hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しいMR用血液プール造影剤による肝細胞癌検出能向上に関する実験的研究

多血性肝細胞癌の従前のMR診断は非特異的な血管外漏出性Gd-DTPAを用い、造影動脈相を狙った撮影で、全肝の評価には高速MR装置が必要であった。新しいデンドリマー型血液プール造影剤dendrimers DTPA-D1Glu(OH)(以下デンドリマー)を用いて、GRE法ならびにSE法による肝細胞癌の検出の可能性について検討した。F344ラットに100ppmのdiethylnitrosamineを混和した蒸留水を給水して109日間通常飼育下で化学発癌(肝細胞癌)を誘導した5匹、27結節を対象に、in-vivo MRIと病理組織学的検討を行った。まず、Gd-DTPA(0.1mol/kg)による造影T1強調画像の連続撮影を2時間後まで行った。ひきつづいて6時間以上間隔をあけて、同様の撮像をデンドリマー(0.05mol/kg)を用いて施行した。撮影後肝臓を摘出し、連続切片を作製、H&E染色し、組織切片で判定した癌巣とMRI上それに対応する結節を対照させ、結節、背景肝、画像の背景部分の信号のSDを計測し、コントラスト雑音比(CNR)あるいは信号強度比を計算した。デンドリマー造影では、gradient-echo法のみならず、spin-echo法でも肝細胞癌に対する十分な造影能を示した。その信号増強効果は通常のGd-DTPAによるよりも強力であり、その信号増強効果は造影後少なくとも2時間後まで持続した。信号増強効果は、CNR(contrast-noise-ratio)としては2時間後までGd-DTPAに対し約5倍(spin-echo法によるT1強調画像上)の造影能を維持した。デンドリマー造影では非特異性造影剤よりも肝細胞癌の検出能が向上する可能性があるのみならず、パフォーマンスの低いMR装置でも富血性肝細胞癌の全肝スクリーニングができる可能性がある。平成17年度は本実験にて使用する担癌ラットモデルの作製と、現時点で利用可能なデンドリマー型造影剤数種類のうち、本実験に最も適当な血液内滞留性造影剤の選択を、通常のラットで血管描出能を評価することにより行った。今のところ、血管描出能に優れ、一番安定で、調整のしやすいDendrimers DTPA-D1Glc(OH)の特性が一番適していると思われた。動物モデルの作製にあたり、通常の飲水として、蒸留水中にDEN(diethylnitrosoamine)を混和し、100ppmの濃度としたものの投与を、平成17年2月17日より41匹の6週齢雄性F344/Nラットに開始し、現在も通常飼育環境下にて飼育中である(3月30日現在では、死亡なし)。4月末頃から漸次化学発癌による肝細胞癌モデルが得られる見通しである。その一方で、デンドリマー造影剤の血液滞留性のメカニズムに関する基礎的な検討を開始した。すなわち、このリガンドがアルブミンやα1-酸性糖蛋白、リポ蛋白などと結合して、血液滞留性を呈している可能性があると考えられることから、放射性同位体を用いた結合蛋白の検索に適したリガンドの調整を開始した。平成18年度は、投与後数時間にわたり血管内に滞留する新しい造影剤dendrimers DTPA-DIGlu(OH)(以下デンドリマー)を用いて、造影MRIによる肝細胞癌の検出の可能性について検討した。

(方法)・F344ラットに100ppmのdiethylnitrosamineを混和した蒸留水を給水して約3カ月間通常飼育下で化学発癌を誘導して得た23結節の肝細胞癌モデル(多血性腫瘍モデル)を対象に、Gd-DTPA(0.1mol/kg)による造影T1強調画像の連続撮影を2時間後までSE法(T1強調画像:TR/TE=250/9.1)により行った。6時間以上間隔をあけて、引き続き同様の撮像をデンドリマー(0.05mol/kg)を用いて施行した。撮影後肝臓を摘出し、連続切片を作製、H&E染色し(一部CD34、VEGFによる免疫組織化学染色)、組織切片で判定した癌巣とMRI上それに対応する結節を対照させ、結節、背景肝、画像の背景部分の信号のSDを計測し、コントラスト雑音比(CNR)を計算した。(結果)デンドリマーでは通常のSE法で肝細胞癌に対する十分な造影能を示した。CNRは3分後の平均値で造影前より120%上昇し、2時間後でも106%の上昇を維持した。これに対して通常のGd-DTPAによる造影では3分後に36%のCNR上昇を見たのみで、30分後と2時間後には造影前のCNRに低下していた。デンドリマーでは造影後少なくとも2時間後まで、肉眼的に肝細胞癌の同定が容易で、CNRとしては最大でGd-DTPAに対し約3.3倍の造影能を示した(3分後)。デンドリマーを用いれば、こうした長時閥にわたる高い腫瘍-正常組織コントラストを維持でき、腫瘍の介入治療等に応用可能であるのみならず、磁場勾配のパフォーマンスが低いMR装置でも富血性肝細胞癌の全肝スクリーニングができる可能性がある。
再生医療への応用を目指した間葉系幹細胞支持基板の開発（国際共同研究強化）

本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。平成30年度は、再現性実験および研究成果発表を中心に行った。有機無機コンポジット試料の(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。(1)骨補填材として臨床応用されている無機材料であるハイドロキシアパタイト(HA)、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)に加え、破骨細胞吸収性を有する炭酸含有アパタイト(CA)を利用した。有機材料としてはポリ乳酸(PLA)を利用した。5-20wt%の無機物を含むPLAとのコンポジット試料を作製し、キャラクタリゼーションを行った。X線回折、フーリエ変換赤外分光法、表面粗さ計、接触角計を用いて、有機無機コンポジット試料表面のキャラクタリゼーションを行った。その結果、組成変化は見られないが、無機物添加量増加に伴い表面粗さ値が増加すること、表面濡れ性は変化しないことが確認された。(2)ヒト骨髄由来Monocyte、ヒト末梢血由来Monocyteを用いて破骨細胞培養実験を行うと、無機物を含むコンポジット試料上で破骨細胞分化が見られた。CA、β-TCPを含むコンポジット試料上で破骨細胞分化の亢進が見られた。ヒトMSC、骨芽細胞、骨細胞をそれぞれ培養し、ヒト末梢血由来Monocyteを加えて共培養を行った。その結果、MSCが破骨細胞分化を誘導することが見出された。(3)ヌードマウス埋入試験を実施し、組織学的解析を行った。MSC担持コンポジット群では炎症性細胞の減少が見られた。研究計画のとおり進めることができた。また、研究成果について、学会や論文で発表することができた。来年度は最終年度であることから、研究成果のまとめと発表を中心に行う予定である。内定年度:2015本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。平成28年度は、有機無機コンポジット試料について、(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。(3)ヌードマウスに埋入し、組織学的解析を行った。海外渡航先での動物実験倫理委員会、ヒト試料に関する倫理委員会申請手続きに時間を要したため本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。平成29年度は、前年度に引き続き、有機無機コンポジット試料の(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。

