たし,液体の運動によってねじり振動を吸振する.本年度新たに2から8に分割された動吸振器の用いて,回転速度の1倍および2倍の加振トルクが加わる系について,動吸振器内の液体の波動をストロボスコープとカメラによる写真撮影によって観察した.まず全ての分割数に対する液体量の同調条件を調べ,全ての分割数について同調条件は異なるが、ねじり振動に対して動吸振器が有効に働くことを確認した.ついで,制振時と非制振時における振動と動吸振器内の波動の関係を実験的に検討した.その結果,加振振動数が回転速度に等しいときには液面の運動が進行波的であることを確認した.これは本ねじり動吸振器の大きな特徴といえる.さらに,同調条件が満たされている場合には,回転体のねじり振動は非常に小さいのに対し,波動は大きく通常の液体を利用した動吸振器によく似ていることを明らかにした.理論解析ではこれまで無視してきた。コリオリ力を考慮して解析を行い、定量的にも実験結果とよく一致する結果を得た.これから、観察された波動の珍しい特徴はコリオリ力が原因であることを明らかにした.加振振動数が回転速度の整数倍の場合については,励振トルクが大きいことから,表面波の運動は定在波的にも,進行波的にもならない.これは励振により発生する表面波の波高が高く非線形性が強く現れているためと考えられるが,この現象の解明は今後の課題である.2つの剛円板とそれをつなぐ細い軸からなり,空気タービンによって駆動される実験装置を作成し,振動測定を行った.一方の円板に取り付けられている動吸振器は複数の半径方向羽根によって仕切られた中空円筒容器からなっている.この容器に液体を部分的に満たし,液体の運動によってねじり振動を吸振する.本年度,新たに2から8に分割された動吸振器を作成した.動吸振器内の液体の波動をストロボスコープとカメラによる写真撮影によって観察した.まず全ての分割数に対する液体量の同調条件を調べ,全ての分割数について同調条件は異なるが,ねじり振動に対して動吸振器が有効に働くことを確認した.ついで,制振時と非制振時における振動と動吸振器内の波動の関係を実験的に検討した.その結果,液面の運動が進行波的であることを確認した.これは従来の構造物等に取り付けられている液体の表面波を利用した動吸振器が表面波の定在波を利用しているのに対し,本ねじり動吸振器の大きな特徴といえる.さらに,同調条件が満たされている場合には,回転体のねじり振動は非常に小さいのに対し,波動は大きく通常の液体を利用した動吸振器によく似ていることが明らかになった.理論解析ではこれまで無視してきた,コリオリ力を考慮して解析を進めている.厳密解が得られないことから,ガラーキン法による解析を行い,定量的にも実験結果とよく一致する結果を得つつある.これから,観察された波動の珍しい特徴はコリオリ力が原因であると考えられる.2つの剛円板とそれをつなぐ細い軸からなり,空気タービンによって駆動される実験装置を作成し,振動測定を行った.一方の円板に取り付けられている動吸振器は複数の半径方向羽根によって仕切られた中空円筒容器からなっている.

この容器に液体を部分的に満たし,液体の運動によってねじり振動を吸振する.本年度,新たに2から8に分割された動吸振器を用いて,回転速度の1倍および2倍の加振トルクが加わる系について,動吸振器内の液体の波動をストロボスコープとカメラによる写真撮影によって観察した.まず全ての分割数に対する液体量の同調条件を調べ,全ての分割数について同調条件は異なるが,ねじり振動に対して動吸振器が有効に働くことを確認した.ついで,制振時と非制振時における振動と動吸振器内の波動の関係を実験的に検討した.その結果,加振振動数が回転速度に等しいときには液面の運動が進行波的であることを確認した.これは本ねじり動吸振器の大きな特徴といえる.さらに,同調条件が満たされている場合には,回転体のねじり振動は非常に小さいのに対し,波動は大きく通常の液体を利用した動吸振器によく似ていることを明らかにした.理論解析ではこれまで無視してきた,コリオリ力を考慮して解析を行い,定量的にも実験結果とよく一致する結果を得た.これから,観察された波動の珍しい特徴はコリオリ力が原因であることを明らかにした.加振振動数が回転速度の整数倍の場合については,励振トルクが大きいことから,表面波の運動は定在波的にも,進行波的にもならない.これは励振により発生する表面波の波高が高く非線形性が強く現れているためと考えられるが,この現象の解明は今後の課題である.
