hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マストパラン・アナログをプローブとするエキソサイトシス関与タンパク質の探索

アフニティークロマトグラフィーのリガンドとして、マストパランのN末端側1-3残基をLeuに置換すると同時に、C末端がわには樹脂との立体障害を考慮しGlyを伸長させたマストプランアナローグ(LLL-MP-G)をアミノ型樹脂にC末端側から順次伸長する方式でペプチド合成機で合成した。合成されたリガンドは樹脂から切出後アミノ酸組成分析、二重収束質量分析計およびプロテインシークエンサーにて分析したところ、アミノ酸配列および元素組成は理論値とよく一致し、そのペプチドの構造を保持していることが確認された。このリガンドを用いてHPLCタイプのアフニティークロマトグラフィーを検討した。更にウシ大脳より抽出・可溶化した膜タンパク画分中のMPの標的タンパク質の探索を行ったところ、Ca^<2+>存在下においてのみアフニティーリガンドと吸着する分子量2640kDa程度のタンパクが、SDS-PAGEによって確認された。このうち26kDaのバンドはゲルから切り出し、Max-yield電気泳動回収装置を用いて回収し、またウエスタンブロッティングにより泳動後のゲルから直接PVDF膜に転写を行った。これら回収画分に対し、アミノ酸組成分析およびプロテインシークエンサーによるタンパク質の一次構造解析を試みた。さらにSephadex G-75あるいはG-150ゲルクロマトグラフィーとアフィニティークロマトグラフィーを併用し、特異的画分の分離も試みた。(1)牛脳からの細胞膜,可溶化膜画分およびGTPアーゼの分離は都立医療技術短期大学で行い,マストパラン・アナログとフラグメントの固相合成は青山学院大・理工学部で実施した。(2)スズメバチ毒腺中の生理活性ペプチドであるマストパランをリガンドとするアフィニティー・クロマトグラフィーを実用化した。ペプチド固相合成用アミノ型樹脂に先ずグリシン残基を結合させた後,順次C末端から14残基を伸長し,カルモデュリン,BSAなど既知タンパク質の吸着性を検討した。(3)マストパランの標的タンパク質の一つと考えられるGタンパク質との相互作用を解析するためにRIを使用しないHPLCによる簡便から再現性の高いGTPアーゼ活性測定法を新規に確立した(“生化学"および都立医療技術短大・紀要参照)。合成したマストパラン・アナログのGTPアーゼ活性促進効果を検討し,これとカテコールアミン放出活性との間には必ずしも並行性が認められないことが明らかとなった。(4)マストパランのC末端フラグメント(46残基)はマストパランのカテコールアミン放出活性を強く阻害すること(生理活性マストパラン・フラグメントとして特許申請中),およびGTPアーゼ活性促進効果を阻害する可能性が高いことが示された。マストパランの標的タンパク質がレセプターあるいはその近傍に存在する可能性が示唆される。マストパラン(MP)は、クロスズメバチの毒腺中に含まれるアミノ酸14残基からなる両親媒性のペプチドで、生体内では開口放出などの重要な生理作用をもっているが、その具体的メカニズムは解明されていない点が多い。生体膜の多くの機能は膜タンパク質によって行われているため、MPの標的膜タンパク質の探索はMPの生理作用メカニズムの解明に重要な知見を与えるものと思われる。本研究では、アフィニティー用のリガンドとして、MPのN末端側13残基をLeuに置換し、C末端側にはGlyを伸長させることで、MPに比べて溶血活性が著しく上昇するMPアナローグ(LLL-MP-G)を、樹脂にC末端側から順次伸長する方式でペプチドシンセサイザーで合成した。この際樹脂2は長居スペーサーアームを持ち、マトリックスとの立体障害が少ないポリオキシエチレンスチレン樹脂を用いた。合成されたリガンドの構造は99%ギ酸にて脱保護し樹脂から切出した後、アミノ酸組成分析、FAB-MSとよびプロテインシークエンサーにて確認した。樹脂へのMPの導入量は樹脂1gあたり21.0mmolであった。得られたリガンドは、Ca^<2+>存在下でMPと強い結合能を持つカルモジュリンと選択的に結合し、血清アルブミンとは結合しないことがバッチ法およびオープンカラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーで、SDS-PAGEおよび逆相HPLCにて確認された。

また、合成したリガンドを結合したアフィニティー樹脂をステンレスカラムにつめ、HPLCシステムを用いたアフィニティークロマトグラフィーへの応用をめざした。さらに、ウシ大脳から抽出した細胞膜標品を、種々の界面活性剤を用いて可溶化した可溶化膜タンパク画分を、アフィニティーカラムにアプライしたところ、バッチ法によるアフィニティークロマトグラフィーに於いて分子量3045kDa程度のタンパクがいくつか吸着していることが、SDS-PAGEによって確認された。アフィニティークロマトグラフィーのリガンドとして、マストパランのN末端側1ー3残基をLeuに置換すると同時に、C末端側には樹脂との立体障害を考慮しGlyを伸長させたマストパランアナローグ(LLL-MP-G)をアミノ型樹脂にC末端側から順次伸長する方式でペプチド合成機で合成した。合成されたリガンドは樹脂から切出後アミノ酸組成分析、二重収束質量分析計およびプロテインシークエンサーにて分析したところ、アミノ酸配列および元素組成は理論値とよく一致し、そのペプチドの構造を保持していることが確認された。このリガンドを用いてHPLCタイプのアフィニティークロマトグラフィーを検討した。更にウシ大脳より抽出・可溶化した膜タンパク画分中のMPの標的タンパク質の探索を行ったところ、Ca^<2+>存在下においてのみアフィニティーリガンドと吸着する分子量2640kDa程度のタンパクが、SDS-PAGEによって確認された。このうち26kDaのバンドはゲルから切り出し、Max-yield電気泳動回収装置を用いて回収し、またウエスタンブロッティングにより泳動後のゲルから直接PVDF膜に転写を行った。これら回収画分に対し、アミノ酸組成分析およびプロテインシークエンサーによるタンパク質の一次構造解析を試みた。さらにSephadex G-75あるいはG-150ゲルクロマトグラフィーとアフィニティークロマトグラフィーを併用し、特異的画分の分離も試みた。
トランスジェニックショウジョウバエを用いた哺乳類時計遺伝子の機能解析

