hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カルパイン及びカルパチスタン遺伝子発現検査技術の開発とその病因病態解析への応用

今後、なお諸条件を検討する必要がある。〔目的〕カルパインは細胞内Ca^<2+>依存性システインプロテア-ゼで,カルパスタチンはその内因性特異インヒビタ-である。両者の遺伝子発現の動態を遺伝子DNA,mRNA及びタンパク質レベルで解析する技術を開発し,これらを臨床検査として実用化する基礎研究を行い,各種患者についての新しい病因病態情報を集収することが本研究の目的である。〔経過および成果の概要〕ヒト型のカルパインI,II及びカルパスタチン遺伝子を単離し,各遺伝子に対する特異的cDNAプロ-ブを作成した。また、遺伝子構造と機能の関係を詳細に研究し,カルパインI,IIの大サブユニット及びカルパスタチンの機能ドメインに特徴的なアミノ酸配列部位を化学合成し,これらオリゴペプチドを抗原として,それぞれに対する高度特異的モノクロ-ナル抗体を得た。これら抗体を用い,各組織及び疾患におけるカルパインーカルパスタチンの分布、変動を探るサンドイッチ方式のELISA測定系を確立した。造血系細胞及び神経系細胞における各因子の発現をmRNA,タンパク質,酵素活性の各レベルで解析した結果,HTLVーI感染によりカルパインII遺伝子がトランスに活性化されることが判明した。遺伝子DNA上の転写制御領域については現在研究中である。また、他の病態疾患との関連性についても研究を進める必要がある。これら主研究に付随して,カルパスタチンは細胞内でリン酸化されるタンパク質であること,カルパインの一部は細胞膜と結合することなども明らかとなった。さらにカルパイン特異的インヒビタ-及び合成カルパスタチンペプチドを細胞内に導入することにも成功した。今後,諸条件を検討し,カルパインーカルパスタチン系の生理的意義を検索していくことも重要な課題である。我々はヒト型のカルパインI、IIびカルパスタチン遺伝子を単離し、各遺伝子に対する特異的cDNAプロ-ブを作成した。また、遺伝子構造と機能の関係を詳細に研究し、カルパインI、IIの大サブユニット及びカルパスタチンの機能ドメインに特徴的なアミノ酸配列部位を化学合成し、これらのオリゴペプチドを抗原として、それぞれに対する特異的モノクロ-ナル抗体を得た。これらの抗体を用い、各組織及び疾患におけるカルパインーカルパスタチンの分布、変動を探るサンドイッチ方式のELISA測定系を確立した。HTLVーI(成人T細胞性白血病ウイルス)感染ヒトリンパ球においてカルパインII及びカルパスタチンの遺伝子発現が特異的に上昇することを発見し、これを実験的に証明した。これら主研究に付随して、カルパスタチンは細胞内でリン酸化されるタンパク質であること、カルパインの一部は細胞膜と結合することも明らかにした。
非線形分光を利用するアクチノイドの界面スペシエーション・イメージング

原子力分野の重要な課題の多くは、固体、液体、気体の二相界面で起こる化学反応と深く関係している。しかしながら、従来の一般的な界面観察法では、界面で起こる化学反応の微視的な情報を得ることは困難である。本研究では、二次の非線形振動分光法である、ヘテロダイン検出振動和周波発生分光法を利用することによって、溶媒抽出分離やアクチノイド化学などに関連する界面の原子や分子の構造を明らかにすることが可能になった。初年度は、非線形分光システムとして振動和周波発生(VSFG)システムの導入を行った。システムはレーザー、波長変換部、光学素子、試料室、検出器などから構成される。以下に概要を示す。増幅再生アンプ付きチタンサファイアレーザーからのパルス光を、整備した光パラメトリック増幅器(TOPAS-Prime)、ハウジングミキサー(NirUVis)および差周波発生(DFG)によって可視光(795 nm, 235 - 1160 nm)および赤外光(2600 - 20000 nm)に変換する。可視光と赤外光の試料表面への混合により振動和周波発生を行うが、本年度はこれに用いる光源が整備された。同時に光学素子や試料室を検討し、測定系のレイアウトを決定し、セットアップに着手した。また、検出器として分光器に接続する高感度冷却EMCCDカメラを整備し、検出系の導入も進めた。ハード固液界面として、石英を選定し、X線光電子分光(XPS)測定による表面のキャラクタリゼーションを行った。また、石英表面の官能基を模擬したケイ酸とウラニルの錯体のTRLFS測定を行い、従来法によるアクチノイドの分光特性などを用いて、参照データとして用いるために、低温におけるバルクの分光を行った。次年度に導入予定の高インピーダンス測定等の電気化学システムに関する予備検討も併せて行った。また、「第6回SFG研究会「柔らかな分子系」ワークショップ和周波分光」に参加し、SFGについて理解を深めるとともに、研究者間の交流や情報収集を行った。さらに、他の研究組織における異分野の研究者と情報交換を行なうことで、システム導入への助言を得て、実際の整備に反映させた。2年目は、振動和周波発生(VSFG)システムの出力を増強した。初年度用いた、再生増幅アンプ(1 mJ/pulse)による光パラメトリック増幅器(TOPAS-Prime)の発振では、ハウジングミキサー(NirUVis)および差周波発生(DFG)によって可視光(795 nm)を中赤外光(3000 nm)に変換する際に出力が極めて低いことがわかった。そこで、別途整備した、ワンボックス再生増幅アンプにTOPASーNirUVisシステムを組み込み、強い信号を得ることを可能にした。これによって、出力は大幅に改善し、パルス幅100 fs、2 mJ/pulse(795 nm)、34 μJ/pulse(3000 nm)のパルス光をSF光発生に用いることが可能になった。その上で、光学防振台上に光学素子を適切に配置し、信号検出に向けた整備を進めた。さらに,最終年度HD-VSFGによる界面スペシエーションイメージングの対象として検討している固体基板の一つとして、ガラスを用い、時間分解型レーザー誘起蛍光分光法(TRLFS)により、蛍光特性を評価した。これらと並行して、高インピーダンス測定等の電気化学システムを導入した。ヘテロダイン検出振動和周波発生法(HD-VSFG)の測定結果の解釈に資する固液界面の状態変化に関する予備検討も併せて行った。また、HD-VSFGの分野で著名な大学研究室において、実験手法を視察し、同方法について理解を深めるとともに、研究者間の交流および情報収集を行った。さらに、関連する他の研究組織における異分野の研究者と情報交換を行い、検出効率の改善への助言を得て、セットアップに反映した。非線形分光システムの出力増強および光学系の配置が中心となった。レーザー光源本体のアップグレードは順調に進み、システムの最適化へ向けてセットアップを行った。アップグレードにより測定時間が短縮された。今後システムの最適化をさらに進めるとともに、計画に則り界面の和周波発生分光をより短時間で行う。固液界面の状態変化の観測に有用な交流インピーダンス測定装置を導入した。HD-VSFG測定の結果の解釈や測定条件の選定に援用可能な評価のための環境を整えた。サンプル系の選定においては、ガラス基板の発光分光データ取得を進めた。二次の非線形振動分光であるヘテロダイン検出振動和周波発生(HD-VSFG)分光の測定装置を構築し、酸性リン酸エステルによるランタノイドの溶媒抽出に関する研究成果を得た。HD-VSFG分光法を用いて界面の振動スペクトルを測定することによって、ジ-2-エチルヘキシルリン酸(HDEHP)と硝酸ユウロピウム[Eu(NO3)3]を溶かした水溶液の表面で形成したEu(III)とHDEHP錯体の構造は、水相中や有機相中で存在している錯体の構造とは大きく異なった構造で存在していることが分かった。この結果は、溶媒抽出反応において界面で中間体が生成し、その中間体はバルク相中では見られない“特殊な"金属錯体であることを示しており、溶媒抽出機構の解明に迫る重要な研究成果である。また、水晶振動子マイクロバランスを用いて、電気化学反応によって時々刻々と生成する金電極表面の析出物の質量変化を測定し、様々なアクチノイドイオンの還元反応に関する知見を得ることができた。

