hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん幹細胞をターゲットとしたリガンド搭載シスプラチンミセルの開発

ヒト舌癌リンパ節転移マウスモデルに対するcRGD搭載シスプラチンミセル(cRGD-CDDP/m)の抗腫瘍効果をIVISimagingsystemを用いて評価した結果、シスプラチン(CDDP)、シスプラチンミセル(CDDP/m)と比較して、リンパ節転移に対する高い抗腫瘍効果、転移抑制効果が認められた。その結果、cRGD-CDDP/m投与群においては、ヒト舌癌リンパ節転移マウスモデルの生存期間の延長が認められた。cRGDペプチドをリガンドとしてCDDP/mへと搭載する事で、特にリンパ節転移に対する治療効果が向上する事が示された。ここで、転移リンパ節組織、正常リンパ節組織におけるインテグリン発現を免疫組織化学的に解析した結果、転移リンパ節の正常領域と正常リンパ節において、RGD配列を認識するα5β1インテグリンの発現が確認された。よってcRGD-CDDP/mは、転移リンパ節の新生血管内皮細胞に発現するαvβ3インテグリン、転移リンパ節の腫瘍細胞に発現するαvβ5インテグリン、転移リンパ節の正常領域に発現するα5β1インテグリンの計3つのインテグリンをターゲットとする事により、転移リンパ節組織への優れた薬剤集積性、リンパ節転移に対する優れた抗腫瘍効果を発揮したものと考えられた。また、本研究に用いたヒト舌癌リンパ節高転移能を有する細胞株(SAS-L1-Luc)には、がん幹細胞マーカーの一つであるCD44v9とαvβ5インテグリンが共発現しており、cRGD-CDDP/m投与時にはCDDP/m投与時と比較し、SAS-L1-Luc細胞株におけるCD44v9の発現を有意に減少させ、薬剤濃度を上げるとその差は顕著であった。この結果より、cRGDをリガンドとしてCDDP/mへと搭載する事で、αvβ5インテグリンを介した選択的ながん幹細胞ターゲッティングが可能となる事が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。リンパ節転移を有する舌癌(SAS-L1-Luc)モデルマウスにおける、薬剤投与後の血中及び腫瘍組織内のPt量の定量により、シスプラチン(CDDP)、シスプラチンミセル(CDDP/m)、cRGD搭載シスプラチンミセル(cRGD-CDDP/m)の血中滞留性及び腫瘍組織集積性を評価した。cRGD-CDDP/m(半減期(T1/2):5.0時間)とCDDP/m(T1/2: 5.5時間)両者の血中滞留性は、CDDPの血中滞留性と比較しはるかに優れていた。同所舌腫瘍においては、cRGD-CDDP/mはCDDP/mに比し薬剤投与早期より優れた腫瘍集積性を示し、薬剤投与後1時間では同所腫瘍組織1gあたりにcRGD-CDDP/m投与量の3%程度が腫瘍内に集積しており、薬剤投与後24時間においてもそれを維持していた。一方でCDDP/mは、徐々に同所舌腫瘍へと集積した結果、薬剤投与後24時間においてcRGD-CDDP/mと同等の腫瘍集積性を認めた。転移リンパ節においては、薬剤投与後1時間でcRGD-CDDP/mはCDDP/mに比し転移リンパ節への集積性が顕著に優れており、薬剤投与後8時間では、cRGD-CDDP/mの転移リンパ節への集積性の低下が生じる一方で、CDDP/mは徐々に転移リンパ節に集積し、薬剤投与後24時間では、cRGD-CDDP/mとCDDP/mの集積性の差はわずかに留まっていた。薬剤投与早期における顕著な血中滞留性と腫瘍組織集積性が、cRGD搭載シスプラチンミセル(cRGD-CDDP/m)の最大の特徴である事がこれまでの実験において判明しており、特にインテグリン(αvβ3、αvβ5など)発現量の多い癌種、組織(転移リンパ節など)を主に実験対象とする事で、これまでの計画以上に実験が進展していると考えられる。

