hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞培養法におけるモノクローナル抗体の産生濃度を飛躍的にあげる為の基礎的研究

前年度の研究により,マウスハイブリドーマをマウス腹腔内で培養しモノクローナル抗体を産生させると,個々の細胞の抗体産生能が高まっていることが判明した.この理由を解明するために,種々の環境要因のうち,腹腔内での抗体産生法では影響を及ぼし得るが,通常の静置培養法には存在しないような要因を考え,それらの抗体産生能に及ぼす効果を検討し,以下の知見を得た.1.栄養,溶存酸素,代謝産物などの細胞と培地間の交換速度を上昇させる目的で細胞と培地との間に相対速度を与えると,細胞の増殖にはほとんど影響しない速度内において,特に対数増殖期中期から後期にかけて,抗体産生能を1.31.8倍に高めることができる至適速度が存在することがわかった.これは単なる栄養供給,老廃物除去の促進以外に,何らかの物理的要因が作用し得ることを示唆している.2,宿主由来の液性因子の効果を検討するために,マウス腹腔に抗体非分泌ミエローマあるいはミネラルオイル(例えばプリスタン)を注射して得た腹水のハイブリドーマに及ぼす影響を詳細に調べた.その結果,腹水濃度,経時変化,牛胎児血清が何%共存しているかなどの条件を種々変えても,細胞増殖,抗体産生が同時に増強されることが判明した.従って現在の所,抗体産生能のみを増強する因子は腹水中からは得られていない.また,ハイブリドーマ増殖因子として知られているヒトBSFー2/ILー6(組み換えDNA由来の標品)は,我々の系では増殖,抗体産生ともにほとんど影響を及ぼさなかった.3.宿主由来の細胞性因子としての腹腔浸出細胞の効果を調べる過程で,腹腔浸出細胞の培養上清中に,増殖にはほとんど影響せず,産生抗体量を約2倍に亢進できる因子が存在することを見つけた.この作用は組み換えDNA由来のヒトILー1αでは代用できず,未知の因子と思われる.現在,腹水由来及び腹腔浸出細胞由来の因子の精製を行っている.TNP特異的モノクローナル抗体を産生しているマウスハイブリドーマを用いて、マウス腹腔及び細胞培養系での細胞増殖と抗体産生能とを比較する観点から、以下の知見を得た。1.細胞培養系に比べマウス腹腔では、細胞密度は約50倍、産生抗体濃度は約15000倍と高い。従って、個々の細胞の抗体産生能が亢進している、或いは低下していないと推定された。2.細胞培養系では、ハイブソドーマの増殖をおさえつつ、抗体産生を亢進できるpH値(約68)が存在する。3.腹水のpHは約7.53で、比較的高く維持されており、培養上清の交換により、細胞の生存率を維持しつつ抗体産生を促進できることと合わせて、宿主により環境維持が図られていることが、抗体産生能亢進をもたらしている一因と考えられた。4.腹腔浸出細胞(主としてマクロファージ)を培養系に添加した結果、ハイブリドーマの抗体産生量を約2倍に増強できる細胞群と、全くその効果を示さない細胞群が存在することが判明した。従って腹腔内では、単なる細胞間相互作用とは異なる、何らかの液性因子が作用していると考えられた。5.マウス腹腔に抗体非分泌ミエローマを注射して得た腹水を培養系に添加した結果、次のことが判明した。(1)増殖、抗体産生とも増強される。(2)培養初期・対数増殖期後期における細胞当りの抗体産生能が高めに維持される。(3)(2)の効果は、標品の凍結融解や透析では失なわれない。(4)腹水をDEAE陰イオン交換カラムで分画することにより、主として増殖を促進する活性と、主として抗体産生を増強する活性を分離できる可能性がある。(5)(4)で分画された成分には、牛胎児血清中に存在しないものもある。今後は、連続培養を行なうための独自の装置を作成し、特に高密度培養時にいかに抗体産生能を維持できるかの条件を詳細に検討するとともに、上記腹水中の成分の解析も行なう予定である。前年度の研究により,マウスハイブリドーマをマウス腹腔内で培養しモノクローナル抗体を産生させると,個々の細胞の抗体産生能が高まっていることが判明した.この理由を解明するために,種々の環境要因のうち,腹腔内での抗体産生法では影響を及ぼし得るが,通常の静置培養法には存在しないような要因を考え,それらの抗体産生能に及ぼす効果を検討し,以下の知見を得た.1.栄養,溶存酸素,代謝産物などの細胞と培地間の交換速度を上昇させる目的で細胞と培地との間に相対速度を与えると,細胞の増殖にはほとんど影響しない速度内において,特に対数増殖期中期から後期にかけて,抗体産生能を1.31.8倍に高めることができる至適速度が存在することがわかった.これは単なる栄養供給,老廃物除去の促進以外に,何らかの物理的要因が作用し得ることを示唆している.2,宿主由来の液性因子の効果を検討するために,マウス腹腔に抗体非分泌ミエローマあるいはミネラルオイル(例えばプリスタン)を注射して得た腹水のハイブリドーマに及ぼす影響を詳細に調べた.その結果,腹水濃度,経時変化,牛胎児血清が何%共存しているかなどの条件を種々変えても,細胞増殖,抗体産生が同時に増強されることが判明した.従って現在の所,抗体産生能のみを増強する因子は腹水中からは得られていない.

また,ハイブリドーマ増殖因子として知られているヒトBSFー2/ILー6(組み換えDNA由来の標品)は,我々の系では増殖,抗体産生ともにほとんど影響を及ぼさなかった.3.宿主由来の細胞性因子としての腹腔浸出細胞の効果を調べる過程で,腹腔浸出細胞の培養上清中に,増殖にはほとんど影響せず,産生抗体量を約2倍に亢進できる因子が存在することを見つけた.この作用は組み換えDNA由来のヒトILー1αでは代用できず,未知の因子と思われる.現在,腹水由来及び腹腔浸出細胞由来の因子の精製を行っている.
散逸系の階層方程式によるエキシトンや電子移動系の非線形応答解析

