hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デザイン型超原子価ヨウ素化合物を触媒に用いる環境調和型選択的酸化反応の開発

本研究では、デザイン型超原子価ヨウ素化合物を触媒的に用いる幾つかの酸化的変換反応に成功した。具体的には、5価の2-ヨードキシベンゼンスルホン酸(IBS)を触媒とする、フェノール類のortho-選択的酸化反応による対応するortho-ベンゾキノン類の合成に初めて成功した。また、立体配座に柔軟性をもたせた3価の超原子価ヨウ素触媒をデザインし、それを触媒とする1-ナフトール誘導体の高エナンチオ選択的脱芳香環型酸化反応に成功した。さらに、触媒前駆体としてテトラアルキルアンモニウムヨージドを、共酸化剤として安全・安価な過酸化水素又はTBHPを用いる、カルボニル化合物の環境低負荷型オキシアシル化反応にも成功した。本申請研究では、資源少国の日本で世界の1/3を産出しているヨウ素に着目し、その有効利用の確立を大きな目的とし、デザイン型超原子価ヨウ素化合物を触媒に用いる環境低負荷型選択的酸化反応の開拓を行った。ヨウ素の遷移金属に似た酸化・還元機能に着目し、従来の毒性の高い重金属酸化剤や遷移金属触媒に代わる非金属系超原子価ヨウ素触媒による幾つかの高選択的環境調和型酸化反応に成功した。以下、代表的な成果を示す。(1)1-ナフトール誘導体のエナンチオ選択的スピロラクトン化反応(北反応)に有効なキラル超原子価ヨウ素触媒を開発した。立体配座の柔軟性と分子内二次的相互作用をうまく活かした触媒設計で、高度な不斉誘起と基質適用範囲の拡大に成功した。最近、和光純薬工業株式会社は本触媒前駆体の試薬販売を開始した。(2)安全で安価な過酸化水素水を共酸化剤に用いるヨウ素系触媒によるエナンチオ選択的酸化反応の開発に世界に先駆けて成功した。キラルスピロ型第4級アンモニウムヨージドを不斉触媒前駆体に、ケトフェノール類のエナンチオ選択的環状エーテル化反応により、有用性の非常に高い2,3-ジヒドロベンゾフランは高い化学及び不斉収率で得ることに成功した。本反応は、金属を全く使用せず、副生成物は水のみであり、室温、常圧下での穏和な条件で不斉収率が高く、高収率で目的の生成物を合成出来る等特徴があり、効率的で極めて環境に優しいといえる。代表的な成果として:(1)フェノール誘導体のエナンチオ選択的脱芳香型酸化に伴うスピロラクトン化反応に有効な新規キラル超原子価ヨウ素触媒(*ArILIL2)を設計した。立体配座の柔軟性と分子内二次的相互作用を効率よく活かした触媒設計で、高度な不斉誘起と基質適用範囲の拡大に成功した。新規触媒を用いることで、1-ナフトールのみならず、2-ナフトールやフェノール誘導体においても初の脱芳香型酸化反応に成功した。(2)共酸化剤として安価で安全な過酸化水素水を存在下、触媒前駆体としてテトラブチルアンモニウムヨージドやカリウムヨージドを用い、in situで調製されるヨウ素酸塩[次亜ヨウ素酸塩(IO^-)や亜ヨウ素酸塩(O=I-O^-)りによる、オキソカルボン酸の分子間酸化的カップリング反応(オキシラクトン化反応)に成功した。また、本手法は様々なカルボニル化合物とカルボン酸の分子間酸化的カップリング反応(α-オキシアシル化反応)にも拡張できた。その際に、共酸化剤はTBHPが好ましく、副生成物はtert-ブチルアルコールと水のみであった。また本手法で効率よく合成できるα-(メタ)アクリロイルオキシケトンは防汚塗料組成物やポジ型レジスト材料として機能するポリマーの合成モノマーである。具体的な研究成果は以下である。(1)フェノール誘導体のエナンチオ選択的脱芳香型酸化に伴うスピロラクトン化反応に有効な新規キラル超原子価ヨウ素触媒を設計した。

本触媒を用いることで、フェノール誘導体の触媒的エナンチオ選択的脱芳香環型酸化反応に世界で初めて成功した。さらに、適切なジエノフィル存在下、フェノール誘導体の脱芳香環型酸化/Diels-Alderタンデム反応にも成功した。本研究では、アルコールの添加が触媒活性及びエナンチオ選択性に大きく影響を与えることを見い出した。また、ヨードシルアレンのX線結晶構造解析により、分子内の水素結合を鍵とする折り畳み構造を確認することができた。(2)触媒量の2-ヨードベンゼンスルホン酸(pre-IBS)とOxoneからin situで調製できる2-ヨードキシベンゼンスルホン酸(IBS)を触媒とするフェノール類のオルソ位選択的酸化反応により対応する1,2-キノンを高収率で得ることに成功した。本法は、超原子価ヨウ素を触媒的に用いる初めてのフェノールのオルソ選択的酸化法である。(3)先に開発したヨージド/過酸化水素の触媒的酸化システムを、光学活性クロマン誘導体の不斉合成に拡張し、α-トコフェロールの形式合成に成功した。不斉反応の中でも最も困難とされるキラル超原子価ヨウ素触媒を用いる不斉酸化反応において、世界最高なエナンチオ選択性(>99%ee)を達成できた。また、過酸化水素やTBHPのように安全で安価な酸化剤を用いることのできる新規ヨウ素酸塩触媒システムを世界に先駆けて開発した。これらの成果は、有機合成化学の進展に大きく貢献するものであり、有機分子触媒による環境に優しい選択的酸化法として産業界からも世界的に注目を集めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)新規な光学活性超原子価ヨウ素触媒(*ArIL_1L_2)を用いて、共酸化剤としてmCPBAまたは過酢酸存在下、触媒的エナンチオ選択的酸化的カップリング反応(C-C,C-0,C-N結合形成)の開拓を行う。(2)共酸化剤存在化として過酸化水素水またはtert-ブチルヒドロペロキシド(TBHP)存在下、触媒量の第四級オニウムヨージド触媒前駆体(R*_4M^+I^-,M=P or N)からin situで(次)亜ヨウ素酸塩(R*_4M^+^-O-I=OやR*_4M^+^-O-I)を調製し、様々な分子内及び分子間酸化的カップリング反応の開発を行う。具体的には、カルボニル化合物とアミンやアミドのカップリング反応(α-オキシアミノ化)や、ベンジル位やアリル位とカルボン酸やアミン(或はアミド)のカプリング反応を検討する。
アポリポ蛋白Hの生物学活性ならびに脂質代謝への関与に関する研究

