KANTO CHEMICAL CO., INC.

Cç2009 No.4（通巻 214号）

ISSN 0285-2446

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開

永島

英夫

2

糖鎖を用いた生体機能材料の開発

三浦

佳子

6

アレルギー物質を含む食品の検査方法

齋藤

恵理子

12

胃型粘液を発現する病変：子宮・肺・卵巣・膵胆道系

石井

恵子

17

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（27）ルドルフ・フィルヒョウ

原田

馨

22

編集後記

24

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開
New synthetic chemistry using hydrosilanes and transition metal catalysts

九州大学先導物質化学研究所（大学院総合理工学府物質理工学専攻） 教授

永島 英夫

HIDEO NAGASHIMA (Professor)
准教授

本山 幸弘

YUKIHIRO MOTOYAMA (Associate Professor)
助教

砂田 祐輔

YUSUKE SUNADA (Assistant Professor)

Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University(Department of Molecular and Materials Science,Graduate School of Engineering Science)

効果を示すが、カルボニル基のような極性不飽和結合

1．はじめにへの付加反応には、白金は活性がなく、ロジウムが一ケイ素は地球上に豊富に存在する元素であり、主として般的に用いられる。4）我々の研究室で開発した3核ルケイ酸塩や二酸化ケイ素として存在している。現在の物質

テニウムカルボニルクラスター（図1、A）は、アセナフチレ

文明の中で、SiO2を還元して生成するケイ素（シリコン）
はンとRu3(CO)12 から容易に合成可能であり（注：市販の電子材料として多様な用途がある。一方、金属シリコンか

純度の高いアセナフチレンは高価であるが、最近、アセ

そらRochow法でMe2SiCl2などのクロロシランを製造し 、ナフテン含有アセナフチレンを用い、再結晶で容易にの化学変換により、シリコーンオイルやゴムのような撥水

当該錯体の安価で大量合成可能な方法を開発してい性、耐酸化性、耐熱性にすぐれた工業製品、あるいは太る）、空気中で1年以上の長期保存ができる安定な錯陽電池用Siが製造されている。シランカップリング剤、高体である。5）しかし、不活性ガス雰囲気下で脱水ジオ

分子合成、有機合成用有機ケイ素化合物もさまざまな構

キサン（潜在的な毒性のため、テトラヒドロピランを用造のものが市販されている。その中でSi-H結合をもつヒいることが多い）中でPhMe2SiHのようなトリアルキルヒ

ドロシラン類は古くから水素と類似の機能が注目され、とドロシランと接触させると、不安定でカルボニル基のくに、遷移金属触媒存在下で容易に活性化されて不飽還元に高い活性を示す化学種を発生する。これと、ケ和化合物に付加する反応が開発されてきた。 とくに、白トン、アルデヒドを反応させるとシリルエーテルへの還金触媒を用いるアルケンのヒドロシリル化は種々の有機ケ元が起こる。6）興味深いことに、一般に実験室でヒドリイ素化合物の原料として、工業的にも実験室的にも広範ド還元する際に、ケトンよりも還元されにくいとされる3ヒドロシランは、カルボニル化に利用されている。3）また、級アミド、カルボン酸、およびエステルが温和な条件で合物の還元剤としても重要であり、とくに、活性、選択性

還元され、それぞれ対応するアミン、シリルエーテル、お（不斉合成を含む）に優れたSi-H結合の活性化触媒の開よび、シリルエーテルとアルキルエーテルの混合物が高発は有機金属化学における課題の１つである。3,4）ほとん

収率で得られる。7）とくに3級アミドの還元は、10ｇ規模

どのヒドロシラン化合物は毒性がなく、安定で長期保存がでの合成反応が実施でき、反応終了後の酸塩基を用可能であり、反応時の取り扱いも容易である。本稿では、
ヒ

いた後処理の過程でケイ素残渣と約90%程度のルテニ

ドロシランと遷移金属の組み合わせによる新しい合成反

ウム残渣が除去できる。蒸留操作によりケイ素、ルテ

応について、著者らの最近の成果を中心に紹介する。

ニウムを含まないアミンへと精製可能である。代表的

1）

2）

な実験操作がOrg. Syn.誌に掲載されている。5b）2．3 核ルテニウム触媒の優れた反応性〜有機合成から高分子合成まで

カルボニル基の反応性は、NaBH4 やLiAlH4 のようなアニオン性ヒドリドを用いた場合は、ケトンの反応活性

アルケンのヒドロシリル化は白金触媒がもっともよい

2

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

がエステルやアミドよりも高いとされている 8）が、ルテニ

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開

ウム触媒存在下のヒドロシラン還元では、むしろ、還元速度の序列は、3級アミド＞エステル＞ケトンである。9）
驚いたことに、反応系中にトリエチルアミンのような3級アミンを少量共存させると、3級アミドの還元速度は変わらないが、エステル、ケトンはまったく反応をしなくなる。この現象を利用して、ケトアミド、アミドエステルの還元をおこなうと、分子内に共存するケトンやエステルを犯すことなく、アミドの選択的還元が達成される。
3級アミドの還元条件を2級アミドに適用すると、
トリアル
キルヒドロシランを用いた場合には、水素の発生が観察されるが還元反応は起こらない。ところが、Si-H基を近接して2つ持つヒドロシランである、Me2HSi(CH2)2SiHMe2
やMe2HSiOSiHMe2を用いた場合には、反応が大きく加速 され 2 級 アミンのよい 合 成 法となる。 10）とくに 、

図１３核ルテニウムカルボニル触媒（A）を用いるヒドロシランの活性化を経由した反応群

Me2HSiOSiHMe2（TMDSと略称する）は安価に入手でき、沸点が低く後処理も容易であることから利用しやすい
ヒドロシランである。後に述べるように、
2つのSi-H 基が近3．ルテニウムから他の触媒へい位置に存在するヒドロシランは、他の金属触媒の反応においても特異的な高活性を示し、反応条件改良のブ

ルテニウム３核クラスター触媒は、以上のように優れた活レークスルーとなることが多い。ロジウムを用いる機構研性をアミドの還元に示すだけでなく、脱水反応や重合反応

究から、2つのSi-H基が金属と相互作用することが反応を起こす。また、とくにアミドの還元反応において、TMDSに加速の鍵ではないかと考えられている。11）

代表される２つの近接したSi-H 基をもつヒドロシランを用い

ルテニウム触媒で活性化されたSi-H結合は、カルボると反応速度が大幅に向上することがわかっている。先にニル基の還元だけでなく脱水反応や重合反応を引き起述べたように、白金触媒はアルケンのヒドロシリル化に高活こす。先に述べたように、2級、3級のアミドは対応する性を示すが、従来カルボニル化合物のヒドロシラン還元に

アミンに収率よく変換することができるが、1級のアミドは活性が乏しいと考えられていた。この問題をSi-H 基の近高い反応性をもつヒドロシランであるTMDSを用いても、接効果で解決できないか、という検討をおこなったところ、原料は消失するが1級アミンは生成しない。この反応を予想外によい結果が得られた。15）白金触媒としては、アル

詳細に解析した結果、1級アミドがルテニウム触媒存在

ケンのヒドロシリル化に広 範に用いられる H 2 PtCl 6 や下、TMDSとの反応で脱水反応を起こしてニトリルを生成

Karstedt 触媒、PtCl2(COD)等が活性を示し、ヒドロシランとしていることが明らかとなった。12）一方、ルテニウム触媒

TMDS のほか、
1,2-dimethylsilylbenzene がよい結しては、によるSi-H結合の活性化をTHF、オキセタン、エポキシ果を示した。興味深いことに、ロジウム触媒やルテニウム

ドのような環状エーテルの存在下でおこなうと、開環重触媒では圧倒的な加速効果を示す Me2HSi(CH2)2SiHMe2

合が進行して、末端に有機シロキシ基を持つポリエーは活性を示さない。TMDSを用いることで、２級、３級の多テルを生成する。

同様な反応をビニルエーテル存在様な構造を持つアミドのアミンへの還元が可能になった。分

下でおこなうと、ポリビニルエーテルが生成するが、その子内に共存しても反応に影響を与えない官能基としてエス

末端には有機ケイ素基が100%導入される。

有機ケイテル、ニトロ基、ハロゲン、2〜3 置換アルケン等を、還元条

素基は種々の化学変換が可能であることから、末端官件で反応させずにアミドのみ還元できる。さすがに、末端能性ポリマーの合成に有効である。

アルケンのみヒドロシリル化反応を併発する。

6, 13）

14）

一方、イリジウム錯体 IrCl(CO)(PPh3)3を用いると、3 級アミドが還元とともに脱水反応を起こし、予想されるアミンでは

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

3

なくアルドエナミンが生成する。16）触媒効率はTOFにして、室みが抽出され、橙色の乾燥ゲルは不溶性のまま残留す

温で10000を越す。興味深いことに、この反応に有効なヒる。この操作で得られたアミンはほぼ定量的であり、極微

ドロシランはTMDSに限定される。鉄は元素戦略上で究量のケイ素残渣と15ppm程度のルテニウム残渣しか含んで極の金属であるが、3 級アミドの還元反応には Fe(CO)5ない

いない。言い換えれば、ほぼすべてのPMHS、使用した

17）

これ

ルテニウム触媒の99.75%が、反応により生成する不溶性まで述べたルテニウム、イリジウム触媒が室温で高活性をのゲルに吸収され、自動的に分離したことになる。この示すのに対し、白金は 50℃〜70℃が適正な反応温度であPMHSを用いた還元反応を適用すると、多くの3級アミドがる。これに対して、鉄カルボニル触媒は光照射ないしは3級アミンへと収率よく変換される。2級アミドの還元により100℃程度の熱を必要とする。興味深い選択性としては、生じる2級アミンは、ルテニウム触媒による脱水素シリル化

ルテニウムや白金触媒では還元されないニトロ基の還元によりシリルアミンとなりゲルの中にケイ素-窒素結合を経由しが、アミドの還元に優先して起こる。

て固定される。10）また、ケイ素‐窒素結合は微量の水によりしは Fe3(CO)12が有効であることが明らかとなった。

容易に加水分解される性質を持っている。これらを反映
して、窒素上にイソプロピル基やt -ブチル基をもつ2級アミドの還元反応は加熱条件で進行し、上記のエーテル抽出操作で対応する2級アミンを与えるが、多くのアミド基ま
図２ 白金、鉄、イリジウム触媒とTMDSを用いるアミドの化学変換

