hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジアにおける円の基軸通貨化戦略‐貿易建値通貨からのアプローチ

本研究の目的は、現在のアジア為替市場における実務的側面に焦点を当てた上でアジアの現地通貨利用の拡大を考えるとともに、円がアジアの基軸通貨として利用される可能性を探ることである。日本企業を対象としたアンケート調査の結果、人民元の国際化が推進される中で、中国及び香港での元利用は急増しているものの、アジア全域での元利用はさほど増えていない。一方で、タイバーツなどのASEAN通貨は、ASEAN諸国の現地法人で今後取引を増やすと回答している企業が少なからずある。バーツ円等のアジア通貨と円の直接取引市場を創設することにより、ASEAN地域で現地通貨の利用を促進し、同時に円利用を高めることができるだろう。3年間の研究期間の中間にあたる25年度は、本研究課題の中心テーマである「アジアにおいて円と元、どちらが新たなアジアの基軸通貨たりえるか」という問題について異なる側面から実証分析する論文を執筆、及び学会報告し、主に以下3つの成果を上げることができた。第1に、東アジア諸国に流入する資本フローがそれぞれの為替制度や資本規制の違いを反映して住宅価格にどのような影響を与えるかという実証分析を行い、現在ジャーナルに投稿中である。この分析における重要な説明変数であるアジアの為替・資本規制については、先行研究を基に3つの異なる視点から各国毎に為替制度と資本規制の時系列変化を表す指標を作成したが、本研究の分析にも応用できると考える。第2に、RIETIで実施した日本企業の貿易建値通貨選択と為替リスク管理のアンケート調査結果を説明変数として、日本企業の為替リスク管理手法であるフィナンシャルヘッジとオペレーショナルヘッジの有効性を実証分析し、それぞれの為替リスク管理手法が日本企業の為替エクスポージャーを減少させる効果があることを確認した。第3に、欧州危機がアジアの資本フローに与える影響を様々な面から分析する日本経済研究所の研究会では、アジア通貨に与えた影響の分析を担当し、資本フロー、為替変動から貿易建値通貨選択に関する動向を精査することにより、欧州危機以降リスク回避度が高まった国際金融市場の動向を反映して通貨の機能という観点からは円、元どちらが現時点ではアジアの基軸となりうる可能性が高いかを示唆する論文を公表した。上記の研究成果は、本研究の目的である「アジアの為替市場の現状について取引コストやヘッジ機能を中心としたミクロな視点から明らかにし、ドル、円、元それぞれの利便性を比較する」上で重要な成果と位置づけることができる。本研究では、まず過去の円の国際化政策が成功しなかった原因を特に貿易取引通貨という観点から再考した上で、東アジアの為替市場の現状について貿易取引という実務的な側面から特徴を明らかにすることを目的としている。24年度は、清水が参加した全銀協の金融調査研究会「国際通貨制度の諸課題ーアジアへのインプリケーションー」において、清水がこれまで行ってきた日本企業の貿易建値通貨選択の研究成果をもとに「アジアにおける貿易建値通貨選択の現状と課題」というテーマで研究報告を行うとともに、アジア通貨の取引コストや決済システムに関して実務家からヒアリング調査を行った。中国元の国際化については、24年6月に日本円と中国元の直接取引市場が開設するなど実務面における円取引の円滑化を図る施策も開始され、アジア市場が徐々に変化し始めていることが確認された。協力研究相手であるCASSの孫教授からも元の国際化の進展や上海市場の状況などをヒアリングしたが、まだ開始されたばかりでその効果を測るには時期早尚であるとの判断であり、24年10月に中国出張を実施し、中国研究者とワークショップを開催するとともに、中国元の国際化戦略に対する中国側の資料収集と中国の為替市場や規制に関する調査協力を依頼した。また、企業の為替リスク管理に関する実証研究については、清水が参加する経済産業研究所のプロジェクトで実施したアンケート調査の結果をもとに2つの共著論文を発表し、日本経済学会、シンガポールで行われたAPEAコンファレンスで報告し、有意義なコメントいただいた。本研究課題では、アジアにおける貿易建値通貨として円をはじめとするアジア通貨が使われる可能性について考えるとともに、元の国際化の進展度合いを見極めながら円の利用を促進する道を探ることを目的としている。最終年度である26年度には、日本企業の現地法人を対象として、貿易建値通貨選択と為替リスク管理に関するアンケート調査結果を実施し、元の国際化やアジアにおける生産ネットワークがさらに拡大した現在における元や円の役割にどのような違いが生じているのかを確認した。アジア現地通貨取引の現状については、アジア全域での中国元の利用はさほど増えておらず、今後増やそうと考えている現地法人も中国、香港に限られている。しかし、一方でタイバーツ、シンガポールドル、マレーシアリンギットなどのASEAN通貨は、ASEAN諸国の現地法人で今後取引を増やすと回答している企業が少なからずあり、さらに現地通貨対円の取引のニーズもある。

ASEAN地域での日本企業を中心とするプロダクションネットワークの拡大と共に、ドルを介さずに円とASEAN通貨を直接取引できるような為替取引市場を創設すれば、ドル依存の高いアジアから脱却できる可能性があると考えられる。この点については、今後決済システムも含めた新たな取り組みについて研究を重ねていきたい。清水が中心となって協力研究者である中国社会科学院の孫教授と毎年行っているワークショップは、2014年12月に北京で開催された。本年度のテーマは為替相場のパススルーや金融政策の波及といったより広いテーマで日本経済や中国経済、さらに日中関係に焦点を置いて実証分析を行った研究成果が双方から報告され、活発な意見交換が行われた。当初予定していた人民元の国際化の進展については、次年度以降共同研究の場を設けて、上海市場や香港市場の実地調査等を企画することで合意した。これについても、今後研究を継続していく予定である。国際金融本研究課題では、アジアにおける貿易建値通貨として円をはじめとするアジア通貨が使われる可能性について考えるとともに、元の国際化の進展度合いを見極めながら円の利用を促進する道を探ることを目的としている。25年度に行った分析では、以下の3点を確認することができた。第1に、アジア各国の為替制度や資本規制の違いを指数化できた。第2に、日本企業の為替リスク管理の有効性を分析し、フィナンシャルヘッジやオペレーショナルヘッジが為替のエクスポージャーを減少させる上で有効であるとともに、貿易建値通貨として円建てを選択することが当該企業の為替エクスポージャーを減少させる効果があることを確認した。第3に、欧州危機以降リスク回避度が高まった国際金融市場の動向を反映して、通貨の機能という観点からは現時点では元よりも円の利便性が高いことを確認した。また、25年度は清水が参加するRIETIの研究プロジェクトにおいて2009年に実施した「日本輸出企業の貿易建値通貨選択と為替リスク管理に関する研究」のアンケート調査第2弾を実施し、更にこのアンケート調査実施に先立ち、代表的な輸出企業10社にヒアリング調査を行い、アベノミクス後の円安局面で貿易建値通貨選択や為替リスク管理に変化が見られるかどうかについて情報を得ることができた。これらの成果を基に、最終年度は現在のアジア為替市場おいて円の利用促進を可能とする政策提言をどのように導くのかを考察する上で重要な成果であると評価できる。25年度は、協力研究者である中国社会科学院の孫教授と東京でのワークショップを11月に企画し、アジアの為替制度や日中貿易の動向に関する実証分析の論文報告と活発な討論が行われた。本研究課題では、アジア通貨単位が将来的にアジア域内における貿易取引通貨として普及するという役割を想定し、その前段階としてアジアにおける貿易建値通貨として日本円をはじめとするアジア通貨が使われてこなかった理由の解明を中心として調査・研究を行ってきた。24年度は、清水が研究員として参加した全銀協の金融調査研究会「国際通貨制度の諸課題-アジアへのインプリケーション-」において、日系金融機関やNTTデータなど金融・決済実務に係る実務家から多くの貴重な情報を入手することができた。
受精における精子機能調節の分子機構の解析

