hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生きているが人工培地で培養できない状態のレジオネラの棲息状況と病原性に関する研究

研究目的レジオネラ症予防対策を講じるためには生きているが人工培地で培養できない状態(VBNC)のレジオネラの棲息状況と病原性について熟知しておく必要がある。しかしながら、これらについての研究は非常に少ない。本研究では清掃・消毒によりレジオネラを不検出状態にした貯湯タンクでレジオネラがどのように増殖してくるのか、塩素消毒によりVBNC状態に陥ったレジオネラに病原性があるのかを研究した。研究結果と考察清掃・消毒によりレジオネラを不検出状態にした貯湯タンク内でレジオネラはVBNC状態で生残しており、これらの菌がアメーバに被食されることで培養可能な状態に蘇生していることが疑われた。その期間はおよそ3週間であると推測された。また、高pHでは塩素が効きにくいことが培養法で確認されたが、塩素接触時間が長くなるほど減少すると予測されたCFUが、一時的に増加する現象が観察された。このことは塩素消毒によりレジオネラが生きているが培養できない損傷菌に陥ることを示唆しており、蛍光染色法を併用した実験によりレジオネラが塩素消毒により培養法で検出されないが生きている損傷菌に陥ることが確認された。また、VBNC状態に陥ったレジオネラをモルモットに感染させたが、モルモットは発病しなかった。このことは培地での増殖能を失った損傷菌は生菌であるが、病原性を失っていることを示している。結論培養法で不検出であるが、生きたレジオネラが人工水環境に生息する。塩素消毒によりレジオネラはVBNC状態に陥るが、病原性を失う。(目的)温泉等の循環式浴槽水においてレジオネラ対策を行う場合、レジオネラがどこで、どのように増殖するかを知ることは大切である。そこで、清掃・消毒によりレジオネラを不検出状態にした貯湯タンクでレジオネラがどのように増殖してくるのかを知るため本研究を行った。(対象と方法)Legionella pneumophilaserogroup 3が検出された貯湯タンクを洗浄、塩素消毒後再び温泉水で満たした。その後1週間ごとにタンク下部から採水し、培養法、臭化エチジウム・CFDA(carboxyfluorescein diacetate)による2重染色法、およびレジオネラ間接蛍光抗体染色法で、レジオネラ生菌数の経時変化を1ヶ月間観察した。また、貯湯前の源泉水についても同様に調べた。(結果)一般細菌は清掃直後から見いだされ、菌数は一ヶ月間ほとんど変わらなかった。2重染色では清掃直後から生理活性を持つ菌が検出され、アメーバ内に取り込まれていると思われる菌の集団が1週間後より観察された。レジオネラ間接蛍光抗体染色でも清掃直後から菌が観察された。培養によるレジオネラ検出は3週間後から確認され(30CFU/100ml)、菌種はL.pneumophilaSG3であった。源泉水からは一般細菌は検出されたが、レジオネラは間接蛍光抗体染色でも培養法でも検出されなかった。(考察)今回の調査より、タンク清掃後もレジオネラはVBNC状態で生残しており、これらの菌がアメーバに被食されることで培養可能な状態に蘇生していることが疑われた。生きているが人工培地で培養できない状態に陥ったレジオネラをアメーバと共に培養すると培地での増殖能を回復し、このような菌は病原性を持つことが一般に知られている。これは、病原性と培地での増殖能が密接に関連していることを示唆している。このことを確かめるため、培地で増殖できるレジオネラが病原性を持っているか調査した。水環境から分離されたL.pneumophilaは臨床分離株でないので病原性を有する強毒株かどうかはわからない.

そこで,1986年より2004年にかけて国内(1都1道1府10県)で分離された215株のL.pneumophila環境分離株の病原性をアメーバ寒天法で調べた.その結果,すべての水環境分離株が病原性を持っていることが明らかになった.この結果は,「培養検査法は病原株の数を知る定量法である」ことも示唆している.人工水環境からレジオネラが分離培養された場合には病原株と考え,その水環境の衛生管理を徹底することが望ましいと思われる.一方,近年,国内において給湯設備が感染源または感染源と疑われるレジオネラ院内感染が発生している.しかし,病院の給水・給湯設備のレジオネラ汚染の実態とその効果的な除菌法の報告はない.病棟浴室のシャワーヘッド拭き取り検査でL.pneumophilaが検出された大学病院において,中央循環式の給湯設備におけるレジオネラ汚染調査とその除菌を一年間にわたり行った.その結果,病院給湯施設において,湯待ち時間が長く,湯温が低い給湯栓を選んでレジオネラ培養検査を行うと,レジオネラ汚染率は約29%と高率であること,その除菌には(1)給湯水の昇温循環運転(75°Cで24時間)とその間の末端給湯栓からの放水作業(2)貯湯槽の清掃(3)給湯温度を上げて維持管理することが安価で有用であることが明らかとなった.定期的な給水・給湯水のレジオネラ検査を実施し,菌が検出された場合には病原株と考えて,速やかに除菌対策をとることにより,レジオネラ院内感染を予防することができると考えられる.研究目的塩素系殺菌剤の殺菌能は高PHになるほど低下することが知られている。しかし、具体的な報告は少ない。また、塩素消毒により生きているが培養できない状態の損傷菌が出現することが予想されるが、これらの損傷菌が病原性をもつか否かは不明である。本年度は1、アルカリ領域でのレジオネラ消毒効果を明らかにすること2,塩素消毒により生きているが培養法で検出できない損傷状態に陥ったレジオネラが病原性を保持しているか否かを明らかにすることを目的に研究を行った。研究結果と考察高pHでは塩素が効きにくいことが培養法で確認されたが、塩素接触時間が長くなるほど減少すると予測されたCFUが、一時的に増加する現象が観察された。このことは塩素消毒によりレジオネラが生きているが培養できない損傷菌に陥ることを示唆しており、蛍光染色法を併用した実験によりレジオネラが塩素消毒により培養法で検出されないが生きている損傷菌に陥ることが確認された。また、VBNC状態に陥ったレジオネラをモルモットに感染させたが、モルモットは発病しなかった。このことは培地での増殖能を失った損傷菌は生菌であるが、病原性を失っていることを示している。結論塩素の殺菌能は高pHになるほど低下する。いずれのpHでも一旦減少した菌数がその後に増加する現象が認められ、この現象は「塩素消毒により菌が損傷を受け、生きているが培養できない状態に一時的に陥っている」ことに起因する。生きているが培養法で検出できない塩素損傷菌はモルモットに対する病原性を失っている。この知見は、浴槽水における現行の培養法によるレジオネラ検出基準(検出限界以下)が妥当であることを示している。塩素損傷菌は培養可能状態に回復するので、塩素濃度を継続的に維持する必要がある。
セメント質中に存在する細胞外マトリックスの菌根膜細胞に対する影響