ショウジョウバエと哺乳類のperiod遺伝子の一次構造上の相同性を考えると、哺乳類遺伝子においても、その機能回復が見られることが期待される。哺乳類と、ショウジョウバエの時計発振分子の類似性を利用して、哺乳類の時計遺伝子mPer1とmPer2をショウジョウバエの時計遺伝子period欠失変異体Per0に導入し、その機能が回復することを確かめた。具体的にこの実験系を述べる。1)ショウジョウバエtimelessプロモーターにmPer1のコーディング部位全長、mPer2のコーディング部位全長を入れたベクター系2種を構築した。2)period欠失変異ショウジョウバエ卵への構築DNAの導入を米国ペンシルバニア大学アミタ・シーガル助教授と共同で行った。3)period欠失変異ショウジョウバエへ哺乳類時計遺伝子mPer1を導入したトランスジェニックショウジョウバエのリズムは回復した。同様に、mPer1導入でも、トランスジェニックショウジョウバエのリズムは回復した。ショウジョウバエTIMELESS蛋白は、マウスmPER1蛋白と結合することを、免疫沈降法で確認した。同様の方法で、TIMELESS蛋白とmPER2の結合も確認している。この研究は、哺乳類mPer1、mPer2がショウジョウバエ振動体の中心的な分子であるperiod遺伝子に代わりうる事を示したものであり、哺乳類mPer遺伝子群が哺乳類時計遺伝子であることを示した初めての研究である。
アシナガバチをモデル生物とした真社会性進化の解明

アシナガバチの真社会性進化の解明を、(1)個体間の血縁関係の推定、(2)真社会性に伴う利益とコストの推定、(3)系統関係の解析、を主な手段として行い、あわせて新しく開発した室内・野外での実験的手法を用いた。個体間の血縁関係には個体間での変異に富む遺伝マーカーが必須であり、マイクロサテライトDNAの使用を実用化できた。これにより、ほぼ1回交尾で女王存在下でのワーカー産卵の欠如という種の存在を示すとともにワーカー産卵が見られるフタモンアシナガバチのような種の特徴を明らかにした。真社会性に伴う利益とコストをまず個体群統計学的データにより推定した。この推定方法は現時点で最良と考えられているものである。利益とコストの推定値と血縁度の推定値から、血縁選択と利他性の役割をはじめ真社会性進化の多くの仮説が評価できただけなく、個々の要因(仮説が想定している要因には複数が同時に働きうるものも多い)が真社会性進化に果たす重要性を量的に評価することもできた。これらの推定値や量的な評価は、真社会性昆虫では個体群が単型的であるために一定の仮定に基づいている。そこで、その仮定について新しい実験的手法による室内・野外での実験結果を用いて妥当性を検討し、これまでの研究で暗黙にされている仮定も含めて明らかにした。また、DNAの塩基配列のデータを用いて系統関係を構築し、各種の社会性自体の形質や真社会性に伴う利益とコストに関する形質の進化を解析した。アシナガバチの真社会性進化を解明するために、個体間の血縁関係、真社会性に伴う利益とコスト、系統関係の3つの方向から研究を進めた。日本産のアシナガバチのうち集中的に研究されて来たフタモンアシナガバチなどについては分子的な遺伝マーカーによる血縁度の定量が可能になった。また、系統関係に関しては、日本産アシナガバチ属7種についてのCOI部位の塩基配列610塩基についてシークエンスを行い、形態形質と合わせて系統関係解析をすすめている。真社会性に伴う利益とコストに関しては、もっとも大きな努力を集中した。ワーカー行動の進化を説明する有力な仮説の1つである生命保険(life insurance)仮説などの検証のためには個体群統計的調査に基づく利益やコストの推定値が必要となる。この調査をフタモンアシナガバチで行い血縁度の推定値も援用して検証を進めた。またワーカーの体サイズが真社会性の利益に影響を与えている可能性があるため、子の養育に関する行動を通じてワーカーなどの体サイズや個体数・出現時期がどのように変化するか実験的な方法で調査した。その結果、単純な栄養去勢的効果だけではなく、女王とワーカー両方の進化を考慮した仮説が必要であることがわかった。さらに、餌由来のたんぱく質の利用と分配は真社会性の利益とコストの一部を構成している可能性が高いため、とくに巣への塗布など幼虫や成虫の餌以外の用途について分析を進めた。また、生命保険仮説などの真社会性進化に関する仮説の検証の方法についても研究会での議論などにより検討を加え、適切な方法を明らかにした。アシナガバチの真社会性進化の解明のため、個体間の血縁関係、真社会性に伴う利益とコスト、系統関係の3つの方向から研究を進めた。すでにフタモンアシナガバチ等では可能になっている分子的な遺伝マーカーによる血縁度の推定が、アシナガバチ類と社会性の進化の程度に関して比較することが重要と考えられるスズメバチなどでも使用できることを明らかにした。スズメバチ類へのこのアプローチの適用からは、これまで想定していなかった社会構造を持つ種が明らかになってくるという副産物も得られた。系統関係についても、塩基配列のデータを用いた系統解析を行なっている。引き続き、真社会性に伴う利益とコストの解明に努力を集中した。これまでに得られた個体群統計的調査による利益およびコストの推定値を、アシナガバチ類で広く比較し統計的モデルも駆使して検討したところ、個体間の利他的ないし協力的行動の出現頻度とコロニーの存続確率との関係が明らかになった。

また、研究会などでの検討により、いままでは想定されていなかったが、このような個体の行動に関して多型的である個体群が存在することが示唆され、次年度にまず春季の予備調査に基づいて、必要なら短期的に集中した野外調査を行い実態を解明することになった。ワーカーの体サイズが真社会性に伴う利益およびコストに関係しているという仮説を検証するため、餌量と体サイズや女王養育ワーカーの個体数などとの関係を実験的に調べた。その結果、従来のような実験だけではなく、女王の餌配分行動の影響をなくした実験系を作って比較することが必要であることがわかった。また、真社会性進化に関する仮説の検証方法について、繁殖の偏りや統計的モデルの適用などに検討を加えた。アシナガバチの真社会性進化の解明に向け、すでにほぼ解析を終えている個体間の血縁関係を利用して、真社会性に伴う利益とコストおよび系統関係の2つのアプローチに加えて、新しい実験的な手法により解析を行なった。このうち、系統関係については、従来の一部の研究での系統関係を否定する結果を塩基配列のデータを用いた系統解析により得た。真社会性に伴う利益とコストについては、現在、もっとも適切な直接的指標と考えられている個体群統計学的データに基づく推定値を得たので、これを用いて人口統計学的な利益(いわゆるヘッドスタート仮説や生命保険仮説で指摘されているもの)を求めた。また、前年度までに得られたDNAの塩基配列の変異により明らかにした血縁関係をこのデータとともに使って、血縁選択に伴う間接的な適応度による包括適応度への寄与を定量的に明らかにし、間接的な成分の寄与は比較的小さいものと推定された。この推定値はいくつかの仮定に基づいているため、仮定の妥当性を実験的手法による室内・野外での実験結果により検討した。また、社会構造が大きく異なる個体群を与論島(鹿児島県)で発見して集中的な野外調査を行なった。この個体群は高頻度でのオスの早期出現など真社会性の利益とコストを直接測るうえで重要な特徴を持っていた。真社会性の進化の仮説の検証にとって重要な近縁で社会構造の大きく異なるホソアシナガバチについても、血縁関係推定のために必要なDNAマーカーを利用可能にし、とくに真社会性の進化と関係が深いメスの順位関係について解析した。
人工血管感染機序に関する研究