わりの立体障害の少ないアミドの還元では、2級アミンが抽出されてこない。興味深いことに、立体障害の少ないアミドの還元では、2分子の2級アミドから3級アミンと1級アミ4．触媒自動分離ンが生成する反応が中程度の収率で起こる。3級アミンはゲルに固定化されないため、エーテル抽出により抽出さポリメチルヒドロシロキサン（PMHS）
は、ビニル基をもつ
シロキサンとの触媒的ヒドロシリル化により高機能性樹脂をれ、2級アミドから1段階で3級アミンを合成するよい反応を提供する。

作る等、工業原料としても重要な用途があり、安価に入手できるシリコーンポリマーである。有機合成化学では、
還Bu3SnOSnBu3からBu3SnHを合成する反応を代表例に、
18）元剤としての用途がある。
先に述べたように、
3核ルテニウムカルボニルクラスター、白金、鉄、イリジウム触媒においてTMDSがヒドロシランとして優れた反応性を示す。そのポリマー版であるPMHSは、これらの反応で同様に優れた反応性を示すが、同時に、反応途上で不溶性のシロキサ

図３ シリコーンゲルへの触媒カプセル化自動分離を経由するPMHSを用いる触媒反応

ン樹脂が生じ、この樹脂中に触媒として用いた金属がカプセル化されて自動分離する現象が見出された。例えば、3同様な不溶性シリコーンゲルによる触媒の自動分離は、

核ルテニウムカルボニルクラスター触媒を用いる3級アミドの白金触媒による2、3級アミドの還元反応、鉄触媒による還元反応 19）においては、少量のテトラヒドロピランに溶解し3級アミドの還元反応による対応するアミンの合成 17）、ならた触媒、PMHS、アミドの混合物は、橙色の溶液である。

びに、イリジウム触媒によるエナミンの合成反応 16）に適用

1時間室温で攪拌すると溶液がゲル化し、撹拌子が回転でき、優れた成果を得ている。とくに、エナミンは加水分しなくなる。この状態でも反応は進行し、24時間程度の解されやすい化合物であり、PMHSによる反応により得ら

時間を置くと、アミドがすべてアミンに変換される。溶媒をれるイリジウムやケイ素を含まないエナミンは、そのままシ減圧留去すると橙色の乾燥ゲルが生成するが、その際、クロプロパン化やアリル化のような反応に適用できる点で透明の有機化合物（アミン）の存在が目視で確認できる。

有効である。

エーテルで抽出操作をおこなうと、透明の有機化合物の

4

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開

5．おわりに、ならびに、さらなる展開
ヒドロシラン類は工業原料に用いられているために安価であり、安定で取り扱いが容易であり、元素として地球上に豊富に存在し毒性もないことから、今後、さらに有効活用したい物質群である。本稿で述べたヒドロシラン類の反応群は、とくに還元剤として発火性のLiAlH4 が用いられてきたアミドやカルボン酸の還元に有効な改良法となるだけでなく、１級アミドからニトリルの合成、３級アミドからエナミンの合成、重合反応等、従来ほとんど報告されていない新しい反応へと展開しつつある。反応別に分類すると、還元反応、還元＋脱水反応、脱水反応、炭素‐酸素結合生成反応、炭素‐炭素結合生成反応が基本的に可能であり、現在これらを多様な有機・高分子合成反応に適用しつつある。一方、PMHSを用いるアミドの還元反応は、触媒金属が内包した不溶性シリコーンゲルの生成という発見を生み、これを利用して、触媒、ケイ素
ともに自動的に生成物から分離する反応システムを実現した。金属内包シリコーンゲルの性質についての検討の結果、ゲル化によりゲル内の反応速度が低下しないこと、溶媒で膨潤したゲルと外部溶液との間の有機化合物の物質移動は迅速に起こるが、金属は漏れ出さないことを確認しており20）、これらを金属内包シリコーンゲル触媒へと展開している。21） この詳細については、また次の機会に紹介したいと考えている。

5）(a) H. Nagashima, T. Fukahori, K. Aoki, K. Itoh: J. Am.
Chem. Soc . 115, 10430 (1993). (b) Y. Motoyama, C.
Itonaga, T. Ishida, M. Takasaki, H. Nagashima: Org. Syn.
82, 188 (2005).
6）H. Nagashima, A. Suzuki, T. Iura, K. Ryu, K. Matsubara:
Organometallics 19, 3579 (2000).
7）K. Matsubara, T. Iura, T. Maki, H. Nagashima: J. Org.
Chem. 67, 4985 (2002).
8）J. March: Advanced Organic Chemistry, 6th ed.; Wiley:
NewYork (2007)
9）H. Sasakuma, Y. Motoyama, H. Nagashima: Chem.
Commun., 4916 (2007).
10）S. Hanada, T. Ishida, Y. Motoyama, H. Nagashima: J. Org.
Chem. 72, 7551 (2007).
11）Y. Sunada, Y. Fujimura, H. Nagashima, Organometallics
27, 3502 (2008).
12）S. Hanada, Y. Motoyama, H. Nagashima: Eur. J. Org.
Chem. 24, 4097 (2008).
13）K. Matsubara, J. Terasawa, H. Nagashima: J. Organomet.
Chem., 660, 145 (2002).
14）H. Nagashima, C. Itonaga, J. Yasuhara, Y. Motoyama, K.
Matsubara: Organometallics 23, 5779 (2004).
15）(a) S. Hanada, Y. Motoyama, H. Nagashima, Tetrahedron.
Lett., 47, 6173 (2006). (b) S. Hanada, E. Tsutsumi, Y.
Motoyama, H. Nagashima: J. Am. Chem. soc. in press.
16）Y. Motoyama, M. Aoki, N. Takaoka, R. Aoto, H.
Nagashima: Chem. Commun., 1574 (2008).
17）Y. Sunada, H. Kawakami, T. Imaoka, H. Nagashima:
submitted.
18）N. J. Lawrence, M. D. Drew, S. M. Bushell: J. Chem. Soc.,
Perkin Trans. 1, 3381 (1999).
19）Y. Motoyama, K. Mitsui, T. Ishida, H. Nagashima: J. Am.
Chem. Soc. 127, 13150 (2005).

引用文献
1）(a) E. G. Rochow: J. Am. Chem. Soc., 67, 963 (1945). (b)E. G. Rochow: U.S. Patent No. 2,380,995 (1941).

20）Y. Motoyama, M. Abe, K. Kamo, Y. Kosako, H.
Nagashima: Chem. Commun., 5321 (2008).
21）Y. Motoyama, K. Kamo, H. Nagashima: Org. Lett. 11, 1345
(2008).

2）B. Marceniec, J. Gulinski, W. Urbaniak, Z. W. Kornetka:
Comprehensive Handbook on Hydrosilylation Chemistry,
Pergamon: Oxford (1992)3）(a) I. Ojima, In The Chemistr y of Or ga nosiliconCompounds; S. Patai, Z. Rapport,Eds.; Willey: New York(1989). (b) M. A. Brook, Silicon in Or ga nic,
Organometallic, and Polymer Chemistry; Willey: NewYork (2000).
4）(a) I. Ojima, K. Hirai: Asymmetric Synthesis; Academic
Press: New York (1985). (b) H. Nishiyama, K. Itoh: In
Catalytic Asymmetric Synthesis, 2nd ed; I. Ojima, Ed; VCH:
New York (2000).

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

5

糖鎖を用いた生体機能材料の開発
Glyco-Biomaterials

北陸先端科学技術大学院大学 マテリアルサイエンス研究科 准教授

三浦 佳子

YOSHIKO MIURA（Associate Professor）

School of Materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology

１．はじめに糖類には、生物において、スクロース、グルコースのように生命のエネルギー源として用いられている化合物類か糖といったら、何を思い浮かべるだろう？普通は甘い砂ら、
キチンキトサンなどのように甲殻類の骨格として働いて糖のことを思うだろう。甘い砂糖は生物の、特に我々のいるもの、本稿で扱うような生命シグナルとして働くものな

エネルギー源として重要な役割を担っている。 砂糖はスどがある。 糖類の働きは、生命の機械として働くタンパククロース{α-D-グルコピラノシル（1-2）-β-フルクトフラノシド}

質や遺伝暗号を司る核酸（DNA、RNAなど）に比べると、という物質である。 スクロースを構成するそれぞれのグ地味であるものの、その役割は多様でかつベーシックであルクトース、フルクトースといった、単 位 が 糖（sugar、るが、
とても奥深い。

saccharide）、炭水化物（carbohydrate）
として分類される。

糖類が結合した糖鎖の役割が大きな注目を集めるよう

糖類は砂糖だけでなく、紙や木材を構成するセルローになったのは、糖鎖が生命現象の認識シグナルとして働いス、
こんにゃく芋を構成するグルコマンナンなども糖類としていることが明らかになってきたからである1）。 例えば、糖て分類されている。古く糖類はCmH2nOn のような元素の鎖は細胞の接着や分化、癌細胞の転移、感染症の感染構成になると考えられてきたが、分子の化学構造が広く知などに細胞表層の糖鎖とタンパク質の相互作用が関係しられるようになるにつれ、
キチンキトサンなどについても、炭ていることが分かってきたのである。 例えば、癌が体の化水素骨格を持つポリオールでグルコシド結合を持つこ

遠い部位まで転移していく理由、
ウイルスが種を超えて感とから、糖類であると考えられるようになった。 窒素を含染しない理由など、生命現象の不思議さの多くに糖鎖のむ糖類だけでなく、リン酸や硫酸を含む糖類など多様な相互作用が関係している。 生命現象は巧みな分子認識

化合物が糖類である。それゆえ、糖類に含まれる化合現象の集積から成り立っていて、糖鎖―タンパク質の相互物は非常に幅広くなっている（図１）。

作用は、生命現象の重要なカギを握っている。
糖鎖にかかわる分子認識の例について表1に示した2）。
糖鎖と細胞、病原体の相互作用は、その多くについて未だ明らかにされていない。しかしながら、細胞の表面は必ずと言っていいほど大量の糖鎖に覆われていて、細胞の接着や病原体の感染など、細胞膜を介する現象については何らかの形で糖鎖が関係していると考えられている。そのため、未知のタンパク質や細胞がどのように糖鎖を認識しているかを解析することが、生命の仕組みを明らかにする上で重要視されている。

