hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核融合炉環境条件下における低放射能バナジウム合金開発に関する基礎的研究

1.高温強度と高温脆化:V-1,3,5at%Fe合金の8001400°Cの引張試験より、粒界すべりと粒界移動は高温で急に増し、両者の比は900°Cで増加、9001200°Cで一定、それ以上の温度で減少を示した。これより粒界すべりがクラックを発生し、粒界移動が抑制作用を示す。2.照射損傷とヘリウム脆化:(1)V,V-0.5,1%Ti合金をFBRで【10^(20)】【10^(21)】/【cm^2】,400600°C照射すると、0.5Ti合金のボイドが最も多く、少量Tiがその発生を抑制する効果がある。またその作用はTi量が多く、照射温度が高い方が望ましい。(2)Vに加速器でα粒子を【10^(17)】/【cm^2】注入後の引張試験、破面観察では降伏応力の増加、伸びの減少がみられるが、室温においてもヘリウム脆性を示さない。(3)V,V-1at%B合金のRTNS-【II】,60290°C【10^(18)】/【cm^2】の照射後の電顕観察では微小クラスターの形成、その密度はB添加のとき大きく、Heがクラスター形成を促進している。(4)V-3Ti-1Si合金の200500°C,2.5dpaの電子線照射では、粒界にSiが優先的に偏析するが、Tiはその傾向を示さない。Siの偏析はTi析出物と素地との境界でも同様に生ずる。これはFe-Si合金にもみられ、BCC金属の一般現象とも考えられる。3.低ガス濃度下の高温表面反応と耐食性の改良:V-3Ti-1Si合金をSiC微粉末で包み、9001100°C,50250時間反応させると、高温で表面に【Si_3】【V_5】を形成し、その内側にVCを生ずる。このVC層は時間に対してほぼ放物線則に従って成長する。また650°C,酸素分圧5×【10^3】PaのAr-【N_2】-【O_2】雰囲気での酸化実験では、【Si_3】【V_5】による耐酸化作用がみられ、ケイ化物+炭化物同時生成が表層処理の耐酸化および耐熱性の改善に有効である。なお、今後は上記各項目につき、より系統的な実験を進め、高温強度,ヘリウム脆化,耐酸化性,耐水素透過性など有機的関係を明白にし、より良い合金開発の有効な知見を多く入手するようにしたい。
蛋白質準安定状態の構造・安定性・出現機構に関する研究

蛋白質には、熱力学的に最安定な天然状態だけではなく、準安定状態を含めた様々な非天然状態が共存し、それらは平衡で存在する。天然状態内での揺らぎだけでなく、それら非天然状態の存在や状態間の揺らぎは、蛋白質の機能発現、安定性、凝集、寿命など多くの問題に重要な役割を果たしている。本研究では、蛋白質準安定状態をはじめとする蛋白質の非天然状態の、構造・安定性・出現機構を研究した。1.準安定状態や揺らぎの情報に基づく創薬桑田・鎌足らはこれまでにプリオン蛋白質の遅い揺らぎを調べ準安定状態の存在を示した。そして、蛋白質準安定状態の応用研究として、桑田らの提唱する揺らぎの情報に基づく創薬(dynamic based drug design ; DBDD)によるプリオン病治療薬を試みている。その中でいくつかの有望な化合物が見つけられた。本年度はこの中の一番有効であった化合物GN8とプリオン蛋白質が実際に結合することを示し、またその結合部位の同定を行った。さらに、薬剤の結合によるタンパク質の安定性の変化があることを示した(submitted to PNAS)。2.凝集やアミロイド形成機構の解明近年我々は、蛋白質の揺らぎの中でも特に解離・会合という大きな揺らぎに注目した研究も展開している。本年度は、圧力の視点から、これまでの凝集やアミロイド形成に対する構造および揺らぎに関する研究をまとめ、蛋白質の解離・会合を圧力で制御することの可能性と課題を探った。そして、圧力で解離・会合を制御するという試みは、(1)天然状態の会合体だけでなくアミロイドを含めた凝集体の解離・会合の機構を明らかにするため、(2)より効率的で簡便な凝集体から天然構造への巻き戻しを実現するため、(3)凝集を抑えて天然状態または中間状態の構造研究を可能にする条件を実現するために、有用であることを示した。蛋白質には、熱力学的に最安定な天然状態だけでなく、様々な準安定状態が共存し、それらは平衡にある。これら準安定状態の存在や状態間の揺らぎは、蛋白質の機能発現、安定性、寿命などに重要な役割を果たしている。本研究では、この準安定状態の構造・安定性・出現機構を明らかにすることを目標としている。1.蛋白質の構造形成や準安定構造研究における高圧NMR法の有用性についての総説を執筆した。2.プリオン蛋白質のNMR緩和実験より、遅い揺らぎを持つ部位が存在することを見いだした。この部位は、これまで病気と関連づけられる変異の蓄積している部位でもあり、また高圧NMR法からも構造変化を引き起こしやすいことが示されていた部位でもあり、プリオン病感染に関与する中間体との関連が注目される。3.アスパラギン酸プロテアーゼの一種であるペプシンの寿命に重要な役割をはたしているアルカリ変性状態は、特徴的な構造をとっていること、またこの構造がこの蛋白質の巻き戻りにおいて重要な役割を果たしていることを示した。4.深海に生息する細菌のジヒドロ葉酸還元酵素の構造及び熱力学的安定性に対する圧力・温度依存性を調べ、この蛋白質は、比較的低い安定性にもかかわらず、この細菌の生育環境へよく適応していることを明らかにした。5.高圧NMR法を用いて、OSSリゾチームのアミロイドプロトフィラメントの高圧下での解離、および、常圧下での会合過程を、可逆的にコントロールし、直接観測することに成功した。これにより、アミロイド線維形成は、部分モル体積の増加を伴う、可逆的な過程であることを示した。6.ヒトα-シヌクレインのアミロイド形成は、まずN末ドメインとNACドメインを中心に疎水的な残存構造形成が起こり、さらに長い時間スケールでは分子間相互作用により凝集が進むという経路を経て進行することを明らかにした。それら非天然状態の存在や状態間の揺らぎは、蛋白質の機能発現、安定性、凝集、寿命など多くの問題に重要な役割を果たしている。本年度は、それら非天然状態の凝集やアミロイド形成への関与に焦点を当てた研究を展開した。タンパク質の凝集・アミロイド形成は、天然構造形成と同様に、普遍的な現象であることがわかってきた。またこれは、プリオン病やアルツハイマー病をはじめとする"コンフォメーション病"の原因ともなっており、医学的見地からも重要である。1.高圧NMR法を用いて、SS結合を除いたOSS lysozymeのアミロイドプロトフィラメントの高圧下での解離、および、常圧下での会合を、可逆的にコントロールし、直接観測することに成功した。これにより、アミロイドプロトフィラメントの形成は、部分モル体積の増加を伴う、熱力学的平衡へむかうゆっくりとした速度論的な過程であることを示した(Kamatari et al.,2005)。2.これまでの凝集やアミロイドに関する研究結果を、準安定構造や構造形成中間状態の関与という視点から見直し、この重要性を総説にまとめた(印刷中)。3.プリオンタンパク質は、医学的にも注目を集めており、また、アミロイド形成をすることが知られている。安定同位体標識した蛋白質を用いたNMR研究や変異体を用いた研究を展開するために、この蛋白質の発現系を構築した。

