hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アイデンティティと経済行動：経済実験および実証分析

本研究では、社会的アイデンティティが競争意欲に与える影響を経済実験で検証した。男性よりも女性は能力が発揮できなかったり、競争を避けることが知られているが、女性は女性同士での競争環境では能力を発揮できることも知られている。この研究では、競争相手が同じ集団に属するかそれとも異なる集団に属するかで、パフォーマンスに違いがあるか、また、競争態度が異なるかを明らかにすることが目的である。従来の研究では競争相手の集団意識は性別に基づくものであるが、本研究では実験上ランダムに作成した集団に基づくものである。そのため、性別に基づくバイアスを除去した上で、競争相手の集団意識が人々の行動に影響を与えるかを検証できる。実験の結果、男女ともに、自分と異なる集団が競争相手のときのほうが、パフォーマンスが高いことがわかった。また、競争態度には、競争相手の集団意識は影響与えないが、自分と異なる集団が競争相手のとき、男性は自信過剰になることがわかった。加えて、昨年度から引き続き、A社から提供を受けた残業時間に関するデータ等を用いて、長時間労働のピア効果の分析を行った。分析の結果、長時間労働しやすい人がチームにいると、そのチームの他のメンバーも長時間労働しがちであることがわかった。さらに、同じチームメンバーが長時間労働している場合、幸福度が低く、同じチームメンバーよりも長く働いている人ほど幸福度が高いこともわかった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究では社会的アイデンティティが競争意欲に与える影響を経済実験で検証した。実験の結果、自分とは異なる集団に属する相手が競争相手のとき、男性はより能力を発揮し、進んで競争を好むことが明らかとなった。一方、女性は、競争相手が異なる集団に属するときの方が能力を発揮するが、競争相手に関係なく、競争は好まないことが明らかとなった。また、A社の協力のもと社内で独自調査を行い、残業時間に関する人事データと組み合わせて長時間労働をしやすい人の特性を明らかにする研究を行った。分析の結果、他人を気にする人や、夏休みの宿題を後回しにしていた人ほど、深夜残業が長いことがわかった。また、A社内で導入された月の残業時間45時間を目標とする制度変更の政策評価を行った。残業上限目標は有意に残業時間削減効果があり、特に、制度導入以前に45時間以上残業していた人の残業時間削減効果が大きいことが明らかとなった。さらに、同じA社のデータを用いて労働時間のピア効果を推定を行った。長く働きがちな同僚が同じチームに入ってくると、残業時間が長くなることが確認できた。初年度のうちに経済実験を実施し、分析まで進めることができた。また、長時間労働に関する研究を『行動経済学』に掲載することができた。社会的アイデンティティに関する経済実験および長時間労働に関するピア効果に関する研究を国内外の学会で報告をし、コメントに基づき、論文の改訂や追加実験を行う。
頭部外傷後の遅延性てんかん発症をBMP4/PDGFRβ活性化ペリサイトが牽引する

頭部外傷(TBI)後の脳ペリサイト活性化を契機とした段階的な神経制御サブユニット構成細胞(脳ペリサイト・グリア細胞)の変調が、てんかん発症へと導く機構を解明するため、本年度は以下の実験を実施した。頭部外傷マウスにおけるけいれん感受性評価;頭部外傷受傷後、7, 14, 21, 28日後のけいれん誘発剤ピロカルピンに対するけいれん発作感受性を評価した。受傷後経日的にけいれん感受性が上昇し、28日後には偽手術群と比較して有意な変化を示した。頭部外傷後の神経制御サブユニット構成細胞の変化;受傷後早期(1時間後)からけいれん感受性が増大する28日後まで、脳ペリサイトおよびグリア細胞の変化について免疫組織学的染色法を用いて検討した。脳ペリサイトは受傷後1時間からPDGFRβ発現量が増加し、その増加は4日目まで持続した。一方でアストロサイトおよびミクログリアにおいては、受傷後4日目以降からGFAPおよびIba1発現量がそれぞれ有意に増加し、その後も28日目にかけて上昇し続けた。脳ペリサイトPDGFRβ阻害によるけいれん感受性の変化;頭部外傷後早期のPDGFRβ発現上昇が、受傷後28日目に認められるけいれん感受性上昇に関与するかを検討した。PDGFRβ発現の上昇が認められた受傷後4日間、その阻害剤であるイマチニブを経口投与し、受傷後28日目におけるけいれん感受性を評価した。受傷後早期のイマチニブ投与により、頭部外傷によるけいれん感受性上昇は、有意に抑制された。以上のことから、頭部外傷に応答した脳ペリサイトが、頭部外傷に起因するてんかん閾値の低下に関与する可能性がある。また脳ペリサイト応答は、グリア細胞活性化に先行していたことから、脳ペリサイトを起点とした段階的なグリア細胞の活性化がけいれん感受性の増大を牽引している可能性が示唆された。本年度予定していた実験を順調に実施することができ、脳ペリサイトが頭部外傷後のてんかん原性獲得に関与することを示唆する実験証拠を収集しつつあるため、概ね順調に進展していると評価した。来年度は、頭部外傷受傷後の脳ペリサイト応答に続くグリア細胞の活性化が、受傷後28日目に認められるけいれん感受性上昇に関与するかを明らかにする。具体的には、受傷後早期のイマチニブ投与により、頭部外傷により上昇したGFAPおよびIba1発現量が変化するかを検討する。また、受傷後に認められる脳ペリサイトのPDGFRβ発現上昇を誘導する因子を探索するため、血液由来成分に着目し検討する。
非エネルギー部門における温室効果ガスの排出量とその削減ポテンシャルの将来推計

