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心臓血管中枢の内因性物質による調節とその細胞機構

心臓血管中枢の機能を調節する内因性物質として、強力な内因性ペプチドであるエンドセリン(ET)と内因性物質であるが経口摂取により補充されるカルシウムイオン(Ca^<2+>)をとりあげて研究した。ETに関しては、Kuriharaたちがgene targetingの方法で作成したET-1遺伝子の欠損マウスにおいて、心臓血管中枢・呼吸中枢の性質を検討した。ET-1欠損マウスのホモ接合体は、出生時に呼吸開始が不能のため死亡し、また第一鰓弓由来の器官に奇形が見られた。他方、ヘテロ接合体は、血中および組織中のET-1濃度が同腹の野性型マウスに比べて約1/2であるが、正常に成長・繁殖をした。しかしヘテロ接合体の血圧は、野性型に比べて有意に高かった。さらに、低O_2または高CO_2負荷にたいする呼吸反射を調べて呼吸中枢の機能を検討したところ、ヘテロ接合体では呼吸中枢の機能が低下していた。また、呼吸中枢から心臓血管中枢に対する影響を、血圧のコヒーレンスを調べて検討したところ、影響の増強が見られ、心臓血管中枢の出力である血管運動神経の活動が上昇していることが示唆された。Ca^<2+>の心臓血管中枢への影響に関しては、麻酔したラットいおいて、大動脈神経の電気刺激に対する血圧および腎交感神経活動の反射性調節を幼若の高血圧自然発症ラット(SHR)を用いて調べた。幼若SHRに高食塩負荷を行うと高血圧の発生が促進され、大動脈神経-血圧または腎交感神経活動反射の劣化がみられた。しかし、同時にCa^+を負荷すると反射の劣化は起こらなかった。つまり、Ca^<2+>は、食塩負荷による心臓血管中枢の機能劣化を防ぐ作用があることがわかった。心臓血管中枢の機能を調節する内因性物質として、強力な内因性ペプチドであるエンドセリン(以下ET)を取り上げ、麻酔したラットを用いて実験を行った。心臓血管中枢の機能は、延髄の吻側延髄腹外側部に存在する血管運動ニューロンの単一放電により評価したが、腎交感神経活動、血圧も同時に記録した。まず、吻側延髄腹外側部の腹側表面にあり、中枢性化学感受部位である延髄腹側表面にETを局所投与すると、低用量では血管運動ニューロンの興奮が、高用量では初期の興奮とそれに続く抑制が見られた。血管運動ニューロンの変化は、血圧および腎交感神経活動の変化に先立ったが、その反応のパターンは同一であった。つぎにイオン注入法によりETを血管運動ニューロンに直接に投与すると約半数のニューロンは興奮したが、残りは応答しなかった。このことから、ETは延髄腹側表面に作用して血管運動ニューロンの活動に影響するとともに、血管運動ニューロンにも直接に作用することがわかった。吻側延髄腹外側部には血管運動ニューロンのほかに呼吸関連ニューロンや痛覚ニューロンも分布する。ETは前者には作用するが、後者には無影響であることも分かった。以上より、ETの中枢性循環調節作用には心臓血管中枢の血管運動ニューロンが関与すると結論された。上記の研究と並行して、高血圧自然発症ラットのNa^+およびCa^<2+>負荷が中枢性血圧調節に与える影響について研究した。高Na^+負荷により血圧と交感神経活動が亢進し、同時に心臓血管中枢が反射中枢である動脈圧受容器反射が中枢性に機能低下をおこすが、同時にCa^<2+>経口投与をおこなうと血圧と交感神経活動の亢進および反射の機能低下が、いずれも防止されることを見出した。心臓血管中枢は延髄吻側延髄腹外側部に存在することが分かっているので、同所における血管運動ニューロンの単一放電を記録し、イオン注入法によりETを直接投与して、ニューロン活動にたいする影響を観察した。比較のために、同所に存在する呼吸ニューロンおよび痛覚ニューロンへの影響も調べた。21個の血管運動ニューロンのうち19個(90%)がETに応答した。その反応は投与量に依存し、低用量では血管運動ニューロンの興奮が、高用量では初期の興奮とそれに続く抑制が見られた。血管運動ニューロンの変化は、血圧および腎交感神経活動の変化に先立ったが、その反応パターンは同一であった。同様に27個の呼吸ニューロンのうち24個(89%)はETに反応し、その反応パターンは血管運動ニューロンの場合とおおむね類似であった。しかし呼吸ニューロンにおいては抑制反応が著明であり、4個の呼吸ニューロンでは抑制反応のみが見られた。これに反し、10個の痛覚ニューロンのうち9個(90%)はETに応答せず、1個(10%)のみが興奮反応を示した。以上の結果から、ETは血管運動ニューロンおよび呼吸ニューロンに直接に作用しうるが、痛覚ニューロンへの影響は殆どないこと、中枢神経系、脳脊髄液中に存在するETは、心臓血管中枢および呼吸中枢に直接作用して、循環・呼吸の中枢性調節に関与しうることが示された。

ET-1欠損マウスのホモ接合体は、出生時に呼吸開始が不能のため死亡し、また第一鰓弓由来の器官に奇形が見られた。他方、ヘテロ接合体は、血中および組織中のET-1濃度が同腹の野性型マウスに比べて約1/2であるが、正常に成長・繁殖をした。しかしヘテロ接合体の血圧は、野性型に比べて有意に高かった。さらに、低O_2または高CO_2負荷にたいする呼吸反射を調べて呼吸中枢の機能を検討したところ、ヘテロ接合体では呼吸中枢の機能が低下していた。また、呼吸中枢から心臓血管中枢に対する影響を、血圧のコヒーレンスを調べて検討したところ、影響の増強が見られ、心臓血管中枢の出力である血管運動神経の活動が上昇していることが示唆された。Ca^<2+>の心臓血管中枢への影響に関しては、麻酔したラットいおいて、大動脈神経の電気刺激に対する血圧および腎交感神経活動の反射性調節を幼若の高血圧自然発症ラット(SHR)を用いて調べた。幼若SHRに高食塩負荷を行うと高血圧の発生が促進され、大動脈神経-血圧または腎交感神経活動反射の劣化がみられた。しかし、同時にCa^+を負荷すると反射の劣化は起こらなかった。つまり、Ca^<2+>は、食塩負荷による心臓血管中枢の機能劣化を防ぐ作用があることがわかった。
下垂体アクチビンの標的細胞の特質とFSH分泌細胞増加作用の機序に関する研究

