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極薄膜半導体超格子の格子動力学的研究

Ge,Si,およびIIーVI族やIIIーV族化合物半導体を素材にするヘテロ構造半導体超格子の問題が興味を集めている。また数原子層づつ積み上げて作製できる極薄膜超格子の研究も始まったばかりである。バルクの光学型格子振動を調べるために使われてきた赤外吸収、反射実験法は、試料作製上の制約(例えば、サイズ)のために超格子では有効でなく、今のところラマン散乱法が唯々一つの格子振動を調べる手段となっている。したがって、超格子および極薄膜系の格子動力学を発展させるときには、ラマン散乱スペクトルの理解に直結する理論の展開が必要である。本研究では、第一に、超格子および極薄膜超格子系に適用できる光学フォノンによるラマン散乱の理論を構築して、光散乱スペクトルの考察から長波長の縦光学フォノンの振舞いを探った。GaAsーAlGaAs超格子の光散乱スペクトルの解析では、ほぼ満足できる結果を得たが、GaAsーAlAs極薄膜超格子では、いくつかの未解決の問題が生じた。格子動力学の発展を必要とする今後の課題である。本研究の第二の成果として、単一ヘテロ構造上の表面層や半導体表面にできる空乏層内の光学フォノンの挙動とそれによる光散乱スペクトルの研究がある。表面空乏層が不純物の添加量によって、厚みを100〓から50〓と変えたり、原子層エピタキシー技術の進歩により表面層の厚みを容易に制卸できる、ことなどから半導体薄膜のフォノンを理解するためにも解明すべき課題であった。第三に、電子ーフォノン相互作用を通して電子の側からフォノン系を探る可能性に注目した量子井戸内の二次元電子系や励起子の研究にも取り組んだ。量子井戸からの発光スペクトルの磁場依存性を調べ、電子間多体効果の役割を明らかにした。電子ーフォノン相互作用効果の解明が残された課題である。イオン結晶の光学フォノンにたいする連続体近似へ分散性を考慮した「分散性連続体モデル」を基礎に光学フォノンによる光散乱理論を発展させた.各層界面の境界条件として縦光学フォノンの相対変位場に伴う有効圧力と速度の連続性を仮定した.変調構造を考慮するため変位場の空間的相関関数を計算し,光散乱スペクトルの表式に結びつけた. GaAs-(Al_xGa_<1-x>)As超格子に適用し,実験との比較から次の点を明らかにした;(1) X=0.1, d_<GaAs>=48〓, d_<AlGaAs>=34〓の計算したスペクトル形状は,実験で得られたスペクトルとはほぼ良く一致する.しかし強度の点で, 280cm^<-1>付近のAlGaAs様の光学モードについて不一致がある.これは, (AlGa)As層の原子分布の不均一性によって生じたフォノンの幅に起因すると考えられる.(2)我々の計算の利点は,超格子各層に閉じ込められたフォノンによる散乱を別々に示せることである.実験との比較からフォノンの空間的拡りを推定できる.2.極薄膜半導体超格子のフォノン分散関係現在,〈ル〉族半導体の格子振動のWeberモデルを極薄膜超格子系に適用する目的で準備をすすめている.短距離的ボンド伸縮力とボンド変角力のみを考慮した"価電子力場モデル",簡単な"線形鎖モデル",連続的誘電体モデルにもとづいた超格子系のフォノン分散関係を比較検討中である.Ge,Si,およびIIーVI族やIIIーV族化合物半導体を素材にするヘテロ構造半導体超格子の問題が興味を集めている。今年度は、次の二点に焦点を絞って研究をすすめ、本研究のまとめを行った。1.半導体超格子のラマン散乱スペクトルからみた縦光学フォノン。

作年度に引続き、ラマン散乱スペクトルから半導体超格子や極薄膜超格子の縦光学フオノンの振舞いを調べた。半導体超格子の長波長光学フォノンによるラマン散乱理論の構築を行い、実験で得られたスペクトルの解析を試みた。長波長光学フォノンのダイナミックスの記述の中に、格子変位場の空間変化を取り入れるよう分散効果を陽に含めた。誘電的連続体モデルにもとづくので、超格子の各界面で変位に伴う速度と有効圧力が連続であるとする境界条件を課せた。結果を次にまとめると、(1)解析を行ったGaAs-Al_xGa1-xAs超格子では、上記の変位場の境界条件がうまく働き、各層へのフォノンの閉じ込めとラマン散乱強度の関係を明らかにすることができた。(2)散乱スペクトルのプロファイルと光学フォノンの減衰が密接に関連する。とくに、AlGaAs層内の混晶化に伴うポテンシャルの揺らぎによる減衰定数の大きな増加を期待できる。2.半導体表面層に局在する光学フォノンによるラマン散乱。半導体薄膜内の光学型格子振動を理解する際に重要であると思われる半導体表面層のフォノンと光散乱スペクトルを調べた。厚さが100〓から50〓と変化するP型GaAsの表面空乏層内の縦光学フォノンによる光散乱スペクトルを取り上げた。その結果を次にまとめると(1)今までに解釈が不統一であったP型GaAsの縦光学フォノン振動数付近の鋭いピークと横光学フォノン振動数を中心とした幅の広いバンドが、それぞれ表面空乏層光学フォノンとバルクモードに起因する。(2)表面層格子振動のサイズ量子化と閉じ込めの可能性を指摘した。
加速された反応系の遷移状態構造の研究

