hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん化療法処方設計支援システムの構築

まず、血中イリノテカン、およびゲムシタビンについて代謝物も同時に測定可能な分析法を構築した。本研究に対する同意を取得できた患者を対象とし、血中濃度を測定し、薬物動態学的パラメーターを求めた。いずれの患者においても副作用の発現は認められなかった。一方、膵癌細胞の培地中にゲムシタビンを添加し、細胞内および培地中のゲムシタビン、および代謝物であるdFdU濃度を計時的に観察したところ、非感受性細胞のゲムシタビンの取り込み、ゲムシタビンからdFdUへの代謝、あるいは細胞外への排泄が亢進している可能性が示された。本研究は、がん化学療法における抗がん剤および代謝物の薬物動態学的解析と薬剤関連因子のSNP解析、治療効果や副作用情報ならびに臨床所見を組み合わせたデータベースを構築し、患者のクラスター分類可能なパラメーターを見出し、これを用いる投与設計支援システムを構築することを目的とする。これに向けて、まず、抗がん剤の代謝物を含めた測定系の確立を大腸癌治療に用いられるイリノテカン、ならびに膵癌治療に用いられるゲムシタビンの代謝物を含めた一斉定量法を確立することとした。まず、臨床検体の前処理法、HPLCによるカラム選択、検出法、移動相等の条件について検討した。その結果、イリノテカン濃度測定については、血清を用いて、アセトニトリルを加えて除タンパク操作後、その上清を用いることとした。イリノテカンおよび代謝物の検出には蛍光検出器(励起波長355nm、蛍光波長515nm)を用いた。分析カラムにはODS系カラムを用い、移動相には、20mMリン酸/アセトニトリル(95:5,v/v)と20mMリン酸/アセトニトリル(5:95,v/v)を使用し、グラージェントモードで分析を行った。一方、ゲムシタビンの代謝物を含めた測定には、同様に血清にアセトニトリルを加えて除タンパク操作後、その上清中の夾雑物を除く目的で、固相抽出カラムにて通導した。分析カラムにはODS系カラムを用い、移動相として10mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.5)/メタノール(98:2,v/v)を用いてUV 265nmをモニターした。両測定法について分析法バリデーションを実施したところ、いずれもRSDおよびREがともに±15%以内となり、これらの測定法が真度および精度に優れた定量法であることが明らかとなった。そこで、患者検体の血中濃度測定を開始した。「がん」は、1980年代より日本人死因原因の一位となった。それに伴い、がん治療の進展は目覚ましい。しかしながら、個々の患者に目を向けると治療効果が認められない場合は基より、副作用(血液毒性、肝毒性、腎毒性、神経毒性等)による休止または中止されるケースが多々見受けられる。プロトコールに沿った標準治療において抗がん剤の効果や副作用の発現の程度、すなわち薬剤反応性には著しい個体差が認められる。この原因の一つに薬剤反応性を規定する薬物動態関連因子や薬物標的分子の遺伝子多型が考えられ、一部の薬剤では一塩基多型(SNP)等の遺伝子多型と薬剤反応性の関連が示されているが、全てが明らかになっていない。そこで、本研究では、がん化学療法におけるレジメン毎に抗がん剤の血中濃度と薬剤関連因子の遺伝子型、治療効果、副作用情報ならびに臨床所見等を入力しデータベースを構築する、次いで、抗ガン剤の「効く患者」「効かない患者」あるいは「副作用の発現する患者」「副作用の発現しない患者」が、どのような因子によって規定されているかを明らかにする。次に抽出された因子に基づいて投与設計ができるシステムを構築し、最終的には安全かつ有効な治療が行われていることを検証する。さらに、安全かつ有効な癌化学療法を行うためには、副作用発現や耐性のメカニズム解析、ならびに個人差の解明とその対策を行う。イリノテカン、およびゲムシタビンについては、代謝物を含めた測定法をHPLC法にて構築した。今年度は、実際の患者検体の血中濃度を測定した。また、これらの抗がん剤の体内動態や感受性を規定する因子のうち、UGT1A1およびシチジンデアミナーゼの遺伝子型解析を行い、抗がん剤および代謝物の血中濃度プロファイルとの関連性を精査した。現在、患者データを収集中である。前年度に構築したゲムシタビンおよび代謝物の測定法を用いて外来化療センターに通院、あるいは肝胆膵外科に入院した患者のうち、ゲムシタビン投与患者を対象に投与開始前、投与後30分、45分、60分、90分、120分において採血を行い、その血清画分を用いて各時間の濃度を求めた。これらの値を基に薬物動態学的パラメータであるAUC、および排出速度定数を求めた。さらに、全血よりDNAを抽出し、ゲムシタビンの代謝酵素であるシチジンデアミナーゼ(CDA)の遺伝子多型を調べた。

その結果、今回の解析を行った患者においてCDA遺伝子型はいずれも野生型であった。ゲムシタビンのAUC、および排出速度定数とCDAの遺伝子型との関連について報告されている論文のデータと比較したところ、ほぼ野生型のCDAを有する場合の値と一致した。今回、解析した患者においては、顕著な副作用は認められなかった。副作用発現の有無の観点からも薬物動態学的パラメーター、および遺伝子多型解析の結果は妥当であることが示された。一方、ゲムシタビン療法において、耐性は治療の継続において大きな課題となっている。そこで、ヒト膵癌由来細胞を用いてゲムシタビン耐性と薬物の動態との関連を精査した。3種のゲムシタビン応答性の異なるヒト膵癌由来細胞にゲムシタビンを添加し、添加後の細胞内外のゲムシタビンの動態と生存率との関連を精査したところ、各細胞によってその動態プロファイルが異なることが判明した。これらの結果から、ゲムシタビンの動態が、薬物耐性に関与している可能性が示された。本研究に参加する患者数を確保できていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題については、患者数を増やし、データベースを構築していくことが、推進方策である。
レニウムの不飽和結合活性化を活用した多置換芳香族化合物の選択的合成