特に6価のウラニルイオンや5価のネプツニルイオンの電解還元と、これに伴う生成物の電極表面への析出、凝集現象を観察し、反応機構を解明することができた。この研究成果により今後HD-VSFG分光法により核燃料等固体表面のアクチノイドの化学状態を解明するための基礎的な知見が得られた。原子力分野の重要な課題の多くは、固体、液体、気体の二相界面で起こる化学反応と深く関係している。しかしながら、従来の一般的な界面観察法では、界面で起こる化学反応の微視的な情報を得ることは困難である。本研究では、二次の非線形振動分光法である、ヘテロダイン検出振動和周波発生分光法を利用することによって、溶媒抽出分離やアクチノイド化学などに関連する界面の原子や分子の構造を明らかにすることが可能になった。初年度は非線形分光システムの導入が中心となった。レーザー光源本体のアップグレードが予定され、システムの最適化までは至らなかったが、このアップグレードが進むことにより測定時間が大幅に短縮され、高品質のSFG分光データを取得可能になることが期待される。したがって、今年度前半にシステムの最適化をさらに進めるとともに、後半には当初の予定通り、界面の和周波発生分光をより短時間で行なうことができる。また、計画されていた、バルクの分光情報の取得や次年度のシステムの予備検討を進めた。最終年度は、非線形分光システムについては、シグナルの検出・光学系の最適化を遂行し、信号を最適な効率で取得することを目標とする。その上で、ウラニルを含む水溶液あるいは固体などについて、固気界面、固液界面の和周波発生を試み、振動分光データを収集する。さらに、これまでに整備してきた界面の電荷移動評価のためにサイクリックボルタンメトリや電気二重層の変化を評価するための交流インピーダンス法などの電気化学手法をHD-VSFG測定と組わせ界面での電荷移動の評価をもとに、反応系として、複雑な酸化還元反応が関与する反応系についても検討を始める。28年度が最終年度であるため、記入しない。アクチノイド化学次年度は、システムに関しては、光学系のマッチングを遂行し、光学素子および試料室の充実化によって、信号を最適な効率で取得することを目標とする。これは物品が全て整備されたうえで、セットアップの試行錯誤を行い、実現する。さらに、界面の電荷移動評価のためにサイクリックボルタンメトリや交流インピーダンス法などにより界面電荷移動の解析を開始する。界面での電荷移動の評価をもとに、反応系として、複雑な酸化還元反応が関与する反応系についても検討を始める。
Trotter積公式の更なる展開と経路積分の問題

本研究は,研究者代表者一瀬が研究分担者田村英男,田村博志,海外研究協力者V.A.Zagrebnovとの共著の2編の論文で2001年Commun.Math.Phys..誌に発表した作用素ノルム自己共役Trotter積公式に関する結果を更に発展させるべく始められた。経路積分を念頭に,シュレーディンガー作用素論における例や応用を参考にしながら,Trotter積公式及び関連する問題に関して,次の成果が得られた。(1)作用素ノルムTrotter積公式の更なる展開:一般には作用素ノルムTrotter積公式は,2つの自己共役作用素の2次形式和の場合には成立しない。一瀬は,H.Neidhardt及びV.A.Zagrebnovとの共著論文で,ある条件の下に成立することをJ. Functional Analysis(2004)誌で証明した。この条件が改良されるか、今後の問題である。作用素ノルムユニタリTrotter積公式は成立しないと思い込んでいたが,一瀬は田村英男との共同研究で,ディラック作用素と相対論的シュレーディンガー作用素に対して非自明なスカラー・ポテンシャルの場合に,それが成立することを発見Lett.Math.Phys.(2004)誌に発表した。(2)経路積分の問題,及び,Trotter積の積分核の収束の問題:藤原大輔は大きな次元での振動積分の停留位相法の剰余項評価を精密にすることに成功,それを用いてFeynman経路積分の準古典近似の第2項の形を決めることができた。成果を2006年J.Math.Soc.Japan誌にこの成果を発表した。Trotter積公式は経路積分的に言えば,経路を不連続な時間分割経路による近似を与えており,作用素ノルム自己共役Trotter積公式の近似の良さから,積分核の各点収束も言えているのではないかという問題を田村英男と共に考えた。実際,予想通りであることをComm.PDE(2004)とJ.Reine Angew, Math.(2006)の2誌でそれを確かめた。(3)ゼノン(Zeno)積公式:これついて,海外共同研究者P.Exnerとの共同研究で,中間的結果をAnn, H.Poincare(2005)誌に発表した。本年度は本研究の最初の年度である.経路積分との関連を意識しつつ,シュレーディンガー作用素論における例や応用を参考にしながら,作用素ノルムでの自己共役トロッター・加藤(Trotter-Kato)積公式及び関連する経路積分の問題に関して成果が得られた.1.一瀬は,H.Neidhardt及びV.A.Zagrebnovとの共著論文において,平成15年度に田村英男,田村博志,V.A.Zagrebnovと共に確立した作用素ノルム自己共役トロッター・加藤積公式を,作用素和の場合から2次形式和の場合へ,一方の自己共役作用素が他方の自己共役作用素によって2次形式の意味でドミネイトされるときに拡張し,最良の誤差評価と共に証明した.このドミネイシヨンを仮定しないで証明できるかどうかは今後の問題であろう.2.一瀬は田村英男との共同研究で,これまでの研究から明らかになった作用素ノルム自己共役トロッター・加藤積公式の近似の良さから,多項式オーダーで増大する滑らかのポテンシャルを持つシュレーディンガー半群に対して,積分核も同じ良い誤差評価で収束していることを証明した。