アルキルトランスファー反応が種々の要因で加速される際に,その遷移状態構造がどの様に変化するかを明らかにする目的で,主として反応速度同位体効果を用いて研究を進めた.また,得られた知見をもとにして,有効な合成反応を設計した.1.電子効果による加速がベンジルおよびメチルトランスファーの遷移状態に及ぼす影響を,炭素-13, 14, α-2次重水素,求核種窒素-15等の反応速度同位体効果で調べた.遷移状態はダイヤグラム上の動きとして整合性よく理解されたが,一般にベンジル系はメチル系よりも大きな変化を示し,特に反応座標に垂直な方向の動きが特徴的である.2.相間移動触媒によって加速される反応の遷移状態の構造は,水和による減速によって活性化パラメータに現われる変化を示したが, α-2次重水素効果では変化は検出されず, Tightnessは変わらないと結論された.3.溶媒効果による加速は大きいにもかかわらず, α重水素効果も炭素-13効果も変化は小さい.従って,遷移状態の内部構造には大きな変化は起こっていないと考えられる.4.隣接基関与による加速を伴う反応の遷移状態構造は,本質的には分子間求核種による置換反応のそれと等しく,その構造は関与原子によってほぼ決定され,電子の種類や環員数の影響は2次的である.5.無機固体担持試薬における液-固二相反応の加速は,微量の水の添加で極大を示す.これは二相間に極性の高い「オメガ相」が生じ,そこでは求核種が不十分に水和され活性なためと解釈できる.この不十分水和による活性状態を利用して,固体活性塩基による触媒および化学量論的反応,求核置換反応,求電子付加反応を設計,開発した.また,選択性の合目的的調節についても可能性を確認した.アルキルトランスファー反応が種々の要因で加速される際に,その遷移状態構造がどの様に変化するかを明らかにする目的で,主として反応速度同位体効果を用いて研究を進めた.また,得られた知見をもとにして,有効な合成反応を設計した.1.電子効果による加速がベンジルおよびメチルトランスファーの遷移状態に及ぼす影響を,炭素-13, 14, α-2次重水素,求核種窒素-15等の反応速度同位体効果で調べた.遷移状態はダイヤグラム上の動きとして整合性よく理解されたが,一般にベンジル系はメチル系よりも大きな変化を示し,特に反応座標に垂直な方向の動きが特徴的である.2.相間移動触媒によって加速される反応の遷移状態の構造は,水和による減速によって活性化パラメータに現われる変化を示したが, α-2次重水素効果では変化は検出されず, Tightnessは変わらないと結論された.3.溶媒効果による加速は大きいにもかかわらず, α重水素効果も炭素-13効果も変化は小さい.従って,遷移状態の内部構造には大きな変化は起こっていないと考えられる.4.隣接基関与による加速を伴う反応の遷移状態構造は,本質的には分子間求核種による置換反応のそれと等しく,その構造は関与原子によってほぼ決定され,電子の種類や環員数の影響は2次的である.5.無機固体担持試薬における液-固二相反応の加速は,微量の水の添加で極大を示す.これは二相間に極性の高い「オメガ相」が生じ,そこでは求核種が不十分に水和され活性なためと解釈できる.この不十分水和による活性状態を利用して,固体活性塩基による触媒および化学量論的反応,求核置換反応,求電子付加反応を設計,開発した.また,選択性の合目的的調節についても可能性を確認した.アルキルトランスファー反応が種々の要因によって加速される際に、その遷移状態構造がどのように変化するかを明らかにする目的で、主として反応速度同位体効果を用いて研究を進め、以下の結果を得た。1.相関移動触媒によって加速されるアルキルトランスファー反応の遷移状態構造が、求核種への水和によってどのような影響を受けるかを明らかにするため、4級ホスホニウムイオンを用いるオクチルエステルの脂肪族求核置換反応について実験を行ったところ、水和は反応速度のみならず活性化パラメータに大きな影響を与えること、しかしα-2次重水素同位体効果はほとんど変化しないことが分った。この結果は、水和による減速は遷移状態構造のTightnessにはあまり影響を及ぼさないことを示唆する。2.電子効果による加速がメチルトランスファーの遷移状態に及ぼす影響を調べるため、反応中心炭素-13および14、α-2次重水素、求核種窒素-15等の反応速度同位体効果を測定した。それらの結果は、遷移状態の変化が主として反応座標に平行な方向に起こり、垂直方向には変化し難いことを示した。このことはベンジルトランスファーの遷移状態が電子効果によって反応座標に垂直方向にも変化したのとは対照的である。また平行方向の変化の量も、ベンジルにくらべてメチルは動きが小さい。これらのことは、反応中心における電子の供給量が脂肪族求核置換反応の遷移状態の性格を決定する大きな因子であることを示すものである。3.溶媒効果と遷移状態構造の変化との関連を探るため、アセトニトリル、四塩化炭素、ベンゼン、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性溶媒とメタノールや第3ブタノールなどのプロトン性溶媒との混合溶媒中でのメチルトランスファー反応において、炭素-13および重水素反応速度同位体効果を測定中である。
リバースフローインジェクション法による金属錯化容量の研究

2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリン(ネオクプロイン)共存下、鉄(II)による銅(II)の還元反応がアミノポリカルボン酸などの各種錯形成剤の添加によって促進されることを利用したリバースフローインジェクション法による各種錯形成剤の定量法を開発し、金属錯化容量の測定法へと応用した。本法の有用性を確認するために、河川水試料を対象に測定し、その結果を従来法によって求めた値と比較した。その結果、本法の値と従来法の値の間には正の相関が認められ本法の有用性が示唆された。この研究成果は論文としてTalantaに発表した(Talanta,40,101(1993)).金属錯化容量の基礎的検討として、副反応係数を利用した天然水の銅(II)のスペシエーションの方法を開発し、河川水に応用した。その結果試料中の銅(II)は共存する配位子によりほとんど錯化されていることが判明した。この研究成果は日本分析化学会第42年会において発表した。3-メルカプト-1,5-ジフェニルホルマザンによる銅(II)の溶媒抽出の速度論的な研究を基に、銅(II)錯化容量と生成する銅(II)錯体の反応活性度とを同時に求めることができる測定法を開発した。本法を河川水試料に応用したところ、数種類の反応活性度の異なる配位子が溶存していることが明きらかとなった。本研究の成果は日本化学会第67春季年会において発表予定である。なお現在、本原理を利用したリバースフローインジェクション法による金属錯化容量の測定法及び金属錯体の反応活性度の測定法について検討中である。
磁化シートプラズマ終端部の傾斜ターゲットの影響

壁と接するプラズマに対する磁場の影響は、核融合のダイバータプラズマにおいて重要な問題である。特に密度勾配と電位勾配の大きいプラズマが傾斜ターゲット板と接する場合は、プラズマと壁との間に電位構造(マグネティックプレシース)、この電位により加速されたイオン衝撃による熱負荷・損傷、など数多くの問題が未解決になっている。この研究の目的は、高密度勾配で高電位勾配を有するシートプラズマ終端部の解放磁場領域に、ダイバータ板に類似の傾斜ターゲットを配置し、ターゲット板の角度及び電位を変化させたときのプラズマとターゲットへの影響を調べることである。シートプラズマの終端部では、ダイバータ近傍のプラズマと同様シート状で、かつ大きな密度勾配と電位勾配を有する特殊なプラズマになっている。またプラズマ中央部にV型の静電ポテンシャルの井戸が形成されており、有限ラ-マ半径効果が大きく通常のプラズマとは大きく異なっている。そのため傾斜ターゲットの影響を調べるのに最も適したプラズマであると考えている。具体的には、ターゲット板の角度を変化させて、プラズマの電子温度、電子密度、空間電位とターゲットに流入する電流分布を測定し熱負荷の空間分布を定性的に評価した。シートプラズマ終端部の傾斜ターゲットの角度を変化させていくと、タ-ゲト前面に電子温度の数倍程度の深さで、かつイオンのラ-マ半径の数倍の長さのマグネティックプレシースが形成されることを実験的に初めて見いだした。ターゲットに到達する電流分布は、中心で電子電流、周辺でイオン電流の対称的な分布でなっており、ターゲットを傾斜させることにより、イオン電流の分布が、プラズマ下部で増加し非対称になることがわかった。
近世王権論の再検討ー「寺法」を通じて