また、本研究に用いたヒト舌癌リンパ節高転移能を有する細胞株(SAS-L1-Luc)には、がん幹細胞マーカーの一つであるCD44v9とαvβ5インテグリンが共発現しており、cRGD-CDDP/m投与時にはCDDP/m投与時と比較し、SAS-L1-Luc細胞株におけるCD44v9の発現を有意に減少させ、薬剤濃度を上げるとその差は顕著であった。この結果より、cRGDをリガンドとしてCDDP/mへと搭載する事で、αvβ5インテグリンを介した選択的ながん幹細胞ターゲッティングが可能となる事が示唆された。cRGD搭載シスプラチンミセル(cRGD-CDDP/m)は、転移リンパ節への集積性に優れており、同部位に対する劇的な抗腫瘍効果を期待できる薬剤である事が、これまでの実験結果から明らかとなった。これまで、頭頸部扁平上皮癌モデルマウス(リンパ節転移を有する舌癌モデルマウス)を用いた薬剤腫瘍集積性、抗腫瘍効果の検証を施行してきたが、今後はこの腫瘍組織におけるインテグリン(αvβ3、αvβ5など)発現を病理組織学的免疫染色により解析し、抗腫瘍効果との相関を検証していく事とする。また、臨床現場において化学療法が奏功しにくい頭頸部領域の希少癌(耳下腺癌、顎下腺癌など)の腫瘍組織についてもインテグリンの発現解析を施行し、耳下腺癌、顎下腺癌治療におけるcRGD-CDDP/mの有用性についても検証していく事とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
原形質流動における周期性発現機構の解明

諸々の生理現象における周期性は,生体が示す特性の中で,特に興味深いものである.巨大アメーバの一種, Amoeba proteusの運動の制御にCa^<2+>依存のアクチンの燐酸化が重要な役割をしていることを強く示唆する結果が本研究者らによって得られている.そこでアメーバ内のCa^<2+>の存在様式を時間的・空間的にしらべるために, Ca^<2+>-光・蛋白質であるエクオリンをアメーバ内に顕微注射してその全発光量を径時的に測定すると,アメーバ内でCa^<2+>濃度の急激な上昇が数分の間隔で断続的にくり返されていることがわかった.また超高感度ビデオシステムを用いてエクオリンの発光を映像として撮え, Ca^<2+>分布の空間的・時間的変化をビデオ記録し,くわしく解析した.活発に運動しているアメーバでは,数分の間隔で強く発光する部位があらわれた.この数分間隔の強い発光は,アメーバの内在的なCa^<2+>濃度の周期性を反映するものである.この発光部位でのCa^<2+>濃度は10^<-5>Mのオーダーであった. Ca^<2+>濃度上昇によるアクチンの燐酸化を介しての細胞質の局所的ゾル化が複雑なアメーバ運動を制御していると考えられる.真性粘菌Physarumの変形体をカフェインで処理して遊離される原形質滴は中で活発な周期運動を示し, Ca^<2+>が関与していることが知られている.エクオリンによってCa^<2+>の局在をしらべたところ,活発に運動している滴中では顆粒質後方部位に強い発光がみられた.この部位はゾル化の部位に相当し,粘菌の場合もCa^<2+>濃度上昇に伴う局所的ゾル化が,周期運動に関与しているものと考えられる.粘菌変形体から切り取った小片は, 3-5分の周期で収縮-弛緩をくり返す.偏光および蛍光顕微鏡による解析から小片内のアクトミオシン繊維束の組立てと分布は収縮周期と同期して変化する.繊維束は収縮時に形成され弛緩期に解体されるが,アクチンのG-F変換は繊維束の形成・消滅に重要な役割はしていないことが示唆された.諸々の生理現象における周期性は,生体が示す特性の中で,特に興味深いものである.巨大アメーバの一種, Amoeba proteusの運動の制御にCa^<2+>依存のアクチンの燐酸化が重要な役割をしていることを強く示唆する結果が本研究者らによって得られている.そこでアメーバ内のCa^<2+>の存在様式を時間的・空間的にしらべるために, Ca^<2+>-光・蛋白質であるエクオリンをアメーバ内に顕微注射してその全発光量を径時的に測定すると,アメーバ内でCa^<2+>濃度の急激な上昇が数分の間隔で断続的にくり返されていることがわかった.また超高感度ビデオシステムを用いてエクオリンの発光を映像として撮え, Ca^<2+>分布の空間的・時間的変化をビデオ記録し,くわしく解析した.活発に運動しているアメーバでは,数分の間隔で強く発光する部位があらわれた.この数分間隔の強い発光は,アメーバの内在的なCa^<2+>濃度の周期性を反映するものである.