hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
1999年トルコ・コジャエリ地震における被害集中息アダパザルの地盤調査

1999年トルコ・コジャエリ地震におけるアダパザル市の災害状況の原因を究明するために,深層地盤構造調査として重力探査,微動観測,屈折法探査を,浅層地盤特性を対象としてボーリング調査とPS検層を実施した.深層地盤構造調査から以下の結果が得られた.(1)重力探査によって,盆地北部を東西方向に横切る急変帯が見いだされた.しかし,これには対応する地形的特徴は見られず,純粋に地下構造を反映したものと考えられる.(2)アダパザル盆地の深層地盤構造は,概ね東西方向の2つのおぼれ谷から成ることがわかった.その最深部は10001500mに達する.(3)重力探査の結果と,微動観測および屈折法探査から得られた結果を総合して,堆積層が3層からなる深層地盤モデルを作成した.(4)作成した深層地盤モデルを用いて差分法による本震のシミュレーションを実施した.その結果アダパザル市では深層地盤の影響によって地震動が約3倍に増幅されたことがわかった.さらに,浅層地盤を対象とした調査から以下の結果が得られた.(1)地盤工学会1次調査団速報にある「液状化地域」,「非液状化地域」とも,緩い砂層は存在せず,いわゆる液状化は発生していなかった可能性が高い.(2)スエーデン式サウンディングで自沈するような軟弱な粘土層の厚さが,被害の形態に大きく影響したことがわかった.この層が厚いところでは建築物の沈下が起こり,薄い揚所では慣性力被害が発生した.被害のコントラストの原因のひとつと考えられる.1999年トルコ・コジャエリ地震におけるアダパザル市の災害状況の原因を究明するために,深層地盤構造調査として重力探査,微動観測,屈折法探査を,浅層地盤特性を対象としてボーリング調査とPS検層を実施した.深層地盤構造調査から以下の結果が得られた.(1)重力探査によって,盆地北部を東西方向に横切る急変帯が見いだされた.しかし,これには対応する地形的特徴は見られず,純粋に地下構造を反映したものと考えられる.(2)アダパザル盆地の深層地盤構造は,概ね東西方向の2つのおぼれ谷から成ることがわかった.その最深部は10001500mに達する.(3)重力探査の結果と,微動観測および屈折法探査から得られた結果を総合して,堆積層が3層からなる深層地盤モデルを作成した.(4)作成した深層地盤モデルを用いて差分法による本震のシミュレーションを実施した.その結果アダパザル市では深層地盤の影響によって地震動が約3倍に増幅されたことがわかった.さらに,浅層地盤を対象とした調査から以下の結果が得られた.(1)地盤工学会1次調査団速報にある「液状化地域」,「非液状化地域」とも,緩い砂層は存在せず,いわゆる液状化は発生していなかった可能性が高い.(2)スエーデン式サウンディングで自沈するような軟弱な粘土層の厚さが,被害の形態に大きく影響したことがわかった.この層が厚いところでは建築物の沈下が起こり,薄い揚所では慣性力被害が発生した.被害のコントラストの原因のひとつと考えられる.1999年トルコ・コジャエリ地震におけるアダパザル市の災害状況の原因を究明するために,深層地盤構造調査として重力探査と微動観測を,浅層地盤特性を対象としてボーリング調査とPS検層を実施した.深層地盤構造調査から以下の結果が得られた.(1)サカリヤ(Sakarya)大学のある山体とアダパザル方向への平地との間の重力急変帯があり,逆断層的な構造が想定できる.(2)盆地北部を東西方向に横切る急変帯が見いだされた.しかし,これには対応する地形的特徴は見られず,純粋に地下構造を反映したものと考えられる.(3)微動観測から得られた結果は,重力探査の結果と調和的であった.(4)これらの結果,深層地盤構造によって地震動のフォーカシング現象によってアダパザル市域の地震動が大きかったことが予想される.さらに,浅層地盤を対象とした調査から以下の結果が得られた.(1)地盤工学会1次調査団速報にある「液状化地域」,「非液状化地域」とも,緩い砂層は存在せず,いわゆる液状化は発生していなかった可能性が高い.(2)アダパザル市全域で,1m程度の表土の下は,N値510程度の軟弱な粘土あるいはシルト質粘土が厚さ48m分布し,その下はN値50以上の密な砂または礫まじり砂が分布している.さらに深度12m程度以深は,N値20程度の堅い粘土層である.(3)PS検層による表層地盤のせん断波速度は「液状化地域」では100m/sec以下の値が得られたのに対し,「非液状化地域」では100m/sec以上であった.(4)これらのことから,アダパザル市全域で表層地盤の変化はそれほど顕著ではなく,被害のコントラストの原因は浅層地盤ではない可能性がある.1999年トルコ・コジャエリ地震におけるアダパザル市の災害状況の原因を究明するために,深層地盤構造調査として重力探査,微動観測,屈折法探査を,浅層地盤特性を対象としてボーリング調査とPS検層を実施した.深層地盤構造調査から以下の結果が得られた.

(1)サカリヤ(Sakarya)大学のある山体とアダパザル方向への平地との間の重力急変帯があり,逆断層的な構造が想定できる.(2)盆地北部を東西方向に横切る急変帯が見いだされた.しかし,これには対応する地形的特徴は見られず,純粋に地下構造を反映したものと考えられる.(3)微動観測から得られた結果は,重力探査の結果と調和的であった.(4)以上の結果を検証する目的で,屈折法探査を実施した.さらに,浅層地盤を対象とした調査から以下の結果が得られた.(1)地盤工学会1次調査団速報にある「液状化地域」,「非液状化地域」とも,緩い砂層は存在せず,いわゆる液状化は発生していなかった可能性が高い.(2)スエーデン式サウンディングで自沈するような軟弱な粘土層の厚さが,被害の形態に大きく影響したことがわかった.この層が厚いところでは建築物の沈下が起こり,薄い場所では慣性力被害が発生した.被害のコントラストの原因のひとつと考えられる.(3)トルコの標準貫入試験のエネルギー効率は,目本の49%でり,これを考慮すれば日本の経験式があてはまることがわかった.1999年トルコ・コジャエリ地震におけるアダパザル市の災害状況の原因を究明するために,深層地盤構造調査として重力探査,微動観測,屈折法探査を,浅層地盤特性を対象としてボーリング調査とPS検層を実施した.深層地盤構造調査から以下の結果が得られた.(1)重力探査によって,盆地北部を東西方向に横切る急変帯が見いだされた.しかし,これには対応する地形的特徴は見られず、純粋に地下構造を反映したものと考えられる.(2)アダパザル盆地の深層地盤構造は,概ね東西方向の2つのおぼれ谷から成ることがわかった.その最深部は10001500mに達する.(3)重力探査の結果と、微動観測および屈折法探査から得られた結果を総合し雌積層が3層からなる深層地盤モデルを作成した.(4)作成した深層地盤モデルを用いて差分法による本震のシミュレーションを実施した.その結果アダパザル市では深層地盤の影響によって地震動が約3倍に増幅されたことがわかった.さらに、浅層地盤を対象とした調査から以下の結果が得られた.(1)地盤工学会1次調査団速報にある「液状化地域」,「非液状化地域」とも,緩い砂層は存在せず,いわゆる液状化は発生していなかった可能性が高い.(2)スエーデン式サウンディングで自沈するような軟弱な粘土の厚さが被害の形態に大きく影響したことがわかった.この層が厚いところでは建築物の沈下が起こり,薄い場所では慣性力被害が発生した.被害のコントラストの原因のひとつと考えられる.
乳幼児期における社会的認知・行動の発達 -共同注意の獲得に情動が果たす役割-