本研究は受精過程における精子機能調節のメカニズムの解明を目的とする。本年度は下記の実験を行った。1)マウス精子の受精能制御機構:マウス精嚢分泌タンパク質SVS2は精子の受精能獲得を抑制し,in vivoによる受精には必須である。本年度はSVS2が精子運動における超活性化に作用があるかどうかを検討した。その結果,SVS2は精子膜コレステロールの減少により誘起される超活性化を抑制することが明らかとなった。また,SVS2と相同なヒトのタンパク質Semenogelin1がSVS2と同様の効果を持つかどうかを検討したところ,驚くべきことに,アミノ酸の相同性は著しく低いのにもかかわらず,マウス精子の受精能および超活性化を抑制することが明らかとなった。2)ホヤその他の動物の精子機能調節機構:尾索動物であるホヤは受精にいたる精子機能調節は脊椎動物とほぼ同等の過程を経るが、受精能獲得過程を持っておらず、その一方で卵に対して強い走化性を示す等の特徴がある。昨年に引き続き、哺乳類の受精能獲得で重要な役割を果たす、精子特異的カルシウムチャネルCatSper遺伝子をKnockdownしたホヤを用いて解析を行ったところ、CatSper遺伝子をKnockdownしたホヤは精子形成に異常が見られること,形成された精子も運動能が著しく低く,走化性も示さないことが明らかとなった。また,ホヤ精子の走化性においては,卵から放出される精子誘引物質SAAFが精子膜上にある細胞膜型カルシウムATPアーゼに働きかけることを最終的に確認し,論文発表をを行った。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。1)マウス精子の受精能制御機構:マウス精嚢分泌タンパク質SVS2は精子の受精能獲得を抑制し、in vivoによる受精には必須である。SVS2による精子受精能獲得抑制のメカニズムを調べたところ、SVS2は精子細胞膜のコレステロールを保護する作用があることを明らかにした。一方、精漿タンパク質の中でSVS26は同一染色体上に存在し、SVS3、4がSVS2と近い位置を占め、さらに、SVS3とSVS4はアミノ酸配列においてもSVS2と相同性を示す。そこでSVS3とSVS4において受精能獲得に対する作用を調べた。その結果、SVS3は単独では受精能獲得を抑制しなかったが、SVS2と共処理することでSVS2単独よりも強い抑制作用を示した。また、SVS4は単独で受精能獲得を抑制した。以上のように、SVS2以外のSVSタンパク質も受精能獲得を制御しうることが示された。また、精子特異的カルシウムチャネルCatSperは精子運動に深く関わることが知られている。そこで、最終的に精子を得ることを目標に、カタユウレイボヤを用い、ゲノム編集によるCatSper遺伝子のKnockdown個体の作成を試みた。まず、ホヤで普及しているTALEN法によりゲノム編集を試みたが、CatSper遺伝子に変異が挿入されなかったため、CRISPR/Cas9法に切り換えて実験をすすめ、最終的にCatSper遺伝子に変異を挿入することに成功した。また、他のホヤや硬骨魚類の精子機能調節機構の解析も行った。マウスの実験については、当初の予定通りの進捗状況である。ホヤの実験については、ゲノム編集が当初想定していたTALEN法が予期に反してうまくいかず、年度内で終わらずに予算を一部繰り越す事態となったが、その後、CRISPR/Cas9法によってゲノム編集に成功しており、当初期待していた成果を得るには至っている。前年に引き続きSVS2に似ている精漿タンパク質SVS3、4による精子受精能調節作用について検討した。SVS4は単独で受精能獲得を抑制したが、SVS2とは違って精子が獲得した受精能を解除することは出来なかった。また、SVS3,SVS4ともガングリオシドGM1と結合すること、SVS2とSVS3が相互作用することも確かめられた。SVS2以外のSVSタンパク質も受精能獲得を制御しうるが、SVS2とは作用が大分異なることが示された。昨年に引き続き、哺乳類の受精能獲得で重要な役割を果たす、精子特異的カルシウムチャネルCatSperが、受精能獲得を示さないホヤにおいてどのような役割を果たすかを調べた。まずCatSperの発現をカタユウレイボヤを用いて調べたところ、精子だけでなく他の組織においても発現していることが明らかとなった。また、CRISPR/Cas9法によるCatSper遺伝子のKnockdown個体の作成を行ったところ、著しい成長不良を示すことが明らかとなった。

また、他のホヤや硬骨魚類の精子機能調節機構の解析も行った。マウスの実験については、当初の予定通りの進捗状況である。ホヤの実験については、前年度に発生したゲノム編集がうまくいかない状況に陥ったものの、その後はCRISPR/Cas9法によってゲノム編集に成功し、CatSper3KO個体のフェノタイプの内容が予想と異なったため、予算を一部繰り越す事態となったことはあるが、当初期待していた成果を得るには至っている。本研究は受精過程における精子機能調節のメカニズムの解明を目的とする。本年度は下記の実験を行った。1)マウス精子の受精能制御機構:マウス精嚢分泌タンパク質SVS2は精子の受精能獲得を抑制し,in vivoによる受精には必須である。本年度はSVS2が精子運動における超活性化に作用があるかどうかを検討した。その結果,SVS2は精子膜コレステロールの減少により誘起される超活性化を抑制することが明らかとなった。また,SVS2と相同なヒトのタンパク質Semenogelin1がSVS2と同様の効果を持つかどうかを検討したところ,驚くべきことに,アミノ酸の相同性は著しく低いのにもかかわらず,マウス精子の受精能および超活性化を抑制することが明らかとなった。2)ホヤその他の動物の精子機能調節機構:尾索動物であるホヤは受精にいたる精子機能調節は脊椎動物とほぼ同等の過程を経るが、受精能獲得過程を持っておらず、その一方で卵に対して強い走化性を示す等の特徴がある。昨年に引き続き、哺乳類の受精能獲得で重要な役割を果たす、精子特異的カルシウムチャネルCatSper遺伝子をKnockdownしたホヤを用いて解析を行ったところ、CatSper遺伝子をKnockdownしたホヤは精子形成に異常が見られること,形成された精子も運動能が著しく低く,走化性も示さないことが明らかとなった。また,ホヤ精子の走化性においては,卵から放出される精子誘引物質SAAFが精子膜上にある細胞膜型カルシウムATPアーゼに働きかけることを最終的に確認し,論文発表をを行った。カタユウレイボヤのゲノム編集に目処がついたことから、遺伝子変異の入った精子の運動解析を行うことを目指し、ホヤのゲノム編集実験を重点的に進める予定としている。マウスの研究は一段落つき、ゲノム編集によるカタユウレイボヤの変異個体の解析が進められるようになってきたため、引き続きホヤのゲノム編集実験を重点的に行う予定である。また、カタユウレイボヤの精子走化性に関する実験もより詳細な詰めを行う予定である。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
水圏生態系における有機物の生物地球化学的な循環過程の解明