最終年度は、これまでの成果を基礎とした集大成として1波動関数ベースの散逸系の階層型シュレーディンガー方程式の導出、2多準位フォッカー・プランク方程式の2次元系への拡張とConical Intersection (CI)への応用、3オーミック分布系に対する低温補正つきの多準位フォッカー・プランク方程式の導出と、2次元電子振動分光(2DEVS)の計算による検証および、サーフェースホッピングなど既存の各種近似法の限界指摘、4分子モーター系と2DEVSの研究、5空間対称性を持つ熱浴と相互作用する2次元回転子の研究、6空間対称性を3次元回転子に対する階層方程式の導出と、2次元分光の計算について研究し、1ー6を論文にまとめた。1はHEOMの計算コストを劇的に下げるために縮約化された密度演算子の定義に立ち戻り、熱浴の演算子まで含めた全演算子が複素平面上の時間積分(ケルデッシュパス)で書かれることを利用した、波動関数ベースで行い、特にメモリーによる縛りを劇的に軽減させ、世界記録となる16Qビットの量子アニーリングの厳密計算のデモを行った。2ー4は非断熱遷移やCIのある系における散逸の影響を研究するため、計算コストをさげるためにOhimic分布に対する低温補正つきのHEOMを開発し、コヒーレンスにおよぼすベリー位相の研究、非断熱遷移の2次元電子振動分光(2DEVS)の研究、分子モーターの効率と2DEVSの研究を行った。開発したソースコードはJCTCのホームページ上で公開した。5、6は回転分光は量子性が顕著に表れる古くから知られた分光であるが、回転系における熱浴と系のハミルトニアンが確定しておらず、散逸系の量子力学の枠組みで調べられていなかった。そこで回転対称性を持つ2、3次元回転子・熱浴系のハミルトニアンを開発、熱浴による回転バンドの変化、2次元回転振動分光スペクトルの計算を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は散逸系の階層型方程式の1初期相相関を含んだ形での定式化による基礎理論の拡張と虚時間に対する階層型方程式の導出、22次元テラヘルツ分光への応用の2つを主として研究を行った。1階層型方程式は非摂動、非マルコフ熱浴が扱えるのみならず、熱浴との初期相関を含められることが利点とされてきた。この初期相関は、階層型方程式を数値積分して定常解を得ることにより定めていたが、これまでは階層型方程式を、相関を無視したファクトライゼーション仮定を用いた初期条件を用いて導出していたため、定常解が厳密に初期相関が含んだ解かどうかを証明するこができなかった。そこで初期相関を含めた影響汎関数を出発点とした階層型方程式を導出し考察した。この結果、厳密に導いた式がファクトライゼーション仮定を用いて導出した方程式と同形であることを証明した。さらに初期相関を含む熱平衡状態を、階層方程式を構成する密度演算子行列要素として解析的にあらわすことに成功した。結果をさらに温度の逆数で微分することにより、分配関数やエントロピーや熱容量を計算することを可能にする、虚時間領域での階層方程式を導出することにも成功した。22次元テラヘルツラマン分光は、2次元ラマン分光と同等な実験を、幅広い液体で可能とする汎用性のある分光法である。報告者は実験の幅広い可能性を理論的にサポートするために、様々な分子性液体に対するスペクトルを平衡・非平衡ハイブリット法を用いて計算した。その解析のために熱浴と非線形に相互作用するブラウン運動モデルを一般化したモデルを構築し、このモデルに対する階層方程式を導出して解析した。単純なモデルにもかかわらず、テラヘルツラマンの三種類のシグナルを同じパラメーターでよく再現でき、水素結合が重要である水を含む分子性液体も以外に簡単にモデル化の可能性を示した。27年度は階層方程式の数学的基礎を固めるために、座標で記述された系に対する実時間、虚時間の階層方程式を導出し、そのトランケーション・スキームについてもされあに発展させた。また非摂動、非マルコフ動力学を記述できる運動方程式がどうかを簡単に判断する規範として、ブラウン運動系に対する解析解を基礎にした4つの非マルコフ性テストを開発し、階層方程式がすべてのテストをクリアーすることを示した。数値計算に関しては昨年GPU(グラフィック・プロセッサー・ユニット)化した階層方程式のプログラムを、4月に購入した発売されたばかりの2CPUで24Gのメモリーを搭載しているGPU上に実装し、散逸系の厳密計算としては歴史上最大となる3x4のスピングラス系の緩和のシミュレーションを行った。階層方程式の適用できるモデルも広げ、光合成系の励起子移動のモデルとしてよく用いられるホルンシュタインハミルトニアンに対する階層方程式を始めて導出し、光合成リボソーム系のモデルである1次元系について計算を行った。多次元分光に関しては、近年発展してきたテラヘルツ・ラマンおよび赤外・ラマンの分子動力学シミュレーションを行い、得られた2次元分光シグナルが、複数モードの非線形のブラウン振動子モデルに対して導いた古典的階層方程式で大変よく記述できること示した。階層方程式の数学的基礎は27年度の研究でほぼ完成した。26年度の基礎方程式に対する結果はJ.Chem.Phyのエディターズチョイス、28年度の結果はISIの注目論文にノミネートされるなど、その成果は広く認知されている。数値計算についてもGPU化が順当におこなわれ、3x4スピンに対する世界レコードの厳密数値計算が実行された。

ま分子動力学を用いて得られた複雑な多次元分光シグナルも、申請者が開発し、さらに階層方程式に実装した非線形ブラウン運動モデルで、驚異的なぐらい解析できることを示すことを示すことができている。これらの結果はすべて論文として出版されている。本年度は多次元振動分光への応用と、量子熱機関への応用を行った。多次元振動分光においては、分子動力学計算により2次元IR・ラマンのシミュレーションを行い、この結果を2自由度の位相空間を扱える階層方程式を解くことで、非線形的に相互作用をするマルチモード非調和ブラウン運動モデルを用いて解析した。このようなモデルの多次元分光スペクトルを計算することは、階層方程式以外では不可能であった。実際に解いて、分子動力学の結果をモデルパラメーターを選ぶことでフィットしたところ、1セットのパラメーターでRaman-IR-IR等のすべての2次元信号を正確に再現することに成功し、モデルの妥当性と階層方程式の正確さを確認することに成功した。この解析により、2次元IR-Ramanの実験を行うことで、分子内振動と分子間振動の結合が直接観測することが可能であることが示された。本論文は、JCPのEditor's Pickに選ばれている。次に量子熱機関についての研究も行った。量子力学的なエントロピーなどナイーブな物理量を扱うので、厳密計算が可能な階層方程式の応用としては最適である。量子熱流は、これまで熱浴側で定義する場合と系側で定義する2種類があり、同じ結果になると信じられていたが、本研究では、熱浴と系の相互作用部分の寄与も重要であり、相互作用が大きくなると、系側で定義した熱流は負になり、クラジウス法則が敗れるという重大な問題があることを指摘した。したがって、量子熱流は熱浴側を中心とした熱流を計算する必要がある。階層方程式では、1段深い階層を用いることで熱浴側で定義した熱流も計算でき、この種の問題も問題なく研究できる。この結果をもとに量子熱機関の効率についても階層方程式を用いて、強結合領域についても初めて厳密に調べた本論文は、JCPのEditor's Pickに選ばれている。階層方程式は数値的に重く、それが計算の進展の妨げであったが、GPU化や数値積分の新しい方法論の開発により、研究開始時と比較して数倍から数十倍高速に、各種問題を解くことが可能となった。この結果、従来は数値計算的にも不可能であった異なる温度の2つの熱浴を介した量子熱機関や量子熱流を厳密に計算可能になるなど、未踏の領域にいよいよ踏み込むことが可能になった。これは本研究のブレークスルーとも言える大変大きな進展であった。昨年度末はさらにWigner空間での階層方程式のGPU化にも成功しており、本研究費を用いてさらにGPUを2枚購入し、研究室の計算パワーも大きく増強された。これを用いれば、光異性化の多次元分光スペクトルの計算を複数の電子準位で定義されている多次元ポテンシャル面において解くことも可能となり、実験に対応した系の解析は大きく進むと思われる。2次元IR/ラマンや量子熱機関の論文はJ. Chem. PhysのEditor's Pickに選ばれるなど、研究結果は早くから注目されている。以上のことを考えると、研究は計画以上に進展していると言ってよいと思う。
ストック・オプション制度の採用に対するわが国資本市場における評価の研究