3.一瀬は田村英男との共同研究で,ある非自明なユニタリ群の場合にも,作用素ノルムリー・トロッター積公式が成立することを証明した。この結果はシュレーディンガーユニタリ群に対しては適用できないが,ディラック作用素や相対論的シュレーディンガー作用素に対するユニタリ群の場合に成立することを発見するものである。4.藤原大輔は熊ノ郷直人と共に,時間分割近似法によるファインマン経路積分の滑らかな汎関数微分について研究し良い結果を得た。5.谷島賢二は,時間周期的ポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式の解の局所時間減衰(A.Galtbayer, A.Jensenとの共同研究)や,また,分散型不等式について研究し結果を得た.本年度は本研究の2年目であり、更に研究が進展した。昨年度と同様に経路積分との関連を意識しつつ,シュレーディンガー作用素論における例や応用を参考にしながら,作用素ノルムでの自己共役トロッター・加藤(Trotter-Kato)積公式及び関連する経路積分の問題に関して成果が得られた.1.一瀬は,平成15年度に田村英男,田村博志,海外研究協力者V.A.Zagrebnovと共に作用素ノルムで収束する自己共役トロッター・加藤積公式を確立した。その近似の良さから,もしかしたら,積分核の各点収束も言えているのではないかという問題を田村英男と共に考えてきた。実際,既に2004年にComm.PDEに出版した共著論文において,多項式オーダーで増大する滑らかのポテンシャルを持つシュレーディンガー半群に対して,積分核も同じ良い誤差評価で収束していることを証明している。2.今年度になって更に,一瀬は田村英男との共同研究で,ポテンシャルがすべての点で滑らかでなくても特異性を持つときも,積分核がポテンシャルの特異点を除いた領域で局所一様収束することを証明し,学術誌(J.Reine Angew.Math.)にこの成果を書き現在印刷中である。そこには更に,ラプラス作用素とあい有界領域上の2乗可積分関数の空間への直行射影作用素とのトロッター積の積分核がこの領域のDirichlet境界条件つきラプラス作用素の半群の積分核に,領域の内部で局所一様収束することも証明した。3.一瀬は,海外共同研究者Pavel Exnerとの共同研究で,量子ゼノン力学に関係する積公式の中間的結果を証明し,学術誌(Ann.H.Poincare)にそれを書いた。4.藤原大輔は熊ノ郷直人と共に,時間分割近似法によるファインマン経路積分の滑らかな汎関数微分について研究し,顕著な結果を得てフランスの学術誌(Math.Bull.Sci.)に成果を出版した。5.谷島賢二は,3次元シュレーディンガー作用素に対してポテンシャル散乱解の連続スペクトル空間成分の時間減衰の問題を考え,それが閾値レゾナンス・固有値を持たなければ,ある条件を満たすポテンシャルに対して,L^p-L^q評価を証明し,学術誌(Conmun.Math.Phys)にそれを書いた。本年度は最終年度であり,これまでと同様に経路積分との関連を意識しつつ,シュレーディンガー作用素論における例や応用を参考にしながら,トロッター(Trotter)積公式及び関連する経路積分の問題に関して成果が得られた。
C型肝炎ウイルスの組織親和性の解析

C型肝炎ウイルス(HCV)の肝臓指向性を規定する重要な因子として、アポリポ蛋白質が知られており、発表者らはアポリポ蛋白質の両親媒性ヘリックスを介した小胞体膜結合性が、感染性粒子の成熟に重要であることを明らかにしてきた。一方、フラビウイルスのNS1蛋白質やペスチウイルスのErns蛋白質は小胞体由来膜への結合性を持つ分泌蛋白質である。本研究では、アポリポ蛋白質とNS1およびErnsがウイルス粒子の成熟過程において同様の機能を持つことを明らかにし、その進化学的意義を解明することを目的とした。アポリポ蛋白質B(ApoB)およびApoEを同時に欠損させたHuh7細胞と293T細胞を用いて、HCVの粒子産生におけるアポリポ蛋白質とNS1、Ernsの役割を検討した。また、Ernsを欠損させた豚コレラウイルス(CSFV)を作製し、ペスチウイルスの粒子産生におけるErnsの機能をアポリポ蛋白質が代替しうるかを検討した。Huh7細胞でのHCVの粒子産生はアポリポ蛋白質の欠損により有意に低下したが、デングウイルス等の様々なフラビウイルスのNS1や、CSFV等の様々なペスチウイルスのErnsの発現により、HCVの粒子産生は回復した。また、アポリポ蛋白質を発現しない293T細胞では、アポリポ蛋白質、NS1およびErnsの発現によってHCV粒子が産生された。以上の成績から、HCVの粒子産生において、NS1やErnsはアポリポ蛋白質と同様の機能を持つことが示唆された。Ernsを欠損させたCSFVゲノムを導入したSK6では、ウイルスゲノムの複製は起こるものの粒子産生が認められなかったが、アポリポ蛋白質を発現するSK6細胞では感染性粒子が産生されたことから、ペスチウイルス粒子産生におけるErnsの機能をアポリポ蛋白質が代替しうることも示された。今回の検討によって、フラビウイルスの粒子産生において、アポリポ蛋白質、Erns、およびNS1が同様の機能を持つことが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。ヘパシウイルスはフラビウイルスやペスチウイルスと異なり、分泌性ウイルス蛋白質を持たない。HCVがアポリポ蛋白質を高発現する肝臓に強い指向性を持つことを考慮すると、進化の過程で分泌性ウイルス蛋白質が不要になり欠失した可能性も考えられる。

Huh7細胞でのHCVの粒子産生はアポリポ蛋白質の欠損により有意に低下したが、デングウイルス等の様々なフラビウイルスのNS1や、CSFV等の様々なペスチウイルスのErnsの発現により、HCVの粒子産生は回復した。また、アポリポ蛋白質を発現しない293T細胞では、アポリポ蛋白質、NS1およびErnsの発現によってHCV粒子が産生された。以上の成績から、HCVの粒子産生において、NS1やErnsはアポリポ蛋白質と同様の機能を持つことが示唆された。Ernsを欠損させたCSFVゲノムを導入したSK6では、ウイルスゲノムの複製は起こるものの粒子産生が認められなかったが、アポリポ蛋白質を発現するSK6細胞では感染性粒子が産生されたことから、ペスチウイルス粒子産生におけるErnsの機能をアポリポ蛋白質が代替しうることも示された。今回の検討によって、フラビウイルスの粒子産生において、アポリポ蛋白質、Erns、およびNS1が同様の機能を持つことが示唆された。ウイルスは様々な宿主因子を利用して、細胞へ侵入し、自分の遺伝子を増幅し、感染性粒子を量産する。当該領域の研究に於いて、種々のウイルスの組織親和性の決定機構を横断的に解析することにより、ウイルスの病原性発現機構の新しいパラダイムの発見に繋がることが期待される。このような考え方は今までにないものであり、新たな研究領域の創出につながると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
未知なる細胞容積感受性アニオンチャネルの分子構造基盤の解明