反応活性なゲルミレンを反応場とする分子変換反応の開発

カチオン性メタロゲルミレンとアニリンやアルコールとの反応を検討したところ、複雑な混合物になることが分かった。一方で、カチオン性メタロゲルミレンが二量化した、Ge=Ge二重結合を持つ、ジカチオン性ジメタロジゲルメンを用いてアニリンやイソプロピルアルコールとを室温で反応させたところ、カチオン性のジメタロゲルマニウム化合物が生成することが分かった。比較のために、ジカチオン性ジメタロジゲルメンとトリエチルシランやトリエチルゲルマンとを反応させたところ、カチオン性メタロシリルゲルマニウムおよびカチオン性メタロゲルミルゲルマニウムが生成することが明らかになった。これらは同じE-H(E = N, O, Si, Ge)結合活性化を伴っているが、その反応様式が異なる。これは反応基質の孤立電子対の有無によって反応経路が決定することが分かった。基質に孤立電子対がある場合にはジゲルメンの片方のゲルマニウムにNやOの求核攻撃を行うことから始まり、金属フラグメントがもう一方のゲルマニウムに転位することによってジメタロゲルマニウムカチオンが生成すると考えている。孤立電子対を持たない基質の場合は、ジゲルメンが反応系中で解離し、カチオン性メタロゲルミレンとなり、ゲルミレンがE-H結合を活性化することで得られると考えている。ジゲルメンの置換基の転位反応は基本的には加熱条件下で進行するものであり、このように室温で転位反応を行うものは珍しい。この反応を用いることで、新規の低原子価ゲルマニウム化学種の発や新規ゲルマニウムカチオン種の合成が期待できる。(1)カチオン性メタロゲルミレンのさらなる反応性を探索し、一当量のジアゾ酢酸エチルと反応させることにより脱窒素反応を伴いゲルミルケテンが生成することを明らかにした。これは穏和な条件下でのゲルミルケテンの生成法として期待できる。また、カチオン性メタロゲルミレンはヒドロシランと可逆的な活性化を行うことを報告していたが、シランの嵩高さを大きくすることにより還元的脱離脱離の速度が上昇することが明らかになった。これはX線結晶構造解析によってシランの置換基とゲルミレンの置換基との立体反発によるものであることを明らかにした。(2)カチオン性メタロゲルミレンの触媒とするアルデヒドやケトンのヒドロボリル化反応の検討を行ったところ、室温下でアルデヒドおよびケトンのヒドロボリル化を確認した。これはこれまでに報告されているゲルミレンを用いたヒドロボリル化反応とは別の触媒サイクルで反応が進行していると考えられる。(3)NーP二座配位子を持つゲルミレンの合成に取り組んだ。リチウムアミドとジクロロゲルミレンとを反応させることによりNーP二座配位子を持つクロロゲルミレンの合成に成功した。また、この配位子はP上に容易にOやSを導入することができ、NーS二座配位子を持つクロロゲルミレンの合成にも成功した。この化合物のX線結晶構造解析によりGeーS結合距離がこれまでに報告されたものの中で一番長く、溶液中でSの配位が外れ、塩基が配位していないゲルミレンが系中で発生する可能性がある。(4)P上にOを導入したNーO二座配位子は溶解性が悪く、上記の方法ではクロロゲルミレンの合成はできなかった。そこで、NーO二座配位子にジクロロゲルミレンとボレートとを反応させることによりカチオン性のNーO二座配位子を持つクロロゲルミレンの合成に成功した。同様の方法でNーPおよびNーP二座配位子を持つクロロゲルミレンも単離に成功した。カチオン性メタロゲルミレンはゲルミレンで初めての可逆的なSi-HおよびB-H結合の活性化に成功している。そこで本研究ではカチオン性メタロゲルミレンの触媒への応用として様々な基質との反応を行なってきた。嵩高さのことなるヒドロシランとの反応において還元的脱離の速度が異なるという重要な知見を得ることができた。さらにカチオン性メタロゲルミレンを触媒としていくつかのアルデヒドやケトンでヒドロボリル化が進行するということが分かった。また、30年度に予定していた新しいゲルミレン触媒の開発に着手でき、触媒の前駆体であるクロロゲルミレンの合成に成功した。その過程で配位の異なるゲルミレンを5種類作り分けることができた。したがって、現時点において本研究はおおむね順調に発展している。