1.ストック・オプション制度を採用した企業に対するわが国資本市場の反応について、異常収益率をマーケット・モデルとインデックス・モデルのそれぞれについて測定し、少なくとも制度創設後2年間はストック・オプションの採用がグッド・ニューズとして評価されていたことが明らかになった。ただし、自己株式方式のストック・オプションの場合、その採用のニュースは、同時に自社株買いのニュースでもあるため、その点について割引いて資本市場の評価を解釈しなければならない。2.平成9年の商法改正は議員立法によるものであったため、開示ルールの整備がストック・オプション制度創設のスピードに追いつかず、資本市場に必ずしも望ましくない影響を及ぼしたことも明らかになった。本来、ストック・オプション制度採用の取締役会決議が行われた翌日にストック・オプション採用のニュースを反映した正の異常収益率が観察されるはずであるが、制度創設直後に限って、取締役会決議の翌日の異常収益率が有意な値にならず、新聞報道日をイベント日と推定して求めた異常収益率のほうが有意な値となった。これは開示ルールが未整備な状態で制度が創設されたことが、資本市場に対して意図しない影響を及ぼしたことを示している。3.平成13年の商法改正によって新株予約権の制度が創設され、数量及び対象の制限が撤廃された。この結果、新株予約権の付与が増加する可能性が生じたが、税法上の優遇措置といり歯止めに加えて、付与日における公正価値を基礎に報酬コストの費用計上を求める国際的な会計基準の動きがあることから、ストック・オプションが過剰に付与されるようになる可能性は低いものと考えられる。1.ストック・オプション制度解禁のための商法改正というニュースが流れた前後5日間のTOPIXの平均収益率はその前100日間の平均収益率と比較して高かったが、NYSEの動きと比較した場合の異常収益率は有意な値とはならなかった。したがって市場全体として明確な反応を把握することはできなかった。2.解禁直後にストック・オプションを採用した15社について、取締役会でストック・オプション採用の決議が行われた日の翌日をイベント日と推定して行った結果では、有意な異常収益率を求めることができなかったが、平成9年度、平成10年度に採用した企業全体にサンプルを増やして分析したところ、自己株式方式、新株引受権方式、ワラント債利用方式、すべてについて有意な異常収益率を把握することができた。3.上記2.のような結果になったのは、必ずしも取締役決議の翌日がイベント日でないことが原因と考えられ、解禁直後に制度を採用した15社についてもイベント日を公表日に修正して分析を行ったところ、有意な異常収益率を確認することができた。4.以上の内容に関しては1999年11月23日にメルボルンで開催されたアジア太平洋国際会計コンファレンスで研究報告し、ストック・オプションのような報酬制度の導入が日本企業の体質に及ぼす影響についてコメントを受けた。5.今後は、平成11年度のデータを加えることによってサンプル数を増やし、データの信頼性をさらに高めるとともに、方式の違いによって市場の反応が異なるか否かについて分析する予定である。1.平成10年12月までにストック・オプション制度を採用した企業のサンプルについて、東京証券取引所のTDnetデータベースサービス及び日経4紙DVD-ROMを利用して、イベント日の再検討を行った。特に制度創設当初は取締役会決議が行われる前に、ストック・オプション制度採用という新聞記事が掲載される事例も見られ、企業側が公式に制度採用を公表した時点とイベント日が必ずしも一致しない可能性が出てきたため、イベント日の修正を行った上で異常収益率を再度計算した。ワラント債利用方式についてもワラント債の条件決定日以前に報酬制度の採用について財務短信で公表されている場合が多く、イベント日について大幅な修正を加えた上で異常収益率を再度計算した。2.わが国の場合、特に制度創設当初において、イベント日が取締役会の翌日となっておらず、タイムリーな開示という観点からすれば問題があった。これは議員立法により1年前倒しで商法改正が行われたため、会計処理や開示に関するルールが未整備な状況での制度創設となったことが原因と考えられる。

3.以上の内容に関しては、アジア会計学会第1回年次大会(シンガポール:2000年8月28日)、国際会計教育研究学会第3回研究会議(神戸:2000年10月7日)、証券経済学会年次大会(名古屋:2000年11月19日)、において研究報告を行い、「会計ビッグバンとストック・オプション」と題する報告論文を『証券経済学会年報』に投稿した。1.これまでの研究成果の一部を「会計ビッグバンとストック・オプション」と題し、『証券経済学会年報』で公表した。そこでは、ストック・オプション制度導入当初におけるわが国の株式市場の反応に関するデータを示した上で、開示ルールが未整備な状況での制度創設の問題点を指摘している。2.2002年2月15日から16日まで大阪経済大学で開催された国際会計ワークショップにおいて、"Accounting for Stock Options in Japan"と題する研究報告を行い、研究成果の一部を発表するとともに、仮説の精緻化、あるいはデータ処理上の問題点について、ディスカッションを行った。3.平成13年11月の商法改正により新株予約権の制度が創設され、ワラント債利用方式を含め、自己株式方式、新株引受権方式、と分かれていた従来のストック・オプションが新株予約権に集約された。従来、商法上のストック・オプションを子会社の役員に付与することはできなかったが、新株予約権は子会社の役員のみならず、第三者に対しても所定の手続きを経て付与することが可能とされている。また、従来は付与できるストック・オプションの数に関して発行済株式総数の10分の1という上限が設けられていたが、それも撤廃された。このように商法上のストック・オプション制度が大きく変化したため、従来の制度との比較を行うとともに、仮説の再検討を行った。従来の制度と比較すると規制緩和が行われているため、機動的なストック・オプション制度の利用が可能となった反面、過剰に付与されるリスクも高くなったと考えられる。1.ストック・オプション制度を制度創設と同時に採用した企業、1年後に採用した企業、現在まで採用していない企業、のROE、総資本当期利益率、総資本営業利益率を、業種を考慮して対比させたサンプルを用いながら、それぞれの平均値を比較した。サンプル数が各14社と非常に限られており、また、統計的に有意な差とは言えないが、平均値そのものは、制度創設と同時に動いた企業の業績のほうが、追随して採用した企業の業績よりも良かった。追随して採用した企業の業績は、現在まで採用していない企業の業績と比べても劣っていた。2.平成13年商法改正によって創設された新株予約権制度では、付与できるストック・オプションの数と付与対象に関する規制が撤廃されたため、仮説の再検討を行った。費用計上を必要としない支払手段として付与されるストック・オプションの数が増加すると考えられるものの、税制上の優遇措置の適用範囲が限定されているため、極端な状況は生まれないことが明らかになった。
バイオテクノロジー技術導入による植物病害防徐法の開発に関する研究