本研究者は、世界を対象に農畜産業からの温室効果ガス排出量およびその削減ポテンシャルを推計し、昨年度の3月に博士論文としてとりまとめを行った。本論文は、現在、社会的重要性・緊急性が高い農畜産業での温暖化対策を取り上げ、計量経済学的手法を駆使することによって、その実証性・定量性を一段と高めたものである。計量経済学的手法により世界食料需給モデルを構築し、それを用いて世界35地域を対象に20052030年における人口増加や経済発展に伴う農畜産物の需給を推計した。推計した農畜産物の生産量に基づき温室効果ガスの排出量と削減ポテンシャルを推計し、個々の対策技術の導入にかかる費用と削減効果を評価した。世界食料需給モデルの同定には、昨年度構築した時系列データである農業環境勘定表を用いて、General-to-specificモデリング手法(以下、Gets)と最小二乗法により行った。Getsでは、対象とする現象と関係しうる変数をすべて含める一般モデルから始め、具体化することでモデルを同定することで、関係ある変数の漏れや特定化のミスを防ぐところに特徴がある。また、同様の手法により同定した世界94カ国を対象に、主要作物5種の単収関数を用い、各国の気候要因に対する作物単収への影響の分析を行った。単収関数の説明変数として、気温、降水量、肥料、灌概設備、労働投入量、生産者価格等を考慮している。これらの成果は、地域・対策別に削減ポテンシャルを提示しており、気候変動政策の検討などに客観的な定量的情報を与えるものである。世界食料需給モデルの構築および,農畜産業および廃棄物部門に由来するGHG排出量,GHG削減効果の評価・分析のため,本年度は、1)対策技術種およびそれらのデータの妥当性に関する検討,2)農畜産物データの整備と勘定体系構築方法の提案、3)世界食料需給モデルの生産性関数の検討、を行った。1)については,現在,日本の温暖化対策の中期目標の設定に向け、昨年の11月から内閣官房において,地球温暖化問題に関する懇談会および中期目標検討委員会が開催されており,本研究成果は,科学的知見として提供された.これらの成果は,地球温暖化問題に関する懇談会においてとりまとめられ,有識者ヒアリングや国民アンケート等の実施という形で、国民へ報告されている.2)については,世界食糧需給モデルの構築には、世界各国の農畜産物の物量および金額などの信頼性の高いデータが必要となる。本研究では食料の生産から消費に至るまでの食料物資のフローとその過程で排出される温室効果ガス,農業廃棄物を含めた,世界における食料環境勘定体系を提案した.3)については,作物の単位面積当たりの収量は気温や降水量,日射量などの気候のみならず,肥料の投入や作物の需給量や価格,技術変化などその地域の社会経済状況にも大きく左右される.したがって,作物の生産性に対する気候変化の影響を評価するには,気候要素と社会経済状況の両方の変数をもつ生産性関数を用い,社会経済状況による影響を除去した上で,気候変化による影響のみを評価することが必要となる.本研究では,世界の主要な94カ国を対象に,国別に作物の生産性関数を気候要素と社会経済状況から推定し,推定されたパラメータを用いて,その地域の作物の生産性に影響を及ぼす気候要因を定量的に評価,分析を行った.その結果,気温や降水量は作物の生産性に影響を及ぼすことが示され,作物の生産性関数には気候要素を組み込む必要があることが示された.本年度の研究実施状況について,以下の2点を報告する.一点目は国際応用システム分析研究所(IIASA)での若手研究者プロジェクトにおける共同研究について報告し,もう一点は,昨年度から引き続き実施してきた,単収関数を用いた気候変化の作物単収に対する影響評価について報告する.1)農業環境勘定表の構築手法の開発世界農林業需給モデルの構築には,世界各国の農畜産物に関する信頼性の高いデータが必要である.しかし,既存データには異常値や欠測値などの問題点がある。そこで,食料の生産から消費に至るまでの食料物資のフローとその過程で排出される温室効果ガスを含めた,世界における農業環境勘定表の構築手法を開発し,これを用いて多種の統計を基に調整計算を行い,整合的な農業環境勘定表を推計した.このような,データの整合性の向上により,異常値や欠測値のないデータに基づいた食料需給予測が可能になる.また,農業モデルの構築に不可欠な消費者価格が推計できた.2)気候変化の作物単収に対する影響評価世界農林業需給モデルにおいて、気候変化による単収への影響を考慮することによりモデルによる推計の精度が向上できる。そこで、世界94力国,5種の作物について1971-2000年のデータから国別にGeneral-to-Specificモデリング手法により推定した.推定したパラメータを用い,各国の気候要因に対する作物単収への影響の分析を行った.さらに,将来の国別年平均気温および降水量シナリオを用い,将来の作物生産への温暖化影響を推計・評価を行った.その結果,途上国における単収の低下は,先進国と途上国の生産量の格差を拡大するのみならず,世界全体の生産量の減少を招くことを示し、今後の途上国における適応策の重要性を示唆する結果となった.この成果を,学会誌Agriculture, Ecosystems & Environmentにまもなく投稿する予定である.本研究者は、世界を対象に農畜産業からの温室効果ガス排出量およびその削減ポテンシャルを推計し、昨年度の3月に博士論文としてとりまとめを行った。

本論文は、現在、社会的重要性・緊急性が高い農畜産業での温暖化対策を取り上げ、計量経済学的手法を駆使することによって、その実証性・定量性を一段と高めたものである。計量経済学的手法により世界食料需給モデルを構築し、それを用いて世界35地域を対象に20052030年における人口増加や経済発展に伴う農畜産物の需給を推計した。推計した農畜産物の生産量に基づき温室効果ガスの排出量と削減ポテンシャルを推計し、個々の対策技術の導入にかかる費用と削減効果を評価した。世界食料需給モデルの同定には、昨年度構築した時系列データである農業環境勘定表を用いて、General-to-specificモデリング手法(以下、Gets)と最小二乗法により行った。Getsでは、対象とする現象と関係しうる変数をすべて含める一般モデルから始め、具体化することでモデルを同定することで、関係ある変数の漏れや特定化のミスを防ぐところに特徴がある。また、同様の手法により同定した世界94カ国を対象に、主要作物5種の単収関数を用い、各国の気候要因に対する作物単収への影響の分析を行った。単収関数の説明変数として、気温、降水量、肥料、灌概設備、労働投入量、生産者価格等を考慮している。これらの成果は、地域・対策別に削減ポテンシャルを提示しており、気候変動政策の検討などに客観的な定量的情報を与えるものである。
細胞極性決定に関与する膜直下シグナリング複合体の形成機構

細胞が正常に機能し調節されるためには、細胞の極性が適切に形成されることが必要である。細胞極性が決定される時には、細胞膜の特定の領域に、極性決定のための蛋白質複合体が形成される。本研究は、哺乳類上皮細胞の極性決定に必要な「aPKC-Par蛋白質複合体(Par6/aPKC/Par3から成る)」が、タイトジャンクション(TJ)形成部位の膜直下に事前に形成されるための分子機構を明らかにすることを目的としている。平成17年度私達は以下のことを見い出した。(1)Par6とaPKCの蛋白質間相互作用は、それぞれのPB1ドメイン(私達が見い出した新規ドメイン)が担うことを私達は明らかにしていたが、本年度は、稲垣教授(北大・院薬)との共同研究によって,Par6-PB1ドメインとaPKC-PB1ドメインの複合体の構造をX線結晶解析により決定した。その情報を基に、哺乳類上皮細胞の細胞極性決定にPar6-aPKC相互作用が必須であることを示し、関与するPar6上およびaPKC上の新規なアミノ酸残基を同定した。(2)Par3に結合する新規な蛋白質を同定する目的で、ヒト胎児脳cDNAライブラリーを用いてPar3をbaitとした酵母two-hybrid法によるスクリーニングを行い、14-3-3蛋白質がPar3α及びPar3β(私達が見い出したPar3の新規ホモログ)に特異的に結合することを見い出した。更に、この結合はリン酸化依存的であること、Par3αのSer-814及びPar3βのSer-764のリン酸化が必須であること等を明らかにした。(3)Par3の哺乳類上皮細胞のTJへの局在には、C末側に存在する数十アミノ酸から成る領域が必要であることを示し、更に、この領域は単独である種の脂質と特異的に結合すること、また、この結合はPar3のTJへの局在に必要であるが十分ではないことを示した。
組織シーラントによる新しい網膜剥離手術手技の開発とヒトへの臨床応用

