hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水域の流れの3次元渦運動解析法の実用化に関する研究

様々の要因により生じる水域の流れの中の3次元渦運動は,河川の流れの抵抗則,河道・河床変動や構造物周りの局所洗掘現象,および湖沼の流れと水温・水質の3次元構造など,実際上の水工学的諸問題と密接に関連しており,生じる現象を精度よく予測するための解析法を確立することは重要と考えられる.現象を再現するための数理モデルと数値解析法の発展,およびコンピュータ性能の急速な進歩を考えると,3次元渦運動の数値シミュレーションによる再現は実用の段階に達していると考えられる.そこで本研究では,乱流中の大規模渦運動を再現するための基本的な構成則として,実用性と現象再現の精度を考慮して非線形k-εモデルを考え,まずモデルが満たすべき条件について考察した.その際,鞍形点や渦心点が存在する基本的な流れ場において乱流モデルが再現条件を満たす条件を導いている.次に,応用として複断面流れに生じるせん断不安定に起因する渦運動,橋脚背後のカルマン渦や底面付近の馬蹄形渦などの基本的現象の数値解析を行い,数値モデルの再現性を検証することで基本解析モデルを設定するとともに,その限界も明らかにした.その際,非線形k-εモデルのモデル定数の同定,非線形項の中の3次項の役割,ストレイン・パラメータの影響を表す関数形の同定に留意して,基本解析モデルができるだけ普遍的になるように努めた.さらに,移動一般座標系を用いて,河床や河岸が侵食・堆積により時間的に変動するようなより複雑な場合に数値モデルを拡張するとともに,橋脚や河岸に設置された水制周りの局所洗掘現象に適用し,その実用性を検証した.また,河道内の流れと河床変動を長区間また長時間解析するためには平面2次元モデルがより実用的との観点から,湾曲の2次流などの流れの3次元構造を考慮した一般座標系での水深積分モデルを導き,従来の実験結果と比較することにより検証した.その他,LESによる開水路流内第1種2次流の再現性の検討,琵琶湖の水温・水質鉛直分布の経年変化解析のための簡易モデルの構築について検討している.以上,2年間の研究により水域の3次元渦運動をある程度再現できる実用的な3次元モデルが構築できたと考えている.様々の要因により生じる水域の流れの中の3次元渦運動は,河川の流れの抵抗則,河道・河床変動や構造物周りの局所洗掘現象,および湖沼の流れと水温・水質の3次元構造など,実際上の水工学的諸問題と密接に関連しており,生じる現象を精度よく予測するための解析法を確立することは重要と考えられる.現象を再現するための数理モデルと数値解析法の発展,およびコンピュータ性能の急速な進歩を考えると,3次元渦運動の数値シミュレーションによる再現は実用の段階に達していると考えられる.そこで本研究では,乱流中の大規模渦運動を再現するための基本的な構成則として,実用性と現象再現の精度を考慮して非線形k-εモデルを考え,まずモデルが満たすべき条件について考察した.その際,鞍形点や渦心点が存在する基本的な流れ場において乱流モデルが再現条件を満たす条件を導いている.次に,応用として複断面流れに生じるせん断不安定に起因する渦運動,橋脚背後のカルマン渦や底面付近の馬蹄形渦などの基本的現象の数値解析を行い,数値モデルの再現性を検証することで基本解析モデルを設定するとともに,その限界も明らかにした.その際,非線形k-εモデルのモデル定数の同定,非線形項の中の3次項の役割,ストレイン・パラメータの影響を表す関数形の同定に留意して,基本解析モデルができるだけ普遍的になるように努めた.さらに,移動一般座標系を用いて,河床や河岸が侵食・堆積により時間的に変動するようなより複雑な場合に数値モデルを拡張するとともに,橋脚や河岸に設置された水制周りの局所洗掘現象に適用し,その実用性を検証した.また,河道内の流れと河床変動を長区間また長時間解析するためには平面2次元モデルがより実用的との観点から,湾曲の2次流などの流れの3次元構造を考慮した一般座標系での水深積分モデルを導き,従来の実験結果と比較することにより検証した.その他,LESによる開水路流内第1種2次流の再現性の検討,琵琶湖の水温・水質鉛直分布の経年変化解析のための簡易モデルの構築について検討している.以上,2年間の研究により水域の3次元渦運動をある程度再現できる実用的な3次元モデルが構築できたと考えている.本年度は,河川や湖沼の流れに生じる大規模渦運動を再現するための基本的な構成則として,実用性と現象再現の精度を考慮して非線形k-εモデルを考え,複断面流れに生じるせん断不安定に起因する渦運動,橋脚背後のカルマン渦や底面付近の馬蹄形渦などの基本的な流れを対象に3次元数値モデルの再現性を検証を試みた.その際,鞍形点や渦心点が存在する基本的な流れ場において乱流モデルが実現条件を満たす条件を導いている.計算結果の考察から,せん断不安定に起因する渦運動を伴う複断面流れ及び角柱や立方体周辺流れの3次元構造や非定常特性が概ね再現されることを示した.

さらに,河道内の流れと河床変動を長区間解析するためには平面2次元モデルが実用的との観点から,湾曲の2次流などの流れの3次元構造を考慮した一般座標系での水深積分モデルを導き,従来の実験結果と比較することにより検証した.本年度は,河川や湖沼の流れに生じる大規模渦運動を再現するための基本的な構成則として,実用性と現象再現の精度を考慮して非線形k-εモデルを考え,まず特異点を含む基本的流れ場での実現条件を検討することで,c_μとスカラー不変量との関係を考察した.次に,橋脚や水制などの河川構造物周辺の流れに生じるカルマン渦や底面付近の馬蹄形渦などの基本的な流れを対象に,3次元数値モデルの再現性を検証を試みた.計算結果の考察から,せん断不安定に起因する渦運動,及び構造物周辺流れの3次元構造や非定常特性が概ね再現されることを検証した.さらに,構造物周辺の局所洗掘を予測するための非平衡流砂モデルを開発し,橋脚周辺の局所洗掘に関する実験結果と計算結果を比較することによりモデルの適合性や限界を考察した.以上,2年間の研究により水域の3次元渦運動をある程度再現できる実用的な3次元モデルが構築できたと考えている.
リビングカチオン重合系の開発-規制された高分子の新しい合成法