天然状態内での揺らぎだけでなく、それら非天然状態の存在や状態間の揺らぎは、蛋白質の機能発現、安定性、凝集、寿命など多くの問題に重要な役割を果たしている。本研究では、蛋白質準安定状態をはじめとする蛋白質の非天然状態の、構造・安定性・出現機構を研究した。1.準安定状態や揺らぎの情報に基づく創薬桑田・鎌足らはこれまでにプリオン蛋白質の遅い揺らぎを調べ準安定状態の存在を示した。そして、蛋白質準安定状態の応用研究として、桑田らの提唱する揺らぎの情報に基づく創薬(dynamic based drug design ; DBDD)によるプリオン病治療薬を試みている。その中でいくつかの有望な化合物が見つけられた。本年度はこの中の一番有効であった化合物GN8とプリオン蛋白質が実際に結合することを示し、またその結合部位の同定を行った。さらに、薬剤の結合によるタンパク質の安定性の変化があることを示した(submitted to PNAS)。2.凝集やアミロイド形成機構の解明近年我々は、蛋白質の揺らぎの中でも特に解離・会合という大きな揺らぎに注目した研究も展開している。本年度は、圧力の視点から、これまでの凝集やアミロイド形成に対する構造および揺らぎに関する研究をまとめ、蛋白質の解離・会合を圧力で制御することの可能性と課題を探った。そして、圧力で解離・会合を制御するという試みは、(1)天然状態の会合体だけでなくアミロイドを含めた凝集体の解離・会合の機構を明らかにするため、(2)より効率的で簡便な凝集体から天然構造への巻き戻しを実現するため、(3)凝集を抑えて天然状態または中間状態の構造研究を可能にする条件を実現するために、有用であることを示した。
酸化物高温超伝導体単結晶薄膜光エピタキシー装置の試作

本研究は酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-δ>(臨界温度:90k)のエレクトロニクス応用のための薄膜製作技術の確立を目指すものである。この場合、高温超伝導体薄膜は、平滑な表面と極めて一様な特性をもつ高品質品単結晶薄膜であることが要求される。この要求に対処するために本研究では、光子エネルギーを利用して薄膜の低温エピタキシャル成長を可能とする光エピタキシー装置を試作した。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.対向ターゲット式高周波マグネトロンスパッタ装置を基本として、これに基板照射用紫外光源を付設することで、光エピタキシー装置を構成できた。2.YBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のエピタキシャル条件を明らかにした。(1)MgOおよびSrTiO_3単結晶基板上でのエピタキシャル成長は、550ー650°Cで行なわれる。(2)このエピタキシャル成長には、基板とプラズマの相互作用の制御が必要である。(3)この成長温度を低めるには、酸素ガスの光あるいはプラズマによる活性化が有効である。なお、今後の研究計画としては、得られるYBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のより一層の高品質化をはかり、その超伝導デバイスへの応用を進めることである。
生体材料摩耗粉及び炎症性サイトカインによる破骨細胞形成の修飾とその制御

I.ヒト骨肉腫由来骨芽細胞様細胞MG-63およびSaOS-2、ならびにを用いヒト骨芽細胞を用い、チタン顆粒の存在下で培養した際の骨芽細胞様細胞の反応を解析した。これらの細胞はチタン顆粒を貪食することが認められた。さらにチタン顆粒の濃度が高くなるにつれて、細胞の生存率、増殖能が低下することが明らかとなった。以上より高濃度のチタン顆粒が存在する場合、局所の骨形成能が低下する可能性が示唆された。II.同様の実験系において、Light Cyclerを用いた骨芽細胞機能関連蛋白の核酸レベルでの定量的解析を行った。特に蛋白分解酵素とその阻害物質に焦点を絞った。ハウスキーピングジーンとされているb-actinの発現はチタン顆粒の存在下で増強する事が明らかにされた。さらに骨芽細胞様細胞とチタン顆粒の共培養系において、12時間という短時間の培養ではMMP-1の発現は更新し、24時間を超えるとMMP-1,2などの蛋白分解酵素や、TIMP-1、2といった蛋白分解酵素阻害物質のmRNAの発現が低下することが明らかとなった。以上のことからチタン顆粒は骨芽細胞に影響し、MMP-1による骨基質の分解を促進し、破骨細胞を接着させやすくする可能性があると考えられた。これらの結果から、骨とインプラント間に存在するチタン顆粒は、1)骨芽細胞の生存、増殖を直接阻害することにより、また2)骨基質の分解を促進する蛋白分解酵素の働きを強めること、などの機序によってインプラント周囲の骨吸収、骨融解に働く可能性が示唆された。平成12年度はヒト骨肉腫由来骨芽細胞様細胞、MG-63およびSaOS-2、ならびにヒト骨芽細胞を用い、各種細胞とチタン顆粒を共培養した際の骨芽細胞様細胞の反応を中心に解析を行った。各細胞はチタン顆粒の濃度が高くなるにつれて、生存率、増殖能が低下することが認められた。Light Cyclerを用いた骨芽細胞機能関連蛋白の核酸レベルでの解析により、MMP-1、2、9などの蛋白分解酵素や、TIMP-1、2などその阻害物質のmRNAの発現が影響を受けることが明らかとなった。またハウスキーピングジーンとされているb-actinの発現がチタン顆粒の存在下では増強する事も明らかとなった。平成13年度は第1にチタン顆粒存在下での骨芽細胞における破骨細胞機能修飾サイトカイン(IL-6, M-CSF, RANKL)やケミカルメディエーター(PGE2)の発現を解析する。第2にチタン顆粒と炎症性サイトカイン(TNF-a, IL-1b)存在下での骨芽細胞の反応について調べその制御因子を明らかにする。最終的にはマウス頭蓋骨膜下にチタン顆粒を幡種するモデルを用い、骨吸収抑制因子を明らかにする予定である。平成13年度は主にヒト骨肉腫由来骨芽細胞様細胞、MG-63を用い、チタン顆粒の存在下で培養した際の骨芽細胞様細胞の反応を中心に解析を行った。チタン顆粒の濃度が高くなるにつれて、生存率、増殖能が低下することを前年度に確認したが、本年度はLight Cyclerを用いた骨芽細胞機能関連蛋白、特に蛋白分解酵素とその阻害物質に焦点を絞り核酸レベルでの定量的解析を行った。骨芽細胞様細胞とチタン顆粒の共培養系において、12時間という短時間の培養ではMMP-1の発現は更新し、24時間を超えるとMMP-1,2などの蛋白分解酵素や、TIMP-1、2といった蛋白分解酵素阻害物質のmRNAの発現が低下することが明らかとなった。