ハイドロゲルは生体適合性が良好であり、医療材料として注目を集めている。しかし炎症反応や膨潤化が問題となっており,眼科領域では人工硝子体の研究がハイドロゲルでなされてきたが,成功しなかった.本研究で開発されたゲルは、これらの欠点を克服したものである。ウサギの硝子体切除後に新ハイドロゲルを眼内タンポナーデ物質として充填し,術後の生物学的適合性を評価したところ,1年間の観察期間において問題のないことを確認した。さらにウサギ網膜剥離モデルを作成し,新ハイドロゲルをタンポナーデしたところ,網膜剥離を治癒せしめたことも確認した。このハイドロゲルは人工硝子体になりうる可能性を持っていることが分かった.FocalSealにヒアルロン酸粉末を一定量混合し,粘弾性を高めたものを用いて,白色家兎に硝子体手術を行った.網膜剥離手術手技は以下の通り.1角膜輪部より1mm後方で3portを作成,2硝子体カッターにて硝子体切除を行う.3視神経乳頭より下方2乳頭径の位置でバクフラッシュニードルを用いて網膜裂孔を作成.4網膜裂孔より網膜下に人工房水を注入し,実験的網膜剥離を作成.5液体-空気置換により網膜を復位させる.63portを縫合する.12匹の家兎を6匹ずつ2群にわけ,1群の右眼にFocalSealを塗布し,60秒の光照射を行って網膜裂孔を閉鎖して空気-液体置換をして手術を終了した.もう1群の右眼は液体-空気置換により網膜復位させた後に手術を終了した.注入前と注入後1,7,14,28日、2,3,6ヶ月において手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡による眼底観察を行った.また,網膜光干渉計により,網膜裂孔とその周囲の網膜形態を評価した.その結果,FocalSealを塗布していない群では全例網膜全剥離となった.FocalSealを塗布した群では前眼部に若干の炎症を認め,また網膜裂孔の拡大を認めたが,網膜剥離の再発は起こらなかった.裂孔の拡大はシーラント物質がポリエチレングリコールであることから,水を吸って膨潤するためと考えられた.新たなFocalSealによりガスタンポナーデなしで網膜剥離を抑えることができたことが今年度の研究の一番意義深いところであるが,膨潤により裂孔が拡大したことについては今後の課題と考える.1.FocalSealを用いた網膜剥離手術の有効性,安全性の検討有色家兎に全身麻酔をかけ,0.4%塩酸オキシプロカインを点眼することで,眼表面麻酔を行う.25ゲージ経結膜硝子体手術を行い,硝子体カッターにて硝子体切除を行う.実験的網膜剥離を作成し,液体-空気置換により網膜を復位させFocalSealを塗布し,60秒の光照射を行って網膜裂孔を閉鎖して空気-液体置換をして手術を終了した.コントロールには液体-空気置換により網膜を復位させたのみの群を設定した.注入前と注入後1,7,14,28日、2,3,6ヶ月において手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡による眼底観察を行ったが,軽微の炎症を認めるのみであった.網膜剥離の進行は認めなかった.網膜光干渉計により,網膜裂孔が拡大していることがわかった.裂孔の拡大はシーラント物質がポリエチレングリコールであることから,水を吸って膨潤するためと考えられた.現在網膜の組織学的評価を行っている.論文を執筆中である.2.新しいハイドロゲルを用いた硝子体手術の有効性,安全性の検討FocalSealの問題点として,膨潤するために術後網膜裂孔が拡大することがあげられる.我々は膨潤しない新たなハイドロゲルを用いて上記と同じ硝子体手術を行い,その安全性を確かめている.まず,網膜剥離を起こさずに硝子体切除のみ行い,経過観察を行っているが,注入前と注入後1,7,14,28日、2,3,6ヶ月において手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡による眼底観察を行ったが,軽微の炎症を認めるのみであった.網膜光干渉計による観察でも網膜の浮腫や炎症は認めなかった.現在論文を執筆中である.申請書に記載した研究計画の初年度の実験はすべて行った.網膜剥離の再発を実験レベルで抑えることができた.しかし,シーラントの膨潤による裂孔拡大が問題点として浮き彫りになった.そこで今年度はFocalSealでの実験の論文執筆とともに,膨潤しない新たなシーラント物質を用いて硝子体手術の実験を行っている最中である.現在国内では様々な網膜疾患を治療する目的で,年間約10万件の硝子体切除術がなされている。術中術後合併症を防ぐために術中にガスやオイルなどの眼内タンポナーデ物質を充填することが一般的である。既存のタンポナーデ物質には網膜毒性や患者の術後体位制限など種々の問題がある。我々は,低ポリマー濃度でありながら,反応後数分でゲル化可能なゲル化臨界クラスターシステムによる臨界ハイドロゲルを開発した。この新規臨界ハイドロゲルは従来のゲル形成限界濃度を下回る極低ポリマー濃度であり,弾性率は数Paとヒトの生理的硝子体と同等で,膨潤圧は1kPa(7.5mmHg)未満であるため理論的に眼圧上昇に寄与しない。