細胞に働き、FSH分泌のみを促進するが、そのメカニズムについてはよくわかっていない。本研究では細胞分離技術、蛍光顕微測光技術、また分子生物学的手法をもって従来は困難であったアクチビンの下垂体における緻密で複雑な作用機序を解明したい。本研究成果は生殖生理あるいは不妊症においてアクチビンの治療薬としての可能性を検討する上で重要な意味を持つ。まず、下垂体アクチビン標的細胞について検討したところアクチビンA,AB,Bの標的細胞群の間には少しずつ相違はあるものの概ね共通の性質がありその50-70%はGHRH、40-70%はTRH反応細胞群に属していることが明らかとなった。下垂体細胞純化についてはセルソーターとレーザーを用いて行い、やはりGH、PRL分泌細胞群に標的細胞が存在し、しかもその多くはGHRH、TRH両方に反応する細胞であることが明らかとなった。このことからTRHに反応する細胞とGnRHに反応する細胞の関係を明らかにするためにPRL分泌細胞とLHあるいはFSH分泌細胞の関係を個々の細胞について検討した。その結果、ドット侮ロットブロットによる方法ではPRL分泌細胞とLHあるいはFSH分泌細胞の間には一定の比率で機能的共存が存在し、LHあるいはFSH分泌細胞のそれぞれ18.4%、15.5%はPRL分泌し、またPRL分泌細胞のうちのそれぞれ6.23%、5.91%がLHあるいはFSH分泌していることが明らかとなった。また細胞内カルシウムの反応からPRL陽性細胞の中にはGnRHとTRH療法に反応する細胞の存在が明らかとなった。以上の結果からアクチビンの標的細胞つまり刺激を受けてFSH分泌細胞に形質転換すると考えられる細胞はGHあるいはPRL分泌細胞の中に存在することが示唆された。しかし形質転換の過程については標的細胞の比率が小さいために明らかにすることが困難であった。当該年度は計画通り、下垂体細胞の中から特定の細胞群を選別する方法として抗体を科学的に付着させたバイオビーズの応用を試みたが、結局、我々が従来より用いていたセルソーターの効率を上回るものではなったため、従来のようにセルソーターとレーザー処理により細胞群を選別して実験を行った。アクチビン反応する細胞を検討する前に、従来の下垂体ホルモン放出ホルモンに反応する細胞の競合につき検討を加えたところ、GHRH,TRH,GnRH,CRHそれぞれの放出ホルモンに反応する細胞の率はそれぞれ27,4%,47,6%,13,8%,6,2%であった。またこれらのホルモンのいずれにも反応しない細胞は35,3%であった。また各種視床下部ホルモン反応細胞群間にはかなりの率でオーバーラップが存在することも明らかになった。この実験条件下でアクチビンA,AB,Bの3種類のアクチビン反応性細胞につき検討するとそれぞれに反応する細胞の率は13,9%、9,3%,13,2%であった。またアクチビンA,AB,Bの間には反応細胞に差があるものの反応性を共有しているものが多く存在していた。またそれぞれアクチビンに反応する細胞は多くはGHRHあるいはTRHに反応する細胞つまりソマトトローフあるいはラクトトローフであることが明らかにされた。一方アクチビンのビオチン化の試みは蛍光強度が感度以下のために困難であった。下垂体アクチビン標的細胞について検討したところアクチビンA,AB,Bの標的細胞群の間には少しずつ相違はあるものの概ね共通の性質がありその50-70%はGHRH、40-70%はTRH反応細胞群に属していることが明らかとなった。

下垂体細胞純化についてはセルソーターとレーザーを用いて行い、やはりGH、PRL分泌細胞群に標的細胞が存在し、しかもその30-50%はGHRH、TRH両方に反応する細胞であることが明らかとなった。またセルソーターとレーザーを用いて純化した細胞を用い実験した結果でもやはり同じ様な結果が得られた。そこで更にLHあるいはFSH分泌細胞と標的細胞が含まれていると考えられるPRL分泌細胞の関係について個々の細胞につきドットプロット法にて検索を加えた。その結果LHあるいはFSH分泌細胞のそれぞれ18.4%、15.5%はPRL分泌し、またPRL分泌細胞のうちのそれぞれ6.23%、5.91%がLHあるいはFSH分泌していることが明らかとなった。また細胞内カルシウムの反応からPRL陽性細胞の中にはGnRHとTRH療法に反応する細胞の存在が明らかとなった。以上の結果からアクチビンの標的細胞つまり刺激を受けてFSH分泌細胞に形質転換すると考えられる細胞はGHあるいはPRL分泌細胞の中に存在しアクチビンの刺激によって形質転換し、FSH分泌細胞となる可能性が示唆された。しかしその過程における分子生物学的検討については標的細胞の数に限りがあるために困難であった。
集団間紛争における賞賛と排斥の集団内力学

