hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低グルコースストレスに対する細胞応答メカニズムの遺伝学的解析

真核生物には、細胞外の栄養状況に応じて細胞内の諸機能を調節・最適化するメカニズムが備わっているものと考えられているが、その詳細は未だ不明である。本研究では、遺伝学的取扱いが容易な単細胞真核生物である分裂酵母をモデルとして用い、細胞外グルコース濃度の変化に対する細胞応答をコントロールするシグナルネットワークの実体を明らかとし、さらにグルコース濃度低下に対する細胞応答の全容を解明することを目的とする。研究計画及び昨年度の実績を受けて、2018年度には、グルコース濃度変化を感知する「分子センサー」シグナルネットワークの解析に注力した。研究はおおむね順調に進んでいる。「分裂酵母には、細胞外グルコース濃度の変化を感知する2つの独立なセンサー機構が存在すること」を昨年度に見出したが、本年度には、そのうち一つの機構が解糖系によるグルコース代謝産物の量的変化を感知しているらしいことを見出した。解糖系に関わる様々な酵素遺伝子の変異体を用いた解析より、フルクトース6リン酸、あるいは、フルクトース1,6ビスリン酸の量的減少が、グルコース濃度低下に対する細胞応答の惹起に重要であるようであった。さらに、本来、低グルコース条件下で発現誘導されるグルコース輸送体Ght5の転写量が、フルクトース1、6ビスリン酸の培地中への添加により減少することを見出した。この結果は、先述の遺伝学的解析の結果ともよく合致する。フルクトース1,6ビスリン酸と結合するセンサータンパク質の実体解明が今後の課題である。大きなトラブルも無く、おおむね計画および推進方策に従って研究は進んでいる。実績の概要で述べた通り、グルコース濃度変化に対する細胞応答シグナルネットワークをコントロールするシグナル分子の正体が明らかになりつつある。そのような状況を勘案して、上記のような自己評価とした。フルクトース1,6ビスリン酸を感知する「センサータンパク質」の実体を明らかとし、そのセンサーが、どのような仕組みでシグナルネットワークの活性をコントロールしているのかを明らかにする。これまでの研究により、グルコース濃度変化に対する細胞応答には、CaMKK-AMPKシグナル、TORシグナル、MAPKシグナルなどが関与していることが明らかになっている。「上述のセンサータンパク質がこれらのシグナルネットワークをどのようにコントロールしているのか?」について、解析を進める。真核細胞には、細胞外の栄養状況に応じて細胞内の機能を調節する応答機構が備わっていると考えられるが、その詳細は未だ不明である。本研究では、分裂酵母を用いて、細胞外グルコース濃度の変化に対する細胞応答の背景にあるシグナルネットワークの実体を明らかとし、さらにグルコース濃度変化に対する細胞応答機構の全容を解明することを目指す。実施計画に従い2017年度は、(A)グルコース濃度変化を感知する「分子センサー」機構の解析と、(B)グルコース輸送体の遺伝子発現調節および局在化機構の解析に注力した。研究は順調に進んでいる。まず、(1)分裂酵母細胞には2種類の独立した「分子センサー機構」が存在している事、(2)そのような「センサー機構」のうち一方は細胞外グルコース濃度変化を直接的にモニターしており、他方は細胞内の解糖系により代謝されたグルコース代謝産物の量から間接的にモニターしている事、が明らかとなった。さらに、(3)細胞外グルコース濃度を直接的にモニターするセンサー機構は、CaMKKシグナル経路を介して転写抑制因子Scr1の局在をコントロールすることでグルコース輸送体の遺伝子発現機能を調節していることが明らかとなった。他方、解糖系を介する間接的センサー機構は、やはりグルコース輸送体遺伝子の発現調節には関与しているものの、Scr1局在制御には関与していなかった。間接的センサー機構と輸送体遺伝子発現制御を結ぶ分子機構の解明は今後の課題である。さらに、当該年度においては、グルコース濃度変化に対する細胞周期応答に関わるシグナル経路の理解が進んだ。(4)細胞外グルコース濃度の低下に際し、一過的にMAPキナーゼ経路が活性化し、Cdc25キナーゼの局在をコントロールすることで、細胞周期の進行を調節しているらしい。今後、上述のセンサー機構とMAPキナーゼ活性制御を結ぶ分子機構の解明に着手したい。大きなトラブルもなく、概ね研究計画に従って順調に進捗しており、実績の概要欄に述べたような成果が得られている。グルコース輸送体の局在化制御機構に関しては、TORC2シグナル経路が関与していることは明らかとなったものの、当初TORC2キナーゼの分子標的であると予想していたタンパク質が実は標的でないことが判明し、解析がやや難航している。他方、細胞周期進行制御に関しては、上述の通り当初計画以上の進展があった。それらの状況を総合的に勘案して、上記のような自己評価とした。

解糖系に関わる様々な酵素遺伝子の変異体を用いた解析より、フルクトース6リン酸、あるいは、フルクトース1,6ビスリン酸の量的減少が、グルコース濃度低下に対する細胞応答の惹起に重要であるようであった。さらに、本来、低グルコース条件下で発現誘導されるグルコース輸送体Ght5の転写量が、フルクトース1、6ビスリン酸の培地中への添加により減少することを見出した。この結果は、先述の遺伝学的解析の結果ともよく合致する。フルクトース1,6ビスリン酸と結合するセンサータンパク質の実体解明が今後の課題である。大きなトラブルも無く、おおむね計画および推進方策に従って研究は進んでいる。実績の概要で述べた通り、グルコース濃度変化に対する細胞応答シグナルネットワークをコントロールするシグナル分子の正体が明らかになりつつある。そのような状況を勘案して、上記のような自己評価とした。実績の概要欄に述べた通り、細胞外グルコース濃度変化を感知するセンサー機構には、独立な二種類の機構が存在することが判明した。これらのセンサー機構と、(1)グルコース輸送体遺伝子発現制御、および、(2)MAPキナーゼを介した細胞周期進行制御、を結ぶ分子機構の理解に注力しつつ、研究計画の推進を図りたい。フルクトース1,6ビスリン酸を感知する「センサータンパク質」の実体を明らかとし、そのセンサーが、どのような仕組みでシグナルネットワークの活性をコントロールしているのかを明らかにする。これまでの研究により、グルコース濃度変化に対する細胞応答には、CaMKK-AMPKシグナル、TORシグナル、MAPKシグナルなどが関与していることが明らかになっている。「上述のセンサータンパク質がこれらのシグナルネットワークをどのようにコントロールしているのか?」について、解析を進める。当初の計画とは異なり、当該研究に関わる物品費の一部、旅費およびその他の費用を、当該研究機関から支給される教室費でまかなうことができた。そのため生じた「次年度使用額」は、2018年度に購入予定の物品費、旅費などに充当する予定である。昨年度よりの繰り越しがあり、また研究機関より配分される予算を当該研究にかかる費用の一部に充てることが可能となったため、次年度使用額が生じた。物品費として次年度に使用するよう、計画している。
Ｇ蛋白活性調節因子による心臓興奮の制御とその破綻