Preliminary studyとして,マウスに本ハイドロゲルの皮下注射を行い,細胞毒性や炎症反応がほぼないことを確認した。また,ウサギの硝子体切除後に本ハイドロゲルを眼内タンポナーデ物質として充填し,術後の眼圧,透明性,炎症反応,網膜機能,網膜微細構造を評価したが,1年間の観察期間において問題のないことを確認した。さらにウサギ網膜剥離モデルを作成し,本ハイドロゲルをタンポナーデしたところ,網膜剥離を治癒せしめたことも確認した。この新規臨界ハイドロゲルに対し,東京大学で物質特許を出願し,眼科領域における人工硝子体として東京大学と筑波大学で共同特許を出願中である。本ゲルの分子設計から臨床応用前段階までの実験成果が認められ,Nature Biomedical Engineering誌にアクセプトされ(Hayashi K, Okamoto F et al. Fast-forming hydrogels withultralow polymericcomponent as an artificial vitreousbody. Nature Biomedical Engineering. 2017Mar;1.doi:10.1038),Nature誌にTopicsとしてLetterが掲載された. (Nature. 2017. 543, 319-320 doi:10.1038/nature21898)ハイドロゲルは生体適合性が良好であり、医療材料として注目を集めている。しかし炎症反応や膨潤化が問題となっており,眼科領域では人工硝子体の研究がハイドロゲルでなされてきたが,成功しなかった.本研究で開発されたゲルは、これらの欠点を克服したものである。ウサギの硝子体切除後に新ハイドロゲルを眼内タンポナーデ物質として充填し,術後の生物学的適合性を評価したところ,1年間の観察期間において問題のないことを確認した。さらにウサギ網膜剥離モデルを作成し,新ハイドロゲルをタンポナーデしたところ,網膜剥離を治癒せしめたことも確認した。このハイドロゲルは人工硝子体になりうる可能性を持っていることが分かった.申請書に記載した研究計画の初年度の実験は全て行った.網膜剥離の再発を実験レベルで抑えることができた.今後シーラントの膨潤による裂孔拡大の阻止することが課題と考える.研究計画の初年度で達成していない部分(組織評価と長期評価)をまず達成させる.そして論文を執筆する.また,膨潤しない新たなシーラント物質の網膜への毒性の評価.そして網膜剥離手術の安全性,有効性を評価する予定である.眼科学研究計画の初年度の研究で達成していない部分(FocalSealの硝子体注入後の組織標本観察)をまず達成させる.その後は膨潤しないシーラントを開発し,動物実験を進める方針である.
腸内細菌叢を介した精神疾患に対する栄養学的治療法の探索

本研究では、精神疾患の予防に対する栄養学的アプローチの確立を目的とした。当研究室で保有するLactobachillus helveticusを用いて作製した発酵乳を長期摂取させることで、抗不安様効果が確認された。発酵乳由来の水溶性画分ならびに非水溶性画分ではなく、生菌を摂取させた場合のみ抗不安様効果が確認された。また、生菌を摂取させた動物の海馬において、特異的なタンパク質スポットが検出された。以上より、本研究で用いたLactobachillus helveticusにはプロバイオティクスとして働くことで抗不安様効果を発揮し、その効果は海馬のタンパク質発現動態の変化に起因する可能性が示された。近年、ストレス感受性と腸内環境との関連が示唆されている。腸内細菌叢を有さない無菌動物では、ストレス感受性が高くなり、不安様行動を示すという報告からも腸内環境と「ヒト」の精神面の健康との関連は想像に容易い。しかし、この報告は腸内細菌叢を有さない無菌動物を使用した極端な研究成果であるため、通常の腸内細菌叢の中でどの腸内細菌が変動した場合に宿主の情動行動に影響が現れるかを詳細に検討していく必要がある。そこで、ストレスが腸内環境を含め、宿主の代謝機能へ及ぼす影響を検証した。ICRマウスへ拘束ストレス(1時間/日、21日間)を負荷することで、ストレス誘導性の情動障害を誘導した。長期的な拘束ストレス処理によって、認知機能障害様行動(物体認知試験)ならびに不安様行動(高架式十字迷路試験)が観察され、情動障害が誘導されることを確認した。長期的なストレス負荷による腸内環境への影響を間接的に評価するために、糞中の遊離アミノ酸および有機酸濃度を測定したところ、グルタミン酸の増加のみが確認された。腸内代謝物の変動が確認されたため、ストレス処理によって腸内環境の変動が推測される。そのため、ストレス負荷によってどのような微生物が増加あるいは減少したのかを明らかにする必要がある。現在、16SrRNA遺伝子をターゲットとしたqPCR法ならびに変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法(DGGE法)を用いた腸内細菌叢の解析を検討中である。また、生まれつきストレス感受性の高いWistar Kyotoラット(WKYラット)と正常なWistarラット(WISラット)の腸内環境の比較も進めている。この2系統の比較では、WKYラットにおいて糞中の多くの遊離アミノ酸濃度の低下が確認された。今後、qPCR法ならびにDGGE法を用いた腸内細菌叢の解析を進める予定である。本年度の研究ではストレスが腸内環境へ及ぼす影響を腸内における微生物由来の代謝産物から評価できた。本年度に遂行予定であった腸内細菌叢の解析は現在実施中ではあるが、次年度に予定していたストレスが免疫系へ及ぼす影響やプロバイオティクス食品がマウスの情動行動へ及ぼす影響についてはすでに検討を開始している。以上より、順調に進展していると結論付けた。現代社会において、私達は日々ストレスに曝されており、これが原因となってうつ病や不安障害といった精神疾患に罹患する場合がある。ストレス誘導性の疾患に罹患する前にストレスそのものを予防できれば、私達の「生活の質」の維持あるいは向上に大きく貢献できる。そこで本研究では、食品を介したストレス予防法の確立を目的として研究を進めた。ICRマウスに4週に亘りLactobacillus helveticusを用いて作製した発酵乳を摂取させた際、オープンフィールド試験において不安様行動が緩和された。発酵乳に含まれるどの成分が抗不安様効果の誘導に寄与したかを明らかにするため、水溶性成分が含まれる乳清と固形分が含まれるカードに分離し、これらをー20°Cで凍結させたものを同様に摂取させた。凍結させることでLactobacillus helveticusの胃酸耐性が低下するため、生きた乳酸菌が腸に届かない条件で実験を行った。乳清あるいはカードを摂取させた動物では抗不安様効果が認められなかった。次に、発酵乳の作製に用いたLactobacillus helveticusの生菌を摂取させ、同様にオープンフィールド試験を実施したところ、抗不安様効果が確認された。以上の結果から、発酵乳に含まれる生きた乳酸菌を摂取することが、抗不安様効果の誘導に重要であることが示された。このメカニズムを明らかにするために、二次元電気泳動法を用いて海馬に存在するタンパク質を検出したところ、Lactobacillus helveticusの生菌を摂取させた動物ではタンパク質発現パターンが変化していた。以上より、生きた乳酸菌の摂取によって腸内環境を変化させることで、海馬におけるタンパク質発現パターンに影響が現れ、この変化が抗不安様効果の発現に寄与する可能性が示された。今後の研究方針として、まずはストレス負荷による腸内細菌叢の変動パターンを明らかにする。また、その際の免疫系への影響も明らかにする。

現在、有用なプロバイオティクスを選定中であるが、プロバイオティクスの摂取によってストレスを緩和する結果が得られた際には、腸内環境ならびに免疫系への影響を評価し、更にはメタボローム解析ならびにプロテオーム解析を行うことでどういったメカニズムでストレス緩和作用が誘導されたかを明らかにする予定である。行動神経科学
膜結合型増殖因子複合体によるジャクスタクライン機構の解析

