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軽度精神薄弱児の高校への進学実態とその教育内容の検討

全国的にみると、精神薄弱養護学校から高校等への進学者教はこの数年減少してきており、平成6年度は7名にすぎない。また中学校特殊学級から高校等への進学者数をみると、平成6年度は1,850名である。中学校特殊学級卒業者数には知的障害以外の障害者も含まれているので、知的障害者だけの正確な人数を把握することはできない。長野県についてみると、養護学校から高校等への進学者数は毎年10名程度であり、平成6年3月卒業生では、16名となっている。ところが、中学校特殊学級から高校等への進学者数はここ数年増加傾向にあり、平成6年3月卒業生では160名を超えている。したがって、長野県では特殊教育諸学校全体でみると、毎年170名ほどが高校等へ進学していることになる。この数字を今回の調査結果と比較すると、回収率62%で71名の在籍者がいたことから、やや乱暴に全体の人数を推定すると112名となり、約60名ほど少ないことになる。つまり、実際に高校等に進学していても、こうした調査では把握できない、つまり高校側に障害児という認識がない障害児が障害をもって高校等へ進学した者の3割4割いるということになる。したがって、今回の調査はかなりの障害児を見落としていることになり、今後は全数把握を目指した訪問調査等によって、より正確な実態を明らかにする必要がある。軽度精神遅滞児は、精神遅滞児の多数を占めており、その教育内容や方法の問題は精神遅滞児の教育研究できわめて大きな位置を占めている。しかし、養護学校義務化以降、軽度精神遅滞児に対する関心は相対的に低下してきている傾向は否めない。こうした中で中学校特殊学級に在籍した軽度精神遅滞児の卒業後の進路問題が顕在化してきている。特に、高等教育が準義務化の状況にある中で、中学校特殊学級(精神薄弱)卒業者の後期中等教育への進学率は60%にみたないほど低率である。そこで、軽度精神遅滞児の後期中等教育への進学動向について、主に長野県内を対象に調査したところ、かなり劣悪な教育的処遇を受けており、「放置」に近い状況にあることが明らかになった。高校への進学者数については、近年減ってきているが、特定の高校へ集中する傾向が見られた。また、高校への進学にあたっては、入試制度の見直しとともに、高校特殊学級の開設を要求する運動が全国的に高まりつつあること明らかになった。また、研究の開始にあたっては全国規模の調査を計画していたのだが、調査経費の点で困難となり、長野県を重点的に調査することにした。長野県は軽度精神遅滞児の高校への進学者数が全国でも最も高い県であり、この実態の一端を明らかにできたことは、大きな成果である。次年度の研究では、いくつかの高校について、その受入れの状況(教育課程と特別な配慮)を詳細に調査することにより、研究目的をある程度達成できる見込みとなった。全国的にみると、精神薄弱養護学校から高校等への進学者数はこの数年減少してきており、平成6年度は7名にすぎない。また中学校特殊学校から高校等への進学者数をみると、平成6年度は1850名である。中学校特殊学級卒業者数は知的障害以外の障害者も含まれているので、知的障害者だけの正確な人数を把握することはできない。

つまり、実際に高校等に進学していても、こうした調査では把握できない、つまり高校側に障害児という認識がない障害児が障害をもって高校等へ進学した者の3割4割いるということになる。したがって、今回の調査はかなりの障害児を見落としていることになり、今後は全数把握をめざした訪問調査等によって、より正確な実態を明らかにする必要がある。
現代ペルーにおける文化遺産の活用に関する文化人類学研究

本研究の目的は、「考古遺産」の概念と活用について、様々なステークホルダーが持つ視点を明らかにすることである。この目的を達成するための方法として、本研究では考古学や歴史学、言語学、教育の分野からなる学際的なアプローチを用い、これにより考古学視点のみに依存してきた従来の「考古遺産」の概念からの脱却を目指すことができると考えられる。本年度は、ペルー共和国リマ市ラ・モリーナ区ワカ・メルガレホ遺跡を研究対象とした。この遺跡を選択した理由は、同遺跡が近年開発の進む住宅地に位置し、遺跡周辺で暮らす住民の大半が別の地域からの転入者であり、住民が「考古遺産」との関係を新たに構築する姿を観察できると考えたからである。本年度の調査では、まず遺跡の考古学的情報を収集することに努めた。かつて実施されたワカ・メルガレホ遺跡の考古学調査報告書を入手し、これをもとに遺跡の図面を作成するとともに、表面観察によって遺跡の編年および近年の環境変動を明らかにした。具体的には、ワカ・メルガレホ遺跡は約紀元後100年にリマック川の流域に建築され、当時は砂漠の乾燥的環境下にあったが、近くに水路と小さな湖が存在していたことが判明した。おそらくはリマック川へのアクセスと水の管理という点が立地の上で重要であったと考えられる。また、遺跡の活用に関しては、まずは遺跡にかかわるステークホルダーの同定に努め、このうち、文化省と区役所の管理者にインタビューし、それぞれの価値観を考察した。とくに後者の場合、遺跡という文化遺産の価値以上に、余暇の場所として開発(例えばパーキングの建築)を行っていくことに関心を持っていることが明らかになった。今後は、他のステークホルダーに対するインタビューを続け、遺跡をめぐる価値観の相違と交渉の過程を明らかにしていく予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
思春期・青年期の性行動活発化の影響因子の解明と性の学力形成に関する実証的研究