寺社法度や法然の大師号宣下の分析などにより古代以来の「王」である天皇が徳川将軍家を最高の「権門」としてその下に置いていたこと、権威(官位)の淵源は天皇に俟つものの徳川将軍(封建王)が、権威(官位)の分配においては基本的に支配していたことを明らかにした。また、寺法と「国法」との関係では、天皇に正統性を仰ぐ身分に関しては寺法は一定の不可侵性を有しているものの封建王の知行宛行いの延長ともいうべき領域支配については既得権がない限りは抗担性をほとんど有していないことを指摘し、かかる寺法と「国法」との関係性は、幕藩制国家における二つの「王権」システムの並存を投影したものであると結論した。宮内庁書陵部所蔵「東西本願寺本庶申立一件書類」「曹洞宗大本山ノ儀奏願書写」、内閣文庫「押小路家文書」「宗号ニ付本願寺へ被仰出候御書付」などをはじめとする関係史料の複写を行った。また、『大安寺史・史料』や『香取群書集成』などをはじめとする「日本近世宗教関係図書」の購入を行った。上記史料とともに既存史料をも使用して、近世寺院をめぐる法度において中世的要素と近世的要素がいかなる関係性をもって併存・混淆しているかを分析した。その結果、近世寺院(宗派)においては、宗教的権威や身分制的権威においては中世以来の秩序が強固に残存しているとの所見を得た。さらには、かかる権威の場において「権威の淵源」と「権威の支配」という「権威の構造」が存在していることも明らかにした。因みに、「権威の淵源」とは、天皇による僧位・僧官の叙任、寺格の付与、紫衣の勅許などの栄典の授与、国家的加持祈祷の命令に代表されるが、これらは、中世権門体制における天皇の国家的身分統合機能・「教権」的機能が幕藩制国家においても存続しているものと考えられる。他方、「権威の支配」とは、戦国時代以来の封建領主階級間の権力運動に由来する公儀支配の一環であり、その典型例として紫衣事件を分析し、将軍宣下に象徴されるように身分制的には天皇より下位にある公儀権力者が天皇を「法度の支配」の下に置いていることを確認するとともに、公儀権力者「権威」の淵源たり得ないことも確認した。また、上述した事象が、仏教以外の宗教においてもいえるか、換言するならば幕藩制国家下で普遍性を有するか、を確認するために神道についても検討し、仏教と同様の傾向を見出すことができた。宮内庁書陵部所蔵『吉良家日記』、内閣文庫所蔵『日野大納言資勝卿記』など幕府・朝廷実務担当者の記録を調査・複写するともに永平寺・白山神社(白山寺)・日光東照宮(輪王寺)関係の史料を調査・複写した。また、寺院統制における朝廷・幕府・寺社の三者関係を具体的に解明していく前提として、公儀権力者が固有の宗教的権能・権威を有しているかを明らかにしておくことは不可欠と考え、幕府独自の宗教体系とされる東照宮信仰を分析した。その結果、公儀権力者は、自己の祖霊祭祀を国家的信仰に上昇・定置するためには天皇の「祭祀王」としての権能・権威に俟たざるを得ず、最終的には東照宮信仰も天照大神を頂点とする神祇体系のなかに定置せざるを得なかったとの知見を得た。さらに寺社の運営に関して朝廷・幕府・藩が寺社に対して日常的に如何に関与していたか、を検討するために永平寺や白山神社(白山寺)などに関する史料の収集を行い、その分析に着手するとともに、藩政史料として充実している長州藩寺社関係史料の収集・分析を行っている。内閣文庫において、『公武大体略記』などの朝幕関係資料、『同役一座申合』などの寺社方記録を調査・複写した。また、京都府立図書館・奈良県立図書館などで知恩院をはじめとする寺社・朝廷関係資料の調査・複写を行った。また、朝廷・幕府・藩・寺社間における相互関係を分析するために成田山新勝寺関係史料・白山神社(白山寺)関係史料のほか、長州藩・長府藩・大聖寺藩に関する藩政史料の調査・複写・収集した。さらに徳川将軍家の菩提寺である増上寺に関する史料を収集した。さらに寺社をめぐる藩と本山・本社との訴訟についての史料を調査・複写・収集した。これまで収集した史料を使って寺社統制における朝廷・幕府・藩・寺社の四者関係について分析を行ったが、次のような見通しを得るに至った。1藩内に所在する寺社について、藩は、寺社をあらゆる面で支配しようとする指向性を基本的に有しているが、寺社は、藩の支配を受けつつも本山・本社・執奏家・朝廷・幕府の支配を受けている。21の支配関係にあって、知行関係や藩内の宗教行事について藩は領内社寺への統制を行っているが、由緒や身分については藩権力は支配を貫徹できず、領内の社寺は基本的には本山・本社の支配を受けており、幕府もそれを肯定している。32にあるような社寺統制の基本的在り方は、「寺法」「社法」(属人主義)と「藩法」(属地主義)の相克において、身分・由緒の領域においては「寺法」「社法」が、知行や藩内宗教行事においては「藩法」が機能していたことを示している。4身分・由緒の領域において本山・本社の上位には朝廷があり、権門体制以来の天皇による国家的身分編成が幕藩制国家下に有効に機能しており、同国家の権威に関する国家システムの主要部分の一つを構成している証左である。

また、「藩法」が知行など権力分野で機能していることは封建王権の不完全性の反映と考えられる。史料調査・複写・収集については、幕府寺社方関係史料に関してはほぼ終了している。また、朝廷・幕府・藩・寺社を網羅した「一括史料」に関しては、成田山新勝寺や長府藩・長州藩・福井藩・大聖寺藩については基本的に終了している。まだ、西本願寺関係史料・朝廷関係史料や朝廷・寺社間関係史料などに関する補足調査・複写・収集の必要性が残っているものの史料調査・複写・収集は順調に推移しているものと判断される。また、既に収集した史料を分析して「研究実績の概要」欄で述べたように研究課題について一定の見通しを得ることが出来ている。なお、より精緻な論理構成と実証を行う必要性があるものの研究課題に関する検討はほぼ予定どおりであると思われる。浄土真宗関係史料や曹洞宗関係史料が多く残存している北陸地方での史料調査を行い複写を行うとともに同史料が所収されている史料集を購入した。また、国立公文書館内閣文庫などで『護持院書留』など寺社史料や朝幕関係史料の調査・複写を行った。これまでの蒐集史料の分析・検討の結果、論文2編を上梓した。まず、1編目では、徳川将軍家の官位叙任・元服儀礼に関する朝幕交渉などを素材として、古代以来の「王」である天皇が徳川将軍家を最高の「権門」としてその下に置いていたこと、権威(官位)の淵源は天皇に俟つものの徳川将軍(封建王)が、権威(官位)の分配においては基本的に支配していたことを明らかにした。このような幕藩制国家上層における権門体制の「存続」と公儀支配の「貫徹」は「寺法」は幕藩制国家における二つの「王権」システムの並存を示唆するものであるが、2編目の論文においては、徳川将軍家が自身が大旦那である浄土宗教団の寺社伝奏の役割を果たしていること、寺社法度の分析などにより僧位・僧官・大師号などにおいても同様のメカニズムが機能していることを指摘した。また、j寺法と「国法」との関係では、天皇に正統性を仰ぐ身分に関しては寺法は一定の不可侵性を有しているものの封建王の知行宛行いの延長ともいうべき領域支配については既得権がない限りは抗担性をほとんど有していないことを論じ、かかる寺法と「国法」との関係性は、幕藩制国家における二つの「王権」システムの並存を投影したものであるとの見解を述べている。寺社法度や法然の大師号宣下の分析などにより古代以来の「王」である天皇が徳川将軍家を最高の「権門」としてその下に置いていたこと、権威(官位)の淵源は天皇に俟つものの徳川将軍(封建王)が、権威(官位)の分配においては基本的に支配していたことを明らかにした。また、寺法と「国法」との関係では、天皇に正統性を仰ぐ身分に関しては寺法は一定の不可侵性を有しているものの封建王の知行宛行いの延長ともいうべき領域支配については既得権がない限りは抗担性をほとんど有していないことを指摘し、かかる寺法と「国法」との関係性は、幕藩制国家における二つの「王権」システムの並存を投影したものであると結論した。史料収集に関しては、宮内庁書陵部・内閣文庫などにおける朝廷・幕府関係史料の収集は、高家についてはほぼ終了している。朝廷関係に関するものは当初の見込みよりも多く、なお継続する必要性があるものの、永平寺・白山神社・東西本願寺関係史料及び長州藩関係の史料収集は順調に推移している。また、寺院統制における朝廷・幕府・寺社の三者関係を具体的に解明していく前提として東照宮信仰についての検討を終了し、朝廷・幕府・藩・寺社の相互関係の具体的検討に移っており、同関係における法的メカニズム解明の手がかりを得つつある。1本願寺関係史料、朝廷関係史料や朝廷・寺社関係史料などに関する調査・複写・収集を行う。また、「岡山藩池田家文書」に関する調査・複写を行う。
マイクロフロー合成を利用した反応集積化による高効率含窒素中分子合成反応の開発