1.細菌の菌体タンパク質を構成する化合物別アミノ酸の窒素安定同位体比(δ^<15>N)の変動要因異なる基質条件下(窒素基質としてグルタミン酸、アラニン、アンモニウムを用い、グルコースを加えてC:N比を3-20に調整)で培養した海洋細菌Vibrioharveyi(B-352株)のアミノ酸別δ^<15>N分析を行った。グルタミン酸(C:N=5)を基質とした場合にのみ^<15>Nの濃縮がみられた。このとき、タイプ1アミノ酸(動物プランクトン代謝で^<15>Nが濃縮するアミノ酸)、タイプ2アミノ酸(動物プランクトン代謝で^<15>Nが濃縮しないアミノ酸)ともにδ^<15>N値が上昇した。2.相模湾と琵琶湖における粒子態有機物(POM)のアミノ酸別δ^<15>Nの鉛直変動相模湾、および琵琶湖において採水を行い、POMの化合物別アミノ酸のδ^<15>Nを測定した。相模湾では生産層から分解層にかけて、タイプ1アミノ酸のδ^<15>N値は大きく上昇するが,タイプ2アミノ酸のδ^<15>N値はほとんど上昇しないことが示された。琵琶湖では生産層から分解層にかけて、いずれのタイプのアミノ酸もδ^<15>N値が大きく上昇した。3.POMの変質に対する細菌と動物プランクトンの寄与相模湾ではタイプ1アミノ酸の^<15>Nの濃縮の程度に対して、タイプ2アミノ酸の^<15>Nの濃縮の程度が小さく、その変動は動物プランクトンの代謝に伴う同位体変動パターンと整合的であった。一方、琵琶湖では、タイプ1、タイプ2アミノ酸ともに同程度の^<15>N濃縮がみられ、その変動は細菌の代謝に伴う^<15>N濃縮パターンに類似していた。以上のことから、相模湾では動物プランクトンが、琵琶湖では細菌が、それぞれPOMの変質・無機化に大きく寄与していることが示唆された。本研究の成果は、水圏生態系の有機物循環を理解するうえで重要な知見である。
カイアシ類は流されながら流速場をどのように検知し応答するのか

海洋性動物プランクトンは海中で流されながら生きている。プランクトンが周囲の流れにさからって泳ぐほどの遊泳能力をもたないものの、遊泳するのはなぜだろうか。また触角で周囲の流速場を検知できることが知られているが、彼らは何を感じて、どう遊泳しているのであろうか。これまでに、カイアシ類がある流速場におかれたとき、一定の応力テンソルの範囲に留まろうとする性質を有していることが知られている。この性質をより詳細に調べるには、応力テンソルが空間的に分布する環境での行動を観察すればよい。この研究は脳、感覚器をもつ動物の中で最小の生物が過去の情報からどのように未来を選択しているか探る研究である。
ＨｂＡ１ｃの経年変化が糖尿病網膜症に及ぼす影響；ＨｂＡ１ｃの糖尿病診断の有用性

日本人における糖尿病網膜症の所見を検出する最適なHbA1cを感度・特異度分析により求め、糖尿病の診断におけるHbA1cの有用性を検討した。さらに、糖尿病網膜症のない人を前向きに4年間フォローアップすることにより、糖尿病網膜症の新規発症率を求め、HbA1cが上昇する閾値を求めた。HbA1cと血糖値の糖尿病網膜症の検出力は、横断解析、縦断解析いずれもほぼ同等であったため、糖尿病の診断をHbA1cで行っても良い可能性が示唆された。HbA1cのカットオフ値は、ADAで提唱されている6.5%は、日本人にも適応できると考えられる。近年、糖尿病のような生活習慣に関連する疾患が、経済的発展による生活習慣の劇的な変容にともない、先進国のみならず発展途上国においても社会的重要課題の一つとなってきている。世界保健機構の2002年々次報告では、さらに、今後30年の間に、特にアジアの発展途上国において糖尿病患者の数が劇的に増加することに警告を発しており、糖尿病の予防対策を早期に行わなければならないことは論を待たない。糖尿病の3大合併症(網膜症、腎症、神経障害)の中で、網膜症は比較的早期に現れるといわれている。現在、空腹時血糖値を2回、別の日に測定し糖尿病と判定しているが、米国糖尿病学会(ADA)と国際糖尿病連合(IDF)、欧州糖尿病学会(EASD)によって設置された国際的な専門委員会は、糖尿病診断の新しい診断基準としてHbA1c(1回測定)を採用することを推奨した。HbA1cと糖尿病網膜症の関係は、人種によって異なることが予測され、HbA1cの閾値が日本人でどのくらいの値になるかはまだ明らかにされていない。また、HbA1cは年齢と共に増加すると報告されているが、年齢と共にHbA1cと糖尿病網膜症との関係がどのように変化していくかは、明らかになっていない。そこで、日本人を対象として、糖尿病診断の際のHbA1cの閾値をROC曲線を用いて求め、また、加齢に伴うHbA1cの変化が糖尿病網膜症に及ぼす影響を、経年的に検討することにより、糖尿病診断におけるHbA1cの有用性の検討を行う。さらに、糖尿病網膜症のない人を前向きに4年間フォローアップすることにより、糖尿病網膜症の新規発症率を求め、HbA1cが上昇する閾値を求める。本研究での成果を既存の報告と比較することにより、人種間での糖代謝の差とその差が糖尿病の合併症(糖尿病網膜症)に及ぼす影響を国際比較し、予防策を打ち出すことができる。平成20年度の人間ドックを受診した人3340名を対象に、受診時に撮影した両眼の眼底写真を眼科専門医が糖尿病網膜症国際重症度分類に沿って判定を行った。平成20年度に眼底写真撮影を行った人のうち、糖尿病網膜症のなかった人に対し、平成24年度に再度両眼の眼底写真撮影を行い、同様の方法で読影を行った。解析は、HbA1cで8群に分けて行った(HbA1c:<=5.3%, 5.4-5.6 %, 5.7-5.9 %, 6.0-6.2%, 6.3-6.5%, 6.6-6.8%, 6.9-7.1%, >=7.2 %)。ベースライン時のロジスティック回帰分析による性・年齢を調整した糖尿病網膜症のオッズ比(95%信頼区間)は、HbA1c8群では、それぞれ0.41 (0.05-3.23), 1.00 (ref.), 0.73 (0.32-1.70), 1.16 (0.47-2.84), 1.61 (0.55-4.76), 2.79 (0.75-10.30), 4.71 (1.43-15.57), 5.10 (2.11-12.34)であった。ROC曲線の曲線下面積(SE)は、血糖値とHbA1cでほぼ同等であった(血糖値:0.660 (0.041)、HbA1c: 0.667 (0.042))。ベースライン時に糖尿病網膜症のない人(2427人)を対象とし、4年間フォローアップし、糖尿病網膜症の新規発症率を求めた。新規発症率は1.7%であった。ロジスティック回帰分析により、性・年齢を調整した糖尿病網膜症の4年間の新規発症オッズ比(95%信頼区間)は、HbA1c8群では、1.58 (0.32-7.93), 1.00 (ref.), 0.80 (0.26-2.50), 1.77 (0.56-5.58), 3.60 (0.99-13.11), 2.46 (0.29-20.95), 4.81 (0.55-42.17), 21.05 (7.85-56.47)であった。ROC曲線の曲線