本研究では,集団間紛争における集団内評価の力学の解明を行った。集団内評価の力学には,賞賛獲得と排斥回避という2つの方向性が考えられ,それぞれ検討した。賛獲得に関しては,比較文化データベースを用いて名誉文化,戦士への賞賛,戦争頻度の関連性を検討した。排斥回避に関しては,日中関係を題材に,対日態度表出を検討した。一連の研究から,賞賛獲得と排斥回避がともに集団間紛争を激化させることが示された。本研究の目的は,集団間紛争における集団内力学の影響を解明することである。特に,集団内評判の視点から賞賛獲得と排斥回避が集団間紛争に及ぼす影響をそれぞれ検討していく。計画初年として本年度は,主に排斥回避の影響を検討した。排斥回避とは,攻撃を行わないことによる内集団からのネガティブな評価を避けようとすることである。つまり,“やらないと嫌われる"という排斥を回避するために消極的に行われる集団間攻撃を行うという側面を検討していく。この現象を検討するために,本研究では,日中関係を題材に,中国人と日本人の大学生を対象に相手国に対する態度を尋ねる調査を行い。その分析を行った。その結果,中国人においては,中国人の個人の私的対日態度と比較して,他の中国人の対日態度は否定的だと推測されていた。また他の中国人の前では,推測された他者態度と同程度に否定的な公的対日態度を表明しようとしていた。さらに,公的態度は推測された他の中国人の態度から大きく影響を受けていた。それに対して,日本人では,自他差としての多元的無知は見られたものの,他者への同調は見られなかった。これらの結果から,中国人は過度に知覚された反日社会規範へと同調し,ポジティブな態度を表出しない可能性が示唆された。この調査結果は,中国人が同じ中国人から嫌われないために反日態度を表出するという点で,集団内の排斥回避が集団間攻撃意図に結びつく一つの事例として解釈できるだろう。本年度は,集団間紛争における集団内力学の影響を理解するために以下の研究を実施・報告した。まず,集団間感情に関するレビュー論文「“我々"としての感情とは何か?集団間紛争における情動の役割を中心にー」を執筆した。この論文では,集団間感情に関する社会心理学研究を概観した。それとともに,本研究課題である集団間紛争が集団内力学によって激化していくという側面に関して,集団間紛争に関する内集団成員どうしの集団内対話が,一種の集団極性化の過程によって激化していくという切り口から詳細な議論を行った。この論文は感情心理学会にて新たに発刊される論文誌に掲載予定である。また,社会心理学会大会でのワークショップでは,日中関係における多元的無知現象に関する話題提供を行った。九州心理学会大会では,外国との対立関係を日本人同士が議論することで,外集団の印象が低下するという実験結果を示した。これらの研究はともに,集団間紛争が集団内力学によって激化していくという側面を示しており,本研究課題が想定した理論モデルを支持する研究だといえる。翌年度はこれらの大会報告を論文化する作業を進めていく。さらに,前年度までの活動に基づいた論文「Perceived group identity of outgroup members and anticipated rejection: People think that strongly identifiedgroup members reject non-group members」が論文誌『Japanese Psychological Research』に掲載された。この論文では,集団間関係において,外集団成員の集団アイデンティティを強く感じられると,相手から見て外集団成員である自分が拒絶されることを予期する結果,その外集団の成員を好まなくなることを示した。本研究は,集団間紛争における集団内力学の影響の解明を目指すことを目的とするものである。これまでの申請者の一連の実験結果は,内集団からの賞賛獲得という高い集団内評判を求めて代理報復が行われることを示した。この集団内評価の力学は,代理報復のみならず,集団間紛争一般に影響すると考えられる。そこで,特に,集団内評判の視点から,賞賛獲得と排斥回避の影響をそれぞれ検討した。賞賛獲得の効果として,集団間攻撃者への賞賛と,実際の集団間攻撃が関連しているかを検討するために,人類学領域で用いられる比較文化データベースを元に文化レベルの関連性を検討した。その結果,戦士への賞賛は戦争の頻度と高い関連が見られた。また,男らしさを重視する名誉文化が,戦士への賞賛を経由して,戦争の頻度を高めるという関連も見られた。この成果は,日本心理学会第79回大会(名古屋国際会議場)で発表を行い,現在論文執筆中である。また,排斥回避の効果として,日中関係を題材に日中両国民を対象に質問紙調査を行った。個人の対日態度と比較して,他の中国人の対日態度推測は非好意的なものであり,その結果,中国人は人前で日本への好意的態度を表明しないことが示された。逆に,日本ではそのような効果は見られなかった。“反日"的な社会規範が強い中国だからこそ,こういった効果が見られたと考えられる。この内容は昨年度にthe 28th International Congress of Applied Psychology (Paris, France)にて発表を行い,本年度に論文投稿を行い,現在審査中である。

一連の研究から,賞賛獲得と排斥回避がともに集団間紛争を激化させることが示された。研究成果が複数の学術雑誌にも掲載されるともに,国内外の学会大会にて報告を行っているため。社会心理学最終年度となるため,これまで得られた研究成果を論文化する作業を中心とするとともに,本研究課題の次なる方向性を検討していく。計画していたとおりに先行研究レビューを行って取り組む課題の精緻化を行った。また,日中関係を対象とした調査と分析を行い,研究知見を積み重ね,その成果は学会発表や学術雑誌へと投稿を行った。以上より,おおむね順調に進展している。当初計画より経費の使用が節約できたため。本研究は,賞賛獲得と排斥回避の集団内力学の2側面から集団間紛争を理解しようとするものである。今年度は,日中関係を題材に,排斥回避の側面を検討した。そのため,今後は賞賛獲得の側面をより積極的に理解していく。次年度の書籍購入などに補填する。
ヒト皮膚色変異と霊長類毛色変異の分子基盤

COS-7細胞での一過性発現と酵素免疫法によるcAMPアッセイの結果、ヒトでみつけた変異型は野生型よりも有意に低いcAMP産生能を示した。これらの結果から、野生型と変異型の分布頻度の差、そして機能的な差がヴェッダ、オセアニア人と他のアジア人との間に観察される皮膚色の相違の遺伝的背景であると考えられる。また、東北アジア人の間では非常に低い活性を示す変異が4種類同定された。この集団では、低頻度ではあるが金髪や非常に明るい皮膚色といった形質が確認されており、これら4種類の変異がこのような表現形と関連していると考えられる。スラウェシマカク7種は総じて黒い体毛色を呈するが、幾つかの種においては、体の全体あるいは一部分に著しい体毛色の明化が確認されている。このような体毛色の明化を示す種では、MC1Rの機能的に重要と予測されるアミノ酸置換が生じており、一方、著しい明化を示していない種ではこのようなアミノ酸置換は確認されなかった。テナガザルは種間、種内での体毛色多様性が著しく、性的二型が存在する種、性に関係なく多型的な種、そして単色な種が存在する。多型的な体毛色を示すシロテテナガザルについて、MC1Rのハプロタイプを決定した。その結果、MC1Rハプロタイプとシロテテナガザルの体色多様性との間に有意な関連性は見られなかった。しかし、in vitroにおける機能解析の結果、テナガザルのMC1Rは恒常的活性型に進化している可能性が示された。霊長類における体色変異に関する分子的基盤については、未だ不明の点が多い。本研究では、ヒトを中心としテナガザル・マカクを対象に加え、メラニン合成に関連する遺伝子の多様性を調べ、変異の背景と適応的意義を探ることを目的とする。類人猿では唯一多様な毛色変異を示すテナガザルについて、メラノコルチン受容体遺伝子とASIP遺伝子の多様性を調べた。材料は過去に収集した試料をもちいた。メラノコルチン受容体遺伝子には大型類人猿に比べテナガザルでは多くの変異が見つかった。ASIP遺伝子については、PCR法で増幅を見なかった。PCR法でASIP遺伝子が他の旧世界ザルにおいて解析可能であったことから、その欠失が疑われた。そこで、サザン法を用い欠失の有無を調べたところ、数10キロベースにわたり欠失していることが示唆された。さらに詳細な解析を進めている。ヒトについては、これまでにデータを出したアジア・オセアニア集団のメラノコルチン受容体遺伝子変異について、地理的分布と多様性維持機構について検討した。その結果、低緯度地域で見られる変異は同義置換で紫外線による選択圧を受けていること、高緯度地域では非同義置換を含む多型性に富んではいるが中立性を否定するものではなかった。メラノコルチン受容体遺伝子はヒト皮膚色変異を支配する遺伝的背景の候補の1つと考えられた。COS-7細胞での一過性発現と酵素免疫法によるcAMPアッセイの結果、みつけた変異型は野生型よりも有意に低いcAMP産生能を示した。