植物病害防徐新戦略構築へのバイオテクノロジー技術の多面的応用について検討した。1.土壌中病原菌と細菌の拮抗現象を利用した菌類病防徐システムを開発した。キチン分解性細菌の生産するキチナーゼを精製し、分解様式を明らかにするとともに、それら遺伝子をクローニングし、塩基配列を決定した。ビーズに固定した分解菌をキチン・ゼオライト添加士壌に施用すると、フザリウム菌は減少し、トマト萎凋病、イチゴ萎黄病の防徐効果が認められた。2.フザリウム菌、うどんこ病菌用のベクターを開発し、マイクロインジェクション(MI)またはエレクトロポーレーション法によって胞子に導入し、これらの菌の形質転換に成功した。菌類病原性解析の基礎条件を確立した。3.宿主細胞への外来遺伝子の導入と発現解析の条件を明らかにした。MI法を基本技術とし、転写産物はin situハイブリダイゼーションにより、また翻訳産物は細胞化学的呈色反応または免疫化学法によって検出した。感染細胞で特異的に発現する遺伝子を分割スクリーニング法によって特定する技術を開発し、宿主・病原体相互反応を遺伝子発現のレベルで解析する手法を確立した。4.木材腐朽菌によるリグニン分解の分子機構を酵素学的に解析し、その遺伝子のクローニングを試みた。5.トマト青枯病をバクテリオファージを用いて防除するための基礎を確立した。ファージ系統の宿主識別に関わる外被タンパク遺伝子をクローニングするとともに。有効なプロモーターを分離した。6.組織培養系を利用した体細胞変異選抜から、タバコモザイクウイルス並びに青枯病抵抗性トマト、萎黄病並びに炭そ病抵抗性イチゴ系統を作出した。トマトでは後代検定も終え、実用化試験を行っている。7.アグロインフェクションによってキュウリモザイクウイルス外被タンパク遺伝子をメロンに導入し、同ウイルス抵抗性形質転換体を作出した。本年度に実施した研究結果を以下に記す。豊田・大内は植物の培養細胞系を利用した体細胞変異選抜を行い、青枯病抵抗性トマトおよびTMV抵抗性タバコの育成に成功した。これらの結果は、Plant Cell Reports誌(1989年)に発表された。後藤は、青枯病菌を宿主とするバクテリオファ-ジを解析し、その核酸構造を電子顕微鏡および酵素化学的に明らかにした。結果は、J.Phytopathology誌に投稿中である。内海は植物萎凋毒素であるフザリン酸の無毒化遺伝子を単離し、その塩基配列を決定した。得られた結果については、本年度の日本農芸化学会大会で発表する。深溝は、トマト萎凋病菌の細胞壁構造を固形NMRで解析し、キチンおよびキトサンの存在様式を明らかにした。また、キチナ-ゼおよびキトサナ-ゼによる酵素分解様式を明らかにし、生物防除法への応用を検討した。結果は日本農芸化学会誌に投稿予定である。榎は、木材腐朽と菌類の関係を解析し、特にHO生産が及ぼす影響を明らかにし、得られた結果をWood Scl.Techol誌(1989年)に掲載した。重岡は、うどんこ病菌感染オオムギにおける宿主遺伝子発現を解析する目的で、感染後の種々の過程でmRNAを調整し、それらからcDNAを合成して、本研究の基礎的条件を確立した。吉田は、種々の植物からプロトプラストを調整する条件を検討し、細胞離合体の培養法を検討した。松田は、病害病虫害防除の立場から有効成分の開発を試み、本年度は青枯病細菌に強い抗菌活性を示す物質を分離し、その化学構造を決定した。結果は、本年度日本農芸化学会大会で発表する。

以上の結果をもとに、大内は本年度の結果を総括し、次年度研究計画を策定した。平成2年度の研究成果は次のように要約される。大内・豊田はトマト根面定着性の強い細菌(<Serratia>___ー<marscens>___ー)とキチン分解性放線菌(<Streptomyces>___ーsp.)を土壌投与することによって萎凋病を防除できることを明らかにし、二元性微生物防除の有効性を実証した。また、放線菌投与技術として、アルギン酸ビ-ズ法を開発しキチン質ゼオライトと共に投与することによって萎凋病を防除する方法を確立した。豊田・大内はイチゴ葉外植片カルスから再生体を得て、後代選抜により萎黄病抵抗性クロ-ンを作出した後藤・深溝は固型^<13>CーNMRによってフザリウム菌菌体壁キチン構造を明らかにし、また、きっ抗性放線菌のキチナ-ゼ遺伝子のクロ-ニングに成功した。深溝・豊田はキチナ-ゼ遺伝子の塩基配列を決定した。内海・豊田はフザリン酸無毒化遺伝子のオ-プンリ-ディングフレ-ムを解析し、それらを植物細胞に導入するためのベクタ-を開発した。重岡・大内はうどんこ病感染に特異的な蛋白を分離するとともに、感染細胞で特異的に転写されるmRNAを分別スクリ-ニングによって分離し、cDNAライブラリ-を作成した。豊田・内海は構築ベクタ-の細胞核注射によって植物細胞の形質転換が可能なことを明らかにした。また、豊田・大内はトマト、メロン、イチゴの葉外植片にA__ー.<rhizogenes>___ー感染によって得た毛状根から再生体を分化させ、形質転換植物を得た。榎はエピクロルヒドリンで調整したエ-テル化木材がカワラタケなど木材腐朽菌に耐性であることを明らかにした。大内・豊田・松田はK__ー.<oxytoca>___ーの生産する抗細菌性物質がインド-ルであることを証明し、それが青枯病菌の生育を特異的に阻害することを明らかにし、現在それが青枯病防除薬剤として使用できるかどうかについて検討を加えている。後藤・豊田は青枯病菌ファ-ジの宿主認識遺伝子を分離し、その域の制限酵素地図を作成した。大内はこれらの結果を総括し、次年度研究計画を策定した。平成3年度の研究成果は次のように要約される。大内は菌類病における病原体の感染戦略並びに宿主植物の抵抗機構の分子生物学的基礎について総括した。豊田・大内はナス科植物青枯病菌に寄生するバクテリオファ-ジの宿主認識機構に関与す遺伝子を単離するためそのDNAの物理地図を明らかにするとともに、認識蛋白の特定を試みた。重岡・大内はうどんこ病感染時に特異的に発現する遺伝子をcDNAプロ-ブを用いて分離することに成功した。また、PR蛋白を分離するとともに感染特異的転写産物との関連を調べた。豊田・大内は宿主抵抗性に関与するとされているキチナ-ゼの実質的役割についてオオムギ、メロン、イチゴ、バラのうどんこ病を用いて検討し、キチナ-ゼがこれらうどんこ病菌の吸器を分解することを実証した。また、土壌より分離した抗菌性細菌のキチナ-ゼを分離精製するとともに、その遺伝子をクロ-ニングした。
帯状疱疹患者の免疫反応