思春期・青年期の性意識・性行動の実態とその背景・課題を明らかにするために、日本の高校生、大学生(合計約3,000人)に対するアンケート調査と高校の養護教諭に対するアンケート調査(約300人)及び取材調査(22名)を行った。以上の結果、(1)高校生のキス・性交体験率は、男50.5%と25.3%、女55.4%と27.0%で大学生は、男78.9%と64.9%、女72.1%と50.6%であり、高校生は女子が、大学生は男子が割合が高かった。(2)高校の養護教諭は、事項の高校生の性行動に約85%の者がリスクを抱いており、その主な理由には、許容的態度、人間関係の軽さ、自尊感情の低さ、性情報からの影響、寂しさや孤独、性知識のなさ、を指摘した。(3)早期からの性経験に影響している因子としては、携帯電話の利用の仕方、性情報の影響、日常生活の質や将来展望の欠如があげられる。3年計画の1年目である平成19年度に実施した研究とその成果は下記の通りである。(1)高校生の性意識・性行動とその影響要因の検討のため、宮城県、新潟県、山口県の地方3県の養護教諭と東京都・大阪府の首都圏の養護教諭、計約700名にアンケート調査を依頼し、約400名からそれぞれの学校の実態とそれに対応する取り組みの回答を得た。また、アンケート調査だけでなく、宮城、新潟、山口、岩手、大阪・東京の養講教諭約20名にインタビュー調査をし、より詳しい突っ込んだ情報を得ることができた。(2)高校生、大学生に直接的に性意識や性行動と彼らの背後にある環境や文化状況を調査をするためのアンケート調査用紙を作成した。そのためにさまざまな先行研究を調べ、集団的に多角的な検討をして完成させた。また、そうした日本の高校生・大学生の実態を中国の学生の状況と比較検討するため、北京大学と北京師範大学を9月に訪問し共同研究することの打合せを行った。そして、平成20年2月には北京大学医学部から教授・助教授の二人を招聘し、アンケート調査内容の共同検討会を開き、両国語による共通の調査用紙を完成させた。実質的な両国の調査は平成20年度に入ってからである。(3)宮城県仙台市にある私学の中高一貫校である尚絅学園の教員と共同で性教育のコア・カリキュラム案を作成し、平成20年度から実践的にそれを検証すべく5回の検討会と1度の全学研修会を開き準備を行なった。20年度には性教育を実践的に展開しつつ教育内容を明確にする。3年計画の2年目である平成20年度に実施した研究とその成果は下記の通りである。1.大学生の性意識・性行動とその影響要因に関するアンケート調査として、宮城県内の4大学と愛知と大阪の各1大学の計6大学(教員養成系の国立大学2校と私立大学4校)、総計約1600名を対象に実施し、入力とデータ分析を行った。2.高校生の性意識・性行動とその影響要因に関するアンケート調査として、宮城県内の公立校2校と私立校3校の計5校、約1,200名を対象に実施し、その入力作業を行なった。現在分析中である。3.日本の大学生のデータ分析結果を持参し、共同研究を進めている北京大学調査とのデータの比較・検討するため21年3月初旬に北京大学を訪問した。高校の調査の比較も含め、最終的なすりあわせと、論文化の作業として、本年7月に北京大学の研究者を招聘し、実施する。4.宮城県仙台市にある私学の中高一貫校との実践的な研究を踏まえての性教育のコア・カリキュラム作りは、案の検討会議は行なったが、十分実践までは届かなかった。21年度には性教育を実践的に展開しつつ性のカリキュラム内容の具体化をはかる。3年計画の3年目である平成21年度に実施した研究とその成果は以下の通りである。(1)昨年度に行った高校生(5校〕約1200名、大学生(6大学)約1600名のアンケート調査をいくつかの観点から分析・考察し、次に示す学会で報告した。・第28回日本思春期学会(8月浜松):大学生の性意識・性行動に関する検討(3演題)

・第1回アジア・太平洋健康増進・教育学会(7月幕張):日本の大学生の性意識・性行動の課題(英文)・第57回東北学校保健学会(9月福島):高校生・大学生のジェンダー意識とシンポジウム講演・第56回日本学校保健学会(11月沖縄):高校生及び大学生の性行動と影響要因の関連(3演題)・第7回日本教育保健学会(10年3月琵琶湖):高校生の性意識・行動と貧困・格差(2)7都道府県の多様な22の高校の養護教諭からのインタビュー調査を活字化し、分析を行った。学力格差の多様化している普通高校、商業・工業・農業・水産・総合科と職業別の多様化する高校等におはる生徒の性意識・性行動とその背景にある生活環境等に関する比較検討をおこなった。・第57回に本学校保健学会(11月沖縄):高校生の性意識・性行動に関する取材調査からの検討(3)日本の高校・大学で行った調査内容を、中国・北京大学医学ぶが同内容で中国高校・大学生に実施し、その比較分析と検討を行った(発表は香港で8月に行われるアジア性教育学会で行う予定)。(4)高校における性教育カリキュラムを考案・具体化し、その主要部分を仙台のある高校で授業実践し、その成果をまとめた。(5)3年間実施した研究成果を171ページの報告書にまとめ、製本印刷し、調査協力者等に配布した。
多孔質傾斜機能熱電材料の製作と最適化

これまでの熱電変換システムの多くはバルク熱電材料を用いたシステムであるが、近年、多孔質熱電素子を用いたガス燃焼による発電システムが提案されている。多孔質熱電素子に関する研究は限られており、多孔質素子の特性評価法なども確立していない。しかし、多孔質熱電素子の特性はバルクの熱電能、電気伝導度、熱伝導率だけでなく、空隙率や空隙の大きさにも依存するため、熱電素子としての最適な多孔質を形成することは重要である。本研究ではこの多孔質熱電素子に注目し、多孔質の形成プロセス、傾斜機能化による素子の特性向上、多孔質熱電素子の特性評価法の確立を目指している。レーザ照射による固液共存状態での多孔質焼結およびSPS法を含むホットプレス法により多孔質焼結を行った。レーザ照射では、コンスタンタン、電極用Cu-Ag合金を試料として、良好な多孔質が形成することができた。また、ホットプレス法では、熱電材料FeSi_2、PbTe、(BiSb)_2Te_3の多孔質素子を試作し、燃焼により熱電素子として機能することを確認した。多孔質熱電素子では、高温部はガスの炎にさらされるため耐熱性が要求され、素子内には大きな温度勾配が生じることから広い温度域における熱電特性の最適化する必要があるが、単一の材料でこの条件を満たすことは困難であり、耐熱性、熱電特性の両面から傾斜機能化による多孔質熱電素子の性能向上が期待される。耐熱性に優れたFeSi_2、中温度域で高い熱電特性を示すPbTe、低温で高い特性の(Bi,Sb)_2Te_3を基本として、傾斜機能多孔質熱電材料FeSi_2/(Bi,Sb)_2Te_3、FeSi_2/PbTe(Bi,Sb)_2Te_3を試作した。プロパンガスの燃焼に対して十分に耐熱性を有し、炎にさらされる部分では使用が困難なPbTe、(Bi,Sb)_2Te_3の特性を生かした多孔質傾斜機能熱電素子が試作できた。
メラノーマ細胞へのインターフェロンβ遺伝子導入による遺伝子治療の開発