前年度の研究で、ヒト胎児心臓のmRNAより6種類の蛋白をコードするクローンを分離した。このうち4種類はG蛋白に関連する報告がなく、新規G蛋白活性調節因子の候補蛋白と考えられた。本年度は候補蛋白のG蛋白活性調節因子としての機能を解析した。まず、分離されたプラスミドを再び酵母へ導入し、翻訳された蛋白がG蛋白を活性化すること、つまり酵母の増殖を促進することを検討したところ、すべてのクローンで増殖活性を確認できた。さらにスクリーンされたクローンがGαi3、GαS、Gα16のαサブユニット選択性を有するのか、それぞれのαサブユニットを発現する酵母へ導入し検討した。その結果、候補蛋白のうちGαSのみを選択的に活性化するものが1種,すべてのGαサブユニットを活性化するものが3種であった。これまでの研究から、すべてのGαサブユニットを活性化するものはGβγと相互作用することが多いことがわかっている。次に、スクリーンされた蛋白がG蛋白サブユニットと直接複合体を形成し得ることをin vitroで検討するため、候補蛋白をGST融合蛋白として大腸菌で合成した。4種の候補蛋白のうち、2種については想定通りの分子量でGST融合蛋白を得ることができた。しかし、他の2種については可溶性蛋白として分離することができていない。今後はGST融合蛋白が得られた候補蛋白について、精製G蛋白を用いたin vitroの実験で相互作用を検討する予定である。G蛋白活性調節因子を組み入れたシミュレーションモデル構築については、哺乳類の既存データのみではパラメーターを設定するのに不十分であり、哺乳類以外の生化学的情報も収集し、信頼あるモデルとなり得るか検討を重ねている。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.ヒト心臓に発現する新たなG蛋白活性調節因子の同定と解析:ヒト胎児心臓のmRNAより酵母スクリーン用のcDNAライブラリーを作製し、G蛋白活性調節因子のスクリーン用の特殊な酵母系に導入した。用いた酵母系では、導入された蛋白がG蛋白を活性化すれば酵母が増殖するように修飾が加えられている。増殖した酵母コロニーからプラスミドを回収し塩基配列を判読することによりG蛋白活性調節因子を同定することを試みた。Gαi3、GαS、Gα16を発現する酵母にヒト胎児心臓由来cDNAライブラリーを導入し、それぞれ1.7x10^6、1.7x10^6、4.8x10^6個のコロニーをスクリーンした。その結果、6種類の蛋白をコードする8種類のクローンを分離することに成功した。このうち、2種類の蛋白は申請者が過去に報告したものであった。しかし、4種類はG蛋白に関連する報告がなく、ヒト心臓に発現する新規G蛋白活性調節因子の候補蛋白と考えられた。2.G蛋白活性調節因子を組み込んだ心臓興奮モデルを作成する研究:心臓に発現するG蛋白活性調節因子の既出情報を集約し、シミュレーションソフトウェアで情報伝達モデルを構築することを目標としている。その第一段階としてシミュレーションモデルを構築する上で必要となる情報を、既出情報から集約することを行った。最新の情報を加え、G蛋白活性調節因子別に制御機構を整理した。その結果、現時点ではG蛋白と調節因子の結合と解離に関する基礎データおよびほ乳類細胞でモデルを検証するデータの集積が不足していると思われた。G蛋白活性調節因子を組み入れたシミュレーションモデル構築には、引き続き検討が必要と考えられた。これら成果は複数の学会で発表し、一部は論文として公表した(Sato,M. Circulation Journal 77: 2455-2461, 2013.)。平成26年度当初に予定した計画はすべて達成することができた。

ヒト心臓に発現する新たなG蛋白活性調節因子の同定と解析ではライブラリーの作製からスクリーン、候補蛋白の同定まで進行している。G蛋白活性調節因子を組み込んだ心臓興奮シミュレーションモデルを作成する研究は、既出情報の集約を行い成果を論文として公表することができた(Sato,M. Circulation Journal 77: 2455-2461, 2013.)。本年度に行った検討の結果、当初予定したCellDesignerを用いたモデル構築には、既存情報の集積が不足していることが明らかになった。ほ乳類以外の情報も加えCellDesignerを用いたシミュレーションモデルの作製を検討したい。研究成果はトップページおよび研究発表欄で公表した。1)酵母を用いた候補蛋白の機能解析:分離されたプラスミドは再び酵母へ導入し、翻訳された蛋白がG蛋白を活性化すること、つまり酵母の増殖を促進することを確認する。同時にスクリーンされた蛋白がGαi3、GαS、Gα16のどのαサブユニットを活性化するのか、それぞれを発現する酵母へ導入しG蛋白サブユニットの選択性を判定する。2)新規G蛋白活性調節因子の候補蛋白の機能解析:1スクリーンされた蛋白がG蛋白活性を制御することを、精製蛋白を用いたin vitroの実験、細胞レベルでの実験で確認する。2ヒト組織における発現を蛋白レベルおよびRNAレベルで検討する。3上記結果からヒト心臓に発現するG蛋白活性調節因子を決定し、心臓興奮活動への関与を検討する。3)シミュレーションモデルの構築と検証:ほ乳類細胞のみならず、他のモデル動物細胞で得られた情報をもとに、基礎的なシミュレーションモデルをCellDesignerを用いて作製する。引き続き、モデル構築に有用な情報の収集を続け、作製したモデルを改良することを検討する。
薬物の放出制御を指向した新規薬物送達システムの開発