下面積(SE)は、血糖値とHbA1cでほぼ同等であった(血糖値:0.750 (0.046)、HbA1c: 0.732 (0.048))。HbA1cと血糖値の糖尿病網膜症の検出力は、横断解析、縦断解析いずれもほぼ同等であったため、糖尿病の診断をHbA1cで行っても良い可能性が示唆された。日本人における糖尿病網膜症の所見を検出する最適なHbA1cを感度・特異度分析により求め、糖尿病の診断におけるHbA1cの有用性を検討した。さらに、糖尿病網膜症のない人を前向きに4年間フォローアップすることにより、糖尿病網膜症の新規発症率を求め、HbA1cが上昇する閾値を求めた。HbA1cのカットオフ値は、ADAで提唱されている6.5%は、日本人にも適応できると考えられる。近年、糖尿病のような生活習慣に関連する疾患が、経済的発展による生活習慣の劇的な変容にともない、先進国のみならず発展途上国においても社会的重要課題の一つとなってきている。世界保健機構の2002年々次報告では、さらに、今後30年の間に、特にアジアの発展途上国において糖尿病患者の数が劇的に増加することに警告を発しており、糖尿病の予防対策を早期に行わなければならないことは論を待たない。糖尿病の3大合併症(網膜症、腎症、神経障害)の中で、網膜症は比較的早期に現れるといわれている。現在、空腹時血糖値を2回、別の日に測定し糖尿病と判定しているが、米国糖尿病学会(ADA)と国際糖尿病連合(IDF)、欧州糖尿病学会(EASD)によって設置された国際的な専門委員会は、糖尿病診断の新しい診断基準としてHbA1c(1回測定)を採用することを推奨した。HbA1cと糖尿病網膜症の関係は、人種によって異なることが予測され、HbA1cの閾値が日本人でどのくらいの値になるかはまだ明らかにされていない。また、HbA1cは年齢と共に増加すると報告されているが、年齢と共にHbA1cと糖尿病網膜症との関係がどのように変化していくかは、明らかになっていない。そこで、日本人を対象として、糖尿病診断の際のHbA1cの閾値をROC曲線を用いて求め、また、加齢に伴うHbA1cの変化が糖尿病網膜症に及ぼす影響を、経年的に検討することにより、糖尿病診断におけるHbA1cの有用性の検討を行う。さらに、糖尿病網膜症のない人を前向きに4年間フォローアップすることにより、糖尿病網膜症の新規発症率を求め、HbA1cが上昇する閾値を求める。本研究での成果を既存の報告と比較することにより、人種間での糖代謝の差とその差が糖尿病の合併症(糖尿病網膜症)に及ぼす影響を国際比較し、予防策を打ち出すことができる。当初の計画通り進んでいる。実績は下記の通りである。平成23年度の研究実績として、1.既存データ(平成11年度平成20年度)のデータベース化を行った。1)人間ドックデータ2)糖尿病・糖尿病網膜症の把握糖尿病、糖尿病網膜症の既往歴、治療の有無は人間ドックの調査票および欠勤時の診断書より把握した。2.眼底写真の眼科専門医による読影平成11年度及び平成20年度の人間ドックを両方受診した人を対象に、平成20年度の受診時に撮影した両眼の眼底写真を眼科専門医に依頼し、網膜症国際重症度分類に沿って判定した。平成24年度の研究実績として、1.眼底写真の撮影平成20年度に眼底写真を行った人のうち、糖尿病網膜症のない人にのみ再度両眼の眼底写真撮影を行った。2.眼底写真のデータ整理、データ入力および統合データベースの作成眼科専門医により解読した眼底写真のデータをExcelに入力し、統合データベースを作成した。3.データの解析1)HbA1cを用い、糖尿病網膜症との関連を性・年齢別に検討した。また、人間ドックを複数回受診した集団(平成11年度と平成20年度に受診した集団)において、HbA1cの経年変化に伴う糖尿病網膜症の影響を縦断的に分析した。さらに何歳の時のHbA1cが糖尿病網膜症と関係しているかを明らかにした。2)糖尿病網膜症を検出する最適なHbA1cを感度・特異度分析により求めた。1)人間ドックデータ
筋肉細胞を標的としたリソゾーム蓄積症の遺伝子治療の開発

平成8年度はムコ多糖症VII型(Sly病)の欠損酵素であるβ-glucuronidaseを発現する組換えアデノウイルスをモデルマウスの筋肉内に投与した。これは筋肉に多量のβ-glucuronidaseを発現させ、そこから分泌される酵素により全身の細胞の酵素欠損を矯正しようというものである。筋肉内でのβ-glucuronidaseの発現は投与後約2週にわたり観察された。最高でヘテロ活性の40%まで上昇した。筋肉内以外の組織では肝臓、脾臓にもその活性は認められた。この発現量は投与量依存性に上昇した。しかしながらアデノウイルスの1X10^<10>pfuの投与でもムコ多糖の蓄積を軽減させるまでには至らなかった。肝臓、脾臓を活性染色し酵素を発現している細胞をin situで検討してみると広汎に肝脾臓細胞に酵素が発現しているというより限局した細胞にのみ非常に高い活性が認められた。これは筋肉より分泌された酵素が肝脾細胞に取り込まれたというより、直接アデノウイルスがある限局した細胞に感染したことが示唆された。筋肉内の酵素発現も期待したほど上昇しなかった。そこでより高発現を筋肉で得るため新生児期(生後1-2日)のモデルマウスの筋肉内に組換えアデノウイルスを投与した。最近の報告では新生児期のマウスの筋肉へはアデノウイルスが高率に感染すると言われている。現在この新生児期のマウスに関しては筋肉内投与が終了し、各組織でのβ-glucuronidaseの発現および病理像の解析が進行中であるが筋肉の酵素活性は高発現が得られた様である。筋芽細胞の実験に関しては現在培養が進行中である。新生児のモデルマウスよりRandoらの方法により筋芽細胞を培養した。レトロウイルス、アデノウイルスとも筋芽細胞に高率に感染した。移植実験を準備中である。
粘弾性コロイドのダイレクトライティングによる3次元ナノ粒子自由集積