本研究の目的はきわめて難治な進行期メラノーマに対する新しい治療法としてインターフェロンβ(IFN-β)遺伝子を用いる遺伝子治療を開発することである。前年度までの研究に引き続き、さらに基礎研究を進め、まずC57BL/6マウスに移植した同系可移植性B16メラノーマの系において、腫瘍結節内にIFN-β遺伝子を正電荷多重膜リポソームに包埋して1回局注することにより、INF-β蛋白1000IU局注に比べ、腫瘍結節の増大が有意に抑制されることを確認した。さらに、この系でIFN-β遺伝子局注腫瘍結節にNK細胞の浸潤が目立つことを見出した。そこで、マウスを抗asialoGM1抗体で処理してNK活性を抑制した状態で同様の実験を行い、IFN-β遺伝子局注の効果が減弱することを明らかにした。また、in vitroの系でこの遺伝子製剤を8時間毎に繰り返し2回および3回作用させると1回のみの場合に比べて遺伝子発現効率が有意に高まることを明らかにした。以上の結果より、IFN-β遺伝子の局注によるはメラノーマに対する抗腫瘍効果は、メラノーマ細胞に対する直接的障害作用とともに、NK細胞などの活性、浸潤を介した全身的免疫反応の活性化も関与していること、さらに数回繰り返し投与することが遺伝子導入効率を高め、効果の増強に役立つことが明らかにされた。前年度までの研究成果と今年度の上記研究結果にて、臨床研究開始のための基礎的データが整ったと考えられるので、遺伝子治療臨床研究開始へ向けて手続きを進めることとし、「実施計画申請書」を作成し、信州大学医学部附属病院遺伝子治療臨床審査委員会へ提出した。3月4日開催の同委員会にて申請者として説明を行い、審議の結果、承認された。また医学部倫理委員会の承認もえた。今後文部科学省ならびに厚生労働省への申請へと進める予定であり、臨床研究開始へ向けて準備を整えている。SV40発現ベクターにつないだヒトIFN-β遺伝子を正荷電多層リポソームに包埋したものを用い、ヒトのメラノーマ細胞への遺伝子導入に関し、以下のような研究を行った。1)in vitroにおいて10%程度の導入効率がえられ、メラノーマ細胞からのIFN-β蛋白の産生が確認された。この遺伝子導入によりin vitroでメラノーマ細胞の増殖がはっきりと抑制された。2)このリポソームをヌードマウスへ移植したヒトメラノーマの結節へ1回局注することにより、増大抑制効果が認められた。これを隔日6回局注することによりメラノーマ結節はすべて完全に消退した。B16マウスメラノーマの系についてもマウスIFN-β遺伝子を用いて同様のin vitro実験を行い、ヒトメラノーマの場合とほぼ同様の効果を認めた。C57BL/6マウスへB16メラノーマ結節へこのリポソームを局注すると有意な増殖抑制が認められた。この宿主マウスの脾細胞から分離したリンパ球はB16メラノーマ細胞を特異的に認識、障害することが確認された。以上の研究結果より、リポソーム包埋IFN-β遺伝子を用いるメラノーマの遺伝子治療は、グリオーマの場合に勝るとも劣らない効果を発揮する可能性が示された。グリオーマに対しては近々に名古屋大学脳外科にて臨床トライアルが開始される予定であるが、メラノーマへの臨床応用についても早急に臨床トライアルへ向けての準備を開始したいと考えている。

SV40発現ベクターにマウスIFN-β遺伝子をつないだものを正荷電多層リポソームに包埋した製剤(pSV2muIFN-β)を用い、C57BL/6マウスとその自家腫瘍であるB16メラノーマの系において効果と作用機序を以下のように検討した。1.微分干渉顕微鏡を用いてin vitroにおけるpSV2muIFN-βのB16メラノーマ細胞に対する効果を観察した。その結果、対照群に比べ有意に多いアポトーシスの誘導が認められた。2.C57BL/6マウスの上背部皮下にB16F1メラノーマ細胞を移植し、径6-7mmとなった時点から3ugDNAのpSV2muIFN-βを1回局注し、増殖抑制効果をみるとともに、浸潤細胞のマーカーを検討した。その結果、治療群が対照群に比し、有意な腫瘍の増大抑制効果を示し、治療群では5匹中2匹で腫瘍の完全消失がみられた。7日後の免疫組織化学的検索ではCD4が優位で、治療群ではNK細胞とマクロファーシが多少多い傾向がみられた。現在、本遺伝子製剤の凍結乾燥製剤が完成したので、メラノーマへの臨床応用につきプロトコールを作成し、臨床トライアルへ向けての準備を始めている。本研究の目的はきわめて難治な進行期メラノーマに対する新しい治療法としてインターフェロンβ(IFN-β)遺伝子を用いる遺伝子治療を開発することである。前年度までの研究に引き続き、さらに基礎研究を進め、まずC57BL/6マウスに移植した同系可移植性B16メラノーマの系において、腫瘍結節内にIFN-β遺伝子を正電荷多重膜リポソームに包埋して1回局注することにより、IFN-β蛋白1000IU局注に比べ、腫瘍結節の増大が有意に抑制されることを確認した。さらに、この系でIFN-β遺伝子局注腫瘍結節にNK細胞の浸潤が目立つことを見出した。そこで、マウスを抗asialoGM1抗体で処理してNK活性を抑制した状態で同様の実験を行い、IFN-β遺伝子局注の効果が減弱することを明らかにした。また、in vitroの系でこの遺伝子製剤を8時間毎に繰り返し2回および3回作用させると1回のみの場合に比べて遺伝子発現効率が有意に高まることを明らかにした。以上の結果より、IFN-β遺伝子の局注によるはメラノーマに対する抗腫瘍効果は、メラノーマ細胞に対する直接的障害作用とともに、NK細胞などの活性、浸潤を介した全身的免疫反応の活性化も関与していること、さらに数回繰り返し投与することが遺伝子導入効率を高め、効果の増強に役立つことが明らかにされた。前年度までの研究成果と今年度の上記研究結果にて、臨床研究開始のための基礎的データが整ったと考えられるので、遺伝子治療臨床研究開始へ向けて手続きを進めることとし、「実施計画申請書」を作成し、信州大学医学部附属病院遺伝子治療臨床研究審査委員会へ提出した。3月4日開催の同委員会にて申請者として説明を行い、審議の結果、承認された。また、医学部倫理委員会の承認もえた。今後文部科学省ならびに厚生労働省への申請へと進める予定であり、臨床研究開始へ向けて準備を整えている。
HOX11によるリンパ球腫瘍化の分子機構の解析

HOX11は染色体転座t(10;14)(q24;q11)を有するT細胞急性白血病の染色体切断部位よりクローニングされたホメオボックス遺伝子である(Science,1991)。HOX11によるT細胞腫瘍化の機序を調べるために、正常の胸腺細胞及び末梢T細胞、その他の造血系細胞の分化増殖におけるHOX11の発現を定量的RT-PCR法を用いて検討した。その結果、HOX11は胎生期の脾臓原基でオルターナテイブスプライシングによる2種類の違った長さのmRNAの発現が検出できた。しかし、胸腺細胞および脾細胞ではその発現は見られなかった。さらに、それらの細胞をフォルボールエステルやカルシウムイオノフォアなどで刺激してもHOX11の発現は検出できなかった。このことよりT細胞においてHOX11が異所性に発現することが細胞の腫瘍化に重要な役割を担っていると考えられた。これらの結果及びホメオボックス蛋白質が核内転写因子であるという事実より、HOX11が他の細胞周期調節分子あるいはアポプトーシスを調節する分子に作用して正常の細胞周期調節機構の破綻をきたし細胞を癌化に導くと考えられた。
ストレス応答を制御するHPA系に着目した自殺関連遺伝子の同定