図1 様々な糖類の化学構造

6

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

糖鎖を認識するタンパク質（表1）については、糖鎖を認

糖鎖を用いた生体機能材料の開発

表１ 毒性タンパク質、病原体などが認識する糖鎖の例

識するが抗体ではないものを総称して、レクチンという。植図2 多価効果の発現機構。（a）
糖鎖の多価化合物によるタンパク質との相互作用の増強、（b）
天然の糖鎖多価化合物：ラフト様糖脂質集合体と糖タン
パク質糖鎖の模式図、（C）
糖認識タンパク質の持つ多価レセプターの構造
例：志賀毒素物に含まれるいくつかのレクチンが試薬として販売され、る。また、糖タンパク質糖鎖は樹状構造の糖鎖を持つこ

糖鎖認識のモデルとして深く研究されている。一つの毒とがしばしばで、糖鎖の多価効果が発生しやすい。 更に素ユニットと5つの糖鎖認識ユニットのAB5構造を持つ毒はプロテオグリカン、グリコサミノグリカンなどの生理活性

素タンパク質もレクチンであり、糖鎖を強く認識することが多糖は、多くの糖鎖から構成されている。一方で、糖鎖が知られている。 AB5構造を持つ毒素タンパク質について

集合構造を持っているだけでなく、同時にタンパク質の側は、コレラ菌の産生するコレラ毒素、病原性大腸菌Ｏ１
５
７なも糖鎖と結合する糖鎖結合サイトが、一つのタンパク質中どが産生する志賀毒素（ベロ毒素）、百日咳毒素などがあに幾つか存在することが多く、多価結合による糖鎖―タンる。また、
インフルエンザウイルスをはじめとする各種ウイル

パク質の相互作用の増強を助けている。 例えば、レクチ

スの感染についても、糖鎖とタンパク質の相互作用が大きンであるコンカナバリンA（Man認識タンパク質）では４個く関与している。 細胞については、肝実質細胞と糖タンの糖鎖結合サイトが、志賀毒素では15個の糖鎖結合サイ

パク質糖鎖の相互作用が有名である。

トが、一つのタンパク質に存在している。
天然に見られる糖鎖の多価構造を考えるならば、これらを模倣した分子や材料は利用可能と考えられる。 例

2．糖鎖を用いた材料設計と多価効果

えば、糖鎖の多価化合物としては、糖鎖をペプチドやデン糖鎖の生命現象における働きは見事であり、これを利用ドリマー、ポルフィリン、カリックスアレーンなどを土台としてすることが望まれている。しかしながら、糖鎖とタンパク質

複数の糖鎖が密集した分子が報告されている。一方で、の相互作用は一般にはそれほど大きなものではない。

我々は、糖鎖の多価化合物を設計する上で、高分子の側糖鎖とタンパク質の相互作用は通常では弱く、むしろ、タ鎖に糖鎖を結合させた糖鎖高分子や、薄膜上に自己組

ンパク質との非特異的な相互作用を防ぐ傾向が強い。自織化単分子膜などとして糖鎖を並べた糖鎖薄膜の設計

然界では、これをどのようにして利用しているのであろうか。

と材料化の実験を行っている4）（図３）。 糖鎖高分子や糖一つの糖から発生する相互作用は弱いが、これが2個、
3鎖薄膜は、糖鎖の価数が非常に大きく、天然物に遜色な個・・・10個、20個と積み重なると次第に強くなっていく。このい、またはそれよりも強い相互作用を起こすことができる。

ように糖鎖が集積されることで、強い相互作用を発揮する

更には、高分子や薄膜といった材料特性が付与されることことを多価効果、糖鎖クラスター効果などと呼ぶ （図２）。

が特徴である。 高分子化合物では、高分子として材料を実際に、細胞表面の糖脂質では、“ラフト”
や“カベオラ”と構成する力があるだけでなく、
プラスチック、繊維、金属など呼ばれるような集合構造が存在することが知られていにグラフト（化学結合によって高分子を結合させること）
する

3）

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

7

図3 糖鎖材料の例。糖鎖薄膜、糖鎖修飾金微粒子、糖鎖高分子。

図4 糖鎖高分子の構造式（a）
トレハロース構造を利用した志賀毒素を中和す
る糖鎖高分子、（b）
グロボトリオース型の志賀毒素を中和する糖鎖高分
子、（c）
インフルエンザウイルスを中和するシアリルラクトース結合型の糖
鎖高分子、
（d）
アルツハイマーアミロイドβ タンパク質に結合するグリコ
サミノグリカンモデル型の糖鎖高分子。

ことで、新しい機能を付与した材料とすることができる。ま認識して作用する。我々は、α-ガラクトースを有する、ガラク

た、我々の研究では、糖鎖が結合したビニル化合物（糖鎖

トース型トレハロース（グロボビオースミミック体）
を側鎖に持

高分子モノマー）を調製した上で、ラジカル重合によって高つ糖鎖高分子を合成した5）。この糖鎖高分子と志賀毒素分子を得ている。モノマーを合成した後には、ラジカル開との相互作用を測定したところ、単体の糖鎖では殆ど毒始剤を用いた簡単な反応を利用することで、高分子化合

素に対する結合性が見られないものの、高分子体では強物にしたり、共重合化合物にしたり、表面に高分子を結合く結合することが明らかになった。また、
Gb3糖鎖を持つ高させたりと、多様な材料への展開が可能になる。 最新の分子やデンドリマーでも、志賀毒素と強く結合して、細胞毒

ラジカル重合手法である、
リビングラジカル重合を利用した性を中和することが分かっている6）。 志賀毒素を無毒化

精密な高分子の合成も可能である。

する薬剤は知られていないことから、糖鎖多価体を利用

また、糖鎖の薄膜の場合には薄膜の支持基板に工夫したアプローチは貴重である。 更には、糖鎖高分子のを施すことによって、糖鎖の生体認識性だけでなく、基板の材料形成能を利用して、志賀毒素を除去する透析材料

性質を付与することができる。 金属や半導体、微粒子などの開発が検討されている。 糖鎖高分子を固定化させたを支持基板として用いれば、生体認識性を持つ複合材料

透析材料は志賀毒素を毒素型の差異によらず除去するになる。 金属基板上の糖鎖の超薄膜では、金属の導電ことが可能である7）。 高分子を利用して病原体毒素を血性を生かすことで、電気化学反応を行うことのできる糖鎖中から取り除くことが可能になれば、新しい治療手法とし材料を開発することができる。また、金属基板として、金基て、実現可能かもしれない。

板を用いれば、電気化学反応、水晶発振子
（QCM）
、表面

同様に高分子の側鎖にインフルエンザウイルスと結合すプラズモン共鳴（SPR）
を利用することができる複合材料となるシアリルラクトースを結合させた材料では、
インフルエンザる。 微粒子では、微粒子の光特製、蛍光特性を利用したウイルスと結合性を持つようになった8）。インフルエンザウイ

材料になり、微粒子ゆえの分散性を考えると in situ でのルスはNeu5Acα2-6Gal（ヒト、ブタ）
やNeu5Acα2-3Gal（トリ、

生体観察やセンシングを可能にする材料になる。

ブタ）と結合するが、単独では結合が弱いため、糖鎖高分子を用いた手法は有用である。 糖鎖結合性が明らかにさ

3．病原体と結合する糖鎖高分子

れている各種の病原体（ウイルス、毒素タンパク質、細菌類）
については、糖鎖高分子と結合するものと考えられる。

8

前述のように、糖鎖は様々な生命現象に関与している。

インフルエンザウイルスに限らないが、ウイルスは細菌類よ我々の生命を脅かすような感染症に焦点を絞るならば、糖りもずっと小さく、毒素タンパク質と違って感染によって増殖鎖を用いた材料ではどういったことが可能になるだろうか。

する危険な性質がある（毒素タンパク質は菌体がなければ糖鎖を側鎖に持つ糖鎖高分子では、多価効果に基づい

増えない）
。 実際、
ウイルスの大きさは我々の部屋を一つのて、糖鎖を認識するタンパク質と効果的に作用する（図４）。例

細胞に例えるならば、小さな黒い点のようなものであり、とてえば、毒素タンパク質の一つ志賀毒素（病原性大腸菌Ｏ１57も小さい。人間の感覚で、目の細かく見える繊維を使って

産生毒素）
は、
α-ガラクトースを末端に持つ糖脂質
（Gb3）
を

も、
ウイルスの大きさから考えると障害にはならない。 昨今

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

糖鎖を用いた生体機能材料の開発

世間をにぎわしている、新型インフルエンザについても、通オース）を合成して、
アルキルジスルフィドと結合させた人常のマスクをかけていても、完全に感染を防ぐことはできな

これを金基板とともにインキュベート
工糖脂質を合成し、い。 特定のウイルスと強く結合する糖鎖高分子の基材をして、自己組織化単分子膜を調製した。 自己組織化単利用して繊維や除去カラムを作れば、こうしたウイルスの除分子膜を利用すると、密にパッキングした薄膜を得るこ去も可能になると考えられる。

とができ、細胞表面の糖脂質集合体（ラフト領域など）

また、我々は、現在グリコサミノグリカンという生理活性多と似た構造を取ることから、良好なタンパク質認識場と糖のモデル高分子の開発やこれを用いた材料、デバイスなる。 糖脂質薄膜を結合させた自己組織化膜を水晶の開発を進めている 。グリコサミノグリカン類は硫酸化

発振子に結合させたバイオセンサーを作成し、この薄糖鎖とウロン酸を含む生理活性多糖であり、殆どすべての膜に、志賀毒素をインジェクトした。すると、毒素の添細胞表面に存在して、細胞間のコミュニケーションや活動に加とともに、水晶発振子の振動数が素早く変化して、関係している。グリコサミノグリカンの構造自体は複雑であ1nM程度の毒素溶液で30分以内に振動数の変化がり、これらを全合成しようとするチャレンジは現在も多くの研終了し、毒素を検出できることがわかった。 更には毒究者によって続けられているが、簡単ではない。 我々は、グ素の検出については特異性が高く、志賀毒素以外のリコサミノグリカンが多糖という天然高分子であることから、