高脂血症治療薬であるEzetimibeの全合成を指向したアルキニルイミンとケテンシリルアセタールとの共役付加反応において、平成30年度は基質をジアルキニルイミンからアルケニルアルキニルイミンに変更することによって、アルケニルイミノシクロブテノンを合成できることを見出した。α-アミノ酸およびその誘導体は天然物や医薬品などによく見られる構造であるため、窒素原子上に異なる置換基を有するアミノ酸誘導体を効率的に合成する手法の開発は非常に重要である。当研究室では既にα-アシロキシイミノエステルに対し、Grignard反応剤を用いることで、窒素原子上に異なる置換基を導入できることを見出し、更に連続してC-アルキル化反応を進行させることで、全て異なる置換形式のN,N,C-トリアルキル化体が得られることも明らかにしている。平成30年度は、Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応を行った。その結果、安息香酸の入ったα-スルホキシイミノエステルに対し、EtMgBr、nPrMgBr、BnMgBrを-40 °Cというバッチ条件よりも温和な反応条件で作用させることで、目的のN,N,C-トリアルキル化体が得られることを見出した。α-カルボリン骨格はアルカロイド中で発見され、抗ガン作用、抗炎症作用などの生理活性を有するため注目されており、その合成法の開発が必要とされている。平成30年度は、含窒素中分子の高効率合成のための有用な中間体合成として、基質にカップリングの手がかりを有する求核剤を用い合成した2-アミノピリジンの分子内アミノ化反応によるα-カルボリンの合成を検討した結果、3-(2-クロロフェニル)-2-アミノピリジンのパラジウム触媒を用いた分子内アミノ化反応によってα-カルボリンが得られることを見出した。高脂血症治療薬Ezetimibeの全合成において、ジアルキニルイミンでは重要な鍵中間体であるアルケニルイミノシクロブテノンを合成できなかったが、基質をアルケニルアルキニルイミンに変更することによって、その合成に成功した。また、Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応を行った結果、安息香酸の入ったα-スルホキシイミノエステルに対し、EtMgBr、nPrMgBr、BnMgBrを-40 °Cというバッチ条件よりも温和な反応条件で作用させることで、目的のN,N,C-トリアルキル化体が得られることを見出した。さらに、含窒素中分子の高効率合成のための有用な中間体合成として、基質にカップリングの手がかりを有する求核剤を用い合成した2-アミノピリジンの分子内アミノ化反応によるα-カルボリン合成法を開発した。このように目標とした含窒素中分子の高効率合成のための連続反応プロセスに、三重結合を有するアルケニルアルキニルイミンおよびα-イミノエステルが有用な出発物質であることをそれぞれ明らかにすることに成功し、令和元年度は多段階フロー合成へ挑戦できる。今後は平成30年度に得られた知見をもとに多段階フロー合成へ展開する。具体的には以下の計画による。(1)Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応の基質適用範囲の拡大を検討し、様々な置換基を有する四級炭素を有するα-アミノエステルの合成を検討する。また、α-アシロキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応も検討する。(2)ジアルキニルイミンへの1,4-1,6-二重求核付加反応の開発:ジアルキニルイミンを出発物質に用い、最初の共役付加反応により生じたアルキニル基を有するシクロブテノンへ、もう一分子の求核剤(Nu1)を連続的に作用させることによる、マイクロミキサーを用いたイミノシクロブテノンの合成を検討する。(3)ジアルキニルイミンへの1,4-1,6-1,2-三重求核付加反応の開発:(2)で得られた実験結果を踏まえ、さらにマイクロミキサーを連結させた後、二番目の求核剤(Nu2)を連続的に作用させることによる1,4-1,6-1,2-三重求核付加体のアミノシクロブテノンの合成を検討する。(4)高脂血症治療薬Ezetimibeの全合成:本フローシステムの全合成への応用として、キラルなβ-ラクタム合成法を鍵反応に用いる高脂血症治療薬Ezetimibeの効率的な全合成を検討する。(5)固相触媒を用いる多段階連続フローシステムによる光学活性β-ラクタムの合成:不均一系触媒の高分子固定化キラルリン酸およびアミン触媒をカラムに充填しイミノシクロブテノンを流通させることによるキラルなcis-およびtrans-β-ラクタムの合成のための連続フローシステムを検討する。計画をさらに推進するために、各研究テーマに参加する大学院生の人数をさらに1名ずつ増員し、令和元年度で研究計画を達成する。