平成15年度にS-S結合を有する「リンカー」を導入したキャリア分子を合成したものの、水溶性が極めて低く、機能評価にはいたらなかった。そこで平成16年度には胆汁酸部位の水溶性向上を目的として、胆汁酸の3つの水酸基をスルホン酸エステル化、リン酸エステル化したもの等を合成した。しかしながら、S-S結合を複数有するキャリア分子は不安定であり、漸次分解することが分かった。そこで,S-S結合の導入は中止し、薬物放出のトリガー部位に第3級アミンのN-オキシドを組み込んだキャリア分子の設計・合成を試みた。第3級アミンN-オキシドの酸素原子は中性塩基性で非常に強い水素結合の受容体として働く一方,酸性条件下では酸素がプロトン化され水素結合受容能が大きく低下すると考えられる。この性質を利用するとN-オキシドを分子内に有するキャリア分子はpH変化をトリガーとした薬物放出機能を持つと考えられる。具体的にはトリ(2-アミノエチル)アミンの1級アミノ基に胆汁酸を導入した分子の第3級アミノ基を酸化してN-オキシドとした。この化合物を用いて、ヘキサン/水-メタノールの2層系におけるオレンジOTの輸送実験を行ったところ、キャリア分子による色素のヘキサン層→水-メタノール層への移動が確認された。この分子は酸性条件下での水溶性が非常に低いため,pH変化による色素の放出を確認するには至っていないが、本研究課題で,目的としている放出制御能を持つ薬物送達分子の完成に一歩近づいたと考えている。胆汁酸を構成要素とし、S-S結合を「リンカー」部位に組み込んだ新規キャリア分子を合成を検討した。胆汁酸の3つの水酸基をシリル基で保護して、末端カルボン酸部位をチオール基に変換した化合物の合成を検討したが、シリル基が水酸基間で転移を起こしたため、保護基をシリル基からアセチル基に変え、カルボン酸部位のチオール化を行った。さらにアセチル基を還元的条件下で脱保護し、3つの水酸基とチオール部位を有するFacial Amphiphile部位の合成を行った。次に、Facial Amphiphile部位を接合するためのプラットフォームとなる部分の合成を検討した。プラットフォームとしてはトリ(2.メルカプトエチル)アミン、ジ(2-メルカプトエチル)アミンを用いた。これらの化合物と前述のFacial Amphiphile部位との間のS-S結合形成反応を検討した。カルボメトキシスルフィニルクロリドを用いて、S-S結合生成反応を行ったところ、良い収率で目的としたキャリア分子を合成することに成功した。合成したキャリア分子は有機溶媒、水等に対する溶解度が極めて低い(1x10^<-5>mol/l以下)ことから、精製が困難であり、またキャリア分子としての機能評価も十分行えなかった。そこで、現在Facial Amphiphile部位の水酸基をスルホン酸エステル化、リン酸エステル化することにより溶解性の向上を検討中である。そこで本年度は胆汁酸部位の水溶性向上を目的として、胆汁酸の3つの水酸基をスルホン酸エステル化、リン酸エステル化したもの等を合成し、その水溶性、臨界ミセル濃度の測定を行った。種々の条件で、水溶性化部位の導入を行ったところ、3つの水酸基のうち2つまで、スルホン酸エステルとすることができたが、全てに水溶性部位が導入されたものは低収率(15%程度)でしか得られず、また精製が非常に困難であった。得られた粗生成物を用いて、分子集合体形成能を検討したところ、CMCが存在することから、何らかの分子集合体を形成していると思われる。現在は、生成した集合体の薬物包接能を検討中である。光照射により切断されるリンカー部位の組み込みも検討した。モデル化合物として、胆汁酸2分子を3-ニトロ-4-ヒドロキシメチル安息香酸を用いて連結した分子を合成して、光照射下でのその分解を検討した。その結果、上記のリカーは反応当初、光化学的に加水分解を起こすものの分解生成物の妨害により、急速に分解速度が低下し、反応は完全には終了しないことが分った。この化合物を用いて、ヘキサン/水-

メタノールの2層系におけるオレンジOTの輸送実験を行ったところ、キャリア分子による色素のヘキサン層→水-メタノール層への移動が確認された。この分子は酸性条件下での水溶性が非常に低いため,pH変化による色素の放出を確認するには至っていないが、本研究課題で,目的としている放出制御能を持つ薬物送達分子の完成に一歩近づいたと考えている。
癌ワクチン療法による肺癌制圧のための分子免疫学的解析

久留米大学免疫学教室〔伊東恭悟教授〕でcyclophilin B, SART-1抗原をはじめとするHLA-class I抗原関連癌退縮抗原の同定された(Shichijo, JEM,1997,Nakao, JI,2000etc)。H12より世界に先駆け久留米大学病院にてCypB, SART-3等の癌ペプチドワクチン第I相臨床試験を行っている。HLA-A24陽性の肺癌、大腸癌、食道癌、乳癌、婦人科癌、転移癌症例に対して開始された。これまでのところSide effectは注射局所の炎症反応以外なく、個々の患者さんの癌に対する特異的キラーT細胞活性はほぼ全例(90%)に於いて増強された。この結果Side effectは注射局所の炎症反応以外なく、個々の患者さんの癌に対する特異的キラーT細胞(CTL)活性はほぼ全例(90%)に於いて増強された。しかしながらペプチドワクチン単独では当初我々が予想したように臨床効果すなわち高度進行癌の著明な縮小は見られなかった。そこで現在我々は新しいペプチドワクチンプロトコールの第I相臨床試験を開始した。この特徴は1.あらかじめ患者末梢血中のペプチドに対するCTL前駆体(HLA-A24陽性患者では14種類の癌ペプチドに対し、HLA-A2陽性患者では16種類の癌ペプチドに対し)の存在を確認し陽性のペプチドのみを投与する。2.ペプチドワクチンプロトコール終了後、すなわちペプチド3回終了後に積極的に抗癌剤の併用を開始する。今回の新しいペプチドワクチン第I相臨床試験はEvidence-basedの癌ワクチン療法で従来のペプチドワクチン単独に比べ高い臨床効果が期待できる。
新型H5インフルエンザウイルスの宿主域決定因子の解明

インフルエンザウイルスは、感染細胞の核内でのゲノムの複製を行い、新しく合成されたウイルスRNA(vRNA)はリボ拡散複合体(RNP)として核外に輸送される。このRNPの閣外輸送にはNS2蛋白質が関与するが、その詳細は分かっていない。これまでに、NS2蛋白質が核外輸送を担う細胞因子CRM1と結合しRNPの核外輸送を誘導すること、NS2蛋白質に存在するnuclear export signal(NES)様アミノ酸配列はCRM1との結合には職説関与しないが、RNPの核外輸送には重要であることが知られており、NES様配列中の3カ所の疎水性残基に同時に変異(M16A,M19A,L21A)を導入すると、RNPの核外輸送が阻害され、感染性ウイルスは回収されなかった。今回、このNS2蛋白質NES様配列のウイルス感染における重要性をランダム変異法(degenerate mutagenesis)を用いて解析した。変異インフルエンザウイルスはA/WSN/33(H1N1)を用いたリバースジェネティクス法により作製した。NA2蛋白質のNES様領域(12-ILMRMSKMQL-21)をコードする30塩基を6塩基ずつ5つの領域に分け、それぞれの領域をランダムに変えたvRNA転写用プラスミドを構築し、リバースジェネティクスを行った。回収されたウイルスをプラック純化した後、それぞれのNS2遺伝子の塩基配列を解析した。その結果、5つ全ての領域で変異を有するウイルスが得られた。NES機能に重要であると考えられるそれぞれの疎水性残基においても他のアミノ酸への置換が許容された。しかし、多くの場合、他の疎水性アミノ酸への変異、あるいはその前後部位に疎水性アミノ酸を伴う変異が認められた。したがって、ウイルス感染において野生型のNES様配列は絶対的なものではなく、ある疎水性状の範囲内ではそれが機能しうることが示唆された。
対話からの知識獲得に関する研究