平成2325年度にわたり、レニウム錯体の不飽和結合活性化を利用した多置換芳香族化合物の選択的合成を追求した。平成23年度には、キノリンならびに1,2-二置換ナフタレン誘導体の合成、24年度は2,3-二置換ナフタレン誘導体の選択的に合成した。さらに25年度は、23,24年度に見出した反応を利用した、ベンゼン環とナフタレン環が連結したオルトフェニレンオリゴマー類似体の合成に取り組んだ。その結果、ベンゼン環とナフタレン環が交互に連結した化合物の合成、さらに異なったパターンでベンゼン環とナフタレン環が交互に連結したオルトフェニレンオリゴマー類似体の合成に成功した。新しい触媒の開発は、効率的な新合成法の創出の大きな原動力につながり、有機合成・有機工業化学の大きな進展をもたらす。申請者はすでにレニウム錯体を利用した新規触媒的合成反応を追求する中で、レニウム錯体がユニークな触媒作用を示すことを見出した。特にブロモならびにクロロレニウムペンタカルボニル[ReX(CO)5](X = Br and Cl)はLewis酸的な性質を有しており、様々な炭素-炭素形成反応の触媒となる本研究では、申請者が新たに見出したレニウム錯体の触媒作用に基づく新しい炭素-炭素結合形成反応を追求し、レニウム錯体を触媒に用いた斬新かつユニークな多置換多環式芳香族化合物の選択的合成法の確立を目指した。本年度は以下の成果を得た。1)レニウム錯体存在下、1ーフェニルプロピンとスチレンあるいはベンジルアルデヒドとの反応を行うと1-フェニル-2-メチルナフタレンが得られることを新たに見出した。そこで、反応条件(レニウム錯体、反応温度、反応時間、溶媒等)の検討を行い、生成物の収率の向上を目指したが、収率は中程度にとどまった。そこで、ベンジルアルデヒドジメチルアセタールを基質に用い水を共存させ、ベンジルアルデヒドを系中で発生させ、1-フェニルプロピンとの反応を行う方法を試みた。その結果、反応は効率的に進行し、目的とする1-フェニル-2-メチルナフタレンが収率良く得られることが明らかとなった。続いて、様々な1-フェニル-2-アルキルナフタレン誘導体合成へと、この反応の展開を図った。2)レニウム錯体存在下、2-(フェニルエチニル)ベンズアルデヒドと内部芳香族アルキンの反応を行うと、2,3-二置換ナフタレンが得られることを併せて見出した。これら、新たに見出した2つの反応を利用することで、1,2-ならびに2,3-二置換ナフタレン誘導体の選択的な合成が可能となった。平成23年度の研究では、レニウム錯体による炭素-窒素二重結合ならびに炭素-炭素三重結合の活性化に基づく、キノリンならびに1,2-二置換ナフタレン誘導体の合成に成功した。24年度はレニウム触媒による炭素-炭素三重結合の活性化を利用した反応を検討し、2-(フェニルエチニル)ベンズアルデヒドと内部アルキンとの反応を行うと、2,3-二置換ナフタレン誘導体が一段階で選択的に合成できることを見出した。オルト位でベンゼン環が連結したオルトフェニルオリゴマーは、パイ電子が高密度に集積化し、らせん構造を有していることが知られている。そこで26年度は、23,24年の2年間の研究で見出したレニウム錯体の不飽和結合活性化を利用した多置換芳香族化合物の選択的合成を応用したベンゼン環とナフタレン環が連結したオルトフェ二レンオリゴマー類似体の新規合成法の開発に取り組んだ。その結果、2-(フェニルエチニル)ベンズアルデヒドと2,2-ビス(フェニルエチニルフェニルアセチレンを反応させると、ベンゼン環とナフタレン環が交互に連結した化合物が合成できることを明らかにした。その後、芳香族環に置換基を持つ化合物にこの反応を適用し、ベンゼン環とナフタレン環上に様々な置換基を持つ化合物の合成を達成した。さらにブタジインを用いることで異なったパターンでベンゼン環とナフタレン環が交互に連結したオルトフェ二レンオリゴマー類似体の合成にも成功した。申請者はレニウム錯体を利用した新規触媒的合成反応を追求する中で、レニウム錯体がユニークな触媒作用を示すことを認めた。

特にブロモならびにクロロレニウムペンタカルボニル[ReX(CO)5](X = Cl and Br)はLewis酸的な性質を有しており、様々な炭素-炭素結合形成反応の触媒となることを明らかにし、それらのレニウム錯体触媒を利用した反応を展開してきた。この反応は、遷移金属錯体がLewis酸的な触媒作用を示す極めてまれな例であると共に、従来のLewis酸触媒は、水などと容易に反応し取り扱いに注意が必要であるのに対し、レニウム錯体は比較的空気、水等に安定であり容易に取り扱いができ、また中性に近い条件下で反応を行うことが可能となる。そのため、一般のLewis酸の反応に見られるような副生成物の排出も少なく、従って原子効率の高い環境調和型合成法の構築が可能になると期待される。平成23年度は、レニウム錯体を触媒に用いたNーベンジリデンベンゼンアミンとトリメチルアリルシランからの4-メチル-2-フェニルキノリン合成を円滑にかつ高選択的に進めるために、レニウム錯体、反応温度、反応時間、溶媒、基質の量比など様々な反応条件を検討し、まず反応の最適化を図った。その後、この反応の一般性について検討を加えた。さらに、レニウム錯体を触媒に用いた新規炭素-炭素結合形成反応を追求し、o-エチニルベンズアルデヒドとアルキンとのベンズアニュレーション反応による2,3-二置換ナフタレン誘導体の合成、ならびに1-フェニルプロピンとスチレンオキシドあるいはフェニルアセトアルデヒドとの反応に基づく1,2-二置換ナフタレン誘導体の合成の可能性を探った。平成23年、24年の2年間にわたりレニウム錯体の触媒作用に基づく新しい炭素-炭素結合形成反応を追求した。平成23年度は、芳香族アミンとアルデヒドから合成した種々のN-ベンジリデンアリ-ルアミンとトリメチルアリルシランとの反応に基づくキノリンの新規合成法を見出し、その反応を各種キノリン誘導体の合成法として完成させた。平成24年度は、レニウム触媒を用い、内部芳香族アルキンとベンジルアルデヒド、スチレンオキシドとの反応を行うと1-アリール-2-アルキルナフタレンが一段階で合成できることを新たに見出した。しかし、収率が中程度にとどまった。そこで、ベンジルアルデヒドジメチルアセタールの加水分解により系中でベンジルアルデヒドを発生させ、直接内部芳香族アルキンとを反応させる方法を次に考え検討を行った。その結果、1-フェニル-2-メチルナフタレンの収率が著しく向上し、目的の化合物が収率良く得られることが明らかとなった。この反応を各種1-アリール-2-アルキルナフタレン合成へと展開を図り、効率的な1,2ー二置換ナフタレン誘導体の新規合成法を確立した。また、レニウム錯体存在下、2-(フェニルエチニル)ベンズアルデヒドと内部芳香族アルキンの反応を行うと、2,3-二置換ナフタレンを選択的に合成できることも併せて見出した。これらの結果は、レニウム錯体の触媒に用いた斬新かつユニークな多置換多環式芳香族化合物の選択的合成法であり、新たなレニウム錯体の触媒的な利用法を提供するものである。さらに多置換多環式芳香族化合物が選択的に合成できることからも、有機合成・有機工業化学の分野において大きなインパクトを与える研究結果であると考える。平成23年度は、レニウム錯体による炭素-窒素二重結合ならびに炭素-炭素三重結合の活性化を活用した新規触媒反応の開発を中心に検討した。その結果、1)ベンズアルデヒドとアニリンとから合成した、N-ベンジリデンベンゼンアミンとトリメチルアリルシランとの反応をブロモレニウムペンタカルボニル(ReBr(CO)5)触媒存在下で行うと、[4+2]付加環化反応が進行し、4-メチル-2-フェニルキノリンが得られることを見出した。
時間情報認知の神経メカニズムの解明