ヒト血液中のリポ蛋白の構成成分であるアポリポ蛋白(以下アポ蛋白)のうち、アポ蛋白Hについてはその生物学的活性はほとんど知られていない。われわれは高VLDL血症の患者血液中のVLDLから精製したアポ蛋白Hが溶血活性を有していることを発見したが、同様な現象が正常人血清中に遊離の形で存在するアポ蛋白Hにも見出し得るか否かを知るために、超遠心法、硫安塩析法、イオン交換クロマトグラフィ-にて精製したアポ蛋白Hを用いて実験を行なった。その結果、ヒト、マウス、ヒツジ等の赤血球を溶血する作用は見出し得なかった。そこで、アポ蛋白Hが4050%程度の糖鎖を有していることに着目し、ノイラミニダ-ゼ処理前後での溶血作用の違いを観察した。しかし、高脂血症患者から得られたアポ蛋白Hは酵素処理後でも溶血活性が認められ、少なくとも糖鎖先端のシアル酸の影響によるものではないと推定された。また、アポ蛋白Hでの溶血様式を知るため、ヘモグロビンおよびカリウムイオンの溶出の過程をアポ蛋白H添加後から時間を追って観察した。その結果、カリウムイオンが先に溶出し、遅れてヘモグロビンが溶出するパタ-ンを呈し、ストレプトリジンO(SLO)の溶血様式とは異なるもので、ストレプトリジンS(SLS)の様式に類似したパタ-ンを呈した。このことはSLOの様に赤血球膜の二重層に直接侵入するのではなく、膜に附着したアポ蛋白Hの為に透過性が変化したための現象と考えられる。リンパ球を用いたリポ蛋白レセプタ-からのリポ蛋白の取込み実験でのアポ蛋白H添加の影響をみた場合も、リンパ球の凝集という形で観察され、結果的にはリポ蛋白取込みの低下へとつながった。以上のことから、アポ蛋白Hの細胞膜への関与の様式が少し解明されたものと考えられるので、今後さらにこの点を追求したい。
高応力を受ける極厚部材の破壊様式に関する研究

この研究では前報告にひきつづき、CTOD試験により極厚鋼材の破壊靭性値を明らかにする目的で以前使用した40キロおよび50キロ級の鋼材に加えて、30キロ級の鋼材を用いて同様の実験を行い、極厚鋼材に関する破壊靭性値についてその基礎となるデータを蓄積して、極厚鋼材の脆性破壊防止のためのクライテリオンを確立していくことを本研究の目的としている。今回使用した鋼材はSS330の低降伏点鋼であり、降伏点が25キロ、引張強度が37キロ、伸びが40%程度で降伏比70%というかなり変形能力の大きな鋼材である。実験は前報告と同様にCTOD試験の板厚と板幅の比B/Wをパラメータとして0.55まで変えていき、横収縮率と破壊様式の関係を調べた。その結果、40キロ、50キロ級の鋼材とはかなり違った結果が出てきている。すなわち、この鋼種ではB/Wが3では-20°Cでも脆性破壊は生じなくて、B/Wが5程度になって始めて破壊様式が変わってくる。横収縮率で観察している平面ひずみ状態も同様の傾向を示す。低降伏点の鋼種では非常に変形能力が優れているため-20°C近くの低温になっても脆性的に壊れることはあまりないという結論が得られる。この点が降伏点の低い鋼材の特色であろう。ただし、-20°CではB/Wの値が5程度になると脆性破壊が生じ、-50°Cではほとんど脆性的に破壊していまうという結果が得られた。すなわち、降伏点が低く、降伏比の大きな鋼材は変形能力に富み、クラック等の存在のもとでも、0°C程度の通常の環境であれば亀裂が急激に進展する恐れはあまりないものと判断してもよいであろう。
アルケンへの逆マルコフニコフ求核攻撃を鍵段階とする環境低負荷型酸化反応の開発

本研究では,ビニルアレーンを原料として,独自に見出したパラジウム触媒系を用いて,(1)逆マルコフニコフ型Wacker型酸化によるアリールアセトアルデヒド合成反応,(2)末端アセタール合成反応,(3)炭素ー炭素二重結合の酸化的開裂によるベンズアルデヒド誘導体合成反応,の3種類の反応を開発した。いずれの反応も常圧の分子状酸素を末端酸化剤として用いることができ,室温に近い穏和な条件下で進行することから,これらの反応は末端アルケンからのアルデヒドおよびその誘導体の新しい環境低負荷型合成法といえる。添加剤としてマレイミドなどの環状の電子不足アルケンを用いることが本反応における触媒活性向上の鍵である。パラジウム錯体触媒存在下,添加剤として以前に用いていたpーキノン類に代えて同じく電子不足アルケンであるマレイミド類を用いることにより,酸素雰囲気下かつ穏和な条件下でスチレンの逆マルコフニコフ型Wacker型酸化によるフェニルアセトアルデヒド合成反応がより高収率かつ高選択的に進行することを見出した。その他の条件についても詳細に調べ,最適反応条件下において種々のビニルアレーンを用いて基質適用範囲の検討を行ったところ,多くの場合においてアリールアセトアルデヒドが中程度から良好な収率で得られた。特に,2位に置換基を有するビニルアレーンを原料に用いた場合にはアリールアセトアルデヒドの過剰酸化によるベンズアルデヒド誘導体の生成が比較的抑制され,アリールアセトアルデヒドが高選択的に生成する傾向がみられた。本反応は種々のビニルアレーンからの環境低負荷型のアリールアセトアルデヒド合成法であり,今後さらに触媒活性および選択性の向上に向けて検討を重ねることによって,より洗練された合成法へと発展し得る。また興味深いことに,本反応の検討過程において,求核剤としてジオールを用いることによりアリールアセトアルデヒドの代わりにそのアセタール保護体が良好な収率で生成することを見出した。この反応は逆マルコフニコフ型Wacker型酸化反応と密接に関連しており,今後のさらなる検討によりビニルアレーンからの環境低負荷型の末端アセタール合成法として優れた反応となり得る。パラジウム錯体触媒存在下,添加剤として環状の電子不足アルケンであるマレイミド類を用いることにより,酸素雰囲気下かつ穏和な条件下においてビニルアレーンの逆マルコフニコフ型Wacker型酸化によるアリールアセトアルデヒド合成反応が良好に進行することを見出した。生成物であるアリールアセトアルデヒドが元々不安定であり,アセトフェノン誘導体やベンズアルデヒド誘導体などの副生成物とも分離しづらいことから単離精製が難航していたが,化合物に応じて幾つかの単離精製方法を使い分けることによりそれぞれ単離可能となった。また,上記反応と類似の反応条件下において,求核剤としてピナコールなどのジオールを用いることにより,種々の置換基を有するビニルアレーンから対応する末端アセタールが良好な収率で得られることを見出した。本反応は分子状酸素を最終酸化剤として用いたビニルアレーンからの環境低負荷型の末端アセタール合成法として意義深い。見出した反応条件を脂肪族末端アルケンに対しても適用したところ,反応が進行して末端アセタールが得られることを確認した。しかしながら,現時点では生成物の収率は非常に低く,今後,種々の反応条件を詳細に検討して収率の向上を目指す。ビニルアレーンの炭素ー炭素二重結合の酸化的開裂を経るベンズアルデヒド誘導体合成反応についてはほぼ最適に近い反応条件を見出しており,今後は基質適用範囲の検討および生成物の単離精製を行う。ビニルアレーンを原料として,パラジウム錯体/塩化銅触媒を用いた逆マルコフニコフ求核攻撃を経るアリールアセトアルデヒドおよび末端アセタール合成法を開発した。溶媒兼求核剤として嵩高い第三級アルコールであるt-アミルアルコールを用いることにより,立体障害に基づいた高い逆マルコフニコフ選択性を実現出来た。既報の類似の反応とは異なって,本反応では末端酸化剤として常圧の分子状酸素を利用出来ることが大きな利点であり,かつ,40°Cという室温に近い穏和な条件下で反応が進行する。環状の電子不足アルケンであるマレイミドやp-キノン類を少量添加することが本反応における鍵であり,反応速度および目的生成物の収率・選択性の向上が認められた。触媒活性のさらなる向上や副生成物の生成抑制など,依然として幾つかの改善すべき点が挙げられるが,常圧の酸素を用いて穏和な条件下で上述の反応が進行したことは,末端アルケンからのアルデヒドおよびその誘導体の環境低負荷な新しい合成方法として意義深い。また,アリールアセトアルデヒド合成反応においては,通常は比較的短時間(14時間)で完結するが,同条件下のままでさらに長時間(計2496時間)反応を続けることにより,生成したアリールアセトアルデヒドがさらに酸化されてベンズアルデヒド誘導体が主生成物として得られることも見出した。即ちこの反応はビニルアレーンの酸化的開裂に相当し,やはり常圧の酸素下,穏和な条件下で進行することから興味深い。この二段階目の酸化はパラジウム、銅錯体のいずれによっても触媒される。