乳児が主導する注意共有行動(始発的共同注意行動)の出現における情動の役割の解明を目的として、本年度は、玩具遊び中の乳児がいつごろから他者の反応を予期して笑顔を伴った視線を人へと転換しはじめるのかについて検討した。調査は実験的観察法を用い、玩具遊び中の乳児(8,10ヶ月児)の養育者へのふりかえり行動と、それに伴う情動表出を記録した。実験には注目条件と非注目条件が設けられ、養育者は、注目条件時は乳児の行動に注目し、非注目条件では本を読むことで乳児には注目しないよう教示された。実験場面はマッキントッシュデジタルビデオカメラにより記録され、収集された動画データはDVDに記録されたのち、被験者の個人情報を保護する観点からスタンドアローンのパソコンによって分析された。またデータの信頼性を保障するためにビデオ評定者には乳幼児の行動評定に習熟した者を用いた。結果より、乳児のふりかえりの総回数は養育者の注目・非注目条件において変化しなかったが、ふりかえりに伴う微笑の表出タイミングには変化が見られた。中でも興味深いのは、生後10ヶ月児は養育者から注目されているときに「(養育者を見る前に)微笑を浮かべてから振り向く」行動を増加させるのに対し、生後8ヶ月児は養育者から注目されている時に「ふりむいてから(養育者を見てから)微笑する」行動を増加させたことである。これらの結果はJones, Collins & Hohg(1991)の知見とも一致するものであり、生後10ヶ月児は既に他者からの反応を予期してあらかじめ表情を調整してふりむくことができるのに対し、生後8ヵ月児は未だ他者の反応に対する予期の形成過程にあることが示唆された。一方で、黒木・大神(2003)の調査対象児となった地方自治体の幼児については、3歳に達した時点で乳児期の個人差の発達的帰結を確認するために心理社会面の発達を確認した。しかしながら、3歳時点における評価のみでは発達障害の有無を確定することが困難であったため、調査の信頼性を確保するために障害予測に関する検討は、障害特徴が明確化する5歳以降を待つこととなった。この確認作業は現在も継続中である。なお、これらの研究成果については国内学会においてポスター発表を行うと共に、論文としてまとめられた。乳児の共同注意行動の出現に情動の生起がどのように影響を及ぼすのかを検討するため、実験的観察法を用いて玩具遊び中の乳児(6、9、12ヶ月児)の情動変化とそれに伴う視線の移動を検討した。収集された動画データはDVDに記録され、被験者の個人情報を保護する観点からスタンドアローンのパソコンによって分析を行った。これによって、乳児が注視点から視線を外す減少は、乳児がニュートラルなときよりもポジティブな情動を表出しているときに多く、またこの傾向は人を見ているときにも物を見ているときにも共通することが示された。また、注視点から視線を外した後の注視対象の選択においては、乳児がニュートラルなときには人を見る頻度と物を見る頻度に有意な差がなく、一方乳児がポジティブなときには生後12ヶ月児においてのみ物よりも人を見る傾向が示された。このポジティブ時に人を見る頻度は生後6、9ヶ月児と12ヶ月児の間で飛躍的に増加しており、「うれしいときに人を見る」という行動は生後912ヶ月の間に獲得される可能性を示唆した。これらの実験を行う一方で、黒木・大神(2003)の調査対象児となった地方自治体の幼児のうち3歳に達した者について、3歳児検診で心裡社会面の発達を確認した。また、その結果として発達障害が疑われる者については鑑別診断によって発達障害の有無を確認した。この作業は現在も継続中であり、本調査によって集積されたデータは次年度に計画しているスクリーニング効果の検証に用いられる予定である。これらの研究成果については国内外の学会においてポスター発表を行うと共に、各種研究会に招聘され口頭発表を行った。

これらの結果はJones, Collins & Hohg(1991)の知見とも一致するものであり、生後10ヶ月児は既に他者からの反応を予期してあらかじめ表情を調整してふりむくことができるのに対し、生後8ヵ月児は未だ他者の反応に対する予期の形成過程にあることが示唆された。一方で、黒木・大神(2003)の調査対象児となった地方自治体の幼児については、3歳に達した時点で乳児期の個人差の発達的帰結を確認するために心理社会面の発達を確認した。しかしながら、3歳時点における評価のみでは発達障害の有無を確定することが困難であったため、調査の信頼性を確保するために障害予測に関する検討は、障害特徴が明確化する5歳以降を待つこととなった。この確認作業は現在も継続中である。なお、これらの研究成果については国内学会においてポスター発表を行うと共に、論文としてまとめられた。
下水管生物腐食の機構解明とその防止方法