ナノ粒子の液中分散インクを用いて、シンプルでフレキシブルな3次元ナノ粒子成形プロセスの開発を試みた。微視的相互作用等に基づく粘弾性制御によりインクを物理ゲル化することで、マイクロノズルからのインクの連続輸送とインク同士の接合・積層化が可能になり、3次元のナノ粒子集合構造を直接描画(ダイレクトライティング)することができた。ここでは主にセラミックスや金属などの機能性無機ナノ粒子のインク調製を行った。1.ナノ粒子系の粘弾性コロイド工学ダイレクトライティング技術に応用可能な粘弾性発現を目的に、エントロピー架橋による粘弾性コロイド化と降伏せん断応力の制御法を検討した。エントロピー架橋は枯渇効果によって生じるコロイド粒子間の引力相互作用を利用する。本年度はナノ粒子サイズ、高分子サイズ、ナノ粒子間距離をパラメータにした系統的な実験を行った。その結果、セラミックス高濃度分散系における粘弾性の発現条件を明らかにし、また高分子/分散粒子数比の調製により降伏応力の制御を可能にした。さらに、走査プローブ顕微鏡(購入物品)を用いた解析も実施した。2.ダイレクトライティング技術の開発上で得られたセラミックス粘弾性コロイドを用いて、マイクロノズルからの押出しによるダイレクトライティングに関する基礎検討を実施した。3次元ディスペンスロボット(現有装置)を使用して、プロセス条件(圧力、時間等)と得られたナノ粒子構造体の幾何学的形状との関係及び描画精度の制御性を明らかにした。さらに、マイクロ3次元格子構造体、マイクロコイル構造体の作製や曲面等の任意表面上でのダイレクトライティングを実証した。これらは人工機能材料作製のための要素技術として応用可能である。本研究はオンデマンドな3次元ナノ粒子自由集積に関するプロセス技術の基盤構築を目的としている。具体的には、コロイド化したナノ粒子のマイクロノズルからの連続的な輸送とCADデータ等に基づく直接描画(ダイレクトライティング)による3次元ナノ粒子集積化技術を確立するとともに、革新的性能を有する材料・デバイス等への応用展開も図る。ナノ粒子を3次元的にダイレクトライティングするためにはコロイド化した流体の粘弾性制御が不可欠となる。本年度はブロックコポリマーを用いた温度応答性のレオロジー制御を試み、ナノ粒子コロイドのダイレクトライティングに有効な粘弾性挙動が室温付近で発現することを見出した。本研究では環境デバイス、生体スキャホールド、センサー等への応用の観点から、機能性セラミックスナノ粒子を用いた。これらナノ粒子の高濃度コロイド調製と粘弾性制御、並びにマイクロディスペンスロボットを用いた3次元ダイレクトライティングにより、マイクロコイルや高アスペクト比の3次元コロイド構造体の作製に成功した。また、3次元コロイド構造体の焼成に関する検討も進めた。さらに、本技術とセラミックシート成形技術との融合を試みるなど、コロイドプロセスのインテグレーション化に関する基礎的知見も得た。この知見に基づいて、応用検討の一環として、気孔径や気孔率が制御された電気化学デバイスを試作するとともに、3次元構造由来の機能特性等も評価した。ナノ粒子は表面エネルギーが極めて大きく不安定なために、効率的な輸送やその3次元集積は一般に難しい。そこで本研究では、必要な量のナノ粒子だけを必要な3次元パターンに集積可能な、低環境負荷型のナノ粒子自由集積技術の開発を目的として、コロイド化したナノ粒子の直接描画(ダイレクトライティング)についての検討を進めた。これまでにナノ粒子分散コロイドをゲル化(粘弾性)させることで、3次元ダイレクトライティングが可能になることを示している。本年度はさらに、溶媒中でのナノ粒子間の微視的相互作用と巨視的なレオロジー特性との関係について系統的に調べるとともに、ダイレクトライティングに必要なナノ粒子コロイドゲルのせん断弾性率の条件などを明らかにした。また、ナノ粒子コロイドゲルのマイクロノズルからの連続的な押出しによる立体プリンティングによって、様々な3次元のナノ粒子コロイド構造体(集積体)の作製に成功した。環境関連デバイス、生体スキャホールド、センサー等への応用の観点から、セラミックスナノ粒子や金属ナノ粒子などの代表的な機能性ナノ粒子を用いた3次元ナノ粒子自由集積体の作製を試みるとともに、幾何学的形状と描画精度の高度化も進めた。さらに、本ダイレクトライティング技術と従来のセラミックスコロイドプロセス技術を用いて、本研究の特徴的な3次元多孔構造を有する固体酸化物形燃料電池の試作なども試み、3次元多孔構造由来の特性などが観察された。
歯根膜由来上皮―間葉相互作用におけるセメント質再生に関する研究