牛血清アルブミンなどのタンパク質や、培養混合液など

高分子体として再構築する手法を考えた。グリコサミノグを加えた時には、検出されないことがわかった。同様

リカンに含まれる糖鎖の一つである、6位硫酸化グルコサミにGb3糖鎖と糖構造が異なるラクトースを結合させた基ンやグルクロン酸をアクリルアミド誘導体として、これを重合

板では、志賀毒素の結合は殆ど見られなかった11）。 こ

し、グリコサミノグリカンのモデル高分子を得た。グリコサミのように、Gb3糖鎖を結合させた薄膜上では、細胞表

ノグリカンが関わる生体反応の一つとして、
アルツハイマー面上さながらの厳密な生体分子認識が行われており、病への関与が指摘されており、タンパク質の線維化や抑制

金基板を利用して信号としてとらえることができれば優に関わると考えられている。 種々のグリコサミノグリカンモ

れたバイオセンサーになる
（図５）
。

9）

デル高分子を合成して、アミロイドβタンパク質の凝集を調べた。硫酸化糖を持つ糖鎖高分子については、アルツハイ
マーアミロイドβ（1-40,1-42,25-35）と結合して凝集を抑制する働きがあることがわかった。そして、これらの細胞毒性を減らす働きがあった。グリコサミノグリカンモデル高分子については、硫酸化糖の含有率や糖鎖高分子の分子量によってアミロイドβタンパク質との結合活性が変化した。 多様な働きを持つグリコサミノグリカンの生理活性機能につい

図5 人工糖脂質薄膜を利用した志賀毒素のバイオセンサー。人工糖脂質の構造とバイオセンサーデバイスの仕組み。

て、硫酸化糖鎖の高分子を利用してライブラリーを作成して、再現することができると思われる。グリコサミノグリカ

糖鎖を用いたバイオセンサーで呈される疑問は、抗体とンの働きに応じて、
その他のウイルスや細菌類の感染を防の違いを明確にして、糖鎖薄膜の結合特性を明らかにできぐこともできるかもしれない。

るかということである。 志賀毒素は糖鎖結合サイトが一つのタンパク質に15個と密集していることから、糖鎖認識性

4．病原体を検出する糖鎖材料

8-1）程度であり、通が強い。 実際に結合定数は107-10（M4-1）などに比べると1000
常のレクチンの結合定数103-10（M

糖鎖と病原体の結合性を利用することでバイオセン倍程度も強い。 抗体を用いた分子認識では、同一の手法

サーとして用いることもできる。 金や金微粒子と糖鎖を結で沢山の種類の検体のバイオセンシングが可能になるかも合させた人工材料によるアプローチを紹介したい。

しれないが、
AB5構造を持つような特定の毒素タンパク質

我々は、志賀毒素に対して結合する糖鎖の材料をについては、我々の例にもあるような糖鎖のセンシングに利作成してきた10）。Gb3糖脂質の糖鎖部分（グロボトリがあるかもしれない。 AB5毒素については、病原性大腸

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

9

菌Ｏ１５7の産生する志賀毒素だけでなく、
コレラ毒素や百日方がむしろ多い。

咳毒素などの毒素タンパク質も同様の構造を持っており、

バイオセンシングに使用するような新規の糖鎖修飾ナノ

糖鎖結合サイトを多くもっている。それゆえ、このような毒素材料の開発についても少々述べよう（図６）。 我々は現在、

タンパク質も糖鎖をプローブとした手法によって検出できるも糖鎖薄膜と糖鎖高分子の双方の性質を兼ね合わせた基のと考えられる。コレラ毒素についてはＢサブユニットのリ材として、糖鎖高分子修飾金微粒子の合成と生理活性をガンドがGM1糖脂質であることが知られており、多くの研検討している15）。 糖鎖高分子を合成する際に、ジチオエス究事例がある。GM1をリガンドとして、リポソームやLB膜としテルなどの可逆的付加開裂連鎖移動剤を加えて、リビングて固定化することによって、コレラ毒素を捕らえる基板の調

ラジカル重合を行うと、容易に分子末端にチオール基
（SH

整を行い、
QCMやSPRと結合させることによって毒素を鋭基）を有する高分子を得ることができる。 SH基を持つ糖

敏にセンシングすることができ、検出は数分から1時間程度

鎖高分子は、金基板や金微粒子と結合し、これを修飾すで行うことができると報告されている 。

ることができる。 糖鎖高分子で修飾した金微粒子は、水

12）

また、
アルツハイマー病についても糖鎖を用いた検出法

溶性高分子が結合したことによって、安定的に分散するようの構築を行っている 。 我々はシアル酸を固定化した電になる。そして、糖鎖高分子のタンパク質の強い認識性を極を作成し、電気化学に基づく検出を試みた。シアル酸併せ持つ。 糖鎖認識タンパク質として、各種レクチン（コンカ

は、ガングリオシドなどに含まれる機能性糖鎖であり、
コレラ

ナバリンA、
WGA）
や志賀毒素を加えると、タンパク質に特毒素やアルツハイマーアミロイドβなど多くのタンパク質と結異的な色調変化が観測されることがわかった。また、糖鎖合し、細胞の分化を促す働きなどもあることが知られていを認識する大腸菌や細胞などでも、その相互作用を検出でる。シアル酸を結合させた金基板では、シアル酸を認識すきる。こうした糖鎖修飾金微粒子を用いることで、イムノクロ

るタンパク質と特異的な相互作用を示す。シアル酸を認識

マトグラフィーやSPRを用いた鋭敏な検出デバイスの開発するタンパク質として、
アルツハイマーアミロイドβを加えたとこが可能と考えられる。

13）

ろ、基板上のシアル酸と結合した。このとき我々は、
アミロイ
ドβタンパク質に含まれるチロシン残基の酸化還元シグナ
ルを検出することとした。チロシンはフェノール性水酸基を持つアミノ酸であり、酸化還元反応によって、キノン型になる
ことから、これを検出することができる。シアル酸を結合した基板にアミロイドβを付加していくと、チロシンに基づく
ピークが検出できる。アミロイドβの1μＭの付加でも、チロ
シンに基づくピークが見られる。 10μＭ程度の付加によって、このチロシンの酸化還元ピークは飽和する。一方で、
イン
スリンについてはチロシンをタンパク質中に４つ含むが、糖鎖認識性がないために全く検出されない。

図6 糖鎖高分子を利用した金微粒子の調製。（a）
糖鎖高分子修飾金微粒子の例、（b）
比色測定の様子、（c）
微粒子のタンパク質による凝集の電子顕微鏡観察の様子。

ここまでに示した事例の通り、糖鎖を固定化した基板
では、糖鎖を認識するタンパク質が結合する一方で、糖5．精密な形を有する糖鎖材料

鎖認識タンパク質以外については殆ど結合性を示さな

10い14）。タンパク質の非特異的な結合は、疎水性相互作用

糖鎖高分子や糖鎖薄膜のような糖鎖の多価構造をに大きく左右され、界面周りの水の構造などによって大きく持つ材料は、タンパク質、病原体と強く結合して、すぐれ変わる。 糖鎖を固定化した基板では、疎水性相互作用

た生体機能を持つ。我々はこうした研究事例から、精が大きく抑えられるため、糖鎖以外のタンパク質については

密な糖鎖の多価構造を持つ材料を利用することによって、殆ど結合がみられない。オリゴ糖やデキストラン（グルコー

もっと詳細な生体機能を解析できるものと考えている。

スポリマー）、糖アルコールを固定化した基板はタンパク質や糖鎖を結合させるプラットホームとして、デンドリマーを利細胞が結合しない材料として研究が進められていることの用した上で、これを金基板上に自己組織化単分子膜とTHE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

糖鎖を用いた生体機能材料の開発

引用文献
1）M. E. Taylor, K. Drickamer, Introduction to glycobiology,
Oxford University Press（2003）
2）畑中研一、西村紳一郎、大内辰郎、小林一清、糖質の科
学と工業、講談社（1997）
3）（a）M.Mammen, S.-K. Choi, G. M. Whitesides, Angew.
Chem. Int. Ed. 37, 2754（1998）（ b）Y. C. Lee, R. T. Lee,
Acc. Chem. Res. 28, 321（1995）
4）Y. Miura, J. Polym. Sci. PartA: Polym. Chem. 45, 5031
（2007）
5）Y. Miura, N. Wada, Y. Nishida, H. Mori, K. Kobayashi, J.
Polym. Sci. Part A: Polym.Chem. 42, 4598（2004）
図7 糖鎖結合デンドリマーの合成と多価化合物の構造して精密に固定化させて、QCM,SPRを用いたタンパク質の認識について検討を行っている16）（図７）。
各種の糖鎖デンドリマー（Gal,Man,GlcNAc結合デン
ドリマー）
を金基板に結合させた上で、レクチンとの相互作用やタンパク質の変性などを調べている。レクチンとの相互作用では、レクチンによって糖鎖の認識最適密度が厳然と存在していることがわかった。例えば、コンカ
ナバリンA（Man認識タンパク質）では、デンドリマーの世代の上昇によって糖鎖との相互作用が強くなるが、
RCA120（Gal認識タンパク質）では、第二世代のデンド
リマー固定化界面で最も強い相互作用を示す。こうした厳密な糖鎖構造を固定化した薄膜では、病原体の検出には必ずしも適していないが、機能がまだ分からない
ようなタンパク質の機能を明らかにするのに適している。
生体中で糖鎖認識性がわかったタンパク質やレクチンはまだ多くないことから、こうした糖鎖認識性について解析するツールが有用な働きを果たすと期待される。