このような体毛色の明化を示す種(ヘックザル、ムナ・ブトンザル、ブーツザル、ムーアザル)では、MC1Rの機能的に重要と予測されるアミノ酸置換が生じており、一方、著しい明化を示していない種(クロザル、ゴロンタロザル、トンケアンザル)ではこのようなアミノ酸置換は確認されなかった。テナガザルは種間、種内での体毛色多様性が著しく、性的二型が存在する種(ボウシテナガザル、コンカーラテナガザル、フーロックテナガザル)、性に関係なく多型的な種(シロテテナガザル、ミューラーテナガザル、アジルテナガザル、ワウワウテナガザル)、そして単型的な種(クロステナガザル、シアマン)が存在する。多型的な体毛色を示すシロテテナガザルについて、MC1Rのハプロタイプを決定した。その結果、MC1Rプロタイプとシロテテナガザルの体色多様性との間に有意な関連性は見られなかった。しかし、in vitroにおける機能解析の結果、テナガザルのMC1Rは恒常的活性型に進化している可能性が示された。
メラノーマ抗イディオタイプモノクローナル抗体の臨床応用に関する研究

1)血中メラノーマ抗体の検出ヒトメラノーマ関連抗原の1つである高分子メラノーマ関連抗原(HMW-MAA)は、メラノーマ患者においては免疫原性はないと考えられていたが、抗イディオタイプモノクローナル抗体(抗IdmAb)を用いることによりメラノーマ患者血清の抗HMW-MAA抗体の検出を試みた。その結果、正常人ではすべて陰性であったが、メラノーマI期、IV期ではそれぞれ20%、40%であった。このことはHMW-MAAは担癌生体においても免疫原性があることを示すものである。2)抗IdmAbの免疫原性に関する研究抗IdmAbをマウスに免疫し、その血清と培養細胞との反応性を検討した。2種類の抗IdmAbで免疫した血清は培養メラノーマ細胞とのみ特異的に反応した。さらに標識した培養メラノーマ細胞とimmunoprepicitationを行うと抗HMW-MAAmAbと同一のバンドを示した。また抗IdmAbであらかじめ免疫したマウスの足蹠に培養メラノーマ細胞を接種すると24-72時間にわたり、同部位の腫脹が認められた。以上のことは抗IdmAbがHMW-MAAに対して液性及び細胞性免疫を誘導することを示唆する。3)抗々IdmAbの免疫組織学的研究メラノーマ凍結組織を用いて、抗々IdmAbの反応性を検討したところ抗HMW-MAAmAbとほぼ同様の染色性を示した。以上の結果はHMW-MAAを中心にイディオタイプネットワークを形成していることがモノクローナル抗体を用いた解析で明らかになった。また抗IdmAbは抗原のinternal imageを有し、種々の免疫反応を惹起することから、メラノーマのワクチン療法に応用可能であることを示唆するものと考える。ヒトメラノ-マ関連抗原の1つである高分子メラノ-マ関連抗原(HMWーMAA)に対するモノクロ-ナル抗体(MoAb)5種類を免疫原として作製した抗イディオタイプ(抗Id)MoAbを用いて,メラノ-マ患者血清中の抗HMWーMAA抗体の検出を試みた。方法は(1)Inhibition assayと(2)Sandwich assayの2法を用いた。(1)は抗IdMoAb付着プレ-トに患者血清を反応させ,その後標識抗HMWーMAA MoAbを反応させ,標識抗体の反応阻止率で,血清中の抗HMWーMAA抗体を検出する。(2)は抗IdMoAb付着プレ-トに血清反応後,標識抗IdMoAbを反応させる方法である。その結果,Stage Iでは20%,10%,Stage IVでは45.8%,12.5%の症例において,抗HMWーMAA抗体が(1)および(2)法によって検出された。また正常人ではすべて陰性であった。Inhibition assayの方が感度がよく,Sandwich法が陽性で,Inhibition法が陰性の症例はなかった。今後はInhibition法のみで十分であると考えられる。従来HMWーMAAはマウスに対しては免疫原性が強いが,ヒトに対してはないと考えられていたが,今回我々の用いた方法では,明らかに担癌生体に対しても免疫原性があることが証明された。経過中の抗HMWーMAA抗体の力価にはあまり変化は認められず,化学療法や免疫療法の影響はうけにくいと考えられるが,ひき続き予後との関連を観察して行く予定である。平成2年6月より2ケ月間,米国留学し,抗IdMoAbを免疫して,メラノ-マ細胞と反応する抗抗IdMoAbの作製に成功し,免疫した抗IdMoAbがinternal imageを有することを証明した。

現在米国との共同研究で,抗HMWーMAA MoAbと抗抗IdMoAbとのメラノ-マに対する免疫組織学的な比較検討を行なっている。ヒトメラノ-マ関連抗原の1つである高分子メラノ-マ関連抗原(HMWーMAA)に対するモノクロ-ナル抗体(MoAb,Ab1)を免疫原として作製した抗イディオタイプ(抗Id,Ab2)MoAbを用いてメラノ-マ患者血清中の抗HMWーMAA抗体の検出を試みた。検出法はAb2 MoAb付着プレ-トに血清を反応後,標識Ab1 MoAbを反応させその阻止率で血清中のAb1を検出する。その結果,メラノ-マI期では20%,IV期では50%の症例にAb1が検出されたが,正常人においては、まったく陰性であった。また同抗体は経過中の変化は少なく,化学療法や免疫疫法の影響を受けにくいことが明らかとなった。従来HMWーMAAはヒトに対しては免疫原性はないと報告されていたが,我々の用いた方法により担癌生体においても免疫原性を有することが明らかになった。抗Id MoAbの1つであるTK7ー371をマウスに免疫すると,その血清は培養メラノ-マ細胞と特異的に反応し,さらに同細胞とSDSーPAGEで免疫沈降反応を行なうとAb1 MoAbと同一のバンドを示すことから,TK7ー371はHMWーMAAのinternal imageを有することが明らかになり,マウスに対してhumoral immunityだけでなく,cellalar immunityも誘導することが米国との共同研究で明らかになった。Internal imageを有する抗IdMoAb MK_2ー23を免疫源として作製した8種類の抗々IdMoAb(Ab3 MoAb)を用いてメラノ-マ組織に対する反応性をAb1と比較検討した。その結果,Ab3はAb1よりも反応性は弱いものの,大部分のメラノ-マ組織と反応を示した。また反応性の違いによってAb3を3グル-プに分類できた。Ab3がAb1と同様にHMWーMAAと反応することはIdMoAbがinternal imageを有することを免疫組織学的に証明し,MoAbレベルでメラノ-マに対してイディオタイプネットワ-クを形成していることが明らかとなった。ヒトメラノ-マ関連抗原の1つである高分子メラノ-マ抗原(HMW-MAA)に対する単クロ-ン抗体(mAb,Ab1)を免疫原として作製した抗イディオタイプ(抗Id,Ab2)mAbを用いてメラノ-マ患者血清を解析した。その結果従来担癌患者にはHMW-MAAの免疫原はないと考えられていたが、抗IdmAbを用いることにより、メラノ-マ患者においても抗HMW-MAA抗体が微量であるが検出された。またこの抗体はメラノ-マの病期と関連していることが明らかとなり、予後判定に有用である可能性が示唆された。抗IdmAbがinternal imageを有しているか検討した。抗IdmAbをマウスに免疫するとその血清中には培養メラノ-マ細胞と反応する抗体(抗々Id抗体,Ab3)が検出された。これはSDS-PAGEによりAb1と同一の分子を認識することが明らかとなった。さらにこの抗IdmAbで免疫したマウスの足に培養メラノ-マ細胞を接種すると、コントロ-ルに比べ有意に腫脹した。以上のことは抗IdmAbはHMW-MAAに対して液性免疫だけでなく、遅延型反応も惹起することが判明した。また抗IdmAbを免疫原として抗々IdmAb(Ab3)を作製して、メラノ-マ凍結組織における反応性をAb1mAbと免疫組織学的に比較検討した。
ねじれ（コ）ホモロジーを用いた多変数超幾何関数の研究