人工血管外側からの細菌感染をテーマに研究を開始した。人工血管の外側から内側に菌が侵入するメカニズムを解明するために人工血管感染モデルを用いた研究を行った。細菌には可動性があることと生食中で長時間生存可能であることより緑膿菌を選択した。さらに人工血管壁への細菌の侵入を調査するために電子顕微鏡を用いた人工血管壁断面の観察も行った。最近、RT-PCR法でゼラチンコーティング人工血管に対する細菌の蛋白分解酵素遺伝子の発現量を測定する実験を行っている。これに関してはパイロットスタディーを行っている。人工血管感染は臨床においてきわめて重篤な合併症であり、感染血管の治療が困難であることに加え、最近が血管内に侵入する事により敗血症となる致死的な病態である。今まで人工血管素材への細菌の付着という観点からの研究はあるが、細菌の血管内への通過性という観点で研究した報告はない。本研究は、各種人工血管素材における外側から内側への細菌通過性の相違を検討する事で、血流感染に対する人工血管の感染抵抗性を明らかにする研究である。2012年度は2種類(エラストマーシールドダクロン、ゼラチンコーティングダクロン)の人工血管でVitroの人工血管感染モデルを作成、人工血管外側を細菌培養液に浸漬し、外壁から内壁に細菌が通過するまでの時間と菌量を測定した。また、電子顕微鏡で人工血管壁内に細菌の侵入を認め、Vitroモデルでの最近の人工血管壁への通過を確認した。エラストマーシールドダクロン人工血管は、電子顕微鏡での観察でエラストマー層の厚さが不均等であることが判明した。本来通過性は無いと考えられるエラストマーであるが、ところどころ欠損部を認め、エラストマーシールドダクロン人工血管における細菌による血流感染の原因となっていることが示唆された。現在、エラストマーシールドダクロン人工血管の作成時に、均等かつ欠損部の無いコーティング技術を検討中である。また、ゼラチンコーティングダクロン人工血管については、リファンピシンをボンディングした人工血管を作成し、感染機序と感染抵抗性を研究している。人工血管感染は臨床に於いて極めて重篤な合併症であり、感染血管の治療が困難なのみでなく細菌の血管内への侵入により敗血症を引き起こす致死的な病態である。今までに各人工血管素材への細菌の付着という観点では研究がなされてきたが、細菌の人工血管内への通過性という観点で研究した報告はない。本研究は、各人工血管素材による外側から内側への細菌通過性の相違を検討することで、血流感染に対する人工血管の感染抵抗性を研究している。2012年度は2種類(エラストマーシールドダクロン、ゼラチンコーティングダクロン)の人工血管でVitroの人工血管感染モデルを作成し、外壁に細菌感染をおこし内壁に細菌が通過するまでの時間、菌量を検討した。また、電子顕微鏡で人工血管壁内に細菌の侵入を認め、Vitroモデルでの細菌の人工血管壁への通過を確認した。コントロールとして新品の人工血管も観察し、2種類の人工血管でそれぞれ特色があり、その特色と人工血管への細菌通過に関する実験結果を日本外科学会総会で発表した。さらに今までの研究結果より、エラストマーシールドダクロン人工血管は、電子顕微鏡所見でエラストマー層の厚さが不均一であることが判明した。通過性の低いエラストマー層にところどころ欠損を認め、これがエラストマーシールドダクロンにおける細菌感染に大きく関与していると思われた。そして人工血管の外側と内側においての差を、電子顕微鏡で観察し検討した結果、エラストマー層の厚さは均一ではなく、エラストマー層においてところどころに欠損を認めたものの、それらの数は人工血管1本の中において外側、内側で有意差がないことがわかった。今後はゼラチンコーティングダクロンの感染機序を検討し、セラチンの溶解時間や、細菌が産生するプロテアーゼ発現量の関与が考えられ実験で証明していく方針である。人工血管感染機序に関する研究として、人工血管外側からの細菌感染をテーマに研究を開始した。細菌に可動性があることと生食中で長時間生存可能であることより、実験に用いる細菌として緑膿菌を選択した。人工血管壁への細菌の侵入を調査するために、電子顕微鏡を用いた人工血管壁断面の観察も行い感染経路を明らかにした。経験的な臨床手法より人工血管感染の機序の解明を試みた。人工血管感染に対しリファンピシン浸漬人工血管を用い、良好な成績が得られたという報告が散見されるが、そのメカニズムに関する報告はみられない。本年度の研究として、緑膿菌を用いてリファンピシン浸漬人工血管の感染抵抗性のメカニズムに関して研究した。方法:ゼラチンコーティンググラフトを6cmに4本カットし、2本を生食、もう2本を0.6%リファンピシンに5分浸漬した。

そしてU字型にカルチャープレートに置き、1,000,000 CFU/mlと100,000,000 CFU/mlの緑膿菌を外側にそれぞれ3ml塗布した。内側には2mlの生食を入れた。それぞれ、24時間まで6時間ごとに内側と外側の菌液を培養した。それぞれのCFUをカウントした。4回施行した。結果:リファンピシン浸漬人工血管において、1,000,000 CFU/mlの緑膿菌は内側に認めず、外側の菌も徐々に減少していた。100,000,000 CFU/mlの緑膿菌は24時間後には、浸漬されていない人工血管と同等の濃度であった。結論:人工血管の外側の濃度が1,000,000 CFU/ml以下であれば、リファンピシン浸漬人工血管内へ侵入を阻止できる事が示唆された。心臓血管外科学電子顕微鏡で観察した結果、細菌の侵入を阻止できる可能性のあるエラストマー層の厚さが均等ではなく欠損部も認めた。この理由として、人工血管の屈曲防止のためのクリンプ加工が影響している可能性が考えられた。本研究を科学的に証明するために、エラストマーが細菌の侵入を阻止できる仮説を証明する必要があり、屈曲防止のためのクリンプ加工を施していない人工血管の入手し、実験に取り掛かる準備中である。同時に。リファンピシンをボンディングした人工血管を作成し、感染機序と感染抵抗性の研究を開始した。電子顕微鏡で観察し検討した結果、細菌の侵入を阻止できる可能性のあるエラストマー層の厚さが均一ではなかったが、この理由として人工血管に屈曲防止のためのクリンプ加工が影響している可能性が考えられた。本研究を科学的に実証するためには、エラストマーが細菌の侵入を阻止できる仮説を実証する必要があり、屈曲防止のためのクリンプ加工をする前の人工血管の入手が必要であった。ノンクリンプ人工血管(クリンプ加工をする前の人工血管)の入手に困難を極め、時間を要したが、平成25年度からの実験実施が可能となり、ゼラチンコーティングダクロン人工血管との感染機序の相違を科学的に実証する準備ができた。実験時間を多くすることで実験の進展を促進し、研究成果が得られるようにしていく。実験に携わる人員を増員し、24年度に計画した実験を次年度実験計画に組み込みことが可能となるとともに、精度の高い安定した結果が得られることが期待でき、やや遅れている研究を推進し、研究の進展を計ることとした。初年度に実験モデルの構築に時間を要し研究の進捗が遅れた。平成25年度には研究が順調に推移したが、一部研究費が繰り越しとなった。実験に必要な人工血管や消耗品に多くの研究費が必要だが、国内外の学会での報告や、研究の成果を学術論文として報告する費用にも用いる予定。2013年度はゼラチンコーティングダクロンの感染機序を検討し、ゼラチンの溶解時間や、細菌が産生するプロテアーゼ発現量を測定する計画である。24年度は【現在までの達成度】で述べたように、実験計画の遅れが生じ未使用額が発生した。
ヘラクレイトスにおける「対立者の同一性」の思想について