ヒトMSC、骨芽細胞、骨細胞をそれぞれ培養し、ヒト末梢血由来Monocyteを加えて共培養を行った。その結果、MSCが破骨細胞分化を誘導することが見出された。(3)ヌードマウス埋入試験を実施し、組織学的解析を行った。MSC担持コンポジット群では炎症性細胞の減少が見られた。現在、画像解析を進行中である。平成29年度は研究計画のとおり進めることができた。また、研究成果について、学会や論文で発表することができた。本研究は、再生医療における組織再生効率向上を目指して、間葉系幹細胞(MSC)の分子分泌能を強化し、組織再生能を向上する再生医療用足場材料の開発を行うことを目指す。平成30年度は、再現性実験および研究成果発表を中心に行った。有機無機コンポジット試料の(1)試料作製およびキャラクタリゼーション、(2)破骨細胞前駆細胞試験、MSCと破骨細胞前駆細胞の共培養試験、(3)ヌードマウスへの埋入実験を行った。(1)骨補填材として臨床応用されている無機材料であるハイドロキシアパタイト(HA)、β-リン酸三カルシウム(β-TCP)に加え、破骨細胞吸収性を有する炭酸含有アパタイト(CA)を利用した。有機材料としてはポリ乳酸(PLA)を利用した。5-20wt%の無機物を含むPLAとのコンポジット試料を作製し、キャラクタリゼーションを行った。X線回折、フーリエ変換赤外分光法、表面粗さ計、接触角計を用いて、有機無機コンポジット試料表面のキャラクタリゼーションを行った。その結果、組成変化は見られないが、無機物添加量増加に伴い表面粗さ値が増加すること、表面濡れ性は変化しないことが確認された。(2)ヒト骨髄由来Monocyte、ヒト末梢血由来Monocyteを用いて破骨細胞培養実験を行うと、無機物を含むコンポジット試料上で破骨細胞分化が見られた。CA、β-TCPを含むコンポジット試料上で破骨細胞分化の亢進が見られた。研究計画のとおり進めることができた。本研究により、有機無機コンポジット材料の最適化が行われた。今後は、ヒト間葉系幹細胞と有機無機コンポジットをヌードマウスに長期間埋入試験を行い、生体反応、骨形成能評価を行う。本研究により、有機無機コンポジット材料の最適化、および細胞挙動評価が行われた。今後は、長期的生体内埋入試験を行い骨形成能評価を行う。本研究成果を硬組織再生医療に応用できれば、移植部位でMSCを長期間保持し、サイトカイン分泌を亢進し、内在性幹細胞を局所へ動員し、組織再生能を向上することが期待される。来年度は最終年度であることから、研究成果のまとめと発表を中心に行う予定である。
ヒト尿細管細胞における結石関連蛋白質の発現に関する研究

実験計画に示したようにこれまではMDCK細胞やNRK細胞のようなヒト以外の動物の培養細胞を用いた実験系が主であったが,今回我々はより臨床への関連を目指し,予定していた培養細胞よりHK-2細胞(正常ヒト近位尿細管上皮細胞由来)を選択し尿路結石症に関連する蛋白質に関して生物学的な変化を確認した.まずHK-2細胞をが様々な施設で検討されている結石関連蛋白,中でも分子生物学的によく検討されている(分子生物学的な検討が今回の我々の手法であるため)物質がcontrolの状態で発現しているかを検討した.それによりHK-2細胞は検討対象であるRPTF-1(prothrombin fragment 1),Bikunin, OPN(osteopontin)それぞれのmRNAの発現をRT-PCRを用いて確認した.により至適とされる培養液を用いて培養しこれまでに報告のある生物学的に考えられる濃度の蓚酸を添加する事でそれぞれの発現率の差をreal time PCR方を用いて定量した.同じくHK-2細胞に対しての免疫染色の結果もコントロールと蓚酸負荷との間にそれら蛋白の局在に明らかな差を認めた.さらに検討した蛋白質がすべて炎症系の物質であることに着目し細胞への蓚酸の刺激がどういう形でイニシエーションしているかを確認すべく活性酸素の発生有無を確認したところコントロール群に比較して蓚酸添加群で細胞に活性酸素の発生を確認し、それぞれの蛋白質の発現機転となりうる可能性を示し、今後さらにそのmRNAの発現にいたる経路を解明に対する研究への展開が期待される.現在世界で注目を集めている結石関連の高分子蛋白質であるプロトロンビンF1,バイクニンそしてオステオポンチンに関して尿細管上皮培養細胞において蓚酸カルシウム結晶の負荷にてその発現が時間的変化或いは蓚酸負荷量の変化等に対してどのような反応を示すかを検討しつつある.昨年度に確認した培養尿細管細胞系からのmRNAの発現に基づきanti senseの導入や強力なプロモーター遺伝子の導入を行い、人為的な遺伝子調節下での蓚酸カルシウム結晶と細胞機能との関連を検討する。実際昨年度からの検討対象としている蛋白質はそれぞれ一般的には炎症関連の蛋白質と考えられており,それらmRNAの発現が蓚酸カルシウム結晶に起因するのかあるいは蓚酸やカルシウム自体の溶液中高濃度による科学的刺激によるものまたは結晶の細胞への物理的刺激に起因するものかをもう少し具体化しまたそのtriggerとなる部を検討するために強力なプロモーターあるいはアンチセンス使用してその解明に近づき来年度はこの結果に基づいて培養細胞における発現調節を遺伝子導入操作にて今回検討している炎症カスケードの遺伝子レベルでの制御に基づき検討を重ね,最終的な本研究の総括を行う予定である.実験計画に示したようにこれまではMDCK細胞やNRK細胞のようなヒト以外の動物の培養細胞を用いた実験系が主であったが,今回我々はより臨床への関連を目指し,予定していた培養細胞よりHK-2細胞(正常ヒト近位尿細管上皮細胞由来)を選択し尿路結石症に関連する蛋白質に関して生物学的な変化を確認した.まずHK-2細胞をが様々な施設で検討されている結石関連蛋白,中でも分子生物学的によく検討されている(分子生物学的な検討が今回の我々の手法であるため)物質がcontrolの状態で発現しているかを検討した.それによりHK-2細胞は検討対象であるRPTF-1(prothrombin fragment 1),Bikunin, OPN(osteopontin)それぞれのmRNAの発現をRT-PCRを用いて確認した.により至適とされる培養液を用いて培養しこれまでに報告のある生物学的に考えられる濃度の蓚酸を添加する事でそれぞれの発現率の差をreal time PCR方を用いて定量した.同じくHK-2細胞に対しての免疫染色の結果もコントロールと蓚酸負荷との間にそれら蛋白の局在に明らかな差を認めた.さらに検討した蛋白質がすべて炎症系の物質であることに着目し細胞への蓚酸の刺激がどういう形でイニシエーションしているかを確認すべく活性酸素の発生有無を確認したところコントロール群に比較して蓚酸添加群で細胞に活性酸素の発生を確認し、それぞれの蛋白質の発現機転となりうる可能性を示し、今後さらにそのmRNAの発現にいたる経路を解明に対する研究への展開が期待される.実験計画に示したようにこれまではMDCK細胞やNRK細胞のようなヒト以外の動物の培養細胞を用いた実験系が主であったが,今回我々はより臨床への関連を目指し,予定していた培養細胞よりHK-2細胞(正常ヒト近位尿細管上皮細胞由来)を選択し尿路結石症に関連する蛋白質に関して生物学的な変化を確認した.まずHK-2細胞をが様々な施設で検討されている結石関連蛋白,中でも分子生物学的によく検討されている(分子生物学的な検討が今回の我々の手法であるため)物質がcontrolの状態で発現しているかを検討した.それによりHK-2細胞は検討対象であるRPTF-1(prothrombin fragment 1),Bikunin, OPN(osteopontin)それぞれのmRNAの発現をRT-PCRを用いて確認した.により至適とされる培養液を用いて培養しこれまでに報告のある生物学的に考えられる濃度の蓚酸を添加する事でそれぞれの発現率の差をreal time PCR方を用いて定量した.