本研究では、対話からの知識獲得の枠組を評価する例題として、対話リ-グ戦を選び、これに出場する対話システムを作成した。対話リ-グ戦は、自然言語処理システムの総合的能力を客観的に評価する方法として提案された対話システムのコンテストである。対話リ-グ戦では、対話を介して相手から必要な知識を得、その情報に利用して問題を解く必要があるため、対話参加者の対話時における知識状態の動的な変化を明解に扱う必要がある。我々が提案する対話からの知識獲得の枠組は、発話理解=情報統合という考えに基づいており、対話参加者の知識状態の動的な変化をうまく扱うことができる。すなわち、1.相手の発話から、自分の知識状態を変更する。2.相手の発話から得られる知識は、そのときの自分の知識状態に依存する。3.相手の発話とそのときの自分の知識状態のインタラクションから、応答が生成される。作成した対話システムにおいては、3つの基本的な対話戦略に基づき、知識を効率良く交換できる2つのプロトコルと対話を短くする5つの工夫を組み込んだ。この結果、非常に短い対話量で対話リ-グ戦の課題を達成できるシステムとなった。
光異性化分子の集合形態変化を用いた発動分子システム

本研究では、我々が見出した水中での光誘起巨視的集合体構造変化を示す両親媒性ジアリールエテンをベースにして、光照射によって機械的な運動を引き起こす超分子構造体を構築することを目的とする。フォトクロミズムは2状態なので、分子レベルの異性化反応では機械的な運動にならないが、超分子構造体を構築し巨視的な可逆構造変化に結び付けることで、機械的な運動を示す発動分子システムになる。機械的な運動の実現に成功した暁には、外部に仕事を取り出すシステムの構築にまで結び付けることが最終的な目標である。
不均一性に基づく機能的誘電特性の発現機構解明と制御

本年度は、不均一性に由来する巨大応答物性の起源を相転移におけるディスオーダー効果の観点から解明すべく、特にソフトモード型強誘電体として知られるABO_3型強誘電体の臨界挙動を、共焦点顕微ラマン分光法によって研究した。その結果、量子揺らぎが相転移物性を支配すると考えられてきた量子誘電体SrTiO_3において酸素同位体置換によって理論的な予測を実証する理想的なソフトモード型の量子相転移を誘起することを明らかにし、更にその量子臨界点において新奇な相分離状態を発見した。更に、ソフトモード型強誘電体におけるディスオーダー効果を正確に理解する為の基礎となる、典型的な均一系ソフトモード挙動を示す物質を物質合成の観点から新たに探索し、その結果、現在まで複雑な相転移挙動を有すると考えられそのメカニズムが未解明であったCdTiO_3において、典型的なソフトモードの臨界挙動を新たに発見し、CdTiO_3極めてシンプルな二次相転移を有する典型的ソフトモード型強誘電体であることを発見した。これまで強誘電体単結晶における分光学的研究は、相転移後に発生する複雑なドメイン構造によって精密な研究が困難な例が多く、これが物理的本質の理解を妨げていたが、本研究では共焦点法の応用によってこれを克服し、物性研究における分光学的研究の技術を大きく進展させた。更にこの技術を、強誘電体ガラスの結晶化過程の研究にも適用し、新規高屈折率ガラス材料として期待されているBaTi_2O_5ガラスの逐次結晶化過程を解明した。1.量子常誘電体SrTiO3は、従来熱揺らぎで説明されてきた強誘電体材料中において、量子揺らぎが物性の主要な役割を担う興味深い系として非常に高い関心を集めている。また最近、我々のグループによってSrTiO3に酸素同位体置換を施すことによって強誘電性が誘起されることが発見され、そのメカニズムの解明は現在強誘電体基礎研究の中心的な位置付けにある。本研究ではこの現象における不均一性の役割を明らかにすべく、臨界置換率以下の量子常誘電性試料における強誘電性ソフトモードの同位体置換率依存性をラマン散乱により調べた。その結果、強誘電性発現初期過程における前駆現象として非強誘電性の極性クラスターの成長を明らかにし、それに続いて強誘電性クラスターが発現すると言う段階的な強誘電相発現機構を示した。また本研究は、現在量子臨界点における新奇な不均一性誘起相共存状態という観点から研究が進められており、量子相転移における本質的な不均一性誘起現象としてその実体が解明しつつある。2.近年、アモルファス化強誘電体は新たな非線系光学材料として大きな注目を集めてきた。しかしながら従来のアモルファス化強誘電体作成法であるツインローラー急冷法は、試料品質の問題の為実用化の可能性は低く、さらに物性の試料依存性により、基礎物性に関しても未解明の部分が多かった。それに対して本研究では、ガスジェット浮遊炉を用いた無容器急冷法により、新規強誘電体として大きな注目を集めているBaTi2O5を母材料とした高品質アモルファス材料の合成に成功した。さらに顕微ラマンを用いた結晶化過程のその場観察を用いて、アモルファス化BaTi2O5が複数の準安定相を経由した逐次的な結晶化過程を経て、安定なBaTi2O5結晶相へと相変化することを明らかにした。本研究の成果は、高品質アモルファス化強誘電体中に高い非線系光学特性をエンジニアリングした、ナノ強誘電体結晶分散アモルファス材料を開拓する為の第一段階となるものである。
神経性やせ症患者におけるRefeeding syndromeリスクの検討

極度の低体重である神経性やせ症の治療では、餓死を防ぎ、低体重を改善するために栄養を与える必要がある。しかし、治療を開始した初期(再栄養時)に、返って生命に関わる様な再栄養症候群という重篤な状態が起こり得る。このため、慎重に栄養投与を行う必要があるが、再栄養症候群についての理解は不十分であるため、治療のための栄養素の内容などについての指針はまだない。本研究では、再栄養症候群の発生に関連する事柄について、特に血糖変動や投与する栄養素の割合の関連に着目して検討し、再栄養症候群を防ぐための望ましい栄養療法を提言する。
空間センシングに基づくスケーラブルなコラボレーション・ディスプレイの開発