セメント質由来細胞接着因子(CAP)はセメント質に存在するコラーゲン様細胞接着因子でとして報告してきた。平成9年度の実験結果よりCAPは歯肉線維芽細胞とα5β1 integrinと介して接着し、分子量125130kDa,80kDa,75kDaおよび44kDaの細胞質内蛋白質のチロシンリン酸化を誘導することを示した。平成10年度の実験結果より、125130kDaの蛋白質はfocal adhcsion kinase(FAK)およびp130^<Cas>で主にfocal adhesion kinaseがチロシンリン酸化されており、44kDaはp44 ERK-2mitogen activated protein kinase(MAPK)がそれぞれチロ・シンリン酸化されていることを同定した。またCAPに接着した細胞はc-fos mRNAの発現が誘導された。これらことからCAPはintegrinを介してFAK-MAPKを経由して核内へ情報を伝達していることが考えられる。CAPに接着しない細胞、または単層の細胞へCAPを加えても顕著な情報伝達物質の活性化は見られないため、CAPは細胞接着を介してのみ情報伝達経路を活性化するとことが確認された。CAPによって誘導されるMAPKのkineticsおよびc-fos mRNAの発現量は、同じα5β1 integrinと結合するfibronectinと比較して異なるため、特有の経路を活性化している可能性が示唆できる。CAPに接着、伸展した細胞内ではb1 integrinおよびvinculinの集積によるfocal contactが存在し、actin stress fiberの重合が観察された。以上の結果より、CAPが誘導する細胞内情報伝達経路はintegrinを介して細胞増殖、分化および細胞骨格形成を制御していることが確認された。またCAPは歯周組織再生時に細胞を選択し、その後細胞増殖および分化を誘導する因子と考えられる。セメント質由来細胞接着因子は分子量56kDaのコラーゲン様細胞接着因子でセメント質に局在することが報告されてきた。この蛋白質は間葉系細胞に細胞接着活性を有するが上皮系細胞には示さずRGD配列を介して細胞接着を誘導することから、セメント芽細胞の分化に関与する接着因子の可能性が示唆されている。今回の研究目的はCAPが誘導する細胞接着機構を調べるため、CAPが誘導する細胞内情報伝達機構を調べた。今年度の研究計画はCAPをウシセメント質から精製後、CAPが歯肉線維芽細胞のどのintegrin receptorを介して細胞接着を誘導するか、また接着後歯肉線維芽細胞内でチロシンキナーゼにより活性化される蛋白質を検出した。牛セメント質から精製したCAPは歯肉線維芽細胞に対し2.5mg/mlの濃度で細胞接着活性を誘導した。この活性を抗α2,α3,α5およびβ1 integrin抗体を用いてfunctional inhibition assayを行ったところ、抗α5integrin抗体で50%、抗β1integrin抗体で80%の接着活性が阻害された。しかしI型コラーゲンレセプターとの結合を阻害する抗α2,α3integrin抗体ではCAPの接着活性は阻害されなかった。CAPと結合した線維芽細胞は接着後1時間で分子量125130kDa,80kDa,75kDおよび44kDaの蛋白質のチロシン残基リン酸化が認められた。またCAPに接着しない細胞ではこれらの蛋白質のチロシンリン酸化は見られなかった。以上の結果からCAPはα5 β1 integrinを介して細胞接着を誘導し、その後細胞内チロシンリン酸化を誘導することが確認された。またCAPはある種の細胞集団と選択的に接着し情報伝達機構を活性化することから、CAPに対するα5 β1 integrin以外の特異的なreceptorが存在すると思われる。次年度はCAPによって活性化される情報伝達分子の同定およびkineticsを調べる予定である。
ゲノム・エピゲノム解析による食道扁平上皮癌の臨床的新規バイオマーカー探索

研究実施における準備段階として当研究施設内の本研究課題の倫理審査員会への申請等を行った。その後に当研究課題の根幹をなすゲノムシークエンスに適した研究試料を本学バイリソースセンターにおける保存検体を閲覧するための申請手続きを必要とした。上記の手続きの後に、バイオリソースセンターの保存検体のDNAおよびRNAの抽出ならびにQuality checkを行うとともに、次世代シークエンサー稼働の準備を行いました。また本研究課題の副次的研究として食道癌治療において抗がん剤効果は進行度あるいは腫瘍量依存性かの検討、ならびに再発食道癌における予後不良因子の抽出の検討を行った。その成果について当該学会ならびに論文にて発表した。本学内の規定によって、上記の手続きは並行して行うことができないため、順次行なう必要がありました。そのため本年度は上記の準備に費やしており、実際の研究課題の成果はまだ得られていない状況ですが、本学の倫理上・組織管理上の規定等の実情からは、やむを得ないものであったと考えております。次年度の以降の研究成果を得るうえでは意義のあったものと考えています。上述の諸手続きの必要性から実際の研究課題の遂行に至るまでの準備が予想以上に複雑であり、時間を要したことが主な一因と考えます。一方で副次的研究ではあるものの食道がん治療の一端を成す抗がん化学療法についての新たな知見を得られたことについては限定的ながら成果を得られたものと考えます。なるべく早期に本研究課題の根幹をなす次世代シークエンサーによる解析をはじめることが喫緊の課題であり、同解析開始後は研究実施計画に準じた円滑な研究実施を図ることが肝要と考えます。食道癌治療のバイオマーカー探索においては臨床的意義が重要であることは議論の余地はないこと考えます。臨床的意義の新たな知見を見出すべく、食道癌治療について並行して多角的な観点での副次的研究も行いたいと考えています。本年度以降に生ずるであろうゲノムシークエンスの稼働に関わる必要な費用において適正に使用する。本研究課題においての根幹をなすゲノムシークエンスの稼働にいたらず、今後のゲノムシークエンスの稼働とともに必要な費用について適正に使用するため、副次研究を含めて極力、研究費の使用を控えました。
脳卒中患者を対象としたロボット訓練効果を高める電気刺激併用法の検証