構造と分子量が精密に規制された高分子の合成法として、付加重合の分野ではリビング重合が最も有効な手段である。本研究では、従来不可能と考えられてきたビニル化合物のリビングカチオン重合系の開発を目的として、以下の3点を明らかにすることができた。1.リビングカチオン重合の一般原理。リビングカチオン重合が従来困難であったのは、生長鎖が不安定な炭素カチオンであり副反応が起るためである。そこで、生長炭素カチオンを「求核的相互作用」で安定化するとリビング重合が起こると考え、(A)求核的な対アニオンによる生長炭素カチオンの安定化、および(B)添加したルイス塩基による生長炭素カチオンの安定化、という2つの一般原理を提唱し、これを実証した(次節参照)。2.添加塩基の存在下における高温でのリビングカチオン重合。酸性の強いハロゲン化金属(EtAlCl_2など)を用いると、低求核性の対アニオンが生成するため、リビングカチオン重合は不可能である。この重合系に、エステル、エ-テル、ピリジン誘導体のような弱いルイス塩基を添加すると、これらにより生長炭素カチオンが安定化され(上記原理B)、リビングポリマ-が生成することを見出した。この方法により最高+70°Cという高温でもビニルエ-テルのリビング重合に成功し、さらに塩基の構造とそのカチオン安定化作用の関係を明らかにした。3.スチレン誘導体のリビングカチオン重合。ビニルエ-テルより不安定な生長鎖を生成するスチレン誘導体のリビングカチオン重合は従来困難であったが、上記の原理Aに基づくHI/ZnI_2開始剤系を用いると、種々のスチレン類、特に酸性条件下で分解しやすい置換基を持つp-t-ブトキシスチレンのリビング重合が室温においても可能なことを見いだした。さらにこの重合を用いて種々のブロック共重合体および両親媒性高分子を合成した。構造や分子量分布が精密に規制された高分子の合成法を確立するため、これまで不可能と考えられていたカチオン重合によるリビングポリマーの合成法の開発を目的として本研究を行った。63年度は、リビングカチオン重合の可能な一般的な条件をビニルエーテル(VE)について検討し、次の諸点を明らかにした。1.対イオンによる生長炭素カチオンの安定化に基づくリビング重合我々は以前にHI/I_2系開始剤によりVEを重合すると、生長炭素カチオンが求核性の大きい対イオンI〓で安定化し、I_2が活性化剤(Y)となって1__のようにリビング重合が進行することを示した。63年度では、I_2の代りにルイス酸性の弱いハロゲン化金属(ZnI_2、ZnBr_2、ZnCl_2、SnCl_2)が、活性化剤Yとして有効であることを見出した。特に、HI/ZnI_2系開始剤を用いると、+40°Cと室温以上の高温でアルキルVEのリビング重合が可能となり、カチオン重合では低温でないとポリマーが得られないとする従来の考えを覆す重要な事実が明らかとなった。2.添加塩基による生長炭素カチオンの安定化に基づくリビング重合強いルイス酸であるハロゲン化金属(例、EtAlCl_2)から生じた対イオン(B〓)は求核性が小さく、1__のように生長炭素カチオンを安定化できない。我々はこの系に、ジオキサンや酢酸エチルを加えると、生長炭素カチオンは2__のように安定化されることを示した。

63年度には、さらに次の化合物が生長炭素カチオンを安定化することを明らかにし、塩基添加法がVEのリビング重合の一般的手法となることを示した。エステル:安息香酸エチル、炭酸ジエチルアミン:2,6ージメチルピリジン昭和63年度には、「生長炭素カチオンの求核的安定化」というビニル化合物のリビング重合の一般的な原理を提唱し、これをビニルエ-テルの重合において確立した。平成元年度では、従来困難であった高温におけるリビングカチオン重合、およびビニルエ-テル以外のビニルモノマ-のリビングカチオン重合に成功した。1.添加塩基の存在下での高温におけるリビングカチオン重合前年度には、ルイス酸性の強いハロゲン化金属(例EtAlCl_2)によるリビングでない重合系へ、弱いルイス塩基(求核試薬)であるエステルまたはエ-テルを添加すると、これらが炭素カチオンを安定化し、リビング重合を起こさせることを明らかにした。今年度は、さらに添加塩基としてかさ高い置換基をもつ2.6-ジメチルピリジン等が有効であることを見出した。さらに、エステルおよびエ-テルではその塩基性が、またピリジン誘導体では窒素原子の周辺の立体障害の程度が、それぞれ炭素カチオンの安定化力に大きく影響することもわかった。これらの塩基の存在下において、高温での重合を検討した結果、酢酸エチルおよびジオキサンを用いると、+70°Cと言うこれまでで最も高い温度でリビングカチオン重合が可能になることが明らかとなった。2.スチレン誘導体のリビングカチオン重合スチレン誘導体はビニルエ-テルより不安定な生長炭素カチオンを生成するため、一般にそのリビングカチオン重合は困難であった。しかし、我々のHI/ZnI_2を用いると、例えば酸性条件下で分解しやすい置換基を持つp-tブトキシスチレンさえもリビング重合することを見出した。得られたポリマ-の側鎖を酸分解し、分子量分布の狭いポリ(p-ビニルフェノ-ル)を合成できた。また、このモノマ-と種々のビニル化合物とのブロックポリマ-も同様に合成し、側鎖の酸分解により両親媒性高分子を得た。
注視する目・見つめ合う目:救急医療のマルチモーダル分析国際共同研究