高次脳機能の研究分野において、現在注目を集めている研究のひとつである時間情報認知機能についての研究を行った。本研究は、ニホンザルを用いた慢性実験であり、ランプの点灯の持続時間によって表された1秒・5秒等の時間情報を記憶しておき、GOシグナルの出現後、提示された時間分だけ待機しボタンを押すものである。従来の時間研究における相対的な時間の長短の弁別課題と異なり、絶対時間の認知について扱っているところに大きな特色がある。1頭目の個体では、1秒と5秒の時間情報を用いて実験を行い、比較的広範囲に電極を刺入してマッピングを行った結果、前頭前野の9野もしくは前補足運動野に時間認知関連のニューロンが局在している様子を見ることができた。2頭目では、2秒・4秒・7秒の課題を用いて実験を行った。電極の刺入範囲は、1頭目の実験から得られたマップを基準として用いた。1頭目から得られたデータでは、主に時間情報の提示期間中に特徴的な活動が現れた。2頭目でも同じような神経活動が見られることを予測して実験を行ったが、こちらでは時間情報の提示期間中よりも、時間情報の再生期間中に様々なパターンを成す活動が見られた。2頭のデータをあわせ見ることで、呈示された時間情報の違いにより有意に活動を変化させるニューロンは、特に時間情報の再生期間中に多く観測されることがわかった。以上の結果より、大脳皮質の前頭前野内側部、特に9野では、呈示された時間情報の長さにより有意に活動パターンを変化させるニューロンが存在し、その分布に有意な片寄りはないこと、また、それらの活動は運動制御時の時間情報処理に強く関わることが示唆された。9野はまだその機能について未知の部分が多く、外部刺激とニューロン活動の間に有意な関係を見出した研究は稀少である。その意味においても本研究は大いに意義のある結果を示したと考える。本研究にてこれまでに得られていた、1頭目のサルにおける電気生理学的な実験データの解析と共に、2頭目のサルが時間情報認知課題を遂行可能となるよう訓練を行った。1頭目のサルでは、提示される1秒もしくは5秒の時間情報を記憶したのちに再生する課題を遂行可能なように訓練を行い、9割以上正解できるようになった後、課題遂行中に前頭皮質から単一神経活動を記録した。主なデータは9野を中心に観察され、時間情報の提示開始から1秒後に一過性の活動を示すものが多く見られた。これは、「時間情報の提示開始から1秒後」への予測、もしくは期待を示す神経活動であると考えられるもので、1秒課題と5秒課題の両者においてそのような活動を示す神経細胞が特に多かった(1-sec period specific activity)。また、1秒課題のみにおいて、そのように活動するものも見られた(1-sec trial specific activity)。この二つの活動は一見したところ良く似たものであったが、今回行った解析より、活動の起きるタイミングが異なることがわかった。これは、前者が時間情報への予測、もしくは期待であり、後者が1秒という時間が経過したことへの確認の意味を持つ活動である可能性を示唆している。また、1-sec period specific activityにおいて、活動の終了するタイミングが1秒課題と5秒課題の間で異なることがわかった。このとき5秒課題時の活動は、1秒課題時のものに比べ、若干長く持続する。これは、脳における「1秒間」を知るためのメカニズムの精度に関連があるのではないかと考えられる。2頭目のサルには2秒、4秒、7秒の3種類の時間情報で構成された課題を遂行可能なよう訓練し、現在8割以上の正解率を得ている。これまでのデータと解析結果より、時間情報の提示開始から2秒後、及び4秒後への予測を示す神経活動の存在が想定されるため、特にその点に着目し、単一神経活動記録を行っていく。高次脳機能の研究分野において、現在注目を集めている研究のひとつである時間情報認知機能についての研究を行っている。本研究は、ニホンザルを用いた慢性実験であり、ランプの点灯の持続時間によって表された1秒・5秒等の時間情報を記憶しておき、GOシグナルの出現時点から、先ほど提示された時間分だけ待機しボタンを押すものである。従来の時間研究における相対的な時間の長短の弁別課題とは異なり、絶対時間の認知について扱っているところに大きな特色がある。2頭目の個体では、2秒・4秒・7秒の課題を用いて実験を行った。電極の刺入範囲は、1頭目の実験から得られたマップを基準に行っているが、一般に脳の個体差は大きいためあくまで参考として用い、2頭目のマッピングを行っている。1頭目の個体から得られたデータでは、主に時間情報の提示期間中に特徴的な活動が現れた。2頭目の個体でも同じような神経活動が見られることを予測して実験を行っているが、この場合は時間情報の提示期間中よりも、時間情報の再生期間中に特徴的な活動が見られており、様々なパターンを成していることがわかった。現在は2頭目の実験と並行して、1頭目と2頭目の神経活動データを統計解析にかけ、時間情報処理における各神経活動の役割、特徴について分析中である。

本研究は、ニホンザルを用いた慢性実験であり、ランプの点灯の持続時間によって表された1秒・5秒等の時間情報を記憶しておき、GOシグナルの出現後、提示された時間分だけ待機しボタンを押すものである。従来の時間研究における相対的な時間の長短の弁別課題と異なり、絶対時間の認知について扱っているところに大きな特色がある。1頭目の個体では、1秒と5秒の時間情報を用いて実験を行い、比較的広範囲に電極を刺入してマッピングを行った結果、前頭前野の9野もしくは前補足運動野に時間認知関連のニューロンが局在している様子を見ることができた。2頭目では、2秒・4秒・7秒の課題を用いて実験を行った。電極の刺入範囲は、1頭目の実験から得られたマップを基準として用いた。1頭目から得られたデータでは、主に時間情報の提示期間中に特徴的な活動が現れた。2頭目でも同じような神経活動が見られることを予測して実験を行ったが、こちらでは時間情報の提示期間中よりも、時間情報の再生期間中に様々なパターンを成す活動が見られた。2頭のデータをあわせ見ることで、呈示された時間情報の違いにより有意に活動を変化させるニューロンは、特に時間情報の再生期間中に多く観測されることがわかった。以上の結果より、大脳皮質の前頭前野内側部、特に9野では、呈示された時間情報の長さにより有意に活動パターンを変化させるニューロンが存在し、その分布に有意な片寄りはないこと、また、それらの活動は運動制御時の時間情報処理に強く関わることが示唆された。9野はまだその機能について未知の部分が多く、外部刺激とニューロン活動の間に有意な関係を見出した研究は稀少である。その意味においても本研究は大いに意義のある結果を示したと考える。
「拡張された熱力学」の基礎的研究とそのメゾスコピック現象への工学的応用