ヘラクレイトスにおける「対立者の一致」の概念は、文字通りに解釈されると、矛盾律違反と見なされうるものである。そのため、研究者の中には、対立者の「一致」が、「同一性」というよりもむしろ「連続性」であると理解しようとするものが多い。しかしながら、この解釈は、ヘラクレイトスの思想に対して時代錯誤的に論理の一貫性を与えようとするものであって、必要以上に彼の思想を合理化し、その結果この点での彼の独自性を不適切な仕方で弱めるものである。ヘラクレイトスの著作断片のうち、「対立者の一致」に言及した断片を多く引用しているローマのヒッポリュトスは、「一致」を、異なる諸要素の単なる連続性でなく絶対的客観的な同一性であると理解している。彼の解釈はおそらく誤ってはいないだろう。確かに、ヘラクレイトスの挙げる「一致」の例には、日常生活からとられ、それゆえ、相対性の観点から無理なく合理的に解釈できるものである。しかし同時に彼は、「一致」というものが目に見えず、容易にその存在を認めることが困難な、そうした例も挙げているのである。この場合の「一致」は遙かに一般化され、対立者によって構成されている宇宙万有の隠れた構造とその客観的なパターンを表している。したがって、我々は、ヘラクレイトスにおける対立者の一致について、二つのレベルを考える必要がある。すなわち表面的な現象としてのそれと、客観的で本質的なそれである。いうまでもなく、ヘラクレイトスにとって宇宙の本性を理解する上で重要なのは後者である。これは、対立者が、相互に対立しあいながらも同時に宇宙の調和と均衡を実現する、動的な一致である。対立者の一致の主張は、我々にとって非常に不合理なものに見えるが、しかし、ヘラクレイトスの目には、このようなパラドクシカルなあり方こそが、確かに万有の真実のあり方を示すものと映ったのである。ヘラクレイトスの宇宙論における重要な概念として「対立者の同一性」(coincidentia oppositorum)がある。対立者が具体的に言及されているのは、例えば、DK.frr.57(昼と夜)、60(上り道と下り道),61(清と濁),88(生と死、覚醒と睡眠、若と老),103(始めと終わり),111(病気と健康、飢餓と飽食、疲労と休息),126(冷と熱、湿と乾)である。Kirk/Raven、Guthrieなどはこれらを4つの範疇に分類しているが、その帰属は必ずしも一義的に決まるものではない。諸性質や諸現象などを二極的に捉える思考法はこの時代においては一般的であったと言えるが、ただヘラクレイトスが、対立するものは同じであると主張するとき、彼の思考法はそうした一般性を越えるものである。T.M.RobinsonやG.S.Kirkは「対立者の同一性」の概念をヘラクレイトスに帰することを否定し、単に同一のものについて正反対の観点があるということを述べているにすぎないとするが、この評価は、ヘラクレイトスの思想の一面しか捉えていない。対立者には、同時同一性を保っているものと、継起的同一性を保っているものがあり、そのいずれの場合においても、対立者は一定の連続体(continuum)を本質的に構成する要素であり、しかも前者と後者の関係は単なる実体と属性という関係ではなく(cf.J.Wilcox)、また、この連続体は、実際には宇宙全体からそこに内包されるもの(物体やその諸性質)にいたるまで様々なレベルにおいて成立していると言える。

宇宙世界は、相互変化する諸事物をまさに変化の相においてそのまま包み込んでいるが、今後は、そうしたあり方におけるunityとidentityの区別(それがもしあるとして)に関して、そして「火」と対立者の関係等に関してさらに厳密に考察することが必要であると思われる。ヘラクレイトスにおける、いわゆる「対立者の一致」(coincidentia oppositorum)の概念は、これを字義通りに解すると、彼が明らかに「矛盾律」に違反しており、それゆえ不合理な主張をなしているということになる。たとえば、アリストテレスは「彼は自分が一体何を言っているのかを彼自身理解せずにこの見解を述べていたのである」と語り、ヘラクレイトスの思想の合理的・整合的な説明を放棄している。そこで、この不合理性からヘラクレイトスを救うために、「対立者の一致」をむしろ緩やかに解して、それを、絶対的な「一致」ではなく、対立者の何らかの関連性・連続性とするべきであるとする有力な解釈が出てくる。一見「合理的」なこの解釈は、しかし、ヘラクレイトスの思想の特殊性を必要以上に論理の犠牲とし、結局陳腐化し、その独自性を軽視するものとなる。ヘラクレイトスの著作に直接触れることができ、彼の「対立者の一致」に関わる著作断片の引用を数多く残している3世紀前半の教父ヒッポリュトスは、その著書『全異端派論駁』(IX8-10)で、異端派のノエトスを論駁する中で、対立者の、相対的ではなく絶対的な一致をヘラクレイトスが語っていると理解している。そして、その理解はその限りで誤ってはいない。ヘラクレイトスが弓と竪琴を例に挙げて言及する「逆向きに働き合う調和」は、諸々の力や性質が、自らと相反するものと不断にせめぎ合い対立し合いながら同時的に達成している「見えざる調和」、動的な同一性を示している。それは決して対立者の相対的な一致ではなく、あくまでも絶対的な一致である。そして、矛盾律に違反するこのようなパラドクシカルなあり方こそが、ヘラクレイトスにとって世界の正義あるあり方に他ならない。
ユビキチン・リソソームシステムによる細胞膜蛋白質の機能発現制御の解明