本研究では12枚の液晶パネルを4x3の格子状に配置したタイルドディスプレイを構築し、各格子点に小型魚眼カメラを取り付けることで、遠隔地間でのインフォーマルなコラボレーション環境を実現するための基礎技術の開発を行った。格子点に取り付けた小型魚眼カメラは、ディスプレイ前方にいる利用者の姿を撮影すると同時に、レンズ周辺部ではディスプレイ面を指さす利用者の指先を撮影することができる。撮影された利用者の映像からは人物像だけを切り抜いて遠隔地間で送受信することで、ビデオアバタとしてコミュニケーションに利用することができる。また複数台の小型魚眼カメラで撮影された指先映像は撮影された方向から指先位置を検出することができるため、タイルドディスプレイ上でのタッチインタラクション機能を実現することができる。タイルドディスプレイに対する映像表示手法に関しては、SAGEライブラリを用いることで、任意のウインドウとビデオアバタアプリケーションを自由に融合可能にした。本研究で開発を行ったこれらの手法は、タイルドディスプレイという安価に構築できるスケーラブルな高精細ディスプレイを用いながら、小型魚眼カメラによってディスプレイ前方の空間全体をセンシングすることで、利用者の姿の撮影とタッチインタラクションを同時に実現可能にした点が特徴である,またこれらの技術を遠隔地間で利用することで、人物画像やジェスチャを利用したインフォーマルなコラボレーション環境を実現できることが期待される。
赤血球酵素異常症・発現したタンパクによる変異酵素の機能解析

グルコースリン酸イソメラーゼ(GPI)異常症は解糖系酵素異常による遺伝性溶血性貧血で、世界で40家系以上が報告されている常染色体劣性遺伝性疾患である。GPIの多様な構造変異が遺伝性溶血性貧血の原因となることが明らかになってきたが、GPIはその機能ドメインが未だ不明確で、遺伝子変異・酵素機能異常と病態との関係は十分に解明されていない。そこで今年度はヒトGPIの大腸菌体内での発現系を構築し、組み換え型ヒトGPIをヒト赤血球GPIとの酵素学的諸性質を比較検討した。さらにGPI異常症の原因となる点突然変異を有する変異GPIを発現・精製して、酵素学的諸性質と遺伝子変異・臨床像との関連を検討した。ヒト網赤血球より単離したGPIcDNAをグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)との融合蛋白として大腸菌体内で発現させた。GST-GPI融合タンパクはモル当たり比活性が、赤血球GPIの約80%に低下していたが、基質であるグルコース6ーリン酸(G6P)・フルクトース6ーリン酸(F6P)に対する親和性は赤血球GPIとほぼ同一であった。変異GPIの比活性・基質親和性・熱安定性を正常対照と比較検討したところ、N末端の変異T51は比活性が正常の約70%に低下し、さらに熱に対して著しく不安定な性質を示した。急性溶血発作を示さないバリアントT224Mは比活性が正常の約85%で、熱に対する不安定性は他の変異に比して軽度であり、基質G6Pに対する親和性は正常より強いことが明らかになった。Q343R・D539Nの各バリアントは熱に不安定な性質と共に、基質親和性の低下を認めたが、Q343RはG6P・F6Pの両方、D539NはF6Pに対する親和性のみが有意に低下していた。以上、検討した4種の変異GPIは共通して熱に対して不安定であったが、熱安定性の程度および基質F6Pに対する低親和性が急性溶血発作の有無に相関することが示唆された。
滑膜細胞調節因子シノビオリンによる関節リウマチ骨軟骨破壊機構の解明

関節リウマチ(RA)はQOLを脅かす疾患であり、現在、骨破壊と線維化の進んだエンドステージの患者に対して有効な治療法はないため、医療・社会・経済の面からRAの病態形成の全貌を明らかにすることが求められている。我々がRA滑膜細胞から発見したシノビオリンは、RAの様々な病態形成に関与するが、骨・軟骨破壊との関与については明らかではなかった。そこで本研究では、シノビオリンの骨・軟骨における機能解明を試みたところ、軟骨において重要な役割を果たすことが明らかとなった。関節リウマチ(RA)はQOLを脅かす疾患で、超高齢化社会を迎えた我が国では今後さらに罹患者が増大すると考えられている。現在、骨破壊と線維化の進んだエンドステージの患者に対して有効な治療法はないため、医療・社会・経済の面からRAの病態形成の全貌を明らかにすることが求められている。我々がRA滑膜細胞から発見したシノビオリンは、RAの免疫応答異常、滑膜細胞の過増殖、線維化といった様々な病態形成に関与するが、骨・軟骨破壊との関与については明らかではなかった。そこで本研究では、軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリン遺伝子欠損マウスを作製し、シノビオリンの骨・軟骨における機能を明らかとすることでRAの根源的理解とその克服を目指すこととした。まず軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリンKOマウスを、II型コラーゲン、Sp7プロモーター制御下でCreを発現するマウスを、それぞれシノビオリンfloxedマウスと掛け合わせ作製した。さらにPGC-1βの影響がない場合の骨・軟骨組織の異常を検討するため、タモキシフェン誘導型全身性もしくは脂肪組織特異的シノビオリン/PGC-1βダブルKOマウスの作製を進めた。その結果、軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリン遺伝子欠損マウスはいずれも体格が小さく、しかもメンデルの法則に則って出生しないことが明らかとなった。このことからシノビオリンは個体発生もしくは骨格形成に何らかの機能を有する可能性が考えられた。今後は、詳細な表現型解析等を進めることで、シノビオリンの新たな機能が明確になることが期待される。前年度に、軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリンKOマウスを、II型コラーゲン、Sp7プロモーター制御下でCreを発現するマウスを、それぞれシノビオリンfloxedマウスと掛け合わせ作製したところ、軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリン遺伝子欠損マウスはいずれも体格が小さく、しかもメンデルの法則に則って出生しないことが明らかとなった。そこで今年度は、胎生期より遺伝子型の解析を行い、各ステージでのKOマウスの存在率を検証することを試みた。さらにわずかに生存したマウスについて形態学的観察および剖検、組織学的な解析を進め、これらマウスでどのような変化が起こっているかについての詳細な表現型解析を行っている段階である。また、これらマウスより基質探索のためのサンプル準備を進めている。この解析結果により、シノビオリンの骨・軟骨における新たな機能が明確になることが期待される。計画したシノビオリン遺伝子欠損マウスの作製および解析・サンプリングが進行している。ただし、メンデルの法則に則って出生しないことや、体格が小さいために早期に死亡してしまうことがほとんどであることがわかったため、交配数を調節して対応している。軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリンKOマウスを、II型コラーゲン、Sp7プロモーター制御下でCreを発現するマウスを、それぞれシノビオリンfloxedマウスと掛け合わせ作製したところ、軟骨細胞・骨芽細胞特異的シノビオリン遺伝子欠損マウスはいずれも体格が小さく、しかもメンデルの法則に則って出生しないことが明らかとなった。そこで、胎生期より遺伝子型の解析を行い、各ステージでのKOマウスの存在率を検証したところ、II型コラーゲンプロモーター制御下でCreを発現するマウスの出生は予測の50%程度であり、しかも出生後3週間程度しか生存しないことが明らかとなった。