初発脳卒中患者43名を対象とし,全患者ともIMAによる訓練を週5日,2週間行った.評価はIMAに保有されているReachError(RE),Path Error(PE),Circle Size(CS),Independence(ID)を用いた.REとPEは半径14cmの円周上に等間隔に表示されている8方向のターゲットまでの到達運動の成績であり,REは中心からターゲットまでの到達距離で,PEは到達運動における左右の誤差を示し,共に到達運動が改善すると低値になる.CSとIDは直径16cmの円に沿って運動を行わせた時の成績であり,CSは円の面積で,IDは円の縦横の比率を示し,随意運動の改善に伴い高値を示す.IMAの訓練効果はFugl-Meyer Assessment上肢運動項目(FMA),RE,PE,CS,IDを用いてIMA訓練の開始前と2週後に評価した.本研究では,FMA19点以下(重度群28名)と20点以上(中軽度群15名)に分け各評価の変化を群内比較した.以下,中央値を示す.重度群のFMAは6から7.5, REは0.076から0.019,PEは0.016から0.015,CSは0.008から0.016,IDは0.512から0.758であり群内全てに有意差があった(p<0.01).中軽度群のFMAは41から45,REは0.009から0.009,PEは0.008から0.006,CSは0.018から0.018,IDは0.823から0.883であり群内全てに有意差があった(p<0.05).また各群の変化量(中央値)は,重度群のFMAは1, REは-0.033, PEは-0.003, CSは0.003, IDは0.136であった.中軽度群のFMAは4,REは-0.001,PEは-0.003,CSは0.000,IDは0.062であった.健常者及び脳卒中患者を対象に、トリガー式の電気刺激装置を用いたロボット訓練を実施した。トリガーが出力された時に随意運動を阻害し、意図した場所にリーチ動作ができないことが明らかとなった。電気刺激を併用した研究と同時進行に、ロボット訓練と通常訓練を比較したRCT研究を開始しており、現在、データを解析中である。ロボット訓練と通常訓練を比較したRCT研究の募集を終了した(UMIN000018442)。現在、データを解析中である。脳卒中患者30名を対象とし、robot only group(ROG)とrobot withelectrical stimulation group(REG)へ15名ずつにわけた。両群とも、通常のリハビリテーション訓練に週5日、2週間のロボット訓練を追加した。ROGではロボット訓練のみを行い、REGではロボット訓練中にTrio300(Ito Co., Ltd., Tokyo, Japan)による電気刺激を三角筋前部線維と上腕三頭筋に与えた。肩関節のActive ROMについて、REGでは訓練後に有意な改善がみられたのに比し、ROGでは有意な改善がみられなかった。REGの利得は屈曲、外転それぞれ20度、10度であり、ROGの0度、5度より有意に改善した。FMA(Fugl-Meyer Assessment)スコアは、両群ともに、FMA-SE、FMA-totalのいずれも訓練後に改善がみられ、利得の群間差はみられなかった。脳卒中片麻痺患者の麻痺側上肢に対し、電気刺激療法の有無によるロボット訓練の効果の違いを検討した結果、ロボット訓練時に運動閾値下の電気刺激を併用することで、麻痺筋が促通され麻痺改善に効果的であったと考えられた。通常のロボット訓練と周期的な電気刺激を併用したロボット訓練の効果の違いを確認することができた。今後は、電気刺激を行う部位の選定と、トリガー式の電気刺激の訓練効果を確認する必要がある。回復期リハビリテーション病棟に入院し、InMotion ARMによる訓練に同意が得られた初発脳卒中患者38名を対象に、InMotion ARMによる訓練を週5日、2週間(10回)行った。Fugl-Meyer Assessment(FMA)の肩・肘の得点が10点以下(重度群:17名)と11点以上(中軽度群:21名)の2群に分け、麻痺回復過程の違いを比較した。使用データは、InMotion ARMによるアシストに用いられた電力(mW)と初動時のInMotion ARMの駆動回数(リーチ動作の初動をアシストした回数)を使用した。InMotion ARMによるアシストの電力において、重度群では初回の中央値が135.2 mW、訓練10日目では131.5 mWであり、初回に対して有意な改善を示した日はみられなかった。一方、中軽度群では初回の中央値80.5 mWから、訓練10日目では13.8 mWへ有意に改善した。この中軽度群における有意なアシスト量の減少は、訓練3日目以降(6日目を除く)でみられた。InMotion ARMによる初動時の駆動回数においては、重度群では初回の中央値6.1回から10日目の1.2回へ有意に減少し、中軽度群でも初回1.0回から10日目の0回へ有意に減少した。また、両群とも訓練8日目以降で有意に改善していた。

InMotion ARMの各指標値の経過でみると、重度群と中軽度群では、アシスト量の改善過程が異なることが明確になった。両指標値は麻痺改善を捉えられている可能性が示された。ロボット訓練時の上肢筋の筋電評価は順調に実施できた。その後、電気刺激療法とロボット訓練の併用効果を検討しているが、ロボット訓練時にトリガー式の電気刺激が反応しにくく、機器の選定に苦慮している。初発脳卒中患者43名を対象とし,全患者ともIMAによる訓練を週5日,2週間行った.評価はIMAに保有されているReachError(RE),Path Error(PE),Circle Size(CS),Independence(ID)を用いた.REとPEは半径14cmの円周上に等間隔に表示されている8方向のターゲットまでの到達運動の成績であり,REは中心からターゲットまでの到達距離で,PEは到達運動における左右の誤差を示し,共に到達運動が改善すると低値になる.CSとIDは直径16cmの円に沿って運動を行わせた時の成績であり,CSは円の面積で,IDは円の縦横の比率を示し,随意運動の改善に伴い高値を示す.IMAの訓練効果はFugl-Meyer Assessment上肢運動項目(FMA),RE,PE,CS,IDを用いてIMA訓練の開始前と2週後に評価した.本研究では,FMA19点以下(重度群28名)と20点以上(中軽度群15名)に分け各評価の変化を群内比較した.以下,中央値を示す.重度群のFMAは6から7.5, REは0.076から0.019,PEは0.016から0.015,CSは0.008から0.016,IDは0.512から0.758であり群内全てに有意差があった(p<0.01).中軽度群のFMAは41から45,REは0.009から0.009,PEは0.008から0.006,CSは0.018から0.018,IDは0.823から0.883であり群内全てに有意差があった(p<0.05).また各群の変化量(中央値)は,重度群のFMAは1, REは-0.033, PEは-0.003, CSは0.003, IDは0.136であった.中軽度群のFMAは4,REは-0.001,PEは-0.003,CSは0.000,IDは0.062であった.健常者及び脳卒中患者を対象に、トリガー式の電気刺激装置を用いたロボット訓練を実施した。トリガーが出力された時に随意運動を阻害し、意図した場所にリーチ動作ができないことが明らかとなった。電気刺激を併用した研究と同時進行に、ロボット訓練と通常訓練を比較したRCT研究を開始しており、現在、データを解析中である。(平成29年度の計画)健常者を対象に、ロボット操作時の筋電計測を実施する。記録部位は、三角筋(前部、中部、後部線維)、上腕二頭筋、上腕三頭筋とする。刺激部位の選定を行った後、脳卒中患者を対象として、同様の筋電計測を行う。健常者と脳卒中患者の筋電結果を比較し、電気刺激部位を決定する。電気刺激部位が決定されたら、ロボット訓練のみ、周期的な電気刺激を併用した群、トリガー式電気刺激を併用した群の3群での比較検討を開始する。当初、予定していた筋電トリガー式の電気刺激機器2機種でロボット訓練を実施したが、電気刺激の入力が弱く、アシスト量が少ない印象であった。現在、手動式の電気刺激による検討を行っている。ロボット訓練と通常訓練を比較したRCT研究の募集を終了した(UMIN000018442)。現在、データを解析中である。今年度はロボット訓練のみとロボット訓練に電気刺激を併用した研究に着手した。
炎症性腸疾患に対する局所制御型一酸化炭素遊離薬の開発