現在、日本国内で社会問題となっている自殺行動の生物学的機序を解明し、自殺予防のための治療モデルを開発する為に、我々はストレス反応を主に制御するHPA axis(視床下部-下垂体-副腎皮質系)関連遺伝子に着目し自殺との関連解析を行った。我々はFKBP5遺伝子の特定のハプロタイプと自殺に有意な相関を認め、自殺行動には遺伝的脆弱性が関与していることを明らかにした。さらにALDH2、NOS1遺伝子と自殺、NOS1遺伝子と統合失調症との有意な相関を認めた。これらの知見より自殺行動のバイオマーカーとしていくつかの遺伝子変異が利用できる可能性があることを示した。本年度はストレス応答を制御するHPA系に着目した自殺関連遺伝子として、既にHPA系制御との関連が報告されているFKBP5遺伝子の3つの一塩基多型に着目して自殺企図者との相関研究を行った。また相関研究の検出力を高めるためサンプル収集に努め、自殺企図者DNAを300検体近く収集した。FKBP5と自殺との相関は認められなかったため、自殺の候補遺伝子として有力と考えられていたが世界的に追試されていない遺伝子について、改めて詳細な解析を行った。自殺者においてはセロトニン神経系の生化学的な変化が報告されているか、その律速合成酵素であるtryptophan hydroxylase(TPH)について、神経系での優勢な発現が確認されているTPH2と自殺との相関を解析した。15のtag SNPを用い、ハプロタイプ解析を行ったが、有意な相関は認められなかった。自殺の背景疾患として重要である統合失調症において、TPH2に加え、TPH1についてもtag SNPを用いてハプロタイプ解析を行ったが、いずれの解析においても有意な関連は認められなかった。自殺と相関が報告されているRGS2遺伝子多型と不安障害との相関研究も行ったが相関は認められなかった。自殺にアルコール乱用、依存症の合併が高頻度に認められる。アジア人で認められる代謝酵素の多型は、アルコール依存症の発症に関与することが知られるためアルコール代謝に関わるADH1B及びALDH2における機能的多型と自殺との関連を調べた。ALDH2の非活性型遺伝子多型の頻度が男性自殺者で有意に低いこと、さらにアルコール依存症との関連が報告されているADH1Bの活性型遺伝子多型とALDH2の活性型遺伝子多型の組み合わせが、男性自殺者で対照に比べ10倍高いことを見出した。つまり飲酒行動にプロテクティプに働く遺伝子型は自殺のリスクが低いことを示している。これは自殺行動を制御するマーカーとして有用な可能性があり、さらなる追試が必要と考える。昨年度に引き続き、ストレス応答を制御するHPA系に着目した自殺関連遺伝としてFKBP5遺伝子に着目し、さらなる解析を加え、特定のハプロタイプが自殺と有意に相関していることを見出し、世界に先駆けて国際医学雑誌に報告した。自殺企図者と関連遺伝子の相関研究においてサンプル数も比較的多く、他の研究グループでも同遺伝子の自殺行動への関与を示唆する報告が続いており、今後、この遺伝子の機能異常がストレス環境下でどのように情動や行動に影響を及ぼすかを解明すれば自殺行動の病態解明につながる可能性がある。現在、動物モデルを用いてストレスとこの遺伝子の関連を解明する研究を準備中である。引き続き、自殺と有意に相関する統合失調症患者血液サンプルを用いた自殺や統合失調症関連遺伝子の探索も行い、神経型一酸化窒素合成酵素NOSI遺伝子と自殺、統合失調症両者の有意な関連を発見した。統合失調症においては女性患者の特に早期発症群でプロモーター上の機能的一塩基多型との相関を認め、またこの一塩基多型はヒト死後脳におけるNOS1蛋白発現とも有意な関連があることを確認した。これらも国際医学誌に報告した。とくに統合失調症の病態機序における一酸化窒素の関わりはほとんど研究が進んでおらず、神経発達、神経可塑性、記憶、神経障害など様々な領域に関わることが予想され、今後、生物学的マーカーや治療の創薬ターゲットになる可能性もある。また心理学的アプローチとして女子学生を対象にした自己価値観、自己の体重に対する価値観(body-esteem)、アレキシサイミア(失感情症)との関わりを自己記入式質問票によって明らかにすることを試みた。自殺行動や精神疾患発症に至る段階以前から自己価値観の低さや自己の内面を表現することが困難なアレキシサイミア群では摂食障害予測のスコアが有意に高いことが示され、発症前からの心理学的関わりの重要性も再認識された。
X線TVによる動的荷重下の粒状体地盤―流体系の内部変形機構可視化に関する研究