これらのことから骨とインプラント間に存在するチタン顆粒は、1)MMP-1による骨基質の分解を促進して破骨細胞を接着させやすくすること、また2)チタン顆粒が高濃度になおかつ長期にわたって存在する場合には骨芽細胞の機能を抑制すること、などの機序によってインプラント周囲の骨吸収、骨融解に働く可能性が示唆された。平成14年度は第1にチタン顆粒存在下での骨芽細胞における破骨細胞機能修飾サイトカイン(IL-6,M-CSF,RANKL)やケミカルメディエーター(PGE2)の発現を解析する。第2にチタン顆粒と炎症性サイトカイン(TNF-α,IL-1β)存在下での骨芽細胞の反応について調べその制御因子を明らかにする。最終的にはマウス頭蓋骨膜下にチタン顆粒を幡種するモデルを用い、骨吸収抑制因子を明らかにする予定である。平成12年度は主にヒト骨肉腫由来骨芽細胞様細胞、MG-63を用い、チタン顆粒の存在下で培養した際の骨芽細胞様細胞の反応を中心に解析を行った。この結果、チタン下流の濃度が高くなるにつれて、骨芽細胞の生存率、増殖能が低下することを確認した。平成13年度はLight Cyclerを用いた骨芽細胞機能関連蛋白、特に蛋白分解酵素とその阻害物質に焦点を絞り核酸レベルでの定量的解析を行った。骨芽細胞様細胞とチタン顆粒の共培養系において、12時間という短時間の培養ではMMP-1の発現は更新し、24時間を超えるとMMP-1,2などの蛋白分解酵素や、TIMP-1、2といった蛋白分解酵素阻害物質のmRNAの発現が低下することが明らかとなった。平成14年度は以上の結果を諸学術集会において、また論文を作成して発表した。
メタル・セラミックス界面の理論と機能設計に関する研究

セラミックスの各種特性の改善のためには、結晶粒界の微視的構造や性質の原子・電子レベルでの理解が必要である。特にSiC等の共有結合セラミックスの粒界については電子構造の解明が不可欠である。そこで、β-SiC中のΣ=9{221}粒界に関し、セルフコンシステント強結合近似電子論により粒界エネルギ-、安定原子配列、界面電子構造の理論計算を行った。その結果、5員環、7員環の構造ユニットは安定に存在しうること、同種原子の結合が存在するため、粒界エネルギ-の大半をク-ロンエネルギ-が占めること、バンドギャップ中に深い準位が存在しないことが明らかになった。従って、SiCの場合ギャップ中の深い準位を持たない粒界の存在の可能性があると言える。また、セラミックスと金属の異相界面の微視的な理解のために、α-Al_2O_3(0001)面に4d遷移金属(Zr,Nb,Mo,Ru,Pd)が積層したモデル構造を想定し、界面の2次元バンド計算を強結合近似電子論により行った。但し、界面では表面酸素原子の非結合p軌道と遷移金属原子のd軌道との相互作用による共有結合と、イオン結合とを併せ持つ結合が生じていることが明らかになり、p-d混成の程度が原子レベルでの結合を支配していることが解った。更に、破壊の素過程の原子レベルでの取り扱いも重要であるため、β-SiC中のクラック進展の分子動力学法による計算機シミュレ-ションのプログラムを開発した。原子に作用する力は経験的多体原子間ポテンシャルを用いて求めている。本プログラムを用いれば、引っ張りと緩和を繰り返すことにより、クラック進展の全記録が得られる。
青少年における高次神経活動の発達についての研究-大脳活動の加齢的推移について-

GO/NO-GO実験から子どもの大脳活動の型をパブロフの定理から、不活発型、興奮型、抑制型、おっとり型、活発型の5つの型に分け、各年齢における分布状況から子どもの大脳活動の発達を調査した。日本では、1969年に、79年に調査を行なった結果、型の分布に大きな変化が確認された。そして、84年に中国、98年に日本の子どもの大脳活動の型の実験を行なった結果、日本の子どもの大脳活動の型の変化は、テレビの視聴時間が長いことと、遊びが動的なものから静的なものへ移行した2点があげられ、人と人とのふれ合いの減少が確認された。孤立させて生活させたサルの実験では、3ヶ月で社会適応できなくなり、6ヶ月で自分を防御できなくなり、12ヶ月で自分の手足を噛みきるという報告がなされている。また現在の小中高生のテレビ、テレビゲーム、CD、読書の時間は平均5時間弱という報告も確認されている。今回、99年の4月から5月にかけて、中国の子どもの大脳活動の調査を幼稚園、小・中学生の計499名にて行った。その結果、不活発型は、日本の79年と類似してきており、発達の遅れが懸念されてきた。興奮型は、日本の69年と中国の84年は小学校2年生がピークとなる山型の変化を示していたが、日本の79年98年は小学校6年生、そして今回行った中国の99年は小学校3年生がピークとなる山型の推移を示し、中国もピーク時が遅くなってきていることが確認された。活発型は、また中国の99年は小学校2,3年生で減少していくという発達の逆転現象がみられた。これより、中国の大都市でも大脳活動の型の分布が遅れる方向に変わりつつあることが、確認できた。今後中国の農村では、どのような状態なのかなど国際的な調査を発展させる必要があると考えている。こどもの高次神経活動(大脳活動)の型の研究は、1969年と1979年に日本で調査実験が行なわれた。その結果、日本の1979年は、子どもの幼稚化傾向が浮き彫りになった。この結果を受け、1984年中国において、こどもの大脳活動の調査実験が行われた結果、日本の1969年の結果と類似していた。追跡調査として、生活環境におけるアンケート調査結果から、1979年の子どもの大脳活動の変化は、子どもの動的な遊びから静的な遊びへの移行といった遊びの質的変化が、関与していることが明らかにされてきた。また今回の1998年、日本の子どもの大脳活動の調査結果は、日本の1979年の結果と類似するものであった。これより、子どもに関する問題は、1979年から中学の校内暴力に始まり、いじめ、学校の荒れ,学級崩壊と子どもの問題の表現法方は異なるものの、子どもに関する状況は全く変わっていないことが予想された。そこで、今回中国で1984年に行った調査実験を再び15年後の調査として、1999年4月28日から5月8日に行なう予定となった。この結果から、日本の子どもにおいて現在問題となっている原因が明らかにされ、21世紀の日本と中国の子どもを考ていく上で重要な指針となることを願っている。また、我々の大脳活動の実験が、大脳生理学で行われるサルなどの動物実験でgo/no-go実験として行われていることいが分かり現在、岡崎生理学研究所所長の佐々木和夫先生たちと共同研究が行われるという画期的なプロジェクトも1998年8月に組まれ、現在進行中である。この実験は、主に脳の前頭葉が活動し「おこなってはいけない」というno-go電位が脳磁計によって、前頭葉の46野に出現することが、サルと人間の大人で確認されいる。子どもでと大脳活動実験でのno-go電位の確認を目的として現在研究が進められている。