Heparin-binding EGF-1ike growthfactor(HB-EGF)はEGFファミリーに属するヘパリン結合性の増殖因子である。HB-EGFは膜結合型前駆体(proHB-EGF)として合成された後、細胞表面でproteolytic cleavageをうけ分泌型(sHB-EGF)となり、細胞外に分泌される。sHB-EGFはEGF受容体(EGFR)に結合し、増殖因子として機能するが、proHB-EGFの生理活性についてはジフテリア毒素受容体として機能すること意外不明である。また、proHB-EGFは膜蛋白質CD9、接着分子integrinα3β1と複合体を形成して細胞間接着部位に局在することから、細胞接着を介した情報伝達(ジャクスタクライン)に機能していることが示唆される。そこで我々はproHB-EGFによるジャクスタクライン機構とその活性発現における複合体構成因子の機能の解明を目的として、まず、proHB-EGFの生理活性の解析と、proHB-EGFの分泌に関わる因子の解析を行い、以下のことを明らかにした。(2) proHB-EGFからsHB-EGFへの変換機構の解析proHB-EGFからsHB-EGFへの転換には、プロテインキナーゼC(PKC)-δと、これと結合するADAMファミリーのメタロプロテアーゼMDC9が関与していることが明らがとなった(EMBOJ.,17,7260-7272,1998)。現在、さらにこの分子メカニズムについて解析中である。
マイクロ・ホール型電気推進システム:実用に直結する新要素技術の開発とその最適統合

最終年度は,高能力な日本発のマイクロ・ホール型電気推進システムの創製という目標に対し,(1)推進機のマイクロ化を実現できる高エネルギー効率な冷却システムの開発/生成イオン加速を高効率推力変換可能な加速チャネルの設計/推進機劣化やミッションに最適な磁場形状を与えるシステム開発,(2)高効率推進システムにインテグレートするための各新要素技術の最適統合:安全・安定作動条件下で,エネルギー効率を最大化する,各新要素技術の統合解析,(3)上記新要素技術と最適統合に対する基礎物理による理論的裏付けに関する研究を取り纏め,次の成果を得た。【新要素技術】新提案の冷却システム装備のホールスラスタシステム性能を解析。磁極付近に特殊な推進剤循環経路を作製,推進剤を加速チャネル内に流入前に本経路を通過させ推進機を冷却/逆に,推進剤加熱,陽極チョークでの推進剤粒子音速増加を行うことで,特別な機器が不要,推進機マイクロ化/性能向上が可能/高次率性を示した。推進機外壁表面が佯を工夫した冷却効果について再検討し,有効性を示した(特許申請,学会発表,論文執筆中)。【基礎物理】加速チャネル最適形状を解析し,形状と推力/比推力との週を獲得。励起係数・二次電子放出係数を基準に加速/電離領域に適確した材質壁面を選定し,高推力/高比推力の発生を可能とする設計指針を見出した(学会発表,特許申請)。【インテグレーション】信頼され得る推進機/システムとしてのパッケージングを再検討,マイクロ・ホール型電気推進システムの実現に対して,解析/実験データ,及び開発した新要素技術を基礎に,高パフォーマンスを目指した設計指針を提唱,その実現可能性を検討。高能力な日本発のマイクロ・ホール型電気推進システム(Japan-type Micro Hall Thruster System、J-MHTSと略す:申請者が本研究において独自に命名)の創製を目標に、本年度は、現在/世界の当該研究分野において信頼され得る推進機/システムを作り上げることを第一とした。従って、国内外の研究調査や専門的知識の提供を受けることを通して、研究系を高レベルに構築/その検証を行った。その上で、(1)実用に直結する新要素技術の開発、(2)高効率な推進システムに纏め上げるための各新要素技術の最適統合、(3)各新要素技術の理論による裏付け、に対して(2)の最適統合に至る(1)と(3)に重点をおいて研究を遂行した。[新要素技術,理論]推進機のマイクロ化を実現できる高エネルギー効率な冷却システムの設計:先ず、推進機磁極付近に推進剤の特殊な循環経路を作製。これにより、推進剤を加速チャネル内に流入する前に本経路を通過させ推進機を冷却。逆に、推進剤は加熱され、陽極孔でのチョークにより推進剤粒子の音速は増加。新たに特別な機器を必要とせず、推進機のマイクロ化と性能向上を同時に見込める。また、推進機の外壁表面形状を工夫した冷却効果も併用(磁場形状に殆ど影響を与えない)。[新要素技術,理論]生成イオンの加速を効率良く推力に変換できる加速チャネルの設計(これは、推進性能を決定付ける重要要素の一つである加速チャネルに焦点を絞り、高推力/高比推力の発生を可能とする設計指針を探るものである):壁面ロスを抑える方向に生成イオンを加速する(結果、スパッタの抑制によって耐久性も向上)、加速チャネルの最適形状を探る。二次電子放出係数の観点から、加速領域と電離領域に各々適する材質の壁面を選定する。これらは、粒子シミュレーションで最適な形状と壁面材を予測した後、製作、実験検証を行う。本年度は、高能力な日本発のマイクロ・ホール型電気推進システムの創製を目標に、(1)実用に直結する新要素技術の開発、(2)高効率な推進システムに纏め上げるための各新要素技術の最適統合、(3)各新要素技術/最適統合の基礎物理による裏付け、に関する研究を行った。具体的な検討項目は次の通りである。(1)新要素技術の開発:推進機のマイクロ化を実現できる高エネルギー効率な冷却システムの開発/生成イオンの加速を効率良く推力に変換できる加速チャネルの設計/推進機の劣化やミッションに応じて最適磁場形状を与えるシステムの開発(2)新要素技術の最適統合:安全かつ安定した作動条件下で、エネルギー効率(プラズマ生成/冷却システム/廃熱利用等を含む)を最大化する、各新要素技術の最適統合に関する解析(3)基礎物理による裏付け:項目(1)の各新要素技術および項目(2)の最適統合に対する、基礎物理による理論的裏付けこれらの各項目に対して、本年度は、研究代表者の異動に伴い、研究方針の変更を余儀なくされた(実験の遂行が不可能)にもかかわらず、次の成果を得た。【新要素技術】【基礎物理】本研究が新たに提案する冷却システムを装備したホールスラスタシステムの有効性を解析した。推進機磁極付近に推進剤の特殊な循環経路を作製し、推進剤を加速チャネル内に流入する前に本経路を通過させ推進機を冷却/逆に、推進剤は加熱され、陽極孔でのチョーク現象により推進剤粒子の音速は増加される。このシステムは、新たに特別な機器を必要とせず、推進機のマイクロ化と性能向上を同時に見込める有効性を示した(学会発表、特許申請済)。また、推進機の外壁表面形状を工夫した冷却効果についての部分的検討を行い、これらシステムの有効性を示した(特許申請)。【新要素技術】【基礎物理】