申請者は変異型SKD1(E235Q)の過剰発現により変型したエンドソームに蓄積したユビキチン化膜蛋白質の網羅的プロテオミクス解析に成功した。同定された膜蛋白質の機能およびその代謝回転(寿命)がユビキチン・リソソーム系によりどのように制御されているかについて明らかにすることを目的として研究を行ってきた。その結果現在までに以下のような成果を得ることができた。(1)トランスフェリン受容体が鉄イオン濃度依存的にユビキチン化され、リソソームにおける分解が促進される事を明らかにした。さらに、ユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体では局在は変化しなかったものの、そのユビキチン化は認められず、代謝回転(寿命)が野生型よりも長くなっている事を明らかにした。(2)ITM2Bについてユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体を細胞内に発現させ、その機能および細胞内輸送の変化を野生型と比較・検討を行ったところ、予想に反して両者の間には細胞内局在や代謝回転速度に違いが認められなかった。(3)ユビキチンリガーゼであるNedd4と相互作用するNDFIP2がConnexin43のユビキチン化・分解を負に制御していることを見いだした。NDFIP2のRNAiによるノックダウンによりConnexin43の分解が促進され、Gap-junctionの機能が低下していること、逆に過剰発現によりGap-junctionの形成が促進されることも明らかにした。またNDFIP2は少なくともNedd4,AIP4,WWP2と相互作用していることが明らかとなった。(4)亜鉛イオンを細胞内に取り込む輸送体であるSlc39Al4が細胞表面に局在する事を明らかにした。申請者はこれまでエンドソームにおける小胞輸送を制御するAAA-ATPase : SKD1/Vps4Bについて研究を行ってきた。最近、変異型SKD1(E235Q)の過剰発現により変型したエンドソーム(動物細胞におけるVpsクラスEコンパートメント)にユビキチン化された膜蛋白質が蓄積することを見出し、さらにそこに蓄積したユビキチン化膜蛋白質の網羅的プロテオミクス解析に成功した。同定された膜蛋白質の機能およびその代謝回転(寿命)がユビキチン・リソソーム系によりどのように制御されているかについて明らかにすることを目的として研究を行ってきた結果、細胞膜蛋白質の中でこれまでに9種類の細胞膜蛋白質についてSKD1(E235Q)の発現依存的にユビキチン化あるいは細胞内局在の変化が起こることを見出している。このことはこれら膜蛋白質がユビキチン化によりその機能発現が制御されていることを強く示唆するものである。さらにトランスフェリン受容体については鉄イオン濃度依存的にユビキチン化され、リソソームにおいて分解される事を明らかにした。現在、ユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体を細胞内に発現させ、その代謝回転(寿命)がユビキチン・リソソーム系により制御されている事を明らかにした。さらにユビキチン化を受けるはずの細胞質領域をGST融合蛋白質として発現させ、in vitroユビキチン化アッセイにより、既知のユビキチンリガーゼの中から特異的なリガーゼの同定や同定されたリガーゼのRNAiによるノックダウンや活性中心に変異を加えたリガーゼの過剰発現によるドミナントネガティブ効果について検討を行っている。またITM2Bについてもユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体を細胞内に発現させ、その機能および細胞内輸送の変化を野生型と比較・検討を行っている。

申請者はこれまでエンドソームにおける小胞輸送を制御するAAA-ATPase:SKD1/Vps4Bについて研究を行ってきた。最近、変異型SKD1(E235Q)の過剰発現により変型したエンドソーム(動物細胞におけるvpsクラスEコンパートメント)にユビキチン化された膜蛋白質が蓄積することを見出し、さらにそこに蓄積したユビキチン化膜蛋白質の網羅的プロテオミクス解析に成功した。同定された膜蛋白質の機能およびその代謝回転(寿命)がユビキチン・リソソーム系によりどのように制御されているかについて明らかにすることを目的として研究を行ってきた。その結果現在までに以下のような成果を得ることができた。(1)トランスフェリン受容体が鉄イオン濃度依存的にユビキチン化され、リソソームにおける分解が促進される事を明らかにした。興味深いことにこのユビキチン化・分解の促進は遊離の鉄イオンが必要で、Ferritinの過剰発現により遊離の鉄イオンが枯渇した場合には認められなかった。さらに、ユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体では局在は変化しなかったものの、そのユビキチン化は認められず、代謝回転(寿命)が野生型よりも長くなっている事を明らかにした。現在ユビキチンリガーゼ同定のための酵母ツーハイッブリッドスクヲーニングを行っている。(2)ITM2Bについてもユビキチン化部位であるリジン残基をアルギニン残基に変換した変異体を細胞内に発現させ、その機能および細胞内輸送の変化を野生型と比較・検討を行ったところ、予想に反して両者の間には細胞内局在や代謝回転速度に違いが認められなかった。ITM2Bは細胞外領域が切断を受けることにより細胞外へと分泌されることが知られている。この分泌効率の違いを調べるため、現在細胞外領域に体する特異的抗体を調整中である。
ネパールカトマンズ盆地堆積層における２０１５年ゴルカ地震時地震動地盤応答解析

本研究では、スペクトル要素法(Spectral Element Method)を用いて2015年ネパール地震時に首都カトマンズ盆地の堆積地盤の地震動解析を行った。研究対象地域の地盤はカトマンズ盆地の長さ16km、幅12km、深さ12kmのものにした。また、地盤のモデル作成に、対象地域内の135ヵ所のボーリングデータを使用した。また、地盤構成物の土質・物理的パラメータについて、ボーリング調査の結果や既存の研究成成果を用いた。限られたボーリングデータを基に地盤モデルを作成したため、地震動再現結果に多少ばらつきは見られたが、対象にしたカトマンズ盆地内に設置されている4ヵ所の地震加速度計のデータを基に比較を行った。入力地震波として、本震だけではなく、9回の余震も用いた。その結果、以下のことが分かった。・カトマンズ盆地低地中央に置かれてる地震加速度計の地域は他の山に近い地域や丘周辺の地域に比べ地盤の揺れが大きく表れた。これは、実測値とも一致する。・各地点の地震動の成分を比較すると、何れの観測地点でも東方向(東西)への地震動が大きく、その次が南北方向の地震動となっている。これは震源地がカトマンズ盆地の北西方向に位置しており、全体的に東西方向の地震動がやや大きかったと思われる。・また、各種余震のデータを基に解析した結果、地盤の揺れは本震の時と同様な結果が得られたが、地震動に関してばらつきが見えた。これは、余震の震源地の方向と強く関係していると思われる。・今回、限られた地盤情報データを用いて解析を行ったため、作成した地盤モデルはやや粗いため、得られた地震動解析結果も今後のカトマンズ盆地の地盤の揺れ予測には使用できるかどうか今後の課題となっている。今後も本研究を進めて行きたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
プラズモン誘起界面電荷分離現象のメカニズムの解析