多変数超幾何関数をねじれホモロジー群、ねじれコホモロジー群という幾何学的な道具を用いて研究した。特に、交点形式と呼ばれるペアリングを使うことで、様々な結果を得ることに成功した。1. Lauricella's F_Cと呼ばれる多変数超幾何関数のモノドロミー表現を、変数の個数が一般の場合に、ねじれホモロジー群の交点形式を用いて決定した。この問題はおよそ30年前に2変数の場合が解決されて以来、未解決であった。2. Lauricella's F_Aと呼ばれる多変数超幾何関数が満たす微分方程式系の級数解に対応するねじれサイクルを構成した。このねじれサイクルは交点数の計算も容易にできるため、ねじれ周期関係式と呼ばれる超幾何関数の間の2次の関係式を明示的に記述することができた。3.一般化超幾何関数のねじれコホモロジー群に対して、2種類の基底を与え、さらにそれらの交点数を組合せ論的に記述した。また、ねじれホモロジー群の交点数も計算することにより、ねじれ周期関係式も記述した。4. Lauricella's F_Dと呼ばれる多変数超幾何関数が満たす微分方程式系に対応するA-超幾何系の級数解に対応するねじれサイクルを構成した。この結果を用いることで、これらの級数解に対する隣接関係式を導出した。5. Gaussの超幾何関数の3項間関係式の係数に超幾何関数の積の和が現れることが知られていたが、それはねじれ周期関係式を用いるとねじれコホモロジー群の交点数と対応していることが分かる。ねじれコホモロジー群における関係式を考察することにより、3項間関係式に交点数が現れる理由をある程度解明することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。
光学系を用いた量子力学における観測の基礎的研究

弱い量子測定(weak measurement)は、量子系の時間発展を攪乱することなく物理量を得る為の測定プロトコルである。弱い量子測定の結果、測定器はいわゆる弱値(weak value)と呼ばれる値を指し示す。測定対象系がある始状態と終状態に見出される場合(pre-postselected system)、その時間発展の途中の時刻で弱い量子測定を行うと、弱値が従来の測定では見られないような特異な値を取り得る。弱値は、一般的に意味をなさないと考えられてきた量子パラドックスに対して、古典的な推論を支持する値を示すことがある。当研究は、弱値の物理的な意義、すなわち物理量としての役割をより明らかにすることを目的としてきた。特に弱値が特異な値を取る条件を示すことは重要な課題である。当研究では、ある特定の条件下でDirac方程式が与える時間発展の記述が、弱い量子測定によって弱値を得る手順と非常に類似している点に着目した。そして、測定結果としてではなく、純粋な物理量として弱値が現れることを明らかにした。具体的な例として、ステップポテンシャルによる対生成を取り扱い、弱値として与えられた粒子の速度がこの現象を定量的に説明することを示した。また、弱値が異常な値を取る条件と対生成が生じ得るためのステップポテンシャルの条件が対応していることも明らかにした。この結果は、測定行為に関係なく、運動方程式中に必然的に物理量として弱値が現れたという点、特異な弱値が現れる条件と具体的な現象を結びつけたという点で非常に重要な成果である。我々は弱値の物理的意義をより明らかにするために、測定とは違った別の観点から本研究を進めてきた。即ち、電磁場の放射、吸収を時間対称的に記述することを試みたabsorber theoryと弱い量子測定の関連性を見出し、それぞれの理論の理解を深めることを試みてきた。それは、弱い量子測定の背景には元来、量子力学の時間対称的な記述という動機があることを鑑みたことに端を発する。我々は、大きな階段ポテンシャルによる電子-陽電子の対生成のプロセスが弱い量子測定と同じメカニズムで説明できる可能性を見出した。つまり、Diracの海にあった電子が弱値の速度でポテンシャル障壁を突き抜けるという描像で対生成が定性的に理解できる。まだいくつかの問題点があるが、弱値を使って対生成レートなどの定量的な説明ができる手掛かりも得ている。これは、測定過程とは違って、具体的な物理現象と弱値を関連付けているという点で、弱値の物理的意義をより深く理解する為の非常に重要な発見である。これらの結果は、当初の目的であるabsorber theoryへの適用に大きな手掛かりを与えるものである。
硝子及びセラミック材料におけるナノ領域での応力解析

コランダム構造をもつAl_2O_3(サファイア)の単結晶を用いて、ラマン分光分析によってラマンテンソールの測定を行った。その測定を利用して、Al_2O_3の単結晶体内の結晶方向分析する手段を提案した。その成果は論文発表し、雑誌の表紙を飾るほどの注目を浴びた。応力測定の応用で破壊力学に古くから残っている課題として、ノッチ先端に拡大する応力の分析を新しいラマン分光の発想を用いて行い初めて実験的に応力マップを作成することに成功した。カソードルミネッセンスを用いて分光分析により得られる物質固有のスペクトルが応力や歪みに応じてシフトする現象、ピエゾスペクトロスコピック(PS)効果を応用し、応力・歪みの定量的評価の研究を行った。PS法は、結晶面の違いからそれぞれの異なる物理法則に従うが、発光スペクトルが起こる現象にかかわらず、応力、歪み情報を得ることのできる手段である。ラマンを用いる場合とは異なり電子を利用して発光する為、空間分解能はナノメートルスケールまで絞ることが可能となる。従って、ラマンで行ったノッチ先端で拡大する分析はより正確に行うことができた為、ナノスケールの応力マッピングの作成に成功した。多結晶体の応力分析の研究成果としては、国際学会Euromatで発表した。セラミックスのナノメートル領域での応力評価に着目した研究として、多様化する高機能新セラミックス材料の解析評価を目的とした計測手法の開発を行った。これはCL分光計測法を応用した評価法であり、新セラミックス材料の残留応力の高速解析、特性評価を可能とする技術を確立した。FEG-SEMによる材料表面の探査と併用することで、材料の原位置をナノスケールの空間解像度をもったプローブで走査することにより応力分布の可視化を実現した。実験としては、多結晶体BaTiO_3やAl_2O_3を試料としてCLスペクトルのバンド特性およびPS効果の評価を行い、残留応力の可視化に成功した。また、CL分光測定法を応用することによって領域構造の可視化も実現した。上述のようにCL分光計測法を応用することにより、新セラミックス材料のナノメートルスケール空間分解能で化学的、結晶構造的、機械的に評価・可視化することが可能となり、またFEG-SEMにて直接、試料を非破壊的に検査する手法開発を行った技術的な意味は大きい。材料表面に残留する応力分布はPS法を用いたうえ、バンドギャップを応用、また欠損に由来する発光を解析することにより応力分布の可視化ができる。この研究の結果、セラミックス材料の化学的、結晶学的、機械的特性の相互作用のメカニズムが明確となり、各々の特性の挙動および役割についても解明されてきた。これらの成果は、電子励起イメージングと顕微鏡の組み合わせで構成される新機能ハイブリッド機器の具現化に大きく貢献することになると考えられる。
生体成分肺サーファクタント粘膜アジュバントの新規応用：ガンワクチンへの適用