推進性能を決定付ける重要要素の一つである加速チャネルに焦点を絞り、高推力/高比推力の発生を可能とする設計指針:優壁面ロスを抑える方向に生成イオンを加速する、加速チャネルの最適形状を探索し、形状と推力/比推力との相関を得た。二次電子放出係数の観点から、加速領域と電離領域に各々適する材質の壁面を選定した(学会発表、特許申請)。更に進展させた解析研究を行い、信頼され得る推進機/システムとしてのパッケージングを検討し、マイクロ・ホール型電気推進システムの実現に対して、前年度迄に取得した有力な解析/実験データ、及び開発した新要素技術を基礎に、高パフォーマンスを目指した設計指針の提唱とその実現可能性を探った(論文投稿準備段階)。最終年度は,高能力な日本発のマイクロ・ホール型電気推進システムの創製という目標に対し,(1)推進機のマイクロ化を実現できる高エネルギー効率な冷却システムの開発/生成イオン加速を高効率推力変換可能な加速チャネルの設計/推進機劣化やミッションに最適な磁場形状を与えるシステム開発,(2)高効率推進システムにインテグレートするための各新要素技術の最適統合:安全・安定作動条件下で,エネルギー効率を最大化する,各新要素技術の統合解析,(3)上記新要素技術と最適統合に対する基礎物理による理論的裏付けに関する研究を取り纏め,次の成果を得た。【新要素技術】新提案の冷却システム装備のホールスラスタシステム性能を解析。磁極付近に特殊な推進剤循環経路を作製,推進剤を加速チャネル内に流入前に本経路を通過させ推進機を冷却/逆に,推進剤加熱,陽極チョークでの推進剤粒子音速増加を行うことで,特別な機器が不要,推進機マイクロ化/性能向上が可能/高次率性を示した。推進機外壁表面が佯を工夫した冷却効果について再検討し,有効性を示した(特許申請,学会発表,論文執筆中)。【基礎物理】加速チャネル最適形状を解析し,形状と推力/比推力との週を獲得。励起係数・二次電子放出係数を基準に加速/電離領域に適確した材質壁面を選定し,高推力/高比推力の発生を可能とする設計指針を見出した(学会発表,特許申請)。【インテグレーション】信頼され得る推進機/システムとしてのパッケージングを再検討,マイクロ・ホール型電気推進システムの実現に対して,解析/実験データ,及び開発した新要素技術を基礎に,高パフォーマンスを目指した設計指針を提唱,その実現可能性を検討。
WTO体制下の先進諸国における農協の革新と再編に関する総合比較研究

1980年代以降の世界農業を特徴づけるグローバリゼーションと地域経済統合の同時進行のもとにあって、アグリビジネス部門における多国籍企業体制の成立と、農業市場における自由貿易主義の徹底は、先進諸国においては、わが国に代表される農産物輸入国のみならず、米国・EUに代表される農産物輸出国にあっても、急激な農業構造の再編がみられ、具体的には家族農業経営とそれを支えてきた農業協同組合の経営危機・解体が一般的である。本研究は、3ヵ年にわたる欧州、米国および国内の農村実態調査を踏まえて、農協の革新と農協の再編の最新情報を獲得することができた。その際の研究の方法論として特筆すべきは、本研究が変貌をとげる農協の実態を、それが依拠する農業家族経営の分解と結合しながら分析したところにある。EU諸国については北欧、デンマークとスウェーデンの酪農協の国境を超えての統合を追い、米国については中西部北部諸州における酪農協と酪農家の動き、「新世代農協」誕生の背景を明らかにした。わが国については、日本型農協の自立をめぐって問題提起を行ない、非合併農協・下郷農協の生き残りをめぐってシンポジウムを開催し、問題提起を行なった。平成13年度の実施要領にもとづき、(1)研究会「農協改革・再編をどう考えるか・基礎討論」(7月14日)、(2)海外調査(デンマーク・ドイツ・イタリア、8月18日30日)、(3)国内農協調査(10月19日高知県馬路村農協、11月24日大分県耶馬渓町下郷農協)を実施した。国内の農協については、農協二法の改正のもとにあって、広域合併とJAバンクをめざす主流においては、ともすれば「地域から農協が消えていく」危険性が広がり、他方で、非合併小規模農協にも、めざましい農産物マーケティングに成功している農協とともに、従来の産直の停滞のもとで新たなシステムの開発を模索せざるをえない農協が存在すること、したがって、いずれの方向においても、生産者と農協の現代的「協同」の前進なしには、協同組合理念の腐食が避けがたいことが明らかにされた。欧州での調査は、3ヶ国とも酪農協同組合と酪農家に焦点を合わせた。デンマークについてはデンマーク協同組合連合会(コペンハーゲン)、ドイツについてはホーエンハイム大学(シュトットガルト)、イタリアについてはLEGA(モデナ支部)に要請して、調査趣旨を明確にしたうえで調査対象の農協と農家を選択してもらった結果、(1)デンマークとスウエーデンの大規模酪農協の合併で成立した国際農協「Arla Foods」が欧州トップの乳業メーカーとなっており、その競争力が酪農家の経営を支えていること、(2)ドイツでは、バーデンヴュルテンベルク州の小規模酪農協が厳しい競争条件のなかで、差別化商品の開拓で経営を存続させ、酪農家のなかには有機農業団体に加盟して有機酪農に生き残りをかける動きが広がっていること、(3)イタリアではロンバルディア平原にあってパルミジャーノ・レジャーノという産地ブランドチーズの認証への信頼性確保のための管理システム、酪農協と農家のそれに応える品質管理・検査システムの実際を検証することができた。本年度は,アメリカ合衆国および日本における政策転換と農協の構造的な再編の方向について現地調査研究を実施し,以下の諸点が明らかとなった。1.米国中西部酪農部門における農協の展開形態として3つが検出される。(1)大規模地域農協が事業の地理的基盤を全米規模に拡大し,一方で集乳と多品目乳製品販売における市場集中度の増大を進め,他方で生産資材供給について巨大農脇間の合併・提携をつうじた競争力強化を進める,(2)一州範囲の中規模農協が食品産業と連携しつつ比較優位を発揮できる特定乳製品の開発と販売に力点をおき,組合員生産者との結合を強めて地位強化を図る,そして(3)有機酪農家を組織することを基盤に有機乳製品というニッチ市場の広域的な開拓と拡大を進め,そのことで小規模家族経営の存立条件を確保しようとする,というのがそれである。2.米国北西部園芸部門では,次のような構造再編が進行していることが明らかになった。(1)リンゴ部門では,市場価格の低迷が続く中で農協を含めた出荷業者の淘汰・再編が急速に進行し,その中で農協等によるリンゴ園の直営とそこでの品種更新,有機リンゴ販売農協への一部ないし全面転換等による打開が図られている。