この研究は、従来までの非平衡熱力学理論が採用してきた「局所平衡の仮定」が成り立たない、時間的・空間的に急激に変動する現象、例えば、衝撃波現象、光散乱、第二音波などにも適用可能なように拡張された熱力学理論の基礎を確立しようとするものである。また、デバイスの微細化、微細加工などに伴い発見された種々のメゾスコピック現象に対する熱力学的現象論の必要性にも応える。平成18年度において、以下の研究を行った。・拡張された熱力学の理論的基礎、特に境界条件設定の問題に関する研究:熱力学的基礎方程式に対する境界条件の決定問題に関する研究を継続した。問題の本質を明確にするため、静止した希薄気体中の熱伝導問題をさらに詳細に解析し、特にエントロピー論的観点から考察した。すなわち、最大エントロピー原理、エントロピ-生成速度、相対エントロピーなどを用いた解析である。今後は、動的安定性理論を用いた解析も行う予定である。これらの結果は国内外の学会で発表され、論文として投稿準備中である。拡張された熱力学における「ゆらぎ」理論についても基礎研究を行った。・数値解析およびシミュレーション:流体および固体中の熱伝導に関して分子動力学シミュレーションを行った。特に、1次元弾性質点系における熱伝導問題の研究を継続した。拡張された熱力学の観点から興味ある結果が得られたので論文としてまとめている。・研究者ネットワークの構築:外国人特別研究員と国内外の関連研究者との研究討論、あるいは研究会発表などを受入研究者として積極的に手助けし、視野の広い共同研究を行うよう努力した。この研究は、従来までの熱力学理論が採用してきた「局所平衡の仮定」が成り立たない、時間的・空間的に急激に変動する現象、例えば、衝撃波現象、光散乱、第二音波などにも適用可能なように拡張された熱力学理論の基礎を確立しようとするものである。また、デバイスの微細化、微細加工などに伴い発見されたいくつかのメゾスコピック現象に対する熱力学的現象論の必要性にも応えることができる研究である。平成16年度において、以下のような研究を行った。・拡張された熱力学の理諭的基礎、特に境界条件設定の問題に関する研究:最初に、基礎方程式に対する境界条件の決定問題に取り組んだ。この部分の研究は、現在、欧米での研究の進展も急である。問題の本質を明確にするため、静止した希薄気体中の熱伝導問題を詳細に解析した。温度分布のフーリエ則からのずれ、境界での温度の跳び、および境界でのエントロピー生成について、新しい成果を得た。現在この結果は投稿中である。この理論的発展は、メゾスコピック物理学においても重要となると期待できる。・数値解析およびシミュレーション:上記の理論的考察と同時に、流体および固体の熱伝導系の数値解析を検討した。ただし16年度は、そのハードおよびソフト面の環境をまず整えることに重点をおき、来年度の研究に繋げることを主眼とした。(研究会発表3回)この研究は、従来までの非平衡熱力学理論が採用してきた「局所平衡の仮定」が成り立たない、時間的・空間的に急激に変動する現象、例えば衝撃波現象、光散乱、第二音波などにも適用可能なように拡張された熱力学理論の基礎を確立しようとするものである。平成17年度において、以下のような研究を行った。温度分布のフーリエ則からのずれ、境界での温度の跳び、および境界でのエントロピー生成について新しい成果を得た。これらの研究により、まだ問題は残されているが、境界条件決定問題を明確にできた。これらの結果は論文として公表され、あるいは投稿中である。さらに、「ゆらぎ」理論についても研究を開始した。・数値解析およびシミュレーション:流体および固体中の熱伝導に関してシミュレーションを行った。特に、1次元弾性質点系における熱伝導問題を分子動力学法により詳細に研究した。拡張された熱力学の観点から興味ある結果が得られたので、現在、論文としてまとめている。

問題の本質を明確にするため、静止した希薄気体中の熱伝導問題をさらに詳細に解析し、特にエントロピー論的観点から考察した。すなわち、最大エントロピー原理、エントロピ-生成速度、相対エントロピーなどを用いた解析である。今後は、動的安定性理論を用いた解析も行う予定である。これらの結果は国内外の学会で発表され、論文として投稿準備中である。拡張された熱力学における「ゆらぎ」理論についても基礎研究を行った。・数値解析およびシミュレーション:流体および固体中の熱伝導に関して分子動力学シミュレーションを行った。特に、1次元弾性質点系における熱伝導問題の研究を継続した。拡張された熱力学の観点から興味ある結果が得られたので論文としてまとめている。・研究者ネットワークの構築:外国人特別研究員と国内外の関連研究者との研究討論、あるいは研究会発表などを受入研究者として積極的に手助けし、視野の広い共同研究を行うよう努力した。
組織間関係におけるフレームワークの共有プロセスに関する研究

近年、NPOと企業のように複数の組織が組織間関係を形成し、社会的課題に取り組むことが求められている。パートナーとなる組織から自身の資源に価値があると認識された場合に、組織間関係は形成されるため、組織は潜在的なパートナーが自身の資源や活動に価値を見出すように、仕向ける必要がある。そして、資源の価値はフレームワークと結びつけられることで生じるため、組織はフレーミングと呼ばれる他者のフレームワークの変化を促す活動を行わなければならない。本研究の目的は、組織によるフレーミング活動に注目することで、組織は資源の価値をどのように作り出し、他組織に資源の価値を認識させるのかを明らかにすることである。
昆虫の新しい神経伝達物質―受容体系の同定とその性質の解明