本研究の目的は腐食機構を解明し、その防止方法を見出すことにあるが、特に生物学的面からのアプロ-チを特徴とする。すなわち、腐食過程における細菌活性と環境要因の関係を調べ、生物腐食機構を明らかにした後、有効な腐食防止方法を見出すことにある。平成2年は硫酸塩還元菌による硫化水素生成と環境要因との関係を検討した。その結果、有機物濃度(特に有機酸)、硫化塩濃度、硫酸塩還元菌数と硫化水素生成速度の関係を求めた。下水管中の硫化水素は主として下水管沈澱物から生成することがわかった。その調査方法としては^<35>s同位体を用いた。平成3年度はイオウ酸化細菌による硫酸生成と環境要因の関係を検討した。調査は、実際下水管,パイロットプラントおよび実験室におけるモルタル供試体を用いて腐食速度の検討をした。その結果、腐食は水面付近が最も著しく、その部分の腐食速度は48mm/年であった。管頂部分および水面から離れるほど腐食速度は低下した。モルタル供試体を用いた場合,実際の処理施設より,腐食速度が高くなる傾向にあった。腐食速度に影響を与える要因としては、H_2S濃度、水分、温度が重要であり、腐食物質(ジプサム、エトリンガイト等)の生成はpHに依存することがわかった。コンクリ-トの生物腐食は硫酸塩還元細菌による硫化水素生成とその後の硫酸生成の2つの生物反応から成る。本研究ではまず、腐食が著しく進行している下水管内沈殿物の硫化水素生成速度を求めた。その結果有機物濃度が高い表層沈殿物の硫化水素生成速度が著しく高かった。有機酸の添加効果を検討したところ乳酸およびプロピオン酸の添加により硫化水素の生成が著しく促進された。また、一種の有機酸を唯一の炭素源とする培地で硫酸還元細菌数を求めたところ、乳酸またはプロピオン酸を用いた場合多くの細菌が得られた。一方、酢酸を用いた場合、硫化生成促進、コロニ-出現も乳酸、プロピオン酸の場合に比較すれば低かった。これから、下水管内沈殿物中には乳酸、プロピオン酸利用の硫酸塩還元細菌が多く生息し、酢酸を利用する硫酸塩還元細菌はあまり生息していないことが推測できる。現場での腐食生成物を検討したところ、白色パテ状の柔かい物質でpHは3以下で1以下の場合が多かった。これは多量の硫酸が生成されていることを示している。生成物を電子顕微鏡にて観察したところ、方形の結晶がみられ、X線分散分析を行ったところCdとSはほぼ等モルであり、粉末X線分析の結果、ジプサムのピ-クが現われた。これから腐食生成物はジプサムであることがわかった。現場の腐食生成物からはエトリンガイトは検出されなかった。本研究の目的は腐食機構を解明し、その防止方法を見出すことにあるが、特に生物学的面からのアプロ-チを特微とする。当該年度はイオウ酸化細菌による硫酸生成と環境要因の関係を検討した。調査は、実際の下水管,パイロットプラントおよび実験室におけるモルタル供試体を用いて腐食速度の検討をした.その結果、腐食は水面付近が最も著しく、管頂部分および水面から離れるほど腐食速度は低下した。すなわち、実処理場の水面付近の腐食速度は約5mm/年、管頂付近は1.4mm/年であった。モルタル供試体を用いた場合,実基の処理施設より,腐食速度が高くなる傾向にあった.例えば、水面付近の腐食速度は68mm/年であった。腐食速度に影響を与える要因としては、H_2S濃度、水分、温度が重要であることがわかった。腐食物質としては主としてジプサム、エトリンガイドが生成するがそれらの生成はpHに依存し、pHが3以下でジプサムがpHが3以上でエトリンガイトが生成した。腐食物質の表面上に生息するThibacillus thiooxidansの細胞数は10^310^4l/gであった。
酸化ストレスに起因した脂肪肝・NASHの発症メカニズムの解明

抗酸化酵素の一つであるSOD1の欠損マウスは脂肪肝になり、肝の線維化を経てやがて肝がんで死亡することが報告されている。脂肪肝から肝線維化への移行には過剰なコラーゲンの蓄積を伴う。SOD1 KOマウスの肝臓におけるコラーゲン量の増加を検討した結果、合成と分解のバランスが崩れたことに加え糖化修飾によるコラーゲン自体の分解阻害によるものであり、その結果として肝線維化が起こったと考えられる。抗酸化酵素の一つであるCu,Zn-SOD(SOD1)はスーパーオキシドを過酸化水素に代謝する酵素であり、特に肝臓における活性が強いことが知られている。SOD1欠損マウス(SOD1KOマウス)は酸化ストレス下にあり、肝臓では脂肪滴が溜まり脂肪肝になりやがて肝硬変、肝ガンへと移行することが報告されている。本研究課題では酸化ストレス下における脂肪肝/非アルコール性肝疾患(NASH)の発症メカニズムを解明するために、SOD1KOマウスを脂肪肝モデルマウスとし、野生型マウス(WTマウス)やヒトSOD1を高発現したマウス(SOD1Tgマウス)の三者を比較検討し分子機構を解明することを目的とした。WTとSOD1KO、SOD1Tgの肝臓での脂肪蓄積を確認するためにオイルレッドO染色を行なった。その結果、SOD1KOで多数の脂肪滴が確認された。さらに肝線維化をもたらす原因として、活性化した線維芽細胞やα-smooth muscle actin (α-SMA)があるがこれらもSOD1KOで顕著に増加していた。興味深いことにSOD1Tgにおいても特にα-SMAが増加していた。コラーゲン量を測定してみるとSOD1KOではWTに比べて増加していた。そこで、コラーゲン分解酵素であるMMPの酵素活性をゼラチンザイモグラフィーで測定したところSOD1KO、SOD1TgともにMMP9の酵素活性が高かった。次に活性化型MMP9の酵素活性のみを測定したところ、SOD1KOではWTと同程度であったがSOD1Tgマウスでは高かった。そこでMMP9の阻害酵素であるTIMPの発現量を測定してみるとSOD1KOでのみ増加していることが判明した。以上より、SOD1KOではコラーゲン合成系が亢進し、それに伴い分解系MMPの発現量の増加が認められた。しかしMMP活性を阻害するTIMPの発現量も増加するという結果から過剰に蓄積したコラーゲンの分解を阻害していると考えられる。今後はTIMPの発現量増加が酸化ストレスによる直接の原因なのかも含め、その他要因も検討する予定である。当初計画していたとおり、WT、SOD1KO、SOD1Tgの三者間で肝臓における脂肪蓄積の観察を行ったり、コラーゲン合成量の検討を行うことができた。さらにその結果が先行研究での結果と比較して予想通りの結果であったことなどを考慮すると、おおむね順調に進展していると考えられる。肝臓や腎臓に多く発現するCu,Zn-スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)は、スーパーオキシドラジカルを過酸化水素と酸素に変換する酵素で、酸化ストレスから生体を守る重要な役目を有している。SOD1を欠損したマウス(SOD1KOマウス)は正常に生まれるものの、脂肪肝から肝硬変ひいては肝癌を引き起こすことが報告されている。一般的には糖質や脂質の過剰摂取による肥満から脂肪肝になると考えられているが、SOD1KOマウスは普通食でも10週令で脂肪肝になり、肥満を伴わないまま肝硬変を経て肝癌に進む。つまり、当マウスは肥満を経ないNASH自然発症モデルマウスと言える。さらに、我々はSOD1KOマウスが鉄代謝異常を引き起こし、肝臓や腎臓に鉄が沈着することを明らかにしている。NASH発症には脂肪肝に加え酸化ストレスやインスリン抵抗性などの要因が必要だと考えられているが、発症機序は不明な点が多い。近年NASH患者において鉄代謝異常が報告されており、低鉄食でNASHが改善されることが報告されるようになった。しかし、肝硬変と鉄代謝異常に関する研究報告は国内外において少なく、詳細な分子機構はほとんど解明されていない。また脂肪肝では過剰なコラーゲン産生が肝硬変の原因となる。コラーゲンを分解する酵素が金属プロテアーゼであるMMP(Matrix Metalloproteinase)である。MMPの酵素活性が低下すれば過剰にコラーゲンが蓄積するわけだが、肝臓における鉄量の増大は亜鉛量を低下させることが知られており、MMP活性の低下を引き起こす可能性がある。従って本課題では、肝硬変の分子機序を解明する為に、SOD1KOマウスを用いて鉄と亜鉛のバランスを考慮した上で、コラーゲンの合成と分解の両面から解析することにした。これまで、SOD1欠損マウスの肝臓では通常食においても脂肪肝になりやがて肝硬変、肝がんを経て死亡することが報告されてきた。脂肪肝になるにはSOD1欠損マウスの週齢が進んだ個体で報告例が多いが今回我々は、予想以上に若いマウスでも肝臓に脂肪滴が溜まることを見出した。さらに、肝臓にコラーゲンが蓄積することで脂肪肝が肝線維化を引き起こしていることも確認された。その原因の一つとして、コラーゲン合成と分解のバランスが崩れている可能性を検討した。結果、分解能が著しく低下していたわけであるがそれは分解酵素である金属プロテアーゼ(MMP)の活性能が低下していた為であった。これらの結果は、本研究が当初の予定通り進捗していることを示すといえる。