この発光部位でのCa^<2+>濃度は10^<-5>Mのオーダーであった. Ca^<2+>濃度上昇によるアクチンの燐酸化を介しての細胞質の局所的ゾル化が複雑なアメーバ運動を制御していると考えられる.真性粘菌Physarumの変形体をカフェインで処理して遊離される原形質滴は中で活発な周期運動を示し, Ca^<2+>が関与していることが知られている.エクオリンによってCa^<2+>の局在をしらべたところ,活発に運動している滴中では顆粒質後方部位に強い発光がみられた.この部位はゾル化の部位に相当し,粘菌の場合もCa^<2+>濃度上昇に伴う局所的ゾル化が,周期運動に関与しているものと考えられる.粘菌変形体から切り取った小片は, 3-5分の周期で収縮-弛緩をくり返す.偏光および蛍光顕微鏡による解析から小片内のアクトミオシン繊維束の組立てと分布は収縮周期と同期して変化する.繊維束は収縮時に形成され弛緩期に解体されるが,アクチンのG-F変換は繊維束の形成・消滅に重要な役割はしていないことが示唆された.諸々の生理現象における周期性は生体が示す特生の中で特に興味深いものである。粘菌変形体では規則正しく反転する活発な往復原形質流動がみられる。また一見周期性のないようにみえるアメーバも条件によって周期運動をするようになることが報告されている。本年はまず【Ca^(2+)】を指標として生体運動の周期性発現の機構を解明しようとした。Amoeba prateusのグリセリンモデルにMg-ATPを添加すると【10^(-6)】M【Ca^(2+)】の時にのみモデル内で流動が再開される、【10^(-4)】M【Ca^(2+)】ではゾル化して動かない。この時アクチン繊維の消失が観察された。更にA.proteusのG-アクチンは【10^(-4)】M【Ca^(2+)】存在下でリン酸化され重合がおさえられる。以上のことはアメーバ運動の制御に【Ca^(2+)】

依存のアクチンのリン酸化が関与していることを強く示唆する。そこでA.proteusにエクオリンを顕微注射してその全発光量をフォトマルを用いて経時的に測定するとアメーバ内で【Ca^(2+)】濃度の急激な上昇が数分の間隔で断続的にくり返されていることがわかった。また超高感度ビデオシステムを用いてアメーバ内のエクオリンによる発光を映像として撮え【Ca^(2+)】分布の空間的時間的変化をビデオ記録しくわしく解析した。発光量はアメーバ体の後部で前部より強かった。活発に運動しているアメーバでは数分の間隔で強く発光する部位が各所に現れ、特に方向転換する部位での発光が顕著であった。この所の【Ca^(2+)】濃度は【10^(-5)】Mのオーダーであることがフォトンカウンティングによる解析から明かになった。【Ca^(2+)】濃度上昇による細胞質の局所的ゾル化が複雑なアメーバ運動を制御しているものと考えられる。粘菌変形体のカフェインドロップおよび脱膜系を用いて、quin-2による【Ca^(2+)】濃度の変動を蛍光顕微鏡で映像として解析し、また定量的経時的に測定することを始めている。
ナノテクノロジーに代表されるリスクを含む科学コミュニケーションの設計と構築

ナノテクや地震などリスクを含む科学コミュニケーションの設計と構築を目標に、広く基礎科学分野が公衆からどのような「期待」と「興味」を向けられているか調査を行い、それに基づいた科学コミュニケーションの設計について提案した。具体的には、「期待」はそれぞれの研究分野において等身大であることが重要であり、「興味」を引く情報発信が重要であることを確認した。また、東日本大震災を受けて、特に低線量被ばくに関する意識調査を行い、子育て世代の不安は特に福島の母親で高いことや、日々の生活をコントロールできるという実感を得られる情報提供が重要であることを発見した。ナノテクノロジーに代表されるリスクを含む科学についてそのコミュニケーション方法を設計し構築する目的のため,平成22年度は基礎調査として,他分野との比較調査を行った.具体的にはナノテクノロジー分野(物性物理学)を含めた基礎科学の8つの分野を選び(宇宙惑星科学,天文学,素粒子物理学,物性物理学,地震学,古生物学,分子生物学,数学),科学コミュニケーション活動がどのように行われているのか現状の調査を行った.