私どもは基礎疾患がない帯状疱疹患者では水痘ー帯状疱疹ウイルスに対する最高の補体結合抗体価が帯状疱疹重症度の客観的な指標となり,最高の補体結合抗体価と急性期帯状疱疹痛が消失するまでに必要とした交感神経ブロック療法の期間とには有意の相関があることを明らかにした.今回は補体結合抗体価よりも抗体価をより連続的に定義することが可能であるenzymeーlinked immunosorbentassay(ELISA)により水痘・帯状疱疹ウイルスに対するIgGおよびIgM抗体価を経時的に測定し,最高のIgG抗体価ならびにIgM抗体産生の有無と交感神経ブロック療法の期間との関係について検討した.【対象と方法】皮疹発症10日以内に急性期帯状疱疹痛に対して交感神経ブロック療法を開始し,基礎疾患を有していなかった56例(軽症9例,中等症32例,重症15例)について検討した.交感神経ブロック以外の治療法としてアシクロビルまたはビダラビン(500mg/日または600mg/日,5日間)を併用した.水痘・帯状疱疹ウイルス対する抗体価は初診時,その後は1週毎に採血し,ELISAで測定した.抗体価と治療期間との関係は治療期間の対数処理を行い,相関関係を求めた.【結果】重症度別に年齢ならびに初診までの期間に3群間で有意の違いは認めなかった.治療期間は軽症群では10^<1.427>±^<0.0091>(平均26.7日),中等症群では10^<1.758>±^<0.061>(平均57.3日),重症群では10^<1.920>±^<0.089>(平均83.2日)であり中等症は軽症に比べ(P<0.05),重症は中等症に比べ(P<0.05)長期の治療を必要としていた.ELISAでの最高のIgG抗体価と治療期間には相関は認められなかった(r=0.071).IgM抗体が検出されたのは軽症例で5例(56%),中等症例で15例(47%),重症例で11例(73%)と重症例での頻度は高くなっていたが,有意の違いではなかった.IgM抗体産生が認められた症例での治療期間は長い傾向であったが有意の違いではなかった(10^<1.785>±^<0.067>vs10^<1.703>±^<0.071>).私どもは基礎疾患がない帯状疱疹患者では水痘ー帯状疱疹ウイルスに対する最高の補体結合抗体価が帯状疱疹重症度の客観的な指標となり,最高の補体結合抗体価と急性期帯状疱疹痛が消失するまでに必要とした交感神経ブロック療法の期間とには有意の相関があることを明らかにした.今回は補体結合抗体価よりも抗体価をより連続的に定義することが可能であるenzymeーlinked immunosorbentassay(ELISA)により水痘・帯状疱疹ウイルスに対するIgGおよびIgM抗体価を経時的に測定し,最高のIgG抗体価ならびにIgM抗体産生の有無と交感神経ブロック療法の期間との関係について検討した.【対象と方法】皮疹発症10日以内に急性期帯状疱疹痛に対して交感神経ブロック療法を開始し,基礎疾患を有していなかった56例(軽症9例,中等症32例,重症15例)について検討した.交感神経ブロック以外の治療法としてアシクロビルまたはビダラビン(500mg/日または600mg/日,5日間)を併用した.水痘・帯状疱疹ウイルス対する抗体価は初診時,その後は1週毎に採血し,ELISAで測定した.抗体価と治療期間との関係は治療期間の対数処理を行い,相関関係を求めた.【結果】重症度別に年齢ならびに初診までの期間に3群間で有意の違いは認めなかった.治療期間は軽症群では10^<1.427>±^<0.0091>(平均26.7日),中等症群では10^<1.758>±^<0.061>(平均57.3日),重症群では10^<1.920>±^<0.089>(平均83.2日)であり中等症は軽症に比べ(P<0.05),重症は中等症に比べ(P<0.05)長期の治療を必要としていた.ELISAでの最高のIgG抗体価と治療期間には相関は認められなかった(r=0.071).IgM抗体が検出されたのは軽症例で5例(56%),中等症例で15例(47%),重症例で11例(73%)と重症例での頻度は高くなっていたが,有意の違いではなかった.IgM抗体産生が認められた症例での治療期間は長い傾向であったが有意の違いではなかった(10^<1.785>±^<0.067>vs10^<1.703>±^<0.071>).
悪性腫瘍合併脳梗塞のバイオマーカー、マイクロRNAによる革新的アプローチの探索