肝臓や腎臓に多く発現するCu,Zn-スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)は、スーパーオキシドラジカルを過酸化水素と酸素に変換する酵素で、酸化ストレスから生体を守る重要な役目を有している。SOD1を欠損したマウス(SOD1KOマウス)は正常に生まれるものの、脂肪肝から肝硬変ひいては肝癌を引き起こすことが報告されている。一般的には糖質や脂質の過剰摂取による肥満から脂肪肝になると考えられているが、SOD1KOマウスは普通食でも10週令で脂肪肝になり、肥満を伴わないまま肝硬変を経て肝癌に進む。つまり、当マウスは肥満を経ないNASH自然発症モデルマウスと言える。SOD1KOマウスの肝臓を用いてRAGEの発現量を調べたところ、mRNAおよびタンパク量とも増加していた。このことから、SOD1KOマウスの肝臓では活性酸素種(ROS)の消去系の機能低下に加え、RAGEを介した酸化ストレスの増悪が示唆された。一方、先に述べたようにKOマウスの肝臓では脂肪肝となり、最終的に肝硬変、肝がんへと移行することが報告されている。肝臓のコラーゲンを染色したところ、SOD1KOマウスでコラーゲン量が増加していた。その原因として、コラーゲンを分解するMMPの酵素活性がTIMPの発現量増加により阻害されていることを明らかにした。さらに、コラーゲンが糖化反応の中間体であるCMAやCMLにより糖化修飾されていることも分解を阻害する一因であることがわかった。以上の結果より、SOD1KOマウスの肝臓におけるコラーゲン量の増加は、合成と分解のバランスが崩れたことに加え糖化修飾による分解阻害によるものであり、その結果として肝線維化が起こったと考えられる。抗酸化酵素の一つであるSOD1の欠損マウスは脂肪肝になり、肝の線維化を経てやがて肝がんで死亡することが報告されている。脂肪肝から肝線維化への移行には過剰なコラーゲンの蓄積を伴う。SOD1 KOマウスの肝臓におけるコラーゲン量の増加を検討した結果、合成と分解のバランスが崩れたことに加え糖化修飾によるコラーゲン自体の分解阻害によるものであり、その結果として肝線維化が起こったと考えられる。WT、SOD1KO、SOD1Tgの三者間で肝臓での脂肪滴の蓄積やコラーゲン合成量を比較検討した結果、特にSOD1KOマウスでコラーゲン量が増加していた。現在までのところ、分解酵素であるMMP9の酵素活性が低下していたためだと考えられている。酵素活性の低下した原因はTIMPの発現量がSOD1KOマウスで増加していたためであるが、TIMP発現量増加が酸化ストレスによって引き起こされたのかを今後検討する予定である。培養細胞を使った検討を中心に行い、場合によってはマウスより肝初代培養細胞を単離し酸化ストレスを与えた実験を行う。さらに、酸化ストレスによるMMP9の酵素活性の低下以外にその他の要因も検討する。コラーゲン自体が構造変化やタンパク修飾を受けることで分解がされにくくなっている可能性も考えれるからである。コラーゲンの分解能が低下していたのはMMPの活性が低下していたからであるが、MMPの活性には金属が必須である。SOD1も銅と亜鉛が活性やタンパク質の安定性には必要であり、SOD1欠損マウスでは金属代謝そのものが異常な状態になっていると予想される。このため、今後は金属代謝とMMP活性低下との関連性を検討していく予定である。
細胞膜分子の超拡散の機構と生理的意義:1蛍光分子の高速追跡法開発によるアプローチ

本研究の目的は、以下の3つである。(1)1分子蛍光ビデオ追跡の時間分解能を向上させ、1ミリ秒を達成する。(2)リピッドアンカー型情報伝達分子が異常に速く拡散する機構を解明する。(3)細胞膜への結合様式が違う分子の拡散運動を調べ、それと非正常拡散との関連を検討する。本年度は、高速自動1分子蛍光追跡顕微鏡を作成した。そのため、ラベル化された分子の蛍光像を4分割・アバランシェ・フォトダイオード(APD)に投影することによって、既存の全反射蛍光顕微鏡の性能を高めた。APDは、高時間分解能で1分子蛍光を追跡するのに十分な高い感度を持っている。このデータを記録するために、高速パソコン(高速4チャンネルデータ取り込みボードは既設)を購入した。長時間観察のためには、ピエゾスキャニングステージを顕微鏡に取り付、閉ループフィードバック回路を用いて、蛍光イメージが常にAPD上の中心になるように設計した。このようにして、高速自動1分子蛍光追跡顕微鏡を使用することで、生きた細胞上で蛍光ラベル化された分子の長時間高分解能軌跡のデータ収集が容易になった。同時に、この顕微鏡を使って、リピッドアンカー型タンパク質が異常に早く拡散する機構解明を行った。まず、この速い拡散を解明する第一歩として、リピッド様蛍光プローブであるDiI(3,3'-didodecylindo-carbocyanine)の動きを観察し、これとリピッドアンカー型分子の速い拡散とを比較した。
安全な水素炉内燃焼技術の開発とその燃焼特性の解明