ほとんどすべての細胞は低浸透圧下で膨張しても、元の体積に戻る恒常性維持機構を備えている。この機構に関与する重要なタンパク質の一つが、細胞容積感受性アニオンチャネル(VSOR)であるが、その分子実体についてはこれまで不明であった。我々は、VSORの特異的阻害薬(DCPIB)の光アフィニティーラベル体を合成し、ラベリング蛋白質の解析やパッチクランプ法などの様々な手法を駆使し、VC-1(仮称)がVSORを構成する必須の分子であることを見出した。細胞容積感受性アニオンチャネル(VSOR)の分子実体の解明を目的とした研究を行い、以下の成果を得た。1.前年度の研究で候補タンパク質として見出したVC-1(仮称)の関連タンパク質であるVC-2およびVC-3の細胞容積調節機構への関与を検討した。KB細胞において、RNAi法によりVC-1、VC-2、VC-3をそれぞれノックダウンし、低浸透圧誘発性アニオン電流(VSOR電流)をホールセルパッチクランプ法により測定した。VC-1ノックダウン細胞においては再現性良くVSOR電流の顕著な減少が観察されたが、VC-2およびVC-3ノックダウン細胞では、VSOR電流は変化しなかった。2. VC-1ノックアウトマウスの胎児から単離した線維芽細胞に、パッチクランプ法を適用しVSOR電流を測定したところ、野生型マウス胎児の線維芽細胞と比較して顕著にVSOR電流が減少することを見出した。VC-1ノックアウトマウス細胞におけるVC-2およびVC-3の発現量は野生型マウス細胞と比べ有意な差はなかった。3.これまでに細胞膨張時において、VC-1が細胞外へATPを放出する機能を有することが知られていることから、KB細胞のVSOR活性化機構に対する細胞外ATPの効果をパッチクランプ法により検討した。細胞外にATP(100 microM)あるいはapyrase(1 U/ml)を適用しても、VSOR電流の活性化に有意な変化は観察されなかった。4.免疫細胞染色により、KB細胞におけるVC-1の局在を検討したところ、VC-1は原形質膜および細胞内オルガネラに存在し、その量は細胞内の方が多いことがわかった。以上、14の結果から、VC-1がVSORの分子実体(構成サブユニット)もしくは調節タンパク質として機能していることが強く示唆された。またVC-1は細胞内にプールがあり、刺激により原形質膜に移行する可能性が示唆された。細胞容積の制御に寄与する容積感受性アニオンチャネル(VSOR)は、「細胞の生死を制御するイオンチャネル」として注目されているが、その分子実体は世界中の研究者の多大なる尽力にもかかわらず、明らかとなっていない。本研究では、VSORの特異的阻害薬を基盤とした光アフィニティーラベル体を作製し、独創的な蛋白質単離法により、VSORの分子実体を世界に先駆けて明らかにすることを目指す。本年度は、以下のような興味深い成果を得た。1.VSOR特異的阻害薬のDCPIBの構造を基盤として合成した光アフィニティープローブを、VSORを機能的に発現しているヒト口腔類表皮癌KB細胞に作用させ(UV照射)、膜フラクションを調製後、ラべリング蛋白質をアビジンカラムにより単離し、LC/MS/MSによるショットガン解析を行った。その結果、VSOR候補としての可能性を有する約10種の膜貫通蛋白質がリストアップできた。2.KB細胞およびKB細胞由来でVSORの機能的発現が顕著に減少しているシスプラチン耐性株(KCP-4細胞)から膜フラクションを調製し、二次元電気泳動を行い、KB細胞とKCP-4細胞との間で発現量が異なる蛋白質を調べた。KCP-4細胞よりもKB細胞での発現量が多いメインスポットを5種採取し、MALDI-TOFMSにより蛋白質の同定を行ったところ、このうちの1種(仮称:VC-1)が前述のショットガン解析で得られた蛋白質と一致していた。これまでにVC-1がVSORであるという報告はない。3.KB細胞において、VC-1をsiRNAによりノックダウンし、低張負荷時に賦活化するVSOR電流に対する効果をホールセルパッチクランプ法により検討した。その結果、MP-1のノックダウンに伴い、VSOR電流が有意に減少することを見出した。本研究では、極めて重要な生理機能を有するにもかかわらず、その分子実体が未解明の容積感受性アニオンチャネル(VSOR)に着目した。これまでVSORの候補として様々な分子が提唱され、いずれもトップジャーナルに掲載されてきているが、後のノックアウトマウスでの実験によりそのすべてがVSORの分子実体ではないと否定されている。我々は、VSOR特異的阻害薬(DCPIB)の光アフィニティーラベル体を作製し、新規アプローチによりVSORの分子実体解明を目指している。本年度は、1)ラベリング蛋白質のLC/MS/MSによるショットガン解析、2) VSOR活性の異なる細胞株における各種蛋白質の発現量比較に基づく解析を行い、VC-1(仮称)を候補蛋白質の一つとしてピックアップした。

興味深いことに、KB細胞におけるVC-1のノックダウンにより、VSOR電流が顕著に抑制されたことから、VC-1がVSORの分子実体またはVSOR活性の調節因子として機能している可能性が高い。以上のことから、本研究は、おおむね順調に進展していると考える。今後は、以下のように研究を推進し、VSORの分子実体解明を目指す。1.VC-1をKCP-4細胞に過剰発現させ、VSOR電流が増大するかどうかをパッチクランプ法により検討する。また、VC-1の膜トポロジーを推定し、チャネルポアとなる可能性のある領域において様々な変異体を作成し、KCP-4細胞に過剰発現させる。そしてチャネルのイオン選択性が変化する領域を明らかにする。2.VC-1をノックダウンしたKB細胞において、低浸透圧刺激後の細胞容積変化がどのような影響を受けるのかを検討する。またこの細胞において、シスプラチンがアポトーシスを誘導することができるのかについても検討する。3.VC-1ノックアウトマウス由来の細胞株を用いて、VSOR活性の検討ならび上記2の検討を行う。上記13の実験により、VC-1がVSORの分子実体であるのか、あるいはVSORの機能調節蛋白質であるのかを確定する。分子実体でなかった場合は、膜蛋白質精製法のさらなる改善や光反応基の異なるプローブの作製等を行い、ショットガン解析による候補蛋白質の再探索を行う。また、VC-1がVSOR調節因子であれば、VC-1とVSORが会合している可能性が高いので、VC-1に結合する蛋白質の探索・同定を行う。平成24年度は、557円の残額が生じたが、これは研究計画の変更や進行状況の変化等によるものではなく、557円以下の物品の購入を希望しなかったためである。当該助成金は平成25年度の助成金と共に消耗品の購入に充てる。
海洋表層における硝化過程の変動要因