いずれの反応も常圧の分子状酸素を末端酸化剤として用いることができ,室温に近い穏和な条件下で進行することから,これらの反応は末端アルケンからのアルデヒドおよびその誘導体の新しい環境低負荷型合成法といえる。添加剤としてマレイミドなどの環状の電子不足アルケンを用いることが本反応における触媒活性向上の鍵である。研究実績の概要に記したとおり,アリールアセトアルデヒド合成反応自体は良好に進行することを見出していたものの,生成物であるアリールアセトアルデヒドの単離精製が困難であったため研究がやや滞っていたが,種々検討した結果,化合物に応じて2,4-ジニトロフェニルヒドラゾンへの誘導体化・シリカゲルカラムクロマトグラフィー・高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等を使い分けることによりそれぞれ単離可能となった。求核剤としてジオールを用いた末端アセタール合成反応についてもほぼ実験データが揃ったことから,これらの反応に関しては近日中に学術論文を執筆し投稿する予定である。脂肪族末端アルケンを基質として用いたアルデヒド合成反応および末端アセタール合成反応はいずれも高難度であり,反応が進行する条件がなかなか見出だせずに研究が遅れていたが,これも研究実績の概要に記したとおり,末端アセタール合成反応については低収率ながら生成物が得られることを見出した。これを糸口として上記の両反応が効率的に進行する条件を詳細に探索する。有機金属化学逆マルコフニコフ型Wacker型酸化によるアリールアセトアルデヒド合成反応および末端アセタール合成反応については反応機構の解明が今後の検討課題であるが,反応中間体として生成するパラジウム錯体の観測にはこれまでに成功していない。添加剤として用いたマレイミド等の化合物がパラジウムの配位子として働いている可能性があることから,これらが配位した錯体を別途合成し,触媒として各合成反応への適用を試みる。また並行して速度論実験によっても機構解明を進める。脂肪族末端アルケンを基質として用いた場合に,末端アセタール合成反応については低収率ながら生成物が得られている。本反応においては末端アルケンの内部アルケンへの異性化が競合することが問題点の一つと考えられるため,異性化を抑制する方向での反応条件の探索を行う。これらの知見を手がかりに,アルデヒド合成反応においても脂肪族末端アルケンを基質として検討を進める。ビニルアレーンの炭素ー炭素二重結合の酸化的開裂を経るベンズアルデヒド誘導体合成反応についてはほぼ最適に近い反応条件を見出すに至っており,その条件を用いた基質適用範囲の検討および生成物の単離精製を行う。本反応における中間体であるアリールアセトアルデヒドからベンズアルデヒド誘導体へと酸化される過程においてはパラジウム錯体と銅錯体のいずれも触媒として働くことが明らかとなっており,その機構を詳しく調べることとする。研究実績の概要に記したとおり,アリールアセトアルデヒド合成法の反応条件については改善され,収率・選択性ともに向上した。しかしながら,アリールアセトアルデヒドの単離段階において問題を抱えておりその対処に時間がかかっていた。
子宮頸がん検診の継続受診を促す統合的リスクコミュニケーションプロトコールの開発

平成30年度は、前年度に実施したシステマティックレビューについて、最新の文献を加え、コミュニケーションツールの洗練を継続して進めた。リスクコミュニケーションツールに記載される科学的根拠と検診に伴うリスクについて確定し、科学的根拠の側面についてはツールの完成をみた。実施したシステマティックレビューの成果について、学会発表を行い、研究者間の意見交換により、メリットの高い健診の受診率が上昇しない要因への働きかけとして、コミュニケーションツールに用いるナラティブなエビデンスの選定方針を決定した。研究開始当初は、条件を設定せず、20名程度の婦人科がん患者へのインタビューによるナラティブなエビデンスの収集を計画していたが、文献レビューと研究者への意見聴取から、婦人科がん検診の受診の阻害要因を吟味した意図的なサンプリングに、対象者選定を変更することとした。ナラティブエビデンスの収集については、プレテストを実施し、質問内容の精選を終えた。統合型リスクコミュニケーションツールの使用プロトコールについては、ツールの素案をベースに検討し、一貫した介入とするための保健医療従事者用の系統的な教育プログラムを考案した。考案した教育プログラムの骨子は、1子宮がん検診の科学的根拠、健診の受診・継続受診を妨げる要因に関する知識、2リスクコミュニケーションの概念とコミュニケーションスキルの二つからなり、演習を含む90分のプログラムとした。プログラム内容の習得については、知識確認のための試験と、ロールプレイ場面のビデオ解析によるものとした。これらの成果をもって、最終的な統合型リスクコミュニケーションツールと使用プロトコール、ならびに介入者のための教育プログラムが整い、介入研究のためのパイロットスタディの計画を立案した。子宮がん当事者のがん診断過程におけるナラティブの収集については、サンプリングの軌道修正が必要となっている。しかし、使用プロトコールや介入者への教育プログラムは概ね完成しており、研究全体の進捗としてとらえると、当初計画にそって順調に進展していると判断できる。計画していた面接調査については、サンプリングの方向性に若干の軌道修正はあったが、新たに開拓した研究協力施設における実施可能性には問題なく、予定通りの実施が可能な状況にある。次年度前半に、今年度残された課題を整理し、小規模の試験的な試用の準備を進める予定である。平成29年度は、研究の初年度にあたり、がん当事者への面接調査で収集したナラティブと系統的文献レビューによる科学的根拠を統合したリスクコミュニケーションツールの実用性向上のための洗練を目的とした。関連文献の系統的レビューにより、リスクコミュニケーションツールに記載されるべき子宮頸がんの科学的根拠と検診に伴うリスク、受診者側からみた子宮頸がん検診のメリットとデメリットについて精査した。その結果、子宮頸がん検診は、死亡率減少効果を示す十分な根拠があり対応型検診に位置付けられる科学的根拠があるものの、当事者の視点からみると、検査に伴う羞恥心や恐怖、要精密検査の対象になったときの心理的負担等のデメリットも存在していることが明らかになった。しかし、子宮頸がん検診の受診を推奨するリーフレット、教育教材などを収集し精査すると、検診のメリットが強調され、当事者からみたデメリットが扱われない傾向にあることがわかった。これらの結果に基づいて、先行して行った研究成果であるリスクコミュニケーションツールの洗練をはかり、専門家から意見聴取を行った結果、ややメリットを強調しすぎるきらいのある表現の修正、再受診の促進となる表現の不足が指摘され、さらなる洗練の必要性が明確になった。また、子宮頸がん受診行動に対する介入研究について、システマティックレビューを行った結果、保健教育・指導による効果のエビデンスレベルは低く、種々の個別に行われる受診推奨のための周知活動に一定のエビデンスがあることが明らかにできた。しかしながら、そのほとんどが再受診に着目していないことも明確になった。この結果を踏まえて、新たなナラティブデータを子宮頸がん当事者から収集し、科学的根拠との再統合を図ることに、引き続き取り組むこととした。子宮がん当事者のがん診断過程におけるナラティブを収集すべく、面接調査を計画していたが、予定していた協力施設における人事異動等が生じ、安定的に調査を行うことが困難な状況になった。そこで、システマテックレビュー、関連資料の精査を優先して行うこととし、面接調査の実施を次年度前半に移行することにしたため、進捗状況としては、当初計画よりも若干遅れる結果となった。