1)アメリカザリガニ幼生の中枢神経系を抗体染色した。脳、食道下神経節(SG)、胸部神経節(gT1-5)、および第3腹部神経節(gA3)にチラミン(以下TA)含有ニューロンが見出された。脳には前端および後端に対のニューロンが存在し、後端の2対のニューロンからは下降性の線維が腹部末端神経節まで伸びていた。SGとgT1-5には多くのVUM(ventral unpaired median)ニューロンが存在し、両側の末梢に線維を送っていた。一方、gA3には前方外側に左右1対の細胞体があり、同側の縦連合に上行性の線維を送っていた。モノアミンを生体染色するニュートラルレッドで染めると、gA1-6全てにgA3でTA抗体陽性の認められた位置に2-3対の細胞が染色された。また、HPLCでモノアミン量を分析したところ、TA量は腹部神経節の中でgA3が最も高かった。2)ザリガニ成体の腹腔にリンゲル液、セロトニン(5-HT、0.1mg)、オクトパミン(OA、1mg)、およびTA(1mg)を注入し、1時間ビデオで行動を記録した。5-HTでは腹部を屈曲させた状態でハサミを下ろし、OAでは腹部を伸ばすか反らした状態でハサミを前に伸ばすのに対して、TAでは腹部を伸ばした状態でハサミを持ち上げる傾向が認められた。ハサミの高さおよび腹部の屈伸を5段階のスコアにして個体毎に時間平均し、行動を定量化した。その結果、TAの姿勢はOAの姿勢とも5-HTの姿勢とも異なり、それらと有意差があることが確かめられた。以上の結果は、キイロショウジョウバエで見出された神経伝達/調節物質であるチラミンがザリガニでも働いており、行動に対する独自の作用を持つことを示唆する。1)キイロショウジョウバエ幼虫の背側縦走筋m1、m2から記録される興奮性接合部電位(EJP)は還流投与したチラミンによって濃度依存的に減弱、逆にオクトパミンによって増強した。チラミン受容体遺伝子TyrRのP因子挿入突然変異honoではチラミン効果が選択的に消失した。honoの復帰体ではチラミン効果がほぼ完全に回復した。79C-D領域欠失突然変異のヘテロ接合体(Df/+、ホモ接合体は致死)ではチラミン効果が消失した。honoの異型接合体(hono/+)ではチラミン効果の大きさはhonoの同型接合体と野生型との中間となり、遺伝子量効果を示した。これらの結果は、チラミンによるEJPの減弱作用は79C-D領域に存在するチラミン受容体遺伝子TyrRの産物によるものであることを示す。2)3令幼虫の中枢神経系を免疫組織化学染色したところ、抗チラミン抗体陽性ニューロンは脳、食道下、胸部、腹部の各神経節にみられた。染色パターンは抗オクトパミン抗体陽性ニューロン(Monastrioti et al.,1995)とは異なっていた。食道下と胸・腹部神経節には各3個のVUM(ventral unpaired median)ニューロンが存在し、各ニューロンの軸索は背側で両側に分岐して側神経から末梢に伸びていた。腹部ではその神経終末が背側縦走筋m1、m2に到達していた。これらの結果は、キイロショウジョウバエにはチラミン作動性ニューロンが存在し、かつその神経終末が背側縦走筋m1、m2に到達していることを示唆する。以上の結果はチラミン-チラミン受容体系がキイロショウジョウバエにおいて神経伝達物質-受容体系として働いていることを示唆する。
全光学的信号処理のための高非線形酸化ビスマス系ガラス光ファイバ

波長可変レーザと光干渉計を用い、空間的な距離情報を周波数情報に変換して計測する、Optical frequency domain reflectometry (OFDR)法は、光ファイバ通信網の破断検査、構造物の精密計測などに広く用いられてきた。このOFDR法は、近年Optical coherence tomography(OCT)という医用生体画像計測にも応用され始めており、医用生体画像計測分野においてもその有効性が認知され始めている。医用生体画像計測分野においては特に、高い距離分解能および短い計測時間が求められる。この要求を満たすためには、広い波長帯域で高速にスキャンする波長可変レーザを用いることが必要である。本研究では、広帯域かつ高速に波長をスキャンする波長可変レーザの開発を行い、OCTシステムへの応用を行った。(1)エルビウム添加ビスマス系ガラス光ファイバ(Bi-EDF)を用いて広帯域波長可変レーザの開発Bi-EDFとファイバ型ファブリペロ光帯域フィルタ多を用い、波長1550nm帯における光ファイバリング波長可変レーザの開発を行った。Bi-EDFは広い光増幅帯域を持つため、広帯域動作が可能である。また、単位長さ当りの利得が高く、レーザ発振までの立ち上がり時間の短縮が可能であり、高速波長スキャンに有効である。実際にBi-EDFを用いた波長可変レーザを構成し、性能を確認した。約80nmの広帯域で、2kHz程度の高速スキャンが可能であったが、レーザ出力に大きな変調成分が確認された。この変調の周波数成分が実際のOCT応用には大きな問題であり、まだOCT応用に至っていない。現段階では、Bi-EDFと通常の石英系ファイバとの接続点における微弱な反射が原因の一つではないかと考えており、今後更なる改良が必要である。1.高非線形酸化ビスマス系ガラス光ファイバ(Biファイバ)の開発とその評価光ファイバの母材として広く用いられている石英ガラスと比較して、酸化ビスマス系ガラスは、波長1.55μm帯において、非常に高い非線形性を示す。本研究では、酸化ビネマス系ガラスを光ファイバ化し、高非線形媒質として用いる事を提案している。有効コア断面積を従来の20μm^2から3.3μm^2に狭めることでさらなる高非線形化に成功した。四光波混合法を用いて非線形定数を推定した結果、石英系ファイバの約480倍に相当する1300W^<-1>km^<-1>という非常に高い値を示す事が判明した。しかしながら伝送損失、群速度分散値もそれぞれ1.9dB/m、-260ps/nm/kmという大きな値を示し、今後改善が必要である。2.Biファイバに適した全光信号処理デバイスの設計上述のようにBiファイバは、高い非線形性を示す反面、大きな正常分散を持つ。そこで、これらの特徴を積極的に利用した全光信号処理デバイスの設計を行った。まず正常分散ファイバ中の光パルスの伝搬に関する詳細な検討を行い、正常分散効果と非線形効果の十分な相互作用によって、非常に平坦なスペクトルが得られることを明らかにした。そしてその平坦なスペクトルを用いたパルス圧縮器、波形整形器の設計を行った。現在までに石英系ガラス光ファイバを用いた全光信号処理デバイスの試作を予備的に行い、設計の有効性を実証している。
高機能自閉症児における「ルール制御」に基づいた社会的行動支援に関する研究

昨年度に実施した研究Iにおける今後の課題は、1.「ルール」制御を成立させるための指導技法についてさらに検討する必要性があること、2.日常場面における般化の成立のための条件の検討、の2点であった。今年度に実施した研究IIでは、その研究課題を検討した。本研究では、自閉症児に対して問題状況を解決するための技能を「ルール制御」によって指導し、その獲得と般化について検討することを目的とした。本研究の特色は、生態学的調査によって標的行動を選定すること、および指導技法として「ルール制御」をより効果的なものにするためにモデル・ビデオを使用したこと、であった。指導では、「○○(場所名)に行って、□□(物品名)をとってきてください」といった言語指示を与え、事前の調査より明らかにした「未知刺激」と「既知刺激」の4つの組み合わせ(即ち、(a)「既知」+「既知」,(b)「既知」+「未知」,(c)「未知」+「既知」,(d)「未知」+「未知」)を課題の条件とした。「ルール制御」が確立する可能性を高めるために、(1)図式化した「約束(ルール)カード」の提示および説明、(2)モデル・ビデオ視聴による「ルール」の確認、(3)行動リハーサルを実施した。問題解決技能として、標的行動は「教示要求行動(1)(指示提示直後)」「教示要求行動(2)(指示遂行途中)」「(指示者に対する)報告行動」の3タイプとした。指導の結果、標的行動を使用した問題状況への対処が可能となり、特に、「教示要求行動(1)」の使用が多かった。また、学校場面における般化エピソードでは、実際に標的行動が生起したことが示された。考察では、「ルール制御」による指導法の有効性とその問題点について考察された。研究I(平成14年度)および研究II(平成15年度)により、高機能自閉症児における「ルール制御」による社会的行動支援の有効性について示すことができたと考えられる。今年度実施した研究Iは、以下のようにまとめられる。自閉症児に対して問題状況を解決するための技能を「ルール制御」によって指導し、その獲得と般化について検討することを目的とした。考察では、「ルール制御」による指導法の有効性とその問題点について検討された。本研究における今後の課題として、1.「ルール」制御を成立させるための指導技法についてさらに検討する必要性があること、2.日常場面における般化の成立のための条件の検討、の2点が挙げられ、来年度(平成15年度)に研究を継続する。