H30年度前半は、H29年度に収録した救急医療シミュレーション訓練データの分析と、2回目のデータ収録準備を行った。具体的には分析のための研究手法の確立、および視線解析メガネより取得したデータをもとに、視線データの分析用アプリケーションの開発に着手した。H30年9月には、UKにて2回目のシミュレーション訓練データ収録を行った。H30年度後半は、収集したデータの書き起こしと分析を進めた。救急医療チームリーダーの発話・視線の動き・行為を中心に分析を行い、チーム内での状況認識の共有を可能とする実践について理解を深めた。発話と視線、動作の統合的な分析を行うための視線データ分析用アプリケーションの改善を進めた。また日本での2回目の救急医療シミュレーション訓練データ収録も実施した。昨年度の視線解析メガネ導入の遅れに伴い、視線データと発話・動画データを統合したデータ分析手法の検討、分析に必要なアプリケーションの開発が、やや遅れて進行している。その他業務の多忙も重なり、収録したデータの分析作業もやや遅れている。R1年度前半は引き続き、これまでに収集したデータの分析を進め、分析用アプリケーションの改善を行う予定である。R1年度後半は、救急医療コミュニケーションにて、適切な状況共有のための発話、視線、行動の特徴の分析をさらに進める。また日英にて3回目のシミュレーション訓練データ収録を行う。さらに9月に海外研究協力者と国内の各分野の専門家を招聘し、医療コミュニケーションとマルチモーダル分析をテーマとした、学際的な国際ワークショップを開催することを予定している。日英両国の医療シミュレーション関連学会、応用言語学会での学会発表を行い、論文投稿準備を進める予定である。国際語用論学会にてヘルスコミュニケーションに関するパネル・セッションを行うことが確定している。H29年前半は、日英でのデータ収録のための救急医療シミュレーション訓練実施の準備を行った。まず収録に使用する視線追跡メガネの選定、購入と解析システムの導入を行った。具体的には、複数メーカーの視線追跡メガネを、医療研修の場などで試験的に医療者に装着してもらい、メガネをした状態でのシミュレーション訓練データ収録が可能かどうか、その可用性と問題点等について検討を行った。また日英にて、収録のためのシミュレーション訓練の計画、データ収録への協力者の調整をし、それぞれの倫理委員会に対して研究実施のための承認手続きを行った。H29年度後半には、横浜市立大学付属センター病院、英国ノッティンガム大学付属病院にてそれぞれ、パイロット・スタディとして、1回目のシミュレーション訓練データ収録を実施した。視線追跡メガネに加え、複数台のカメラと音声録音機器を用いてデータ収録を実施した。日英ともに、それぞれの媒体で収録したデータの取り出し、整理を完了し、分析が開始できる状態となっている。年間を通して、プロジェクトミーティングを英国で4回、日本で6回実施し、3月の全体ミーティングでは日本側のプロジェクトメンバーが全員集まり、収録したデータの共有と今後のデータ収録、データ分析に向けた検討を行った。視線追跡メガネで収録したデータを、言語データと統合して分析するために必要なファイル形式転換アプリケーションも開発した。また視線解析のためのシステムについても開発を進めている。メーカー側の都合もあり、収録に必要な視線追跡メガネの選定に予想以上に時間がかかったため、初回のデータ収録の時期が予定よりも遅くなった。大学業務の多忙も重なり、収録したデータの分析作業がやや遅れている。H30年度前半は、1回目の収録データの書き起こし及び分析と、2回目のデータ収録準備を行う。H30年9月には、日英にて2回目のシミュレーション訓練データ収録を行う予定である。H30年度後半は、2回目のデータも含め、データの書き起こしと分析を進める。分析用アプリケーションの開発を進め、発話と視線、動作の統合的な分析を行う。オンライン会議にて日英共同でのデータセッションを行い、医療、応用言語学、教育学の観点から分析の内容を深める。救急医療でのチーム内での状況認識を可能とする言語・行動特徴を明らかにする。分析結果を参加者にフィードバックし、3回目のデータ収録に向け分析内容を検討する予定である。また分析結果を国内外の学会にて発表するための準備を進め、研究プロジェクト公開のためのウェブサイト開設も進める。

日英両国の医療シミュレーション関連学会、応用言語学会での学会発表を行い、論文投稿準備を進める予定である。国際語用論学会にてヘルスコミュニケーションに関するパネル・セッションを行うことが確定している。次年度使用額が生じた理由としては、データ収録に使用する視線追跡メガネの選定に予想以上に時間がかかり、データ収録が遅れたことに起因する。そのためデータ分析が予定通り進まず、本来予定していた分析時に必要となる予算(データ書き起こし費用や解析のためのシステム開発費用)を繰り越すこととなった。使用計画としては、主にデータ収録時に発生する費用(海外出張費、機材使用料等)、データ分析のための書き起こしとアノテーションの付与のための費用、解析のために必要な機器(解析用PC等)の購入、国内・国外で開催される医療コミュニケーション、医療安全学会での発表のための費用(学会参加費、旅費)として使用する予定である。昨年度の視線解析メガネ導入の遅れに伴い、データ分析が遅れているため、予定していた分析時に必要となる予算(データ書き起こし費用や分析システム開発費用等)を繰り越すこととなった。使用計画としては、主にデータ収録時に必要な費用、データ分析・書き起こしのための費用、国内・国外で開催される学会参加費・旅費として使用する予定である。
シクロプロパンの構造特性と三次元的多様性を鍵とする分子設計に基づく創薬研究

シクロプロパンは、分子の物理化学的性質にほとんど影響することなしに、強固に官能基の配座を制御できることに加えて、その特有の立体及び立体電子効果であるシクロプロパン歪み及び二等分配座効果を側鎖の配座制限に活用できる。このようなシクロプロパンの構造特性を活用する三次元的多様性を鍵とする独自の分子設計を基盤として、標的分子に対して選択的かつ強力に作用する薬理活性化合物を論理的かつ効率的に創出した。具体的には、創薬リードとなりうる高活性なGABAトランスポーターBGT-1阻害剤、プロテアソーム阻害剤、β-セクレターゼ(BASE)阻害剤の創出に成功した。本課題では、シクロプロパンの立体的目由度がなく強固かつ多様に配座制御が可能であるという構造特性と三次元的多様性を鍵とする独自の分子設計を基盤として、標的分子に対して選択的かつ強力に作用する薬理活性化合物を論理的かつ効率的に創出する方法論の確立を目指す。さらに、先に確立したシクロプロパン化合物の立体選択的合成法と本分子設計方法論に基づき創薬リード(GABAトランスポーター阻害剤、TNFα阻害剤、オキシトシン受容体リガンド)を創出することを目的とする。本年度はGABAトランスポーター阻害剤の開発研究を重点的に実施した。中枢GABA神経系の制御に重要であり、抗痙攣薬等の新規創薬標的と想定されているGABAトランスポーター各サブタイプに対して高選択的阻害剤の創出を目指す。当年度は、GABAの配座をシクロプロパンによって三次元的に多様に制御した誘導体16化合物を、先に開発したキラルシクロプロパンユニットをシントンとして合成した。さらに、4種類のGABAトランスポーターサブタイプ(GAT1,GAT2,GAT3,BGT1)阻害活性を、各サブタイプ発現細胞系を用いて評価した。その結果、GAT3およびBGT1サブタイプに選択性を示す配座制限誘導体を見出した。本化合物は、低分子量かつ高極性あり、さらに、リガンド効率値(LE)に優れることから、極めて医薬開発リード化合物として好適な性質を有する。今後、構造活性相関研究を展開する予定である。本課題では、シクロプロパンの立体的自由度がなく強固かつ多様に配座制御が可能であるという構造特性と三次元的多様性を鍵とする独自の分子設計を基盤として、標的分子に対して選択的かつ強力に作用する薬理活性化合物を論理的かつ効率的に創出する方法論の確立を目指す。本年度はGABAトランスポーター阻害剤の開発研究においては、先のシクロプロパンによる配座制御をさらに強固にすべくビシクロ[3.1.0]ヘキサン骨格に基づく配座制限誘導体を設計・合成した。4種類のGABAトランスポーターサブタイプ(GAT1, GAT2, GAT3, BGT1)阻害活性を、各サブタイプ発現細胞系を用いて評価した結果、従来にない高い選択性と親和性を有するGAT1サブタイプ阻害剤を見出し、既に論文投稿した。TNFα阻害剤に関しては、当初設計した4種の配座制限誘導体の合成を完了した。現在、薬理活性評価に向けて準備を進めている段階である。オキシトシン受容体リガンドは昨年度に続き、鋭意合成法の開発を進めている。基本骨格の合成の確立が可能になりつつある段階にある。本年度はGABAトランスポーター阻害剤の開発研究においては、シクロプロパン歪みに基づく新たな配座制限誘導体を設計・合成した。4種類のGABAトランスポーターサブタイプ(GAT1, GAT2, GAT3, BGT1)阻害活性を評価した結果、BGT1選択的阻害活性を示し、かつ、GABAAおよびBAGAB受容体に作用しない初のBGT1高選択的新規阻害剤を見出した。TNFα阻害剤に関しては、当初設計した8種の配座制限誘導体の合成を完了し、現在、残りの4種の合成の最終段階にある。オキシトシン受容体リガンドは昨年度に続き、鋭意合成法の開発を進めた。基本骨格の合成を確立し、5種の目的物の合成が修了した。一方、オキシトシンの結晶構造をもとにした動力学計算を実施し、活性に必須と推論される4残基を選定し、さらに、ファーマコフォアモデルを構築した。このモデルに基づくより精密なオキシトシンミメティクスの設計・合成を計画している。