調査研究で問うたのは以下のふたつの項目である.(1)公衆がこれらの分野にどのように関心を寄せているか(2)当該分野の研究者はどのような意図,目的で情報発信を行っているか上記の調査方法は,(1)はインターネット上の調査で,(2)は分野を代表する研究者への聞き取り調査を行った.その結果,研究者は公衆の目的に応じて情報発信を行っていることがわかった.また科学コミュニケーション活動の内容は主に研究の成果をわかりやすく発信するアウトリーチが主であり,今後の科学をどのように進めていけばよいのかという開かれた議論を行っている研究分野はほぼなかった.また,(2)では予算獲得や人材確保のために科学コミュニケーション活動を行っているわけではないこともはっきりした.今後はこの調査結果をもとに,2011年3月に起きた東日本大震災に関連して,ナノテクノロー分野はもちろん,地球科学,原子力に関連するリスクを含んだ科学知の科学コミュニケーションの設計,構築を行っていく.ナノテクノロジーをはじめとするリスクのある科学分野について、以下の4つの調査・研究を展開した。1)平成23年度は昨年度に引き続き、ナノテクノロジーをはじめとする基礎科学分野による、研究者の情報発信に対する意識、さらに公衆のこれら分野別の科学情報に対する親しみやすさなどを考察した。特に研究者の情報発信の意識と、予算や人材に対する危機感の関係を整理し、情報発信が直接的な利益を目的としたものではないが、その先にこのような研究集団存続に関する意識とつながっていることを解明し論文執筆を行った。2)東日本大震災を受け、0歳から10歳までの子供をもつ親の放射性物質に関する意識調査を行い、リスクに対する考え方や必要としている情報についての調査を行った。これについては平成24年度に議論を深めていく予定である。3)ナノテクノロジーのみならず広く科学情報を発信する講演会などの周知の際、ポスターなどで明示される「イメージ」が、科学情報への関心を高めるのか等の調査を行った。平成23年度の調査結果ではイメージを提示した集団と提示しなかった集団で、当該分野の科学情報への関心の高まりには有意な変化はなかったが、これについても引き続き調査をおこなっていく。4)大きな予算を使うビッグサイエンス分野のリスクについて考察をはじめ、文部科学省の実施するパブリックコメントを支援するほか、調査を展開している。これらの調査・研究の成果が今年度にまとまるよう、引き続き尽力をしていく。ナノテクノロジーを中心に基礎研究分野のコミュニケーションに関する、公衆および研究者の意識調査を行った。その結果、公衆は各研究分野に対し異なる「興味」と「期待」を寄せていることが初めて明確に示された。たとえば分子生物学に対しては興味も期待も強いが、数学については両者とも低い。これに対して恐竜などの古生物学に対しては、興味は強いが期待は低いなど、分野による違いは大きい。ナノテクノロジー分野(特に物性物理学)に対しては、期待は高いが興味は低いといった結果が得られ、分野の特徴に応じたコミュニケーションが必要であることが示された。特に地震学については興味も期待も高い(2011年の東日本大震災前のデータ)ことから、実用に対する期待を不要に高めすぎず、等身大のコミュニケーションが重要であることが確認された。また、東日本大震災を受け、急きょ、リスク全般に関するコミュニケーション研究グループに協力し、より広い範囲でのリスクコミュニケーション研究に、2つの課題に対して寄与した。ひとつは低線量被ばくに対する、子育て世代の親たちがどのような不安度をもち、誰の情報を信頼していたかという点である。この調査から、福島県では母親の不安が父親よりも、また全国的な平均よりも高いことが示された。放射線に関する情報は足りているが、自身によって生活をコントロールしている意識が持てない状況に置かれていることが背景にあることがわかった。このテーマについては引き続き、貢献していきたい。初年度の研究調査の考察に時間をかけているが、当該論文発表も近く行われる予定であり、おおむね順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。