同じくHK-2細胞に対しての免疫染色の結果もコントロールと蓚酸負荷との間にそれら蛋白の局在に明らかな差を認めた.さらに検討した蛋白質がすべて炎症系の物質であることに着目し細胞への蓚酸の刺激がどういう形でイニシエーションしているかを確認すべく活性酸素の発生有無を確認したところコントロール群に比較して蓚酸添加群で細胞に活性酸素の発生を確認し、それぞれの蛋白質の発現機転となりうる可能性を示し、今後さらにそのmRNAの発現にいたる経路を解明に対する研究への展開が期待される.
リスク認知とソーシャルメディア情報拡散過程の進化論的解明：基礎研究から社会実装へ

放射線リスクの認知特性と社会内拡散動態を明らかにし、風評被害や差別の抑制に貢献することが目的である。個人の認知的特性を対象とする行動免疫班の実験は、放射線リスクに対する忌避感情が当初の予想より強固で制御困難であることを明らかにした。放射線リスク関連情報のツイッターでの動態を解明するソーシャルメディア班は、放射線についての否定的感情が強力であり、他の災害リスクと異なる拡散パターンを確認した。抑圧的でないリスク管理の方途を考察する社会実装班は、感染症などの過去の風評被害や差別の事例との比較分析やメディア論的考察をおこなった。研究遂行および成果発表は福島の研究者や生活者と共有することを心がけた。行動免疫班は放射能関連リスク(原発、放射性物質、汚染作物、汚染地域)ならびに、それ以外のリスク要因(自動車事故、飛行機事故、インターネット、火事、泥棒、インフルエンザ、AIDS、地震)に対する認知、感情、ならびに情報源への信頼について、2月(非放射能関連リスク)と3月(放射能関連リスク)の2回に分け同一回答者1600名に対するWeb調査を実施した。放射能関連リスクについては認知と感情の関連が強く、またいかなる情報源も信頼されていないことが示された。ツイッター情報研究班は、リスク事象として東日本大震災を取り上げ、震災時にソーシャルメディア(ツイッター)上で流布した2種類のデマ(コスモ石油製油所爆発事故、原発事故による放射能被害)を見た利用者のうち、どういう人が情報を転送(リツイート)した(しなかった)か、その特徴を、利用者のネットワーク特性(フォロー/被フォロー数、相互フォロー数、次数中心性、など)によって記述した。流言ツイートを拡散したユーザは、リンク、すなわちフォロー・フォロワーが少ない傾向にあることが明らかになり、感染症的な流言拡散モデルとは逆の知見が得られた。社会実装班は、リスク言説の生成伝播の過程を辿る際に参照となる過去の事例としてハンセン病恐怖言説の生成伝播過程を調査した。新聞データベースおよびハンセン病資料館所蔵資料を通じてハンセン病関係言説の報道状況を網羅的に調査した。『ハンセン病文学全集』編集担当者、ハンセン病資料館元司書にもヒアリング調査を行った。ハンセン病以外では原子力立地地元の言説状況を予備調査するために福井新聞原子力担当記者へのヒアリングを行った。今年度は当プロジェクトが本格的に始動した年度である。最初に全体研究会をおこない(2014年5月)、共通認識を醸成した(「放射能」に対する懸念や恐怖感は地域によらない可能性がある、欠如モデルによるリスクコミュニケーションは逆効果、など)。全体研究会は9月と11月にも行なった。11月は福島大学の研究者との合同研究会をおこない、放射線測定活動を続けている地域の方々と、食品の小売り店を訪問し、生活者から見たときの放射能汚染とそれをめぐる「風評被害」の影響について意見交換をおこなった。行動免疫班は、放射能関連リスクならびに、それ以外のリスク要因に対する認知、感情、ならびに情報源への信頼について、2月(非放射能関連リスク)と3月(放射能関連リスク)の2回に分け1600名に対するWeb調査を実施した。ソーシャルメディア班は震災時に流布したデマツイートを見たユーザのうちどういう人が「RTした(しなかった)」か、その特徴を、ユーザのネットワーク特性によって分析した。分析は今年度はまだ途上であるが、恐怖心を抱いているとRTの回数が多いことが示唆されている。社会実装班は、過去の病気の比較やマスメディアの動向を調査すると同時に、原発震災後の政治的ガバナンスの問題点を論じるシンポジウムをおこなった。演者として事故直後に政権の内部から対処に当たった政治家やアメリカから当時派遣された専門家も含め、日本の危機管理体制の問題点を浮き彫りにする論点が出された。年度繰越し分の研究費によって、これらの成果の一部を国際学会で発表し、また、被災者対象保養キャンプの参加者の放射能汚染の認識を調査した。各班の研究活動がおおむね順調であるのに加え、全体活動での情報共有と意見交換により、異分野交流が促進され、新たな共通認識が醸成されたのは予想外の収穫であった。具体的には、心理学研究者らが想定している以上に研究成果のおよぼす社会的影響は大きく、学術的に厳密な用語の使用法がときに社会的誤解を招く可能性がメディア研究者から指摘され、科学情報と一般社会との関係についての共通認識が形成された。また、11月の福島訪問では地元の研究者との情報交換に加え、地域の食料小売店や住民による放射線測定活動につぶさに接し、住民自身による積極的な科学的活動から刺激を受け、各研究分担者自身の研究活動に有益なフィードバックがなされた。平成27年度は最終年度なので、前年度までの成果を踏まえて引き続き実験と調査を進めると同時に、今までの成果の取りまとめと発表、ならびに地域への情報還元をおこなった。行動免疫班は、放射線に対するリスク認知の心理学的メカニズムとして、当初の予想より多くの要因が関係していることを明らかにした。単純な行動免疫仮説では説明できないため、モデルの再検討をおこなった。むしろ、リスク一般に関するエラー管理論の方が放射線リスク認知を考える枠組みとしては適切かもしれない。ソーシャルメディア班も前年度に引き続き災害関連ツイッターの分析をおこなった。時間帯による相違や、発信者が情報のハブになっている程度とツイートの内容の関係などを調べ、放射線リスク関連のツイートは津波や地震などの災害に関するツイートに比べるとツイート数とRT数の減衰が遅いことなどを明らかにした。