6）H.Dohi, Y. Nishida, M. Mizuno, M. Shinkai, T.
Koabayashi, T. Takeda, H. Uzawa, K. Kobayashi, Bioorg.
Med. Chem. 7, 2053（1999）
7）A. Miyagawa, M. Watanabe, K. Igai, M. C. Kasuya, Y.
Natori, K. Nishikawa, K. Hatanaka, Biomaterials , 27,3304（2006）8）A. Tsuchida, K. Kobayashi, N. Matsubara, T. Marumatsu,
T. Suzuki, Y. Suzuki,Glycoconjugate J. 15, 1047（1998）
9）Y. Miura, K. Yasuda, K. Yamamoto, M. Koike, Y. Nishida,
K. Kobayashi,Biomacrimolecules, 8, 2129（2007）10）Y. Miura, Y. Sasao, H. Dohi, Y. Nishida, K. Kobayashi,Anal. Biochem. 310, 27（2002）
11）H. Uzawa, S. Kamiya, N. Minoura, H. Dohi, Y. Nishida,
K. Taguchi, S.-I. Yokoyama, H. Mori, T. Shimizu, K.
（2002）
Kobayashi, Biomacromolecules, 3, 411
12）(a)K. S. Phillips, T. Wilkop, J. J. Wu, R. O. AI-Kayasi, Q.
Cheng, J .Am. Chem. Soc. 128, 9590（ 2006）.(b) P.
Vermette, H. J. Griesser, P. Kambouris, L. Meagher,
Biomacromolecules, 5, 1496
（2004）
13）M. Chikae, T. Fukuda, K. Kerman, K. Idegami, Y. Miura,
E. Tamiya, Bioelectrochemistry, 74, 118（2008）
14）R. Sighavi, Kumar, G. P. Lopez, G. N. Stephanolpoulos,（1994）
D. I. Wang, G. M. Whitesides,Science, 264, 69615）M. Toyoshima, Y. Miura, Journal of Polymer Science
Part A: Polymer Chemistry, 47, 1412
（2009）
16）T. Fukuda, S. Onogi, Y. Miura, "Dendritic SugarMicroarrays by Click Chemistry",Thin Solid Films, inpress

6．おわりに
本稿では、糖鎖材料を用いた生体機能性材料への展開について示した。 糖鎖は、厳密で重要な生理活性を担う分子群であり、タンパク質と結合することを追及するだけでなく、多くの応用や実用化が考えられる。ここに我々が研究を展開している糖鎖材料については多種多様な可能性が考えられるものの、実用化されているものは少ない。 糖鎖材料の機能を、世の中で役立てられるように一層研究に励んでいきたい。

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

11

アレルギー物質を含む食品の検査方法
Testing method for Foods containing Allergic Substances

株式会社森永生科学研究所

営業部

齋藤 恵理子ERIKO SAITO

Sales Division, Morinaga Institute of Biological Science, Inc.

１．はじめに付けられた（なお、えび、かには平成22年6月3日までの猶予期間が有る）。

近年食物アレルギー体質を持つ人は増加の一途を辿っており、
アレルギー症状を引き起こす物質（以下、
アレ

本稿では、特定原材料の表示制度、特定原材料を含む食品検査の概要と開発について述べる。

ルギー物質）を含む食品による健康危害が問題視されている。食物アレルギー体質を持つ人にとって健康危害を

2．特定原材料の表示制度回避するために何よりも重要なことは、原因となる食物を摂取しないことである。そこで、市販食品を容易に選択

食物アレルギー体質を持つ人は、アレルギー物質を含できるよう、食品衛生法によりアレルギー物質を含む食む食品を微量摂取するだけでアレルギー症状を呈する品の表示制度が導入された。

場合がある。こうした食品による健康被害の防止を目的

平成13年3月21日厚生労働省省令第23号「食品衛生として、平成13年に「食品衛生法施行規則」及び「乳及び法施行規則及び乳及び乳製品の成分規格等に関する乳製品の成分規格等に関する厚生労働省令」の一部が省令の一部を改正する省令」
により、症例数及び重篤度改正され、
平成14年4月から表示制度が完全実施されてを基にして食品素材5品目（卵、乳、小麦、そば、落花生）いる。食物アレルギー体質を持つ人はアレルギー物質にが、特定原材料として表示を義務付けられた。この制関する情報提示を通じて、避けなければならない食品素

度施行における表示の検証を行うため、特定原材料の材を含むのかどうかを判断することで、食品を選択でき検査方法が開発され、平成14年11月に厚生労働省医薬るようになった。

局食品保険部長通知食発第1106001号「アレルギー物

日本国内の全年齢における食物アレルギーの原因食質を含む食品の検査方法について」（以下、通知）によ物を図１に示す。原因食物は、鶏卵
（卵）
、乳製品
（乳）
、

り、スクリーニング検査としてエライザ法、確認検査としてウエスタンブロット法とPCR法を用いることが定められた。また本通知により、食品1gあたりの特定原材料由来タンパク質含量が10μgを超える試料は、陽性と判断して指導されることとなった。また、この他に健康被害が見られた19品目が特定原材料に準ずるものとして定められ、可能な限り表示するよう努めることとされた。本
表示制度は適宜見直しが行われており、
平成16年に「バナナ」が特定原材料に準ずるものとして、また平成20年に「えび」および「かに」が特定原材料として表示を義務

12

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

図1 全年齢におけるアレルギー原因食物アレルギー物質を含む食品の検査方法

小麦の順に多く、この3品目で全体の約60％を占めてお

表 2 ガイドラインに準拠している特定原材料の検査法（えび、かに）、果物、そばと続いていり、次いで甲殻類る。この中で発症数の多い卵、乳、小麦、えび、かにと、
重篤度の高いそば、落花生が特定原材料として定められ、食品中に含まれる特定原材料由来タンパク質が10μg/gを超える場合に表示が義務づけられる。一方、果物などは特定原材料に準ずるものとして可能な限り表示するよう努めることとされている（表１）。
表１ 特定原材料と特定原材料に準ずるもの

3.1 スクリーニング検査
スクリーニング検査は定量法を用いて行うこととされており、エライザ法が通知に記載されている。また通知では、検査特性の異なる2種のエライザ法を用いて検査を行うことが記載されている。エライザ法とは、検体中に含まれる
微量の目的物質を、抗体と、酵素標識抗体または酵素標
識抗原を用いて検出する免疫測定法である。エライザ法の一例を図2に示す。エライザ法は、①抗原を高感度で検出することができ、定量性に優れている、②抗原抗体反応の高い特異性により、目的物質の精製や前処理を省略
し粗抽出物で測定できる、③短時間で多数の検体を測アレルギー物質を含む食品の表示は、容器包装され定できる、などのメリットがある。通知に従うと、いずれかのた加工食品および添加物で、流通過程のものにも義務

エライザ法において食品1g中の特定原材料由来タンパク

づけられている。一方で、①食品の容器･包装ではなく質含量が10μgを超える場合、通知別添の判断樹で陽性

運搬容器と見なされる場合、②対面販売や量り売りなどと判定され、特定原材料の表示が必要となる。

注文を受けたその場で飲食料品を製造、もしくは加工し、
一般消費者に直接販売する場合、③容器包装の面積が30平方センチメートル以下の場合、は表示が省略できる。
3．アレルギー物質を含む食品の検査方法
食品中に含まれる特定原材料タンパク質を科学的に検証する方法として、免疫測定法やPCR法が開発され 1,2）、行

図２ 2ステップ・サンドイッチ・エライザ法の原理（例：卵）政機関が行う検査法を統一するため、通知によってスク
リーニング検査（エライザ法）と確認検査（ウエスタンブロット

通知が公布された平成14年当初の測定法 3）では加法とPCR法）が指定されている（表2）。行政機関では通工食品の測定において測定対象タンパク質の回収率が知に則って検査をし、通知別添の判断樹に従い表示の低く、偽陰性となる場合があった。これは、①食品加工確認を行い、必要ならば食品メーカーの指導を行う。一の過程における加熱、加圧等の処理に伴い、測定対象タ

方、食品メーカーでは、これらの検査法に加えてイムノクロマ

ンパク質が変性不溶化し、抽出率が低下する4,5,6）、②加ト法を使用してアレルギー物質の検査を行っている。

工に伴う変性により測定対象タンパク質の構造が変化

以下、各検査方法について述べる。

し、抗体との反応性が低下する、という2つの原因によるもTHE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

13

のであり、
より真の含有量に近い測定値を得るための改PCR法が用いられる。ウエスタンブロット法は㈱森永生科

良が必要だった。

学研究所製モリナガウエスタンブロットキットが、PCR法は

この改良のため、まず抽出液の改良による食品中のタ

オリエンタル酵母工業㈱製アレルゲンチェッカー（小麦、

ンパク質の高回収率化を目指した。一般に不溶化したタ

らっかせい、
そば）、㈱ファスマック製えび、かに検出用プランパク質を溶解させるには、尿素、グアニジン、界面活性イマーが通知に記載されている。なお、ウエスタンブロット

これ剤などの可溶化剤が高濃度で用いられる。しかし、法については抽出液が平成14年当初の組成であり、加らの可溶化剤をそのままエライザ法に適用した場合、抗工食品の抽出が十分ではない場合があるため、偽陰性

原抗体反応が阻害されるため測定前に希釈する必要がが生じる可能性があった。これを改良し、抽出液をエライあるが、尿素、グアニジンによって一度可溶化したタンパ

ザ法と一致させたウエスタンブロットキットが開発され、
平

ク質は希釈により再度不溶化することが多く、不適であっ成21年7月、㈱森永生科学研究所製モリナガFASPEK特た。一方、強力な界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウ

定原材料ウエスタンブロットキットがガイドラインに準拠する

ム（SDS）
は希釈しても可溶化したタンパク質は不溶化せものとして通知された（食安発第0724第1号）。

ず、エライザ測定に応用できた。また、小麦グルテンや卵

3.3 イムノクロマト法

白アルブミンのようにSH基を持つタンパク質は、加工中

特定原材料の自主検査の一例としてイムノクロマト法がにS-S結合で重合不溶化する場合があることから、S-S

挙げられる。イムノクロマト法はインフルエンザの診断や妊結合を開裂し可溶化を促進させるため、SH還元剤であ娠検査薬に用いられ、簡便かつ迅速に使用できるため、

る2-メルカプトエタノール（2-ME）を用いることとし、SDS/2-

工場での製造ライン洗浄前後の確認検査やエライザ法にMEを含む抽出液を開発した。

供すべき検体のスクリーニング検査に用いられている。

SDS/2-ME抽出液を用いてタンパク質を抽出した場合、イムノクロマト法はサンプル溶液を供与した後、判定部

食品中の未変性タンパク質、変性タンパク質いずれも抽出のラインの有無を確認することで陽性・陰性を判断する定液成分により変性するため、未変性抗原を免疫して作製性試験法である。このラインは、毛細管現象により検体がした抗体では反応性が低く、高感度な測定系を構築する