具体的には、創薬リードとなりうる高活性なGABAトランスポーターBGT-1阻害剤、プロテアソーム阻害剤、β-セクレターゼ(BASE)阻害剤の創出に成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。創薬化学26年度が最終年度であるため、記入しない。GABAトランスポーター阻害剤に関して、当初目論んだ通りの好適なリード化合物が得られた。本化合物は従来にまったくない高いBGT1選択性と阻害活性を有する。現在、マウス脳内投与でのin vivo評価を進めている。また、TNFα阻害剤に関しては目的化合物の合成が完了しており、薬理評価実施が可能である。当初の予定通り、三次元的多様な配座制御に基づく分子設計を鍵として、GABAトランスポーター阻害剤、TNFα阻害剤、オキシトシン受容体リガンドの創出を目的に研究を進める。本年度はGABAトランスポーター阻害剤の開発研究においては、上述のように、従来にない高い選択性と親和性を有するGAT1サブタイプ阻害剤を見出した。本化合物のin vivo評価を進める。さらに、GABAAおよびGABAB受容体評価系を構築し、両受容体に対する効果を吟味する。一方、GAT1以外、特にGAT3サブタイプに対する選択的阻害剤の創出を目指して構造ー活性相関研究を展開する。TNFα阻害剤に関しては、当初設計した4種の配座制限誘導体の合成を完了したので、薬理活性評価の結果を待って、今後の研究方向を決定する予定である。オキシトシン受容体リガンドは鋭意合成法の開発を進める。一方、共同研究として実施している分子動力学による好適骨格の選択を本年度は精力的に実施し、ファーマコフォアモデルを構築する。合成法を確立した上で、分子動力学から求めたファーマコフォアに基づき、合成標的化合物を設定し、合成を進める予定である。研究は比較的順調に進行したが、消耗品の消費量が予定より少なく直接経費に残額が生じた。直接経費次年度使用分については、今年度の経費と合わせ、上記研究を円滑に実施するための消耗品購入にあてる。本年度の研究遂行の過程で、次年度に比較的多くの化合物を合成し、活性を評価することが研究の進展に有効と判断した。そのための消耗品費として繰り越した。上述のように、化合物合成のための消耗品、主に、合成試薬と溶媒の購入に使用する。
精神疾患を有し妊娠・出産・育児をする女性のエンパワメント支援プログラムの開発

精神疾患を有し妊娠・出産・子育てをする女性の包括的支援ネットワークの構築と,子育て力向上のためのエンパワメント支援プログラムの開発を,4年計画で目指す。具体的には,子育て力向上のためのエンパワメント支援プログラムを作成し,母子教室を実践し,どのような子育て力が高まったか評価する。また,精神疾患を有し妊娠・出産・子育てをする女性に関わる精神科看護師,保健師,助産師を対象とした調査から,好事例を抽出し実地調査を踏まえて精神科看護師による包括的支援ネットワークを構築するためのガイドラインを作成する。作成したガイドラインを用いて,包括的支援ネットワークを構築し,実際にケースをマネジメント・評価する。
酸化還元反応を利用する新規重合法の開発と展開

本研究は二価の希土類錯体が有する優れた還元特性を利用し、カチオンリビング重合生長末端のアニオン重合生長末端への直接変換系の構築を目的として行なった。カチオン重合性モノマーであるテトラヒドロフラン(THF)をリビングカチオン重合させた後、ヨウ化サマリウムを作用させることによってポリ(THF)のカチオン重合生長末端が速やかに二電子還元され、末端に有機サマリウムを持つマクロアニオンが得られることが分かった。得られたマクロアニオンはアルデヒドやケトンなどの種々の親電子剤と反応することができ、形式的にはカチオン重合の親電子剤によるエンドキャッピングが達成することができた。さらに、このマクロアニオンはメタクリル酸エステルや環状エステルなどの種々のアニオン重合性モノマーの開始剤として働き、カチオン重合性モノマーとアニオン重合性モノマーのブロック共重合体をワンポットで合成できることが分かった。さらに、それぞれのユニット比も容易にコントロールすることができた。また、二官能性カチオン重合開始剤を用いることで、ABAタイプのトリブロック共重合体の合成も可能であった。従来の極性変換反応では第二段の重合の低い開始剤効率のため、得られるブロック共重合体は多峰性を示すケースが多い。これに対し、本手法では定量的な開始剤効率が達成することができるため、単峰性のブロック共重合体を合成し得る点が大きな特徴である。本手法は機能性材料の合成において、全く新しい方法論を提供するものと期待できる。
ジーンターゲッティング法による網膜色素上皮細胞の機能の解析