活発型は、また中国の99年は小学校2,3年生で減少していくという発達の逆転現象がみられた。これより、中国の大都市でも大脳活動の型の分布が遅れる方向に変わりつつあることが、確認できた。今後中国の農村では、どのような状態なのかなど国際的な調査を発展させる必要があると考えている。
乳児を持つ母親のスマートフォンの利用状況と生活習慣および精神的健康状態との関連

スマートフォンの利用が乳児を育児中の母親の生活習慣および精神的健康状態に与える影響について実態調査を実施し、生活習慣や精神的健康状態との関連を明らかにしたい。産後および育児中の母親にとっての精神的な健康の維持や育児不安の解消など、子育て世代に必要な支援の検討に役立てたいと考える。
ハンドル形電動車椅子の安全利用促進のための走行操作ログによる技能評価ツールの開発

本研究は,高齢者を中心に利用者が増加しているハンドル形電動車椅子の安全な利用を促進するための操作技能評価ツールを開発することを目的としている.平成29年度は,評価ツール開発に向けた文献研究を行い,関連領域の過去の研究の動向が明らかになり,ハンドル形電動車椅子の評価ツール開発に際し,高齢者自動車運転に関する研究を参考にすることができることが分かった.また,走行・操作動態を計測・記録するための走行操作ログシステムについて,最小限のセンサ構成で精度よくハンドル・アクセル操作角度を推定するための基本システムを構築した.平成30年度は,70歳以上の高齢者を対象にハンドル形電動車椅子の試用体験を実施し,前年度に構築した走行操作ログシステムと観察による操作能力チェックシートを合わせた操作技能評価ツールを用いて,試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらにビデオ解析を行って評価ツールの適用可能性について検討した。試用体験後にはインタビューを実施し,高齢者の視点を明らかにした.これらの調査結果から,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあること,操作技能について可能かどうかの自覚を促すには練習が不可欠であること,評価ツールが「自覚に乏しい操作技能」について客観的な指標をもたらすこと,シニアカーを使わない周囲の人々も含めてシニアカーの認知度を上げる必要があることが明らかになり,この研究成果を学会で報告した.今年度は高齢者を対象にハンドル形電動車椅子の試用体験を実施し,前年度に構築した走行操作ログシステムと観察による操作能力チェックシートを合わせた操作技能評価ツールを用いて,試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらにビデオ解析を行って評価ツールの適用可能性について検討した。また,試用体験後にはインタビューを実施し,高齢者の視点を明らかにした.これらの調査結果から,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあること,評価ツールが「自覚に乏しい操作技能」について客観的な指標をもたらすことが明らかになり,この研究成果を学会で報告した.当初の予定では平成31年度(令和元年度)はハンドル形ユーザ及び支援に関わる専門職のインタビューにより評価項目の抽出を行う予定であった.しかし,高齢者を対象にした調査で,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあることが明らかになったため,さらに対象を広げて70歳未満の健常者を対象とした調査を実施し,評価ツールの適用可能性を検討する必要性が認識された.そこで,平成31年度(令和元年度)は健常者を対象とした試用体験を実施し,操作技能評価ツールを用いて試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらに評価ツールの適用可能性について検証する。本研究は,高齢者を中心に利用者が増加しているハンドル形電動車椅子の安全な利用を促進するための操作技能評価ツールを開発することを目的としている.平成29年度の当初の計画は,容易に実装可能な走行・操作動態を計測・記録するための走行操作ログシステム開発と評価,ハンドル形電動車椅子ユーザ及びその支援に関わる専門職のインタビューによる安全操作のための評価項目の抽出であった.平成29年度は評価ツール開発に向けた文献研究を行い,関連領域の過去の研究の動向が明らかになり,この研究成果を学会で報告した.文献研究では,ハンドル形電動車椅子よりも報告の多い高齢者自動車運転評価に関して記された文献を調べ,これまでに調査したハンドル形電動車椅子の運転に関わるものと比較した.その結果,ハンドル形電動車椅子の評価ツール開発に際し,高齢者自動車運転に関する研究を参考にすることができることが明らかになった.また,走行・操作動態を計測・記録するための走行操作ログシステムについて,最小限のセンサ装着で精度よくハンドル・アクセル操作確度を推定するための基本システムを構築した.しかし,平成29年7月に研究代表者が妊娠に伴う体調不良により入院,退院後安静加療,10月より産前産後及び育児休業を取得したため,現在一時的に研究を中断している状況である.そのため,平成29年度に計画していた走行操作ログシステムの評価,ハンドル形電動車椅子ユーザ及び支援に関わる専門職のインタビューには至らなかった.妊娠に伴う体調不良により研究代表者が平成29年7月に入院,その後安静加療,10月より産前産後及び育児休業を取得しているため,研究が一時的に中断している.本研究は,高齢者を中心に利用者が増加しているハンドル形電動車椅子の安全な利用を促進するための操作技能評価ツールを開発することを目的としている.平成29年度は,評価ツール開発に向けた文献研究を行い,関連領域の過去の研究の動向が明らかになり,ハンドル形電動車椅子の評価ツール開発に際し,高齢者自動車運転に関する研究を参考にすることができることが分かった.また,走行・操作動態を計測・記録するための走行操作ログシステムについて,最小限のセンサ構成で精度よくハンドル・アクセル操作角度を推定するための基本システムを構築した.平成30年度は,70歳以上の高齢者を対象にハンドル形電動車椅子の試用体験を実施し,前年度に構築した走行操作ログシステムと観察による操作能力チェックシートを合わせた操作技能評価ツールを用いて,試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらにビデオ解析を行って評価ツールの適用可能性について検討した。