メンブレン上を移動し、検体中の抗原と着色粒子（金コロイ

ことが困難だった。これを解決するために、SDS/2-MEでドや着色ラテックス標識が一般的）
標識抗体および補足変性させたタンパク質を免疫し、反応系に適した抗体を抗体の3者により抗原抗体反応複合体が形成されること用いることで、測定系の構築に成功した 。回収率を大で出現する。原理を図3に示す。テストスティックの滴下部幅に改善したエライザ法は、厚生労働省の平成17年11月に測定溶液を滴下すると、着色粒子標識抗体が溶解す

10日付の改正通知（食安発第1011002号）に記載された。

ると共に測定溶液中に存在する特定原材料由来タンパ

通知に準拠しているエライザ法は、卵･乳･小麦･そば･落ク質と結合し、複合体を形成する。この複合体は、毛細花生測定においては、㈱森永生科学研究所製モリナガ

管現象により移動し、テストスティック中央の判定部に固定

FASPEK 特 定 原 材 料 測 定キット、及び日本 ハム㈱ 製化された抗体に補足されて、赤紫色のラインとなって判定

7,8）

FASTKITエライザVer.Ⅱシリーズ、えび･かにでは㈱マルハ
ニチロ食品製甲殻類キット「マルハ」及び日水製薬（株）製FAテストEIA-甲殻類「ニッスイ」
がある。
3.2 確認検査（ウエスタンブロット法、PCR法）
行政機関では、通知別添の判断樹に従い、特定原材料の表示がなく、スクリーニング検査で陽性、製造記録で特定原材料使用の記載がない場合には、確認検査を実施することとなっている。確認検査は定性検査を用いて行うこととされており、ウエスタンブロット法、PCR法が通知に記載されている。卵、乳についてはウエスタンブロット法が用いられ、小麦、落花生、そば、えび、かにについては

14

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

図３ イムノクロマト法の原理（例：卵）アレルギー物質を含む食品の検査方法

部に現れる。測定溶液中に特定原材料由来タンパク質ており、このようにして開発された亜硫酸ナトリウムを用いたが存在しない場合は、判定部にラインは現れない。

抽出液は特定原材料測定キットの使い勝手を飛躍的に高めるものとして期待される。

4．改良抽出液を用いた測定系の開発

4.2 SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた短時間エライザ法の開発
通知に準拠しているエライザ法は、検査結果を得るまで

平成20年7月1日にエライザ法で使用している還元剤の足かけ2日間を要するため、検査時間の短縮が望まれて2-MEが医薬用外毒物に指定されたため、使用現場でのいる。この2日間とは、①12時間以上のサンプル抽出液調

毒物取扱や管理、廃液処理の問題などが生じた。また、

製時間と、②2時間程度のエライザ操作時間より成る。検2-MEは臭気が強く、以前より食品工場内での使用に抵

査時間の大幅な短縮化には抽出液調製の時間短縮が抗感が出ていた。これらの問題の回避を目的として、我々不可欠と考え、抽出液調製の短時間化に開発の焦点をは新しい抽出液の開発を行った。

あてた（以下短時間抽出法と略）。短時間抽出法は図4に新抽出液の開発にあたり、示すように、
12時間以上の往復浸とうによる抽出作業を①①通知準拠のエライザ法で用いられている抽出液と同等

ボルテックスミキサーで30秒間攪拌し検体を均質に分散レベルの性能を有する

後、②100℃の湯浴で10分間加熱する方法を行った。通

②使用者にとって安全で使いやすい

知準拠の方法と、
SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた③環境負荷が少ない

短時間抽出法を用いて特定原材料タンパク質10μg/gをという3点を解決することを目標とした。

含むモデル加工食品の回収率を比較した結果を図5に4.1 新しい還元剤を含む抽出液の開発示す。SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた短時間抽出

SDSは、洗剤や歯磨き粉に使用されており毒劇物にも指定されていないことから環境負荷が少ないと考え、この法は、通知準拠の方法と同等の抽出効率が達成され、短時間抽出法が適応可能なことが示された9）。

使用を前提とし、医薬用外毒物である2-MEに代わる還元剤の探索を行うこととした。SDS/2-ME抽出液と同等の効率を有する抽出液を検討するため、各特定原材料タ
ンパク質10μg/gを含むモデル加工食品をSDSと各種還元剤を含む抽出液で抽出し、㈱森永生科学研究所製モリナガFASPEK特定原材料測定キットを用いて回収率を測定した結果、亜硫酸ナトリウムを用いた場合、2-MEを含む抽出液と同等の抽出効率が得られることが示された。次に、SDS、亜硫酸ナトリウムの至摘濃度を検討した

図４ 抽出法の比較

ところ、SDS 0.6%、亜硫酸ナトリウム 100mMが最適濃度であることが明らかとなった9）。
亜硫酸ナトリウムと2-MEの法規制・安全性の比較を表3に示す。亜硫酸ナトリウムは食品添加物としても利用され
表３ 亜硫酸ナトリウムと2-MEの比較

図５ SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液による短時間抽出法の検討

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

15

4.3 SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いたイムノクロマト法の開発

5. まとめ

我々の現行のイムノクロマトキットは、改良前のエライザ法と同じ抽出液を使用しているため回収率が低く、偽陰性アレルギー物質を含む食品の検査は、抽出液の改良判定となる場合があった。また、SDS/2-ME抽出液は金コや使用する抗体の調製法の改良により偽陰性反応が減ロイドを用いたイムノクロマトに適用すると、偽陽性反応を少し、検査精度が大幅に向上した。このことにより、特定示すため応用することはできなかった。この偽陽性反応

原材料管理のレベルが向上し、食物アレルギー体質を持回避を目標として、先ほど述べた通知準拠と同等の結果

つ人へ、より正確な情報を提供することが可能となった。

を得られるSDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を検討した。

一方で、食品メーカーでは、入手可能なデータを基にしまず、SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液により偽陽性反応ていかに食品中の特定原材料を管理していくかが重要とが示されるかどうか検討したところ、判定部にラインの出なる。そのためには最終製品での特定原材料タンパク質

現は確認されず、使用可能と判断された。

の含量確認はもちろんのこと、原材料や中間製品での混

次に、市販食品3種類について、現行のイムノクロマト

入、
ライン切り替え時の汚染など全工程で発生するリスク法とSDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた新イムノクロマの改善が必要である。各検査法を活用し、効率のよい工ト法、通知準拠のエライザ法を用い小麦タンパク質を測程管理の手法を構築することが、安定な製造、さらには定した結果を図6に示す。現行のイムノクロマト法では小企業価値の向上につながると考える。

麦を含む食品であるにもかかわらず偽陰性と判定されたが、SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた新イムノクロマ
ト法では偽陰性はなく、さらに通知準拠のエライザ法による測定値とも良い相関を得ることができた10）。

引用文献
1）Fergus M. Clydesdale et al., Critical Reviews in Food
Science and Nutrition, 32(3), 197-229, (1992)
2）R. E. Poms et al., Food Additives and Contaminants,
21(1), 1-31, (2004)
3）本庄勉：食品工業, 45(14), (2002)
4）Carmen D. Westphal et a l., J our na l of AOAC
International, 87(6):1458-1465, (2004)

図６ SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いた新イムノクロマト法の検討

現行のイムノクロマト法は、原材料や未加工食品の製造ラインの洗浄確認等に用いられているが、この度我々が開発したSDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を用いる新イム
ノクロマト法は、今まで測定が困難だった以下の工程でも用いられると考える。
①加工された中間製品、最終製品中の特定原材料の確認②加工食品製造ラインの洗浄確認
SDS/亜硫酸ナトリウム抽出液を広く用いることで、未加工原材料から高度に加工された最終製品まで応用可能なイムノクロマト法が開発されたこととなり、工程管理が容易となり、最終製品への特定原材料混入のリスクを大幅に減らすことが可能になると考える。

16

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

5）Roland E. Poms et al., Mol. Nutr. Food. Res., 48, 459464, (2004)
6）Christiane K. Faest e et a l., J our na l of AOAC
Internationa l, 90(2), 427-436, (2007)7）Y. Watanabe et al., Journal of Immunological Methods,300, 115-123, (2005)8）油谷賢一 他：アレルギーの臨床, 26 (6), 72-77, (2006)
9）伊東花織 他：第97回日本食品衛生学会学術講演会,(2009)
10）鶴間理恵子 他：第15回日本食品化学学会総会・学術大会, (2009)

胃型粘液を発現する病変：子宮・肺・卵巣・膵胆道系
Various lesions expressing gastric phenotypes; uterus･ lung･ ovary･ pancreatic-･ bile duct

市立岡谷病院病理診断科

石井 恵子
KEIKO ISHIIDivision of Diagnostic Pathology, Okaya City Hospital

1．はじめにえます。機能的には表層粘膜からは表層細胞型ムチンが、固有腺からは幽門腺細胞型ムチンという性状の異な著者は長年、体中の粘液細胞の研究を組織化学的にる2種類の粘液が分泌されています。これらはどちらも中行って参りました。そうしましたところ、胃以外で胃型の粘液を性であるためAB/PASでは赤紫に染まり区別ができませ発現している病変に出会い報告して参りました。なぜ“胃型”

んが、表層細胞型ムチンはPAS変法のgalactose oxidaseにこだわるのかと言いますと、胃型の病変は異型が乏しく病

cold thionin Schiff（GOCTS）
およびMUC5ACに反応し、一

理診断の際見過ごされてしまいがちですが、胃の粘液という方、幽門腺細胞型ムチンはレクチン染色のparadoxicalのは体内で唯一中性であり、組織化学染色を行うと一目瞭

Concanavalin A staining（PCS）
でⅢ型の反応を示し、然となるからです。さらに胃固有腺粘液の特異糖鎖に対する

HIK1083（関東化学）やMUC6が陽性となります（図２）。

抗体を利用した凝集反応を開発し、より簡単に胃型粘液を

ちなみにMUC5AC,MUC6等のMUCシリーズはコアタン

検出する方法を完成させましたので合わせてご紹介致します。

パクに対する抗体で、特異糖鎖に対する抗体である
HIK1083と異なりどちらも胃に特異的と言う訳ではありま

2．粘液とはせん（写真３、20ページ）。

粘液とは生化学的には糖とタンパク質が結合した複合糖質であり、組織化学的には酸性度の違いから中性ムチンと酸性ムチンに分けることができます。酸性であった場合は、
さらにシアロムチンと硫酸基を持つスルホムチンに分けられます。３者は組織化学染色であるAlcian blue pH2.5/PAS（AB/PAS）
およびHigh iron diamine/Alcian blue pH2.5（HID/AB）
により染め分けが可能です。粘液のうち正常組織で中性を示すのは胃粘膜と十二指腸のブルンナー腺のみ