脊椎動物網膜色素上皮(RPE)細胞に特異的に発現する蛋白質、RPE65の機能障害モデル動物を作成しその解析を通じてRPE細胞の機能を探る目的で以下の研究を行った。1.ノックアウトマウス作成の試み。ラットRPE65のcDNA配列を参考にしてPCRプライマーを設計し、マウスES細胞ゲノムDNAを鋳型としてPCR反応をおこなった。えられたPCR産物の塩基配列はニワトリ、ラットの塩基配列と高い相同性を示した。その後、同遺伝子のノックアウトマウス作成の報告が他研究者よりなされ、マウスにおける機能障害では我々の研究目的には不十分であることが判明し、以下のゼブラフィッシュ、ショウジョウバエを用いた研究に注力することとした。2.ゼブラフィッシュRPE65のcDNAクローニングおよび発生期における遺伝子発現の解析。機能障害モデル動物として注目されるゼブラフィッシュのRPE65のcDNAクローニングをおこなった。cDNAより予想されるアミノ酸配列は既知の動物の配列と80%以上の高い相同性を示した。発生初期におけるRPE65遺伝子の発現をin situ hybridization法により検索すると、孵卵後13時間より松果体において発現が確認され、RPE細胞においては孵卵後42時間より発現が認められた。以上より、発生初期において松果体における光受容にRPE65が何らかの機能を果たすことが示唆された。3.ショウジョウバエにおけるRPE65相同体の同定。無脊椎動物においてはRPE65の相同分子は知られていない。本研究では、やはり突然変異体を用いた研究に有用なショウジョウバエを材料とし、脊椎動物RPE65蛋白質と高い相同性を持つ蛋白質をcDNAクローニングにより同定した。ニワトリおよびウシ網膜色素上皮(RPE)細胞を免疫原として作製した単クローン抗体、S5D8、S5H8、Y3Hの認識する抗原蛋白質、RPE65の遺伝子ノックアウトマウスを作製する過程として、本年度はマウスRPE65遺伝子のクローニングを試みた。申請者らがすでに得ているニワトリPRE65のcDNAの塩基配列および、ラットRPE65のcDNA配列を参考にしてそれぞれ20merよりなる5種のオリゴDNAを合成した。これをプローブとし、マウスES細胞より抽出したゲノムDNAをtemplateとしてPCR反応をおこない、約1100bp、約300bpの2種のPCR産物を得た。PCR産物の塩基配列はニワトリ、ラット等のRPE65のcDNAの塩基配列と非常に高い相同性を示した。現在、このDNAをプローブとしてマウスゲノムDNAライブラリーのスクリーニングをおこなっている。マウスゲノムDNAのクローニングと平行して、3種の単クローン抗体を用いた免疫組織化学的解析をおこなった。すなわち、脊椎動物全綱(軟骨魚類を除く)の動物のRPE細胞における3種の単クローン抗体の反応性を蛍光抗体法により検索した。抗体Y3Hは最も下等な脊椎動物といわれるヤツメウナギを除いて、調べたすべての動物のRPE細胞と反応した。抗体S5D8はロドプシンの発色団としてビタミンA1を用いる動物のRPE細胞とのみ反応し、ビタミンA2を用いる動物のRPE細胞とは反応しない傾向を示した。これらの結果および発生学的解析の結果、RPE細胞におけるビタミンA代謝活性の特性を考え合わせ、RPE65分子はRPE細胞内でall trans retinylesterより11-cis retinolを合成する、isomerohydrolaseの活性と密接に関連した機能をもつことが示唆された。また、マウス以外の動物における遺伝子操作による解析も視野に入れ、zebrafishのcDNAクローニングも行っている。すでに部分的に塩基配列を決定し、他の動物の塩基配列と非常に高い相同性を持つことを明らかにした。脊椎動物網膜色素上皮(RPE)細胞に特異的に発現する蛋白質、RPE65の機能

障害モデル動物を作成し、その解析を通じてRPE細胞の機能を探る目的で以下の研究を行った。1.ノックアウトマウス作成の試み。ラットRPE65のcDNA配列を参考にしてPCRプライマーを設計し、マウスES細胞ゲノムDNAを鋳型としてPCR反応をおこなった。えられたPCR産物の塩基配列はニワトリ、ラットの塩基配列と高い相同性を示した。その後、同遺伝子のノックアウトマウス作成の報告が他研究者よりなされ、マウスにおける機能障害では我々の研究目的には不十分であることが判明し、以下のゼブラフィッシュ、ショウジョウバエを用いた研究に注力することとした。2.ゼブラフィッシュRPE65のcDNAクローニングおよび発生期における遺伝子発現の解析。機能障害モデル動物として注目されるゼブラフィッシュのRPE65のcDNAクローニングをおこなった。cDNAより予想されるアミノ酸配列は既知の動物の配列と80%以上の高い相同性を示した。発生初期におけるRPE65遺伝子の発現をin situ hybridization法により検索すると、孵卵後13時間より松果体において発現が確認され、RPE細胞においては孵卵後42時間より発現が認められた。以上より、発生初期において松果体における光受容にRPE65が何らかの機能を果たすことが示唆された。3.ショウジョウバエにおけるRPE65相同体の同定。無脊椎動物においてはRPE65の相同分子は知られていない。本研究では、やはり突然変異体を用いた研究に有用なショウジョウバエを材料とし、脊椎動物RPE65蛋白質と高い相同性を持つ蛋白質をcDNAクローニングにより同定した。
衛星タグを用いたソデイカの分布と回遊パターンの解明