悪性腫瘍合併脳梗塞は血液凝固亢進状態が基盤となっており、抗血栓療法を行っても再発を繰り返し患者の日常生活レベルを著しく低下させる。本研究では、悪性腫瘍合併脳梗塞患者に関連するマイクロRNAを血液中から網羅的に同定し、血液凝固亢進や再発との関連を検証する。昨年度から引き続き以下の2点の研究を中心に行い、またいくつかの付随する脳卒中臨床研究を行っている。1)悪性腫瘍合併脳梗塞患者を対象とした疫学研究:4施設で共同し、現在、全脳梗塞1085例中、悪性腫瘍合併脳梗塞167例(活動性悪性腫瘍68例)を登録している。引き続き症例登録を行い、データをまとめる予定である。2)トルーソー症候群に関連するマイクロRNA探索:広島大学病院の症例を対象に同意が得られた患者血清からRNAを抽出し、マイクロRNAライブラリを作成、次世代シークエンサーを用いて検体間比較解析を行う予定である。現在のところ対象とする20例のRNA抽出を行っている。その他、付随する研究として1)当院におけるトルーソー症候群の現状調査と問題点に対する見解をCase series、2)悪性腫瘍患者の栄養状態指標であるCONUTscore (総コレステロール値、アルブミン値、リンパ球数などから算出)が脳梗塞患者においてどのような意義をしめしているか検討を行い、論文として報告した。多施設共同疫学研究に関しては200例の段階で中間解析を行う予定であったが、167例であり、現在中間解析は行えていない。マイクロRNA探索に関しては、RNA抽出は完了した。当初はマイクロアレイによる解析を完了しておく予定であったが、対象となるサンプル(患者血清)が不足していたため当初の計画よりはやや遅れている。その他付随する研究は論文化を行っており、順調に進展している。多施設共同疫学研究:引き続き症例登録を推進し、登録時のデータと3か月後の転帰の関連性を検討する予定である。マイクロRNA探索研究:マイクロアレイによる解析もしくは次世代シークエンサーを用いた解析を検討している。トルーソー症候群患者が他の病型の脳梗塞や非脳梗塞患者と比べて特異的なマイクロRNA発現がないか確認する予定である。特に、ムチン産生腫瘍で血液凝固異常が起こりやすいとされており、癌の治療のみならず血液凝固亢進に伴う脳梗塞の早期検出、予防の確立が望まれている。新規マイクロRNAが同定できれば、コントロールに難渋してきた悪性腫瘍合併脳梗塞の治療、さらには癌患者の脳梗塞発症予防にも応用できる。悪性腫瘍合併脳梗塞患者を対象に血液凝固異常や予後を反映する血液バイオマーカー、マイクロRNAを探索することを目的に以下の2点の研究を開始した。1)悪性腫瘍合併脳梗塞患者を対象とした疫学調査を研究協力施設とともに倫理委員会の承認を得て開始している。悪性腫瘍合併脳梗塞患者の頭部MRI画像所見、血液検査所見、抗血栓療法、予後などの実態調査を行い、現状の問題点や予後に関連する因子を抽出する予定である。2)広島大学病院の症例に関しては、悪性腫瘍合併脳梗塞患者の中で、特にトルーソー症候群と考えられる症例を中心に血清保存を行っている。急性期脳梗塞における一般的な病型(ラクナ梗塞、アテローム血栓性脳梗塞、心原性脳塞栓症)の症例の血清も保存しこれらと比較することで、悪性腫瘍を基盤とした血液凝固異常における特異的なマイクロRNAを探索する予定である。悪性腫瘍合併脳梗塞に関する疫学調査に関しては、広島大学を含む連携病院、合計4施設で倫理委員会の承認を得て症例登録が開始になっている。また、広島大学病院においては患者の同意を得て血清保存を開始している。先行研究においても学会発表、論文発表を行っている。

多施設共同疫学研究に関しては200例の段階で中間解析を行う予定であったが、167例であり、現在中間解析は行えていない。マイクロRNA探索に関しては、RNA抽出は完了した。当初はマイクロアレイによる解析を完了しておく予定であったが、対象となるサンプル(患者血清)が不足していたため当初の計画よりはやや遅れている。その他付随する研究は論文化を行っており、順調に進展している。疫学研究に関しては、目標症例数を過去の連携病院の実績から400症例としている。200症例の段階で中間解析を予定している。悪性腫瘍を基盤とした血液凝固異常における特異的なマイクロRNAの探索に関しては、各病型の血清が約10症例ずつ集まった段階でマイクロアレイによる網羅的解析を行う予定である。多施設共同疫学研究:引き続き症例登録を推進し、登録時のデータと3か月後の転帰の関連性を検討する予定である。マイクロRNA探索研究:マイクロアレイによる解析もしくは次世代シークエンサーを用いた解析を検討している。トルーソー症候群患者が他の病型の脳梗塞や非脳梗塞患者と比べて特異的なマイクロRNA発現がないか確認する予定である。本年度はマイクロRNAの解析は行っていないため、物品費用を節約することが可能であった。来年度はマイクロアレイ解析を行う予定である。マイクロアレイ解析や次世代シークエンサー解析が当初は2年目で行う予定であったが、最終年度に持ち越しとなったため。
超深耕による鉱質畑土壌の改良と作物生産に及ぼす影響

昭和62年度に施工した1m深耕区、1.5m超深耕区ならびに慣行区の3試験区において、動的・静的貫入試験と土壌硬度の試験を行った結果、深耕区や超深耕区においては慣行区と比較して、測定値が極端に低くなっていることが確認された。またpFおよび三相分布試験結果では、深耕により大間隙が増加し、その結果固相率が減少し気相率が増加することも明らかとなった。この影響は透水試験の結果にも表れており、深耕区、超深耕区では値が極端に増加した。さらに粒度試験の結果、慣行区が多層化しているのに対し、1m、1.5m深耕区では全層において粒度組成が均一化していることが明らかとなった。またコンシステンシ-試験の結果では、慣行区において液性限界、塑性限界が深さごとに変化し、粒度分布の成層化と対応していたが、1.5m深耕区ではそれらの値の変化が少なかった。一方土壌の科学的側面からは、深耕処理直後に著しく不均質を呈した所含有効成分が、処理後の時間を経るに伴い漸次層位別に均質化されているのが明らかであり、特に超深耕区ではその傾向が著しい。しかし超深耕区では深さ90100cm付近に所含有効成分のやや濃度の高い分布パタ-ンがみうけられ、土壌微細粒子の下降による集積傾向が認められた。さらに62年度に引き続き(1)リッパ爪の長さとエンジン回転を変えたリッパ作業とそれに続く超深耕ロ-タリ-作業、(2)温室ハウス内のバックホ-による深耕、(3)鉱質土壌畑でのバックホ-による耕深1.5mまでの深耕テストを行った結果、(1)ではリッパ爪の本数増加にもかかわらず燃費量の増大はなく、(2)ではエンジン回転数を2種類にセットし、燃費、油圧部温度の上昇などから作業能率が大幅に低下することが明らかとなった。また、63年12月に行ったキャベツの収量調査によると、超深耕区、深耕区、慣行区の順に収量が多く、耕深の大きいほど土地生産性は改善されているものと判断できた。昭和62年度は土性による深耕効果の違いを中心とした検討を行った.現地の鉱貭畑において赤色レキ混じり土砂貭土粘貭土の土性をもった圃場から各々1m深耕区(59年61年度施工)と慣行区を選定し合計6圃場に対して粒度試験コンシステンシー3相分布PFー水分曲線飽和透水係数土壌硬度コーン指数動的支持力強度の試験を行った.この内飽和透水試験については各土性共深耕区において明瞭に増大していることが明らかとなった. PF試験によると深耕区において重力水が増加する傾向にあることが判明したため透水性の改善の理由も土壌中の大間隙が深耕により増加したためであると推定される.一方深耕により土壌硬度等に最も改善の見られたものはレキ混じり土であったが粘貭土については深耕区と慣行区で大差は見られなかった.