東日本大震災を経て、リスク関連で放射性物質に関する意識調査を開始した。交付時の研究目的にかなった範囲内で時事的な研究についても推進をしていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。
がん細胞とマクロファージの細胞間相互作用に注目した新規予後予測因子の探索

腫瘍組織に浸潤するマクロファージはTumor-associated macrophage (TAM)と呼称される。一般的にTAMはM2マクロファージに偏倚し、血管新生を誘導するとともに腫瘍免疫を抑制することによって、腫瘍増殖をサポートしていると考えられる。本研究では、グリオーマ組織と成人T細胞白血病組織におけるTAMを解析し、双方の腫瘍組織内には多数のTAMが存在していることを明らかにした。特にCD163陽性のM2TAMが多い症例ほど予後が悪いという観察結果が得られた。培養実験から、マクロファージ由来のC5a、TNF-a、GRO-a,IL-6、I-309などが腫瘍細胞の活性化を誘導することが明らかとなった。腫瘍の微小環境は腫瘍細胞の増殖に大きな影響を及ぼすことは良く知られた事実であるが、微小環境の種々の要素の中でマクロファージが重要な役割を占めることが近年クローズアップされている。更に、培養実験では、グリオーマ細胞とリンパ腫細胞はマクロファージと共培養することで強い活性化が誘導された。特に腫瘍細胞の活性化には腫瘍細胞がマクロファージと直接接着することが重要であった。グリオーマの場合は腫瘍細胞に発現する膜型M-CSFがマクロファージのCD115(M-CSFR)を強く刺激することで、マクロファージが活性化させ、活性化マクロファージから誘導されるサイトカインが腫瘍細胞を活性化させるというメカニズムであった。リンパ腫細胞を用いた検討では、マクロファージ由来のC5a、TNF-a、GRO-a,IL-6、I-309などが腫瘍細胞の活性化を誘導することが明らかとなった。グリオーマ細胞、腎細胞がん細胞、リンパ腫細胞とマクロファージの共培養実験を行いそれぞれの細胞間相互作用について検討した。その結果、グリオーマ細胞(T98G)、腎細胞癌細胞(MAMIYA)、リンパ腫細胞(SLVL、ATN1)細胞は、M2マクロファージと共培養することで活性化しBrdUの取り込みも有意に増加した。共培養実験では2種類の細胞が混合するため、それぞれの細胞での解析が大変困難であるが、BrdUとマクロファージの二重染色を行うことで、がん細胞でのBrdU取り込み率の解析を行うことができた。T98GとSLVL、MAMIYA細胞では、マクロファージとの共培養でStat3のリン酸化が誘導された。受容体型チロシンリンキナーゼアレイを用いて、細胞間相互作用にかかわる因子を探索した。その結果、M-CSFRを介する細胞間相互作用が明らかとなった。約70症例のHigh grade glioma症例のパラフィン切片を用いてpMCSFRと臨床予後の相関性を解析したところ、M-CSFRの活性化が強い症例では予後が悪い傾向にあった。本研究では、M-CSFRを介するがん細胞とマクロファージの細胞間相互作用を明らかにすることができた。グリオーマにおける腫瘍細胞とマクロファージの細胞間相互作用について1つの新しいメカニズムを見出した。予後予測因子としても有用である。熊本大学付属病院の検体を用いて、今回同定した分子に関する免疫染色をおこなうために、現在準備中である。Preliminaryな検討では、そのうちのpMCSFRに関しては予後と有意な相関がみられた。今後は、同様の手法を用いて、悪性リンパ腫領域の研究を進める予定である。熊本大学だけでなく、他大学の病理学教室にも協力を依頼している。また、基礎演習で指導した学生も、3名であるが当研究に興味を示しており、課外であるにもかかわらず研究に参加したいと意欲的であり、学生の指導も含めて当研究を遂行していきたい。同様の研究を、悪性リンパ腫の実験系に応用するため、さまざまなサイトカインに対するELISAのキットやRTKアレイなどを購入する。申請時の金額と同様である。旅費に関しても、海外への学会はないが、国内での学会に数回参加予定である。論文も準備中なので、投稿代や英文構成代も含んでいる。
イオン性液体のイオンのマニピュレーション