これまでに抗酸化酵素HO-1(heme oxygenase-1)、ならびに、その生成物であるCO(carbon monoxide:一酸化炭素)による腸管炎症病態における役割について継続的に検討を行っており、腸管炎症病態におけるHO-1の炎症抑制効果について、HO-1阻害剤にて腸管炎症病態が悪化すること、Bach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)では腸管炎症が軽減されることを確認し、HO-1は主に腸管粘膜固有層のマクロファージに発現することを見出し報告した(J Clin Biochem Nutr. 2018. Nov;63(3):169-174)。さらに、HO-1から生成されるCOにより、ナイーブCD4+T細胞リンパ球のTh17分化が制御され、腸管炎症の発症・進展が制御されることを明らかにした(Free Radic Res. 2018. Dec;52(11-12):1328-1335.)。これらの結果はHO-1を高発現する抗原提示細胞(マクロファージ)が一酸化炭素を介してリンパ球分化を制御する可能性を示すものであり、一酸化炭素を介したサイトカインと同様の免疫担当細胞間のシグナル架橋が存在することを示すしている。また、高HO-1発現マウス(Bach1欠損マウス)を用いて大腸粘膜内のHO-1発現が腸内環境に及ぼす影響を検証しており、両マウスを共飼育すると野生型マウスの腸炎が改善すること、Bach1欠損マウスの糞便を移植された野生型マウスでも腸管炎症の発症進展が抑制されることを明らかにしており、大腸粘膜内におけるHO-1発現が腸内細菌叢構成にも影響することを明らかにした。これまでにHO-1(heme oxygenase-1)/CO(carbon monoxide:一酸化炭素)系の腸管炎症病態における役割について継続的に検討を行っている。本年度は、CO(carbon monoxide:一酸化炭素)によるリンパ球分化における影響の検討として、マウス脾臓から単離したナイーブCD4+ T細胞に対してCO遊離剤での刺激による影響を検証した。その結果、CO遊離剤によりTh17が選択的に分化制御されることを明らかにした。また、in vivoモデルでの検証としてナイーブCD4+T細胞移入腸炎モデルを用いた検討を行い、CO投与によりTh17リンパ球分化制御を介して腸管炎症が制御されることを明らかにした。本年度はCOによるリンパ球分化への影響を検証するとともに、その機序を解析する予定としていた。COが選択的にTh17分化制御を行うことを明らかにすることができたが、その一方で、解析に耐えうる品質での十分なmRNAが回収できず、機序解析が実施できなかった。網羅的遺伝子解析ではなく、選抜した複数の標的遺伝子でのRealTime-PCR法での検証に変更して検討を継続する予定である。一方、経口遊離CO剤に関しては順調にマウス腸炎モデルでの検証が実施でき、論文報告も行った。腸管炎症病態におけるHO-1の炎症抑制効果について、HO-1阻害剤にて腸管炎症病態が悪化すること、Bach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)では腸管炎症が軽減されることを確認し、HO-1は主に腸管粘膜固有層のマクロファージに発現し腸管炎症病態を制御することを見出し、J Clin Biochem Nutr.誌に論文投稿を行いAcceptされた。また、昨年度から引き続きCO(carbon monoxide:一酸化炭素)によるリンパ球分化における影響の検討を行い、CO遊離剤により転写因子RORc発現が制御され、Th17が選択的に分化制御されることを明らかにした。さらに、in vivoモデルでの検証としてナイーブCD4+T細胞移入腸炎モデルを用いた検討を行い、CO投与によりTh17リンパ球分化制御を介して腸管炎症が制御されることを明らかにした。この検討に関しても、Free Radic Res.誌に投稿を行いAcceptされた。これらの結果はHO-1を高発現する抗原提示細胞(マクロファージ)が一酸化炭素を介してリンパ球分化を制御する可能性を示すものであり、一酸化炭素を介したサイトカインと同様の免疫担当細胞間のコミュニケーションが存在する可能性を示すことが出来た。一方、当初計画に掲げた「局所制御型CO遊離剤として亜硫酸ナトリウムコーティングCO遊離剤による腸炎治療効果」についても検討は順調に進捗し、前年度に英文誌発表に至っており、COを介した腸内環境制御に関しての検討について、腸内細菌叢を標的に解析に着手した。Heme oxygease-1を介した腸管炎症制御に関して順調に進捗し、英文論文発表に至った。また、COによる腸管炎症制御機構に関してもTh17リンパ球分化制御機構の存在を明らかにし、英文論文発表に至っており、概ね順調に進捗していると考えられた。