本研究では、金属ナノ粒子-半導体界面で起こるプラズモン誘起界面電荷分離(PICS)のメカニズムの解明と、PICSを利用した新規デバイスの開発を目指す。本年度は、TiO_2上に二軸配向したAgナノロッドのPICSに基づく酸化溶解を利用した新規の画像記録材料への応用を検討した。本研究で作製したTiO_2上のAgナノロッドは多分散であり、可視-赤外域にかけて幅広い吸収を示す。これに特定波長の光を照射すると、照射波長で吸収が減少した。赤外域における吸収の変化は目に見えない画像記録に利用できる。実際に赤外光で記録した画像は、目には見えず、赤外カメラを通して書き込んだ波長の光の下でのみ認識できた。さらに、多波長の光による画像の多重記録も実現できた。また、配向したAgナノロッドは偏光方向に選択的に反応し、偏光選択的に吸収が変化する。この変化を利用した画像記録もでき、二方向の偏光によっても画像の多重記録を実現した。画像記録の過程では、PICSにより共鳴Agナノロッドは酸化溶解して長さが短くなり、溶け出したAgイオンはTiO_2へ移動した電子と再結合して周囲に小さなAgナノ粒子が再析出する。画像の消去には変化したナノロッドを元に戻すことが必要である。そこで本研究では新たな消去法として、再析出粒子が共鳴する青色光の照射により再析出粒子を再酸化させ、Agナノロッドの長さ・形状を元に戻すことに成功した。光照射によるAgナノロッドの可逆な形態変化を達成したことにより、可視-赤外フォトクロミズムが実現した。本材料は秘密保持やパスポート、クレジットカードなどの偽造防止、認証技術などに応用が期待される。また本年度は、多極子のプラズモン共鳴励起に有利な高アスペクト比のAgナノロッドの酸化溶解挙動の解析により、これまで未確認であった多極子プラズモン誘起の電荷分離を初めて観測した。本研究では、金属ナノ粒子-半導体界面で起こるプラズモン誘起界面電荷分離(PICS)に対する局在表面プラズモン共鳴(LSPR)の寄与の仕方と、電荷分離が起こり得る界面の電子構造を検討することでPICSのメカニズムの解明を目指す。LSPR励起された粒子の周りに生じる強く増強された電場はSERSや光電流増強などに応用されるが、PICSに関与するかは明らかではない。本年度は、短軸、長軸方向の偏光に対し異なる電場分布を示すAgナノロッド(NR)を用いて、PICS挙動と局在電場の関わりについて調べた。Agナノ粒子-TiO_2ではPlCSによりAgナノ粒子が酸化溶解し、生成したAg^+イオンはTiO_2に引き抜かれた電子と再結合し新たな粒子として粒子近傍に再析出する。溶解した部位また再析出粒子の分布から電子移動確率の高い箇所を特定できる。AgNRに長軸方向の偏光を照射するとNRの短辺から溶解し長さが短くなり、短辺付近で再析出粒子がみられた。一方、短軸方向の偏光照射では、NRの長辺方向に再析出粒子がみられた。再析出粒子のマッピングと理論計算により求めたLSPRによる電場の空間分布を比較すると、電場が増強されている箇所で顕著に再析出、粒子の溶解が起こっていることが確認された。以上から、LSPRの局在電場はPICSを誘起またはアシストしていることが明らかとなった。TiO_2上のAgNRでは短軸、長軸方向の偏光方向に対し選択的にPlCSに基づく酸化溶解が起こり、照射波長で照射偏光方向の吸収が減少する。特に長軸方向のLSPRモードは近赤外域に吸収を示すことから、本材料は波長および偏光選択的に書き込みが可能な目に見えない画像記録材料として応用できることが見出された。

また本年度は、多極子のプラズモン共鳴励起に有利な高アスペクト比のAgナノロッドの酸化溶解挙動の解析により、これまで未確認であった多極子プラズモン誘起の電荷分離を初めて観測した。
非侵襲的陽圧換気療法中の加湿と口腔内乾燥度の検討

非侵襲的陽圧換気(NPPV)中の口腔内乾燥を軽減すべく、基礎研究ならびに臨床研究を行った。基礎研究では、モデル肺を用いて急性呼吸不全患者の呼吸状態を再現し、NPPV中の吸入ガスの絶対湿度について、加温加湿器の温度設定を中等度と最大の2つの温度設定について計測した。その結果、NPPVの吸入酸素濃度が高い場合、PEEP設定が高い場合、リークが多い場合に吸入ガスの絶対湿度が低下した。臨床研究では、NPPV中の口腔内乾燥度について、口腔内乾燥度測定装置を用いて客観的評価を行った。NPPV装着中は、中等度の温度設定では、NPPV装着後12時間から24時間で、口腔内乾燥が増悪した。またNPPV離脱後12時間から24時間で、口腔内乾燥は正常に回復した。一方、温度設定を最大とすると、口腔内乾燥の増悪はなかった。同様の傾向が、NPPV装着患者の口腔内乾燥の自覚症状(0-10段階評価)でも示された。さらに、実際にNPPV装着患者16名でNPPVマスク内部の24時間の絶対湿度の変化と口腔内乾燥度の関連についても調査した。加温加湿器の温度設定は加湿器内部31°C、Yピース34°Cで行った。その結果、マスク内部の絶対湿度は平均30mgH2O/Lであったが、同じ加温加湿器の設定においても患者間により平均絶対湿度は23-33mgH2O/Lと違いが見られた。絶対湿度はマスクからのガスリーク量と外部温度に相関がみられた。絶対湿度と口腔内乾燥度にも関連が認められた。ただし、平均の絶対湿度が30mgH2O/Lと高く維持されているにも関わらず、NPPV装着患者の50%で自覚症状が7-10と重度の口腔内乾燥を認めた。急性呼吸不全患者では、頻呼吸、口呼吸の増大、炎症反応や発熱による脱水などで、健常人と比較して口腔内乾燥を惹起しやすい。このことから、急性呼吸不全患者の口腔内乾燥を防ぐには、適切な加温加湿と同時に、口腔ケアなど他の予防策も並行することが必要と思われた。本研究により、NPPV療法に必要な加温・加湿器の設定や予防策に関する新たな指針となるデータが供給できた。1.研究成果:非侵襲的陽圧換気(NPPV)中の口腔内乾燥を軽減すべく、基礎研究ならびに臨床研究を行った。1回換気量や呼吸数の影響は少なかった。加温加湿器の温度設定では、NPPV中に推奨されている中等度の温度設定よりは、最大の温度設定において、吸入ガスの絶対湿度は上昇した。これまで、急性呼吸不全患者のNPPV装着中の適切な加温加湿の指標はない。今回の基礎実験結果より、NPPV中の吸入ガスの絶対湿度は、中等度の温度設定で15mgH2O/L以上、最大温度設定で25mgH2O/Lであった。よって、急性呼吸不全患者では、絶対湿度で25mgH2O/L以上の絶対湿度が必要であることが判明した。また長期のNPPV使用患者の多くは粘調化した喀痰の貯留により上気道狭窄や挿管困難となりやすい。本研究により、NPPV療法に必要な加温・加湿器の設定方法に新たな指針となるデータが供給できた。