本研究は、動的環境外力を受ける粒状土地盤の不安定化および物質移動機構の解明を目標として、X線TV透視装置により地盤の浸透破壊過程の可視化を行ったものである。得られた主要な研究成果は次のとおりである。1.先ず、平面ひずみホッパー内を流下する粒状体の重力流れに着目し、粒状体地盤の流動変形の動態をX線TV透視装置により可視化するためのシステムを構築した。2.異種粒径からなる粒状体地盤を対象とした一連の浸透実験を行い、地盤の不安定化と物質移動発生条件におよぼす粒径混合比の影響を明らかにした。3.均一な砂地盤における浸透破壊過程のX線可視化の結果によると、ボイリング破壊に先立って局所的な変形が卓越する。4.分離型パイピングが生じるような粒度分布をもつ粒状土地盤においては、浸透流の作用による骨格構造の変形量はわずかである。そのため、ボイリング破壊のような急激な形状変化は生じない。ただし、粗礫層からの間隙流の湧き出しが生じ、それによって細粒分が巻き上げられることは興味深い。5.粗礫層の下位に砂層が分布する二層系地盤の浸透破壊過程も極めて興味深い。実際、取得したX線透視画像の解析によると、その特徴は次のように要約し得る。(1)砂層内で液状化フロントが成長し粗礫層にまで進展すると、粗礫層下面より礫粒子が次々と崩落し、液状化砂層中へ沈降していく;(2)一方、液状化砂層上面からは砂粒子が連続的に粗礫層の間隙中に浸潤していく;(3)そして、最終的にドラスチックな地盤変形を伴うかたちで、大規模なボイリング破壊が生じる。粒状体地盤と浸透流の動的相互作用による不安定化の例として、捨石マウンド法尻付近の局所的な洗掘や捨石マウンド直下の置換砂層の地震時液状化による抜け出しなどがある。これらは広い粒径分布を示す粒状体地盤の浸透流による細粒分流出という物質移動現象を伴う不安定化現象である。ケニ-らは粒度分布に着目した不安定性指標を提案し、粒径加積曲線にギャップのある配合の場合、動水勾配が0.20.4程度で細粒分のみが分離型パイピングを生じる内的不安的であることを報告した。本研究では、断面積15x5、高さ15cmの直方体供試体に鉛直上向きの一様な浸透流を与えて、流量と供試体内3個所の間隙水圧を計測した。供試体は砂礫分(ケースA珪砂3号あるいはケースB山砂)と細粒分(珪砂7号)の重量比で管理し、飽和度と分粒を考慮してスラリー状の試料を水中落下法により液深2cmから5層に分けて投入して作成した。細粒分、砂礫分の平均粒径比は9.0(ケースA)あるいは20.7(ケースB)である。これらは不安定性指標によれば内的不安定とされるが、今回の実験では平均粒径比の違いがケースA、Bの細粒分流出特性に反映された。すなわちAでは、細粒分の流出は徐々に進行し、全体的なボイリング破壊(動水勾配2程度)に到るまで、細粒分の大部分は砂礫分の間に残存した。また細粒分の流出に伴い上部では下部に比べて透水係数が増加し、ボイリング破壊時の動水勾配は供試体上部で0.9、下部で3.5程度であった。Bでは細粒分の含有量によって流出特性が異なり、分離型パイピングが観察された例もあった。これは細粒分がある限界含有率S^xを以下であれば、荷重の大部分は砂礫の骨格部のみに伝達され、細粒分が流出しやすいためと説明される。

今後は不安定化メカニズムの進展状況のX線TV可視化や粒子・流体間の相互作用力の評価法などについて検討を加えていく予定である。本研究では、対象地盤領域内の密度変化をX線TV透視装置でモニターすることによって、動的環境外力の作用による地盤の不安定化および物質移動の動態を明らかにすることを目的としている。平成10年度に実施した研究をまとめると、次のようである。平面変形ホッパー実験;二次元ホッパーを流下する粒状体媒質の流況をX線TV透視装置により可視化し、粒状体の流動機構におよぼす各種境界条件の影響や粒状体の初期充填構造の影響を把握した。混合粒径地盤における浸透実験;異種粒径の粒状体から構成される粒状体地盤を対象として、一連の浸透流実験を行い、浸透流の作用による地盤の不安定化と物質移動現象に関する基礎データを集積した。すなわち、地盤内における間隙水圧分布におよぼす粒径混合比の重要性を明らかにした。最近、X線TV装置による可視化を可能にするために実験土層に水頭差の遠隔操作・制御機構を付加することができたので、鋭意、本格的な浸透流実験シリーズに取り組んでいるところである。デジタル画像解析プログラムの開発; X線TV透視によって得られる大量の画像データを系統的かつ迅速に処理するため、デジタル画像解析プログラムを開発するとともに、PC-UNIXによる画像処理用ワークステーションを構築した。
国際連盟から国際連合へ――「教訓」の形成と継承

本研究は、1930年代半ばから1950年までを国際機構の再編期と定義し、国際連合の誕生について憲章起草過程を越えて描出する。国際機構の姿を実践のなかで動態的に形成されるものとして捉え直す。1930年代後半に国際連盟の「失敗」を踏まえた改革論が叫ばれ、そこで形成された連盟の「教訓」が国連構想に与えた影響を明らかにする。さらに、実際に設立された国連が必ずしも憲章の規定やその起草者たちの想定に基づかず、実践のなかで構築されていく過程を検討する。
蛍光性界面活性剤の毛髪組織への浸透挙動

蛍光発光機能と界面活性能を併せ持つ蛍光性の界面活性剤を開発し、その界面物性が蛍光発色と連動することを明らかとした。さらに、蛍光性界面活性剤がヒトの毛髪組織に浸透することを蛍光顕微鏡で観測することにより明らかとした。本研究では、疎水基の先端に蛍光プローブを導入した界面活性剤(蛍光性界面活性剤)を開発して、その毛髪組織への浸透挙動を蛍光発光により高感度検出することを目的としている。本年度の研究では、ピレンを有する蛍光性界面活性剤の開発を行った。具体的には、(1)カルボキシレート(アニオン性)、(2)四級アンモニウム(カチオン性)、(3)PEGエーテル(ノニオン性)の三種類を合成した。それぞれの界面物性を明らかとするために、臨界ミセル濃度、表面張力低下能、および占有面積を測定した。その結果、いずれの蛍光性界面活性剤も通常の界面活性剤と同様に界面物性を有することがわかった。さらに、ノニオン界面活性剤はアニオン界面活性剤と比較して、低い臨界ミセル濃度および表面張力低下能を有していることがわかった。これは通常の界面活性剤と同様の傾向である。蛍光性界面活性剤を0.240mMの濃度範囲で、330nm光照射による蛍光スペクトルを測定したところいずれの濃度でもピレン環に由来する強い蛍光発光が観測された。興味深いことに、臨界ミセル濃度以下の濃度では430nmに等発光点を帯、I1からI3バンド(375430nm)の蛍光強度の減少とエキシマー発光(500nm)強度の増大が観測された。等発光点の存在から臨界ミセル濃度以下では完全に単分散していることが明らかとなった。一方、臨界ミセル濃度以上の濃度では全波長領域において蛍光消光が観測された。これらの結果をあわせ、蛍光性界面活性剤は界面物性と連動した蛍光発光特性を有することを明らかとした。本年度の研究では、ピレンを有する蛍光性界面活性剤の固体状態および液体状態の集合挙動と毛髪組織への浸透挙動に関する検討を行った。固体状態の集合挙動を明らかとするために、急冷による凍結乾燥の後得られた粉末のSEM観測を行った。その結果、試料濃度により異なる径のひも状会合体を形成することがわかった。さらに、液体状態の集合挙動を明らかとするために、動的光散乱による粒径測定と磁場勾配NMRによる自己拡散係数測定を行った。その結果、動的光散乱では濃度により異なるサイズの粒径を示すことがわかった。さらに、その粒径はSEMで観測されたひも状会合体の太さと相関することがわかった。一方、自己拡散係数測定では表面張力測定より求めた臨界ミセル濃度をさかいに分子の運動挙動が変化することがわかり、臨界ミセル濃度以上の濃度で会合体を形成していることが示された。興味深いことに、濃度の上昇に伴う自己拡散係数の減少率が減少することより、会合体はサブミクロン以上の大きさにならないことが分かった。臨界ミセル濃度以上の蛍光性アニオンおよびノニオン界面活性剤試料にヒト毛髪(白髪)を浸し、よく洗浄したのちUV366を照射すると、ともに毛髪全体から青色の蛍光が観測されどちらのタイプの蛍光性界面活性剤も毛髪組織の表面に吸着することがわかった。
遺伝子改変動物を用いた精子成熟過程におけるPATE4の機能解析