本研究は海洋表層における硝化の窒素循環に与える影響を評価し、またその変動要因を明らかにすることを目的とした。太平洋熱帯域から北極海までの観測の結果、全ての海域で硝化は有光層で起こっていることが示された。特に亜熱帯貧栄養海域において植物プランクトンが消費する硝酸塩の半分以上が硝化の影響を受けていた。また硝化活性はこれまで知られていた光やアンモニウム塩濃度だけではなく、微量金属の供給量にも影響を受けている可能性が示唆された。本研究は海洋表層における硝化活性の測定法を開発し、それを実海域に適用することで、硝化活性が表層物質循環に与える影響を明らかにし、またその変動要因を解明することを目的としている。当初の予定では初年度(平成26年度)には、硝化活性測定法の開発に専念することを予定していたが、装置の改造及び脱窒菌法の条件検討が速やかに進み、半年程度で測定法が確立されるに至った。そのため本年度は参加した白鳳丸KH-14-3航海において、硝化活性(アンモニア酸化速度)の測定を適切に遂行できた。本航海は太平洋赤道域から北極までの環境の異なる様々な海域をカバーしており、硝化活性の環境変動要因を明らかにする目的に資するものと考えられた。観測の結果、アンモニア酸化速度はベーリング海の一点を除いて、全ての測点で検出され、有光層下部で極大を持った。海洋表面においてアンモニア酸化が検出されたのは赤道域のみであった。硝化活性の水柱積算値は赤道域が亜熱帯域に比べて高かった。また硝化活性は亜寒帯域からベーリング海南部の測点にかけて亜熱帯域に比べて高くなっていたが、それ以北は硝化活性が顕著に低く、水柱積算値では亜熱帯域より低くなっていた。この海域による硝化活性の変動の要因は次年度以降に明らかにしていく予定である。本航海では硝化活性と同時に硝酸塩取り込み速度の測定を行った。硝酸塩取り込み活性に対する硝化活性の割合は亜熱帯(57±32%)が他の海域(13±17%)に比べて顕著に高くなっており(p<0.05)、亜熱帯は特に硝化が表層物質循環に大きく影響していることが明らかとなった。硝化活性測定法の開発は初年度に終了し、続いて白鳳丸KH-14-3航海において硝化活性の測定を適切に遂行することができた。本航海では太平洋赤道域から北極に至る海域において、本研究課題の主目的である有光層における硝化とその窒素循環への影響と制御要因を明らかにすることを目的とした。アンモニア酸化活性は観測したほとんどの測点で有光層内で検出された。アンモニア酸化に関わるamoA遺伝子の遺伝子量と発現量を調べたところ、研究海域を通してshallow clade archaeaが主要となっていた。亜熱帯貧栄養海域ではアンモニア酸化が硝酸塩取り込み速度の最大87.4%(平均55.6%)を占めており、硝化が窒素循環に大きな影響を及ぼしていることが示された。一方ベーリング海、チャクチ海浅海域では、アンモニア酸化速度が低いためにその割合は小さくなっており(0-4.74%)、そこでは光環境が硝化を制限していたことが示唆された。浅海域を除くとアンモニア酸化活性の水柱積算値は基礎生産の水柱積算値と正の相関があった。アンモニア添加実験及び微量金属の分布から、この相関関係はアンモニア酸化が基礎生産と同様に微量金属の制限を受けていることが要因になっていることが示唆された。本研究成果はNature Publishing GroupのThe ISME Journalから出版される予定である。また本年度はみらいMR15-03航海の北極海における広域観測において硝化活性の測定を行った。本航海で採取した試料は次年度に測定予定である。本年度までに大目標であった硝化の海洋表層物質循環における影響とその変動要因を海盆スケールで明らかにすることができ、またその論文も国際誌に受理されるに至ったため。本年度は海洋の中でも特に近年急激に環境が変化している北極海を対象として、硝化速度の分布と環境変動への応答を調べた。北極海における硝化の研究はこれまでのところ極めて限られており、どのように分布し表層物質循環に関わっているのか明らかでない。また北極海は近年の温暖化による水温の上昇と海氷融解、またそれに伴う海中光量の増加と酸性化が生態系に大きな影響を及ぼすと予測されているが硝化活性にどう影響するかどうかは明らかではないのが現状である。本研究では2015年と2016年の夏季北極海航海において、硝化速度の分布を調べるとともに、光とpHの変化が硝化速度に及ぼす影響について調べた。両年とも硝化速度は同様の鉛直分布を示した。陸棚域(水深<200m)では硝化速度は表面で低く、海底で最も高くなった。海盆域(水深>200m)では硝化速度は表面で低く、200m付近で極大値を持ち、それ以深では低くなった。有光層内における硝化速度の硝酸塩取り込みの割合は最大で52.5%であり、硝化が北極域表層物質循環においても大きな影響を及ぼしていることが示された。

光照射実験では陸棚域及び海盆域において、0.1%光量層もしくは100mで採取したサンプルを遮光した系と遮光しない系の2系で硝化速度を測定した。その結果、すべての観測点において遮光しない系は遮光した系に比べて有意に活性が低くなった。酸性化実験では陸棚域では海底付近から、海盆域においては0.1%光量層からサンプルを採取し、二酸化炭素ガスをバブリングした海水を加えることでpHを調整した。その結果、pHが0.228以上低くなった時にコントロールに対して硝化速度は有意に低くなった。これらの結果は海氷融解によってもたらされる環境変化によって北極海では硝化活性が将来的に減少することを示唆していた。本研究は海洋表層における硝化の窒素循環に与える影響を評価し、またその変動要因を明らかにすることを目的とした。太平洋熱帯域から北極海までの観測の結果、全ての海域で硝化は有光層で起こっていることが示された。特に亜熱帯貧栄養海域において植物プランクトンが消費する硝酸塩の半分以上が硝化の影響を受けていた。また硝化活性はこれまで知られていた光やアンモニウム塩濃度だけではなく、微量金属の供給量にも影響を受けている可能性が示唆された。本年度の研究計画では当初、脱窒菌法による15NO3測定法を開発することのみを目標としていたが、装置の改造及び脱窒菌法の条件検討が速やかに進み、半年で目標が達成された。そのため、予定されていた観測航海において、適切に実験を行うことができ、海域によるアンモニア酸化速度の違いや、各海域の物質循環における硝化の影響を明らかにすることができた。昨年度に行われた白鳳丸KH-14-3航海の成果から、北極域は硝化の物質循環に及ぼす影響が複合的な要因によって、他の海域と大きく異なることが示唆された。北極海は夏期、生産性が高くその有機物の分解によってアンモニアが多く発生し、アンモニウム塩として高濃度で蓄積している。本研究では北極海浅海域の硝化活性は光によって制限されているために、アンモニアから硝酸塩への変換が進まず、結果、アンモニウム塩の蓄積が蓄積していると仮説を立てた。本年度のみらいMR15-03航海ではその仮説検証を兼ねており、次年度において、採取したサンプルの分析を行う予定である。生物地球化学本年度に参加したKH-14-3航海ではアンモニア酸化速度の測定と同時にDNA, RNAサンプルの採取も行った。次年度はこれらのサンプルの分析を進めることで、アンモニア酸化細菌・古細菌のどのグループがアンモニア酸化に寄与していたのかを明らかにする。また同航海においてベーリング海北部から北極域においてアンモニア酸化が低くなる現象を発見した。この要因を明らかにするために夏季に北極域における観測が予定されているみらいMR15-3航海に参加し、サンプルを採取する予定である。
氷電極の性質とその分析化学的応用