当研究室では既にα-アシロキシイミノエステルに対し、Grignard反応剤を用いることで、窒素原子上に異なる置換基を導入できることを見出し、更に連続してC-アルキル化反応を進行させることで、全て異なる置換形式のN,N,C-トリアルキル化体が得られることも明らかにしている。平成30年度は、Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応を行った。その結果、安息香酸の入ったα-スルホキシイミノエステルに対し、EtMgBr、nPrMgBr、BnMgBrを-40 °Cというバッチ条件よりも温和な反応条件で作用させることで、目的のN,N,C-トリアルキル化体が得られることを見出した。α-カルボリン骨格はアルカロイド中で発見され、抗ガン作用、抗炎症作用などの生理活性を有するため注目されており、その合成法の開発が必要とされている。平成30年度は、含窒素中分子の高効率合成のための有用な中間体合成として、基質にカップリングの手がかりを有する求核剤を用い合成した2-アミノピリジンの分子内アミノ化反応によるα-カルボリンの合成を検討した結果、3-(2-クロロフェニル)-2-アミノピリジンのパラジウム触媒を用いた分子内アミノ化反応によってα-カルボリンが得られることを見出した。高脂血症治療薬Ezetimibeの全合成において、ジアルキニルイミンでは重要な鍵中間体であるアルケニルイミノシクロブテノンを合成できなかったが、基質をアルケニルアルキニルイミンに変更することによって、その合成に成功した。また、Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応を行った結果、安息香酸の入ったα-スルホキシイミノエステルに対し、EtMgBr、nPrMgBr、BnMgBrを-40 °Cというバッチ条件よりも温和な反応条件で作用させることで、目的のN,N,C-トリアルキル化体が得られることを見出した。さらに、含窒素中分子の高効率合成のための有用な中間体合成として、基質にカップリングの手がかりを有する求核剤を用い合成した2-アミノピリジンの分子内アミノ化反応によるα-カルボリン合成法を開発した。このように目標とした含窒素中分子の高効率合成のための連続反応プロセスに、三重結合を有するアルケニルアルキニルイミンおよびα-イミノエステルが有用な出発物質であることをそれぞれ明らかにすることに成功し、令和元年度は多段階フロー合成へ挑戦できる。今後は平成30年度に得られた知見をもとに多段階フロー合成へ展開する。具体的には以下の計画による。(1)Comet X-01を用いα-スルホキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応の基質適用範囲の拡大を検討し、様々な置換基を有する四級炭素を有するα-アミノエステルの合成を検討する。また、α-アシロキシイミノエステルのN,N,C-トリアルキル化反応も検討する。(2)ジアルキニルイミンへの1,4-1,6-二重求核付加反応の開発:ジアルキニルイミンを出発物質に用い、最初の共役付加反応により生じたアルキニル基を有するシクロブテノンへ、もう一分子の求核剤(Nu1)を連続的に作用させることによる、マイクロミキサーを用いたイミノシクロブテノンの合成を検討する。(3)ジアルキニルイミンへの1,4-1,6-1,2-三重求核付加反応の開発:(2)で得られた実験結果を踏まえ、さらにマイクロミキサーを連結させた後、二番目の求核剤(Nu2)を連続的に作用させることによる1,4-1,6-1,2-三重求核付加体のアミノシクロブテノンの合成を検討する。
プリオン感染マウスモデルを用いたプリオン病治療候補薬の評価

培養細胞レベルでPrP^<Sc>の産生を抑制する物質は、プリオン病治療薬の候補となりうる。そこで、候補薬物をプリオン感染モデルで治療効果や副作用を評価して、プリオン病治療法の開発に役立てることを目標とした。プリオン病治療薬は中枢神経系組織に到達することが重要であるので、候補物質を浸透圧ポンプを用いて脳室内に直接投与して副作用、延命効果、治療効果の評価を実施した。候補物質の一つである人工合成硫酸化糖(4SGN,p6SGN)を、スクレイピー帯広株を接種して発病初期にあるマウスに浸透圧ポンプを用いて一ヶ月間脳室内に投与したが、陰性対照と比較して有意な延命効果は認められなかった。特定の抗PrP抗体が培養細胞においてプリオンの増殖を阻害することが知られている。そこで、プリオン増殖阻害活性を有する抗体を脳室内に投与した時の副作用を評価した。用いた3種類の抗PrP抗体のうち、1種類の抗体が、海馬錐体細胞を選択的に変性させることが判明したが、他の2種の抗体は顕著な神経変性を惹起しなかった。抗体が認識するエピトープにより神経変性誘発が異なったことから、神経変性作用のある抗体を培養細胞レベルでスクリーニングして排除することを日的に、マウス神経芽腫細胞(N2a)を抗体で刺激してDNAマイクロアレイ法により、抗体刺激により変動する遺伝子群の解析を実施した。しかし、細胞死に関連する遺伝子群が特異的に変化しているという現象は認められなかった。現在、神経毒性を誘発しない抗PrP抗体を脳室内に持続投与し、治療効果の評価を継続中である。
細胞侵入細菌のプロテオーム解析による細胞侵入能をコードする遺伝子の探索

[目的]溶血、呼吸器脱力、関節痛を伴い、抗フォスフォリピド症候群と診断された原発性Mycoplasma penetrans感染症患者の気道由来HF-2株の宿主細胞侵入能の分子機構解明の為、細胞付着、侵入関連分子の検索を行った。[結果と考察]1.HA阻害活性を有する抗M.penetrans抗体の作成M.penetrans菌体をマウスに免疫し抗血清を得た。この抗血清は、M.penetransコロニーへのヒツジ赤血球吸着(HA)を阻害した。HAを阻害する抗M.penetrans抗体にてウエスタンプロットを行った結果、抗体で認識されるタンパクは30個存在した。M.penetrans全菌体を二次元電気泳動で展開したゲルから、上記30個のタンパクスポットと同一のスポットを切り出し、個々のタンパクをマウスに免疫して抗血清シリーズを作成した。得られた抗体を用いてM.penetransコロニーへのHA阻害活性の有無を調べた結果、3個の血清が不完全ながらコロニーへのHAを阻害した。その抗体の抗原となったタンパク(No.4,No.6およびNo.25.1)のN末端から10個のアミノ酸配列を決定し、既存のアミノ酸データベースでorthologを検索したところ、No.6はMycoplasma capricolumの57kDaの膜蛋白であるpyruvate dehydrogenase enzymeとヒットした。我々が同時に解析を行っている、M.penetrans全ゲノム配列情報から、当該ORFを検索した結果、No.4についてはM.capricolumのphosphocarrier proteinが、No.25.1についてはPseudomonas aeruginosaの未同定タンパクがヒットした。HF-2株が気管上皮細胞内へ侵入する過程は、サル気管リングを用いた感染実験により確認した(平成11年度)。M.penetransは電顕観察においてもフラスコ様の形態を有し、チップ構造部分で宿主細胞に付着する。他の近縁種の例では、このチップ構造上に、細胞付着タンパクが複数存在する。今回、二次元電気泳動にて解析したタンパクは分子量が約60kDa以下のタンパクのみで、その抗体による不完全なHA阻害活性から、補佐的な細胞付着蛋白の同定であったと考えられる。今後の課題として、今回得られた抗体を用いてのタンパクの菌体での分布の観察ならびに高分子付着関連タンパクの同定を行う必要がある。M.penetransは、M.peneumoniae,M.genitaliunと近縁種で1)HIV感染者中のhomosexua1経路での感染、2)抗フォスフォリピッド症候群(APLS)との疫学的関連が示唆されているマイコプラズマ種で、ヒト上皮細胞への侵入能を有する。HIV感染者における感染経路としては、患者尿路上皮への侵入、尿からの分離により系泌尿器感染が推測されている。一方、非免疫不全者における原発性M.penetrans感染症であるAPLSにおけるM.penetrans感染経路は不明である。本研究に用いた株は、呼吸器症状を伴う重篤な病状に陥り、血液および気道からM.penetransが分離され、その後、抗マイコプラズマ抗生物質治療により劇的に病状改善が見られたメキシコのAPLS患者(EID,1999,5:164-167)の気道より分離されたHF-2株である。1,細胞侵入アッセイ系の確率にはHF-2株をサルの気管リングヘ感染させ、経時的に電子顕微鏡にて上皮細胞内へ侵入するM.penetransを観察した。HF-2株は感染後6時間で気管上皮へ侵入した。コロニーへの赤血球吸着アッセイを確率した。ヒト気管支由来細胞株ならびにHela細胞への侵入菌を共焦点顕微鏡にて観察した。2,細胞非侵入株は得られなかった。理由としては、1)トランスポゾン等の分子生物学的ツールが存在しない為(Tn916,Tn4001,改良型Tn4001のいずれもTransformantは回収できなかった、2)UV照射による変異株作成は可能であったが、赤血球吸着能を欠くクローンが継代中に消失したこと、がある。そこで抗体作成によるストラテジーに変更した。3,HF-2株のプロテオームと、菌コロニーへの赤血球吸着阻害活性(IHA)を有する抗HF-2株抗体とを二次元Western Blotting法で反応させ、抗体で認識されたタンパク各スポットを再度二次元泳動ゲルより切り出し、マウスに免疫し抗体を得た。現在、IHAを誘導する抗原の同定を進めている。本年度は、分子生物学的ツールの欠乏により、研究計画の約80%程度の達成であった。細胞吸着関連蛋白の候補を今後、絞り込み、最終的に細胞侵入への関与を証明する必要が生じた。