(2)大都市における「新鮮」「生産者の顔が見える」「有機栽培」といった野菜・果実需要の高まりを背景に,小規模家族経営による都市部ファーマーズマーケット向け野菜・果実生産が一定の広がりを見せ,かつ都市活性化とも結びついた組織化という,新しい協同の形態が構築されつつある。3.日本ではコメ政策改変や中山間地域政策の展開とも関連した農協事業や農家協同の再編が進んでいる。以上の全体として農協の革新と再編の方向や形態は多様であるが,それぞれの部門での政策転換の性格,農業・食料システムの再編への対応,組合員との結合強化,および資本調達力の拡充がキーファクターとなっている。1980年代以降の世界農業を特徴づけるグローバリゼーションと地域経済統合の同時進行のもとにあって、アグリビジネス部門における多国籍企業体制の成立と、農業市場における自由貿易主義の徹底は、先進諸国においては、わが国に代表される農産物輸入国のみならず、米国・EUに代表される農産物輸出国にあっても、急激な農業構造の再編がみられ、具体的には家族農業経営とそれを支えてきた農業協同組合の経営危機・解体が一般的である。本研究は、3ヵ年にわたる欧州、米国および国内の農村実態調査を踏まえて、農協の革新と農協の再編の最新情報を獲得することができた。その際の研究の方法論として特筆すべきは、本研究が変貌をとげる農協の実態を、それが依拠する農業家族経営の分解と結合しながら分析したところにある。EU諸国については北欧・デンマークとスウェーデンの酪農協の国境を超えての統合を追い、米国については中西部北部諸州における酪農協と酪農家の動き、「新世代農協」誕生の背景を明らかにした。わが国については、日本型農協の自立をめぐって問題提起を行ない、非合併農協・下郷農協の生き残りをめぐってシンポジウムを開催し、問題提起を行なった。
腫瘍骨転移の疼痛治療を目的とする新規放射性レニウム標識薬剤の開発

放射性レニウムとビスホスフォネートであるHEDPとの多核錯体が骨疼痛治療薬剤として検討されているが、Re錯体の安定性が悪く、生体内でReO_4^-へと酸化されることによる骨髄、胃等の被曝が大きな問題となる。この問題を解消するために、本研究前年度において、分子内にビスホスフォネート構造と独立して安定なRe単核錯体を導入した薬剤、Re-MAMA-BPを開発し、本薬剤設計により、Re錯体の高い安定性と骨への集積性とが両立可能であることを明らかとした。今年度は、より骨への集積性を向上させることを目的に、ビスホスフォネートの中央炭素に水酸基を有する化合物、Re-MAMA.HBPを設計・合成した。標識前駆体として設計したTr-MAMA-HBPは、総収率3.1%で合成することができた。また^<186>Re-MAMA-HBPは、Tr基を脱保護したMAMA-HBPと^<186>Re-citrateとの配位子交換後、逆相HPLCによる精製により放射化学的収率54%、放射化学的純度95%以上で得られた。ヒドロキシアパタイトへの結合性をインビトロにより検討したところ、^<186>Re-MAMA-HBPは^<186>Re-MAMA-BPに比べて高い結合性を示した。また、マウスでの体内動態を検討した結果、^<186>Re-MAMA-HBPの骨への集積は、^<186>Re-MAMA-BPに比べて高い値を示した。したがって本薬剤設計において、ビスホスフォネートの中央炭素への水酸基の導入は、骨への集積性の向上に有効であることが明らかとなった。一方、^<186>Re-MAMA-HBPは、^<186>Re-MAMA-BPと同様に、非標的組織である肝臓・腎臓への集積を示し、これは、^<186>Re-MAMA構造の導入による化合物の脂溶性の向上に起因すると考えられた。以上の結果は、放射性レニウム標識骨疼痛治療薬剤の開発に有用な指針を与えるものと考えられる。放射性レニウムとビスホスフォネートであるHEDPとの高分子多核錯体が骨痩痛治療薬剤として検討されているが、Re錯体の安定性が悪く、生体内でReO_4へと酸化されることによる骨髄、胃、甲状腺等の被曝が大きな問題となっている。本研究では、この問題を解消するために、分子内にビスホスフォネート構造と独立して安定なRe単核錯体(Re-MAMA)を導入した薬剤、Re-MAMA-BPを設計した。MAMA-BPのチオール基がトリチル(Tr)基で保護されたTr-MAMA-BPは、総収率2.7%で合成することができた。また^<186>Re-MAMA-BPは、Tr基を脱保護したMAMA-BPと^<186>Re-citrateとの配位子交換後、逆相HPLCによる精製により放射化学的収率34.6%、放射化学的純度95%以上で得られた。^<186>Re-MAMA-BP、^<186>Re-HEDPを、95%O_2/5%CO_2で飽和したリン酸緩衝液中でインキュベートし、インビトロにおける安定性を評価したところ、^<186>Re-HEDPでは経時的にReO_4への分解が認められ、24時間後において、未変化体の割合は30%以下であった。それに対して、^<186>Re-MAMA-BPでは、24時間後においても、80%以上が未変化体として存在した。また、ノーマルマウスでの体内動態を検討した結果、^<186>Re-MAMA-BPの骨への集積は、^<186>Re-HEDPに比べて有意に高い値を示し、また胃への放射能集積は低減された。以上の結果は、分子内にビスホスフォネート構造とキレート構造とを独立して有する標識薬剤の設計により、Re錯体の高い安定性と骨への集積性とが両立可能であることが示すものであり、放射性レニウム標識骨疼痛治療薬剤の開発に有用な指針を与えるものと考えられる。

ヒドロキシアパタイトへの結合性をインビトロにより検討したところ、^<186>Re-MAMA-HBPは^<186>Re-MAMA-BPに比べて高い結合性を示した。また、マウスでの体内動態を検討した結果、^<186>Re-MAMA-HBPの骨への集積は、^<186>Re-MAMA-BPに比べて高い値を示した。したがって本薬剤設計において、ビスホスフォネートの中央炭素への水酸基の導入は、骨への集積性の向上に有効であることが明らかとなった。一方、^<186>Re-MAMA-HBPは、^<186>Re-MAMA-BPと同様に、非標的組織である肝臓・腎臓への集積を示し、これは、^<186>Re-MAMA構造の導入による化合物の脂溶性の向上に起因すると考えられた。以上の結果は、放射性レニウム標識骨疼痛治療薬剤の開発に有用な指針を与えるものと考えられる。
アジア太平洋地域での適正技術教育を含む高次アクティブラーニングネットワークの構築