プログラム内容の習得については、知識確認のための試験と、ロールプレイ場面のビデオ解析によるものとした。これらの成果をもって、最終的な統合型リスクコミュニケーションツールと使用プロトコール、ならびに介入者のための教育プログラムが整い、介入研究のためのパイロットスタディの計画を立案した。子宮がん当事者のがん診断過程におけるナラティブの収集については、サンプリングの軌道修正が必要となっている。しかし、使用プロトコールや介入者への教育プログラムは概ね完成しており、研究全体の進捗としてとらえると、当初計画にそって順調に進展していると判断できる。次年度に移行して行うことになった面接調査については、協力施設に新たな協力者をえることに成功したため、平成30年度前半で調査を開始することが可能である。また、新たな協力施設を開拓することもできたため、平成29年度の遅れを取り戻すとともに、研究規模を拡大して実施できるものと考える。安定して調査可能な協力施設を得たため、時間的な遅れについては、平成30年度ならびに平成31年度にかけて、当初計画の進捗に戻すことが可能である。計画していた面接調査については、サンプリングの方向性に若干の軌道修正はあったが、新たに開拓した研究協力施設における実施可能性には問題なく、予定通りの実施が可能な状況にある。次年度前半に、今年度残された課題を整理し、小規模の試験的な試用の準備を進める予定である。平成29年度使用において差額が生じた理由は、必要となった文献等の入手に関して研究機関においてオンライン入手が可能になった点がある。また、予定していた面接調査の実施を次年度に移行したため、必要としていた調査費用を繰り越すことになった。移行した面接調査は、平成30年度前期中心に実施する計画であるため、平成30年度内に使用する予定である。平成30年度使用において差額が生じた理由は、文献等の入手に関してオンライン入手が可能になった点がある。また、研究者や先駆的な実践家への意見聴取について、学術集会の機会に集中して実施したことにより、旅費が節約された点にある。予定していた面接調査の実施が、一部次年度に移行したことも一因であるが、調査規模を拡大する予定であるため、当初計画通りに使用する予定である。
概日リズム制御に関わる新規因子の網羅的単離及び解析

植物における栄養成長から生殖成長への変換を花芽形成(花成)という。光周性依存型の花成は概日リズムにより制御される。我々は、lhy cca1変異が短日条件下で植物のライフサイクルを極端に短縮し、恒明条件下では逆に延長することを明らかにしてきた。リズムを消失した生物を長期間恒常条件下で生育させ、そのライフサイクルへの影響を分子レベルで詳細に解析した事例は少ない。概日時計によるライフサイクルの制御機構の理解は、槙物の研究領域に止まらず、生物学全般に関わる重要な課題である。我々は、上記の変異形質発現の分子メカニズムの理解を目指し、分子遺伝学的アプローチにより研究を行っている。今年度は、lhy cca1によるライフサイクルの、1)短日条件下における短縮形質を増強する変異を3つ、2)恒明条件下における延長形質を抑圧する変異を複数同定した。1)については現在3報の論文を投稿中である。2)についても変異の原因遺伝子の候補について解析を進めている。これらの因子は現在までに提唱されていたモデルでは想定されていなかったものである。新規なモデルの構築につながると考えている。概日リズムは生物に普遍的に存在する高次機構で、絶えず変化し続ける周囲の環境の中で生命活動を営むにあたって必須の制御機構でおる。我々は、シロイヌナズナの2つの概日リズム制御因子LHYとCCA1を同時にノックアウトし、これらがア)概日リズム制御下にあるマーカー遺伝子の、恒明条件下での周期的な発現維持に必要であること、イ)恒明条件下での周期的な葉の上下運動の維持に必要であること、ウ)光周性体存型の花芽形成制御系で重要な機能を有することを明らかにしてきた。本研究では、花成に関わるマーカー遺伝子群の発現解析、光周性依存型の花成に関わる遺伝子の機能欠損変異とlhy cca1との多重変異体に関する遺伝学的解析を行った。これにより、LHY/CCA1は「花成に関わる3つの因子、GI-CO-FTの転写カスケードの制御」を介して花成時期を決定していることを明らかにした(Mizoguchi et al.,投稿準備中)。一方、PIF3はLHY/CCA1を介さずにFT発現上昇を通して花成制御に関わることを明らかにした(Oda et al.,2004)。また、概日リズム制御に関わる新たな因子の単離同定を目指し、lhy及びlhy cca1の形質を増強させる変異体をスクリーニングし、新規な変異を同定した(Oda et al. ; Fujiwara et al. ; Fujiwara et al.,投稿準備中)。これらのうち3つについては、原因遺伝子を同定した。
中世英国教会の所領経営-ノリッチ司教座聖堂付属修道院領の場合