同様の傾向が、NPPV装着患者の口腔内乾燥の自覚症状(0-10段階評価)でも示された。ただし、最大の温度設定でも、NPPV開始時に重度の口腔内乾燥を呈する患者において、口腔内乾燥を改善する効果までは認めなかった。これまで、急性呼吸不全患者のNPPV装着中の適切な加温加湿の指標はない。今回の基礎実験結果より、NPPV中の吸入ガスの絶対湿度は、中等度の温度設定で15mgH20/L以上、最大温度設定で25mgH20/Lであった。よって、急性呼吸不全患者では、絶対湿度で25mgH20/L以上の絶対湿度が必要であることが判明した。急性呼吸不全患者では、頻呼吸、口呼吸の増大、炎症反応や発熱による脱水などで、健常人と比較して口腔内乾燥を惹起しやすい。本研究により、NPPV療法に必要な加温・加湿器の設定方法に新たな指針となるデータが供給できた。今後は、実際にNPPVを装着した患者で絶対湿度や温度を測定し、それらと口腔内乾燥度の相関関係や長期NPPV使用時における絶対湿度の変化など調査する予定である。非侵襲的陽圧換気(NPPV)中の口腔内乾燥を軽減すべく、基礎研究ならびに臨床研究を行った。基礎研究では、モデル肺を用いて急性呼吸不全患者の呼吸状態を再現し、NPPV中の吸入ガスの絶対湿度について、加温加湿器の温度設定を中等度と最大の2つの温度設定について計測した。その結果、NPPVの吸入酸素濃度が高い場合、PEEP設定が高い場合、リークが多い場合に吸入ガスの絶対湿度が低下した。臨床研究では、NPPV中の口腔内乾燥度について、口腔内乾燥度測定装置を用いて客観的評価を行った。NPPV装着中は、中等度の温度設定では、NPPV装着後12時間から24時間で、口腔内乾燥が増悪した。またNPPV離脱後12時間から24時間で、口腔内乾燥は正常に回復した。一方、温度設定を最大とすると、口腔内乾燥の増悪はなかった。さらに、実際にNPPV装着患者16名でNPPVマスク内部の24時間の絶対湿度の変化と口腔内乾燥度の関連についても調査した。加温加湿器の温度設定は加湿器内部31°C、Yピース34°Cで行った。その結果、マスク内部の絶対湿度は平均30mgH2O/Lであったが、同じ加温加湿器の設定においても患者間により平均絶対湿度は23-33mgH2O/Lと違いが見られた。絶対湿度はマスクからのガスリーク量と外部温度に相関がみられた。絶対湿度と口腔内乾燥度にも関連が認められた。ただし、平均の絶対湿度が30mgH2O/Lと高く維持されているにも関わらず、NPPV装着患者の50%で自覚症状が7-10と重度の口腔内乾燥を認めた。このことから、急性呼吸不全患者の口腔内乾燥を防ぐには、適切な加温加湿と同時に、口腔ケアなど他の予防策も並行することが必要と思われた。本研究により、NPPV療法に必要な加温・加湿器の設定や予防策に関する新たな指針となるデータが供給できた。
牛の代謝プロファイルテストへの免疫プロファイルテストの導入とその検証

乳牛の代謝プロファイルテスト(MPT)に免疫プロファイルテスト(IPT)を組み込み栄養と免疫機能の関連を評価し、さらに周産期疾病低減を目的とした乳汁による免疫機能管理法の可能性を検討した。周産期疾病多発牛群(疾病群)と健康牛群についてIPTを試みた結果、疾病群は健康牛群に比べて、全乳期において血清総コレステロールが低値、血液尿素窒素値、好中球数、MHCclass-II低陽性細胞(低蛍光強度;単球)数、血清インターロイキン-1、腫瘍壊死因子活性が高値を示し、疾病群では免疫異常が認められ、IPTは牛群の免疫状態を評価するのに有用であった。アデノシンデアミナーゼ(ADA)のIPT指標としての有用性を乳牛群1396頭で検討した。その結果、ADAは肝機能低下と高泌乳の時に高値を示し、アルブミン(Alb)と連動した。リンパ球表面抗原と血液生化学の関連では、CD8陽性細胞はAlb、CD3陽性細胞はリン脂質(PL)、γδ陽性細胞はPLとASTとの関連が示唆された。乳汁を用いたIPTの可能性を検討した。健康成乳牛の乳清中ADA活性は、初乳(11.9±5.0IU/L)が常乳(01.3IU/L)より高値を示した。周産期乳牛の血清ADA活性は乾乳期に低下し、分娩後1週間で最低値を示して上昇した。乳房炎牛初乳中ADA活性(21.1±8.4IU/L)は非乳房炎牛(12.7±4.0IU/L)より高値を示した。PHA刺激初乳中リンパ球の幼若化能は、乳房炎牛が非乳房炎牛より高値を示し、高値の個体では初乳中ADA活性も高値を示した。非乳房炎牛の分娩前後の末梢血リンパ球幼若化能隊分娩時に低下したが、乳房炎牛では低下しなかった。血清ADA活性は、乳房炎牛が非乳房炎牛より高値を示した。以上より初乳中ADA活性は乳汁中リンパ球機能を反映し、IPTにおける有用性が示された。血清AD活性は全身性免疫能による変動が示唆された。以上のことから、免疫機能は栄養、特にAlbおよびPLと関連すること、血清・乳汁中ADAは免疫機能の指標となる事が示唆され、ADAをMPTに組み込むことにより、免疫機能をモニターできる可能性が示された。ホルスタイン種乳牛における乳汁中アデノシンデアミナーゼ(ADA)活性と免疫能との関連および周産期における血清ADA活性の変動を調べ、その臨床的意義を検討した。(1)臨床的に健康な搾乳牛34頭の乳清中ADA活性値を測定したところ、初乳は11.9±5.0IU/Lと、常乳(01.3IU/L)に比べて高値を示した。