体外受精では,精巣で作られて精巣上体尾部に貯蔵された精子(尾部精子)が一般的に使われている。一方,体内受精では,尾部精子に副生殖腺(特に精嚢腺)分泌成分が付加された精子が子宮内へ射出される。体内受精における精嚢腺分泌成分の役割を明らかにするため,精嚢腺除去マウスを作製して野生型雌と交配させたところ,雄の妊孕性低下が観察された。次に,精嚢腺で大量に存在するPATE4の機能解析を試みた。Pate4欠損(KO)マウスを作製して,KO雄と野生型雌を同居させたところ,この雌からはほとんど産仔が得られなかった。Pate4 KO雄が不妊傾向にある原因については,現在詳細な表現型解析をしている。まず初めに,マウス雄性生殖器におけるPATE4 (prostate and testis expression 4)の発現解析を行った。具体的には,マウスの精巣,精巣上体(頭・体・尾),副生殖腺(前立腺・精嚢腺),腎臓および肝臓を採取し,それぞれの組織からタンパク質を抽出した。得られた各組織由来のタンパク質抽出液を用いてウェスタンブロット解析を行った結果,マウスPATE4は精巣や前立腺ではなく精嚢腺で特に強く発現することが明らかになった。また,精嚢腺の上皮細胞と精嚢分泌物のタンパク質抽出液を用いたウェスタンブロット解析で,PATE4は上皮細胞で合成された後に翻訳後修飾を受けることが明らかになった。さらに,野生型雄マウスと交配した直後の雌マウス子宮内液由来のタンパク質抽出液を用いたウェスタンブロット解析でもPATE4の存在を示すバンドが検出できた。以上から,PATE4は射出時に精子と混合され雌へと輸送されると考えられる。次いで,マウスPATE4の生理学的機能を明らかにする目的で,Pate4 KOマウスの作製を行った。得られた雄マウスの精嚢腺タンパク質抽出液を用いたウェスタンブロット解析でKO雄マウスの作出に成功したことが確かめられた。次いで,得られたPate4 KO雄マウスを用いた自然交配試験,KO雄マウス由来の精巣上体尾精子を用いた体外受精試験や人工授精試験などにより,PATE4の生理学的機能の解析を行った。射出時に精嚢腺から分泌されるタンパク質が精子へと付着して,精子の運動や生存性に関与することが報告されている。しかし,精嚢腺タンパク質の繁殖能力における役割は不明な点が多い。前年度,申請者はPATE4 (prostate and testis expression 4)が精嚢腺で発現して,交尾により子宮内へと輸送されることを明らかにした。本年度は,PATE4の生理学的機能を明らかにするために,Pate4 KOマウスを作製した。得られたKOマウスの精嚢腺からタンパク質を抽出して,ウェスタンブロッティングを行い,PATE4タンパク質の消失を確認した(KOマウスの作製に成功)。精嚢腺PATE4が精子の受精能獲得にどのような役割を持つのかを調べるために,WTやKOのマウスから精巣上体尾部精子や射出精子を採取して,体外受精や人工授精を行った。既存の人工授精では,授精率が低く,PATE4の精子への付着の有無が精子の受精能獲得にどのように影響するかを判定することが難しかった。本研究で申請者は,人工授精法の改良や射出精子を得るために直腸プローブを用いた電気刺激を試みた。さらに,Pate4 KOと精嚢腺を除去したマウスで見られる表現型を比較するため,精嚢腺除去マウスを作製し,Pate4 KOと同様の解析を行った。今後は,精嚢腺の繁殖能力における役割をさらに調べるために,精嚢腺で特異的に発現する他のタンパク質を欠損するマウスを作製したい。26年度が最終年度であるため、記入しない。生殖生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。申請書に記入した研究計画通りに研究を遂行できたため今後は,人工授精試験を継続して行うとともに,電気刺激による人工的射出誘発や蛍光ラベルKO精子を用いた雌性生殖道内におけるKO精子の挙動の観察を行うことで,マウスPATE4の生理学的機能の解明を試みたい。
サイトメガロウイルス関連前部ぶどう膜炎患者のKIR多型とNK細胞レパトワの解析

サイトメガロウイルス関連前部ぶどう膜炎(CMV-AU)は明らかな免疫低下のないアジア民族集団の中高年に好発するが、その発症のメカニズムは不明である。本研究では抗CMV応答に重要なナチュラルキラー(NK)細胞の遺伝免疫学的バックグランドとNK細胞レパトワの解析を目的とした。CMV-AU患者のHLA class Iの多型解析の結果、CMV-AU患者では抗サイトメガロウイルス抗体陽性健常人コントロールと比べ、HLA-B Bw4 I80アリル頻度が有意に高いことが見出された。HLA-B Bw4 I80はKIR3DL1のstrongリガンドであり、NK細胞の制御やウイルス感染に対するホストの免疫応答の違いに関わっている。さらにCMVの再活性化でKIR3DL1陽性NK細胞の増加がみられるという報告もあることから、KIR3DL1多型がCMV-AUの発症と関わっている可能性が示唆された。また、CMV抗原による末梢血単核球刺激でNK細胞からのIFN-g産生がみられたことから、IFN-g産生NK細胞のプロファイルを調べた結果、これらの多くはNKG2C陰性NK細胞の一部であることが明らかになった。これまでにヒトではNKG2CがCMV抗原を認識するNK細胞活性型受容体の一つであることが示唆されているが、本研究からCMV抗原を認識する未知のNK細胞受容体が存在する可能性が示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。
腸管アルカリフォスファターゼが炎症性腸疾患の粘膜防御機構に果たす役割