安全な水素燃焼器の開発を目的に,旋回パイロット火炎を副室型とする旋回噴流燃焼器の開発を行い,以下の結論を得た.噴流火炎のみでは吹き消えに至る噴流空気流速においても本燃焼器では安定な火炎が形成される.さらに火炎の安定範囲を広げるために,噴流火炎と旋回パイロット火炎の間に存在する温度極小値を解消するマルチ噴流空気ノズルに変更した.この結果,噴流火炎と中間火炎の間の温度極小値は解消され,大幅に火炎安定範囲が増大した.安全な水素燃焼器の開発を目的に,旋回パイロット火炎を副室型とする旋回噴流燃焼器の開発を行い,以下の結論を得た.噴流火炎のみでは吹き消えに至る噴流空気流速においても本燃焼器では安定な火炎が形成される.さらに火炎の安定範囲を広げるために,噴流火炎と旋回パイロット火炎の間に存在する温度極小値を解消するマルチ噴流空気ノズルに変更した.この結果,噴流火炎と中間火炎の間の温度極小値は解消され,大幅に火炎安定範囲が増大した.燃焼技術に関連するエネルギー問題および環境問題が大きな社会問題となっている.化石燃料は将来必ず枯渇する.また地球温暖化を代表とする環境問題は人類の生存さえも脅かす大きな問題である.豊かで,持続可能な社会を構築するためには化石燃料に代わる新燃料の開発は緊急の課題である.新エネルギーの一つとして水素が考えられる.化石燃料を使用する炭素循環エネルギーシステムに比べ,水循環エネルギーシステムは量的にも,その速さにおいても格段に優れている.水素利用技術の観点から,水素燃料から動力を得る場合には水素の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池が熱効率の点で優れている.しかしながら,水素を直接熱源として利用する水素燃焼の役割も大きい.ただし,水素は炭化水素燃料と比べ,爆発性の高い燃料であり,安全な燃焼法の確立が求められる.そこで,本研究の目的は(1)安全な小型水素炉内燃焼技術の確立と(2)その燃焼特性の解明である.本年度は対象火炎の決定と燃焼炉の製作を行った.対象火炎の決定では,円筒炉内に形成される火炎を対象に,申請者が開発した確率密度関数(PDF)/モーメント組合せ法と多変数仮定PDF法による解析を行い,火炎長,火炎幅,各化学種濃度分布,温度分布の概算値を得た。これらのデータに基づき,燃焼炉の設計,製作を行った.中心に水素噴流火炎,その周囲に水素旋回パイロット火炎を配置する燃焼システムとした.この際,熱疲労によるバーナ壁の損傷を防ぐために,バーナ側壁表面に沿って,空気旋回流を流した.この燃焼器の燃焼特性について,予備的な測定を行った.次年度は本燃焼器の特性を評価するために,温度,濃度,速度測定を行い,燃焼器の最適化を行う予定である.燃焼技術に関連するエネルギー問題および環境問題が大きな社会問題となっている.化石燃料は将来必ず枯渇する.また地球温暖化を代表とする環境問題は人類の生存さえも脅かす大きな問題である.豊かで,持続可能な社会を構築するためには化石燃料に代わる新燃料の開発は緊急の課題である.新エネルギーの一つとして水素が考えられる.化石燃料を使用する炭素循環エネルギーシステムに比べ,水循環エネルギーシステムは量的にも,その速さにおいても格段に優れている.水素利用技術の観点から,水素燃料から動力を得る場合には水素の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池が熱効率の点で優れている.しかしながら,水素を直接熱源としそ利用する水素燃焼の役割も大きい.ただし,水素は炭化水素燃料と比べ,爆発性の高い燃料であり,安全な燃焼法の確立が求められる.そこで,本研究の目的は(1)安全な小型水素炉内燃焼技術の確立と(2)その燃焼特性め解明である.本年度は初年度製作した小型水素炉内燃焼器(第1号燃焼器)の改良,および改良型燃焼器の燃焼特性の調査を行った.最も大きな変更は,第1号燃焼器の炉底部壁面に接線方向に設置された旋回火炎(水素旋回パイロット火炎)の修正である.この水素旋回パイロット火炎が噴流火炎の強力な保炎性能を持つことが明らかとなったが,同時に壁面を加熱し,熱疲労によって炉壁の損傷を引き起こすことが明らかになった.そこで,炉壁の損傷を防ぐために,バーナ側壁表面に沿って,空気旋回流を流し,その内側に水素を環状に流入する改良型燃焼器を作成し,この燃焼器の安定な燃焼範囲について調査した.本改良により,広範の条件で安定的に燃焼する小型水素炉内燃焼器が完成した.次年度は本燃焼器の特性を評価するために,温度,濃度測定を行い,燃焼器の更なる最適化を行う予定である.水素燃焼の利点は燃料である水素が水として地球上に無尽蔵に存在すること,また燃焼過程で地球温暖化物質であるCO2を排出しないことである.しかし,水素燃焼は燃焼速度が大きく,爆発の危険性を伴う.このため,安全な燃焼器の使用が不可欠である.本研究では安全な水素燃焼器の開発を目的に,旋回パイロット火炎を副室型とする旋回噴流燃焼器の開発を行った.ついで,水素炉内燃焼の評価を行った.炉内燃焼は炉内に形成される循環渦による既燃ガス希釈の影響を強く受ける.このため,燃焼器と炉内径の組み合わせが重要となる.そこで,炉内径を可変型とし,炉内燃焼の評価を1)炉内燃焼の可視化,2)濃度場,3)温度場の項目について調査した.実験より以下の結論を得た.1)噴流火炎のみでは吹き消えに至る噴流空気流速においても旋回噴流火炎では吹き消えは起こらず安定な火炎が形成された.