以上の結果からシノビオリンは軟骨において重要な役割を示すことが明らかとなり、RAの病態を形成する免疫応答異常、滑膜細胞の過剰増殖、骨・軟骨破壊、線維化のすべての病的プロセスに関与することが示された。そのため、シノビオリンを抑制することがRAの治療につながるものと大いに期待される。関節リウマチ(RA)はQOLを脅かす疾患であり、現在、骨破壊と線維化の進んだエンドステージの患者に対して有効な治療法はないため、医療・社会・経済の面からRAの病態形成の全貌を明らかにすることが求められている。我々がRA滑膜細胞から発見したシノビオリンは、RAの様々な病態形成に関与するが、骨・軟骨破壊との関与については明らかではなかった。そこで本研究では、シノビオリンの骨・軟骨における機能解明を試みたところ、軟骨において重要な役割を果たすことが明らかとなった。計画したシノビオリン遺伝子欠損マウスの作製が進行している。一部メンデルの法則に則って出生しないことや、体格が小さいために早期に死亡してしまうことがあることがわかったため、予定よりも交配数を多くして対応している。前年度に引き続き、各KOマウスを作成し表現型の解析を行うとともに、シノビオリンが軟骨細胞・骨芽細胞において特異的な基質をユビキチン化し、代謝している可能性を検証するため、基質が蓄積していることが考えられる軟骨細胞・骨芽細胞特異的KOマウス由来軟骨組織、骨組織のサンプリングを進めている。メンデルの法則に則って出生しないことや、体格が小さいために早期に死亡してしまうことがあることがわかったため、サンプル量の確保が問題となることが分かったため、交配数を増やすなどして対応する。これにより得られたサンプルをそれぞれ用いて軟骨細胞・骨芽細胞特異的なシノビオリン基質の探索を行う。また軟骨細胞・骨芽細胞でのシノビオリンの欠損がRAとどのように関与するかを検討するため、RAにおける骨・軟骨破壊の主役となる破骨細胞の形成や活性化に及ぼす影響を軟骨細胞・骨芽細胞特異的KOマウス由来骨芽細胞と破骨細胞前駆細胞を用いたco-culture法により検討する。分子病態学前年度に引き続き、各KOマウスを作成し表現型の解析を行うとともに、シノビオリンが軟骨細胞・骨芽細胞において特異的な基質をユビキチン化し、代謝している可能性を検証するため、基質が蓄積していることが考えられる軟骨細胞・骨芽細胞特異的KOマウス由来軟骨組織、骨組織をそれぞれ用いて酵母two-hybrid法、プロテオーム、トランスクリプトームなどの手法により軟骨細胞・骨芽細胞特異的なシノビオリン基質の探索を行う。前述のとおり、一部メンデルの法則に則って出生しないことや、体格が小さいために早期に死亡してしまうことがあることがわかったため、予定よりも交配数を多くする。
物体内部の不連続面の観測データによる再構成の数理

物体内の導電率の不連続面を、与えられた局所化されたデイリクレーノイマン写像を使って書き下す公式を得る方法(探針法)をさらに発展させ、不連続面によって囲まれた物体(これを介在物という)内部の導電率を求める公式を与える同時に、等方的弾性体の内部の介在物の再構成公式とその介在物内部の弾性率が局所化されたデイリクレーノイマン写像によって一意的に決定されることを証明した。ルンゲの近似定理に基礎をおくこの方法の数値的実現の困難性を回避するため、複素幾何光学解に基礎をおく囲い込み法を導入し介在物の凸包のデイリクレーノイマン写像による再構成公式を与えるとともに、その数値実験をした。さらに2次元の問題において、導電率が区分的に定数で介在物が多角形状であるとき、ひと組のCauchyからの介在物の凸包の再構成公式を与えた。また与えるノイマンデータは無限個であるが、デイリクレデータは固定した2点のみで読み取るという、電位分布の測定点を離散化した問題においても類似の公式が得られることを示した。囲い込み法は定常Schrodinger方程式に対するCauchy問題へ応用され、解の境界の一部におけるCauchyデータを使って解を計算する公式を与えた。またLaplace方程式のCauchy問題に対するCarleman関数を陽に構成するためYarmukhamedovによって導入されたLaplacianのexoticな基本解の族の非有界領域における境界値逆問題への応用を見い出し、囲い込み法の適用範囲をさらに拡げた。とくに彼の族は、FaddeevのGreen関数をその特別な場合として含んでいるという知見を得た。あたえられた物体の表面から電流を流し込み,その結果生じた表面上の電位分子を観測する。これを何回か実行し(無限回を含める),表面から流し込んだ電流と対応する表面上の電位分布の対のデータを得る。このデータから,物体内の導電率の分布を再構成する問題を数学的に定式化したのがCalder\'onの問題である。これは電気インビーダンストモグラフィを数学的に定式化した典型的な逆問題である。導電率が滑らかな場合はNachmanによる無限個のデータを用いた導電率自身の再構成公式があるがその不連続面を再構成する問題も重要であると考えられている。我々はこの問題に取り組み不連続面を再構成するための3つの数学的方法,すなわち,探針法,囲いこみ法および切断法を提唱するに至った。探針法とは,不連続面を,物体内に仮想的に侵入する針が最初に当たる点と把らえ直し,勝手に与えた針の侵入経路に沿って針の先端が移動していくときそれが不連続面に当たるかどうか当たるとすればいつかを予言するもので,不連続面の内側の物体(これを介在物という)そのものの再構成公式をもたらした。一方囲い込み法は,ある方向からそれに直行する平面を遠くから下降させたときそれがいつ不連続面に当たるかを予言するものであり,介在物の凸法の再構成公式をもたらした。また,切断法は,勝手に与えた平面状の形をした刃を遠くから下ろしてきたときそれが不連続面に当たるかどうかまた当たるとすればいつかを予言し,これは介在物の平面による切断面の凸包の再構成公式をもたらした。つぎに,物体の音波による散乱を取り上げ,散乱データから未知の物体を再構成する問題へ探針法を応用した。その結果散乱振幅から物体そのものを再構成する公式を手に入れるに至った。なを囲いこみ法は,これからの最重要課題である有限個のデータからの再構成問題にも有効であり二つの典型的な問題への応用を与えた。