導電性高分子の中には、酸化するとアニオンが、還元するとカチオンがドープされるものがある。どちちの場合も高分子の体積変化があるので、それを利用して電解液中でアクチュエータを作ることが出来るという報告が発表されている。いっぽう、イオン性液体は常温において液体状態にある塩で、燃えない、蒸発しない液体であり、アニオンとカチオンだけが含まれている。この両者の性質を利用することにより、電解液中でなく、空気中でアクチュエータが作れるのではないかという発想があり、本研究を開始した。本年度は大きな研究の進展があり、最終目標に大きく近づき、もはや萌芽研究ではなく、実現可能な研究課題となるとともに、派生的なテーマが誕生し、来年度は基盤研究として申請できる段階にまでなった。以下、今年度の成果の要約を記す。1)イオン性液体中での導電性高分子の電気化学的挙動:種々の導電性高分子について、種々のイオン性液体中で電気化学挙動を調べたところ、ポリチオフェンとその誘導体が、アンモニウム系のイオン性液体中でアニオンおよびカチオンのドープ・脱ドープを行うことがわかった。2)導電性高分子のアクチュエータ挙動:上記の導電性高分子について、ポリカーボネートフィルムと組み合わせた素子を作り、イオン性液体中で酸化還元反応を行ったところ、アニオンおよびカチオンのドープによって体積変化が起こり、それによって膜が湾曲する挙動が観察された。よって、空気中で動作するアクチュエータ用に考えてデザインした素子を実際に作れば、最終目標のアクチュエータ素子が出来ることに何ら疑いを持つことは無くなった。3)イオン性液体の電子顕微鏡観察:イオン性液体が、真空チャンバの中で液体状態を保ったままで、走査型電子顕微鏡ならびに透過型電子顕微鏡で観察できることを発見した。常温において液体状態の塩,すなわちイオン性液体は,通常の固体塩と同様にカチオンとアニオンのみから構成されているが,実際に液体状態になるかどうかはカチオンとアニオンの組み合わせの種類によって決まる.そのため,カチオンとアニオンを何らかの方法でマニピュレートすることができれば,塩の性状を液体-固体の間で自由に相互変換できるデバイスが構築でき,さまざまな方面への応用が期待される.本研究では,イオンをマニピュレートする方法として導電性高分子へのイオンの電気化学的ドープ・脱ドープ反応を用いる.導電性高分子鎖を電気化学的に酸化すると高分子中に生じた正電荷を電荷補償するためにアニオンがドープされる.逆に導電性高分子鎖を還元すると高分子中の負電荷を補償するためにカチオンがドープされるが,カチオンがドープ・脱ドープする導電性高分子は,有機溶媒電解液においてポリチオフェンなどで数例が報告されているに過ぎず,イオン性液体中におけるカチオンのドープ・脱ドープ反応の例は全く報告されていない.そこで16年度では,イミダゾリウム系,4級アンモニウム系カチオンをもつイオン性液体中において,ポリチオフェン系導電性高分子へのカチオンの電気化学的ドープ・脱ドープ挙動を詳細に検討した.その結果,トリメチルn-プロピルアンモニウム-ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(TMPA-TFSI)など数種のイオン性液体中において,カチオン・アニオンの両方が明瞭にドープ・脱ドープすることがわかった.さらに,カチオンのドープの反応性がカチオンよりむしろアニオンの種類に,逆にアニオンのドープの反応性がカチオンの種類に大きく依存することを示唆する結果を得た.これは,イオン性液体中ではイオン濃度が極端に高いため,カチオン・アニオンがお互いにイオン対を形成していることと深く関係しているのではないかと考えている.導電性高分子の中には、酸化するとアニオンが、還元するとカチオンがドープされるものがある。
長期増強に関連して発現するラット海馬の未知の遺伝子のクローニング