炎症性腸疾患において粘膜のバリア機構はその病勢に大きく関与する。我々は、過去に腸管バリア機構を増強すると報告されてきた腸管アルカリフォスファターゼ(IAP)に着目した。遺伝子操作によりIAPをマウスの腸管粘膜局所で増減させる実験系の確立を探索した。炎症性腸疾患のモデルマウスとしては、過去の報告では安定した病気の作成が困難とされたクローン病類似モデルであるマウスTNBS腸炎を腹腔麻酔の代りに吸入麻酔を使用することにより安定したモデルにすることに成功した。これらの系を用いて、今後IAPの粘膜防御におけるメカニズムをさらに検討していく予定である。腸管粘膜のバリア機構を増強し、炎症反応制御に深く関与している腸管アルカリフォスファターゼが炎症性腸疾患の粘膜防御機構に果たす役割を評価する。具体的にはnon-microbial-mediated gene-delivery systemを用いて、マウス実験腸炎モデルの大腸粘膜にIAPを強制発現させたり、あるいはIAPに対するshRNAベクターを使用することによりIAPを抑制させたりすることによって、IAPが腸管のバリアのintegrityを変化させ粘膜防御機構に関与すると仮説し探索を行う。平成21年度はマウス実験腸炎モデルの大腸粘膜におけるIAPの発現レベルをmRNAレベル、タンパクレベルで解析した。マウス実験モデルとしては、申請者がこれまでに解析経験のある、クローン病類似のTh1優位の病変を有するマウスTNBS腸炎モデルを使用した。TNBS腸炎モデルについては8週齢の雄性C57BL/6マウスを用い、内直径1mmのゾンデをマウスの肛門に約4cm挿入し、50%エタノールに溶解した2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acidを100μL注入し腸炎を惹起させた。コントロール群には50%エタノールに溶解したPBSを100μL注入した。TNBSあるいはPBS投与後7日目にマウスをsacrificeし、大腸粘膜からmRNAおよびタンパクを抽出し現在IAP発現レベルを測定しており、腸炎によるIAP発現レベルの変化を検討中である。平成22年度はIAP発現ベクターおよびIAP shRNAベクターの作成を行った。具体的にはIAP発現ベクター作成に関しては、まずFull length mouse IAP(alkaline phosphatase 3:AKP3)をRT-PCRで増幅し、pCR2.1TOPO vector(Invitrogen)でクローニングした。制限酵素処理後、pIRES-hrGFPII vector(Stratagene)あるいはpSecTag2/Hygro vector(Invitrogen)でサブクローニングした。作成したベクターをCOS7細胞にtransfectionし、IAPタンパクの発現をチェックできた。IAP抑制shRNAベクター作成に関しては、BLOCK-iT RNAi Target Screening System(Invitrogen)を用いて様々なベクターを作成したがIAPに対するサイレンシング活性の強い有効なシークエンスが得られておらず、今後の課題となっている。具体的にはIAP発現ベクター作成に関しては、まずFull length mouse IAP(alkaline phosphatase 3 : AKP3)をRT-PCRで増幅し、pCR2.1TOPO vector (Invitrogen)でクローニングした。制限酵素処理後、pIRES-hrGFPII vector (Stratagene)あるいはpSecTag2/Hygrovector (Invitrogen)でサブクローニングした。IAP抑制shRNAベクター作成に関しては、BLOCK-iT RNAi Target Screening System (Invitrogen)を用いて様々なベクターを作成しIAPの発現をin vitroで抑制することに成功したが、in vivoでの発現抑制には至らず、今後の課題となっている。

まずIAP発現ベクターおよびIAPshRNAベクターの作成を行ったが、IAP発現ベクター作成に関しては、作成したベクターをCOS7細胞にtransfectionし、IAPタンパクの発現をチェックできたが、IAP抑制shRNAベクター作成に関してはin vivoでの発現抑制には至らず作成を断念した。とりあえず、腸管粘膜におけるIAP過剰発現の影響を調べるためのマウス実験腸炎モデルとしてTNBS腸炎を使用することとした。しかし、従来法のAvertinを用いた腹腔内麻酔を使用したTNBS注腸による腸炎の導入は、腸炎発症率および死亡率に関するばらつきが非常に大きいため、まずは安定したTNBS腸炎の確立に関して探索した。試行錯誤の結果、Avertinの代りに吸入麻酔薬のSevofluraneを使用し、マウスのTNBS注腸中の体位を倒立保持し麻酔深度を調節することにより、非常にばらつきの少ないTNBS腸炎発症モデルの作成手技を確立した。TNBS腸炎はTh1系優位の炎症性腸疾患の動物実験モデルとして広く使用されているが、注腸手技の精度による腸炎重症度のばらつきが大きく、また重度の腸炎発症した場合、マウス死亡喪失が一定数存在するため、安定した実験を行うのにかなりの困難を要することが実験者の間では知られている。よって、このSevofluraneを利用したばらつきの少ないTNBS腸炎発現システムの構築に関しては、この分野の実験において非常に貢献するものであると思われる。したがって、まずはこのSevofluraneを利用したばらつきの少ないTNBS腸炎発現システムに関して今後学会発表および論文発表を行う予定である。IAP抑制shRNAベクター作成にあたって、BLOCK-iT RNAi Target Screening System (Invitrogen)を用いて様々なベクターを作成したが、効率よいサイレンシング機能をもつシークエンスを見つけるのに時間を要してしまった点と、in vitroでIAP発現の抑制に成功したベクターをin vivoに投与したが、In vivoでのgene deliveryに難渋している点のため進行が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。
B_<12>配列ナノ空間物質の準静水圧力下での圧力応答と構造変化