社会実装班は、放射能リスクの認知メカニズムが当初の予定より複雑であるという実験結果を受けて、リスク認知の社会的・歴史的背景の解明に研究の中心を修正し、感染症、とくにハンセン病が社会的にどのように認識されてきたかの社会力学的解明との比較をおこなった。被災地域との関係を深める活動としては、福島での放射線汚染事故後の現地の対応状況を知るために、酪農家を視察し、聞き取り調査をおこなった。成果の発表および還元は、諸学会や学術論文の他に、福島市でシンポジウムを開催し、研究成果を発表するだけでなく、当研究チームのメンバーと福島で関連活動を続けている研究者やマスメディアの方々との対話形式での討論をおこなった。放射線リスクの認知特性と社会内拡散動態を明らかにし、風評被害や差別の抑制に貢献することが目的である。個人の認知的特性を対象とする行動免疫班の実験は、放射線リスクに対する忌避感情が当初の予想より強固で制御困難であることを明らかにした。放射線リスク関連情報のツイッターでの動態を解明するソーシャルメディア班は、放射線についての否定的感情が強力であり、他の災害リスクと異なる拡散パターンを確認した。抑圧的でないリスク管理の方途を考察する社会実装班は、感染症などの過去の風評被害や差別の事例との比較分析やメディア論的考察をおこなった。研究遂行および成果発表は福島の研究者や生活者と共有することを心がけた。行動免疫仮説に基づく心理学実験と、ツイッター情報の拡散過程の分析は、当初の予想とは異なる結果が出ているところもあるものの、おおむね順調に進捗している。当初の予想と異なるといっても、新たな展開や展望が得られる可能性があるという点では、むしろ研究の方向性としては望ましい発展をしているともいえる。とくに、行動免疫班が明らかにした、「放射能」リスクは他のさまざまなリスク要因のすべてに共通するような心理的性質をもっていることや、ツイッター班が明らかにした、放射能に関する流言を拡散した人はむしろ社会的ノードが少ない傾向にある点などは、今後の放射能関連情報の社会的拡散を考える上で重要な示唆となると考えている。社会実装班は、過去の感染症事例を参照例としてその特徴を分析したが、他2班の成果と合わせて放射能関連情報の社会的拡散についてどのように対応するべきかについて、実際的なプログラムを形成するには至っていない。当初の作業仮説に沿って、各研究班がさらに研究を進める。行動免疫班は、食材や実験者への教示を変えて、「放射能」情報がどのような忌避反応や嫌悪感情を引き起こすか、実験を続ける。行動免疫モデルではなく危機管理モデルの方が認識枠組みとして採用されている可能性があるため、その点を明確にできるような実験を進める。ソーシャルメディア班はデータ量が膨大であるため解析に時間がかかっているので、この作業時間を短縮できる方法の開発やモデル化も視野に入れて作業を進める。社会実装班は、過去の災害や病気の事例との比較作業を進めると同時に、マスメディアや日本の政治状況をどのように考慮するべきか、理論的枠組みの構築をめざす。研究成果は地元福島に還元できる形で発表することも考慮する。
生殖腺の形態形成機構の解明

生殖腺は生殖細胞と体細胞から構成されるが、生殖細胞の分化、ならびに性分化には、生殖細胞を支える体細胞の存在が不可欠である。生殖腺の形成における体細胞の寄与を分子機構で解明することを目的とする。今回は遺伝子の発現様式をwhole-mount in situ hybridization法により解析した。並びに、遺伝子の異所性発現実験として目的遺伝子を組み込んだレトロウイルス産生細胞を外科的にニワトリ胚に移植し、生殖腺の各種マーカー遺伝子発現と形態変化を解析した。また、各種薬物を吸着させたビーズを外科的にニワトリ胚に移植し、同様の解析を行った。同時に、BrdUの取り込みにより細胞増殖をしらべ、TUNEL法により細胞死の解析を行った。生殖腺は皮質と髄質から形成され、主に皮質から卵巣が、主に髄質から精巣が形成されるといわれている。まず、未分化性腺から性分化に伴う生殖腺細胞の増殖と細胞死について、雌雄、皮質と髄質、左右のそれぞれの要因について解析した。皮質については、細胞増殖には雌雄差に関わらず、左側が右側より増殖が盛んであった。このとき細胞死は左右差はなかった。すでに未分化性腺のときに皮質に左右差が性に無関係におきていることが初めて判った。この現象にはPITX2,RALDH2,Ad4BPの遺伝子カスケードが関与していることを初めて明らかにした。PITX2は左右軸の形成に必須の転写因子であり、これが左の皮質に発現することでレチノイン酸合成酵素(RALDH2)を阻害する。同時にPITX2は生殖腺の形成に必須の転写因子Ad4BPの発現を促進する。RALDH2は未分化生殖腺の右の皮質に発現することで、Ad4BPの発現を阻害する。次に、性分化が始まった8日胚では雄に特異的に左の皮質で細胞死が盛んになる。一方、雌の左右の髄質でも細胞死が始まり、雄の髄質には精巣索が形成され成熟精巣が形成される。ニワトリ胚の生殖腺の左右不斉化は2段階でおこる。まず5.5日胚で皮質に性に依存しない左右差が形成される。これに関与する遺伝子カスケードが初めて判った。次に性分化が始まる8日胚に、髄質に性に依存した細胞死が起きる。この誘導における引き金が具体的になにであるのかはこれからの課題である。生殖隆起を誘導するシグナル因子としてのFgf9st18において中腎細管にFgf8,、Wnt4が発現している。それに隣接した中腎中胚葉にAd4BP/SF-1が発現し始める。さらに、ショウジョウバエと線虫で性分化に関与する転写因子のニワトリ相同遺伝子であるDmrt-1を同定し、その発現を調べた。Fgf9,Dmrt-1ともst18では発現していないが、st21においてFgf9はネフロンのボーマンズ結節に発現し、同時にDmrt-1は発現する領域と隣接した中腎中胚葉に発現し始めた。この部域はAd4BP/SF-1発現領域の腹側の腹部側のごく一部と重なっていた。発生が進むとAd4BP/SF-