中世英国ノフォーク・カウンティに所在したノリッチ司教座聖堂付属修道院に関する諸古文書を使用して,主として9マナーにおける13世紀後期から14世紀後期にかけての所領管理:経営の実態分析を行い,それぞれのマナーの修道院の経済生活の維持において果たしていた貢献度を現金収入,穀物供給,牧羊生産と羊毛の売却などの各方面から考察し,当該修道院の経済生活を維持する上で,きわめて重要な存在であったことを,きわめて具体的に数量的データを駆使して論証した.中世英国ノフォーク・カウンティに所在したノリッチ司教座聖堂付属修道院に関する諸古文書を使用して,主として9マナーにおける13世紀後期から14世紀後期にかけての所領管理:経営の実態分析を行い,それぞれのマナーの修道院の経済生活の維持において果たしていた貢献度を現金収入,穀物供給,牧羊生産と羊毛の売却などの各方面から考察し,当該修道院の経済生活を維持する上で,きわめて重要な存在であったことを,きわめて具体的に数量的データを駆使して論証した.平成5年度の研究実績は,【.encircled1.】ノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領管理・経営の責任者たる主修道院衣食住掛の13世紀後期から14世紀前期にかけての時期に関する会計報告書を使用して,当該修道院の所領経営の概要をさぐる試み,【.encircled2.】所領経営の目的はあくまで当該修道院の修道院長と修道し共住団体の経済生活を、農民からもたらされる地代等の現金収入と1/10税および所領の直営地耕作で生産される穀物で以て維持することにあったので,この原則がある特定時期においてどの程度まで適用されているかをさぐるために,修道院衣食住掛の1325-26年の会計報告書を使用して,当該修道院の経済生活,とりわけ食生活の実態を把握する試み,以上,2つの試みを行った、ことである。尚、【.encircled1.】,【.encircled2.】の試みにおいて,すでに自分自身が行ったダラム司教座聖堂付属修道院の所領経営の実態把握による研究成果ならびに食生活についての研究成果を比較経済史の視野から、可能な限り,採り入れた。平成6年度は,とくに【.encircled1.】の研究をさらに14世紀後期の時期にまで延長することおよび所領を構成する諸マナーの経営の実態分析を荘役会計報告書を使用して展開するつもりである。また,上記【.encircled1.】および【.encircled2.】の研究成果は論文の形でまとめつつあるので,適当な機会に然るべき学術雑誌に投稿予定である。平成6年度の研究実績は,ノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領管理・経営の変遷を考察するために,所領管理・経営の責任者たる主修道院衣食住掛の会計報告書と,その管掌下にある諸マナーの諸荘役の会計報告書類を使用して,(1)13世紀後期から14世紀前期まで,(2)14世紀後期(1350-1400年)の2時期に区分した上で,諸マナーの直営地耕作による穀物生産および牧畜経営,就中,牧羊経営の2方面から当該修道院における経営済活,就中,消費生活との関連性如何をさぐるという研究視角から研究し,下記の2論文にまとめたことである.(1)「13・14世紀におけるノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領・管理と経営」(平成7年7月,名古屋学院大学産業科学研究所『名古屋学院大学論集』社会科学篇,第31巻第1号-公刊予定):Thornham,Taverham,Plumstedeの3マナーの荘役会計報告書の内容の分析を中心に(2)「14世紀後期におけるノリッチ司教座聖堂付属修道院の経済状態」なお,とくに(1)に関しては,平成7年5月13-14日開催の日本西洋史学会第45回大会(於・山口大学)の自由論題報告で報告することになる.平成7年度の研究実績は次のとおりである。平成6年度において、ノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領経営のアウト・ラインを所領管理・経営の責任者たる主修道院衣食住掛の会計報告書で把握することができたので、平成7年度の研究の重点は、所領を構成する諸マナーの経営の実態分析におき、諸マナーの荘役会計報告書を主要史料とし、会計収支の動き、直営地耕作による穀物生産、牧畜経営の3点に焦点をしぼり、諸マナーの修道院における経済生活に対する貢献度如何をさぐった。平成7年度において研究対象としたノリッチ司教座聖堂付属修道院のマナーはThornham,Taverham,Plumstede,Sechford,MarthamそしてHemsbyなどあって、これらの中でSechfordマナーはすぐれて牧羊経営を中心とするマナーで羊毛生産で修道院財政に大きな寄与をしていたのに対し、とくにMarthamおよびHemsbyの両マナーは穀物生産マナーであって、直営地で生産した小麦および大麦(その加工品であるマルト)の大量の供給で以て修道院の消費生活の維持に貢献していたことを確証した。なお、Thornham,Taverham,Plumstede 3マナーに関する研究成果は、「中世におけるノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領管理・経営」と題して、平成7年5月13日に、日本西洋史学会第45回大会(於山口大学)の自由論題報告で報告した。他の諸マナーに関しては「ノリッチ司教座聖堂付属修道院の所領経営について」と題して、平成8年4月27日に経営史学会関西部会(神戸大学)で報告する予定である。
低倍率集光型シリコン系薄膜太陽電池の高効率化に関する研究