マラッセの上皮遺残細胞および歯根膜由来線維芽細胞を混培養すると、エナメルマトリックスタンパクのアメロゲニン、アメロブラスチンおよびエナメルマトリックスプロテアーゼのMMP-20、KLK 4の誘導が確認でき、上皮ー間葉相互作用により石灰化の誘導があることが確認できた。また、混培養したサンプルの上皮細胞はBrdUの取り込みが多く、さらに、アポトーシスの誘導因子であるBaxが強く発現することが確認され、細胞の代謝が活発に行われていることがわかった。これらのことは、歯根膜由来上皮ー間葉相互作用によって、マラッセの上皮遺残細胞は代謝を活発するとともに、有細胞セメント質の形成に関与することが示唆された。東北大学病院口腔外科外来で抜歯した第三大臼歯より歯根膜組織を採取し、無血清混合培地にて同一組織片より上皮細胞および線維芽細胞を培養し、境界部を確認した後、酵素により細胞を回収し、上皮細胞および線維芽細胞を混ぜて、再度、ディッシュに細胞を播種する。この後、培養を継続すると、線維芽細胞の増殖能が高くなることが確認でき、上皮細胞は島状に分布した。これをサンプルとして用い、歯根膜由来上皮細胞のみ培養したものをコントロールとした。前回、混培養したサンプルはエナメルマトリックスタンパクのアメロゲニン、アメロブラスチンおよびエナメルマトリックスプロテアーゼのMMP-20、KLK 4の誘導が確認でき、上皮ー間葉相互作用により石灰化の誘導があることを報告した。さらに、混培養したサンプルの上皮細胞はBrdUの取り込みが多く、細胞増殖能が高いにも関わらず、上皮細胞の増殖がみられないことから、アポトーシスの誘導が示唆された。このため、アポトーシス関連タンパクのBcl-2ファミリーの誘導因子であるBaxと抑制因子であるBcl-2の発現を確認したところ、上皮細胞でBaxが強く発現することが確認され、アポトーシスが引き起こされcell turnoverが活発に行われていることがわかった。cell turnoverが活発に行われると同時に石灰化の誘導も引き起こされることが確認されたことから、歯根完成後の有細胞セメント質の形成にマラッセの上皮遺残による関与が示唆された。このため、アポトーシスの誘導因子であるBaxと抑制因子であるBcl-2の発現を確認したところ、上皮細胞でBaxが強く発現することが確認され、アポトーシスが引き起こされcell turnoverが活発に行われていることがわかった。東北大学病院口腔外科外来で抜歯した第三大臼歯より歯根膜組織を採取し、無血清混合培地により同一組織片から上皮細胞および線維芽細胞を培養し、境界部の確認をした後、酵素により細胞を回収し、混ぜて、再度、上皮細胞および線維芽細胞をディッシュに播種する。エナメルマトリックスタンパクのアメロゲニンおよびアメロブラスチン、さらにそれらを破壊するエナメルマトリックスプロテアーゼのMMP-20およびKLK 4の発現を免疫染色法、遺伝子の発現をIn situ hybridization法および遺伝子の定量化を半定量的RT-PCR法にて検討を行った。混培養したサンプルはアメロゲニン、アメロブラスチン、MMP-20およびKLK 4のタンパクの発現が弱かった。しかし、In situ hybridization法によるmRNAの発現はいずれも強く発現した。さらに、半定量的RT-PCR法では、いずれのmRNAもコントロールに比較して有意に発現が確認された。

タンパクとmRNAの発現の違いはエナメルマトリックスタンパクが直ちにエナメルマトリックスプロテアーゼによって破壊されたことによるものと考えられる。また、エナメルマトリックスタンパクおよびエナメルマトリックスプロテアーゼのmRNAの誘導は上皮ー間葉相互作用によるものと考えられ、これらのmRNAの誘導がセメント質のリモデリングにどのように関与するのか、今後、さらに検討を行っていく。東日本大震災で大きく出遅れたが、その後、サンプルの採取を行い、大きく研究が進展した。これまでのところ、上皮ー間葉相互作用によるエナメルマトリックスプロテインおよびプロテアーゼの誘導が確認され、方向性は示された。しかしながら、東日本大震災の影響から凍結保存していたサンプルおよび試薬の大半を失ったため、再度、サンプルおよび試薬の調整が必要になったため、やや遅れ気味になっている。昨年度の推進方策で示したアポトーシス関連タンパクであるBcl-2ファミリーの関連を見出すことに成功したことから、今後はin vivoにおける検討を行っていく予定である。さらに、石灰化能を有する歯根膜由来上皮細胞が実際、石灰化する過程を探っていく。東日本大震災による影響から再度、サンプルの収集を行い、実験を再開した。やや遅れ気味ではあるが、基礎データは揃い、方向性が見えてきていることから、このまま研究を継続するとともに、あらたに、セメント質のリモデリングを考える上で、細胞分化と細胞死の関係に注目した。なかでもアポトーシス関連タンパクであるBcl-2ファミリーに絞って検討を行って行く予定である。セメント質の石灰化に向けた新たな実験系の確立を目指すとともに、最終年におけるまとめを行っていく。東日本大震災によってこれまでストックしていた冷凍保存の試薬が廃棄になったため、再度、新しい研究費で補って、主に試薬を中心に購入を行っていく。また、研究成果を世に問うために学会発表も積極的に行っていく。
理科教員再教育のためのカリキュラム開発

本研究は、兵庫教育大学大学院において、初等および中等学校の現職教員の資質能力の向上を計る再教育のための理科カリキュラム開発を目的とする。初年度はアメリカの再教育用カリキュラムCBTEをモデルとして参照し、理科教員として必要な科学的資質基準を明確にした。この資質基準に基づき教員再教育用カリキュラムの内容項目を精選し、さらに観察・実験法にも教育的立場から検討を加えて、具体的なモデルとしての教材の開発を行った。最終年度は理科担当教員再教育のための視聴覚教材の開発研究が進むとともに、このようなアナログ型の教材をパソコンによるシミュレーション教材などにも開発することが可能になり、両教材のもつ有効性が検討出来るようになった。さらに本年度は兵庫教育大学自然系理科教育研究室において最近5ケ年間に行なわれた修士論文研究をまとめるとともに、うち学会誌に発表した20編の論文を整理・分類するとともに、理科教員再教育のためのカリキュラム編成の事例として報告した。
多種のDNA結合蛋白と協調的に働くヒトSNF2のクローニングと機能解析

SNF2ヒトホモログ(hSNF2α/β)のクローニングと機能解析酵母SNF2とショウジョウバエbrahmaのNTP結合領域に相同性を持つクローンをヒト脳cDNAライブラリーより得た。そのうち特に相同性の高い2つのクローン(各々hSNF2αとhSNF2βと命名)について全長cDNAをスクリーニングによって得て、解析を進めた。その結果hSNF2α/βは広範囲にわたって相同性を示すことから、ヒトホモログであることが有力となり以下の解析を行った。hSNF2α,hSNF2βのアミノ酸配列は互いに類似しており(74.6%identity)、中央にhelicase motifが、N末端にGly,Pro,Serが頻出する領域が、C末端にbromodomainおよび両極性に荷電した領域が存在する。hSNF2α/βmRNAは互いに類似した組織特異的発現を示した。hSNF2α/βはともにエストロゲンリセプターおよびレチノイン酸リセプター依存転写活性化を増強させた。ヒトSNF2に相互作用するDNA結合性因子の単離とその機能解析ヒトSNFの機能解析にあたり、SNF複合体の構成因子または標的因子の単離同定が必要である。このためtwo-hybrid系によって、hSNF2に相互作用する因子に対しスクリーニングを行った。SNFBP1はDNA結合活性を持つことが知られている約140kDAの蛋白であった。相互作用は酵母内のみならず、大腸菌産生蛋白とin vitro合成蛋白を用いたin vitroにおいても、さらにはin vivo two-hybridによっても確認された。相互作用に必要な領域はhSNF2α/βでは1-600アミノ酸、SNF2BP1では830番アミノ酸よりC末端側であった。SNF2BP1はゴルジ体、核膜、核内に局在し、核内においてはhSNF2α/βと安定な複合体を形成していることが判明した。また、SNF2BP1は核マトリックス結合部位MARに結合する結果も得られた。2つのヒトSNF2(hSNF2α/β)のクローン化後、ヒト組織でのRNA発現と一過性発現による種々のプロモーターへの転写活性化能を調べた。αとβでは、わずかな差を除いて、基本的には類似した発現パターンを示した。これによってαとβの機能の差が予測された。また転写活性化能については、核内受容体であるエストロジェン受容体とレチノイン酸受容体による活性化を増強するが、アデノウイルスE2プロモーターやUSF依存性プロモーターには全く増強効果はなかった。この選択的活性化の機構については、クロマチンとの拮抗が予想されており、クロマチン鋳型を用いたin vitro転写系の活用を予定している。さらにヒトSNF複合体の存在が予想されているので、hSNF2αのC未満のペプチドに対するウサギ抗体を調製し、hSNF2α複合体の精製を行った。hSNF2αと思われる約200kdのバンドの他に4-6本の蛋白バンドの存在が確認された。現在、動物組織を出発材料とする大量精製の可能性を検討中である。一方、hSNF2α/βに直接相互作用する因子のクローン化をtwo-hybrid系によって行っている。現在までに得られている数個の候補について配列と機能を解析中である。平成6年度において2つのヒト