物体内の導電率の不連続面を、与えられた局所化されたデイリクレーノイマン写像を使って書き下す公式を得る方法(探針法)をさらに発展させ、不連続面によって囲まれた物体(これを介在物という)内部の導電率を求める公式を与える同時に、等方的弾性体の内部の介在物の再構成公式とその介在物内部の弾性率が局所化されたデイリクレーノイマン写像によって一意的に決定されることを証明した。ルンゲの近似定理に基礎をおくこの方法の数値的実現の困難性を回避するため、複素幾何光学解に基礎をおく囲い込み法を導入し介在物の凸包のデイリクレーノイマン写像による再構成公式を与えるとともに、その数値実験をした。さらに2次元の問題において、導電率が区分的に定数で介在物が多角形状であるとき、ひと組のCauchyからの介在物の凸包の再構成公式を与えた。また与えるノイマンデータは無限個であるが、デイリクレデータは固定した2点のみで読み取るという、電位分布の測定点を離散化した問題においても類似の公式が得られることを示した。囲い込み法は定常Schrodinger方程式に対するCauchy問題へ応用され、解の境界の一部におけるCauchyデータを使って解を計算する公式を与えた。またLaplace方程式のCauchy問題に対するCarleman関数を陽に構成するためYarmukhamedovによって導入されたLapl acianのexoticな基本解の族の非有界領域における境界値逆問題への応用を見い出し、囲い込み法の適用範囲をさらに拡げた。とくに彼の族は、FaddeevのGreen関数をその特別な場合として含んでいるという知見を得た。
医療の質に基づく支払い方式の国際比較と我が国への導入モデルの構築に関する研究

本研究は、1) P4Pの国際制度比較研究、並びに、2) P4Pの我が国への導入モデルの検討、の2つのコンポーネントからなる。P4Pを既に導入している各国・地域ごとにそれぞれ異なる制度のあり方の類型化を試み、また、医療の質や効率性の改善につながる効果を定量的に検討すべく、平成21年度は、4月から8月にかけて文献調査を実施した。その結果、広い意味でのP4P制度のあり方は、次の各項のごとく大きく分類できることが判明した。すなわち、(1) pay for reporting、(2) payfor resourcesspent、(3) pay for procedure followed、(4) pay forpatient outcome、(5) pay forpatient satisfactionの5項目である。このうち、狭義のP4Pは(4)のみを指す場合が多いものの、(4)以外の複数の評価指標と組み合わせて、若しくは、(4)の導入にあたっての前段階として(4)以外の評価指標による支払いが実施されている例も散見されたことから、海外の専門機関に対するヒアリング調査の結果等も踏まえ、本研究の対象とする制度の範囲を限定することとした。このほか、P4Pによる支払いの対象となっている分野についても、制度間に大きな多様性が存在していることが明らかとなった。このうち、本研究においては、急性期医療を対象として介護分野を対象としない(ただし看護分野については対象とする。)旨、研究協力者間で合意を形成している。なお本研究は、主任研究者の離職に伴う研究者資格の喪失のため、平成22年1月末をもって中断しており、従って、本年度に予定していた研究活動のうち、海外の専門機関に対するヒアリング調査及び制度比較研究については、実施されることがなかった。また、来年度に予定していたP4Pの我が国への導入モデルの検討も行われない。
ラカン派精神分析を参照軸として〈政治的なもの〉をめぐる思想史を捉え直す試み

本研究は、ラカン派精神分析をおもな参照軸として、戦後フランスにおける精神分析と〈政治的なもの〉の関係を問い直し、両者がどのような局面で互いに結びつくのかを明らかにするものである。フロイトおよびラカンに加えて、ハンス・ケルゼン、クロード・ルフォール、マルセル・ゴーシェ、ルイ・アルチュセール、フランソワ・バリバールといった思想家のコーパスを参照する。
アルケンおよびアルキンの求電子的活性化を利用した分子構築法の開発

前年度に見出したホウ素触媒と用いる分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応と分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の反応機構について、さらに詳細に検討を行った。その結果、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応では、B(C6F5)3・nH2Oがアリルシランによって脱水され無水物となり、B(C6F5)3(無水物)とアリルシランは、お互いに反応しないことが明らかとなった。このことからも、B(C6F5)3は、アルキンを高選択的に活性化することが示された。また、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応では、反応系中で生成することが確認されたH+[NCB(C6F5)3]-の調製法を確立し、その反応性について調べた。その結果H+[NCB(C6F5)3]-が本反応の触媒活性種であることを示唆する結果が得られた。本年度は、さらにホウ素触媒による分子内ヒドロアミノ化/ヒドロアリル化反応および分子内ヒドロアミノ化/ヒドロシアノ化反応の開発にも成功した。これらの反応は、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロ官能基化反応の最適条件と同様の条件下では、効率的にはしなかった。分子内ヒドロアミノ化/ヒドロアリル化反応では、求核剤であるアリルシランとプロトン源の直接的な反応によってそれらが消費されてしまうことが問題となったが、嵩高いフェノールをプロトン源とすることによって、目的の反応は効率的に進行した。分子内ヒドロアミノ化/ヒドロシアノ化反応では、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応とはことなり、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の触媒活性種であることが示唆されているH+[NCB(C6F5)3]-の形成を抑制することが、効率的反応の実現には重要であることが示唆された。申請者らがこれまでに見出しているヨウ素とシランを用いる単純アルケンに対する触媒的分子内ヒドロアルコキシ化反応の知見をもとに,本年度は,単純アルキンに対する触媒的ヒドロ官能基化反応を検討した.その結果,単純アルケンに対する反応と同様のヨウ素とフェニルシランを用いる条件では,一部の基質で目的の反応は進行するものの,ヨウ化物イオンによる副反応が問題になった.そこで,ヨウ化物イオンフリーの超強酸を用いる条件下検討を行なった.その結果,超強酸とシランを用いる単純アルキンに対する分子内ヒドロアルコキシ化ー還元反応と分子内ヒドロアミノ化ー還元反応を見出した.この反応では,2,4-二置換ピロリジン,2,5-二置換ピロリジンが高いジアステレオ選択性で得られた.続いて,より効率的な反応の開発を目指して,ヨウ素とシランのによる条件での検討を行なった.ヒドリド供与能の高いシランを用いることによって副反応が抑制できるものと考え検討した結果,トリエチルシランを用いると目的の反応が進行することを見出した.ブレンステッド酸とシランを用いる条件では,同様の反応に加熱を必要としていたが,ヨウ素とシランを用いる条件では,室温で反応が進行した.その結果,2,4-二置換ピロリジン,2,5-二置換ピロリジン及び2,3ー二置換テトラヒドロフランで高いジアステレオ選択性がみられた.これら見出した反応は,遷移金属を用いることなく単純アルキンの分子内ヒドロ官能基化に成功した数少ない例といえる.これまでのアルケンの求電子的な反応に加え,本年度は,2種のアルキンの分子内ヒドロ官能基化反応の開発に成功してたため.また,立体選択性に関する興味深い結果を得ることもできた.本研究では,アルキル基や水素が置換した単純アルケン及びアルキンに対する新しい求電子活性化法を開発し,それらを用いた新規分子構築法を確立することを目的とした.これまでにヨウ素とシランを用いる触媒系による単純アルケン及びアルキンの分子内ヒドロ官能基化反応やブレンステッド酸とシランを用いる触媒系によるアルキンのヒドロ官能基化反応の開発を行なってきた.本年度は,ブレンステッド酸触媒とヒドロシランを用いる単純アルキンに対する分子内ヒドロアルコキシ化/還元反応を基に,単純アルキンに対する二重ヒドロ官能基化反応へと展開するため検討を行なった.その結果,ブレンステッド酸触媒では,目的の反応の開発は難しいことがわかったが,新たにホウ素触媒を用いることで目的の分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応およびヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の開発に成功した.これまでにアルキンに対する二重ヒドロ官能基化反応では,二重ヒドロアルコキシ化反応やヒドロアルコキシ化/ヒドロアリール化反応が知られているものの,アリル基やシアノ基が導入されるヒドロアルコキシ化/官能基化反応は初めての報告となる.さらに,ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応とヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の基質一般性の違いに着目して,それぞれの反応の触媒活性種について知見を得るため検討を行なった.その結果,ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応では,ホウ素触媒がルイス酸触媒としてアルキンを活性化するのに対して,ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応では,ホウ素触媒とトリメチルシリルシアニドから生成するブレンステッド酸が触媒としてアルキンを活性化していることが示唆された.