試用体験後にはインタビューを実施し,高齢者の視点を明らかにした.これらの調査結果から,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあること,操作技能について可能かどうかの自覚を促すには練習が不可欠であること,評価ツールが「自覚に乏しい操作技能」について客観的な指標をもたらすこと,シニアカーを使わない周囲の人々も含めてシニアカーの認知度を上げる必要があることが明らかになり,この研究成果を学会で報告した.今年度は高齢者を対象にハンドル形電動車椅子の試用体験を実施し,前年度に構築した走行操作ログシステムと観察による操作能力チェックシートを合わせた操作技能評価ツールを用いて,試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらにビデオ解析を行って評価ツールの適用可能性について検討した。また,試用体験後にはインタビューを実施し,高齢者の視点を明らかにした.これらの調査結果から,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあること,評価ツールが「自覚に乏しい操作技能」について客観的な指標をもたらすことが明らかになり,この研究成果を学会で報告した.平成30年7月より研究を再開する予定である.また,研究期間の延長申請をして,平成32年度で研究を終了させるよう研究計画を変更する予定である.平成30年度は開発した走行操作ログシステムの評価と,ハンドル形電動車椅子ユーザ及び支援に関わる専門職のインタビューによる評価項目の抽出を行い,平成31年度に評価ツールの作成,平成32年度に実環境での有用性の検証とマニュアルの作成を実施する.当初の予定では平成31年度(令和元年度)はハンドル形ユーザ及び支援に関わる専門職のインタビューにより評価項目の抽出を行う予定であった.しかし,高齢者を対象にした調査で,地域で自立生活を送る高齢者であってもハンドル形電動車椅子の操作に難しさがあることが明らかになったため,さらに対象を広げて70歳未満の健常者を対象とした調査を実施し,評価ツールの適用可能性を検討する必要性が認識された.そこで,平成31年度(令和元年度)は健常者を対象とした試用体験を実施し,操作技能評価ツールを用いて試用体験時の走行・操作の状態を評価し,さらに評価ツールの適用可能性について検証する。研究代表者が産前産後及び育児休暇を取得したため,研究が一時的に中断し遅れている.そのため研究機関の延長申請をして,平成32年度で研究を終了させるよう研究計画を変更する予定である.平成29年度に使用を予定していた経費を平成30年度にインタビュー,走行操作ログシステムの開発等の経費にあて,以降の経費は変更後の研究計画に沿って使用する予定である.(理由)試用体験に使用するハンドル形電動車椅子について、当初は2台購入する予定で予算を計上していたが、レンタルしたものを使用したことで当初予算より物品費が少なかった。(使用計画)次年度、70歳未満の健常者を対象としたハンドル形電動車椅子の試用体験を実施するため、今年度の未使用額をこの調査のための経費に充てる。
生命を実感するウニの受精から個別飼育の学習プログラムの開発

1研究の目的ウニの人工授精から発生・変態観察・稚ウニの飼育・放流までの学習プログラムを開発し、生命観や生命尊重の視点を育てることを目的としプログラムの有効性を検討する。2研究内容・誰でもウニを幼生から稚ウニまで育てられる個別飼育方法を検討した。自分のウニ(マイウニ)の飼育からウニの生態など発展的に学習を進め、生徒の意識の変容を調査し教材・学習プログラムの有効性について検証した。3結果(1)ウニ3種における幼生飼育および稚ウニへの変態の観察・ウニ幼生の飼育については、PPチューブや組織培養用フラスコを使用した。幼生の飼育方法では、幼生の変態を個別に観察することが可能であった。ウニ3種の幼生飼育では、飼育温度が課題となった。特にバフンウニが繁殖時期・温度管理の面で利用しやすいと判断した。(2)稚ウニの継続飼育方法・波板に付着したサンゴモ類などを餌にして1週間に1回の換水で継続的に飼育ができた。バフンウニについては、4月12月までの生存率は88%と高かった。・3種の稚ウニについては、ワインセラーを代用して室内飼育管理の方法を確立した。また、稚ウニの飼育から放流までの学習プログラムによりサンゴモ類とウニの生態を関係づける学習ができた。(3)生徒の意識変容について・バフンウニの継続飼育における生徒アンケート調査(79名)では、ウニに対する意識や生命を実感する等に関する項目についてt-検定を行った。その結果、事前と事後で有意差が認められ、ウニの観察・飼育法により生徒たちの生命観に影響を与えていくと考えられる。
HTLV-1の感染増殖と白血病機構の解析

1.Neuraminidaseで標的細胞ではなくウイルスを処理するとウイルスの標的細胞への吸着や侵入は約10倍促進することが分かった。そのメカニズムはマイナスchargeとは関係ないことが分かった。最近HTLV-1のレセプターはGlut1であることが報告された。私たちはGlut1の発現ベクターを入手し、過剰発現させて、HTIV-1の感染を促進するかどうかについて調べた。Glut1はHTLV-1の感染を約2倍促進することが分かった。しかし、Neuraminidase処理したウイルスがGlut1過剰発現した細胞への感染の増加は見られなかった。Glut1がHTLV-1の感染と関係しているか、Neuraminidaseの感染促進効果と関係していないことが分かった。2.T細胞を抗CD3/CD28抗体で誘導すると、細胞の表面にNeuraminidaseの発現が高くなると報告された。HTLV-1感染者の体内ではT細胞活性化されると、Neuraminidaseの発現の増加によるウイルスの感染が拡大することが考えられる。Neuraminidase阻害剤を使うと、ウイルスの感染を抑制できるではないかと考えた。抗CD3/CD28抗体で誘導したPBMCをNeuraminidase処理したウイルスで感染させると、ウイルスDNAは約4倍高くなったと見られた。抗CD3/CD28抗体で誘導したPBMCをNeuraminidase阻害剤で処理してから、感染させると、ウイルスの感染は約2倍増加したことが見られた。さらにウイルスの吸着と侵入への影響について調べっている。また、インフルエンザ-の治療薬として使われているNeuraminidase阻害剤であるタミフルの効果についても調べてみたい。
閉塞隅角緑内障および狭隅角眼の前眼部生体計測