2)燃焼器内の火炎は中心から噴流火炎,中間火炎,旋回火炎が形成された.3)噴流火炎と中間火炎の間には噴流空気の冷却効果に基づく温度極小値が存在した.火炎の安定範囲を広げるためには温度極小値を上させる必要のあることが判明した.4)3)の結果に基づき,噴流空気ノズルをマルチノズル型に変更した.この結果,噴流火炎と中間火炎の間の温度極小値は解消され,大幅に火炎安定範囲が増大した.以上の研究成果を国際会議,国内講演会で発表するとともに学術雑誌に論文として公表した.安全な小型水素炉内燃焼器の開発とその燃焼特性の解明が本研究の目的である.現在,安定的に燃焼する小型燃焼器が完成し,水素旋回パイロット火炎と水素噴流火炎の相互作用について調査し,安定な燃焼範囲を確認した.24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は代表的な実験条件を抽出し,温度,濃度測定を行い,詳細な火炎構造の同定を行う.さちに,これらのデータから最終的な,安全な小型水素炉内燃焼器の実現を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
水溶液内プロトン移動機構に関する理論的研究

水溶液中での詳細な化学反応機構は、いまだ十分明らかになっているとは言いがたい。その理由は、究極的には水分子の極めて高い水素結合能にあると言える。反応分子周辺における溶質-水分子間の水素結合相互作用を分子レベルで明らかにすることは、水溶液中での反応機構を解明する上で最も重要な課題の一つと言える。申請者はこれまで、水和クラスターモデルに対する量子化学計算から、クラスター内プロトン移動反応が周囲を取り巻く水分子の数や配向構造に顕著な依存性を示し、周辺の水分子との間で極めて協同的に進行することを明らかにした。さらに、ONIOM法を用いることで、これまで困難とされてきた第2水分圏の水分子を含む大きな水和クラスターの量子化学計算も可能となることを示した。今年度は、主に、水溶液中での分子認識や自己集合といったより複雑な過程に対する理論計算を実現するために、ホスト-ゲスト化合物の相互作用計算を行った。分子認識や自己集合過程では、分子の電子状態のみならず溶媒環境を含めた系全体の統計的な性質が重要となる。そのため力場を用いた統計的シミュレーションが有用な手段として用いられているが、より信頼度の高いシミュレーションを行うためには分子間相互作用に対する詳細な理解が必要不可欠である。本研究では、近年、ホスト-ゲスト錯体形成や選択性発現の重要な駆動力として注目を浴びているCH/π相互作用の本質、置換基の効果、OH/O水素結合との協同効果を量子化学計算により考察した。分散力が大きく寄与するCH/π相互作用の記述には電子相関を含めた精度の高い計算が必要不可欠である。密度汎関数法を用いた計算では、いずれも相互作用エネルギーが過小評価されることから、CH/π相互作用の記述にはMP2法などのpost-HF法の取り扱いが必須である。モデル系(ベンゼン-アルコール)に対するMP2計算から、CH/π相互作用の主たる駆動力は分散力であることがわかった。また、ゲスト分子に極性の置換基を導入することで、CH/π相互作用が強くなることを示した。この起源としては、相互作用に最も大きな寄与をする分散力の変化が考えられるが、本研究では,静電的な相互作用の変化が重要な役割をしていることを明らかにした。さらに、OH/O水素結合とCH/π相互作用によって多重認識を行うレソルシナレーンの錯体に着目し、CH/π相互作用の本質的な寄与を検討した。CH/π相互作用は、より強いOH/O相互作用の共存下でも、錯体形成に重要な駆動力となることを示した。一方、錯体形成の選択性とCH/π相互作用の強さの間に直接的な相関は認められず、選択的な錯体形成における協同効果の重要性を示唆する。
北東アジア史からみた中世アイヌ文化形成過程の考古学的研究

本研究では、古代から中世における日本列島の北方地域の社会変動について、特に中世アイヌ文化の形成過程に関する問題を中心に考古学的な検討をおこなった。具体的には、北海道東部地域を主な対象としてオホーツク文化の考古資料分析と擦文文化集落の発掘調査を行うことによって、この地域におけるオホーツク文化の終末とその後の擦文文化の展開・終末の過程を解明し、中世アイヌ文化が成立するまでの社会変化の実態を復元した。日本列島の北方史における転換点が古代から中世への移行期にあることが、考古学・文献史学の両面から指摘されてきている。それは北日本のみならず、東アジア世界全体で生起した広域的変動として理解すべきものであり、特に、北方社会の発展を契機として大陸と日本列島の「北回り」の交流が確立してゆく過程が注目されている。しかしながら、具体的・実証的な研究は未だ道半ばである。本研究では、オホーツク文化と擦文文化に代表される古代の北海道の先史文化から、いかなる過程を経て中世アイヌ文化が形成されるのかという問題を研究の軸に、古代から中世への移行期における日本列島の北方地域の社会変動を考古学的に解明することを目的とする。1.オホーツク文化に係る考古資料の調査オホーツク文化,及びそれとの比較対象となる諸文化の考古資料について,主に未報告のものを対象に実測,拓本,写真撮影などの調査,記録を実施し,基礎データを収集した。調査対象とした機関は函館市北方民族資料館,東京大学総合研究博物館,鳥取県立博物館,東京大学大学院人文社会系研究科考古学研究室である。網走市モヨロ貝塚や北千島占守島などのオホーツク文化に関する未報告資料について貴重なデータを得るとともに,山陰の資料との比較など,広域での比較対照を視野に入れた分析を進めることができた。2.北海道北見市におけるオホーツク文化資料の収集,調査北見市教育委員会と協力し,北見市トコロチャシ跡遺跡にてトレンチによる発掘調査を実施した。本調査は同遺跡におけるオホーツク文化の墓域の確認を主な目的として実施され,調査では墓そのものは発見されなかったが,墓域の分布についてはある程度の見通しを得ることができた。調査では他に,祭祀遺構である「骨塚」が通例とは異なり竪穴住居跡外から検出されるなど,同遺跡におけるオホーツク文化の集落構造に関する新たな情報を得ることができた。また,昨年度までに同遺跡にて採取していた土壌サンプルについてフローテーション作業を実施し,分析の前処理を行った。竪穴住居跡内,特に骨塚内の土壌からは植物の炭化種子が数多く検出された。種子の同定等については来年度の分析を予定している。1.オホーツク文化に係る考古資料の調査オホーツク文化、及びそれとの比較対象となる諸文化の考古資料について、昨年度に引き続き、主に未報告のものを対象に実測・拓本・写真撮影などの調査・記録を実施し、基礎データを収集した。調査対象とした機関は函館市北方民族資料館、東京大学総合研究博物館、網走市郷土博物館、東京大学大学院人文社会系研究科考古学研究室である。網走市モヨロ貝塚や北千島占守島などのオホーツク文化に関する未報告資料について貴重なデータを得ることができた。2.北海道北見市におけるオホーツク文化資料の収集・調査北見市教育委員会と協力し、北見市トコロチャシ跡遺跡にて発掘調査を実施した。本年度は同遺跡におけるアイヌのチャシ跡の調査とオホーツク文化の墓域の確認を主な目的として調査を実施し、チャシ跡では未発掘部分の壕の様相について確認するとともに、壕内にカワシンジュガイを主体とする「貝送り場」が検出された。オホーツク文化の墓は本年度発掘区内では確認されなかったが、墓の確認調査の過程で、チャシ南東部側の旧地形について新たなデータが得られた。また、一昨年度までに同遺跡にて採取していた土壌サンプルについて、昨年度から継続してフローテーション作業を実施し、分析の前処理を行った。オホーツク文化の竪穴住居跡内、特に骨塚内の土壌からは植物の炭化種子が数多く検出された。1.オホーツク文化に係る未報告資料の調査東京大学総合研究博物館に所蔵されている、鳥居龍蔵によって採集された千島列島出土考古資料について資料調査を実施した。調査では、未報告資料を含む全ての資料に対して図化・計測等によるデータ化をおこなった上で、考古学的観点からの分析と評価を試み、成果は『千島列島先史文化の考古学的研究』として刊行した。現在、千島列島は領土問題等で調査が困難な地域であるため、戦前に採集された本資料は現在でも基本資料としての価値が高いのであるが、未報告のものも多く実態には不明な点が多かった。それらを明らかにしたことは重要な成果であるといえよう。2.北海道北見市における遺跡発掘調査・地形測量調査北見而教育委員会と協力し、北見市トコロチャシ跡遺跡にて発掘調査を実施するとともに、北見市大島2遺跡にて地形測量調査をおこなった。前者の遺跡は近世アイヌ期の代表的な遺跡であるが、ここではチャシの壕の未調査部分にメスを入れて壕全体の形状を明らかにし、壕の形態や機能に関する基本的なデータを整備した。