得られた抗体を用いてM.penetransコロニーへのHA阻害活性の有無を調べた結果、3個の血清が不完全ながらコロニーへのHAを阻害した。その抗体の抗原となったタンパク(No.4,No.6およびNo.25.1)のN末端から10個のアミノ酸配列を決定し、既存のアミノ酸データベースでorthologを検索したところ、No.6はMycoplasma capricolumの57kDaの膜蛋白であるpyruvate dehydrogenase enzymeとヒットした。我々が同時に解析を行っている、M.penetrans全ゲノム配列情報から、当該ORFを検索した結果、No.4についてはM.capricolumのphosphocarrier proteinが、No.25.1についてはPseudomonas aeruginosaの未同定タンパクがヒットした。HF-2株が気管上皮細胞内へ侵入する過程は、サル気管リングを用いた感染実験により確認した(平成11年度)。M.penetransは電顕観察においてもフラスコ様の形態を有し、チップ構造部分で宿主細胞に付着する。他の近縁種の例では、このチップ構造上に、細胞付着タンパクが複数存在する。今回、二次元電気泳動にて解析したタンパクは分子量が約60kDa以下のタンパクのみで、その抗体による不完全なHA阻害活性から、補佐的な細胞付着蛋白の同定であったと考えられる。今後の課題として、今回得られた抗体を用いてのタンパクの菌体での分布の観察ならびに高分子付着関連タンパクの同定を行う必要がある。
小児ステロイド骨粗鬆症の病態,治療および予防に関する研究

小児のステロイド骨粗鬆症では、血液の生化学的な検査はほとんど正常範囲内にあった。しかし、血漿イオン化カルシウムは胸腰椎の骨×線像による慈大式分類での重症度とよく相関し、本症の早期診断に有用ではないかと考えられた。C末端およびN末端で測定した血中副甲状腺ホルモン(PTH)はいずれも正常範囲にあり、血中カルチトニンも正常範囲内にあった。この点については、近年開発された感度のよいmidregion PTHで再検する必要があろう。本症の治療と予防に関する予備試検として、腸管のカルシウム吸収障害を改善し、小量投与では骨形成促進効果が期待される1αハイドロオキシビタミン【D_3】(1α【D_3】)の少量(0.0150.03μg/kg/日)の長期投与を試みた。1年以上投与を続け得たものは13例であるが、投与期間中血液生化学検査で異常を認めず、尿中カルシウム・クレアチニン比も正常範囲内にあった。また、骨コラーゲンの代射産物であるハイドロオキシプロリンの尿中排泄は、測定した全例で2ケ月目には排泄量の低下を認め、その後も低値を持続するものが多く、骨吸收抑制的に作用していると思われた。さらに、34ケ月ごとに撮影し検討した慈大式分類の重症度および第【II】中手骨マイクロデンシトメトリー法(MD法)での各指標の変化をみると、慈大式分類の重症度ではほとんど不変で悪化はみられなかったが、MD法の各指標の変化には一定の傾向が認められなかった。これらの症例ではステロイド剤投与が続いているにもかかわらず、1α【D_3】投投与中は尿中ハイドロオキシプロリン排泄が減少し、慈大式分類での重症度に悪化が見られず、副作用もないので、小量の1α【D_3】投与は小児のステロイド骨粗鬆症の治療および予防に有用ではないかと思われた。しかし、この点についてはさらに長期間の観察が必要であろう。
p53遺伝子中のナンセンス変異を標的としたリードスルー抗癌剤の創製