さらに、HO-1から生成されるCOにより、ナイーブCD4+T細胞リンパ球のTh17分化が制御され、腸管炎症の発症・進展が制御されることを明らかにした(Free Radic Res. 2018. Dec;52(11-12):1328-1335.)。これらの結果はHO-1を高発現する抗原提示細胞(マクロファージ)が一酸化炭素を介してリンパ球分化を制御する可能性を示すものであり、一酸化炭素を介したサイトカインと同様の免疫担当細胞間のシグナル架橋が存在することを示すしている。また、高HO-1発現マウス(Bach1欠損マウス)を用いて大腸粘膜内のHO-1発現が腸内環境に及ぼす影響を検証しており、両マウスを共飼育すると野生型マウスの腸炎が改善すること、Bach1欠損マウスの糞便を移植された野生型マウスでも腸管炎症の発症進展が抑制されることを明らかにしており、大腸粘膜内におけるHO-1発現が腸内細菌叢構成にも影響することを明らかにした。COによるTh17リンパ球分化制御機構の解析、ならびに、Bach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)を用いた検討を予定通り推進していく。次年度計画のBach1欠損マウスを用いた検討は既に開始できており、CO高環境下における腸内細菌叢の検討にも着手を開始できている。本年度はBach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)を用いた検討を予定通り推進していく。具体的にはBach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)では野生型マウスに比較してTNBS惹起性腸炎が軽減されるが、両マウスを共飼育すると野生型マウスの腸炎程度がBach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)の腸炎程度まで改善することを明らかにしており、腸内細菌を含めた腸内環境における解析を進めていく。また、無菌マウスにBach1欠損マウス(高HO-1発現マウス)、もしくは、野生型マウス由来糞便を移植し腸炎発症進展を検証する。一方、CO(carbon monoxide:一酸化炭素)の臨床応用に関して、安全性が担保された高濃度の局所投与を達成するための製剤開拓に取り組む。
北太平洋と周辺海域における鯨類の摂餌生態に関する研究

小型歯鯨類の食性研究のため胃内容物調査を行い、ツチクジラ合計32頭、マゴンドウ4頭、ハナゴンドウ11頭、ハンドウイルカ5頭、マダライルカ3頭、スジイルカ1頭、イシイルカ43頭の胃内容物標本採集を行った。この他タッパナガ22頭の胃内容物記録を行った。江ノ島水族館と共同でカマイルカの代謝および餌消費量実験を行なった。得られた標本については現在分析中であるが、イシイルカとタッパナガはそれぞれトドハダカとスルメイカを多く捕食していることが示された。カマイルカの実験では、約5800-9100kcal/dayの酸素消費率が示された。また、鯨類の餌14種について熱量分析を行った。中層性魚類耳石80種についてデジタル画像化を行った。胃内容物標本採集は平成11年度から継続して行ってきており、情報の蓄積が進んできたところである。これまでの調査でツチクジラの調査頭数は67頭になり、この他にも多くの鯨種について胃内容物標本が入手されるようになった。解析はまだ途上の部分が多いが、今後の進展が期待できる。技術開発的要素として行ってきた魚類耳石の形態に関する研究は、日本周辺のハダカイワシ類主要36種に加え、東北沿岸で定置網や着底トロール漁獲される魚類、三陸沖合城で中層トロールにより採集されたハダカイワシ類以外の中層性魚類80種の採集を行い、デジタル画像化した。さらなる種数の充実化やデータベース化は今後の作業である。また、海洋生態系におげるエネルギーフローの研究の基礎情報とするため、餌生物中の熱量を分析した。種類はタラ類を中心としたもので、主にツチクジラの餌を想定しているが、これも今後標本入手の機会があれば種類を充実化させていく。カマイルカを用いた代謝実験は予備的実験が終了し、研究用データが取れ始めたところである。
Po-210線源によるα線マイクロ照射制御検出システムの開発とその応用

放射性同位元素Po-210でマイクロα線源を作成し、そのα線源からHeのシングルイオンをμmオーダーの精度で細胞に照射出来るようにする。さらに照射Heイオンの検出に半導体撮像素子(CCD,CMOS)を活用し、その照射の2次元の位置、照射個数およびそのHeのエネルギーが検出できるマイクロ照射制御検出システムを構築する。最終的にこのシステムを研究者が使い慣れた光学顕微鏡に組み込み、Heイオンの細胞照射におけるin situ実験が可能な装置として最適化する。マイクロα線照射制御検出システムの開発とその応用が本研究の目的である。
番組構成パターンを活用した初等中等教育向けの映像制作指導教材の開発

初等中等教育において映像制作経験のない教員に対して映像制作を学ぶ教材を開発し、さらに自らも児童生徒に授業実践を行えるよう指導案と学習教材を開発・評価する。そのアプローチとして過去に制作されたテレビ番組などの内容構成、画角、編集技法を体系化する番組構成パターンを利用した学習教材を開発する。番組構成パターンを真似しながら制作を行うことで初心者も映像制作のポイントを押さえた学習を実現する。
クロム(II)を用いる多元素環状化合物の新合成法の開発

クロム(II)を用いる合成反応はその条件が穏やかであり、多くの酸素官能基を含む化合物の合成への適用が期待され、また、操作も簡便である。クロム(II)から電子不足の不飽和結合への1電子移動を契機とする反応(連続したアルドール反応・シクロプロパノール生成、立体選択的交差ピナコール型反応)の研究過程で、α,β-アセチレンケトンとアルデヒドとの反応による2,5-二置換フランの合成法を見いだした。反応は、α,β-アセチレンケトンへの1電子移動により生じたアレノラートラジカルの、反応系に加えた水による加水分解、2回目の1電子還元によるアルケニルクロム種の生成、アルデヒドとの反応、環化-フラン化により進行したと考えている。確かに、水を添加せず無水条件で反応を行なうと、Baylis-Hilman型の付加体が生じ、また、重水を加えると生成したフラン環に重水素が導入された。この手法を用いると、ケトンを側鎖に有するフランも合成できる。また、多元素環状化合物の合成には結びつかなかったが、O-アセチルオキシムをクロム(II)で還元すると、クロムエナミンが発生することを見いだした。アルデヒド共存下にこのクロムエナミンを発せさせると、アルドール型付加反応が進行する。反応混合物を加水分解せず、還元するとγ-アミノアルコールが生成した。
自由水面を有する開水路乱流の高精度化乱流モデルの開発と浮遊砂混相流への応用