安定性の高い再現性のよい氷電極を作成するために、いくつかの電極を試作したが、高吸水性ポリマーに測定溶液を含ませ、液体窒素中で急冷し作成した電極が、特に優れた性能を示した。この電極を用い、水-ジクロロエタン界面での4級アンモニウムイオンやアルカリ金属イオンの移動を測定した。それによると、測定水溶液を含んだ高吸水性ポリマーが、常温では、一般的な方法によって得られるのと同じボルタモグラムを与えることが分かった。これは高吸水性ポリマー電極が液-液界面イオン移動の研究に利用可能であることを意味し、それによって液-液界面イオン移動の研究が飛躍的に簡単になることが期待できる。一方、-15°Cの氷電極とした場合には、ピーク電流の劇的な減少と、半波電位の負側へのシフトが観測された。半波電位シフトの程度は、イオンの種類によって大きく異なり、それは水および氷中でのイオンの存在しやすさの違いに依存することが解った。また、フェリシアネート/フェロセン系を用い、氷電極による酸化還元反応も詳細に研究した。その結果、イオン移動と同じく、ピーク電流の大きな減少と半波電位の負シフトが観測された。新たにコバルト(III)セパルクレート錯体の酸化還元反応を測定したが、吸着的で非可逆なボルタモグラムが得られた。酸化還元系については更なる検討が必要である。研究実施計画にある氷電極のマイクロ化は、克服しなければならない問題点が幾つかあり、未だ十分な成果は上がっていない。しかしiRドロップの大きな氷電極の性質をより詳細に研究するためには電極のマイクロ化が必要で、それによってより大きな成果が期待できる。また、分光電気化学測定の導入も、特に吸着の起こりやすい系では重要となるだろう。
高照度光療法による在宅重症心身障害児の睡眠評価と介護者のＱＯＬに与える効果

重症心身障害児の睡眠の問題とその改善方法について検討した。重症心身障害児の睡眠の問題を客観的に評価するために重症心身障害児におけるアクチグラフの妥当性および重症心身障害児の睡眠の問題に対して、高照度光療法の有用性を検討したが、アクチグラフの妥当性を証明することができなかった。また。高照度光療法の有用性も明らかにすることができなかった。本研究は、重症心身障害児の睡眠の問題とその改善方法について検討していこうとするものである。重症心身障害児を対象に、睡眠の問題を客観的に明らかにするために、1.腕に装着した時計型の装置で活動度を記録し睡眠と覚醒を把握するアクチグラフ、2.マット型の睡眠測定器(眠りスキャン)3.生活日誌による睡眠の状況の把握、4.質問紙による個人因子および介護者の負担感の調査を導入した。今年度は、使用機器の準備と観察方法や判定基準の確立を中心に研究を進めた。使用機器を購入し、使用方法の確認を行った。また、同意書、生活日誌、質問紙の作成を行った。今年度は、研究協力者への調査依頼およびデータ収集を行った。アクチグラフと眠りスキャンを1週間連続して使用し睡眠の状況を調査した。その際、24時間のタイムテーブルを含む生活日誌の記載及び睡眠の状況についての質問紙調査も依頼した。また、希望者には、高照度光療法を2週間実施した。現在、データ収集を継続中であり、これから睡眠の状況の分析を行う予定である。また。昨年度までの筆者の研究において、重症心身障害児では、睡眠の問題を高率に認め、特に入眠の問題、夜間の中途覚醒、睡眠に関連する運動の問題が多いことが明らかになった。しかし、これまでの調査の限界として、保護者を対象とした質問紙調査であるため、睡眠の問題の合併頻度については臨床所見と必ずしも一致していないことがあげられる。また、パルスオキシメトリを使用して客観的な睡眠のデータを収集したが、経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)の低下パターンから睡眠時無呼吸の存在を推定するものであり、それ以外の睡眠の問題は客観的に明らかできなかった。本年度は、重症心身障害児の睡眠の問題を客観的に評価するための機器について文献検討ならびに情報収集を行った。文献検討の結果、重症心身障害児の睡眠評価には、観察法(「熟眠」、「浅眠/ウトウト/半覚醒」、「覚醒」に分類した評価、睡眠日誌による評価等)、加速度センサーを内蔵した心拍変動記録装置によって就寝時の心拍変動から睡眠を評価する方法、自律神経活動の測定による評価が行われていた。しかし、機器による重症心身障害児の睡眠の評価は症例数が少なく、妥当性を検討中の研究がほとんどであることがわかった。重症心身障害児を対象に、睡眠の問題を客観的に明らかにするために、1.腕に装着した時計型の装置で活動度を記録し睡眠と覚醒を把握するアクチグラフ、2.マット型の睡眠測定器(眠りスキャン)3.生活日誌による睡眠の状況の把握、4.質問紙による個人因子および介護者の負担感の調査を実施した。また、高照度光療法を実施し、高照度光療法の有用性を検討した。睡眠の客観的評価および高照度光療法を実施できた対象は1名のみであった。客観的評価として、アクチグラフおよび眠りスキャンを用いてデータ収集を行ったが、両者のデータは一致しなかった。また、高照度光療法を2週間実施したが、昼夜逆転の睡眠障害の改善に効果がなかった。小児看護学睡眠評価に使用する機器の準備に時間がかかっており、当初の計画より、やや遅れている。予定していた数の研究協力者が見つからず、調書の計画より遅れている。睡眠評価に使用する機器の選択に時間がかかっており、当初の計画より、やや遅れている。今後は、データ収集および高照度光療法による睡眠の問題の改善の介入調査を実施する。今後は継続して、データ収集および高照度光療法による睡眠の問題の改善の介入調査を実施する。今後は、睡眠評価のための機器の妥当性を評価するために、機器と観察による睡眠評価を実施する。そのための、観察方法や判定基準の方法を検討する。次年度の研究費は、睡眠評価のための機器の増設に伴う支出が主となる。平成23、24年度で重症心身障害児にアクチグラフを装着し高照度光療法の有用性を調査する予定であったが、予定していた数の研究対象者が見つからず、計画通りにすすめることができなかった。