これまで、B_<12>正二十面体を配列ナノ構造単位とする最も単純な物質であるα-ホウ素について、ヘリウム圧力媒体を用いた準静水圧下での圧力応答を、高圧ラマン散乱測定により詳細に観察した。その結果、B_<12>正二十面体のlibration modeがソフト化する15GPaで、B_<12>同士の相互作用を示唆する新たな振動モードが現れることを見いだした。今年度はその解析をさらに進め、歪んだB_<12>クラスターのbreathing modeのうち2本のピーク強度の圧力依存性が、40GPaを境界に逆転することを見いだした。これは、40GPa付近で菱面体格子角αが狭くなる方向から広がる方向へと逆転するという第一原理計算の結果と調和的である。以上より、α-ホウ素について、40GPa付近で見られる電気伝導度異常などの物性変化は、菱面体格子角αの圧力変化という構造的要因によると理解された。同じようなクラスタ一を基本構造単位とする配列ナノ空間物質として、Baイオンを内包する構造III型クラスレートであるBa_<24>Si_<100>とBa_<24>Ge_<100>がある。これらは同じ構造をとるが、電子転移や超伝導特性など物性には違いが多い。この差異の理由を明らかにし構造と物性の関係を明らかにするため、ヘリウム圧力媒体を用いて高圧粉末X線回折実験を行った。その結果、室温下4.5-5GPaでわずかに体積弾性率が変化し、Ba_<24>Ge_<100>が高圧下で「硬く」なることが分かった。これは、加圧によりクラスターの体積が減少し、4.5-5GPaでBaイオンのラットリング挙動に影響を与えるためと考えられ、その圧力以上ではBa_<24>Si_<100>と同様の物性が現れると予想される。さらに同様の実験を5GPaまでの低温高圧下で行い、電子転移や超伝導が発現する条件付近での詳細なX線回折データを得た。現在、このデータを用いて構造解析を進めている。本研究は、ヘリウム圧力媒体による準静水圧を用いて、異方性のある配列ナノ空間が静的圧力に対してどのような圧力応答を起こすのかを、実験的に的に明らかにすることを目的としている。B_<12> icosahedronのネットワークからなる物質群の中で最も単純なα-ホウ素について、ヘリウム圧力媒体を用いてα-ホウ素の高圧ラマン散乱測定を行った。静水圧性の向上により、従来の報告よりもピークの明瞭なラマン散乱スペクトルが約54GPaまで得られた。低波数側に現れるシャープなlibrational modeは、15-20GPaを頂点として高波数シフトから低波数シフトへ変化し、ソフト化するような挙動を示した。また20GPa付近から、その近傍に、ブロードではあるが新たなピークが現れた。このピークはicosahedron間の何らかの相互作用を示していると考えられ、電気抵抗の圧力変化における折れ曲がりと対応している可能性がある。構造III型GeクラスレートであるBa_<24>Ge_<100>は常圧でTc=0.24Kの超伝導体であるが、高圧下ではTcが3.8K程度に上昇する。この圧力効果は、Baのラットリングフォノンとホストの電子との間のph-e相互作用で説明されている。この高圧下での構造変化を調べるために、ヘリウム圧力媒体を用いて約35GPaまでのX線回折実験を行った。その結果、約10GPaまで明らかな構造相転移は見られなかったが、4-5 GPaの圧力で体積弾性率が変化し"硬く"なった。これは、BaとGe-hostとのph-e相互作用が大きくなるという解釈と矛盾しない。10GPaを越えたところで圧力誘起アモルファス化が始まったが、約35GPaからの回収試料はシャープな回折パターンを回復し、「アモルファス」状態でもGeケージは破壊されていないことが分かった。

その結果、室温下4.5-5GPaでわずかに体積弾性率が変化し、Ba_<24>Ge_<100>が高圧下で「硬く」なることが分かった。これは、加圧によりクラスターの体積が減少し、4.5-5GPaでBaイオンのラットリング挙動に影響を与えるためと考えられ、その圧力以上ではBa_<24>Si_<100>と同様の物性が現れると予想される。さらに同様の実験を5GPaまでの低温高圧下で行い、電子転移や超伝導が発現する条件付近での詳細なX線回折データを得た。現在、このデータを用いて構造解析を進めている。
プロトン共役電子移動を鍵とする物性変換システム

外場応答性化合物の例として、シアン化物イオン架橋混合原子価Fe-Co錯体における電子移動に伴うスピン転移(Electron-Transfer-Induced Spin Transition = ETCST)やスピンクロスオーバー錯体などが盛んに研究されており、近年では光誘起単分子磁石や光・熱による磁性・電気伝導性変換を示す物質が開発されてきた。しかしながら、熱によるスイッチングでは低応答速度、光スイッチでは低変換効率が問題であり、分子スイッチング素子の応用に障害となっていた。我々はこれまでに光学活性な配位子を導入したシアン化物イオン架橋混合原子価鉄ーコバルトかご状錯体を合成し、ケージ内水分子移動による誘電応答と熱誘起分子内電子移動が共存する系を創出した。これは電場誘起物性変換を示す機能性錯体分子の創出につながる成果である。この研究を踏まえて、本研究では、分子のキラリティーおよびプロトンに着目した分子設計によって、様々な外場に応答しうる多重機能性分子性化合物の創製を目指して研究を行った。キラル構造をもつ2次元および3次元混合原子価金属錯体では、結晶の電気双極子により強誘電体となる可能性があり、電場誘起相転移を示す化合物が開発できると考えられる。本研究では電場誘起物性変換を目指した分子設計として、キラルな補助配位子を有し、脱プロトン可能な部位をもつ錯体の合成と集積化、ETCSTやスピンクロスオーバーに基づく双安定性の発現を目標として研究を進め、キラルな構造を持ち、水分子を内包したかご状11核錯体における溶媒分子依存スピン転移現象を見出した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。多重応答性相転移を示す化合物の物性研究として、これまでにシアン化物イオン架橋混合原子価Fe-Co錯体における電子移動に伴うスピン転移(Electron-Transfer-Induced Spin Transition = ETCST)が見出され、光誘起単分子磁石や光・熱による磁性・電気伝導性変換を示す物質が開発されてきた。これまで電場誘起相転移をしめす分子システムの研究例は皆無と言ってよく、これが実現すれば従来まで光と温度に頼っていた状態変換を電場により高効率・高速で状態変換できる全く新しい物質系を実現できる。そこで、本研究では電場誘起物性変換を目指した分子設計として、キラルな補助配位子を有し、脱プロトン可能な部位をもつ錯体の合成と集積化、ETCSTやスピンクロスオーバーに基づく双安定性の発現を目標として研究を進めた。電場誘起物性変換が可能な錯体分子を開発するためには、まず非対称な分子配列を誘起しやすいキラルな化合物で双安定性を発現する必要がある。そこで、有機配位子のキラリティーに着目して、キラルな2座、3座、4座配位子を新規合成し、この配位子をもつスピンクロスオーバー錯体の合成、および補助配位子としてもちいて集積化した電荷移動共役スピン転移錯体の開発を進めた。ピリジンおよび2級アミン部位を配位座として有するキラルな4座配位子をもちい、対イオンおよび溶媒分子の異なる4種類の鉄(II)単核錯体を得、構造・磁気的性質について調べた。磁化率測定の結果、100300Kの温度域で急峻なスピンクロスオーバーが観測され、低温相および高温相の単結晶構造解析から鉄イオンの電子状態を明らかにした。

本研究では電場誘起物性変換を目指した分子設計として、キラルな補助配位子を有し、脱プロトン可能な部位をもつ錯体の合成と集積化、ETCSTやスピンクロスオーバーに基づく双安定性の発現を目標として研究を進め、キラルな構造を持ち、水分子を内包したかご状11核錯体における溶媒分子依存スピン転移現象を見出した。現在、反転中心を持たない空間群に属する結晶構造をもつ双安定性錯体の合成に成功しているため、電場誘起物性変換を達成するためには電場に応答する部位を導入することが必要である。そこで、配位部位としてピリジン環ではなく分子の周辺方向に水素結合を形成可能なピラゾール、イミダゾール、およびピラジンなどの置換基を持つ新規キラル配位子を合成し、類似錯体の合成とプロトンドナー分子との複合化の研究を進める。配位子、錯体およびプロトンドナーのpKaを考慮し、分子間でプロトンの授受および分極変化が起こるような分子を試行錯誤によって開発する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。