近年、地球温暖化対策として太陽光発電が注目され、更なる普及に向けて変換効率の向上と低コスト化が求められており、それを目指して低倍率集光型薄膜フルスペクトル太陽電池が提案されている。この太陽電池の特徴の一つである低倍率集光型について報告例は未だ少ないため、本研究では、薄膜シリコン系太陽電池に注目し、その集光特性の解明および変換効率の向上を目的として研究を行った。前年度以前において、水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)および微結晶シリコン(μc-Si:H)、またそれらを積層したa-Si:H/μc-Si:H2接合型太陽電池について、シミュレーションによる理論解析および実験結果から10倍以下の低倍率集光照射条件において開放電圧の増加効果による変換効率の向上を確認した。また、一方で低下傾向にある曲線因子について、a-Si:Hの薄膜化および光生成キャリア移動度の大きいμc-Si:Hにおいてその影響が小さく抑えられることを示した。そこで、今年度ではさらに特性向上の期待できる3接合型構造について検討を行った。まず、1次元デバイスシミュレーション結果から、a-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H3接合構造において各構成セルの開放電圧が足し合わされ、また曲線因子の低下が小さく抑えられることから低倍率集光特性に優れていることを示した。そして、計算結果をもとに実験においてデバイス作製を行った結果、変換効率8.68%(標準照射条件)に対し9.86%(7.2倍集光時)を得た。以上の結果から、薄膜シリコン系太陽電池の高効率化について多接合型さらに低倍率集光型への応用の有望性を示し、それを実証した。高効率かつ低コストを実現するべく低倍率集光型薄膜フルスペクトル太陽電池の研究開発を行う。本研究では、当太陽電池の主役となるアモルファスシリコン(a-Si:H)に注目し、集光照射条件下におけるa-Si:H太陽電池の動作特性の向上を目標としたデバイスの作製評価および動作特性の理論解析を行った。照射光強度の集光倍率を増加させると、光電流が比例増加することにより開放電圧が対数的に増加するため、変換効率が増加することが理論計算より示された。しかし、測定評価において光照射強度を0.0150倍まで変化させた際、FF(曲線因子)の低下が変換効率の向上を妨げることが明らかとなった。まず、FF低下の原因として透明導電膜の抵抗成分によるエネルギー損失を考え、フォトリソグラフィーにより格子状の電極膜をガラス基板上に形成し、それを透明導電膜と組み合わせる新規構造を作製した。その結果、従来の透明導電膜基板のシート抵抗値6.2Ω/□よりも低抵抗な値1.1Ω/□を達成し、FF低下の度合いを軽減することに成功した。次に、光吸収層が集光特性に及ぼす影響について理論解析を行ったところ、光吸収層の薄膜化による内部電界の増大が集光特性の改善の向上につながるという解析結果を得た。以上の結果を総合して、新規透明導電膜を用い、さらに光吸収層の膜厚を300nmから100nmに減少させたところ、通常照射条件(1sun)に対する36倍集光時のFFの低下率を11%改善することに成功し、変換効率は20倍集光時において1sun比1.11倍の値(6.35%→7.35%)を得ることに成功した。太陽光発電の普及・発展を目指した超高効率な低倍率集光型薄膜系多接合太陽電池を開発するにあたり、その光入射側のトップセルを担う薄膜シリコン系太陽電池の研究を行った。前年度以前においてはアモルファスシリコン(a-Si:H)太陽電池に注目してその集光特性の解析を行い、特性の改善に成功した。そこで本年度はまず、同じく薄膜シリコンである微結晶シリコン(μc-Si:H)太陽電池に注目し、シミュレーションによる理論解析の結果から高移動度・低欠陥準位を有するためにa-Si:Hよりも集光特性に優位であることを示し、実験結果において変換効率7.54%(標準照射条件1sun)から7.2倍集光時9.44%まで改善したことを確認した。次に、複数の光吸収層を積層する多接合構造の検討を行うため、2接合型および3接合型薄膜シリコン系太陽電池の集光特性の測定評価および理論解析を行った。まず、a-Si:H/μc-Si:H2接合型についてシミュレーションを行った結果、多接合型構造では開放電圧(Voc)が足し合わされるだけでなく、集光時のVoc増分も足し合わされることが明らかとなり、多接合型構造は集光型太陽電池に適していることがわかった。この結果を踏まえa-Si:H/μc-Si:H2接合型太陽電池デバイスを作製した結果、変換効率11.5%(1sun時)が12.2%(2.7倍集光時)まで向上したことを確認した。さらに、3接合型構造について検討を行ったところ、シミュレーション結果から2接合型よりもさらに高効率が期待できることを示した。しかし、実験結果ではa-SiO:H/a-Si:H/μc-Si:H構造においてFFの低下が大きく1sun以上で変換効率は向上しなかったため、この原因をシミュレーションにより解析したところ、a-Si:Hの膜厚が厚いことが集光特性の低下を招いていると判明した。そのため、μc-Si:Hを主とするa-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H3接合型など、集光特性に適した3接合型構造の最適設計を行うことにより2接合型よりも更なる高効率化を狙うことが今後の課題となる。

近年、地球温暖化対策として太陽光発電が注目され、更なる普及に向けて変換効率の向上と低コスト化が求められており、それを目指して低倍率集光型薄膜フルスペクトル太陽電池が提案されている。この太陽電池の特徴の一つである低倍率集光型について報告例は未だ少ないため、本研究では、薄膜シリコン系太陽電池に注目し、その集光特性の解明および変換効率の向上を目的として研究を行った。前年度以前において、水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)および微結晶シリコン(μc-Si:H)、またそれらを積層したa-Si:H/μc-Si:H2接合型太陽電池について、シミュレーションによる理論解析および実験結果から10倍以下の低倍率集光照射条件において開放電圧の増加効果による変換効率の向上を確認した。また、一方で低下傾向にある曲線因子について、a-Si:Hの薄膜化および光生成キャリア移動度の大きいμc-Si:Hにおいてその影響が小さく抑えられることを示した。そこで、今年度ではさらに特性向上の期待できる3接合型構造について検討を行った。まず、1次元デバイスシミュレーション結果から、a-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H3接合構造において各構成セルの開放電圧が足し合わされ、また曲線因子の低下が小さく抑えられることから低倍率集光特性に優れていることを示した。そして、計算結果をもとに実験においてデバイス作製を行った結果、変換効率8.68%(標準照射条件)に対し9.86%(7.2倍集光時)を得た。以上の結果から、薄膜シリコン系太陽電池の高効率化について多接合型さらに低倍率集光型への応用の有望性を示し、それを実証した。理論解析と実験結果から、単接合型および、2接合型薄膜シリコン太陽電池の集光特性の改善に成功し、3接合型の検討まで行った。しかし、3接合型の変換効率はまだ低いため更なる改善が必要である。薄膜シリコン系太陽電池の集光特性の改善のためには多接合型が有望であるため、3接合型の開発による変換効率の向上を図る。a-Si:Hを主とするa-SiO:H/a-Si:H/μc-Si:H構造の検討を試みたが、この構造ではa-Si:Hの膜厚が大きくなり特性が優れないことが判明したため、μc-Si:Hを主とするa-Si:H/μc-Si:H/μc-Si:H構造の最適設計を理論計算・実験の両面から行い、高効率化を図る。
拡散テンソル画像を用いた非侵襲脳温測定法の開発