そのため、調査結果を国内外の学会で発表できていないため未使用額が発生した。このため、調査結果の発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることにした。次年度の研究費は、睡眠評価のための機器の購入が主な支出となる。
武道(剣道)の普及・継続に関わる要因の調査研究ー少年剣道を支援する大人の意識について-

剣道実践者に影響の大きい指導者自身の剣道観を把握するために、平成9年度に聞き取り調査、予備調査を実施し、剣道指導の実態と剣道に対する価値観および意識を問う項目を設定し、調査用紙を完成させた。平成10年4月に全日本剣道道場連盟に加盟している道場の指導者と、全国学校剣道連盟会員である学校指導者を対象に、往復郵便方式による全国的意識調査を実施した。回収数は2,715名で46.4%の回収率であった。先行研究の青少年などの意識調査との比較検討は不十分であったが、指導者の剣道に関する意識と価値観についての2部に分けて、道場指導者と学校指導者との意識の相違について検討した。剣道に関する指導者の意識については、因子分析により12因子を抽出した。3つの因子で指導の場の違いが意識の相違を生じていた。「鍛錬的指導因子」と「学校での優遇期待因子」では、道場指導者群が肯定しているのに対し、学校指導者群は劣っていた。「性差配慮因子」では学校指導者群は肯定しているのに対し、道場指導者群は劣っていた。また、他の因子では段位の違いによる意識の違いも見られた。「試合勝利追求因子」「後継者期待因子」では、学校指導者の一部の段位群が肯定的なことと、「海外普及期待因子」「教え子への不満因子」「過重負担因子」「高段者志向因子」それに「指導力不足因子」においては、剣道実技レベルが低い指導者が高い群とは反対の傾向が見られた。剣道指導者のもつ価値観については、因子分析により4因子を抽出した。指導の場の違いによる意識の相違は「健康増進因子」に見られ、学校指導者の中堅指導者層の段位群が劣っていた。他の「生活充実因子」「剣道継承因子」「栄誉獲得因子」では、高段位の指導者が肯定し、低段位の指導者が劣っていた。生涯剣道の入口にある若い人々の剣道継続意欲には、指導を受けている剣道指導者の剣道観や指導観などが影響を与えていると考えた。そこで学校における剣道部活動指導者と地域社会にある剣道道場の指導者を対象とし、アンケート調査により剣道指導者の剣道観を明らかにすることとした。この調査については浅見裕が研究代表者、木原資裕が研究分担者となり、専門的知識の提供者よりアンケート調査実施上の留意点とデータ解析方法および先行研究結果の情報を得ながら、今年度は本調査の用紙を完成させるところまで進めた。具体的には、6月には先行研究の情報を受け、予備調査の具体案を検討し、7月には剣道指導者への聞き取り調査を実施し、指導の実態や問題点、教え子の様子についての声を収集した。8月には先行研究論文の吟味を行い。調査対象者を抽出するため剣道指導者の住所録を入手した。9月には聞き取り調査のデータの分析と対象者の範囲を検討し、10月には予備調査の質問項目候補を決定し、11月にフェイスシート9項目、5段階選択回答69項目からなる予備調査用紙を完成し、調査対象者を決定した。12月末までに予備調査を郵送方式により実施・回収し、188名の指導者より回答を集めた。2月に本調査の対象者の住所録を作成し、予備調査のデータをもとに質問項目の妥当性の検討を行い、現在は本調査項目の決定まで研究を進めた。今後、郵送方式による調査用紙の配布を来年度4月早々に行い、5月末までに回収し、データの入出力と結果の検討を7月末までに済ませ、9月の日本武道学会において研究成果の発表を行い、報告書印刷を12月末までに果たす予定である。

平成9年度に完成させた剣道指導者の意識を把握するためのアンケート調査用紙を、平成10年度になってから全日本剣道道場連盟に加盟している道場の剣道指導者および全国学校剣道連盟の会員の学校剣道指導者に往復郵便方式によって、配布・回収した。回収数は2,715名となり、46.4%の回収率であった。研究協力者との論議を踏まえ、研究代表者の浅見と研究分担者の木原、それに研究協力者である岡嶋恒氏の3名が平成10年9月に日本武道学会において、「剣道指導者の剣道に関する意識について(1)-剣道の価値観を中心に-,(2)-道場指導者の意識構造について-,(3)-学校指導者の意識構造について-」の3題について口頭発表を行った。その後、発表内容の再吟味と検討を重ね、現在は学会誌「武道学研究」への投稿論文を執筆中である。報告書には、指導者の剣道に関する意識と価値観について、「報告1.剣道指導者の剣道に関する意識-学校指導者と道場指導者の比較-」「報告2.剣道指導者の剣道に対する価値観-学校指導者と道場指導者の比較-」の2部に分けて道場指導者と学校指導者との意識の相違について検討した結果を中心に報告した。指導者の剣道に関する意識では、因子分析により12因子を抽出し、「鍛錬的指導因子」と「学校での優遇期待因子」および「性差配慮因子」の3つの因子で指導の場の違いにより意識の相違が見られた。価値観については、因子分析により4因子を抽出し、「健康増進因子」に指導の場の違いによる意識の相違が見られたことを論述した。
新生児気管支肺異形成BPD重症化因子の検索と炎症特異的な治療戦略の開発

新生児気管支肺異形成(Bronchopulmonary Dysplasia: BPD)の発症と重症化には、肺の未熟性、酸素毒性、容量圧損傷や炎症メディエーターによる生物学的損傷など多因子が関与する。本研究では多施設共同研究にて好中球ケモカインを中心にBPDの重症化因子を解析した。さらに解析結果を基に対象患者を層別化して、ケモカイン特異的なランダム化比較試験を展開する。重症化の評価は我々が開発した胸部CTスコアを利用する。また研究インフラは、「九大ハイリスク新生児臨床研究ネットワーク」が整備されている。多因子疾患であるBPDに対して、新生児個別の特性に応じた新たな治療戦略を目指した。新生児気管支肺異形成(Bronchopulmonary Dysplasia:BPD)の発症と重症化には、肺の未熟性、酸素毒性、容量圧損傷や炎症メディエーターによる生物学的損傷など多因子が関与する。本研究では多施設共同研究にて好中球ケモカインを中心にBPDの重症化因子を解析する。多因子疾患であるBPDに対して、新生児個別の特性に応じた新たな治療戦略を目指す。私たちは2005年1月より自施設に入院した早産児を対象に、出生時と日齢14、28の血清・血漿保存と血液検査データを蓄積し、BPD発症児には退院前に胸部CTを撮影した。2013年12月までの8年間にBPDを93例で発症し、研究同意に基づいて73例で胸部CTを撮影した。主要評価項目である胸部CTスコア、酸素投与日数、陽圧換気日数で互いに正の相関を認めた。単変量解析では、酸素投与と陽圧換気いずれに対しても、出生体重、在胎週数、日齢14と28の好中球数とCRPで有意な相関を認めた。重回帰解析では、酸素投与と陽圧換気いずれに対しての、日齢0では出生体重と好中球数、日齢14ではIL-8値とCRPで有意な因子が選択された。BPDの重症化には、出生時のみならず日齢14の好中球とその炎症メディエーターが関連することが確認された。上記概要については英文原著で投稿準備中である。私たちは、2005年1月より自施設に入院した早産児を対象に、出生時と日齢14、28の血清・血漿保存と血液検査データを蓄積し、BPD発症児には退院前に胸部CTを撮影した。上記概要については英語原著で投稿中である。さらに解析結果を基に対象患者を層別化して、ケモカイン特異的なランダム化比較試験を展開した。私たちは自施設に入院した早産児を対象に、出生時と日齢14、28の血清・血漿保存と血液検査データを蓄積し、BPD発症児には退院前に胸部CTを撮影した。