本研究では日本海西部において、衛星タグを用いてソデイカの水平移動と鉛直移動の解明を目的とした。周辺海域の流れの方向に移動したことから、海流に従って低コストな水平移動をしたと考えられた。2個体は150m以浅で日周鉛直移動をし、経験水温が15°C以上であったことから、鉛直移動は水温に制限される可能性が考えられた。残りの2個体は、経験温度から捕食されたと考えられた。本研究は衛星タグを用いて日本の重要な漁業資源であるソデイカの生息環境や行動生態を解明し、日本海におけるソデイカの回遊経路を明らかにすることを目的としている。平成22年度は、本研究の内容に関連する文献のレビューを行うとともに、衛星タグの通信システムであるArgos(アルゴス)衛星システムについて、衛星からデータの受信をテストし、受信に成功した。また、平成23年3月には調査地となる兵庫県の香住町を訪ねて、先行調査を行うとともに、兵庫県立農林水産技術総合センター但馬水産技術センターで、本研究に関するミーティングを行い、採集計画に関する情報を収集した。これらのことから、本年度の下記の目的は十分に遂行された:1)ソデイカが衛星タグを運ぶことができるほど十分に大きいかどうか評価するため、凍結されたソデイカのサンプルを検査し検討した結果、外套背長40cmより大きなソデイカを使用することとなった。2)ソデイカへのタグの取り付け方法を検討し、衛星タグを取り付ける箇所を頭の近く(背部)および鰭の下(腹部)の2箇所に決定した。実際の調査ではこの両方の部位への取り付けを試みることとなった。3)サンプリングを行う際に使用する船について検討を行い、兵庫県立農林水産技術総合センター但馬水産技術センターに小さなボートの準備の支援を受けることとなった。4)ソデイカの採集スケジュールを検討し、平成23年10月11月に実施することとなった。平成23年度の研究では、日本海西部において、衛星タグを用いてソデイカの水平移動と鉛直移動の解明を目的とした。衛星タグは平成23年11月に兵庫県美方郡香美町香住沖で樽流し立縄漁法によって漁獲された外套背長40cm以上の6個体に装着し、うち4個体から衛星通信により使用可能なデータを受信することに成功、このうち2個体から最長で1週間程度の行動データの取得に成功した。データを受信することができなかった2個体については、経験水温から捕食されたと考えられる。得られたデータについては予備解析を行い、以下の解析結果を得た。1)周辺海域の流れの方向に移動したことから、海流に従って低コストな水平移動をしたと考えられる。2)100m以浅で日周鉛直移動をし、経験水温が15°C以上であったことから、鉛直移動は水温に制限される可能性が考えられた。しかし、水温に制限されない知見もあり、現段階では断定できない。2つの個体は、日周鉛直移動をしているので、衛星タグの装着により、生体機能を脅かす重大なダメージは与えなかったと考えられる。しかし、全個体が設定された装着期間を全うせずに衛星タグが離脱したので、本種に対する衛星タグの負荷は大きいと思われる。特に、衛星タグを外套膜へ装着した場合、衛星タグの取り付け方向がイカの進行方向に対して垂直になっていたことは、水中で大きな負荷を与えたものと考えられる。本研究の成果は、2012年3月に平成24年度日本水産学会春季大会で発表した。本研究では、日本海西部において、衛星タグを用いてソデイカ(Thysanoteuthis rhombus)の水平移動と鉛直移動の解明を目的とした。衛星タグを本種6個体に装着し、2個体から、最長で1週間程度の行動データの取得に成功した。残りの2個体は、経験温度から大型魚類などに捕食されたとが推定された。本研究の成果は、以下のように要約される。衛星タグを装着したソデイカは、周辺海域の流れの方向に移動したことから、海流に従って低コストな水平移動をしたと考えられた。また、水深100 m以浅で日周鉛直移動をし、経験水温が15°C以上であったことから、鉛直移動は水温に制限される可能性が考えられた。しかし、より深い水深への鉛直移動もあったことから、一時的な低水温帯への移動は可能と判断された。本研究では、短い日数ではあったが、5個体分のデータを取得し、うち2個体分の本種の水平・鉛直行動データの取得に成功した。ただし、衛星タグのサイズが大きく、大型個体への装着は有効であり、装着期間が伸長できた場合、さらに有益なデータの取得が見込まれる。今後、衛星タグ自体が小型化されることが予想され、本研究による本種への衛星タグによる行動追跡は、これまで不明であった日本海での水平・鉛直移動などに活用できる道を拓くことができた。

より小さな衛星タグが開発されているまで、ソデイカはこのようなタグの研究のために最高のイカ種の1つだと考えている。本研究では、衛星タグを用いることによって短期間で本種の行動データの取得に成功し、本種の行動の解明に近づくことができたと考えられる。衛星タグ装着の課題が見つかったものの、本種において衛星タグの装着は有効な手法であると考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度となる平成24年度には、取得されたデータの解析を行う。解析結果は10月のPICES(北太平洋海洋科学委員会)年次総会において発表する予定である。さらに、離脱した衛星タグは現在も漂流している状態であり、もし回収することができた場合はより詳細な分析を行うことができるため、回収を目指す。
翻訳マシーンの分子擬態とプリオン特性の研究

タンパク質合成の終結に働く翻訳因子は、tRNAの機能や構造を擬態して作用する「分子擬態」という特性をもつと同時に、動物のPrPプリオンと同様なタンパク質の特徴をもつ、ユニークな対象である。本研究では、tRNA分子擬態の機能的な解明、tRNA分子擬態の構造的な解明、プリオン様特性の機能的な解明、ならびに、酵母プリオン伝搬機構の解明を行い、翻訳マシーンの情報発現系ネットワークにおける分子擬態とプリオン特性の役割を明らかにする目的で研究を実施し、以下の研究成果をえた。解離因子の機能に関する研究1)分裂酵母eRF3の結晶構造を明らかにした。2)出芽酵母eRF3のN端領域が細胞内局在と分解に関与する事を明らかにした3)23S rRNA上のA2602塩基がペプチド解離のRNA触媒部位として働く可能性を明らかにした。4)リボソームL11変異による解離因子の機能不全回復機構を解明した。5)リボソーム再生因子(RRF)とtRNAの構造類似性から提唱されたRRF translocationモデルの誤りをRRF変異株解析によって証明した。6)RRF作動に対するRRF・EF-G・リボソームの3者間のcooperativeな相互作用の重要性を明らかにした。酵母プリオンに関する研究1)出芽酵母eRF3(別名Sup35)プリオンドメインの改変によってHsp104非依存性の新種プリオンが生成されることを発見した。3)プリオンドメインN末端40アミノ酸領域が種間障壁として働くことを証明した。4)プリオン「株」の違いがプリオン化領域のコンフォメーションの違いとして安定に複製伝播することを証明し、Conformational Memory概念を提唱した。5)プリオンの維持に関与する宿主側の因子を網羅的に探索できる新規な遺伝学的システムを開発した。6)そのシステムを利用してHsp104シャペロンを始めとする多数の宿主因子や変異を分離し、loss-of-prionの網羅的な解析系を初めて実用化した。分子擬態に関する研究1.我々が発見した(原核生物ペプチド解離因子に担われた)ペプチド・アンチコドンに対して昨年末デンマークの結晶構造グループが否定的な論文をMol.Cell誌上で発表したが、解離因子リボソーム複合体のクリオ電子顕微鏡解析の結果、我々の結論の正しいことが証明された。この結論はフットプリント解析の結果とも完全に一致し、ペプチド・アンチコドンは機能的にも構造的にも実証された(TiBS 2002)。2.真核生物解離因子eRF1は原核生物と異なり3つの終止コドンを認識するが、その全能性ペプチド・アンチコドンは特定されていない。今回、原生動物テトラヒメナeRF1がUGAのみしか認識できない特異性を利用して、結晶構造上ドメイン1の先端部に位置するトリペプチド(Thr-Ala-Ser)部分が選択的な解読に関与することを証明した(PNAS 2002)。真核系ペプチド・アンチコドンの可能性が大きい。3.ペプチド解離後のリボソーム複合体は再生因子(RRF)と翻訳伸長因子EF-Gの働きにより解体・再生される。その時、EF-GはGTP加水分解エネルギーを利用する分子モーターとなって、リボソーム上のRRFに作用し解体を行うが、EF-GとRRFの相互作用については不明であった。今回、その相互作用部位をEF-GとRRFのtRNA擬態ドメイン上にアミノ酸レベルで同定した(Mol.Cell 2002)。