本研究では、大学1・2年(高専4・5年)を対象とした工学設計教育プログラムを海外の大学等と共同して実施し、プロジェクト活動を通して国際的な問題が俯瞰でき、さらに適正技術の思想を持ってユニバーサルデザインができる人材を育成するプログラムの構築を検討する。これまで申請者らが工学系学部教育用および工業高専教育用に進めてきた工学設計教育に、海外の大学等から学生が参画し、チームによるプロジェクト活動を実施し、工学設計プロセスを体験していく。本研究では、獲得した知識やスキルをグローバルなプロジェクト活動においても生かしていける学生を育成する高次アクティブラーニング・プログラムおよび教育システム構築を検討していく。本研究で検討する高次アクティブラーニングおよび教育システムでは交流型のプロジェクト活動を通して工学設計過程を学んでいく。またその交流活動を記録し発信していくことの必要性も検討する。30年度は29年度同様に交流レベルIとして、1)プロジェクト参加校においてユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めるための教材を検討し、それに必要な教育プログラムの開発を検討した。2)参加学生が身近な問題として捉えることができ、それが地域における課題につながっていくユニバーサルデザイン系のプロジェクトテーマを検討するため、国内外における調査を実施した。さらに交流レベルIIとして、交流参加校にて共通プログラムを実践し、適用可能であることを確認した。ユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めていく講座を実施できたため。また、国外における交流参加校との講座実施についての調整をさらに進め、ユニバーサルデザインに関するプロジェクトの理解を促進できたため。次年度も今年度と同様にユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めるための教材を検討し、交流参加校とのプロジェクトにおいてその活用を検討する。次年度は今年度の経験を生かしより充実した内容にしていく。29年度は交流レベルIとして、1)プロジェクト参加校においてユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めるための教材を検討し、それに必要な教育プログラムの開発を検討した。3)1および2で検討した事項を交流参加校に提示し、共通プログラムをとして実践可能かを検討した。また具体化されたアイデアを参加校間で伝えていく場合の表現方法等についても検討した。ユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めていく講座を模擬的に実施できたため。また、国外における交流参加校との講座実施についての調整を行い、次年度ユニバーサルデザインに関するプロジェクトを実施することになっているため。当初の予定通りに推進する。次年度も今年度と同様にユニバーサルデザインに関する共通テーマでプロジェクトを進めるための教材を検討し、交流参加とのプロジェクトにおいて活用を検討する。(理由)今年度購入を予定していたプロジェクト講座における教材開発用機材購入を見合わせたためである。機種変更に関する調査に時間を要したためである。(使用計画)今年度中に購入する予定であった機材を次年度において購入する。

これは研究推進の順序に変更が生じたためであり、研究全体の進捗における影響はない。(理由)今年度購入を予定していたプロジェクト講座における教材開発用機材の購入を見合わせたためである。機種変更に関する調査に時間を要したためである。(使用計画)今年度中に購入する予定であった機材を次年度において購入する
硫黄を不斉源とするAnchor型オキソニウム中間体の不斉伝搬作用

我々が見い出したビシクロアセタール[(Rs)-1-(p-tolylsulfinyl)methyl-2,6-dioxabicyclo[2.2.2]octane ; (1)]の不斉開裂反応(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1992,516.)の反応中間体と考えられるオキソニウム中間体を求核剤でトラップすることにより、ジアステレオ面選択的な官能基の導入とアセタールの不斉開裂反応を同時に行い、プロキラル中心とスルフィニル基のβ位に一挙に2つの不斉炭素を構築する手法を確立し、反応の立体化学を明らかにするとともに、生理活性天然物の合成に応用することを目的として研究を行った。1に対してアリルシラン存在下、四塩化チタンを作用させたところ反応は-78度でスムーズに進行し、テトラヒドロピラン体[(2S,5S,Rs)-2-allyl-5-hydroxymethyl-2-(p-tolylsulfinyl)methyltetrahydropyran ; (2)]が主成績体として得られた。生じた4種類のジアルテレオマ-の生成比は、反応温度、溶媒、用いるルイス酸などの影響を受け、最適条件では84:7:6:3の高い選択性で進行することが明らかとなった。また、X線結晶解析と化学変換の結果に基づいて、すべての成績体の立体化学を明らかにすることができた。その結果、pro-RのC-O結合の切断とその背面からの求核攻撃が優先的に進行していることが明らかとなった。求核剤をプロパルギルシランに変えても、高選択的に同じ立体化学を有するテトラヒドロピラン体が得られた。さらに、本反応の有用性を示すため、2を鍵中間体として緑藻Lyngbya majusucla Gomontより単離構造決定された抗菌物質malyngolideの合成に応用し、その不斉全合成に成功した。なお、補助金は補助条件の通り、ガラス器具や試薬などの消耗品に使用した。
記憶の固定に関わる細胞選択的な活動メカニズムの解明

本研究の目的は、樹状突起における情報の演算機構に着目し、記憶の固定に関わるシナプス入力の時空間パターンを明らかにすることである。これを実現するためには、記憶固定時のシナプス入力を大規模に可視化する必要がある。そこで、はじめに大規模スパインイメージングの改良に取り組み、従来に比べ広視野・高速撮影を実現した。さらに、スパインイメージングと脳波の記録を組み合わせることで、記憶固定時のシナプス入力を特定する技術を確立した。本手法を用いて、記憶固定時にシナプス入力の頻度が上昇することを確認している。現在、シナプス入力の空間パターンの解析を進めている。また、大規模スパインイメージングで得られたデータは時にシグナルノイズ比が低いことが問題となる。この問題を解決するため、ノイズを削減する新規のフィルタを開発した。このフィルタはロジスティック関数を利用したものであり、短時間でノイズを減少させることができることから、オンラインフィルタとしても使用できる。さらに、カルシウムイメージングのデータだけでなく、電気生理学的手法によって得られたデータや画像データにも応用でき汎用性は高い。本手法はPlos One誌に投稿し、受理された。さらに、このフィルタの改良を行い、スパインイメージングの改良結果と合わせて論文投稿準備中である。さらに、大規模スパインイメージングで得られたデータの一部を解析し、単一細胞レベルで興奮・抑制バランスがどのように保たれているかを明らかにした。この結果をCell Rep誌に投稿し、受理された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。