1.沖縄県久米島住民の眼球計測沖縄県久米島住民の眼球を細隙灯写真および超音波を用いて計測した。眼球の大きさには左右差がなく、男性の眼球は女性よりも大きかった。加齢および屈折の遠視化にともない前房深度、前房容積、前房径は減少した。60歳以上の久米島住民の前房容積、前房深度、前房径、眼軸長は年齢を対応させた東京都の住民よりも小さく、隅角閉塞の危険が大きいと推定された。2.強膜締結術が前房形態に及ぼす影響網膜剥離に対する強膜締結術が前房形態に及ぼす影響を写真測量法で検討した。手術1週間後では術前よりも前房深度が10%、前房容積が19%減少し、両者とも1か月後も減少したままであった。輪状締結の方が部分バックリングよりも前房容積の減少が大きく、容積減少率とバックリング範囲の間に相関があった。強膜締結術に合併した隅角閉塞は、前房容積の減少によると考えられた。3.原発閉塞隅角緑内障眼の前眼部形態26例39眼の原発閉塞隅角緑内障眼の前眼部を前眼部撮影・解析装置で計測した。原発閉塞隅角緑内障眼の角膜曲率半径は日本人の平均値と等しかった。隅角角度は上、下、鼻、耳の4方向とも19°から21°の範囲にあった。閉塞隅角緑内障眼では年齢と前房深度、前房容積の間に相関がなく、いずれも対照よりも小さかった。1.閉塞隅角緑内障眼の前眼部計測(早川和久、長瀧重智)琉球大学医学部附属病院眼科で加療中の閉塞隅角線内障患者を対象に、ニデックEAS-1000で前眼部を撮影した。シャイムプフルーク原理による撮影面での歪を補正後、スキュー光線追跡法を用いて角膜前面での屈折による前房の“みかけ"の形状から、“真"の形状を求めた。対照に眼底疾患で加療中の患者を無作為に選択し、前眼部の形状を比較した。閉塞隅角緑内障眼の角膜前面曲率半径と角膜厚に関しては、年齢補正した対照との間で統計学的に有意の差はなかった。前房深度は閉塞隅角緑内障眼(1.86±0.41mm)と対照眼(2.59±0.59mm)の間で統計学的に有意の差があった。2.前眼部形態の加齢変化(新垣均、長瀧重智)閉塞隅角緑内障眼と対照眼のそれぞれについて、前房深度を年齢で回帰分析したところ、統計学的に有意の回帰式を両者ともに得ることができる。回帰式の勾配から前房深度は閉塞隅角緑線内障眼も対照眼も10年で2.1mm減少するのが明らかにされた。3.閉塞隅角緑内障の前眼部形態の性差(早川和久、長瀧重智)閉塞隅角緑内障発作眼の前房深度を男女間で比較したが、有意の差はなかった。これらの結果から、前房が一定の深度以下になると隅角閉塞の危険が飛躍的に増大することが考えられた。1.閉塞隅角緑内障眼の前眼部形態(長瀧重智)26例39眼の原発閉塞隅角緑内障(男5例6眼、女21例33眼)の前眼部形態を前眼部撮影・解析装置(EAS-1000、ニデック)で解析した。閉塞隅角緑内障眼の角膜曲率半径は7.65±0.25mm(平均±標準偏差で、日本人の平均角膜曲率半径に等しかった。閉塞隅角緑内障眼の隅角角度は上、下、鼻、耳側の4方向で19゚から21゚の範囲にあり、年齢を対応させた対照眼よりも有意に小さかった。

閉塞隅角緑内障眼では年齢と前房の深度または容積との間に相関がなく、前房深度は1.90±0.41mm、前房容積は83.3±28.4μ1で、対照よりも有意に小さかった。2.網膜剥離手術による前眼部形態の変化(山川良治)網膜剥離手術前後の前眼部形態の変化を写真測量法で解析した。手術の1週後には前房深度と前房容積が減少し、その度合は前房容積のほうが前房深度より大きかった。前房容積の減少は強膜輪状締結のほうが部分バックリングより大きく、減少の程度とバックリング範囲の間に相関を認めた。1か月後には前房深度、前房容積ともに術前に回復する傾向を認めた。
大動脈瘤の進展予測における核医学の有用性の検討

大動脈瘤は、大動脈の慢性的な炎症性疾患であり、突然破裂し死亡率は高いが、一般に破裂まで無症状である。破裂を予測する検査は今のところ確立されておらず、血管径の増大から破裂の確率を推定するに留まる。同じ血管径でも、どの症例が破裂するか予測する検査が必要である。我々は、同じく炎症を背景とする動脈硬化症において、心血管イベントの予測に核医学的評価(PET/CT)が有益であることを示してきた。本研究では、大動脈瘤動物モデルを用いて、トレーサー(18F-FDG/18F -NaF)の取り込み、動脈径・石灰化を経時的変化を観測し、病理学的評価も行うことで、大動脈瘤の進展予測における核医学の有用性を検討する事を目的とする。まずはSDラットを用いて、動物モデルにおける当施設のμPETでの最適撮影プロトコールを決定する実験を行い、投与後のトレーサーの血行動態を観察し、最適な投与から撮影開始までの時間および最適な撮影時間を検討した上で、最適なプロトコールを得ることができた。この最適プロトコールを用いて、検討を行った。当初これまでの報告から、刺激後20週まで4週ごとにμPETを施行する予定であったが、初期検討の結果ではもっと早い段階でトレーサー取り込みの変化を認めた。現在、ラットの数を増やして再試験を行うとともに、病理学的検討を行い、μPET施行の間隔について検討を行っている。また大動脈瘤モデルとしては、SDラットを用いたモデルを使用しているが、予想した結果が得られないことを考え、当初の計画通りApoE-/-マウスモデルの使用も検討している。資金の交付が遅れたため、実験の開始が遅れた。また現在、ラットを用いた実験を優先的に行っているが、SDラットよりもApoE-/-マウスモデルのほうが好ましいという報告もある。予想した結果が得られない場合、その報告に基づきApoE-/-マウスの使用を検討することを応募の段階から計画しており、その場合、ApoE-/-マウスの雄を本邦の代理店であるオリエンタル酵母から購入する予定であった。しかし、同社が平成三十年末に年度内の事業撤退を発表したことにより平成三十一年度よりApoE-/-マウスモデルが入手できなくなった。その為、この系を用いての実験を行う為には平成三十年度中に、ApoE-/-マウスを購入し継代する必要が生じた。同マウスを継代する準備・手続きの為、ラットを用いた実験も遅延する結果となった。ApoE-/-マウスモデルの継代を行い、実験に必要なマウスの入手を試みる。また、現時点でも購入可能であるSDラットを用い、平成三十年度の実験結果を踏まえて、μPET施行の間隔調整を踏まえ、実験を進めていこうと考えている。

また、現時点でも購入可能であるSDラットを用い、平成三十年度の実験結果を踏まえて、μPET施行の間隔調整を踏まえ、実験を進めていこうと考えている。次年度使用額が生じた理由は、前年度の予算交付が遅れた事とApoE-/-の急な販売中止により同マウスの継代を至急行う必要があった事が主な理由である。今後は実験のスピードを上げて遅れを取り戻すべく努力する所存である。
詩人が表現するアメリカ南北戦争

本研究の目的は、南北戦争の時代を生きた詩人たちの戦争詩を通して、アメリカン・ピューリタニズムおよびアメリカ共和主義を基盤とするアメリカ文化の表層とは異質の隠れた面を解明・分析しようとするものである。本申請研究では、19世紀中葉のピューリタン的伝統の色濃いアメリカ東部社会の宗教的文化が、戦争中、詩人の表現に及ぼした影響について確認する上で、特にマサチューセッツ州アマーストの町で用いられた賛美歌集に注目し、その表現がアマーストの詩人ディキンソンの詩の表現にどのように反映されているかを分析した。主なる資料のひとつとして1834年に出版され、ディキンソンの時代にアマーストの教会で使用されたIsaac Wattsの讃美歌集を用いた。今回の研究実積の第一点としては、Wattsの賛美歌集において信仰生活の苦難のあり方を戦いのモチーフを用いて表現する、聖書的表現例をいくつも確認したことにより、ディキンソンが戦争前にすでに戦いのモチーフを用いていることとの直接的な関係は断定できないものの、そうした表現を用いる文化的な土壌が南北戦争前の東部社会にあったことをディキンソンの日常生活の場において捉えたことである。第二点としては、南北戦争中においてディキンソンが聖書的常套句ともいえるこの「戦い」の表現を、個人の観点および懐疑を表すために、その本来の用法とは異なる方法で使用していることを確認した点である。「戦い」のモチーフを扱う上で、文化的・時代的な背景と一詩人の表現との関連性および乖離点を、当時の表現の重層性の貴重な一例として確認したことである。
クロロフィルa'の分子物性と光合成反応中心における機能の解明