本研究では、ナンセンス変異を読み飛ばす活性をもつ合成ネガマイシン誘導体群から、p53遺伝子のナンセンス変異に効果を発揮するリードスルー化合物TCP-169を見出した。p53 nullのヒト肺腺癌由来Calu-6細胞に対し、TCP-169は明確な細胞増殖抑制活性を示した。また、ウエスタンブロットにより、Calu-6細胞におけるp53のタンパク質再発現が確認され、更にMDM2阻害剤ナトリン-3や小胞輸送阻害剤ブレフェルジンAの共投与により細胞増殖抑制活性が有意に増強された。一方で、p53再発現活性以外に、TCP-169が有する細胞増殖抑制機構の存在が示唆されたことで、今後の解明に期待が寄せられる。p53遺伝子中にみられるナンセンス変異の中で、codon 196及び213の変異はそれぞれ全体の12 %、15%を占める。これらのPTC含有配列が高いリードスルー感受性を示せば、より多くの癌患者を対象とした薬剤開発を展開できる。保有のリードスルー化合物を用い、ヒト肺腺癌由来Calu-6細胞(R196X)を、対照としてヒト肺腺癌由来A549細胞(野生型p53発現)を選択し、細胞増殖抑制活性評価及び毒性評価実験(WST-1試薬を使用)を実施した。当研究室でジストロフィン遺伝子のナンセンス変異を対象として開発したリードスルー化合物(TCP series)が、Calu-6細胞に対して細胞増殖抑制活性を示し、かつ構造活性相関はほぼ同様の傾向を示した。すでにTCP化合物群が細胞系と無細胞系間で同様の構造活性相関を示すことが別の研究により明らかになっていることから、本細胞系を化合物スクリーニングに活用することにした。一方で、陰性対照と考えていたA549細胞は、LKB1ナンセンス変異に起因する癌細胞であり、強力なリードスルー活性を示すTCP化合物に若干の細胞増殖抑制活性が認められることから、陰性対照として適さないことが明らかとなった。そこで、COS-7細胞を選択し、再度検討を実施した結果、COS-7細胞に対して顕著な毒性を示さなかったことから、以後本細胞を陰性対照として用いることにした。構築したスクリーニング系を用い、構造活性相関研究を推進した結果、現在までにTCP-169(未公表、プロドラッグ)が最も高い細胞増殖抑制活性を示し、野生型p53タンパク質発現を促していることがウエスタンブロットにより確認できた。昨年度の成果により、最も高い細胞増殖抑制活性を示したTCP-169に加え、別途構造活性相関研究より得られてきた一連の高活性リードスルー化合物をヒト肺腺癌由来Calu-6細胞(R196X)に作用させ、その細胞増殖抑制活性を指標にとしてスクリーニングした。結果、やはりTCP-169が最も高い活性を示したことから、本化合物を用いて機能解析を実施することにした。p53タンパク質の機能を強化する試薬を共投与することで、リードスルーによりCalu-6細胞において再発現したp53タンパク質が機能し細胞増殖抑制に至っているかどうかをまず検証した。p53タンパク質量を負に制御するタンパク質Mdm2の阻害剤ナトリン-3を共投与することで、TCP-169の細胞増殖抑制活性は有意に増強された。さらに、ストレス応答によりp53タンパク質の核内移行が促進することから、小胞輸送阻害剤ブレフェルジンAの共投与を試みた。結果、TCP-169の細胞増殖抑制活性は有意に増強された。ナトリン-3、ブレフェルジンAともに、単独ではCalu-6細胞の増殖には影響しなかったことから、TCP-169のリードスルーに基づく再発現したp53タンパク質がより機能的に働くことによる活性増強と考えられる。また、陰性対照としたCOS-7細胞においては、リードスルー化合物として古くから知られているアミノグリコシド系抗生物質G418が、毒性とみられる細胞増殖抑制活性を示したことから、TCP-169はより低毒性のリードスルー化合物であることが示唆された。TP53遺伝子で見られるナンセンス変異の中で、コドン196および213の変異は全体の12%、15%を占める。これらのナンセンス変異を標的としたリードスルー抗がん剤を開発できれば、比較的多くの患者を対象とし、既存の抗がん剤の作用メカニズムとは異なる新規抗がん剤を提供できるようになる。本研究では、ナンセンス変異を読み飛ばす活性をもつ合成ネガマイシン誘導体群(22種)から、p53遺伝子のナンセンス変異に最も強力な細胞増殖抑制活性を発揮するリードスルー化合物TCP169を見出した。TCP-169は、p53 nullのヒト肺腺癌由来Calu-6細胞に対して有意な細胞増殖抑制活性を示した。また、ウエスタンブロットにより、Calu-6細胞におけるp53のタンパク質の再発現が確認された。更に、p53タンパク質量を負に制御するMDM2の阻害剤ナトリン-3やストレス応答に伴うp53タンパク質の核内移行を促進させる小胞輸送阻害剤ブレフェルジンAの共投与により細胞増殖抑制活性が有意に増強された。一方で、p53応答性レポータープラスミドを用いたレポーターアッセイ、カスパーゼ-3活性化の評価、アポトーシス阻害剤の共投与による再発現p53タンパク質の機能解析を実施したが、いずれの評価系においてもp53再発現活性以外に、TCP-169が有する細胞増殖抑制機構の存在を示唆する結果を得た。したがって、TCP-169が有する細胞増殖抑制活性に関与する詳細な分子機構の解明が今後期待される。

本研究では、ナンセンス変異を読み飛ばす活性をもつ合成ネガマイシン誘導体群から、p53遺伝子のナンセンス変異に効果を発揮するリードスルー化合物TCP-169を見出した。p53 nullのヒト肺腺癌由来Calu-6細胞に対し、TCP-169は明確な細胞増殖抑制活性を示した。また、ウエスタンブロットにより、Calu-6細胞におけるp53のタンパク質再発現が確認され、更にMDM2阻害剤ナトリン-3や小胞輸送阻害剤ブレフェルジンAの共投与により細胞増殖抑制活性が有意に増強された。一方で、p53再発現活性以外に、TCP-169が有する細胞増殖抑制機構の存在が示唆されたことで、今後の解明に期待が寄せられる。まず行った構造活性相関研究により、機能解析を実施可能なリードスルー化合物TCP-169を決定することができた。p53タンパク質の機能を強化する試薬を併用することで、TCP-169単独投与時に比べて高い細胞増殖抑制効果が得られたことから、リードスルーにより再発現したp53タンパク質が機能的に働いていることを裏付ける証拠の一つを得ることに成功した。生体機能化学リードスルーにより再発現したp53タンパク質の機能を裏付ける更なる解析として、p53レポーター遺伝子やカスパーゼ阻害剤などを用いてp53依存的なシグナル経路が活性化していることを検証する。また、細胞周期に与える影響をフローサイトメトリーを用いて検証する。研究の問題点を解決し、効率的なスクリーニング系を構築することができた。また最も高い活性を示したリードスルー化合物はプロドラッグ型であるが、非プロドラッグ型化合物においても高い活性を示すものを見出すことができており、今後の創薬基盤を複数得ることに成功した。年度をまたいだ継続的な実験遂行のため。続けて構造活性相関研究を実施し、より強力な化合物の獲得を目指す。構造活性相関の鍵化合物を用いた各ナンセンス変異に対する特性評価の実施を検討する。獲得した高活性化合物に関して、Calu-6細胞を用いた機能解析を実施する。物品(試薬)購入費として27年度早々に使用する予定である。年度をまたいだ継続的な実験研究遂行のため。物品(試薬)購入費として26年度早々に使用する予定である。
中耳真珠腫上皮の増殖機序の解明-サイトカインの相互作用について-