今後の作用機序解明の重要な基盤でなる。4.23SrRNA変異体リボソームを利用した試験管内ペプチド解離分析によって、23SrRNA上のA2602塩基が加水分解のRNA触媒部位として働く可能性が明らかになった(イリノイ大学のA.Mankin教授との共同研究)。酵母プリオンに関する研究1.真核生物の解離因子は2つのサブユニットからなり(eRF1/eRF3)、eRF3の機能は不明な部分が多い。酵母eRF3はSUP35遺伝子によりコードされ、そのN末端ドメインのプリオン性ペプチド配列により動物プリオン(PrP)と共通する特徴(非メンデル遺伝、感染性、アミロイド形成等)を示す。Sup35プリオンの機能不全は終止信号無視である。N末端のプリオンドメインはGln/Asn領域とペプチド反復領域に分離されるが、今回、ペプチド反復配列からGln/Asnを完全に除去した変異体を作成し解析した結果、既存のSup35プリオンとは異なる(シャペロンHsp104非依存性)新種プリオンとなることが分かった。また、異種Sup35プリオンは(PrPと同様に)種間障壁(species barrier)により伝搬が阻止される。この種特異性がN末端40アミノ酸領域に規定されることを発見した。分子擬態に関する研究1.ペプチド解離後のリボソーム複合体は再生因子(RRF)と翻訳伸長因子EF-Gの働きにより解体・再生される。RRFタンパク質はtRNAと構造が酷似するため、RRFはtRNAの同じリボソーム部位にエントリーして、tRNAと同様にEF-Gによってリボソーム上で押されて移動し、複合体から解離するというモデルが梶らによって提唱されていた。しかし、EF-GのtRNA転移機能不全変異はRRFの機能に何ら障害を起こさず、モデルの誤りを証明した。2.これまで構造が明らかでなかった真核生物の2型解離因子eRF3の結晶構造を分裂酵母eRF3を持ちいて世界で初めて明らかにした。同時にGTP結合、GDP結合、非結合の3つの構造を明らかにした結果、通常のGタンパク質と異なり、GTP/GDP間でコンフォメーションの変化は観察されなかった。1型解離因子eRF1の結合部位を変異体の活性測定により明らかにした。3. 23SrRNA変異体リボソームを利用した試験管内ペプチド解離分析によって、23S rRNA上のA2602塩基が加水分解のRNA触媒部位として働く可能性が明らかになった。酵母プリオンに関する研究1.酵母eRF3はSUP35遺伝子によりコードされ、そのN末端ドメインのプリオン性ペプチド配列により動物プリオンと共通する特徴を示す。N末端のプリオンドメインはGln/Asn領域とペプチド反復領域に分離されるが、ペプチド反復配列からGln/Asnを完全に除去した変異体を作成し解析した結果、既存のSup35プリオンとは異なる(シャペロンHsp104非依存性)新種プリオンとなることが分かった。
左室駆出率が保たれた心不全の新しいパラダイム：血管平滑筋細胞を中心とした病態解明

本研究では、左室収縮能の保たれた心不全(HFpEF)の原因と言われている慢性炎症による血管平滑筋細胞STAT3経路活性化の増強が、HFpEF発症における心病変と血管病変との共通した重要経路であるとの仮説を立て検証している。まず、加齢がHFpEF病態に及ぼす影響に関し検証した。雄の野生型マウス(WT)と平滑筋特異的SOCS3ノックアウトマウス(KO)に対し、加齢による経時的変化(半年モデル:2630週齢、1年モデル:5256週齢)を評価した。形態学的評価としては、体重に関しては半年モデルではWT、KOともに有意差は認めていなかったが、1年モデルになるとWTと比較しKOでは有意に体重が減少した。この体重差は、WTは加齢に伴い体重が増加していくことに対し、KOでは体重は横ばいとなっていたことによるものであった。しかし、心臓、肝臓、腎臓、脾臓などの各種臓器重量の体重比はKOで有意に大きく、心不全による臓器うっ血を示唆する結果となった。なお、心不全による胸水貯留の有無を確認するため、CTによる評価を行ったが、WT、KOともに明らかな胸水貯留は指摘できなかった。これらのことから、1年モデルにおける体重差はWTの心不全による体液貯留が原因ではなく、KOの心不全徴候としての体重増加不良に起因するものと考えられた。肉眼的には、心臓組織はKOで心外膜は有意に増加し、心筋に癒着し剥離困難な様相を示していた。組織学的には、心筋はシリウスレッド染色ではKOで心外膜側に有意に線維化を来たし、Western BlotではWTと比較しKOではP-STAT3の活性化が示唆され、形態変化においてSOCS3が関与している可能性が示された。心エコー検査では、半年、1年モデルのWT、KOともに左室駆出率(EF)は保たれていたが、WTに比較しKOではE/e'は高値となり、特に半年よりも1年モデルで顕著であった。現時点では当初計画していた進行状況よりも遅延している。心エコーの際の麻酔投与量の調整に難渋し、適切な条件下での検査施行法に再検討を要した。また、後述の通り、アンギオテンシンII負荷において予備検討を行ったが、野生型マウスが経過中に死亡したため、投与量や投与方法の再検討が必要となった。さらに、申請者が所属している研究所および実験動物管理所が老朽化もあり今期間中に移転する運びとなった。そのため実験器具の使用や実験動物の飼育や繁殖に制限もあり、予定通りに進行することが不可能であった。また、移転後に実験動物の繁殖を再開したが、繁殖に難渋し予定よりも加齢モデルを再現することに時間を要したことに加え、実験適齢週のマウスの数が限定的となったことも原因として挙げられる。前述の通り、現時点でマウス加齢モデルでの実験を中心に行っており、HFpEFのリスク因子としての加齢を再現している。加齢モデルでは、WTに比べKOでは左室駆出率(EF)に有意差はなく保たれていたが、臓器重量/体重比はKOが有意に増加し、臓器うっ血を示唆する所見であった。さらに、組織染色ではシリウスレッド染色でWTに比較しKOでは有意に心外膜側の心筋に線維化を認め、Western blotではKOでSTAT3活性化傾向を認めており、KOマウスのフェノタイプ発現にSOCS3が関与していることが示唆された。今後の方針としては、若年マウスにおけるアンギオテンシンII負荷および高塩分高脂肪食負荷での拡張障害モデルを作成し、同モデルでも加齢モデルと同様の知見となるかどうかを評価する。特にアンギオテンシンII負荷に関しては、予備検討としてアンギオテンシンIIを皮下持続ポンプを用いて1.44μg/g/日の投与量で14日間投与し評価を行った。しかし本検討においては経過中にWTマウスが死亡し、比較検討は困難となった。原因としてアンギオテンシンが高濃度であった可能性が考えられた。そのため、0.2μg/g/日の低容量で28日間投与する方法を行う予定としている。また、拡張障害や動脈スティフネス亢進の報告があるHigh fat +high sucrose(HFHD)食の56日間投与での評価も計画している。さらに、加齢モデルより採取している組織の免疫染色、タンパク解析も進め、線維化部分のPSTAT3亢進の存在を確認していく方針である。