1.クロロフィルa'は水性アルコール中や界面活性剤水溶液中で、通常のクロロフィルa'とは大きく異なり、二量体を基本単位として会合することを確認した。これにより、系I反応中心(P700)がクロロフィルa型色素の二量体だとする従来からの通説に照らせば、クロロフィルa'の二量体がP700そのものを構成している可能性が高まった。ただし、生体中の環境(疎水的な構造タンパク質の内部)と人工環境は本質的に別物であるため、クロロフィルa'の真の機能を断定できるには至っていない。2.オオムギやキュウリを試料とし、暗所で芽生えた黄化葉への光照射で始まる光合成器官形成の初期過程につき、ごくわずかしか生成しない段階におけるクロロフィル類の一連の生合成中間体(側鎖が段階的に還元されていく途上のもの)を明確に分離同定できる高速液体クロマトグラフィー条件を整備した。3.上記の条件を用い、グリーニング過程についてクロロフィル類とP700の量を詳しく追跡した結果、まずクロロフィルa'の相対量が光照射1時間程度で急増し成熟葉の2倍以上(約1%)に達したあと一定量に漸近することより、クロロフィルa'が光合成器官コアの必須分子として生合成されることを確認した。また、同時にグリーニング途上におけるP700の量も計測したところ、ごく初期を除いて分子数比クロロフィルa'/P700は2となり、クロロフィルa'が光化学系Iの反応中心の機能分子であることをさらに確認した。高等植物およびラン藻の光合成系I反応中心(P700)あたり当研究室で2分子検出した新規色素クロロフィルa'の機能解明を目的に,生体内(in vivo)での生合成プロセスの追跡と,生体外(in vitro)における物性の解明を進めた.前者では,黄化葉への光照射で進む反応中心複合体の形成プロセスにつき,オオムギ・キュウリなどの芽生えを試料として,光照射開始後に進行する色素の相対量の経時変化を順相および逆相HPLCシステムを用いて詳細に計測した.クロロフィルa'の相対量は,光照射開始から短い時間内(おおむね1時間以内)に急増し,成熟植物体中のおよそ2倍のピークをとることより,系Iコアの構成分子であることを確認することができた.付随して,系II反応中心の初期電子受容体であるフェオフィチンaの生合成プロセスも追跡し,系Iにやや遅れて系II反応中心が形成される事実を見出した.後者では,ジオキサンを含む界面活性剤水溶液中でのクロロフィルa'の分子会合挙動を,可視吸収・蛍光特性,円偏光二色性,共鳴ラマン散乱などで調べた.数十数百個の分子が電子的カップリングした大きな会合体(ポリマー)を作る通常のクロロフィルaと異なり,クロロフィルa'の会合体は単位構造がずっと小さく,二量体が基本であると推定した.光合成の系1反応中心(P700)あたり2分子検出された新規色素クロロフィルa′の機能解明につながる以下の成果を得た。1.水-メタノール混合溶媒中での会合挙動:通常のクロロフィルaは大きくレッドシフトした可視吸収をもつ大型の会合体を形成するのに対し,クロロフィルa′では710nm前後に鋭いピークを示す会合対ができる。共鳴ラマン分光,、磁気共鳴,円偏光二色性測定,粒径測定などにより,クロロフィルa′の会合体は二量体を基本単位としたコロイドであることを初めて確認した。2.暗所で芽生えたオオムギ,キュウリなどの黄化葉に光照射した際に進行する光合成器管形成プロセスを,色素組成の変化に着目して詳細に調べた結果,クロロフィルa′の相対濃度は光照射1時間まで急増して成熟葉レベルの2倍以上に達したあと,数時間かけて成熟葉レベルに漸近することを確認した。これは,クロロフィルa′が光合成器官のコア部分で機能すると考えれば合理的に解釈できる。3.光酸化法で反応中心P700の形成量も計測したところ,色素の相対濃度が大きく変動するグリーニング初期においても,P700あたりのクロロフィル
一電子酸化された非対象ビフェロセン誘導体の構造と原子価状態