図1 上皮性ムチンの組織化学的分類と正常組織における分布で（図１）、迷入・反応性（化生）のものを含めても従来は消化管系である食道・小腸・膵胆道上皮に限られていました。
3．胃型の粘液とは
胃粘膜は形態的には表層粘膜と固有腺という２方向分化を示すのが特徴で、化生や腫瘍ではこれを類器官分化と呼び、この構造が見られたら胃型の形質発現が疑図2 胃型の形質発現とは…

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

17

悪を問わず胃型粘液が検出される頻度は0.013%でした7）。

4．胃型の形質発現を示す病変

5.2.1 胃上皮化生
胃以外で胃型の形質を発現する病変・変化としては、十二Pap染色において、子宮膣部や頚管部のスメア上にピンク

指腸や小腸の再生上皮、膵胆道系の幽門腺化生/過形成

調で異型の無い頚管腺粘液細胞と同時に黄色調粘液細/腺腫/腺癌、卵巣の粘液性嚢胞腺腫/腺癌 、粘液性肺8）胞が出現している場合をtwo-color pattern（写真６、20ペー

および子宮頚部の胃上皮化生/過形成（写真４3）、
胞上皮癌 2）と言い、その黄色調粘液細胞に異型が無くてもスクリー
ジ）

20ページ）/悪性腺腫 等があります。このうち肺・子宮頚部はニングで拾い上げる必要があります。ただし、黄色調の粘細胞診でのスクリーニングの対象となることが多い部位で特に液細胞集塊が単独で見られる場合は染色液の問題もあり、重要です。これらの病変であった場合、胃型であるが故に出すぐに胃上皮化生様細胞と断定することはできません。組

現する細胞には共通の特徴があります。第一に、粘液含有

織上ではAB/PASを行うと赤紫に染まり青く染まる頚管腺と量が乏しく異型が明らかで浸潤を示す腺癌であっても、程度の違いが一目瞭然ですが、HE染色でも良く見ると頚管腺との差はあれ化生としか表現ができない異型を欠く腺管や腺

胃上皮化生腺管とは細胞質の染色性にtwo-color pattern腫様の異型が軽度な腺管と共存することが多いという事。第が見られ、前者は好塩基性で灰色調ピンクに見えます。

二に、健常の胃が腸上皮化生を起こすのと同様、しばしば

5.2.2 Lobular endocervical glandular hyperplasia(LEGH)

杯細胞が特徴的な腸型の腺管の共存を認めるという点です。

1999年に提唱された子宮頚管腺の過形成 9）ですが、

1）

4）

既存の頚管腺の単なる過形成で無く、前述の胃上皮化生
細胞あるいは腺管が肉眼的に認識できる面積（組織標本

5．胃型粘液細胞/腺管の特徴

上）あるいは体積（画像上）を持って限局性に増殖した病
5.1 共通の特徴

変で、小葉構造と表現される胃粘膜の類器官分化を示す

形態的には胃型の形質を発現する粘液細胞/腺管は、悪ことが特徴です。つまり導管様の大型拡張腺管と、それを性のものであっても異型が乏しいことが特徴で、強拡でそ取り囲む様に小型腺管が小葉状に分布します。前者が胃の細胞あるいは腺管だけ見たら癌であると断言できない事の表層粘液細胞を、後者が固有腺（幽門腺）細胞を模倣がしばしばあります。具体的には核/細胞質
（N/C）
比が低

しており、AB/PAS では一様に赤紫に染まり、HIK1083は後いことが大きな要因で、浸潤性増殖や転移をもってしないと者でしばしば陽性となります10）。子宮においては「腺腫」と悪性と言えない症例が存在します。（子宮頚部の悪性腺腫

言う独立した概念が無く、シアロムチンの発現を伴う軽度がその典型：写真５、20ページ）。ところが組織化学的に異型が見られるものを現在は異型 LEGH あるいは異型化は、化生細胞は中性ムチンを含むためAB/PASで赤紫に、生と診断していますが、他の部位に発生する胃型病変と同細胞診で用いるパパニコロウ（Pap）
染色では黄色調に染ま様に腫瘍化と考えるべきで、分子生物学的な研究からもるのに対し、腫瘍化するとシアロムチンが発現して来るため悪性腺腫の前駆病変の可能性が指摘11）されています。

AB/PASでは青味が増し、Pap染色ではオレンジ調となりま5.2.3 悪性腺腫

。この様に形態に組織化学所見をす （写真６、20ページ）
5）

加味するとより正確な細胞の同定が可能となります。

しいにも関わらず予後不良とされてきた特異な腫瘍ですが、1998

5.2 子宮頚部

年に著者は、胃型の形質発現を示し異型を欠く胃上皮化生

元来粘液細胞で覆われた子宮頚管上皮は、シアロムチン様腺管や一部に異型が明らかとなった癌化や浸潤を伴う12）こと同じ酸 性ムチンであるスルホムチンを優 位に含むためとを報告しました。異型が乏しいため浸潤性発育あるいは転AB/PASやPap染色の色が腫瘍化腺管と類似して見えます。
と移を持ってしないと悪性と診断できないこともあります。形態的

ころが染色性を良く見ると頚管腺はAB/PASで細胞質内及には異型が乏しくても上記の通り粘液の性状で胃上皮化生あび頚管に分布する腺がびまん性均一に染まるのに対し、腫るいは頚管腺と鑑別ができますが、胃上皮化生が共存してい瘍化すると粘液顆粒が変形・減少するため 、腺管同士ある場合も少なく無く、表面の細胞診あるいは組織診だけで診

るいは細胞質内においてもしばしば染色性が不均一となる点

断をつける事は困難です。N/C比が低くても乳頭状構造や粘が鑑別のポイントです。ちなみに子宮膣/頚部細胞診にて良液顆粒の減少が見られたら少なく
とも腺腫を考えます。HIK1083

6）18

1870年に独のGusserowにより初めて記載された異型が乏THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

胃型粘液を発現する病変：子宮・肺・卵巣・膵胆道系と特異的に反応する胃のムチンは、悪性度が増すにつれて乏型粘液を証明することが可能です（写真11、21ページ）。ただ

しくなります。頚管腺、幽門腺化生腺管および悪性腺腫の組し、陽性であっても良悪の鑑別はできません。子宮頚部の分織化学所見を図３、写真７（21ページ）にまとめました。

泌物の他に喀痰・胸水・腹水でも検査ができ、特に担癌患者

5.3 肺の胸腹水で陽性であった場合には癌の播種を指摘できます。

胃型の形質発現をする肺癌（写真８、21ページ）
は肺胞領域に発生するので組織学的には気管支腺および気管7．おわりに支杯細胞との鑑別は容易です。一方、擦過・洗浄と言った
気管支・肺胞細胞診では気管支杯細胞との鑑別が問題と胃以外で“胃型”の性格を示す病変をご紹介してきましなります。この場合、集塊中に繊毛上皮が介在し粘液がたが、本家本元の胃の腫瘍（腺腫・癌）は実は“腸型”がPap染色でピンク調であれば気管支杯細胞、異型が乏し多く、加齢とともに起こる化生も“腸型”というのが逆に興くても黄色調の一様の粘液細胞であれば胃型肺癌を疑い味深い事実です。

ます（写真９、21ページ）。肺の場合は子宮頚部と違い胃上皮化生を独立させていないので、成人でHIK1083が陽性であれば癌と診断できます。このタイプの癌は細気管支肺胞上皮癌の形態をとり、進行しても腫瘤形成をし難いため
画像上は炎症との鑑別が困難です。さらに経気道性播種を肺内に来たし易く、再発もしばしば見られるという特徴を持ちます。粘液型肺胞上皮癌の約6割はこのタイプです。
5.4 卵巣
卵巣に発生する粘液性腫瘍の約6割に胃型粘液の形
質発現（写真10、21ページ）
が見られます。粘液性嚢胞腺腫の場合、内頚管腺型との鑑別は、腸型の杯細胞の混在を認めれば胃腸型である場合が多く、杯細胞が無くても類器官分化を示せば胃型で、一見内頚管腺型に見えてもAB/PASで粘液の染色性が多彩であれば胃型の可能性が高く、HIK1083が陽性であれば間違い無く胃型です。
5.5 腹膜偽粘液腫
しばしば卵巣由来か虫垂由来かが問題となりますが、虫垂由来のものは胃型の形質発現が無いため、胃型の形質発現が見られたら卵巣由来と考える事ができます。
5.6 膵胆道系
胆嚢を除く膵胆道系（Vater乳頭部、総胆管、肝門部胆管、極く太い膵管、胆嚢管など）には元々胃型の形質発現を示す附属粘液腺が存在します（HIK1083陽性）が、AB/PASで純粋な中性を示すことは少なく、酸性ムチンであってもすぐに腫瘍性と考えることはできません（中性であれば腫瘍は否定的）。