中耳真珠腫の上皮増殖については上皮下の結合組織内の線維芽細胞や炎症細胞などから産生される種々のサイトカインによって、上皮増殖・分化の制御が営まれている。本研究の主眼は、KGFとIL-1αを中心としたサイトカインによる真珠腫の上皮増殖の調節機構を解明することであり、中耳真珠腫組織におけるKGF-mRNAの局在および発現量と上皮下結合組織の炎症細胞の浸潤度とを比較検討すること、ヒト線維芽細胞の細胞培養にてIL-1αなど種々のサイトカインを加えることでKGF産生に及ぼす影響について検討した。KGF-mRNAの局在と上皮下結合組織内の細胞動態については、in situ Hybridization法と免疫組織染色を用いた。その結果、炎症細胞浸潤の多寡がKGF発現に影響を及ぼすことがわかった。表皮細胞の培養実験では、IL-1αにて細胞を刺激するとKGFの発現が亢進することが解っているが、今回、ヒト線維芽細胞を用いて細胞培養を行った結果、IL-1αの濃度を変えて培養を行った場合、抽出されるKGFもdose dependentに増加する結果が得られた。一方、炎症を抑制する因子としてステロイド(デキサメタゾン)を加えた際のKGFとIL-1αの動態を観察したが、顕著な差は認められなかった。以上の研究結果から、真珠腫上皮の増殖機序には組織内に生じた炎症によってサイトカインが放出され、線維芽細胞などを刺激し、そこから産生されるKGFを介し上皮基底細胞の増殖を惹起する機構があると示唆された。今後は、炎症を抑制し、上皮増殖を抑制させる因子についてさらに究明していきたい。中耳真珠腫の上皮増殖について上皮下の結合組織内の線維芽細胞や炎症細胞などが影響しており、種々のサイトカインが介在し、上皮増殖・分化の制御が営まれている。今回、中耳真珠腫組織におけるKGFの局在と上皮下結合組織内の細胞動態とあわせて検討することと、ヒト線維芽細胞の細胞培養にてIL-1αなど種々のサイトカインを加えることでKGF産生に及ぼす影響を検討し、KGFを中心としたサイトカインによる真珠腫の上皮増殖の調節機構を解明することを本研究の主眼とした。KGFの局在と上皮下結合組織内の細胞動態については、in situ Hybridization法と免疫組織染色を用いた。上皮下の結合組織が厚く炎症細胞浸潤の多い群ではKGF-mRNAのシグナルの発現が上皮下の線維芽細胞に認められたのに対し、上皮下結合組織が薄く炎症細胞浸潤の少ない群ではシグナルの発現はほとんど認められなかった。以上の結果より、炎症の多寡がKGF発現に影響を及ぼすことがわかった。また、同一組織内でも部位によっては炎症細胞の浸潤度の差(組織内微小環境の差異)があり、KGF-mRNAのシグナルの発現が影響される傾向がみられた。これらの研究結果から、真珠腫上皮の増殖機序には組織内に生じた炎症によってサイトカインが放出され、線維芽細胞などを刺激し、そこから産生されるKGFを介し上皮基底細胞の増殖を惹起する機構があると示唆された。今後は、炎症を抑制する因子(ステロイドなど)を加え、上皮増殖を抑制させる機構の解明に一歩近づきたい。
異質な他者との関係構築法の再創造ー多文化主義研究の検討と刷新を通して

本研究は多文化主義思想の批判を通して、異質な他者とのよりよい関係構築法を模索するものである。多文化主義については、多様な異質性をもつ人々の共生を実現するといった、美化されたイメージが広められてきた。しかしその歴史的役割をふり返れば、多文化主義は大英帝国旧植民地における国家統合のため、初期入植者による先住民と新移民の支配を維持し正当化する思想であった。カナダやオーストラリアの対抗運動や批判的研究においては、多文化主義思想のこうした植民地主義性が鋭く問い返されている。本研究ではそうした運動や研究の成果を取り入れ、支配的な多文化主義思想にかわる、異質な他者とのあらたな関係構築の方法を探る。
低ダム群施工区間におけるリター動態と物質移動過程の評価

土砂流出抑制を目的として砂防ダムおよび低ダム群が設置されている渓流を対象に、陸域から渓流水中に供給されるリターの分解が、渓流水質に及ぼす影響を砂防施設立地環境の違いに関連づけて考察した。渓流ではリター堆積を支配する諸要因(砂防施設立地環境、リター滞留時間、底質、水生昆虫の生息環境など)を満たす地点においてリターの堆積と分解が進行し、その分解の過程で溶存酸素の消費が進む可能性が高いこと、リターの初期分解過程である溶出段階において放出されるK+、Mg2+、Ca2+が渓流生態系における重要な供給であり、渓流水中のイオン組成を規定する重要な因子となる。砂防施設立地環境が異なる2つの山地渓流区間(低ダム群施工区間、および不透過型砂防ダム施工区間)を対象として、リターからのイオン成分溶出現象とその動態が渓流水質のイオン組成に及ぼす影響を比較検討し、リター動態の支配要因と砂防施設立地環境との対応様式を明らかにすることにより、低ダム群工法が渓流生態系におけるリター動態並びに物質移動過程に及ぼす影響を評価した。Quercus glaucaおよびCastanopsisのリーフリターを使用した室内溶出実験により、広葉樹リターと比較して常緑樹リターではクチン質の分解がイオン溶出開始を遅らせることが確認された。また、同リターとLepidostoma japonica幼虫およびAnisocentropus immunis幼虫による室内実験から、水生昆虫幼虫の摂食・営巣によるリター分解がイオン溶出を促進する可能性が高いことを確かめた。さらに、イチョウの落葉をもとに作成した疑似リターの現地渓流区間での分散実験により、不透過型砂防ダム区間では、荒瀬・平瀬でリターの補足と滞留が著しいことを現地調査で明らかにした。今後は、今年度の室内実験結果が現地渓流でも展開されている現象なのかを確認するために、リター分解に関わる河床環境の類型化とリター分解過程の実態把握、河床環境に成立する水生昆虫群集の摂食と溶存成分濃度との現地渓流での関連解明、リター流入量、流出量、滞留量等の推定等が必要になると結論した。河畔植生が渓流水質に及ぼす影響を明らかにするため、2010年5月、対象渓流(宮崎県西都市)の河畔域に生育するアラカシの当年葉と2年葉を採取し、十分な洗浄・乾燥と重量測定の後、1,000(CC)の現地渓流水を満たした50個のビーカーに5枚ずつ投入してサブサンプルとし、常温実験室に置いた。このうち25個のビーカーには自然渓流の再曝気を想定し市販ポンプにより酸素を供給し続けた。投入から1、5、10、20、30日後に、各実験区から無作為にサブサンプルを5個づつ回収し、葉の乾燥重量を計測し、投入水に含まれる全炭素量(TC)、全窒素量(TN)、陽イオン濃度、陰イオン濃度を測定した。投入から1日後の重量損失は47%で、これは広葉樹リーフリターの約1/4であり、10目後の重量損失も10%程度であり広葉樹に比較して緩慢であった。10日以降の重量損失は、酸素を供給することにより促進された。重量損失に比例してTC、TNの溶出は進んだが、10日以降は酸素の供給がない場合は、TC、TNの溶出はほぼ停止した。これらの結果から、常緑樹リーフリターでは表面を覆うクチン質が葉の重量損失を遅らせ、酸素を供給することによりクチン質の分解は促進されると類推した。陽イオン、陰イオンは、重量損失の進行・酸素供給の有無とは無関係に溶出し、30日後ではK^+が全陽イオンの70%を占めた。また、NH_4^+、K^+、Mg^<2+>、Cl^-濃度が倍増し、Ca^<2+>は2年葉で、PO_4^<3->陰は当年葉で溶出が進んだ。以上の結果から、河畔域から渓流に供給される常緑樹リーフリターの溶出成分は、渓流水質を規定する重要因子となりうることが示唆された。河畔域から渓流に供給されるリーフリターは膨大な量にのぼると推測され、その溶出成分は渓流水質の形成に重要な役割を果たすものと思われるが、常緑樹リーフリターの溶出特性については不明な点が多い。そこで本研究は、南九州河畔域に広く分布する常緑広葉樹のアラカシリーフリターの溶出初期における重量損失と炭素・窒素放出特性をを明らかにすることを目的とした。2010年5月、一ツ瀬川支流