本研究は、乱流モデルを水工学へと発展させ、自由水面を考慮した3次元流れ、また、任意な水面形や河床面に適合した計算格子発生法を開発して、河川・開水路の流れやそれに伴う土砂・物質輸送を高精度に予測できる数値計算手法を開発し、これを水工設計や河川工学に積極的に応用するものである。研究代表者と分担者とが緊密に研究交流・打ち合わせを行い、当初の研究目標を得ることができた。主要な研究成果を分担者ごとに列挙すれば、以下のようである。1禰津家久:乱流モデルの第一人者であるイスラエルのNaot教授と共同研究研究を行い、自由水面の境界条件として組織渦の概念を導入した散逸モデルを提案し、最も複雑乱流である複断面開水路流れの3次元乱流構造を良好に計算することに成功した。また、植生がある流れも解明された。2武本行正:任意河床面をもつ開水路乱流の計算手法の開発が分担課題であり、一般化座標スタガード格子の改訂版を完成させ、京大大型計算機センターに登録して、学内外の研究者が利用できるように研究成果を公表した。3冨永晃宏:河床の粗度が急変する場合の数値計算を行い、禰津家久が実験的に発見したせん断応力のオーバーシュート特性を良好に再現することに成功した。また、水面が変動する複雑な数値計算の開発に見通しを立てた。4細田尚:河川の側岸に死水域を有する流れの非定常性を浅水流方程式を数値計算することによって、主流と死水域の混合層から発生する組織渦の成長過程をシミュレーションすることに成功した。以上の研究成果4件とも、平成5年12月に開催された「第7回数値流体力学シンポジウム」ですでに発表している。
ミツバチ脳における幼若ホルモン代謝酵素を介した分業調節機構の解析

ミツバチは齢差分業や高い記憶学習能力といった発達した脳機能を持つ。前年度までに得られた研究成果から、ミツバチで顕著に発達している高次中枢(キノコ体)の小胞体がカルシウム放出、貯留機能を亢進していることを示唆する結果を得た。ヒトの脳ではこれらの遺伝子の亢進は報告されているが、ミツバチの近縁種でありモデル生物であるショウジョウバエでは検出されておらず、これらの遺伝子の亢進が社会性を持つ生物でのみ亢進している可能性もあると考えている。本年度はこの結果を国際紙に投稿すべく追加実験・論文執筆を行った。またミツバチで上記仮説等を検証するためには、脳への遺伝子導入系やその評価系が必須であると考えられるが、これまでにミツバチ成虫で利用可能な実験系は確立されていない。そこでその実験系の確立を目的に、ウイルスベクターを用いたミツバチ脳への遺伝子導入系の確立に携わった。まずは系の確立を目的としているため、Green Fluorescent Protein(GFP)遺伝子を成虫にインジェクションした個体の脳を用いて、インサイチュウハイブリダイゼーション法により脳へのGFP導入が検出可能かを検討し、同方法で検出が可能であるという結果を示唆した。遺伝子導入系やその評価系を確立することは、本研究の仮説検証に必須であるのみならず、ミツバチの脳機能と脳で発現している遺伝子の機能の相関を検証するうえで重要であり、研究分野へのインパクトが非常に大きいものである。ミツバチは社会性昆虫であり、働き蜂は幼若ホルモンに依存した齢差分業や「ダンスコミュニケーション」に代表される高い記憶学習能力を持つ。私はミツバチで高度に発達した脳領域「キノコ体」がミツバチの行動や高い能力と深く関連していると考え、キノコ体選択的に発現しているタンパク質の網羅的解析によりミツバチキノコ体の特徴付けを試みた。その結果、キノコ体選択的なタンパク質スポット4つを新規に見出し、すべて同定した。同定された結果、因子は以下の2つの因子群に大別されることが判明した。(1)幼若ホルモン代謝・合成酵素、(2)カルシウム結合タンパク質。以上の結果からキノコ体がミツバチの分業を制御する幼若ホルモン情報伝達系の作用点である可能性が初めて示唆される。さらにカルシウム結合タンパク質だけでなく、カルシウム放出チャネル遺伝子もキノコ体で亢進していることも見出し、神経可塑性のベースとなる小胞体のカルシウム放出に関わる因子が協調的に亢進していることは、昆虫においても記憶・学習にカルシウム情報伝達系が重要であることを指摘している。他の昆虫の脳のキノコ体でこれらの因子が亢進しているといった報告はなく、これらの因子の亢進がミツバチ特異的な行動に関わる可能性が考えられる。一方、得られた因子のなかには、幼若ホルモンとカルシウムイオン濃度調節双方に関わる因子もあり両者の情報伝達系が連関している可能性も考えられる。以上の結果から、本研究はミツバチの高い記憶・学習能力がこれらの因子の亢進と関連している可能性を初めて指摘し、昆虫の神経機能の進化を知る上で非常に重要な発見であると考えている。
T細胞におけるHIVの遺伝子発現制御因子の研究

HIVLTR領域に結合する転写因子HIV-EPはDNA結合ドメインとしてメタルフィンガー構造を持つ。そのため金属キレート剤がインヒビターとして作用する可能性がある。そこで一連の合成金属キレート剤がHIV-EPのDNA結合活性に及ぼす影響をgelretardation assayを用いて検討し、HIV-EPのDNA結合活性を効率良く阻害するものを得た。今d御この阻害剤を用いてHIV-EPの機能解明が進むことが期待される。また同様のHIV転写制御因子MybのDNA結合ドメインとDNAの複合体の立体構造をNMRにより決定した。その結果2つの認識ヘリックスが互いに相互作用するいう従来知られていなかった新しい構造のモチーフが同定された。決定された立体構造は阻害剤開発の基盤となるばかりでなく、複数のDNA結合モチーフを組み合わせた塩基配列特異的なインヒビターのデザインの基盤となるものである。
花崗岩のSr・Nd・Pb同位体による成因的研究