本研究により、我々が開発した肺サーファクタント由来人工粘膜アジュバントSSFに、細胞性免疫亢進作用があることが見出された。インフルエンザ抗原をSSFとともにマウスに経鼻接種することで、抗原特異的なIgG2a抗体が誘導された。SSFワクチン経鼻接種マウスにおいては、接種局所の粘膜組織ならびに関連リンパ組織におけるIFN-γの分泌と、抗原特異的な細胞障害性T細胞の誘導が認められた。SSFの細胞性免疫誘導能は、がんワクチンの開発などに応用可能であると考えられた。本年度は、経鼻インフルエンザ接種マウスの免疫局所にあたる鼻咽腔(NP)および鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)におけるサイトカイン分泌細胞の誘導を評価することにより、ヘルパー1T (Th1)細胞活性化の検討を行った。SSFを用いた経鼻ワクチン接種を行ったマウスNP、NALTより採取されたリンパ球において、Th1タイプのサイトカインであるIFN-γを分泌するT細胞が誘導されており、Th1細胞の活性化がサイトカインレベルにおいても示された。また、SSFによる抗原取り込み作用についてさらに詳しい解析を行った。蛍光標識したオボアルブミン(OVA)の、マウス骨髄から調製した樹状細胞への取り込みは、SSFにより増強された。個の取り込み増強はアミロライド誘導体により抑制された一方で、サイトカラシンDによってはほとんど阻害されなかった。SSFには、主にマクロピノサイトーシスによる細胞への取り込みを増強する作用があることが明らかとなった。SSFの構成成分を改変することにより、さらに有効なドラッグデリバリー担体の開発を試みた。SSFの構成成分の内、ホスファチジルグリセロール(PG)をホスファチジルセリン(PS)に改変した素材を作成した。PSはアポトーシスを起こした細胞表面に露出し、マクロファージへの貪食作用を増強させる。PSを用いたSSFはPGを用いた従来品と同等に樹状細胞へのOVA取り込みを増進させた。PSを用いたSSFによる取り込みも従来品と同様、アミロライド誘導体による阻害を受け、マクロピノサイトーシスによる細胞への取り込みを増強する作用があることが示された。SSFを用いた経鼻ワクチン接種による免疫応答の性質を、誘導された抗体サブクラスを定量することで検討した。SSFをインフルエンザ抗原(HA)と混合した経鼻ワクチン接種マウスにおいて、ヘルパー1T細胞を誘導する典型的なアジュバントであるpoly(I:C)と同様に、血中IgG2a抗体が誘導されることが明らかとなった。これにより、当初予定していた構成成分の改良を行わずともSSFにより細胞性免疫の誘導を行いうることが期待されたため、直ちにSSFによる免疫活性化機構の探索を開始した。まず、SSFにより促進される細胞への抗原取り込みルートの探索を行った。蛍光標識したHAのSSFによる免疫担当細胞への取り込みに対する、各種エンドサイトーシス阻害薬の影響を検討したところ、マクロピノサイトーシスを特異的に阻害するアミロライド誘導体の添加によりHAのSSFによる免疫担当細胞への取り込み量は顕著に減少することが明らかとなった。他の阻害薬は取り込み効率にほとんど影響せず、SSFにより促進された抗原の取り込みルートはマクロピノサイトーシスが主であるとかんがえられた。さらにクロスプレゼンテーションの試験に多用されるオボアルブミン(OVA)がHA同様のメカニズムで免疫を誘導するか否かを検討した。HAに対すると同様SSFはOVAの免疫担当細胞内への取り込みを促進し、細胞を活性化させた。このOVA取り込み増進もHA同様にアミロライド誘導体により抑制され、SSFはOVAのマクロピノサイトーシスによる取り込みも増進させ、免疫を活性化することが示唆された。本年度は、SSFを用いた経鼻ワクチン投与による細胞性免疫の誘導について検討を行った。SFF混合ワクチン経鼻投与マウスよりリンパ球を調整し、サイトカイン分泌を検討したところ、マウス鼻腔粘膜固有層(NP)にIFN-γ産生リンパ球が誘導されることが明らかとなった。この結果により、SFF混合経鼻投与によって細胞性免疫が誘導される可能性が示唆された。そこで、細胞性免疫のエフェクター細胞である細胞障害性T細胞(CTL)が、SF-10混合経鼻投与によって誘導されるか検討した。抗原にはオボアルブミン(OVA)を用い、これをマウスにSSFとともに投与し、7日後に鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)、NP、および頸部リンパ節(CLN)からリンパ球を採取した。採取されたリンパ球に含まれる抗原特異的CTLを、T-Select MHC tetramer (MBL)により定量した。OVAのみを経鼻投与したマウスでは、いずれの組織においてもCD8(+)細胞の誘導は認められなかった。OVA+SSF投与およびOVA+poly(I:C)投与マウスのNALTおよびNPにCD8(+)細胞の誘導が認められた。一方CLNにおいてはCD8(+)細胞の誘導は認められなかった。OVA+poly(I:C)