1発現領域は背側の領域と腹側の領域に分かれていき、Dmrt-1はこの腹側の領域と一致した。このことは、ニワトリ胚でも副腎・性腺原基から、それぞれ背側と腹側の部域に、別れていき、それぞれから副腎と生殖腺が形成されていくことを示している。さらに、st21でネフロトームの先端部分の細胞に発現するFgf9は生殖腺の形成を誘導するシグナルであると結論した。理由として第一に正常胚における発現は時間的に、空間的に生殖腺に特異的な遺伝子マーカーであるAd4BP/SF-1,cDmrt-1の発現に密接にリンクしている。第二にFgf9の異所性発現により、生殖腺の遺伝子マーカーであるAd4BP/SF-1,cDmrt-1,AMHが誘導される。第三に、異所性に形成された生殖腺の周りにはVASA抗原陽性の始原生殖細胞が移動してくる。第四に、FGF9シグナルを特異的に阻害するように、FGFレセプター阻害剤であるSU5402を染み込ませたビーズを3日胚の体腔上皮側から移植すると腹側のAd4BP/SF-1発現のみがならびにcDmrt-1の生殖腺における発現が阻害される。以上のことは生殖隆起を誘導するシグナルが中腎に存在することを初めて示したもので中腎のもつ生殖腺をつくるという生物学的重要性を示している。生殖腺は生殖細胞と体細胞から構成される。生殖細胞の分化、ならびに性分化には、生殖細胞を支える体細胞の存在が不可欠である。生殖腺の原基は中腎の体腔上皮が肥厚しすることで形成される。それが未分化性腺になり、性分化に伴って精巣と卵巣になる。哺乳類と鳥類の生殖腺の形態形成には多くの共通なメカニズムがある。しかしながら、鳥類生殖腺の特殊性としては、右の卵巣は性分化に伴って退縮するという古くから知られている生物学的事実がある。この問題を分子レベルで解明した。生体内において、レチノイン酸(RA)はレチナール脱水素酵素(Radh2)により合成され、チトクロームP-450ファミリーに属するCyp26A1により分解されることで,そのレベルが維持されている。5日胚未分化性腺の皮質と髄質におけるRadh2とCyp26A1の発現を調べたところ、皮質では雌雄差は認められなかったが、Radh2は右側に、Cyp26A1は左側に発現していた。髄質では左右差も雌雄差も認められなかった。生殖腺の形成に不可欠な転写因子Ad4BP/SF-1の発現を調べると、皮質ではRAの存在量と逆相関して、左側に発現していた。RAシグナルとの関係を調べるために、RAビーズを左側の未分化性腺に移植するとAd4BP/SF-1発現が阻害された。逆に、RAアンタゴニストビーズを右側の未分化性腺に移植するとAd4BP/SF-1の皮質での発現が誘導され、更に興味深いことに卵巣の萎縮がレスキューされた。6日胚の性腺の髄質では雌に特異的にRaldh2,RARa,RXRaが発現し、雌特異的にRAシグナルが働くことが予想される。髄質は、エストロゲン合成酵素であるaromataseが雌特異的に発現し、空洞化を誘導することがinhibitorを用いた実験が報告されている。RAアンタゴニストビーズを雌の右側の未分化性腺に移植することでAromataseが阻害され、卵巣の萎縮がまぬがれた。またRAビーズを左の雌の未分化性腺に移植するとAromataseが誘導され、萎縮が促進された。
プレクストリン(血小板47KDa蛋白)構造の生理的機能解析

Mayerらは機能が異なる種々の情報伝達物質に共通の約100アミノ酸の配列を見いだし、それをpleckstrin homology (PH)となずけ、重要なモチーフであろうと1993年Cell誌上に提唱した。当初、PHを有する蛋白は高々6種類であったが現在では100種を越えており、その重要性が増大してきている。まず細胞レベルでの遺伝子破壊(gene targeting)をおこなうために、ニワトリのBリンパ球の細胞を利用する。このために昨年度ニワトリのpleckstrin cDNAクローニングを試み、なんとかこの断片を取ることができ、解析をすすめてきた。今年度苦労したが何とか全長を解析することができた。結果としてヒトのものとアミノ酸レベルで約82%とよく保存されていることが判明した。2つあるPH domainは非常に良く保存されていた。また、以前よりこの蛋白質はProtein kinase Cの良い基質となることが判明していたが、その部位のアミノ酸配列も良く保存されていた。さらにこのcDNAをプローブとしてゲノムDNAクローニングを行ない、independentなpositive cloneを数多く得たが、その解析に手間取っている。したがって、当初の予定のgene targetingやニワトリpleckstrinの変異遺伝子導入による機能回復実験には着手できなかった。PHの重要性にもかかわらずいまだ統一的な見解には達していないので、今後上記の研究を通して一般性にまで高め、複雑な細胞内情報伝達の一端を単純化したいと考えている。Mayerらは機能が異なる種々の情報伝達物質に共通の約100アミノ酸の配列を見いだし、それをpleckstrin homology(PH)となずけ、重要なモチーフであろうと一昨年Cell誌上に提唱した。当初、PHを有する蛋白は高々6種類であったが、今では70種を越えており、さらに種々の知見が急増しその重要性が増大している。結果として、当初のほぼ予定どうりに進んでいる。個々に述べていくと、細胞レベルでの遺伝子破壊(gene targeting)をおこなうために、ニワトリのBリンパ球の細胞を利用する。このためにまずA1)ニワトリのpleckstrin cDNAクローニングを試み、なんとかこの断片を取ることができ、解析をすすめている。結果としてヒトのものとアミノ酸レベルでよく保存されていることが解かった。しかし、全長がまだ取れていないので再クローニングが必要と考えており今後も苦労すると思われる。B1)、2)GSTとPHとの2種類の融合蛋白を作ることができたが、会合しうる蛋白は今のところ見いだしえなかった。今後は、論文報告にあるようにリン脂質(PIP_2,IP_3等)との関連を調べたいと考えている。3)1)の融合蛋白に対して、何とか抗体(抗血清)を得たと思っているが、GSTに対しても反応するため、特異性が低いので、今後PHドメインのみに反応する抗体を精製し、細胞内でのプレクストリンの局在等を調べたいと考えている。Mayerらは機能が異なる種々の情報伝達物質に共通の約100アミノ酸の配列を見いだし、それをpleckstrin homology(PH)となずけ、重要なモチーフであろうと1993年Cell誌上に提唱した。