また慣行区はもちろん深耕区においても土性にかかわらず硬盤が形成される傾向にあることが判明したが,その原因としては耕作機械等の転圧によるものの他にも乾燥にともなう土粒子相互のセメンテーションに起因していることが明らかとなった.深耕の効果と持続性についてコンシステンシーと粒度組成の観点から検討を行った結果深耕を行った場合粒度組成は全尸均一化し施工後5年経過しても粒子の移動による成尸化は生じない.又几乾処理土によるコンシステンシー試験結果から非火灰性土壌である鉱貭土壌において乾燥による塑性指数の低下が確認された.更に各尸土壌の乾燥処理前後における塑性指数の変化から過去における深さごとの乾燥履歴の違いについて検討を行ったが深耕区慣行区とも明瞭な傾向が得られなかった.バケット装〓バックホーによる10mの深耕が最も有効な施工法でありリッパスクリュー掘削機超深耕ロータリは單一で有効な施工法ではなく作業機の改良やこれらの組合せによる施工等を今後考慮する必要がある事が明らかとなった.昭和62年度に施工した1m深耕区、1.5m超深耕区ならびに慣行区の3試験区において、動的・静的貫入試験と土壌硬度の試験を行った結果、深耕区や超深耕区においては慣行区と比較して、測定値が極端に低くなっていることが確認された。またpFおよび三相分布試験結果では、深耕により大間隙が増加し、その結果固相率が減少し気相率が増加することも明らかとなった。この影響は透水試験の結果にも表れており、深耕区、超深耕区では値が極端に増加した。さらに粒度試験の結果、慣行区が多層化しているのに対し、1m、1.5m深耕区では全層において粒度組成が均一化していることが明らかとなった。またコンシステンシー試験の結果では、慣行区において液性限界、塑性限界が深さごとに変化し、粒度分布の成層化と対応していたが、1.5m深耕区ではそれらの値の変化が少なかった。一方土壌の化学的測面からは、深耕処理直後に著しく不均質を呈した所含有効成分が、処理後の時間を経るに伴い漸次層位別に均質化されているのが明らかであり、特に超深耕区ではその傾向が著しい。しかし超深耕区では深さ90100cm付近に所含有効成分のやや濃度の高い分布パターンがみうけられ、土壌微細粒子の下降による集積傾向が認められた。さらに62年度に引続き(1)リッパ爪の長さとエンジン回転を変えたリッパ作業とそれに続く超深耕ロータリー作業、(2)温室ハウス内のバックホーによる深耕、(3)鉱質土壌畑でのバックホーによる耕深1.5mまでの深耕テストを行った結果、(1)ではリッパ爪の本数増加にもかかわらず燃費量の増大はなく、(2)ではエンジン回転数を2種類にセットし、燃費、油圧部温度の上昇などから作業能率が大幅に低下することが明らかとなった。また、63年12月に行ったキャベツの収量調査によると、超深耕区、深耕区、慣行区の順に収量が多く、耕深の大きいほど土地生産性は改善されているものと判断できた。昭和62年度に施工した1m深耕区、1.5m超深耕区ならびに慣行区の3試験区において、動的・静的貫入試験と土壌硬度の試験を行った結果、深耕区や超深耕区においては慣行区と比較して、測定値が極端に低くなっていることが確認された。またpFおよび三相分布試験結果では、深耕により大間隙が増加し、その結果固相率が減少し気相率が増加することも明かとなった。さらに粒度試験の結果、慣行区が多層化しているのに対し、1m、1.5m深耕区では全層において粒度組成が均一化していることが明かとなった。またコンシステンシ-試験の結果では、慣行区において液性限界、塑性限界が深さごとに変化し、粒度分布の成層化と対応していたが、1.5m深耕区ではそれらの値の変化が少なかった。一方土壌の化学的側面からは、深耕処理直後に著しく不均質を呈した所含有効成分が、処理後の時間を経るに伴い漸次層位別に均質化されているのが明かであり、特に超深耕区ではその傾向が著しい。
慢性呼吸不全増悪因子としての慢性高二酸化炭素血症

昨年度は、慢性のnormoxic hypercapniaのラットでは慢性的に高換気が持続することと、呼吸筋の変性が生ずることを報告した。本年度は(1)このような慢性の換気量増加においてラットの呼吸中枢(延髄)に変化が生ずるか否か、(2)呼吸筋の変性が換気量増加と直接に関係しているかの検討を行った。(1)の検討としては、ラット(n=6)を12週間の高CO2環境(5%CO2/air)で飼育し、換気量を定期的に測定した。昨年度と同様に、換気量は曝露期間中、高換気を維持していた。これらのラットを長期曝露後に、高濃度CO2吸入を行いながら延髄を灌流固定し、連続切片を作成した。この後、c-fos染色を用いて呼吸ニューロン群の活動性の評価を試みた。第1回目の試みは、三浦ら(群馬大学生理学)の指導・協力を得て行ったがc-fos抗体の不適合のため成功しなかった。このため、急性のCO2曝露ラットを用いて、手法の確立に努めたところ、10月には急性曝露ラットの延髄腹側に、対照群より多数のc-fos陽性ニューロンを繰り返し認めるようになった。そこで、再度長期曝露実験を行い、現在、染色と解析の経過中である。この結果は来年度の生理学会で報告を計画している。(2)の検討としては、疾患患者では呼吸筋の等張性収縮(hypercapniaによる呼吸増加)よりは等尺性収縮による呼吸筋負荷であるという認識から、ラットに70%SF6と30%O2の混合気吸入による呼吸仕事量増大を試みた。空気と異なるガス呼吸での換気量を測定するために、ボデイプレチスモグラフとBag-in-boxの測定系を作成した。しかし、実際に測定を行うと、過去の論文(J.R.Barriere 1993)の報告と異なり、70%SF6と30%/O2の混合気では十分な負荷は与えられないことが判明した。現在は、長崎大学での感染症実験の方法に着目し、気道内に抵抗を・長期間留置する負荷方法を考案し、動物実験委員会に申請している。尚、上記の実験系とは別に、10%CO2環境で18週間飼育したラットの頭蓋内圧変化を測定し、慢性のnormoxic hypercapniaのラットでは頭蓋内圧は上昇していないことと、その機序として一酸化窒素が関与していることをまとめ、CHESTおよびTokai,Journal Exp Clin Medにそれぞれ論文を発表した。本年度はラットに18週間の10%CO_2曝露を行い、PaCO270torr程度のchronic hypercapniaが生体に及ぼす影響を検討した。CO_2曝露を行ったラットは12匹で、対照として空気呼吸のラット7匹を用いた。(1)分時換気量変化:ラットにCO_2曝露を行うと、無麻酔・無拘束で測定した換気量は空気呼吸時の約2.8倍となり、長期にわたり高換気量を維持していた。chronic hypercapniaのラットに高濃度酸素(90%O_2+10%CO_2)を吸入させて末梢化学受容器をブロックし換気量を測定すると、飼育環境(10%CO_2)と比較して、約15%の換気量低下を認めた。低酸素(6%O_2+10%CO_2+84%N_2)吸入時の換気量は飼育環境と比べ、約20%の換気量増加を認めた。以上の結果は日本適応医学会で発表した。(2)血液ガス分析:10%CO_2急性曝露での血液ガスはpH7.201±0.044 Pco2 73.0±7.7 Po2 123.7±7.2であった。10%CO_2慢性曝露での血液ガスは、pH7.329±0.039 Pco2 72.4±4.1 Po2123.7±5.5と完全には代償されず、軽度のアシドーシスを呈した。(3)呼吸筋変化:呼吸筋としてラットの横隔膜を採取し、対照として大腿四頭筋を採取した。長期曝露ラットの横隔膜では、I型筋繊維の萎縮(結果未発表)と、セントラルコア変化を認めた。セントラルコアの発現率について、5%と10%CO_2長期曝露での比較を行ったが、現在のところ、有意差は得られていない。いずれのラットにおいても大腿四頭筋にはセントラルコアは認めなかった。以上の結果からは、chronic hypercapniaでは、呼吸中枢のCO_2に対する感受性は低下しないと考えられる。(日本呼吸管理学会誌7巻2号発表)来年度は長期CO_2曝露により、延髄呼吸ニューロン群の神経伝達物質の変化を検討する予定である。今回の結果からは、神経伝達物質は増加していると予想される。