本研究では、脳虚血症例の脳循環代謝異常を一般臨床でも非侵襲的に検出することを目的とし、MRI拡散テンソル画像に基づく脳温測定法の開発を目指した。本研究から以下の2つの可能性が示された。1)CEA術後に高次脳機能障害を呈した患者では、CEA術前に比べ脳温が低下する、2)CEA術後に高次脳機能を回復した患者では、CEA術前に脳温が上昇している。本研究の成果は、3TMRI以上の超高磁場MRIでも拡散テンソル画像を用いた脳温測定が利用できる可能性を示し、脳循環代謝障害の検出に有用である可能性を示したことである。本研究では、脳虚血症例の脳循環代謝異常を一般臨床でも非侵襲的に検出することを目的とし、MRI拡散テンソル画像に基づく脳温測定法の開発を目指している。最終年度は、ファントム実験とヒト撮像を予定していたが、当施設へ導入した新たな臨床用3TMRIおよび研究用ヒト用7TMRIでのファントム実験が時間的制約、人的制約によって困難であったため、患者に対するPETおよび臨床用3TMRIでの撮像を実施し、健常者と一側性内頸動脈狭窄・閉塞性病変を有する慢性脳虚血症例を対象としたデータ解析を中心に行った。拡散テンソル画像を用いた従来の脳温計測法は、側脳室内の脳脊髄液の自由水を対象として計測するが、一側性病変を有する症例では左右の脳室における脳温の差がつきにくい、または差がないことが予想される。したがって、汎用性の高い脳循環代謝測定法の開発を目指すためには脳実質での計測を実現する必要がある。そのため、まず一側性病変を有する患者については、脳実質における拡散パラメータが脳循環代謝とどのように関連するか検討した。その結果、以下の2つが明らかとなった:1)頸動脈内膜剥離術(carotid endarterectomy)施行後に高次脳機能を呈した症例では、仮に脳血流が回復したとしても術前後で拡散異方性(fractiona anisotropy: FA)が低下し、白質障害が疑われた、2)CEA後、高次脳機能が回復した症例では脳血流が回復するとともにFAが上昇し、再髄鞘化が進行している可能性があった。したがって、脳血流が、熱を発生させる脳代謝に対して脳を冷却するラジエータ効果を持っているとすれば、本研究によって、1)CEA術後に高次脳機能を呈した患者では、CEA術前に比べ脳温が低下する、2)CEA術後に高次脳機能を回復した患者では、CEA術前に脳温が上昇している、という二つの可能性が示された。本研究では、脳虚血症例の脳循環代謝異常を一般臨床でも非侵襲的に検出することを目的とし、MRI拡散テンソル画像に基づく新たな脳温測定法の開発を目指している。当初の計画では、本年度に人工脳脊髄液が循環可能なMRI用試料撮像機器(ファントム)を作成予定であったが、簡易ファントムでの予備実験期間中に当施設3TMRIが故障したため、大型ファントムの作成を中断した。急遽、研究協力者の施設に付属する動物用11.7TMRIにて代替実験を実施するために、小さい径の装置でも撮像可能な試験管サイズの簡易ファントムに人工脳脊髄液を封入し、温度を変化させながら拡散強調画像の撮像を行った。また、小さい径のサイズのファントム内で人工脳脊髄液の循環を再現することは困難であったため、循環時の流速を計測するphase contrast法の撮像は実施しなかった。その結果、超高磁場である11.7TMRIでも温度変化と拡散係数の変化は相関したことから、拡散係数による温度計測は静磁場の強さに依存しないことが明らかとなった。また、人工脳脊髄液の温度の上昇に伴い、ファントムの上下に生ずる温度差が大きくなり、温度マップ上に明らかな温度分布の差が反映された。これは、ファントムの保温方法が不完全であることを示しているが、温度差が拡散強調画像から作成した温度マップに確実に反映していることも同時に示していた。本年度予定していた症例撮像は、健常ボランティアについては実施できなかったが、慢性脳虚血症例については、3TMRIの故障前までに20例実施することができた。また、モヤモヤ病など一部の慢性脳虚血症例にてPETの撮像を実施した。当施設の3TMRIが年度途中に故障したことから、当初の実施計画は変更を余儀なくされたが、研究協力者と連携することで他施設によって代替実験を実施することができた。その結果、動物用ではあるが超高磁場MRIを用いて新たな知見を得ることができた。また、大型ファントムを作成する前に、簡易ファントムによって温度計測時の保温方法の問題点も明らかにできたことから、予備実験としてはおおむね順調と思われた。症例撮像数は少なかったが、今後当施設に新たに導入される予定である3TMRIにて追加撮像が可能であり、問題は少ないと考えられた。

特に、今回の結果で、拡散強調画像を用いた温度計測法は静磁場強度に依存しないという点は、今後超高磁場7TMRIを用いた研究などへ応用可能な知見が得られたという意味で、その意義は大きい。初年度で作成した簡易ファントムの保温精度を向上させ、新たに導入される3TMRIにて撮像を実施する。また、制限拡散ファントムの簡易版を作成し、同様の実験を行う。新たに導入される臨床の3TMRI装置での実験が困難な場合には、研究協力者の11.7TMRIや、ヒト用3TMRI、7TMRIが稼働している海外の研究協力者の施設において、撮像実験を実施する。簡易制限拡散ファントムは、プラスティックのケース等に人工脳脊髄液、ゼラチン、フェリチンを混ぜ、作成する。まず、対照群として人工脳脊髄液のみを封入したものと、人工脳脊髄液にゼラチンを混ぜたものを作成する。ゼラチンを混入させたものは濃度を変えて複数作成する。これによって非制限拡散と、制限拡散における拡散係数の違いを計測する。次に、この制限拡散ファントムにフェリチンを混ぜ、鉄沈着がみられる黒質、淡蒼球の制限拡散についても検討する。フェリチンファントムもゼラチン濃度を変えて複数作成する。作成した制限拡散ファントムには、MRI対応温度計を埋め込み、温度計測しながら拡散テンソル撮像を予定しているが、温度計がMRIに対応していない場合には、撮像前後の平均温度をファントムの実温度とする。撮像された全ファントムの拡散係数から算出した温度と、実測温度との相関を明らかにし、相関があった場合には制限拡散での温度変換式を定義する。相関がみられなかった場合には、MRI撮像パラメータを変更し、再度同じ解析を行う。上記実験に並行して、健常者および慢性脳虚血患者の撮像を実施する。これらの式から、健常者と慢性脳虚血患者の温度を算出し、両群の差を明らかにする。また、患者群ではPETにて撮像された酸素摂取率と算出された温度との相関を確認する。簡易ファントムの保温構造を改善するために、ファントム材料費が必要となる。また、国内および海外の研究協力者との研究打ち合わせのために国内・外国旅費が必要である。慢性脳虚血患者の脳循環代謝測定のために、核医学撮像(PET、SPECT等)のためのトレーサー購入費が必要である。
顆粒膜細胞の増殖と機能を制御する因子に関する研究

ブタ卵胞液中に含まれる顆粒膜細胞の増殖と機能を制御する因子(SI)を限外濾過及びSephadex G-25のゲル濾過により分離精製した.(1)FSH及びtestosterone(T)存在下,ラット顆粒膜細胞単層培養系を用い, estradiol(E)生成に対するSIの影響さらに(Bu)_<2C>AMP及びFolskolin存在下でE生成増加時のSIの作用を検討した.この結果SIの1分画(SI-1)がいずれの場合にもE生成を有意に抑制した.またこの培養系でcAMP含量を測定したら,細胞中・培地中ともにSI-1により有意な低下を認めた.以上のことからSI-1はAromatase(A)活性,及びAderylate cyclase活性を低下させる作用があると示唆された.(2)無血清培地を用いたラット顆粒膜細胞培養系とヒト胎盤由来Microsomeを用いた系において,基質としての^3H標識Tが芳香環化されて生じる^3H_2O計測により, SI-1のA活性抑制をさらに検討した.Microsomeを用いた系では,時間及び容量依存性に^3H_2O生成を抑制した. MiliQ純水を用いて,無血清培地での顆粒膜細胞培養を成功させたが,この系においてもSI-1は有意にA活性を容量依存性に抑制した. (3)顆粒膜細胞増殖抑制因子は, SIの低分子分画に存在した. (SI-2)石川細胞(ヒト子宮内膜癌株)及びHela細胞(ヒト子宮頸部腺癌細胞株)を用いて^3H-thymidine添加により,その取り込みに及ぼすSI-2の影響を検討した.その結果, SI-2は両細胞株ともに^3H-thymidineの取り込みを有意に抑制し,増殖抑制作用が示唆された.ブタ卵胞液中に含まれる顆粒膜細胞の増殖と機能を制御する因子(SI)を限外濾過及びSephadex G-25のゲル濾過により分離精製した.(1)FSH及びtestosterone(T)存在下,ラット顆粒膜細胞単層培養系を用い, estradiol(E)生成に対するSIの影響さらに(Bu)_<2C>AMP及びFolskolin存在下でE生成増加時のSIの作用を検討した.この結果SIの1分画(SI-1)がいずれの場合にもE生成を有意に抑制した.またこの培養系でcAMP含量を測定したら,細胞中・培地中ともにSI-1により有意な低下を認めた.以上のことからSI-1はAromatase(A)活性,及びAderylate cyclase活性を低下させる作用があると示唆された.(2)無血清培地を用いたラット顆粒膜細胞培養系とヒト胎盤由来Microsomeを用いた系において,基質としての^3H標識Tが芳香環化されて生じる^3H_2O計測により, SI-1のA活性抑制をさらに検討した.Microsomeを用いた系では,時間及び容量依存性に^3H_2O生成を抑制した. MiliQ純水を用いて,無血清培地での顆粒膜細胞培養を成功させたが,この系においてもSI-1は有意にA活性を容量依存性に抑制した. (3)顆粒膜細胞増殖抑制因子は, SIの低分子分画に存在した. (SI-2)石川細胞(ヒト子宮内膜癌株)及びHela細胞(ヒト子宮頸部腺癌細胞株)を用いて^3H-thymidine添加により,その取り込みに及ぼすSI-2の影響を検討した.その結果, SI-2は両細胞株ともに^3H-thymidineの取り込みを有意に抑制し,増殖抑制作用が示唆された.
口腔癌特異的C5a受容体阻害剤の開発と癌増殖メカニズムの解明