さらにこのcDNAをプローブとしてゲノムDNAクローニングを行ない、independentなpositive cloneを数多く得たが、その解析に手間取っている。したがって、当初の予定のgene targetingやニワトリpleckstrinの変異遺伝子導入による機能回復実験には着手できなかった。PHの重要性にもかかわらずいまだ統一的な見解には達していないので、今後上記の研究を通して一般性にまで高め、複雑な細胞内情報伝達の一端を単純化したいと考えている。
離散事象システムに対するロバストなスーパバイザの設計とその生産システムへの応用

本研究により,以下の成果が得られた.1.時間の経過を陽に表現した時間付き離散事象システムに対するロバストスーパバイザ制御について考察した.そして,複数の時間付き離散事象システムに対して,事象の部分観測のもとで制御仕様を満足するようなロバストスーパバイザが存在するための必要十分条件を明らかにした.2.離散事象システムの分散スーパバイザ制御において,ある指定した個数以下のローカルスーパバイザの制御動作が停止しても制御仕様が満足されるような,耐故障性を有する分散スーパバイザが存在するための必要十分条件を導出した.さらに,その条件が満足されない場合において,コーディネータを導入することにより,耐故障性を有する分散制御系を構築する方法を提案した.3.離散事象システムの分散スーパバイザ制御において,与えられた制御仕様の最大可制御ノーマル部分言語を用いた,耐故障性を有する分散スーパバイザの構成法を提案した.さらに,集中型のスーパバイザから,耐故障性を有する分散スーパバイザを構成する方法を提案した.4.離散事象システムにおいて,ブロッキングを許容したもとで,ある指定した個数以下のローカルスーパバイザの制御動作が停止しても制御仕様が満足されるような,耐故障性を有する分散スーパバイザが存在するための必要十分条件を導出した.さらにその条件を満足するような制御仕様の部分言語の構成法を明らかにした.5.離散事象システムにおいて,各ローカルスーパバイザがそれぞれ独立に,制御動作をオンラインで計算するような分散スーパバイザの設計法を提案した.個々のローカルスーパバイザが観測事象に対して制御動作を計算するアルゴリズムの計算量は多項式オーダとなる.本研究により,以下の成果が得られた.1.離散事象システムのスーパバイザ制御を入出力セマンティクスのもとで考察した.そして,複数の対象システムに対して,部分観測のもとで制御仕様を満足するようなロバストスーパバイザが存在するための必要十分条件,およびその条件を満足する制御仕様の部分言語の構成法を明らかにした.2.完全観測のもとでの離散事象システムのスーパバイザ制御において,スーパバイザの許容性とロバスト性との間の関係について考察した.そして最もロバストな最大許容スーパバイザの構成法,および最も許容的な最大ロバストスーパバイザの構成法を提案した.3.離散事象システムの分散スーパバイザ制御において,複数のローカルスーパバイザの制御動作が停止しても,制御仕様が満足されるような耐故障性を有する分散スーパバイザが存在するための必要十分条件,およびその条件を満足する制御仕様の部分言語に構成法を明らかにした.4.離散事象システムに対して,完全分散スーパバイザを構成した場合,一般に冗長なローカルスーパバイザが存在する.そこで,構成された完全分散スーパバイザから冗長なローカルスーパバイザを削除し,ローカルスーパバイザの集合を極小化する多項式オーダのアルゴリズムを提案した.5.任意の制御パターンをもつ離散事象システムに対して,部分観測のもとで制御仕様を満足するようなスーパバイザが存在するための必要十分条件,および制御パターンの集合が和に関して閉じているという仮定のもとで,得られた条件を満足する制御仕様の部分言語の構成法を明らかにした.本研究により,以下の成果が得られた.1.時間の経過を陽に表現した時間付き離散事象システムに対するロバストスーパバイザ制御について考察した.そして,複数の時間付き離散事象システムに対して,事象の部分観測のもとで制御仕様を満足するようなロバストスーパバイザが存在するための必要十分条件を明らかにした.2.離散事象システムの分散スーパバイザ制御において,ある指定した個数以下のローカルスーパバイザの制御動作が停止しても制御仕様が満足されるような,耐故障性を有する分散スーパバイザが存在するための必要十分条件を導出した.さらに,その条件が満足されない場合において,コーディネータを導入することにより,耐故障性を有する分散制御系を構築する方法を提案した.3.離散事象システムの分散スーパバイザ制御において,与えられた制御仕様の最大可制御ノーマル部分言語を用いた,耐故障性を有する分散スーパバイザの構成法を提案した.さらに,集中型のスーパバイザから,耐故障性を有する分散スーパバイザを構成する方法を提案した.4.離散事象システムにおいて,ブロッキングを許容したもとで,ある指定した個数以下のローカルスーパバイザの制御動作が停止しても制御仕様が満足されるような,耐故障性を有する分散スーパバイザが存在するための必要十分条件を導出した.さらにその条件を満足するような制御仕様の部分言語の構成法を明らかにした.5.離散事象システムにおいて,各ローカルスーパバイザがそれぞれ独立に,制御動作をオンラインで計算するような分散スーパバイザの設計法を提案した.個々のローカルスーパバイザが観測事象に対して制御動作を計算するアルゴリズムの計算量は多項式オーダとなる.
芳香環直接連結と脱芳香族化を鍵とした生物活性物質の合成