後者の遺跡は擦文文化の竪穴住居が凹みで残る集落遺跡であるが、ここでは来年度以降におこなう予定の発掘調査に先立ち、凹みの形状を詳細に測量して遺跡立地や遺構の配置に関するデータを整備した。3.オホーツク文化の遺跡から出土した各種資料の分析北見市トコロチャシ跡遺跡において採取された植物遺存体、動物遺存体、鉄製品などの試料について整理作業をおこない、分析のための基礎データを整備した。試料は北海道大学埋蔵文化財調査室、北海道開拓記念館、慶応大学、愛媛大学などの研究協力者に分析を依頼済みで、分析結果は来年度に報告の予定である。1.常呂川下流域における擦文文化集落遺跡の発掘調査オホーツク文化と擦文文化の関係や、擦文文化の終末過程に関するデータを収集するため、北見市大島2遺跡にて擦文文化の竪穴住居(1号竪穴)の発掘調査を実施した。本遺跡は周辺の擦文文化集落にはない立地上の特徴、すなわち標高の高い丘陵上に位置するという特異な遺跡であるが、これまで発掘調査はおこなわれてこなかった。今回、初めて発掘調査をおこなった結果、以下の2点が明らかになった。(1)擦文文化後期(11世紀後半前後)の竪穴住居を含む集落遺跡であること。(2)廃絶時に火を受けた焼失住居を含んでいること。(1)については、大島2遺跡の存続時期が、周辺の標高の低い擦文文化集落とほぼ同時期であることを解明した成果といえる。すなわち、常呂川下流域では標高の高い地域の開発もオホーツク文化の撤退後におこなわれたことが判明した。(2)については、焼失住居は常呂川より西側の低地における擦文文化集落遺跡ではあまり認められない特徴である一方、常呂川の東側では相対的に高い、というこれまでの傾向を追認する結果となった。住居の焼失はオホーツク文化で頻繁に認められる現象であるとともに、アイヌ文化の「家送り」儀礼にも繋がる現象として注目されており、アイヌ文化の形成過程に関する議論に一石を投じる成果となった。2.オホーツク文化の遺跡から出土した各種資料の分析オホーツク文化の集落遺跡である北見市トコロチャシ跡遺跡と、前述の大島2遺跡から出土した土器・石器等の考古資料の整理・分析をおこなうとともに、遺跡から採取した炭化木材、炭化種子、動物遺存体などの試料について同定と分析をおこなった。
In vivo 活イカ巨大軸索を用いた早期可逆的軸索機能回復の可能性に関する研究

生きたヤリイカ・スルメイカ等を用いて活イカの水温調節可能な専用水槽内にて低温状態に鎮静し、in vivo巨大軸索観察法を確立し、蛍光色素注入法の確立した。神経軸索圧迫や巨大軸索瘻孔形成後の変化の観察実験を行った。二光子顕微鏡を用いることで巨大軸索全周の観察が可能であることが明らかとなった。clampによる巨大軸索神経損傷変化とclamp解除による再疎通後の神経再結合を模した機能回復過程の形態学的・電気生理学的観察および切断後の軸索変化を観察した。軸索変性が最長30分までのclampでは生じないことを確認できた。生きたヤリイカ・スルメイカ・ケンサキイカ等を用いて、活イカの水温調節可能な専用水槽内にて低温状態で鎮静し、神経ブロックによる半身麻酔を行った後、巨大軸索直視下に剥離同定し、マイクロクリップにて直接圧迫を行った。圧迫後5分ほどで圧迫部位周囲に白色沈殿物が出現するが、圧迫解除により徐々に消失した。また電気生理学的検討にて、5分間のクランプでは、直後は神経刺激によって筋電図波形は得られないが、30分後には回復が認められた。しかし伝導速度に関してはクランプ前より低下が認められた。また蛍光マーカーを用いて軸索輸送の観察を二光子顕微鏡を用いることで巨大軸索全周の観察が可能であることが明らかとなった。蛍光色素として、HMRGおよびMitotrackerを用いた。軸索輸送観察においてガラス管刺入による色素注入を行っていたが、この注入による神経損傷のリスクを軽減する目的で細胞融合法による色素注入法を用いたところ、充分な蛍光色素染色が可能であると事が明らかとなった。神経軸索圧迫や巨大軸索瘻孔形成後の変化を観察するためのin vivo巨大軸索観察法を確立したのち、蛍光色素注入法の確立を目指して時間が遅れたため、平成27年度にclampによる巨大軸索神経損傷変化とclamp解除による再疎通後の神経再結合を模した機能回復過程の形態学的・電気生理学的観察および切断後の軸索変化を観察した。現時点では軸索変性が最長30分まではclampで生じないことは確認できたが、何時間まで変性を生じないかについては今後の検討課題である。神経軸索圧迫や巨大軸索瘻孔形成後の変化を観察するにあたり、in vivo巨大軸索観察法を確立し、軸索内輸送の観察は可能となった。軸索への蛍光色素注入による損傷が影響を与える危険性があったため、神経軸索への刺入なしに軸索内染色を行う方法を検討するのに時間を要した。結果的には細胞融合法による染色が可能であることが明らかとなりこれを用いて軸索内輸送のコントロールを計測中である。またin vivoでの軸索内観察時にイカの呼吸性変動による観察部位の移動があるため、これを改善する必要が今後ある。これに伴い、瘻孔形成後の軸索内輸送観察やクランプ後の軸索内輸送観察については、現在検討中である。形成外科平成27年度は、平成26年度の基礎実験結果を踏まえたうえで、クランプによる巨大軸索神経軸索損傷変化およびクランプ解除による再疎通後の神経再結合を模した機能回復過程の形態学的・電気生理学的観察および切断後の軸索変化と軸索再接合法の確立に向けて予備実験を行う。神経軸索圧迫や巨大軸索瘻孔形成後の変化を観察するにあたり、invivo巨大軸索観察法を確立し、軸索内輸送の観察は可能となった。軸索への蛍光色素注入による損傷が影響を与える危険性があった。そこで神経軸索への刺入なしに軸索内染色を行う方法を検討するのに時間を要し、クランプ後の観察を行う実験に遅れが生じたため。細胞融合法による染色が可能であることが明らかとなりこれを用いて軸索内輸送のコントロールを計測中である。またin vivoでの軸索内観察時にイカの呼吸性変動による観察部位の移動があるため、これを改善する方法について実験を行う。これに伴い、昨年度に一部行う予定であった、瘻孔形成後の軸索内輸送観察やクランプ後の軸索内輸送観察について本年度に行う。
多架橋〔3n〕シクロファンならびにそれらの遷移金属錯体の合成と物性