投与マウスに誘導されたCD8(+)細胞は、NPにおいてはその大半をOVA特異的CTLが占めていたが、NALTにおいてはOVA特異的ではないものがかなりの割合で含まれており、アジュバントであるpoly(I:C)特異的CTLが誘導されたことが示唆された。一方、OVA+SSF投与マウスに誘導されたCD8(+)細胞は、NALT、NPいずれにおいてもその大半をOVA特異的CTLが占めており、SFFそのものはCTLを誘導しないことが示唆された。これらのことから、SSFは共投与した抗原特異的な細胞性免疫を投与局所に誘導する自身に抗原性のないアジュバントであり、がんワクチンとして利用しうる可能性が示された。医歯薬学SSFにより増強される抗原取り込み経路を確定させ、サイトカインレベルにおいてもヘルパー1T細胞誘導性が確かめられたことで、SSFによる免疫誘導メカニズムの解析が進んだ。また、ホスファチジルセリンを材料としたSSFの作成に成功したことにより、より有用なドラッグデリバリー作成を行える素材開発の可能性が示唆された。SSFを用いた経鼻ワクチン接種が、当初の想定よりもすぐれたヘルパー1T細胞誘導性を示唆したため、SSFの改良を行う必要がなくなり、平成25年度以降に予定していた誘導メカニズムの解析に平成24年度中に取り掛かることができた。SSFにより促進される取り込みルートの同定は誘導メカニズム解析に対する大きな知見であり、また、OVAをHA同様に抗原として用いうることが明らかとなったことで、OVAを特に細胞性免疫誘導の解析に対する強力なツールとして用いうる。次年度以降も継続して、OVAをツールとして用い、細胞性免疫誘導のメカニズムの解析を進める。マウスおよびその骨髄から調製した樹状細胞の他に、RAW264のようなマクロファージ由来の培養細胞株を用い、研究の加速を狙う。また、本施設は、液体クロマトグラフィー法と質量分析分析法を組み合わせたタンパク質の網羅的解析(FD-LC-MS/MS:Imai K et al. (2011) Biomed Chromatogr 25: 59-64)を行う施設が充実している。これらを用い、SSFにより細胞性免疫誘導を行った細胞における因子の変動を網羅的に解析し、より詳細な免疫誘導メカニズムの解析も行いたい。次年度以降は主に、OVAをツールとして用い、特に細胞性免疫誘導メカニズムの解析を重点的に行う。SSFを用いたOVA経鼻接種マウスにおいてCD8陽性T細胞の活性化・増殖が認められるか否かを解析する。また、OVA経鼻接種マウスにおける抗体サブクラスの誘導を検討し、HAとの相違を検討する。さらに初代培養を用いたin vitroの実験系により、SSFよるOVAの細胞内抗原取り込みと細胞活性化との関連性を探索する。平成25年度より所属研究機関が変更となり、それに従っての実験計画の見直し等を行った結果、モデル実験動物(マウス)など消耗品の使用数が予定より少なくなったことなどによる。
光集積化反応によるポリ酸の生成と分子カプセル化の制御

光カプセル化反応による新しいクラスターとして〔V_<22>O_<54>(MoO_4)〕^<8->が合成された。〔V_4O_<12>〕^<4->,MeOH,K_2MoO_4を含むpH5.5の水溶液へのO→VLMCT吸収帯への光照射により卵型の構造のK_6H_2〔V_<22>O_<54>(HoO_4)〕,19H_2Oが得られた。このクラスターは中心にTd対称のMoO_4^<2->をカプセル化したD_<2d>対称の構造を示した。同じTd対称のClO_4^-がカプセル化した。V_<22>O_<54>クラスターに比べVとMoO_4^<2->との静電的相互作用の大きいもののV...O距離は>2.7Åと長くV-O結合を形成するまでには至っていないことが明らかとなった。被カプセル分子の交換反応(テンプレート交換)が酸化を伴って進行することが見い出された。すべてのV原子がV^<IV>である〔V^<IV>_<18>O_<42>(H_2O)〕^<12->を原料として中心の被カプセル分子であるH_2OとCO_3^<2->,N_3^-,SCN^-,NO_3^-,等との交換反応を行った。それぞれ{V_<15>O_<36>},{V_<18>O_<44>},{V_<18>O_<44>},{V_<18>O_<44>}クラスターを生成しクラスターの変換,テンプレート交換は溶存酸素によるV^<IV>-O-V^<IV>のV^V-O-V^<IV>への酸化に伴うVO_5配置の開発を経て進行することが結論された。
ドイツにおける技術倫理の研究-ドイツ技術者協会(VDI)の取り組みに関連して

本研究は、ドイツにおける技術倫理のあり方を、ドイツ技術者協会(VDI)の取り組みを中心に紹介することを通して、日本における技術者倫理の研究・教育に新たな展開をもたらすことを目的とするものである。本研究では、VDIの企画による全5巻のシリーズ『技術-社会-自然』(1999-2003)の第5巻『技術者の倫理的責任』の翻訳を通して、VDIにおける技術倫理の特徴を明らかにし、2001年に作成された「技術者倫理の根本原理」を詳細に分析した。本年度はまずVDIの企画による全5巻の『技術-社会-自然Technik-Gesellshaft-Natur』(1999-2003)の第5巻である『技術者の倫理的責任Ethische Ingenieurverantwortung』を研究協力者と分担して翻訳しその内容を詳細に検討した。特に,2001年に作成された「技術者倫理の根本原理Ethische Grundsatzedes Ingenieurberufs」について詳細に理解するとともに,その作成に携わった委員会のメンバー,特に哲学者たちがどのような考えを持っていたのかを考察した。この考察の成果は「ドイツにおける技術倫理とVDI(2)-『VDIの哲学者たち』と『技術者倫理の根本原理』-」と題した論文で発表した。そこでは,技術者に固有の責任としての「戦略的責任」,様々な価値の対立の中で考えられなければならない「予防的道徳」といった概念が特徴的であることを示唆するとともに,VDIのような機関の責任や技術者に対する支援も重要なものとして述べられていることを明らかにした。一方,『技術,技術者と社会Technik, Ingenieure und Gesellshaft』(1981)を参考にしつつ,そこで挙げられている参考資料を調べるため,国立国会図書館を訪問した。本館には新聞VDI-Nachrichten,関西館には雑誌VDI-Zeitschriftがあり,そこで閲覧するとともに,必要な資料をコピーしたが,それぞれの資料は膨大なものであり,限られた時間で全てに目を通すことはできなかった。しかし,本研究にとって非常に参考になる資料がたくさん見つけることができたこともあり,こうした調査は今後も継続し,それと並行して得られた情報をもとにまとめた内容を論文などで発表していく予定である。本年度も前年度に引き続き,『技術者の倫理的責任Ethische Ingenieurverantwortung』を研究協力者と分担して翻訳し,その内容を詳細に検討した。特に,VDIの倫理綱領に当たる「技術者倫理の根本原理Ethische Grundsatze des Ingenieurberufs」の作成に携わった委員会「技術者の倫理的責任」の報告書を詳細に検討し,ドイツにおける技術倫理の特徴について議論した。また,実際にドイツに赴き,委員会「技術者の倫理的責任」の委員長であったシュトウットガルト大学フービッヒ教授へのインタビューを通して,VDIでの取り組みについてや彼の技術倫理に対する考え方を確認した。さらに,VDIのデュッセルドルフ本部を訪問し,技術倫理への取り組みやVDI内の委員会における技術倫理に関しての活動やそれぞれの委員会における哲学者・倫理学者等の役割,高等教育機関との連携などについてインタビューし,その際日本では入手することが困難なたくさんの資料を入手することもでき,研究にとって非常に有意義なものとなった。こうしたことの成果として,「ドイツにおける技術倫理の特徴-VDI『技術者倫理の根本原理』の分析」と題した論文を発表した。一方,前年度国立国会図書館等で収集した資料なども検討し,VDIにおける技術倫理について考察した。特に,VDI内の委員会のメンバーにもなった哲学者や倫理学者の活動を中心に研究し,その成果の一部として「フィンクの技術論-ドイツにおける技術倫理とVDI(補論)」と題した論文を発表した。さらに,そのことと関連して,今年度も国立国会図書館関西館を訪問し,VDIの雑誌VDI-Zeitschriftを閲覧するとともに,必要な資料についてはコピーした。こうした研究成果については,今後も論文などで発表していく予定である。本年度も前年度に引き続き,『技術者の倫理的責任Ethische Ingenieurverantwortung』の翻訳を研究協力者と詳細に検討する一方,前年度国立国会図書館等で収集した資料なども検討し,VDI内の委員会のメンバーにもなったゲーレンの活動を中心に研究し,その成果の一部として「ゲーレンの技術論-ドイツにおける技術倫理とVDI(補論2)」と題した論文を発表した。そして最終年度に当たる本年度は,この研究に関連して発表した論文と,『技術者の倫理的責任』の元となったVDIの報告書Report31の翻訳,さらにはVDIの作成した倫理綱領「技術者倫理の根本原理Ethische Grundsatze des Ingenieurberufs」の翻訳を研究成果報告書にまとめた。その際,VDIのデュッセルドルフ本部を昨年度に引き続き訪問し,技術倫理に関する取り組みについて情報交換を行うともに,翻訳の掲載について承認を得た。