本研究では、西南日本内帯および外帯に産するジュラ紀から新第三紀までの花崗岩類に対して、Sr・Nd同位体比を含む岩石化学的研究を行い、それらの成因について検討した。その結果、次のような点が明らかにされた。1)山陰の大山付近には約180Maの年代を示す片麻岩類およびそれらに調和的に貫入するト-ナル岩類があり、これらは飛騨帯の片麻岩や船津花崗岩類に対比される。従って山陰地域における飛騨帯の南限は、従来考えられていた位置よりかなり南下することが明かとなった。ト-ナル岩のSr同位体初生値は、0.705以下であり、山陰の白亜紀古第三紀の花崗岩類よりやや低く、飛騨外縁帯近くに分布する船津花崗岩類に類似する。これらは地殻下部を構成していた海洋性の塩基性岩類がマグマソ-スとなった可能性がある。2)白亜紀古第三紀花崗岩類のSr・Nd同位体初生値は、中国地袋の脊梁付近を北東-南西方向に横切る境界をもって、漸移的に変化する。両者の境界付近には、同位体比の異なる岩体が混在する。両者はマグマソ-スの違いを反映しているものと考えられ、山陽や領家の花崗岩類はジュラ紀付加体の下にもぐり込んだ古領家陸塊が主要なマグマソ-スとなった。一方、山陰地域の花崗岩類は飛騨帯南部域の花崗岩類と類似したソ-スが考えられる。3)外帯の花崗岩類は、岩相によって同位体初生値が異なる岩体があり、早期買入の塩基性岩で低く、末期貫入の酸性岩ほど高い値を示す。しかし、いずれの母岩の堆積岩類よりはかなり低く、マグマのソ-スがマントルから地殻下部、中部へと移動した可能性を示している。1.飛騨帯の花崗岩類の分布や性格についての検討を進めていたところ、飛騨変成岩類および船津花崗岩類の西方延長と考えられる岩石が山陰地方(鳥取県西部地域)にも点在して分布していることが明らかになってきた。従来これらの岩石は三郡変成岩類や白亜紀の花崗岩類であろうと見なされ、詳しい検討がなされてこなかった。今回、Pb-Sr法により変成岩類・花崗岩類の年代を求めたところ、それぞれ186Ma、200Maを示した。これらの年代とSr同位体比初生値・岩石学的特徴などから判断して、これらの岩石は飛騨帯のものに対比される。従って飛騨変成帯の南限は従来考えられていたものよりかなり南側に位置することになり、これは日本列島の成立過積や中生代以降の大規模な珪長質火成活動の成因を明らかにする上で意義ある知見であった。2.西南日本内帯の白亜紀第3紀火成岩類についての地質学・岩石学的研究と合わせて、SrおよびNd同位体組成の測定を進めてきた。その結果、白亜紀の花崗岩類を中心としたカルクアルカリ岩類はSr・Nd同位体比共に広い組成範囲を示し、それらがマントルから上部地殻までを含めたさまざまな起源物質から導かれたことが示唆される。また、古第三紀新第三紀初期のものは組成範囲が時代とともに縮小し、日本海の拡大期である1516Maにはそれらの組成がほぼ一点に収束することが明らかとなった。この結果は西南

日本の地殻が時代を追って次第に薄化してきたことに起因するものと考えられ、日本海の拡大に関連した地下における変動はすでに古第三紀から始まったことを示している。3.外帯の新第三紀花崗岩類についてのSr同位体の研究を行ない、それらが、塩基性のものから酸性のものへ初生値が次第に高くなることが明らかにされた。これはマグマと地殻物質との間の混合の程度の違いによるものと推定される。本研究では,西南日本内帯および外帯に産するジュラ紀から新第三紀までの花崗岩類に対して,Sr・Nd同位体比を含む岩石化学的研究を行い,それらの成因について検討した。その結果,次のような点が明らかにされた。1)山陰の大山付近には役180Maの年代を示す片麻岩類およびそれらに調和的に貫入するト-ナル岩類があり、これらは飛騨帯の片麻岩や般津花崗岩類に対比される。従って山陰地域における飛騨帯の南限は、従来考えられていた位置よりかなり南下することが明かとなった。ト-ナル岩のSr同位体初生値は、0.705以下であり,山陰の白亜紀古第三紀の花崗岩類よりやや低く、飛騨外縁帯近くに分布する船津花崗岩類に類似する。これらは地殻下部を構成していた海洋性の塩基性岩類がマグマソ-スとなった可能性がある。2)白亜紀古第三紀花崗岩類のSr・Nd同位体初生値は,中国地方の脊梁付近を北東-南西方向に横切る境界をもって、漸移的に変化する。両者の境界付近には、同位体比の異なる岩体が混在する。両者はマグマソ-スの違いを反映しているものと考えられ、山陽や領家の花崗岩類はジュラ紀付加体の下にもぐり込んだ古領家陸塊が主要なマグマソ-スとなった。一方、山陰地域の花崗岩類は飛騨帯南部域の花崗岩類と類似したソ-スが考えられる。3)外帯の花崗岩類は、岩相によって同位体初生値が異なる岩体があり、早期貫入の塩基性岩で低く、末期貫入の酸性岩ほど高い値を示す。しかし、いずれも母岩の堆積岩類よりはかなり低く、マグマのソ-スがマントルから地殻下部、中部へと移動した可能性を示している。
誘導型ヘムオキシゲナーゼによる虚血再潅流障害に対する耐性獲得機構の解明

細胞内遊離ヘムをCO,鉄,ビリベルジンに分解する醇素であるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)は虚血再灌流障害により誘導されるストレス蛋白の一つである.我々はHO-1誘導の前処置を受けた組織における酸素ストレス耐性獲得機構の解明を試みた.ラット腹腔内にHO-1誘導物賀としてヘミンを注射した群と対照群で腸間膜微小循環の生体顕微鏡観察を行い,抗ラットHO-1単クローン抗体を用いて,腸開膜組織のWestern解析と共焦点レーザー顕微境による免疫蛍光染色を行い,本酵素発現の時間的推移と分布を検討した.その結果,対照群ではHO202の表面灌流により川量依存性に白血球の転回,接着の活性化が起こり,500μMまではwallshear非依存性の接着増強が認められた.この反応は抗P-セレクチン抗体(ARP2.4)の前投与で完全に抑制された.また,10μMのビリルピン(BR)の表面灌流でもこの接着反応は抑制された.一方,HO-1誘導群では12時間後に蛋白発現が最大に達し,その分布は微小血管内皮,および肥満細胞やマクロファージを含む間質細胞に及び,H2O2の表面灌流下で白血球の転向.接着の増強を認めなかった.この際局所にHO阻害剤であるZnPP 0.5μNを前処置するとH2O2による白血球の転回,接着が再現されたことから.HO-1が誘導された血管床ではその酵素反応の結果,H2O2惹起性の接着が抑制されたものと考えられた.一方,H2O2に対する細静脈でのP-セレクチンの発現を蛍光標識ARP2.4を用い共焦点レーザー系で検討すると,対照群で認められる発現増強はHO-1誘導群で著しく減弱し.ZnPP添加後にH2O2添加した際には発現が認められた.以上より.HO-1誘導による炎症反応に対する耐性獲得のメカニズムにBR生成による酸素ストレスの軽減とP-セレクチン依存性の白血球接着反応の減弱が関与することが示唆された.細胞内遊離ヘムをCO,鉄,ビリベルジンに分解する醇素であるヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)は虚血再灌流障害により誘導されるストレス蛋白の一つである.我々はHO-1誘導の前処置を受けた組織における酸素ストレス耐性獲得機構の解明を試みた.ラット腹腔内にHO-1誘導物賀としてヘミンを注射した群と対照群で腸間膜微小循環の生体顕微鏡観察を行い,抗ラットHO-1単クローン抗体を用いて,腸開膜組織のWestern解析と共焦点レーザー顕微境による免疫蛍光染色を行い,本酵素発現の時間的推移と分布を検討した.その結果,対照群ではHO202の表面灌流により川量依存性に白血球の転回,接着の活性化が起こり,500μMまではwallshear非依存性の接着増強が認められた.この反応は抗P-セレクチン抗体(ARP2.4)の前投与で完全に抑制された.また,10μMのビリルピン(BR)の表面灌流でもこの接着反応は抑制された.一方,HO-1誘導群では12時間後に蛋白発現が最大に達し,その分布は微小血管内皮,および肥満細胞やマクロファージを含む間質細胞に及び,H2O2の表面灌流下で白血球の転向.接着の増強を認めなかった.この際局所にHO阻害剤であるZnPP 0.5μNを前処置するとH2O2による白血球の転回,接着が再現されたことから.HO-1が誘導された血管床ではその酵素反応の結果,H2O2惹起性の接着が抑制されたものと考えられた.一方,H2O2に対する細静脈でのP-セレクチンの発現を蛍光標識ARP2.4を用い共焦点レーザー系で検討すると,対照群で認められる発現増強はHO-1誘導群で著しく減弱し.ZnPP添加後にH2O2添加した際には発現が認められた.以上より.HO-1誘導による炎症反応に対する耐性獲得のメカニズムにBR生成による酸素ストレスの軽減とP-セレクチン依存性の白血球接着反応の減弱が関与することが示唆された.
金属硫化物を用いたＺスキーム型光触媒による水からの水素製造および二酸化炭素資源化