(2)臨床的に健康な周産期乳牛10頭の乾乳前から分娩後12週の間の血清ADA活性値を1週間間隔で測定したところ、乾乳前から分娩にかけて低下し、分娩後1週間で最低値を示して再び上昇する傾向がみられた。(3)ホルスタイン種成乳牛21頭の分娩前後の血清ADA活性値、末梢血リンパ球幼若化能と初乳中ADA活性値、リンパ球幼若化能を測定し、乳房炎の有無で分類して比較した。初乳中のADA活性は乳房炎牛21.1±8.4IU/Lと、非乳房炎牛12.7±4.0IU/Lに比べて有意な高値を示した。初乳中のADA活性値と白血球数との相関は非乳房炎牛では認められなかったが、乳房炎牛では正の相関が認められた。初乳中リンパ球幼若化能は、PHA刺激で乳房炎牛が非乳房炎牛に対して有意な高値を示し、刺激指数がきわめて高値を示した個体では初乳中ADA活性も高値を示した。分娩前後の末梢血リンパ球幼若化能は、非乳房炎牛では分娩時に低下する傾向がみられたが、乳房炎牛では低下せず、分娩時にも高い反応性を示した。分娩前後の血清ADA活性値は、乳房炎牛が非乳房炎牛に対して高値を示す傾向が認められた。以上のことから、乳汁中ADA活性は乳汁中のリンパ球機能を反映していること、血清ADA活性は全身性の免疫能により変動することが示唆され、ADAは生化学自動分析装置で測定可能なことから、代謝プロファイルテストに免疫プロファイルとして組み込むことは可能と考えられた。牛群における周産期病と免疫状態の関連を明らかにするため、疾病多発群と健康群の2牛群について免疫プロファイルテストを試みた。乳熱、第四胃変位や乳房炎などの周産期疾病が多発した牛群(疾病群)では疾病発症率が40.0%であった。対照には周産期疾病の発症がなく臨床的に健康であった牛群(健康群)を用い、両群を5つの乳期に分け比較した。NRC飼養標準を参考にした飼養内容では疾病群のTDN、NDFならびにNFCは健康群に比べ泌乳初期から泌乳中期かけて低かった。すべての乳期において、疾病群は健康群に比べ血清総コレステロール値が低く、血液尿素窒素値が高かった。白血球数、好中球数、MHC class-II低陽性細胞(低蛍光強度;単球)数はすべての乳期において、疾病群が健康群に比べ高かった。また血清インターロイキン-1ならびに腫瘍壊死因子活性は、すべての乳期において疾病群が健康群に比べ高かった。周産期疾病の多発する牛群では免疫状態に異常があり、免疫プロファイルテストは牛群としての免疫状態を評価するために有用であることが示唆された。
物理的刺激で光や信号を発する有機π共役系化合物の創出とメカニズムの解明

本研究では、対称中心のない分子集合体を形成するフタルイミド化合物の開発を中心に、有機エレクトロニクスへの応用を目指したドナーアクセプター型の発光性化合物や電子輸送性化合物の開発を行った。化合物が対称中心を持たずに固体状態で集合化する場合には、機械的刺激で発光するトリボルミネッセンス(TL)が期待される。どのような分子を合成すれば強いTL特性が発現するのか、フタルイミドへの構造修飾を行った。また研究の過程で見つかった遅延発光を示す化合物の調査や光応答性のある半導体化合物の開発も合わせて展開した。標的としたフタルイミド化合物の多くは鮮やかなTLを示す。これまでにチオフェン、フラン、セレノフェン、ベンゼン、ナフタレン環等を導入した化合物を合成している。これらの中で、ナフチル基が導入された化合物が一番強いTLを示すが、化合物の単結晶X線構造解析に成功して対称中心がない集合体が安定化される理由を明らかにした。強い発光材料の創出を目指して、ナフタレン部分が二つ直列に連結された化合物やフェニレンビニレン、フェニレンエチニレン構造を導入した化合物の合成にも成功している。かなり高い確率でTL特性を示す同じタイプの結晶構造を与え、固体の発光量子収率が70%の化合物も見つかっている。一方、合成の重要な鍵化合物であるブロモ置換体に、ジメチルアミノ基を有する化合物を少しだけ混ぜることで、その固体から遅延発光が観測されることを発見した。N位の置換基は固体の集合様式や発光性に影響を与え、トリフルオロメチルフェニル基、ピリジル基、トリル基等を持つ化合物を調査して、長い発光寿命(0.26 s)を観測している。合成したフタルイミド化合物の中には、比較的に大きな薄片結晶を与える化合物も見つかった。また、電界効果トランジスタ(FET)の半導体活性層に利用した場合に、光に対して電流応答を示す化合物も発見した。28年度が最終年度であるため、記入しない。物質に機械的な刺激を加えた場合に発光する現象はトリボルミネッセンス(TL)と呼ばれている。力による刺激を光信号に変えることができ、刺激に対するセンサーや発光を取り出す素子等に応用されている。TLは固体の圧電特性と関係し、TLを与える有機化合物を設計する場合には対称心のない分子配列を設計する必要がある。さらに大きな双極子を有する化合物を同じ方向に向けて配列させることができれば強いTL特性を獲得すると期待される。私達は、これまでにトリフルオロメチルフェニル(CF3Ph)基を有する一連のイミド化合物が同一方向を向き揃った結晶系を与え、青色のTLを与えることを報告している。この系のフタルイミドユニットに様々なアリールユニットを導入した化合物も同様なタイプの結晶を形成し、固体の発光量子収率の向上やTLの発光波長の制御ができる。これまでにチオフェン、フラン、セレノフェン、ベンゼン、ナフタレン環等を導入したフタルイミド化合物を主に合成している。これらの化合物の中で、ナフチル基が導入された化合物は一番強いTLを示す。この化合物の単結晶X線構造解析に成功し、対称中心がない集合体が安定化される理由を明らかにすることができた。この研究成果は論文として報告している(J. Org. Chem. 2016, 81, 433-441)。また、フタルイミド化合物合成の重要な鍵化合物であるブロモ置換体に、ジメチルアミノ基を有する化合物を少しだけ混ぜることでその固体から遅延発光が観測されることを発見した。N-フェニル側の置換基は固体の集合様式や発光性に影響を有し、CF3基、シアノ基、また無置換の化合物で比較したところ、CF3基を持つ化合物で一番長い寿命(0.3 s)を観測している。これまでにトリフルオロメチルフェニル(CF3Ph)基を有する一連のフタルイミド化合物のイミドユニットに様々なアリールユニットを導入した化合物の合成を行ってきた。これらは多くの場合に同様なタイプの結晶を形成し、固体の発光量子収率の向上やTLの発光波長の制御ができることを明らかにしている。チオフェン環を導入した化合物からは、チオフェン環の数を増やすことによって発光波長が長波長にシフトすることを明らかにしている。チオフェン環をフランやセレノフェン環に置き換えた場合の検討も行い、原子のサイズによって固体発光性が変化することを見出した。フラン環の場合には、固体中でブロード発光を示し、より安定な捩じれ型の励起状態を形成していることが示唆された。ベンゼン系のアリールユニットを導入した化合物を合成し、メトキシフェニルやジフェニルエーテルユニットを導入した化合物で発光効率が大きく向上した。縮環系のナフチル基を導入した化合物もTL発光強度が大きく増加することを見出している。ナフチル基が導入された化合物は結晶中、イミド部分とナフチル部分が揃った同様な対称心のない層構造を形成し、ナフチル基どうしはヘリングボーン型の密な相互作用をしている。さらに電子受容性のCF3基がついたベンゼン環の水素原子と隣接するイミドの酸素原子との間に水素結合が観測され、対称中心がない集合体が安定化されることが明らかになった。