また、学校場面における般化エピソードでは、実際に標的行動が生起したことが示された。考察では、「ルール制御」による指導法の有効性とその問題点について考察された。研究I(平成14年度)および研究II(平成15年度)により、高機能自閉症児における「ルール制御」による社会的行動支援の有効性について示すことができたと考えられる。
2次述語の意味と構造

2018年度の研究の成果として、学会発表2本と論文1本(2019年秋頃刊行予定)をあげる。学会発表は、"Mandarin Resultatives in Syntax-Semantics Interface", Syntax Square, MIT. 2018. Apr.および"The Property of Mandarin Resultatives in Syntax-Semantics Interface",香港中文大學中国文化研究所,多泰中國語文研究中心語言學講座, 2018. Nov.の2本である。類似のテーマであるが、前者ではより理論に重きを置き、後者ではよりデータに重きを置いて発表を行い、各々の発表において貴重なコメントをいただいた。これらのコメントを反映させ、査読付き論文1本、「中国語の結果を表す連動詞の様態について」を2019年秋頃予定、を刊行予定である。これらは当初の研究目的である述語の様態の解明を柱としており、これまでに報告者が研究してきた日本語と英語の述語研究の結果を反映しているものでもある。研究実施計画として、本4カ年で、日本語の述語(1年目)、英語の述語(2年目)、中国語の述語(3年目)、比較検討(4年目)となっているが、予定通り、中国語の述語の研究ができたと考えている。また2018年度の研究結果を踏まえ、中国語の述語に関する新たな疑問点も発見したため、4年目にこのテーマについてさらなる研究を行いたいと考えている。本研究は日本語、英語、中国語の2次述語の研究を柱としている。過去3カ年において各言語における2次述語の研究を行い、成果をあげてきた。その意味において、進捗状況はおおむね順調に進展していると考えられる。ただ、最終年にはそれらの比較検討をする計画であったが、過去3カ年の研究から新たな疑問が2点発生した。1つは日本語の疑問文についてである。これは日本語の述語の研究をする上で、述語に付随する助詞の研究も行い、その時に発生した疑問である。もう一つの疑問は中国語の2次述語についてである。中国語には一項述語を用いた描写述語が存在しないのだが、一般的にSVO言語は一項述語を用いて描写述語を形成する。このことの理論的説明が必要と考えるようになった。よって、4年目には、これまでの結果の比較検討も行うが、上記の2点の理論分析も行いたいと考えている。今後の研究の推進方策を2点あげる。1つ目は日本語の疑問部の分析だ。一般的に(Miyagawa, 1987. Yoshida, 2012など)疑問の終助詞と呼ばれる「の」や「か」は似た振る舞いを示すとされているが、報告者は「の」は疑問の終助詞ではないと考え、「か」は何かにライセンスされていなければいけない終助詞であると考えるにいたった。2つ目は、中国語の描写述語の研究を四川省にわたり現地の研究者と共に行う予定である。これは中国に存在するSOV言語の一つであるイ語のデータ収集および理論分析から進めたいと考えている。報告者は平成29年度の実績として2点の論文を公刊した。1点目では、モンゴル語を中心とした複数の言語における2次述語の理論をベースに、その比較を行う類型論的分析を行った。2点目では2次述語の分析で得られた理論を用い、日本語の助詞や英語の前置詞を分析し、その第二言語習得への応用について議論した。口頭発表こそできなかったが、概ね順調に研究が進んだと考えている。進捗状況をデータ収集、理論分析の2点から述べる。データ収集については平成29年度上半期に集中的に行う予定であった。しかしインフォーマントの個人的な都合もあり当初予定していたようにはセッションを組めず、特に中国語のデータの収集に遅れが出た。報告者がターゲットとしているその他の言語(朝鮮語、モンゴル語)のデータについては概ね予定通り収集できた。理論分析は、平成29年度下半期に行う予定であった。これは報告者が平成29年9月より一年間、アメリカ合衆国のマサチューセッツ工科大学(MIT)に訪れるからである。MITでの研究は予想以上に進んだ。同大学の教授である宮川茂氏(統語論)、およびダニー・フォックス氏(意味論)と定期的にミーティングをし助言をいただいてきた。また、ハーバード大学の教授でJim Huang氏、および同大学に客員研究員として来ている東北大学の小泉政利教授との共同研究も行っており、研究は順調に進んでいるといえる。

研究実施計画として、本4カ年で、日本語の述語(1年目)、英語の述語(2年目)、中国語の述語(3年目)、比較検討(4年目)となっているが、予定通り、中国語の述語の研究ができたと考えている。また2018年度の研究結果を踏まえ、中国語の述語に関する新たな疑問点も発見したため、4年目にこのテーマについてさらなる研究を行いたいと考えている。本研究は日本語、英語、中国語の2次述語の研究を柱としている。過去3カ年において各言語における2次述語の研究を行い、成果をあげてきた。その意味において、進捗状況はおおむね順調に進展していると考えられる。ただ、最終年にはそれらの比較検討をする計画であったが、過去3カ年の研究から新たな疑問が2点発生した。1つは日本語の疑問文についてである。これは日本語の述語の研究をする上で、述語に付随する助詞の研究も行い、その時に発生した疑問である。もう一つの疑問は中国語の2次述語についてである。中国語には一項述語を用いた描写述語が存在しないのだが、一般的にSVO言語は一項述語を用いて描写述語を形成する。このことの理論的説明が必要と考えるようになった。よって、4年目には、これまでの結果の比較検討も行うが、上記の2点の理論分析も行いたいと考えている。平成30年度は、上半期は引き続きMIT、ハーバード大学の研究者と共同研究を進める形で研究を行う予定である。中国語の研究については平成30年4月にSyntax Square(場所:MIT)にて口頭発表を行う。その後もハーバード大学のJim Huang教授と共同研究(報告者が筆頭著者)をという形で進める予定である。日本語の分析については東北大学の小泉政利教授、MITのダニー・フォックス教授と共同研究(報告者が筆頭著者)という形で進める。この研究は当初の研究計画で予定した内容から派生するものである。当初は日本語の2次述語および助詞について研究をする予定であった。この研究自体は上記の通り、平成29年度に論文という形で成果を残した。ここから派生する形で、疑問の助詞「の」と「か」についての研究を行おうと考えている。この研究についてはMiyagawa(2001)やYoshida(2012)などが著名であるが、それらで述べられている言語事実の捉え直しから始まり、新たな理論の構築を考えている。平成30年度下半期は、前半にボストンで集めた情報をもとに、論文にまとめ、投稿する期間にあてる予定である。折を見て、平成29年度上半期に集めきれなかった中国語のデータの収集のため中国に出張に行きたいと考えている。今後の研究の推進方策を2点あげる。1つ目は日本語の疑問部の分析だ。一般的に(Miyagawa, 1987. Yoshida, 2012など)疑問の終助詞と呼ばれる「の」や「か」は似た振る舞いを示すとされているが、報告者は「の」は疑問の終助詞ではないと考え、「か」は何かにライセンスされていなければいけない終助詞であると考えるにいたった。2つ目は、中国語の描写述語の研究を四川省にわたり現地の研究者と共に行う予定である。これは中国に存在するSOV言語の一つであるイ語のデータ収集および理論分析から進めたいと考えている。
新反応プロセス開発による機能性物質合成の効率化