C5a-C5aRシステムが制御性T細胞への分化および癌組織への制御性T細胞浸潤に関与しているという報告があることから、名古屋市立大学病院の耳鼻咽喉科頭頸部外科グループの協力を経て頭頸部癌のサンプルを得て、腫瘍浸潤リンパ球中の制御性T細胞の比率をフローサイトメーターで検討した。その結果、頭頸部癌の原発腫瘍や頭頸部癌の転移のあるリンパ節おいてFoxp3陽性の制御性T細胞の比率が他のがんと比較して高かった。興味深いことに、頭頸部癌に浸潤した制御性T細胞はかなりの比率で制御性共刺激因子CTLA-4の発現していることを明らかにした。そこで頭頸部癌に浸潤したCD4+T細胞のうちCTLA-4発現制御性T細胞における特徴的な遺伝子発現を明らかにするためトランスクリプトーム解析を行ったところ、増殖関連の遺伝子が特徴的に増加していた。一方、C5a-C5aRシステムが制御性T細胞の分化および癌組織への浸潤に関与しているという報告があることから、制御性T細胞をはじめ、腫瘍浸潤リンパ球におけるC5aRの発現をトランスクリプトーム解析で検討したところ制御性T細胞では発現が低かった。これらの結果から、頭頸部癌において、制御性T細胞が癌の増殖に関与しているが、C5a-C5aRシステムは制御性T細胞の分化および癌組織への浸潤に関与していないことが明らかになった。今後はがん細胞に発現しているC5aR特異的な阻害抗体の作製し、がん細胞の増殖にC5a-C5aRシステムが関与しているかどうかを解析できるよう実験を計画中である。現在名古屋市立大学病院の耳鼻咽喉科頭頸部外科グループと共同研究をしているため、頭頸部がんやリンパ節腫脹のある症例において同意を得た後、フレッシュなサンプルを複数例入手することができた。これらのサンプルを用い、フローサイトメーターおよびトランスクリプトーム解析を行った。この実験によりTregの遺伝子の特徴やphenotypeを明らかにできた。現在までに、口腔癌細胞株においてC5aRの発現を明らかにし、口腔癌にC5a-C5aRシステムが関与していることを可能性が示唆されたことから、口腔癌細胞にC5aが結合できなくする抗C5aRモノクローナル抗体の作製を試みる。C5aとC5aRの結合に重要な構造はC5aRのN末端アミノ酸30残基であることが明らかにされているため、この部位のペプチドを合成し、キャリアタンパク質であるKLHと結合させた後、アジュバントとともにBALB/Cマウスに免疫する。その後、常法により、ハイブリドーマを作製し、C5aに対して反応性の強い抗体産生コロニーを選別する。選別した抗C5a抗体から、さらにC5a-C5aRシステム阻害する抗体産生ハイブリドーマの選別する。次にC5a-C5aRシステム阻害抗体産生ハイブリドーマからmRNAを単離し、cDNAを合成後、5'RACE法により増幅した後、クローニングを行い、抗C5a-C5aRシステム阻害抗体の可変領域の遺伝子配列を決定する。この抗体の可変領域と、口腔癌腫瘍特異抗原抗体の可変領域とをリンカーでつなぎ、口腔癌特異的にC5a-C5aRシステムを阻害する二重特異抗体の作製を試みる。補体系のタンパク質であるC5aは自然免疫を活性化するのみならず、T細胞分化など獲得免疫も制御している。一方、多くの癌組織でC5aレセプター(C5aR)が過剰に発現しており、C5aがC5aRに結合することで癌の増殖、浸潤や転移を引き起こす。口腔癌を含む頭頸部癌においてC5aRの発現と腫瘍免疫応答における役割を解明する。まず、口腔癌細胞株においてC5aRが発現しているかどうかを検討したところ、確認した口腔癌細胞株すべてにおいてC5aRのmRNAが検出された。次に、さらに、C5a-C5aRシステムが制御性T細胞への分化および癌組織への制御性T細胞浸潤に関与しているという報告があることから、名古屋市立大学病院の耳鼻咽喉科頭頸部外科グループの協力を経て頭頸部癌のサンプルを得て、腫瘍浸潤リンパ球中の制御性T細胞の比率をフローサイトメーターで検討した。その結果、頭頸部癌の原発腫瘍や頭頸部癌の転移のあるリンパ節おいてFoxp3陽性の制御性T細胞の多いことを確認できた。今後はヒトC5aRに対する阻害抗体の作製した後、口腔癌腫瘍特異抗原抗体との二重特異抗体の作製を試みる計画である。また、サンプル収集を続け、制御性T細胞の腫瘍部位への浸潤にC5a-C5aRシステムが関与しているかどうかを解析できるよう実験を計画中である。口腔癌細胞株においてC5aRの発現を明らかにし、口腔癌にC5a-C5aRシステムが関与していることを示唆するデータを得られた。また、現在名古屋市立大学病院の耳鼻咽喉科頭頸部外科グループと共同研究をし、頭頸部がんやリンパ節腫脹のある症例において同意を得た後、フレッシュなサンプルを複数例入手することができた。これらのサンプルを用い、フローサイトメーターで解析する。この実験によりCTLやTregの細胞比率が明らかになる。我々は、すでに頭頸部癌が転移したリンパ節においてTreg(CD4陽性、Foxp3陽性細胞)の比率が高いとの知見を得ている。