また,将来『技術者の倫理的責任』の翻訳を出版することも念頭に置いて,出版社であるシグマ社にも連絡を取ってもらい,出版する際にはシグマ社に連絡すれば著作権の問題はないとの回答もいただいた。一方,このドイツ滞在の際には,今年度からダルムシュタット大学に赴任されたフービッヒ教授も訪問し,翻訳の過程で生じた疑問について確認するとともに,ダルムシュタット大学で開講されている講義「文化としての技術Technik als Kultur」も聴講させていただいた。技術倫理そのものの授業ではなかったものの,授業の進め方など非常に参考になった。こうしたドイツ滞在の成果を持ち帰り,最終的に研究成果報告書を仕上げた。
触媒的脱塩素化反応によるPCBの簡便無毒化法

本申請研究は本来触媒毒であるはずのトリエチルアミン等の塩基が、芳香族塩素化合物の脱ハロゲン化反応においては、Pd/C触媒を、逆に、強力に活性化する知見を基として、これを合成化学的一般法として確立するとともに、PCBの脱ハロゲン化に基づく無毒化法に適用することを目的としている。昨年度の,1)反応条件の最適化、2)合成化学的一般法としての確立、3)アロクロール1254の無毒化への適用及び4)純粋なポリ塩化ビフェニル(PCB)の脱塩素化への適用と反応性の比較に関する検討に引き続き、本年度は5)アロクロール1254以外のPCB製品への適用、6)スケールアップ、7)反応機構的解析を実施した。その結果,本反応は実際に30年以上使用されていたコンデンサーから抜き取ったPCBをはじめとして、種々のPCB製品の無毒化に適用可能であることを明らかとすることができた。また、スケールアップの可能性を確認するため、50gのPCBを1Lのフラスコ中で何ら問題なく脱塩素化ができることを示した。これは、研究室においてマグネチックスターラーを用いて行うことのできる、ほぼ最大のスケールである。さらに、本反応が、一電子補足剤で顕著に阻害を受けることを見いだし、添加したトリエチルアミンが、単に脱離する塩化水素を中和しているのではなく、窒素上の孤立電子対から塩素を有する芳香環への一電子移動(SET)により生成するアニオンラジカルを経由して進行していることを明確にした。得られた知見の一部は二報の速報として投稿済みである。本年度は,1)反応条件の最適化、2)合成化学的一般法としての確立、3)アロクロール1254の無毒化への適用及び4)純粋なポリ塩化ビフェニル(PCB)の脱塩素化への適用と反応性の比較について検討した。その結果,本反応はメタノール中当量のトリエチルアミン存在下、基質に対して10重量%の10%Pd/Cを用いて、常温常圧下水素添加をする条件が最適であることが判明し、この反応条件を使えば、広範な種類の芳香族塩素系化合物の脱塩素化が極めて容易に進行することを示した。また、かつて実際に市販されていたPCBであるアロクロール1254を先の最適条件下、反応したところ、わずか1時間で完全な脱塩素化が達成され、ビフェニルが定量的に得られた。また、PCBは210種にも達するハロゲン化ビフェニルの異性体混合物である。これらの混合物には置換パターンが幾通りもあることから、今回、塩素の数や置換位置等を考慮した約20種の純粋な化合物(PCB)を入手し、反応速度の差異や塩素の残留の有無を確認した。その結果、いずれも完全な脱塩素化が達成されることが確認できた。特に塩素がビフェニルの1位、1'位、6位、6'位に存在しないPCBはコプラナーPCBと称され、毒性もダイオキシンに近いとされているが、これらも極めて容易に脱塩素化を受けた。現在、得られた知見の一部を速報として投稿中である。本申請研究は本来触媒毒であるはずのトリエチルアミン等の塩基が、芳香族塩素化合物の脱ハロゲン化反応においては、Pd/C触媒を、逆に、強力に活性化する知見を基として、これを合成化学的一般法として確立するとともに、PCBの脚ハロゲン化に基づく無毒化法に適用することを目的としている。昨年度の,1)反応条件の最適化、2)合成化学的

一般法としての確立、3)アロクロール1254の無毒化への適用及び4)純粋なポリ塩化ビフェニル(PCB)の脱塩素化への適用と反応性の比較に関する検討に引き続き、本年度は5)アロクロール1254以外のPCB製品への適用、6)スケールアップ、7)反応機構的解析を実施した。その結果,本反応は実際に30年以上使用されていたコンデンサーから抜き取ったPCBをはじめとして、種々のPCB製品の無毒化に適用可能であることを明らかとすることができた。また、スケールアップの可能性を確認するため、50gのPCBを1Lのフラスコ中で何ら問題なく脱塩素化ができることを示した。これは、研究室においてマグネチックスターラーを用いて行うことのできる、ほぼ最大のスケールである。さらに、本反応が、一電子補足剤で顕著に阻害を受けることを見いだし、添加したトリエチルアミンが、単に脱離する塩化水素を中和しているのではなく、窒素上の孤立電子対から塩素を有する芳香環への一電子移動(SET)により生成するアニオンラジカルを経由して進行していることを明確にした。得られた知見の一部は二報の速報として投稿済みである。