機能性物質、医薬品の創出等、有機合成技術の社会への貢献が重要視されている。中でも、製造プロセスにおける省資源、環境保全、経済性の追求などを含めた、プロセス化学の水準の向上は最も重要な課題の一つである。本研究の目的は、効率的な連続反応系を開発し、それらを高度に活用することにより、複雑な分子構造へのアプローチを容易に、プロセス化学の発展と体系化へ貢献することにある。本年度成果を以下に挙げる。(1)立体選択的共役エンイン合成を応用することにより新規抗癌剤EpothiloneCの全合成、及び関連誘導体の合成を達成した。この合成ルートは、単純な結合形成反応、及び極低温を必要としない反応条件(全行程が0°C室温)に特長があるが、今後更なる効率化についても検討する。(2)連続的求核反応を用いた置換シクロヘキサンジオン合成生理活性物質合成等への展開例として抗アルツハイマー薬Galanthamineの基本骨格構築へ応用を検討した結果、その全合成に成功した。またこの反応系を応用し、生理活性アルカロイドMesembrine, Aspidospermineの全合成を達成した。(3)ニトロネートの新規発生法の開発とその炭素-炭素結合生成反応等、幾つかの効率的な合成プロセスを開発した。また、これらの方法論を応用することにより、抗HIV剤Cyclophellitol、血小板凝集抑制剤Isocarbacyclinの全合成を達成した。医薬品を中心とした機能性物質の創出等、有機合成技術の社会への貢献が重要視されている。(1)立体選択的共役エンイン合成を応用することにより新規抗癌剤EpothiloneAの全合成を達成した。また中間体Dioneの芳香族化を利用し、医薬品中間体として重要な置換ビアリルの一般的合成法の開発についても検討した。いずれもグラムスケールでの合成は容易であった。(3)アンモニウムヒドロキシドを塩基触媒としたカルボニル化合物のアルキニル化反応、ニトロネートの新規発生法の開発とその炭素-炭素結合生成反応等、幾つかの効率的な合成プロセスを開発した。また、この方法論を応用することにより、抗HIV剤Cyclophellitolの全合成を達成した。
バングラデシュの聖者信仰研究に基づくイスラーム文化の多元的理解の枠組みの構築

本研究は、バングラデシュの聖者信仰研究を通して、南アジア世界における多様なイスラーム文化の理解の枠組みを、文化人類学の手法を応用した学際的な観点から明らかにするものである。イスラーム世界に広く見られる聖者信仰は、特に南アジア世界においては、民衆のイスラーム文化を特徴付ける宗教伝統として多様な展開を遂げてきた。特に東部インド地域のベンガル地方では、古い時代からヒンドゥー文化との持続的な文化接触を経ることで、今日のバングラデシュの民衆文化を特色付けている。本研究では、東部インドのベンガル地方に広く見られる聖者信仰の実証的研究に基づくことで、このような複合的で重層的な構造を持つベンガルのイスラーム文化の存立基盤を明らかにするものである。具体的には、バングラデシュ東部のマイズバンダル教団、西部のラロン・フォキル廟、ヒンドゥー出自の聖者モノモホン廟などが、事例として取り上げられた。これらの事例分析によって、南アジア世界に展開する多様な民衆のイスラーム文化への理解が深められるとともに、宗教的ナショナリズム運動が高まりを見せる、現代南アジアの宗教運動の動向の一端を明らかにすることができた。研究の最終年度には、これらの成果をもとに、国内外の学会・研究会などで報告を行った。具体的には、日本宗教学会(関西大学)では、「ベンガルの聖者信仰におけるヒンドゥー・ムスリム関係-シンクレティズム論再考」と題し報告を行った。これは、3年間の本研究での最終的なまとめとして、従来、ヒンドゥー文化とイスラーム文化の習合現象(シンクレティズム)が強調されてきたベンガルの民衆文化を捉える視点の再検討を行った。結論的には、民衆文化のシンクレティズムの諸相を記述する既存の観点では、反シンクレティズムの運動を十分に捉えきれないという問題が指摘され、シンクレティズム論を捉えなおすための新たな視点が提示された。この報告については、学会誌『宗教研究』に投稿し、2006年6月に刊行の予定である。その他、研究期間中に、多数の学会・研究会での報告を行った。例えば、中国の上海社会科学院の主催による国際アジア研究学会、アメリカのニューヨーク州立大学でのレクチャー、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の共同研究会、インド・ニューデリーの国際インド宗教学会、国立民族学博物館の主催によるシンポジウム・「地域開発の未来」で、それぞれ報告を行った。本研究では、計画の初年度として、以下の3つの領域に渡る研究を実施した。すなわち、(1)調査活動、(2)学会などにおける活動、(3)研究成果の公開である。(1)については、特に2003年12月から2004年1月にかけて、バングラデシュ及びインドでの調査を行った。本研究に関連する文献の収集とともに、バングラデシュでは聖者信仰に関わる近年のバングラデシュ社会における様々な動向を調査した。特に、近年の政党組織による宗教政策の実態を調査し、そのイスラーム化政策における聖者信仰の位置づけについて資料を収集した。(2)については、本年度は国内学会として日本民族学会、日本南アジア学会に参加した。国際学会として、イタリアで開催された国際人類学・民族学会議に参加し、最新の動向についての資料を収集した。(3)については、別紙のような研究成果の出版を行った。特に、『バングラデシュを知るための60章』では、「イスラームの近代」、および「イスラーム教とヒンドゥー教」と題して、バングラデシュ社会における聖者信仰を紹介しイスラーム理解におけるその意義を論じた。