なお、心不全による胸水貯留の有無を確認するため、CTによる評価を行ったが、WT、KOともに明らかな胸水貯留は指摘できなかった。これらのことから、1年モデルにおける体重差はWTの心不全による体液貯留が原因ではなく、KOの心不全徴候としての体重増加不良に起因するものと考えられた。肉眼的には、心臓組織はKOで心外膜は有意に増加し、心筋に癒着し剥離困難な様相を示していた。組織学的には、心筋はシリウスレッド染色ではKOで心外膜側に有意に線維化を来たし、Western BlotではWTと比較しKOではP-STAT3の活性化が示唆され、形態変化においてSOCS3が関与している可能性が示された。心エコー検査では、半年、1年モデルのWT、KOともに左室駆出率(EF)は保たれていたが、WTに比較しKOではE/e'は高値となり、特に半年よりも1年モデルで顕著であった。現時点では当初計画していた進行状況よりも遅延している。心エコーの際の麻酔投与量の調整に難渋し、適切な条件下での検査施行法に再検討を要した。また、後述の通り、アンギオテンシンII負荷において予備検討を行ったが、野生型マウスが経過中に死亡したため、投与量や投与方法の再検討が必要となった。さらに、申請者が所属している研究所および実験動物管理所が老朽化もあり今期間中に移転する運びとなった。そのため実験器具の使用や実験動物の飼育や繁殖に制限もあり、予定通りに進行することが不可能であった。また、移転後に実験動物の繁殖を再開したが、繁殖に難渋し予定よりも加齢モデルを再現することに時間を要したことに加え、実験適齢週のマウスの数が限定的となったことも原因として挙げられる。前述の通り、現時点でマウス加齢モデルでの実験を中心に行っており、HFpEFのリスク因子としての加齢を再現している。加齢モデルでは、WTに比べKOでは左室駆出率(EF)に有意差はなく保たれていたが、臓器重量/体重比はKOが有意に増加し、臓器うっ血を示唆する所見であった。さらに、組織染色ではシリウスレッド染色でWTに比較しKOでは有意に心外膜側の心筋に線維化を認め、Western blotではKOでSTAT3活性化傾向を認めており、KOマウスのフェノタイプ発現にSOCS3が関与していることが示唆された。今後の方針としては、若年マウスにおけるアンギオテンシンII負荷および高塩分高脂肪食負荷での拡張障害モデルを作成し、同モデルでも加齢モデルと同様の知見となるかどうかを評価する。特にアンギオテンシンII負荷に関しては、予備検討としてアンギオテンシンIIを皮下持続ポンプを用いて1.44μg/g/日の投与量で14日間投与し評価を行った。しかし本検討においては経過中にWTマウスが死亡し、比較検討は困難となった。原因としてアンギオテンシンが高濃度であった可能性が考えられた。そのため、0.2μg/g/日の低容量で28日間投与する方法を行う予定としている。また、拡張障害や動脈スティフネス亢進の報告があるHigh fat +high sucrose(HFHD)食の56日間投与での評価も計画している。さらに、加齢モデルより採取している組織の免疫染色、タンパク解析も進め、線維化部分のPSTAT3亢進の存在を確認していく方針である。当初の実験計画よりも進行が遅れており、また計画していた学会発表も見送ったため。次年度使用額は試薬や実験器具、学会発表の演題投稿料などにあてる予定としている。
スフィンゴシン由来の生物活性物質の合成研究

近年複合脂質が生物認識、細胞分化の調節、細胞ー細胞間認識、情報の仲介、免疫反応等に深い関わりがあることが分かってきた。これらの化合物の化学的、物理的生物学的諸性質の解明には純物質の合成が不可欠である。しかし、複合脂質の合成はいまだに未解決の問題が多く、本研究は複合脂質の効率的合成法の開発を目指して行われた。合成の標的化合物として、海産スポンジから単離された強力なアクトミオシンATP酵素活性化作用を有するスフィンゴシン由来のアゼチジンアルカロイド(a)、およびセレブロシド型付着忌避化合物(b)を選び、平成4年度にはつぎのような成果を得た。(1)すでに我々が確立した、アスコルビン酸からフィトスフィンゴシンを合成する方法を応用して、合成の重要鍵中間体であるポリオール(c)の立体選択的合成に成功した。今後、官能基変換を行って(a)へ誘導する予定である。この成果は反応の選択性から見て、天然物(a)の絶対配置を決定するのに大きく貢献するものと思われる。(2)スフィンゴ糖脂質の重要構成成分であるスフィンゴシンをD-ガラクトースから効率よく合成する方法を開発した。また、アスコルゼン酸から光学活性α-オキシ酸を高い光学収率で合成する方法を開発した。これらの成果を踏まえて、さらに化合物(b)の全合成を現在行いつつある。
衣服の着用快適感の研究

衣服を最小の人間環境制御装置と考え、個人レベルでの快適な環境設計のために、衣服の着用快適感の客観的な評価法、特に夏の暑い環境下や運動時に発生する衣服着用時の湿度に関する不快感の評価法を確立するために、湿度感覚の一つである濡れ感覚を選び、衣服素材の物性値の違いによって濡れ感覚がどのように影響を受けるのかを明らかにすることを目的として研究を行った。明らかになったことは以下の2点である。(1)絹及び綿・羊毛を重ね着し、環境湿度を加湿または減湿した場合のヒトの熱・水分移動特性を測定した結果、衣服内湿度には差がないにも関わらず、羊毛を衣内に着用した場合には、絹を衣内に着用した場合よりも発汗しているヒトは知覚することがわかった。この差は、素材の乾燥特性及び素材の表面特性の違いによって生じたと思われ、羊毛のような毛羽のある素材は、濡れ感覚を増加させることがわかった。(2)夏用衣服素材として用いられることの多い20種類を用いて、数段階の含水布を作成し、これをヒトの右手甲に貼付した場合の濡れ感覚を測定した。更に、この含水布をKES-FBシステムを用いて、曲げ特性、表面特性、qMAXを測定し、濡れ感覚を、このような布物性値から推定する方法を考案した。各素材の含水率の増加に伴って、濡れ感覚は増加するため、この増加度を回帰式によって各素材ごとに求め、これを濡れ感の傾きとして評価の指標に用いた。更に、KES-FBシステムの曲げ特性、qMAXの含水率による増加度を各素材ごとに算出し、この個々の傾きを用いて、濡れ感覚の傾きとの重回帰分析を行ったところ、相関係数0.86と高い係数を得ることができた。この濡れ感覚の傾きに及ぼす効果は、曲げ特性よりもqMAXが大きかった。素材の段階で濡れ感覚を引き起こしやすい素材かどうかを判断できることは衣服設計上非常に有用である。