ヘテロ芳香環-ヘテロ芳香環ビアリール骨格は、生物活性天然物に多くみられるとともに医農薬化合物にも頻繁に活用される重要構造単位である。一方、3次元的骨格を有する生物活性物質は、溶解性や活性部位に対する選択性の点で平面骨格を有する化合物よりも優れている場合が多く、創薬の分野で注目を集めている。そのため、ビアリール骨格や3次元骨格を有する様々な生物活性物質の統一的合成法の確立は、基礎と応用の両面から極めて重要な課題といえる。本研究者は生物活性物質の最小単位としてインドール類、アジン類、チオフェン類などのヘテロ芳香族化合物を選定した。これらをユビキタスに存在するC-H結合のみによって連結させ、さらに脱芳香族化反応を用いることで複雑な3次元骨格へと展開できると考えた。平成26年度、本研究者は生物活性天然物であるディクチオデンドリン類をターゲットとし、その全合成研究に着手した。選定した化合物はピロール環とカルバゾール環が縮環したユニークな主骨格を有している。また優れた生物活性を示すため新規抗癌剤やアルツハイマー病治治療薬のリード化合物として注目されている。本研究においてはN-アルキルピロールを出発物質とし芳香環連結反応を含むC-H結合直接変換反応を駆使することによりこの多環性アルカロイドの全合成研究に取り組んだ。検討の結果、複数のC-H結合直接変換反応を組み合わせることでディクチオデンドリンAおよびFの短段階合成を達成した。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度、本研究者は生物活性天然物であるルンズリン類をターゲットとし、その全合成研究に着手した。ルンズリン類は8員環、3員環が縮環したジヒドロインドール骨格を有するなど複雑でユニークな構造的特徴を持つインドールアルカロイドである。またルンズリンBはB16メラノーマ細胞に体する顕著な毒性を示すため、新規抗がん剤のリード化合物として注目されている。そのためこれらの類縁体を一挙に合成する統一的方法論の開発が強く望まれる。はじめに主骨格である8員環を構築する鍵反応の開発に取り組んだすなわちピロールとインドールがエチレン鎖で架橋された化合物とノルボルナジエンとのC-H結合直接変換を用いた環化反応を検討した。その結果、ピロールとノルボルナジエン間で結合が形成された付加体が得られることを見出した。この付加体は想定する反応機構から得られたものと考えられるため、さらに反応条件の検討を行うことで8員環化合物の合成が達成できると期待される。平成25年度、本研究者は生物活性天然物である多環性ピロールアルカロイドをターゲットとし、その全合成研究に着手した。選定した化合物は極性の高い複数の官能基とユニークな主骨格を有している。また優れた生物活性を示すため新規抗癌剤のリード化合物として注目されている。本研究においてはシンプルなピロール環を出発物質とし芳香環直接反応を含むC-H結合直接変換反応を駆使することによりこの多環性アルカロイドの全合成研究に取り組んだ。検討の結果、出発物質である」V-アルキルピロールに対するロジウム触媒を用いたβ位選択的アリール化反応、続くジアゾエステルを用いたC-H挿入反応により目的の2置換ピロールが得られることを見出した。

本研究者は生物活性物質の最小単位としてインドール類、アジン類、チオフェン類などのヘテロ芳香族化合物を選定した。これらをユビキタスに存在するC-H結合のみによって連結させ、さらに脱芳香族化反応を用いることで複雑な3次元骨格へと展開できると考えた。平成26年度、本研究者は生物活性天然物であるディクチオデンドリン類をターゲットとし、その全合成研究に着手した。選定した化合物はピロール環とカルバゾール環が縮環したユニークな主骨格を有している。また優れた生物活性を示すため新規抗癌剤やアルツハイマー病治治療薬のリード化合物として注目されている。本研究においてはN-アルキルピロールを出発物質とし芳香環連結反応を含むC-H結合直接変換反応を駆使することによりこの多環性アルカロイドの全合成研究に取り組んだ。検討の結果、複数のC-H結合直接変換反応を組み合わせることでディクチオデンドリンAおよびFの短段階合成を達成した。26年度が最終年度であるため、記入しない。反応条件を種々検討した結果、ピロールとノルボルナジエン間で結合が形成された付加体が得られることを見出した。しかし、インドールーノルボルナジエン間でさらに結合が形成された目的の8員環構築には至らなかった。そのため、本研究は当初の計画と比較してやや遅れていると考えられる。当初の合成計画に従いシンプルなピロール環に対して位置選択的なアリール基の導入に成功した。また続くC-H挿入反応では様々な触媒を検討することによって反応の位置選択性を改善することができた。このことから本研究者の今年度の研究はおおむね順調に進行しているといえる。得られた付加体は想定する反応機構から得られたものと考えられるため、これまでの反応条件の検討の方針は間違っていないと言える。今後は用いる遷移金属、酸化剤、添加剤、反応溶媒などをさらに検討することで8員環の合成を目指す。また、ノルボルナジエンに代わる2炭素ユニットの検討や今までとは異なる合成ルートの検討も平行して行っていく。今後は芳香環直接連結反応などの鍵反応を用い多環性ピロールアルカロイドの主骨格の構築およびその全合成を目指す。また本合成法を適用することで様々な類縁体の合成にも取り組む。
三次元自己重力系における密度ゆらぎの非線型成長の研究

宇宙の諸階層での構造形成は三次元自己重力における密度ゆらぎの非線形成長と関係している。本研究ではこうした構造形成での重力の諸相を解析的及び数値的に研究した。内容は階層に応じてつぎの三つに大別される。1.星団及び星の形成過程回転等温ガス雲の安定性と分裂を線形解析と三次元数値実験で調べ、その特徴を明らかにした。また軸対称重力系での角運動量輸送と安定性を非線形段階まで含む分析を行なった。星形成において磁場の影響は星間雲の段階でも重要である可能性があり、電離度の計算を同時的に遂行した。2.中性子星合体及び超新星爆発一般相対論で時空構造の対称性の仮定なしに数値実験する準備がなされた。また、重力波源として有力な中性子星合体とそれに伴う重力波放出の三次元計算を実行した。SN1987Aの諸現象を研究した。三次元流体コ-ドでの数値計算は、疑似重力による、レ-リ-・テ-ラ-不安定による構造発生を示唆した。また爆発エジェクタ中を通過する宇宙線、γ線、X線等について、数値シミュレ-ションを行なった。さらにパルサ-活動性の研究もなされた。3.膨張宇宙の構造一次元自己重力系の特徴を、カタストロフィ-理論との関連で考察した。膨張宇宙での微小ゆらぎをゲ-ジ不変な形式で扱い、宇宙背景放射の異方性を様々な宇宙モデルについて計算をおこなった。スカラ-場のドメン構造、ビアンキIXモデルでのインフレ-ションを一般相対論的に扱った。宇宙の諸階層における構造は密度がほぼ一様な自己重力系に存在した微小な密度ゆらぎが非線型段階まで成長し,ついには分裂した結果生じたと考えられる.初期のゆらぎのいかなる性質が最終状態を決定しているかという共通の問題意識を持って以下の三つの現象が精力的に研究された.1.宇宙の大局的構造の研究銀河等の小スケールは,ゆらぎが成長した結果と思われるが,宇宙の大域的な構造は一様等方である.これを初期宇宙のインフレーションに依って説明するアプローチが有力と考えられている.そこで閉じた宇宙において,プランク質量より十分小さな質量のスカラー場があると,インフレーション宇宙は一般的現象である事を,解明した.またゆらぎの成長の観点では,ストリングの存在による銀河形成が研究を研究した.2.星団や恒星の形成過程の研究等温ガスディスクの重力不安定性を,線型解析及び非線型数値実験により調べた.磁場に貫かれたディスクの場合について,線型解析で調べ,重力不安定性の磁場の方向(ディスクと磁場の関係)への依存性を解明した.更に,磁場のない場合にゆらぎの成長を非線型段階まで追跡し,星間雲の分裂の形態及び分裂片の質量分布を導出した.3.中性子星やブラックホールの形成過程の研究中性子星の形成過程である超新星爆発過程についての数多くの研究を実行した.これらは1987年に大マゼラン星雲で観測された超新星爆発を契機にするものが多い.その内,爆発時に発生するショック面におけるゆらぎの成長の数値実験を遂行した.ゆらぎが,レーリーテーラー型不安定性のため非線型成長し,外層部分が分裂し内部領域は混合される事がわかった.この事は観測結果と適合すると思われる.現在の宇宙に見られる諸階層をなす構造は、微小な初期ゆらぎが重力によって線型段階から非線型段階を経て成長することによって形成されたと考えられる。そこで、いかなる初期ゆらぎが発生し、それがいかなる成長過程を経て最終状態に至るかという問題が、以下の3つの対象について研究された。1.宇宙の大局的構造の形成宇宙の大域的一様性を説明するインフレーションは、その実現が確率的にしか予言できないことが解明された。