本研究は,混合原子価状態の基礎的研究の一環として, 1'と1'''の位置に異なった置換基を持ったビフェロセン誘導体について,その一電子酸化物の原子価状態をメスバウアー分光法を用いて調べることを目的としている.まず,モノハロビフェロセンの合成をいろいろと試みたが,成功しなかった.各種ビフェロセン誘導体(1'-ブロモー1'''-ヨードビフェロセン, 1'-クロロー1'''-ヨードビフェロセン, 1'-モノエチルビフェロセン, 1'-モノプロピルビフェロセンなど)の合成を行い,その一電子酸化物の原子価状態を調べた.1',1'''-ジョードビフェロセン, 1',1'''-ジブロモビフェロセンの一電子酸化物は平均原子価状態を示すことが知られているが,ブロムとヨード,クロルとヨードを持ったビフェロセニウムイオンも,同様に,平均原子価状態を示した.原子価状態を支配する因子として,ビフェロセニウムイオンの構造,結晶状態などがあるが,この場合,結晶状態が大きく影響しているように思われる.すなわち, 1',1'''-ジクロロビフェロセンの一電子酸化物は,ジブロモビフェロセンやジョードビフェロセンの一電子酸化物とは異なった結晶構造を持ち,混在原子価状態しか示さない.本研究で合成されたジハロビフェロセンの一電子酸化物は,すべて,ジョードビフェロセンと類似の結晶構造を持ち,平均原子価状態を示した.従って,ジハロビフェロセンの一電子酸化物の場合,ハロゲンの置換基効果よりも,むしろ結晶構造によって原子価状態が決っているように見える.一方,モノアルキルビフェロセンの一電子酸化物は,無置換のビフェロセニウム塩と同じく,低温から常温まで混在原子価状態を示し,期待された原子価状態の温度依存性を示さなかった.アルキル基一個では,置換基効果が小さすぎるためと思われる.今後の展開として,アルキルハロビフェロセンの一電子酸化物の原子価状態を調べることが必要である.本研究は,混合原子価状態の基礎的研究の一環として, 1'と1'''の位置に異なった置換基を持ったビフェロセン誘導体について,その一電子酸化物の原子価状態をメスバウアー分光法を用いて調べることを目的としている.まず,モノハロビフェロセンの合成をいろいろと試みたが,成功しなかった.各種ビフェロセン誘導体(1'-ブロモー1'''-ヨードビフェロセン, 1'-クロロー1'''-ヨードビフェロセン, 1'-モノエチルビフェロセン, 1'-モノプロピルビフェロセンなど)の合成を行い,その一電子酸化物の原子価状態を調べた.1',1'''-ジョードビフェロセン, 1',1'''-ジブロモビフェロセンの一電子酸化物は平均原子価状態を示すことが知られているが,ブロムとヨード,クロルとヨードを持ったビフェロセニウムイオンも,同様に,平均原子価状態を示した.原子価状態を支配する因子として,ビフェロセニウムイオンの構造,結晶状態などがあるが,この場合,結晶状態が大きく影響しているように思われる.すなわち, 1',1'''-ジクロロビフェロセンの一電子酸化物は,ジブロモビフェロセンやジョードビフェロセンの一電子酸化物とは異なった結晶構造を持ち,混在原子価状態しか示さない.本研究で合成されたジハロビフェロセンの一電子酸化物は,すべて,ジョードビフェロセンと類似の結晶構造を持ち,平均原子価状態を示した.従って,ジハロビフェロセンの一電子酸化物の場合,ハロゲンの置換基効果よりも,むしろ結晶構造によって原子価状態が決っているように見える.一方,モノアルキルビフェロセンの一電子酸化物は,無置換のビフェロセニウム塩と同じく,低温から常温まで混在原子価状態を示し,期待された原子価状態の温度依存性を示さなかった.アルキル基一個では,置換基効果が小さすぎるためと思われる.今後の展開として,アルキルハロビフェロセンの一電子酸化物の原子価状態を調べることが必要である.1非対称ビフェロセン誘導体の合成法として、置換ハロフェロセン同士のウルマン・カップリングおよび対称置換ジハロビフェロセンのフォンブラウン反応による部分置換が検討されたが、目的とするビフェロセン誘導体の合成には、後者の方法が収率,副生成物の種類などを考えて、有利と判断した。これらの合成法では、目的の化合物のほかに、ビフェロセン誘導体,ポリフェロセンなどが多量に副生し、少しでも目的の化合物の収率のよい反応を選ぶ必要がある。置換ハロフェロセンとジハロフェロセンのウルマン・カップリングでは非対称置換ビフェロセンの収率は極めて低く、対称置換ビフェロセン,ポリフェロセンの生成が圧倒的に多かった。対称置換ジハロビフェロセンをピリジン中、銅(I)塩を作用させると、ヨードクロロビフェロセン,ヨードプロモビフェロセンなどが比較的収率よく合成できた。精製した試料は、元素分析,NMRスペクトルなどで構造を確認した。得られた非対称置換ビフェロセンは、丁度半分のフェロセン核が酸化されて、【I(_3^-)】塩となるように、化学量論的【I_2】を用いて酸化を行った。

このようにして合成されたビフェロセニュウム塩はその一部分をメスバウアースペクトルの測定に使用し、残りは構造解析用の単結晶を得る目的で、ジクロロメタン,クロロホルムなどの溶媒を用いて再結晶を行った。2ヨードクロロビフェロセン,ヨードブロモビフェロセンの一電子酸化物の【I(_3^-)】塩は、室温,液体窒素温度,液体ヘリウム温度などの温度でメスバウアースペクトルが測定された。両者とも、すべての温度で平均原子価を示すスペクトルが得られたが、低温では、ピークの線中に多小のブロードニングが観測され、ジアルキルビフェロセニウム塩で観測された原子価状態の温度依存性が、ジハロビフェロセニウム塩でも観測される可能性を示すものとして注目される。
心筋の収縮・弛緩制御分子を標的とした新規心不全治療法の開発

1)レンチウイルスベクターを用いたSERCA2遺伝子導入ラットに心筋梗塞を作製し、この心不全モデルに対し、低体温・心停止下で冠動脈経由でレンチウイルスベクター遺伝子導入を行った。心エコーによる左室駆出分画は、Sham手術群が30%、β-gal遺伝子(対照遺伝子)群が10%と低値であるのに対して、SERCA2遺伝子群は16%と有意な改善を認めた。また、LVEDP、+dP/dt、-dP/dt、tau、Emaxもβ-gal遺伝子群に比べ、SERCA2遺伝子群では有意な改善が得られた。さらに、遺伝子導入6ヶ月後の段階で、SERCA2遺伝子導入は心不全の生命予後を有意に改善させた。各実験群の心筋からRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを行った。SERCA2遺伝子導入により、心不全で低下したリアノジン受容体、アクチンやミオシンなどの構造張白、ミトコンドリアの電子伝達系蛋白、活性酸素消去系蛋白、プロテインキナーゼーA、Aktななどの生存にかかわる遺伝子の発現を上昇させた。さらに、心不全によって増加するコラーゲンなどの線維、アンジオテンシン受容体、エンドセリン-1、カスパーゼ-3など、細胞障害性に作用する遺伝子発現を抑制した。すなわち、形態だけでなく、分子レベルでもリモデリングを抑制することが明らかになった。2)SERCA2遺伝子転写活性亢進を機序とする新規心不全治療薬の開発薬剤ライブラリーをスクリーニングして、転写活性を1.5倍以上上昇させる化合物を9種ほど得た。候補薬剤"M"は、培養細胞に低濃度のドキソルビシン(心不全誘導刺激)を添加した段階から著明なSERCA2転写活性化作用を示した。この効果はカルベジロールが無効となる1μM量の添加においても認められた。そこで、ラットの腹部大動脈縮窄による圧負荷心不全モデルに投与したところ、心臓でのSERCA2 mRNA発現量を約20%増加させることができた。3)ホスホランバン干渉RNA導入によるSERCA2遺伝子の機能亢進ラット培養心筋細胞モデルにおいて、合成二重鎖オリゴヌクレオチドにより、ホスホランバンmRNAを高度に減少させることができたため、in vivoモデルの実験系に移行した。ラットを開胸し、低体温・心停止下でホスホランバンsiRNAを有するBR-14マイクロバブルを経冠動脈的に注入した。この際に、超音波を照射し、心筋への遺伝子導入を試みた。1)ウイルスベクターを用いたSERCA2遺伝子導入ラットの冠動脈前下行枝を結さつし、心筋梗塞を作製した。これによる心不全モデルに対して、低体温・心停止下で冠動脈経由によりアデノ随伴ウイルスベクター遺伝子導入を行った。SERCA2遺伝子に対しβ-gal遺伝子を導入したものを対照群とし、6ヶ月間の発現の後に心機能を検討した。その結果、心エコーによる左室駆出分画は、心筋梗塞を作製しないSham手術群が30%のところ、β-gal遺伝子群が10%と低値であるのに対して、SERCA2遺伝子群は16%と有意な改善を認めた。