昨年度までに見出したヨウ素とシランを用いる触媒系,ブレンステッド酸とシランを用いる触媒系に加え,本年度は,ホウ素触媒による触媒系の開発に成功し,アルキンの二重官能基化反応への展開に成功したため.前年度に見出したホウ素触媒と用いる分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応と分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の反応機構について、さらに詳細に検討を行った。その結果、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロアリル化反応では、B(C6F5)3・nH2Oがアリルシランによって脱水され無水物となり、B(C6F5)3(無水物)とアリルシランは、お互いに反応しないことが明らかとなった。このことからも、B(C6F5)3は、アルキンを高選択的に活性化することが示された。また、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応では、反応系中で生成することが確認されたH+[NCB(C6F5)3]-の調製法を確立し、その反応性について調べた。その結果H+[NCB(C6F5)3]-が本反応の触媒活性種であることを示唆する結果が得られた。本年度は、さらにホウ素触媒による分子内ヒドロアミノ化/ヒドロアリル化反応および分子内ヒドロアミノ化/ヒドロシアノ化反応の開発にも成功した。これらの反応は、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロ官能基化反応の最適条件と同様の条件下では、効率的にはしなかった。分子内ヒドロアミノ化/ヒドロアリル化反応では、求核剤であるアリルシランとプロトン源の直接的な反応によってそれらが消費されてしまうことが問題となったが、嵩高いフェノールをプロトン源とすることによって、目的の反応は効率的に進行した。分子内ヒドロアミノ化/ヒドロシアノ化反応では、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応とはことなり、分子内ヒドロアルコキシ化/ヒドロシアノ化反応の触媒活性種であることが示唆されているH+[NCB(C6F5)3]-の形成を抑制することが、効率的反応の実現には重要であることが示唆された。現在までに確立したヨウ素とシランを用いる触媒的反応系とブレンステット酸とシランを用いる触媒的反応では,興味深い選択性の差異が見られている.この選択性の差異について要因を追求するとともに,その選択性を利用した反応の開発を検討する.ボランを触媒とするアルキンのヒドロ官能基化に続く炭素-炭素形成反応がタンデム型で進行することを見出している.これらの反応では,より官能基化された複素環化合物が得られるため,今後は,ボランを触媒とする反応の開発に重点をおいて研究を行なっていく予定である.平成29年度に開発したホウ素触媒によるアルキンの二重ヒドロ官能基化反応の一段階目反応は,分子内ヒドロアルコキシ化反応に限られており,現在のところヒドロアミノ化反応へと展開に関しては問題を残している.そこで,ホウ素触媒によってヒドロアミノ化反応が効率的に進行しない原因を明らかにすると共に,触媒構造や反応条件を最適化することによってヒドロアミノ化/ヒドロ官能基化反応を開発する.また,二段階目の反応としては,これまでに成功しているヒドロアリル化とヒドロシアノ化に加え,更なる多様な官能基を導入可能な反応へと展開する.これまでの研究で,ホウ素触媒が,単純なルイス酸触媒としてのみならず,ケイ素求核剤と組み合わせることで多様な反応性を示すことが分かっている.そこで,今後の研究においても,上記のような多様性を持つ反応へと展開すると共に,ホウ素触媒とケイ素求核剤との組み合わせによる反応性についても解析を行い明らかにしていく予定である.ブレンステッド酸とシランを用いる分子内ヒドロ官能基化において,興味深いジアステレオ選択性が明らかとなり,重点的に検討を行なった.
歯根膜のバイオメカニズムと三次元メッシュワーク構造に関する研究

矯正的歯の移動前後におけるバイオメカニカルな応答と形態学的評価を行うために雑種成犬の上顎第三切歯を被験歯とし近心方向へ約150gで7日間実験的にはを移動した。移動前後において静的粘弾性解析を行うとともに歯根膜の形態学的観察を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)にて行った。静的粘弾性解析において両群ともに瞬間的荷重に対する最大変位量の変化は変曲点を持つ曲線を示し、対照群に比較して実験群では変位量が増加した。60秒持続的荷重におけるクロープ量の変化は、対照群に対して実験群でいずれの荷重においても増加し、遅延時間は短縮した。形態学的には、弾性系繊維染色(オルセイン染色、レゾルシン・フクシン染色、前酸化処理を行ったレゾルシン・フクシン染色)を施した光学顕微鏡観察において、弾性線維、オキシタラン線維を確認した。また、対照群と比較して実験群において配向性の変化および量的変化が認められた。走査電子顕微鏡観察から、弾性線維は直径約1μmのコラーゲン線維より太い線維で、表面構造に500nm以下のmicrofibrilが観察された。透過電子顕微鏡観察より、弾性線維のmicrofibrilと無定形物出を確認した。以上より、矯正学的歯の移動前後いおける歯根膜のバイオメカニカルな応答は、コラーゲン線維と弾性系線維の形態学的相違により惹起されることが示唆された。