BPDの重症化には、出生時のみならず日齢14の好中球とその炎症メディエーターが関連することが確認された。新生児気管支肺異形成(Bronchopulmonary Dysplasia: BPD)の発症と重症化には、肺の未熟性、酸素毒性、容量圧損傷や炎症メディエーターによる生物学的損傷など多因子が関与する。本研究では多施設共同研究にて好中球ケモカインを中心にBPDの重症化因子を解析した。さらに解析結果を基に対象患者を層別化して、ケモカイン特異的なランダム化比較試験を展開する。重症化の評価は我々が開発した胸部CTスコアを利用する。また研究インフラは、「九大ハイリスク新生児臨床研究ネットワーク」が整備されている。多因子疾患であるBPDに対して、新生児個別の特性に応じた新たな治療戦略を目指した。上記概要結果を基に多施設共同研究に展開して、血清ロイコトルエンと血漿好中球エラスターゼと測定し、好中球数・CRP・IL-8とともにカットオフ値を設定してRCT治療対象群の層別化に進める。上記概要を基に多施設共同研究に展開して、血清ロイコトルエンと血漿好中球エラスターゼと測定し、好中球数・CRP・IL-8とともにカットオフ値を設定してRCT治療対象群の層別化に進める。新生児医療次年度以降に物品費を使用した研究計画、および論文作成予定があるため。実験物品の購入を予定しているため。臨床サンプルを用いたバイオマーカーの測定、および測定キット等の使用予定あり。また論文掲載を控えており校正費用や掲載費を要する。血清を用いたバイオマーカーを測定する。
抗嫌気性菌活性を有する高歪み１０員環ラクトン天然物群の全合成と単純化天然物の創製

ルミナミシンは、抗嫌気性菌薬として創薬展開が期待される天然物である。研究代表者は、その基盤研究として重要なルミナミシンの全合成(合成経路確立)を目指し研究に着手した。研究代表者はルミナミシンの全合成に向け、分子内Juliaカップリングを用いた10員環ラクトンの形成を検討した。すなわち、三環性酸素結束シスデカリン骨格を有したフェニルスルホン体に強塩基を作用させたところ、分子内Juliaカップリングが進行し、低収率ながら所望の10員環ラクトンの合成を達成した。今後得られた化合物から、ルミナミシンの全合成を目指していく。標的細菌であるClostridium difficileは、偽膜性大腸炎の原因菌である。現在その治療薬はあるものの、耐性菌の出現などの問題から新たな抗嫌気性菌薬の開発が期待されている。そのようななか、ルミナミシン(1)は、Streptomyces sp. OMR-59株の培養液から抗嫌気性菌活性を示す化合物として見出された。1は(A)14員環ラクトン内の無水マレイン酸と共役したエノールエーテル(合成完了、論文発表済み)、(B)6-6-6三環性酸素結束シスデカリン骨格(合成完了、学会発表済み)、(C)これら二つのユニットを結ぶ高歪み10員環ラクトン(合成未完了)、の極めてユニークな構造を有しており、構造的、生物活性的に興味深い。このような背景のもと、研究代表者は、高歪み10員環ラクトン構築を鍵とした1の全合成、誘導体の創製を通じ、構造活性相関の解明、嫌気性菌に選択性の高いリード化合物の創製を目指し研究に着手した。現在までの知見を踏まえ、本年度、研究代表者は1の全合成に向け、10員環ラクトンの形成を検討した。分子間、分子内オレフィンメタセシス反応を用いて三置換オレフィンを含む高歪みな10員環ラクトンの構築を検討したが、反応は全く進行しないことが判明した。次いで、分子間Juliaカップリングを用いた検討を行ったが、望みの反応は進行しなかった。そこで、反応点を近づける目的で分子内Juliaカップリングの検討を行った。まず、フェニルスルホン体に強塩基を作用させたところ、10員環ラクトンは形成されたが低収率であり、主生成物はアセタール体であった。種々検討したところ、得られたアセタール体に対してDBUで処理することにより、アセタール体の開裂に伴う、環拡大反応が進行し、望みの10員環ラクトンを収率良く得ることができた。今後得られた化合物から、1の全合成を目指していく。標的細菌であるクロストリジウム属は、偽膜性大腸炎の原因菌である。その治療薬はあるものの、耐性菌の出現などの問題から新たな抗嫌気性菌薬の開発が期待されている。1は(A)14員環マクロラクトン内の無水マレイン酸と共役したエノールエーテル(合成完了)、(B)6-6-6三環性酸素結束シスデカリン骨格(合成完了)、(C)これら二つのユニットを結ぶ高歪み10員環ラクトン(未完了)、のユニークな構造を有しており、研究対象として興味深い。このような背景のもと、研究代表者は、高歪み10員環ラクトン構築を鍵とした1の全合成、誘導体の創製を通じ、構造活性相関の解明と嫌気性菌に選択性の高いリード化合物の創製を目指し研究に着手した。研究代表者は1の全合成に向け、現在までの知見を踏まえて10員環ラクトンの形成を分子内Juliaカップリングを用いて検討した。すなわち、三環性酸素結束シスデカリンのフェニルスルホン体に強塩基を作用させたところ、低収率ながら三環性酸素結束シスデカリン骨格と10員環ラクトンが結合した化合物の合成を達成した。そこで、この知見をもとに収束的な全合成を目指し、Juliaカップリングに対応する14員環マクロラクトンのフェニルスルホン体の合成も行った。研究代表者らが独自に開発した合成経路に則り、鍵中間体であるオレフィン体から数工程の化学変換によりフェニルスルホン体へと導いた後、マクロラクトン化を行い、所望の化合物を得た。今後得られた2つの化合物から、1の全合成を目指していく。ルミナミシン(1)は、(A)14員環ラクトン内の無水マレイン酸と共役したエノールエーテル(合成完了、論文発表済み)、(B)6-6-6三環性酸素結束シスデカリン骨格(合成完了、学会発表済み)、(C)これら二つのユニットを結ぶ高歪み10員環ラクトン(合成未完了)、の極めてユニークな構造を有している。