引用文献
1）Shiozawa, T., Tsukahara, Y., Ishii, K. et al. Histochemical
demonstration of gastrointestinal mucins in ovarian mucinous
cystadenoma. Acta Pathol, 42:104-110 (1992)
2）Honda, T., Ishii, K., Ota, H. et al. Mucinous bronchioloalveolar
carcinoma with organoid differentiation simulating the pyloric
mucosa of the stomach. Clinicopathological, histochemical andimmunohistochemical analysis. Am J Clin Pathol, 109:423-430(1998)
3）石井恵子．子宮頚部腺癌の診断と治療- 扁平上皮癌とどう異なるのか？
（病理診断）
子宮頚部悪性腺腫の新しい見方 その解釈とスクリー
ニング法、および診断の進め方．産科と婦人科, 69:1161-1166 (2000)
4）Gusserow, A.L.S. Ueber Sarcoma des Uterus. Arch Gynakol, 1:240251 (1870)
5）Ishii, K., Katsuyama, T., Ota, H. et al. Cytologic and cytochemical
features of adenoma malignum of the uterine cervix. CancerCytopathology, 87:245-253 (1999)
6）Ishii, K., Hidaka, E., Katsuyama, T. et al. Ultrastructural features of
adenoma malignum of the uterine cervix -Demonstration of gastricphenotype-. Ultrastruct Pathol, 23:375-381 (1999)
7）石井恵子 他．子宮頚部擦過細胞診に出現した黄色調粘液細胞の頻度と臨床病理学的意義.（抄録）日臨細胞誌, 39:149 (2000)
8）石井恵子 他. 異型のない黄色粘液細胞の出現が発見のきっかけとなった子宮頚部悪性腺腫の２例. 日臨細胞誌, 39:99-103 (2000)
9）Nucci, M.R., Clement, P.B., Young, R.H. Lobular endocervicalglandular hyperplasia, not otherwise specified: a clinicopathologic
analysis of thirteen cases of a distinct pseudoneoplastic lesion andcomparison with forteen cases of adenoma malignum. Am J Surg
Pathol, 23:886-891 (1999)
10）Ishii, K., Ota, H., Katsuyama, T. Lobular endocervical glandular
hyperplasia represents pyloric gland metaplasia? Am J Surg Pathol,
24:325 (2000)
11）Kawauchi S, Kusuda T, Liu XP. et al. Is Lobular Endocervical
Glandular Hyperplasia a Cancerous Precursor of Minimal Deviation
Adenocarcinoma?: A Comparative Molecular-genetic and
Immunohistochemical Study. Am J Surg Pathol , 32:1807-1815(2008)

6．HIK1083 標識ラテックス凝集反応 13）12）Ishii, K., Hosaka, N., Toki, T.et al. A new view of so-called adenoma
malignum of the Uterine Cervix. Virchows Arch, 432: 315-322(1998)

細胞自体が含まれていなくても、胃幽門腺型粘液細胞か

13）Ishii, K., Kumagai, T., Kurihara, M. et al. New screening method foradenoma malignum: latex agglutination test with a new monoclonal
antibody, HIK1083. Clin. Chim. Acta , 312:231-233 (2001)

ら分泌された粘液が含まれていれば免疫染色よりも容易に胃THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

19

20

写真1 胃粘膜 AB/PAS

写真4 幽門粘膜（右）様類器官分化を示す子宮頚部病変

写真 2 大腸粘膜 HID/AB

写真 5 リンパ節へ転移した子宮頚部悪性腺腫

写真3 胃幽門粘膜の２方向分化（HE,GOCTS/PCS,HIK1083,MUC6）

写真6 AB／PASとパパニコロウ染色

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

胃型粘液を発現する病変：子宮・肺・卵巣・膵胆道系

図3 頚管腺・幽門腺化生腺管・腺腫の組織化学

写真9 気管支擦過細胞診（パパニコロウ染色）

写真7 子宮頚管腺・幽門腺化生・腺腫の染色性写真10 卵巣の粘液性嚢胞腺腫の染色像

写真8 粘液型肺胞上皮癌の染色像

写真11

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

21

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（27）ルドルフ・フィルヒョウ
Scientists and Engineers in German Stamps (27). Rudolf Virchow
筑波大学名誉教授

原田馨

KAORU HARADA
Professor Emeritus,University of Tsukuba.

ルドルフ・フィルヒョウ
ルドルフ・
フィルヒョウ（Rudolf Virchow, 1821-1902）、
ドイツの生
理学者、病理学者、政治家。
フィルヒョウは、19世紀後半のドイツにおける医学関連の学問の発展期に活躍した科学者であった。彼の専門領域は解剖学、生理学、病理学、公衆衛生学、社会医学、人類学などであり、細胞病理学の基礎を作った人であった。政治的には
自由主義者であり、プロイセン政府に異を唱えた。
フィルヒョウは、ヘルムホルツと同様にベルリンの陸軍軍医学校に学び、ベルリンの医学コンプレックスであるシャリテーで研究を行い、ベルリン大学講師を経て、ヴュルツブルク大学病理学教授となり、次でベルリン大学病理学教授となった。1862年には政治家を志し、時の宰相ビスマルクの軍国主義的政治に強く反対した。1863年にはドイツ人類学会を設立し、またすべ
シャリテーの医学歴史博物館に展示されているフィルヒョウ
の肖像画
シャリテー（Charite）：現在はベルリン・フンボルト大学に属す。広大な敷地の中にさまざまな医学研究・医療関連施設を持ち、300 年の歴史を誇るドイツ最大の医学コン
プレックス。

ての病気は細胞の形態的、機能的、栄養的変化によるものであると考え「すべての細胞は細胞から」と云う細胞病理学説を唱えた。フィルヒョウは、このように学問の領域においても、また一般社会または政治の世界においても言動が積極的な自由主義者であった。ビスマルクは、フィルヒョウのあまりに激しい
政治的攻撃に怒り、フィルヒョウに対して決闘を申し込んだほどであった。
ベルリンのシャリテーにある病理学研究所は、戦後フィルヒョ
ウが集めた資料を展示していたが、1997年頃から「医学歴史博物館」と改名して展示している。種々の興味ある資料の展示があるが、素人には気持ちの悪くなるような資料の展示もある。
フィルヒョウの病理学の講義室が爆撃で破壊されたまま完全には修復されず、講義室として保存されている。これは連合軍

ヨハネス・ミューラーの肖像写真

22

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

が病院を爆撃したことに対する無言の抗議である。

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（27）ルドルフ・フィルヒョウ

シャリテーの南門の小広場に、フィルヒョウの大きな記念碑（戦う男の像）がある。フィルヒョウの墓はベルリンのアルターにあり、墓石は暗色の大きな石板であり、鉄の柵で囲まれている。
聖マティウス教会墓地（Alter St．Matthaus Kirchhof）
ドイツにおける19世紀の病理学の創始者ヨハネス・ミューラー（Johannes Muller, 1801-1858、生理学者）
についても一言したいと思う。ミューラーは、ライン河畔の都市コブレンツに生まれた。聖職者になろうとしたが、生理学を専攻し、広範な領域について学び、研究を行った。特に「視」神経の研究を行い大きな成果を得た。フィルヒョウはミューラーの弟子の一人であった。
ミューラーは、フィルヒョウと同じシャリテーで研究を行いベルリン大学の教授であった。東ドイツが西ドイツに統一されるまでシャリテーの病理学教室の前にはミューラーとフィルヒョウの大理石の胸像が向き合って設置されていたが、今は風化を避けて両者とも屋内に保存されている。
ミューラーは、実験的客観的な生理学教科書を著作し、新しい生理学の成立に貢献した。教育者としても優れた人
物であり、ミューラーの学生にはフィルヒョウのほか、
T. シュヴァン（Theodor Schwann, 1810–1882）
、
デュ
・ボア
・レイモン
（Emil Du
Bois-Reymond, 1818–1896）、H. ヘルムホルツ（Hermann Helmholtz, 1821–1894）
ら高名な生理学の建設者がいた。
※本稿に掲載の写真は、著者の撮影によるものである。

1990年頃まで病理学教室前に立っていたフィル
ヒョウの大理石像。現在は医学歴史博物館の室内に保存されている。

病理学教室前にフィルヒョウの胸像と向かい合って立っていたミューラーの大理石像

フィルヒョウのレリーフ（シャリテー南門のはずれのルィーゼン通りにある戦う男の像の台座に刻まれている）

ベルリン、アルター聖マティウス教会墓地のフィル
ヒョウの墓

シャリテーに展示されている解剖を担当しているフィルヒョウの銅版画

THE CHEMICAL TIMES 2009 No.4
（通巻214号）

23

ドイツの切手に現れた科学者、技術者達（27）ルドルフ・フィルヒョウ

シャリテー南門のはずれのルィーゼン通りにある戦う男の像は病気と医学を象徴している

ベルリン、シャリテー設立250年記念切手。1960年、DDR発行

フィルヒョウのベルリン有名人切手の中の一枚。
1952年／53年、ベルリン発行

フィルヒョウ生誕150年記念切手。
1971年、DDR発行

編

表紙写真
ヒメサユリ
（姫早百合・ユリ科ユリ属）
ヒメサユリは、背丈が 50ｃｍ前後。6月から7月にかけ、ピンクの美しい花を咲かせる群生は見事で、その可愛らしさから大変人気があります。自生地は新潟、山形、福島、宮城県のごく限られた山地のみで、昭和30 年代までは大きな群生が見られたものの、今では絶滅危惧種にも指定され、各自治体でもさまざまな繁殖・保護活動が行なわれています。表紙写真は新潟・福島県境の浅草岳（あさくさだけ・
1586ｍ）頂上付
近での撮影ですが、各地の花の時期には多くの愛好者が訪れています。(写真と文 北原音作)

ベルリン、自然博物館の２階部分に立っているミューラーの立像

集

シルバーウィーク、今年は思わぬかたちで5連休となりましたが、読者の皆様はいかが過ごされましたか。春のゴールデンウィークに対して、敬老の日を含む連休であったためシルバーウィークとしたとの話もあるようです。
さて、次のシルバーウィークの連休は、何時になるのでしょうか。秋分の日が、国立天文台での天文計算によって決められる休日ですので、あくまでも予測ですが5連休とすると、次は2015年、その次は2026年まで待たなければならないようです。これではシルバーウィークと呼ぶより、プラチナウィークとしたほうが良いのかもしれません。
本誌は、1950年3月の第1号発行以来、来年で

C K

後

記

創刊六十周年を迎えます。論語で は 六十は、
「耳順」
（理にかなうことなら、聞いてすぐ理解できること）とされています。ケミカルタイムズも六十周年に向けて、より分かり易い内容でお届けできるよう一層努めてまいります。
本号では、ＤＮＡ、タンパク質に次ぐ第３の生体成分として、関心を集めています糖鎖に関するい
くつかの論文を掲載させていただきました。今後とも、本誌をご愛顧戴きますようお願いします。
なお、掲載を予定していました「新しい銀イオ
ンクロマトグラフィー用HPLCカラム“Silver column
KANTO”の開発（2）」は、次号に掲載させていただきます。

〒103-0023 東京都中央区日本橋本町3丁目2番8号
電話（03）3279−1751 FAX（03）3279−5560
インターネットホームページ http://www.kanto.co.jp
編集責任者 簗島 功
平成21年10月1日 発行「無断転載および複製を禁じます。」