また、一次元自己重力系での非線型ゆらぎの終状態のスペクトルが、初期条件に依存しないことが示された。さらに、フリードマン宇宙に局所構造をはり合わせた非一様宇宙モデルについての研究がなされた。2.恒星系、星間雲の構造の形成差動回転しているディスクの非軸対称モードに対する安定性が、線型および弱非線型の範囲で研究された。また、磁場が貫くガスディスクの安定性と、これに対するダストの寄与が研究された。大質量および小質量恒星周辺での惑星の形成について研究された。3.超新星爆発と中性子星の形成超新星爆発の際に発生するショック面のゆらぎの成長過程を3次元シミュレーションと線型解析の両面から研究し、外層部が分烈構造を持つことを得た。この分烈型構造と、SN1987Aにおけるγ線、χ線の観測可能性が研究された。また、中心部の崩壊によって形成される中性子星に対して、角運動量がなす役割について研究された。これらの研究は現在進行中の観測、および近い将来なされるであろう観測と結びついて重要な意味を持つ。宇宙の諸階層での構造形成は三次元自己重力における密度ゆらぎの非線形成長と関係している。本研究ではこうした構造形成での重力の諸相を解析的及び数値的に研究した。内容は階層に応じてつぎの三つに大別される。1.星団及び星の形成過程回転等温ガス雲の安定性と分裂を線形解析と三次元数値実験で調べ、その特徴を明らかにした。また軸対称重力系での角運動量輸送と安定性を非線形段階まで含む分析を行なった。星形成において磁場の影響は星間雲の段階でも重要である可能性があり、電離度の計算を同時的に遂行した。2.中性子星合体及び超新星爆発一般相対論で時空構造の対称性の仮定なしに数値実験する準備がなされた。また、重力波源として有力な中性子星合体とそれに伴う重力波放出の三次元的計算を実行した。SN1987Aの諸現象を研究した。三次元流体コ-ドでの数値計算は、類似重力による、レ-リ-・テ-ラ-不安定による構造発生を示唆した。また爆発エジェクタ中を通過する宇宙線、γ線、X線等について、数値シミュレ-ションを行なった。さらにパルサ-活動性の研究もなされた。3.膨張宇宙の構造一次元自己重力系の特徴を、カタストロフィ-理論との関連で考察した。膨張宇宙での微小ゆらぎをゲ-ジ不変な型式で扱い、宇宙背景放射の異方性を様々な宇宙モデルについて計算をおこなった。スカラ-場のドメン構造、ビアンキIXモデルでのインフレ-ションを一般相対論的に扱った。
イソベンゾフランの新規発生法を活用する生物活性天然物合成

昨年度、ラセミ体でのモルヒネの形式合成を達成しているが、その工程数には改善の余地を残していた。そこで、今年度は合成ルートの見直しを行った。鍵反応の基質調製に必要としていた9工程は、Heck反応と1,4-付加反応を連続反応化することなどで5ポット7工程に減らすことができた。また、松尾ー向山試薬による二重結合の導入、脱メチル化を伴う含酸素5員環形成などを経ることで、より標的化合物に近いRiceの中間体が得られることを見出し、さらに2工程を短縮することが可能であった。現在、反応と形式全合成で2報の論文を執筆中である。並行して、ハスバナンアルカロイドの合成に着手した。文献既知の臭化物を出発原料としてHeck反応、BaylisーHillman反応など7工程を行い、エチルエステルが置換した1,1-二置換アルケン部を持つフタラン誘導体を合成した。この化合物の酸化/付加環化連続反応では2つの四置換炭素が一挙に構築できることになる。実際に行ってみたところ、endo異性体2つを混合物として良好な収率で得ることができた。分離した主生成物のエステルを加水分解した後、Curtius転位を行うことで、減炭して窒素が置換した四置換炭素を構築することに成功した。得られた環状カルバマートを塩酸処理すると、加水分解と同時に酸素架橋環の位置選択的な開環反応も起こり、ベンジル位にヒドロキシ基が置換した化合物が得られることが明らかとなった。今後は全合成に向けて変換を行っていく予定である。モルヒネの形式合成を実現し、ハスバナンアルカロイドについても骨格合成のめどがついたから。残る標的化合物の効率的な全合成を目指し、研究を推進する。はじめに、フタラン誘導体に対する酸化/付加環化連続反応の基質適用範囲を調べた。各種化合物を調製して反応を行った結果、求ジエン部の置換基や芳香環上の置換様式が異なる基質に対しては適用可能であったが、テザー部の炭素数が5の基質だけは分解するのみで、目的とする7員環化合物は得られないことが分かった。また、テザー部に置換基がない場合には収率は中程度にとどまり、ThorpeーIngold効果の重要性が明らかとなった。以上の結果を踏まえ、本連続反応の有用性を示すべく、天然物の全合成研究を開始した。本年度はモルヒナンアルカロイドの合成を目指すことにした。ニトロ基を求ジエン部に導入したフタラン誘導体を調製して連続反応を行ったところ、この場合にも完璧なエンド選択性、良好な収率で目的の四環性化合物が得られた。生成物に特徴的な酸素架橋環の開環法を種々検討した結果、アリルトリメチルシラン存在下でルイス酸を作用させると望みの位置で炭素ー酸素結合の開裂が起こることを見出し、第四級炭素を構築できることが分かった。二重結合を酸化的に開裂するとニトロ基由来の窒素原子との間でヘミアミナールが形成された。そのヘミアミナールの還元を行ったところ、同時にベンジル位のアルコールも還元されることが分かり、モルヒナンアルカロイドの全炭素骨格を持つ四環性化合物が得られた。その化合物に対して3工程の変換を行ってGatesらの中間体に導き、モルヒネの形式全合成を達成することができた。順番は入れ替わったが、開発した連続反応を利用して計画どおりモルヒナンアルカロイドの合成を実現できたので、進展は順調といえる。残る2つの天然物の合成を目指し、研究を推進する。