1多架橋〔3n〕シクロファン合成の出発物質として大量に必要になる〔3.3〕パラシクロファン1__ならびに〔3_3〕(1,3,5)シクロファン2__合成法を, TosMIC法を還化反応として用いる方法により確立し, 1__と2__を大量合成した.また1__の合成を目標とする反応で1__ではなく3__が主生成物となる反応が見出され,包接ホストとしての機能が期待される4__の大量合成が可能となった.現在大量合成した1__と2__を出発物質として,段階的に架橋を増やしていく方法で四ならびに五架橋シクロファンを合成している所である.これらの結果は日本化学会第55回秋期年会(1987,福岡)で報告した.2多架橋〔3n〕シクロファンの溶液中でのトリメチレン鎖の反転機構を調べる基礎実験として, (1)トリメチレン鎖のベンジル位の隣の炭素に2個の重水素を収率よく導入する方法を開発し, (2)トリメチレン鎖に2個の重水素を導入した〔3.3〕メタシクロファンーd_45__ならびに三架橋シクロファン6__を合成し,それらの低温におけるHNMRスペクトルを測定した.いずれの化合物でもトリメチレン鎖は室温では速やかに反転しているが,低温では反転が凍結され, 5__ではchair-chairのみが,一方, 6__では下図に示した様にchair-chair(6__a), chair-boat,ならびにboat-boat(6__c)の可能な三種の立体配座異性体が観測され,またこの順に存在確率が高く安定である事がわかった.トリメチレン鎖の反転に要するエネルギー障壁は5__で11.6kcal/mol, 6__で12.13kcal/molと見積もられた.これらの結果は第19回構造有機化学討論会(1987,仙台)で報告した.1多架橋〔3n〕シクロファン合成の出発物質として大量に必要になる〔3.3〕パラシクロファン1__ならびに〔3_3〕(1,3,5)シクロファン2__合成法を, TosMIC法を還化反応として用いる方法により確立し, 1__と2__を大量合成した.また1__の合成を目標とする反応で1__ではなく3__が主生成物となる反応が見出され,包接ホストとしての機能が期待される4__の大量合成が可能となった.現在大量合成した1__と2__を出発物質として,段階的に架橋を増やしていく方法で四ならびに五架橋シクロファンを合成している所である.これらの結果は日本化学会第55回秋期年会(1987,福岡)で報告した.2多架橋〔3n〕シクロファンの溶液中でのトリメチレン鎖の反転機構を調べる基礎実験として, (1)トリメチレン鎖のベンジル位の隣の炭素に2個の重水素を収率よく導入する方法を開発し, (2)トリメチレン鎖に2個の重水素を導入した〔3.3〕メタシクロファンーd_45__ならびに三架橋シクロファン6__を合成し,それらの低温におけるHNMRスペクトルを測定した.いずれの化合物でもトリメチレン鎖は室温では速やかに反転しているが,低温では反転が凍結され, 5__ではchair-chairのみが,一方, 6__では下図に示した様にchair-chair(6__a), chair-boat,ならびにboat-boat(6__c)の可能な三種の立体配座異性体が観測され,またこの順に存在確率が高く安定である事がわかった.トリメチレン鎖の反転に要するエネルギー障壁は5__で11.6kcal/mol, 6__で12.13kcal/molと見積もられた.これらの結果は第19回構造有機化学討論会(1987,仙台)で報告した.
高機能性アンチセンス分子による家族性高コレステロール血症治療法の開発

優れたPCSK9の阻害薬の開発を主目的とし、糖部架橋型人工核酸(BNA)搭載型アンチセンス分子を用いて優れたアンチセンス分子のスクリーニングを行い、創薬リードの選定を行った。具体的にはPCSK9mRNA上でアンチセンスの標的となりうる117箇所を選び出し、それに対応するBNA搭載型アンチセンス分子の設計及び合成を行った。これらのアンチセンスの薬効をスクリーニングした結果、in vitro及びin vivoにおいて優れた阻害活性を示す約10本のアンチセンス分子を選定することに成功した。さらに、BNAの糖部位の化学構造を様々に変えたアンチセンス分子を設計・合成し、その薬効や体内動態を比較した。2',4'-BNA/LNAと2',4'-BNA^<NC>を搭載したアンチセンスを比較した場合には、2',4'-BNA^<NC>搭載型アンチセンスの方が高い薬効を示した。これは恐らく、2',4'-BNA^<NC>の持つ高い標的結合力と生体内での安定性が関与しているものと推察している。一方で2',4'-BNA/LNAと2'4'-BNA^<NC>を搭載したアンチセンスの肝臓への蓄積量は2'4'-BNA^<NC>の方が2',4'-BNA/LNAに比べて遥かに少ないということが分かった。このことは薬物の蓄積に起因する毒性が2',4'-BNA/LNAを2',4'-BNA^<NC>で置き換えることによって低減できる可能性を示唆している。今後さらに他のアナログとの薬効や体内動態の比較検討を行っていく必要があると考えている。また一方で、PCSK9阻害薬とスタチンとの併用効果の検証も進めた。ロバスタチンを混合した高脂肪食をモルモットに対して負荷し、アンチセンスを投与した。血中脂質濃度測定を行った結果、単剤で投与した群に比較して、併用群ではコレステロールが約47%と相加的な効果を示した。今後はモルモットなどのよりヒトに近い動物での検討を積極的に進めていく必要があるだろう。