SNF2(hSNF2a/b)のクローン化およびエストロゲンリセプターをはじめとする核内リセプターによる転写活性化への関与を示した(Chiba et al.,1994)。hSNF2複合体による活性化機構をさらに詳細に調べるため、酵母two-hybrid系を用いてhSNF2結合因子のクローン化を行った。その結果、DNA結合活性を持つとされるある核蛋白(SNF2BP1と命名)を得た。SNF2BP1はhSNF2a/bの双方に特異的かつ強く結合することが、酵母内のみならずin vitro合成蛋白を用いた結合反応系においても示された。結合に必要な領域は、hSNF2a/bにおいてはa/b間で互いに相同性の高いN末端近傍であり、SNF2BP1においてはC末端近傍であった。ヒト細胞核抽出液の画分を用いてウエスタン解析を行うことによって、SNF2BP1の多くはhSNF2複合体とクロマトグラフィー上で挙動を共にすることが判明した。またSNF2BP1の結合領域のみを発現させることによって、レチノイン酸リセプターとhSNF2複合体に依存した転写活性化を阻害することが培養細胞系において示された。これらの結果からSNF2BP1はヒトSNF2複合体の構成因子もしくは強固に結合する調節因子であり、複合体機能に重要な役割を持つことが示唆された(Mori and Kato,準備中)。現在、複合体中のSNF2BP1の特異的DNA結合活性を測定しており、複合体による遺伝子特異的活性化への関与を検討中である。
非アンモニア雰囲気で合成する炭素フリー非白金触媒の開発

固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)は、有害な排出ガスが無い次世代自動車用動力源として期待されてきました。2014年12月には国内で、2015年からは欧米諸国でもPEFC駆動の乗用車が一般販売され始めましたが、年間の生産台数は数千台にとどまっています。その正極に多量に用いられている白金ーコバルト触媒の希少性と、炭素担体の低耐久性がPEFC本格普及への障壁となり得ます。本研究では炭素担体を用いない酸化チタンベースの非白金触媒を開発し、従来は白金の1/1000程度しか得られなかった電流密度を、初めて白金と同レベルまで向上させました。2014年度は以下の二点に注力した。(1)導電性酸化物担体の合成単なる還元処理では粒子の肥大化を抑制することと単一相合成が難しいため、当初計画に追加して水熱法を経由した合成方法を検討した。水熱法により得られたチタン酸を数時間、5%水素・95%アルゴン混合ガス流通下のマイルドな還元雰囲気で熱処理することにより、単一相Ti4O7の合成に成功した。走査型電子顕微鏡を用い観察した結果、ファイバー型のナノ構造を有していることがわかった。(2)アンモニアガス窒化法に依存しない酸化チタン触媒への窒素置換導入法の確立(1)と並行して、酸化チタン触媒における酸素サイトへ、窒素原子を置換導入するための手法を検討した。高価且つ窒素原子の置換導入量制御が困難な従来のアンモニアガス窒化法に代替する合成方法として、水熱法と簡易燃焼法に着目した。特に後者を利用することで、従来法に比べ窒素原子の置換導入量が制御できた。米国自動車工業会が推奨する、加速劣化試験を実施した。可逆水素電極電位(pH=1)に対し0.6から1 Vの範囲で電位を繰り返し掃引したが、20000サイクル後も反応機構は変わらず、その表面では主として酸素が直接水となる四電子反応(O2 + 4H+ + 4e- ⇒2H2O)が進行していることがわかった。2015年度は研究計画を一部前倒しして、下記二項目を実施し全酸化物触媒の合成・評価を進めた。(1)炭素担体を利用した酸化チタン触媒合成法の最適化アンモニアガス窒化法に依存しない酸化チタン触媒への窒素置換導入法として、前年度に簡易燃焼合成法を確立した。本合成法を用い、窒素源の触媒に対する質量比、合成温度、合成時間が触媒性能に与える影響を系統的に評価し、最適条件とルチル型酸化チタン触媒の活性点を見出した。本研究成果は、Journal of Materials Chemistry A誌に採択され、第4巻7号のBack coverを飾った。(2)導電性酸化物Ti4O7を利用した酸化チタン触媒の簡易燃焼合成と評価Ti4O7ファイバ表面に、(1)で得られた条件で触媒を担持し、各種評価を実施した。炭素担体を用いない全酸化物系触媒として、初めて市販白金担持カーボン触媒と同等の限界電流密度が硫酸溶液中で得られた。他の研究機関で合成されている全酸化物触媒と比較して桁違いの値であり、炭素担体を利用する触媒をも大幅に上回る半波電位(白金触媒の8割超)が得られていることから、次年度に予定していた発電実験を前倒しして実施した。チタン源・窒素源についても計画通り探索し以下の知見を得た。1当初利用していた四フッ化チタン以外のチタン原を用いても同等レベルの性能が得られる2絶縁体に近い触媒を評価するには炭素成分が残るもののL(+)-リシンが有効である一方、活性向上には尿素が適する研究計画を一部前倒しして実施しており、概ね計画通りに進展している。2016年度は、下記二項目を実施し全酸化物触媒の合成・評価を進めた。(1)活性点の解明と担体フリーチタン酸窒化物触媒合成条件の最適化前年度はチタン酸窒化物触媒を導電性酸化物Ti4O7に担持し、発電実験まで実施した。その活性向上への指針を確立するには担体由来の活性と触媒の活性を切り分ける必要があるため、本年度は担体を用いずにフッ化チタンもしくはフッ化ジルコニウムを利用して活性発現要因を探索した。フッ化ジルコニウムを利用して合成したジルコニウム酸窒化物触媒からは一切活性が得られず、窒素源として利用している尿素由来の炭素成分ではなく、チタン酸窒化物から活性が得られていることを明確化した。昨年度までに開発した簡易燃焼法では、最初に触媒原料を水中で混合し、酸化チタンの粒径をナノメートルオーダーに制御することを目的として、水酸化物が形成するとされるpH<1となるよう塩酸を添加してから加熱していた。本年度は分散液における塩酸の濃度が活性発現に支配的であり、チタン源は支配的でないことを解明した。その濃度を0.5 mol/dm3以上に制御することで、窒素原子の置換導入量が増加し、活性が最大化することがわかった。一方、熱処理時の雰囲気を不活性ガスから還元性ガスに変更したところ、触媒の凝集により活性評価自体が困難になった。(2)チタン酸窒化物担持Ti4O7触媒を利用した発電実験触媒使用量の制御により、前年度よりも発電性能が向上した。今後触媒層構造を最適化することで、触媒の持つ活性を最大限有効利用した発電性能が得られると期待される。