金属硫化物光触媒を水および二酸化炭素還元用光触媒に用いて,還元型酸化グラフェン固体電子伝達剤およびCoOx/BiVO4酸素生成光触媒と組み合わせたZスキーム型光触媒を用いることで,可視光照射下における水分解および二酸化炭素還元が進行する.当該年度では,本Zスキーム系の性能向上を目指して,(1)バンドエンジニアリングにより長波長応答化した金属硫化物の適用,(2)フラックス法により合成した金属硫化物の適用を行った.(1):(CuGaS2)-(ZnS)または(CuGaS2)-(AgGaS2)にIn2S3を固溶することで吸収波長がレッドシフトする.このように長波長応答化した金属硫化物を上記のZスキーム系に適用した.その結果,約600 nmまでの波長を吸収できる金属硫化物を用いてZスキーム型水分解および二酸化炭素還元が進行した.(2):(CuGaS2)-(ZnS)金属硫化物固溶体を,従来の固相法の代わりに,フラックス法で合成した.塩化物アルカリ塩をフラックス剤に用いることで,目的の硫化物の合成に成功した.得られた金属硫化物の水素生成能を確認するため硫黄系還元剤を用いたテスト反応を行った.その結果,フラックス法で合成した金属硫化物は,固相法により合成したものよりも高い水素生成活性を示した.そこで,本金属硫化物をZスキーム系に適用したところ,フラックス法により合成したサンプルを用いることでZスキーム型水分解および二酸化炭素還元活性が向上することを見いだした.このように,フラックス法による金属硫化物合成・適用が本Zスキーム系の性能向上に有用であることがわかった.本年度の研究計画書にあったように,長波長の光に応答するいくつかの金属硫化物光触媒を本Zスキーム系に適用することに成功した.また,フラックス法による金属硫化物合成という手法を用いることで,従来の反応系の性能の向上にも成功した.以上のように,当初の計画に沿って進行しているため,おおむね順調に進展していると判断した.長波長の光を利用し,高効率に駆動する金属硫化物の開発はいまだ重要な課題である.そこで,長波長応答化およびフラックス合成による金属硫化物の開発を継続し,本Zスキーム系のさらなる高性能化を目指す.光触媒能を向上させるうえで,水および二酸化炭素還元に有効な活性点を金属硫化物上に導入することも重要な課題である.そこで研究計画に記したように,水および二酸化炭素還元に有効な助触媒や分子選択性を有する反応場の導入を試みる.金属硫化物光触媒を水および二酸化炭素還元用光触媒に用いて,還元型酸化グラフェン固体電子伝達剤およびCoOx/BiVO4酸素生成光触媒と組み合わせたZスキーム型光触媒を用いることで,可視光照射下における水分解および二酸化炭素還元が進行する.当該年度では,本Zスキーム系の性能向上を目指して,(1)バンドエンジニアリングにより長波長応答化した金属硫化物の適用,(2)フラックス法により合成した金属硫化物の適用を行った.(1):(CuGaS2)-(ZnS)または(CuGaS2)-(AgGaS2)にIn2S3を固溶することで吸収波長がレッドシフトする.このように長波長応答化した金属硫化物を上記のZスキーム系に適用した.その結果,約600 nmまでの波長を吸収できる金属硫化物を用いてZスキーム型水分解および二酸化炭素還元が進行した.(2):(CuGaS2)-(ZnS)金属硫化物固溶体を,従来の固相法の代わりに,フラックス法で合成した.塩化物アルカリ塩をフラックス剤に用いることで,目的の硫化物の合成に成功した.得られた金属硫化物の水素生成能を確認するため硫黄系還元剤を用いたテスト反応を行った.その結果,フラックス法で合成した金属硫化物は,固相法により合成したものよりも高い水素生成活性を示した.そこで,本金属硫化物をZスキーム系に適用したところ,フラックス法により合成したサンプルを用いることでZスキーム型水分解および二酸化炭素還元活性が向上することを見いだした.このように,フラックス法による金属硫化物合成・適用が本Zスキーム系の性能向上に有用であることがわかった.本年度の研究計画書にあったように,長波長の光に応答するいくつかの金属硫化物光触媒を本Zスキーム系に適用することに成功した.また,フラックス法による金属硫化物合成という手法を用いることで,従来の反応系の性能の向上にも成功した.以上のように,当初の計画に沿って進行しているため,おおむね順調に進展していると判断した.長波長の光を利用し,高効率に駆動する金属硫化物の開発はいまだ重要な課題である.そこで,長波長応答化およびフラックス合成による金属硫化物の開発を継続し,本Zスキーム系のさらなる高性能化を目指す.光触媒能を向上させるうえで,水および二酸化炭素還元に有効な活性点を金属硫化物上に導入することも重要な課題である.そこで研究計画に記したように,水および二酸化炭素還元に有効な助触媒や分子選択性を有する反応場の導入を試みる.