これらのラットを長期曝露後に、高濃度CO2吸入を行いながら延髄を灌流固定し、連続切片を作成した。この後、c-fos染色を用いて呼吸ニューロン群の活動性の評価を試みた。第1回目の試みは、三浦ら(群馬大学生理学)の指導・協力を得て行ったがc-fos抗体の不適合のため成功しなかった。このため、急性のCO2曝露ラットを用いて、手法の確立に努めたところ、10月には急性曝露ラットの延髄腹側に、対照群より多数のc-fos陽性ニューロンを繰り返し認めるようになった。そこで、再度長期曝露実験を行い、現在、染色と解析の経過中である。この結果は来年度の生理学会で報告を計画している。(2)の検討としては、疾患患者では呼吸筋の等張性収縮(hypercapniaによる呼吸増加)よりは等尺性収縮による呼吸筋負荷であるという認識から、ラットに70%SF6と30%O2の混合気吸入による呼吸仕事量増大を試みた。空気と異なるガス呼吸での換気量を測定するために、ボデイプレチスモグラフとBag-in-boxの測定系を作成した。しかし、実際に測定を行うと、過去の論文(J.R.Barriere 1993)の報告と異なり、70%SF6と30%/O2の混合気では十分な負荷は与えられないことが判明した。現在は、長崎大学での感染症実験の方法に着目し、気道内に抵抗を・長期間留置する負荷方法を考案し、動物実験委員会に申請している。尚、上記の実験系とは別に、10%CO2環境で18週間飼育したラットの頭蓋内圧変化を測定し、慢性のnormoxic hypercapniaのラットでは頭蓋内圧は上昇していないことと、その機序として一酸化窒素が関与していることをまとめ、CHESTおよびTokai,Journal Exp Clin Medにそれぞれ論文を発表した。
アクチニド原子を高度に認識する機能性配位子の分子設計と精密合成

アクチニド原子を高度に認識する機能性配位子としてTPEN誘導体の分子設計および精密合成をおこなった。精密有機合成の技術を基盤に多様かつ斬新な構造のTPEN誘導体を合成をめざし,その合成のための有機合成法を開発するとともに,新規な構造のTPEN誘導体合成をおこなった。ピリジン骨格に置換基を導入するための種々の変換反応,ピリジン以外の窒素原子をもつヘテロ環骨格としてトリアゾール骨格をもつ誘導体の合成をおこなった。また,ピリジン骨格の新規な合成法についても検討した。1.ピリジン骨格に置換基を導入する反応において,フルオロアルキル基をもつTPEN誘導体の合成をおこなった。フッ素原子を3個から20個もつ誘導体の合成に成功し,アクチノイド原子認識のための予備的な実験として,ソフト金属の一種であるカドミウムイオンの抽出性能を調べた。その結果,既存のTPEN誘導体にくらべ,飛躍的に酸性条件下での抽出性能の向上が見られた。2.トリアゾール骨格をもつTPEN誘導体の合成に成功した。この誘導体の合成法として四重クリック反応を検討し,効率的な合成法となりうることが明らかになった。また,カドミウムイオンの抽出実験の結果,既存のTPENと遜色ない抽出性能を示すことが明らかになった。3.ピリジン骨格の新規な合成法として[2+2+2]環化付加に着目した。ルテニウム触媒を用いるとTPEN誘導体へと変換可能なピリジン誘導体が合成できることが明らかになった。合成したピリジン誘導体を用い,TPEN誘導体を合成し,カドミウムイオンの抽出をおこなった。ピリジン骨格に置換基を導入するための種々の変換反応,ピリジン以外の窒素原子をもつヘテロ環骨格としてピラジン骨格をもつ誘導体の合成をおこなった。また,エーテル結合を介さずに炭素原子のみによる置換基を導入するための合成法開発をおこなった。1.ピリジン骨格に置換基を導入する反応において,マイクロウェーブ照射下に4ーニトロピリジンオキシドと種々のアルコールとの置換反応をおこなったところ,反応時間の飛躍的な短縮および合成収率の向上を達成することに成功した。この反応を利用することにより,疎水性の高い,オクチルオキシ基,2-エチルヘキシルオキシ基,ドデシル基などで置換したピリジン誘導体を合成することができ,これらをTPEN誘導体へと変換することにも成功した。2.ピラジン骨格をもつTPEN誘導体の合成に成功した。ピラジン骨格上に疎水性を向上させる効果のあるメチル基を導入した誘導体および,ブテニル基を有する誘導体合成に成功した。3.エーテル結合を介さずに炭素原子のみによる置換基の導入法として,カルバニオンを利用する方法,遷移金属触媒によるカップリング反応による方法を検討し,カルバニオンの一種である有機リチウム種を利用することにより目的とするピリジン誘導体を合成することに成功し,TPEN誘導体へと効率的に変換することができた。