一方、膜電極接合体ならびにグラッシーカーボン電極上に作製した触媒層を用い厚み評価を試みたが、いずれもありのままの断面観察が困難で定量的な測定に至らなかった。触媒層厚み測定用試料の調製が、今後の課題として残った。固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEFC)は、有害な排出ガスが無い次世代自動車用動力源として期待されてきました。2014年12月には国内で、2015年からは欧米諸国でもPEFC駆動の乗用車が一般販売され始めましたが、年間の生産台数は数千台にとどまっています。その正極に多量に用いられている白金ーコバルト触媒の希少性と、炭素担体の低耐久性がPEFC本格普及への障壁となり得ます。本研究では炭素担体を用いない酸化チタンベースの非白金触媒を開発し、従来は白金の1/1000程度しか得られなかった電流密度を、初めて白金と同レベルまで向上させました。従来法ではミクロンオーダーにもなる粒子の肥大化を引き起こすことなく、ナノ構造を有するTi4O7を単一相で合成することに成功しており、非アンモニア雰囲気における酸化チタンへの窒素置換導入方法も確立した。さらに加速劣化試験後も不変で安定な反応機構も得られており、概ね計画通りに進展している。触媒性能最大化のため、研究計画にない熱処理前の原料調製条件と熱処理時の雰囲気最適化を、追加項目として実施する。熱工学、電気化学2014年度に得られた二つの知見を融合し、導電性酸化物表面における酸素サイトへ窒素原子を非アンモニア雰囲気で置換導入する。窒素源ならびにチタン源を検討し、窒素原子の置換導入量を最適化する。残額は少額であり、無理をして使い切るよりは次年度に繰り越して利用する方が良いと判断した。触媒合成実験費用や成果発信を目的とした対外発表のための学会参加旅費に、使用する。
チオアミドを活用するダイレクト型触媒的不斉C-C結合形成反応と医薬品合成への応用

チオアミド官能基含有基質を求核剤・求電子剤として用いる種々のダイレクト型触媒的不斉炭素-炭素結合形成反応の開発に成功した。開発した反応を種々の位亜薬品の短工程不斉合成に応用し、本触媒技術の実践的有用性を示した。ソフトLewis酸/ハードBrønsted塩基型協奏触媒系を基盤に反応開発を推進し、チオアミドを用いるダイレクト型触媒的不斉アルドール反応の徹底的な最適化を行い、syn及びanti選択的な反応の開発に至った。チオアミドの求核剤としての可能性を追求し、配位子のチューニングにより不斉共役付加反応の開発に成功した。また、チオアミドを求電子剤として用いる反応として、末端アルキン、ニトロアルカン、アリルシアニド、チオールといった様々な求核剤を適用する触媒的不斉反応の開発に成功した。これらの反応群はいずれも原子効率100%で進行し、環境調和型有機合成の理念に適合するものである。チオアミド官能基に注目した反応開発が奏功したため、これら反応群を医薬品の短工程合成に応用し、lipitor,duloxetine, thiazesim, baclofenなどの不斉合成に成功した。これらの成果はチオアミド官能基の有用性を概説した総説としても発表され、注目度も高い研究成果となっている。さらに、ソフトLewis酸/ハードBrønsted塩基型協奏触媒系を用いるa-スルファニルラクトンの触媒的不斉炭素-炭素結合形成反応を開発し、チオアミド以外のソフトルイス塩基型基質にも適用可能であることを示した。本研究では、チオアミドの特異なルイス塩基性を利用した新規触媒的不斉反応の開拓を主眼としている。チオアミドを求核種前駆体とする触媒的不斉ダイレクトアルドール反応において、市販化合物からの簡便な混合による改良型触媒調製法の開発に成功し、反応の実用性を大きく改善することができた。本反応は、高脂血症治療薬リピトール、抗うつ薬デュロキセチンの短工程簡便合成法へと応用展開させることに成功し、反応機構・実用性の両面で本触媒方法論の妥当性を客観的に示すことができた。また、同系統のチオアミドを求核種前駆体とする不斉共役付加反応の開発に成功し、種々のキラル環式化合物群の合成法を提供する事ができた。一方、不飽和チオアミドを共役付加受容体として用いる反応においても、種々の求核種前駆体を用いるダイレクト型反応を見いだす事ができた。アリルシアニドを用いる反応においては、排他的にγ付加体のみを生成することが確認され、得られた生成物は酸化的条件において一工程でイソキサゾール誘導体へと変換できる事が確認された。本合成手法は、既知の方法論とは異なる反応パターンを有するイソキサゾール構築法であり、合成化学的価値が高い。続いて、ニトロアルカンを求核種前駆体とする触媒的不斉ダイレクトアルドール反応の開発を行い、高いジアステレオ・エナンチオ選択性にて生成物が得られる事を見いだした。さらに、ソフトーソフト相互作用をキーワードにα-スルファニルラクトンを求核種前駆体とする触媒的不斉ダイレクトアルドール反応の開拓を行った結果、高い立体選択性・収率を発現する協奏触媒系の同定に成功した。本反応はserine palmitoyl transferase阻害剤群の短工程触媒的不斉合成に応用可能で、現在も鋭意検討を続けている。ソフトルイス塩基性官能基を有する基質の新規不斉触媒反応開拓において、当初の想定以上の新規反応開発に成功している。本成果が国際的な学術誌に掲載されていることから、研究の進展を客観的に評価することができる。ソフトーソフト相互作用をキーワードに、α-スルファニル型求核種前駆体・フォスフィンスルフィドを有する基質を用いる新規不斉触媒反応の開拓を引続き行い、重要医薬品・医薬品候補化合物群の短工程不斉合成へ応用する。想定以上に研究が進展しているため、試薬等消耗品費は今年度に集中的に計上しており、次年度は成果発表費等の計上を想定している。