また、「バングラデシュにおける宗教的マイノリティの現状と課題」では、バングラデシュにおける宗教と政治の関連を位置づけ、従来の宗教的シンクレティズムなどの観点では、同国の宗教的ナショナリズムなどの新たな動向を理解するためには十分ではないことが確認された。本年度は、研究計画の2年目にあたり、引き続きバングラデシュを中心とした南アジア社会での資料の収集とフィールド・ワーク、関連資料の収集を行なった。具体的にはダッカのバングラ・アカデミー、ダッカ大学、ジャハンギルノゴル大学、インディペンデント大学、イスラーム大学などでの資料収集と、関連分野の研究者との意見交換を行なった。また、チッタゴン県マイズバンダル廟と、クシュティア県のラロン・フォキル廟を中心とした現地でのフィールド・ワークを行なった。特に、チッタゴン県のマイズバンダル教団においては、今日も隆盛を見せる聖者廟を中心とした教団組織の展開を、スーフィー教団の保持する聖者をめぐる固有の観念を通して形成される霊的系譜と血縁的系譜の展開として捉え、その教団組織の拡大の背景を明らかにした。また、ラロン廟におけるイスラーム文化とヒンドゥー文化の接触・習合を通した特異な世界観の形成と、そのラロン廟の世界を取り巻く現代のバングラデシュにおけるイスラームをめぐる政治状況との関わりについて、調査を行なった。これらの一連の研究は、特にマイズバンダル教団の事例は、東大出版会の『イスラーム地域研究叢書』の一部として、「バングラデシュのマイズバンダル教団における血縁的系譜と霊的系譜」と題して刊行された。また、雑誌『アジア社会文化研究』には、「バングラデシュのイスラーム聖者廟における歴史伝承と系譜的事実-バゲルハートのカーン・ジャハン・アリ廟の事例から」と題した論考が掲載された。さらに、これらの研究成果として、以下のタイトルで、様々な学会、研究会などで報告された。「バングラデシュのある聖者をめぐる宗教と政治」(中四国人類学談話会・県立広島女子大学・5月)、「インド・ベンガル地方の聖者信仰における植民地主義と宗教」(日本文化人類学会・東京外国語大学・6月)、「ベンガル文化紹介講座-バングラデシュの聖者信仰について」ベンガル語夏期研修・東京外国語大学・アジア・アフリカ言語文化研究所・9月)、「南アジア世界における聖者信仰・スーフィズム・タリーカに関する研究動向-ヒンドゥー社会研究との比較から」(イスラーム世界研究談話会、京都大学・アジア・アフリカ研究研究科・9月)、「バングラデシュの独立戦争とインド-セキュラリズム憲法の形成を通して」(日本平和学会・中四国地区研究会、広島大学・大学院国際協力研究科・平和協力フォーラム共催シンポジウム・「日本の平和協力を考える」・10月)。
細胞周期と細胞死のシグナル伝達阻害剤の開発とその分子作用機構

1.昨年度までにヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の阻害剤が高い抗腫瘍活性を示すことが示されたので、本年度は構造の多様なHDAC阻害剤の開発を目指した。酵素と共有結合することにより不可逆阻害を引き起こすトラポキシンと、HDACの活性中心亜鉛イオンと相互作用する可逆阻害剤トリコスタチンAとのハイブリッド化合物(CHAP)を合成し、その強力なHDAC阻害活性を明らかにした。さらにCHAPにおける基質アナログとなるメチレン鎖の長さやその先端の阻害基の種類を変えることにより、阻害剤構造の最適化を行った。これにより環状ペプチド骨格部分の改変による阻害剤の特異性変換のためのリード化合物が得られた。2.抗腫瘍抗生物質レプトマイシンB(LMB)の標的として同定したヒトCRM1が蛋白質核外移行シグナル(NES)の受容体であることを明らかにしたが、本年度はレプトマイシンによるCRM1機能の阻害作用の詳細を検討した。まず、分裂酵母のLMB高度耐性変異株を取得し、その耐性変異が分裂酵母Crm1の中央保存領域のCys-529がSerへ置換したものであることを明らかにした。LMBとの結合実験からCys-529がLMBとの結合に必須であること、Cys-529とLMBとの結合は、LMBの不飽和ラクトンとSH基との付加反応であり、このようなLMBとの共有結合が起こる蛋白質はin vivoではCRM1のみであることを証明した。新しいタイプの癌化学療法を目指し、細胞周期と細胞死に関わるシグナル伝達阻害剤を得るためのいくつかの新しい探索系を構築し、実際のスクリーニングを行った。その結果、SV40およびCMVプロモーター活性の促進物質としてFR901228を再発見した。FR901228は最近藤沢薬品によってras-トランスフォーム細胞の形態正常化物質として見いだされた化合物で強力な抗腫瘍効果を有し、現在米国NCIで臨床試験が行われているがその作用機構は未知であった。そこでその作用機構を解析し、FR901228はヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)を強力に阻害することを明らかにした。また、低濃度で細胞周期のGI期進行を阻害する抗腫瘍抗生物質レプトマイシンの分子作用機構を解析した。すでに分裂酵母の遺伝子学的解析から、その標的分子は機能不明の必須遺伝子産物CRM1であることを示していたが、さらに今回CRM1の機能を分子レベルで解明するため、CRM1ヒトホモログをクローン化し、その機能を解析し次の結果を得た。(1)CRM1は真核生物において高度に保存されヒトCRM1は酵母の変異を相補できる。(2)ヒトCRM1は全ての臓器で普遍的に発現し、細胞周期による転写制御を受ける。(3)CRM1は蛋白質の核外輸送の必須因子であり、核外輸送シグナルNESと結合する。(4)レプトマイシンはCRM1と直接結合しその核外輸送機能を特異的に阻害する。以上の結果から、ヒストン脱アセチル化および蛋白質核外輸送のプロセスが細胞周期と発癌に密接に関与するとともにその阻害剤が有効な制癌剤の候補となりうることが示された。ヒストンアセチル化による核内情報伝達、Ras/MAPキナーゼ系、蛋白質核移行系等を介した増殖と細胞死の細胞内情報伝達系を標的とし、これらを正と負に制御する薬剤の開発を行うことを目的とした研究を行い、以下の成果を得た。(1)抗腫瘍活性が認められ、その作用機構の不明な化合物の中から、ヒストンアセチル化・脱アセチル化にかかわる阻害剤を探索したところ、がん遺伝子ras等でトランスフォームした細胞の形態を正常化する物質として報告されていた環状デプシペプチドFR901228とJun Dの発現誘導を介してがん細胞の正常化を引き起こしていると考えられていたスルホン鎖アミド系合成化合物Oxamflatinがともに強力なヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であることを見出した。特にFR901228はその強力な抗がん活性から、現在米国で臨床試験が進行中であり、ヒストン脱アセチル化酵素の抗がん剤の標的としての重要性が明らかになった。(2)酵母を用いたMAPキナーゼホスファターゼの探索系から、活性物質を生産する微生物を見出し、活性物質の単離・精製を行った。現在構造解析中である。(3)昨年度、レプトマイシンの標的として同定したヒトCRM1が蛋白質核外移行シグナル(NES)の受容体であることを明らかにした。本年度は、レプトマイシンを用いて様々な制御蛋白質が核外輸送を受ける可能性を検討し、分裂酵母のAP-1様転写囚子PaplのC末端にNESが存在し、CRM1によって核外輸送されることによって機能が阻害されていることを明らかにした。さらに、このNESがある種の酸化ストレスに応答する新規のNESであり、このようなNESを介した酸化ストレス応答が酵母からヒトまで保存されていることを証明した。