ラットの海馬スライスにおける反復刺激後に神経細胞の反応性が上昇する現象:長期増強(LTP)は、過去の電気信号が未来の神経活動に影響を及ぼすという意味で、記憶の実験モデルとして注目されている。LTPの分子機構の解明は、各種のインヒビターやアゴニストの効果、あるいは既知のタンパク質の変化を中心に研究が進められている。しかし、本研究では、Kチャンネル阻害剤tetraethylammonium(TEA)によって誘因されるラット海馬スライスの長期増強に関連して発現される未知の遺伝子を差分法とin situ hybridization(ISH)を用いて検索し、LTPに関連した未知の機構の解明をめざす。TEA処理した海馬スライス由来のメッセージから大脳皮質由来のメッセージで差分を行って差分ライブラリを作成した。そして、各クローンを一個ずつISHでスクリーニングし、神経に特有に発現されるクローンを検索した。その中の3個はデーターベースの検索では未知の遺伝子であった。そのなかの一つKW8がコードするアミノ酸配列には、MyoDやNeuroDなど文化関連遺伝子に共通に存在するヘリックス・ループ・ヘリックスドメイン(HLH)が存在した。HLHのアミノ酸配列はほとんど保存されていたが、その前後のアミノ酸配列はこれまでに報告されているHLHタンパク質とは全く異なっていた。KW8は分化が終了した神経組織において発現している。LTPの維持に、あるいは記憶の機構には新たな神経回路の形成が考えられる。従って、KW8によって一連の遺伝子群が活性化されて新しいシナプスが誘導されることが考えられる。平成8年度は、この観点を中心にKW8の機能の解明を目指す。
新規2炭素基供与型14族有機反応剤の開発と炭素基の活性化の立体化学的要因の解明

前年度に合成法を確立した、分子内渡環配位を含む1-アザ-5-スタンナシクロオクタン環を有する有機スズ反応剤について、スズ上に反応性炭素基としてアリール基、アルキル基および塩素を有するものを種々合成した。次にこれらを反応剤とし、p-ヨードおよびプロモアニソールを反応基質として、パラジウム触媒交差縮合反応を試み、対応するジブチルスズ反応剤を対照群として反応性を比較した。その結果、分子内渡環配位を含む反応剤は、いずれも対照群に比べ、高い反応性を示すことが明らかとなり、前年度予備的に得た知見に一般性のあることを示すことができた。ただし、今回用いた条件では、スズ上の炭素基2個を全て交差縮合反応に供給することについては、十分な効果が得られなかった。一方、この反応系に、ハロゲン化物イオンのような、スズに配位できる化学種を共存させると、反応性のさらなる向上が認められた。配位子としてはフッ化物イオンが最も効果的で、塩化物イオンがこれに次ぐ効果を示した。スズ反応剤を求核剤とする反応において、反応性の向上を目的としたHMPAなどの配位子の添加を研究した例は過去にもある。また、フッ化物イオンを配位子とする、高配位スズ反応剤の合成例についても報告があった。しかし、入手の容易な市販のフッ化物イオン反応剤を反応系に添加するだけという簡便な方法でテトラオルガノスズあるいはハロゲン化オルガノスズ類を活性化できるという報告例はこれまでなかった。さらに今回、スズ上の複数の炭素基を、高効率で反応に供給するという点で、効果的かつ一般性の高い手法が初めて見いだされた。今回得た知見は、反応性の向上並びにスズ反応剤の高効率利用という面で有機合成化学に寄与する上、有機スズ反応剤を用いた場合にこれまで避けられなかった、環境負荷副産物の発生を抑止可能にするという環境問題の観点からも、新しい反応系の開発への応用を期待させるものである。N-ベンジルジアリルアミンのヒドロジルコン化で生成する有機ジルコニウム種に、アリールあるいはアルキルトリアルキルスズを作用させることにより、スズ原子上に塩素と炭素基を1個ずつ有する1-アザ-5-スタンナシクロオクタン誘導体が収率よく合成できることが明らかとなった。炭素基がp-トリル基のもの(化合物1とする)とn-ブチル基のものについてX-線結晶構造解析を行った結果、いずれの化合物においても、1-位の窒素が5-位のスズに渡環配位しているためにスズは5配位となって三方両雄構造を取っていることがわかった。さらに、スズ上の塩素はアピカル位、また、炭素基はエクァトリアル位を立体選択的に占めることが明らかとなった。化合物1に臭化p-トリルマグネシウムを作用させると、スズ上にp-トリル基を2個有する1-アザ-5-スタンナシクロオクタン誘導体(化合物2とする)に変換できた。化合物1および化合物2、さらにこれらの対照群として合成した、ジ(p-トリル)ジブチルスズおよびp-トリルジブチルスズクロリドとについて、パラジウム触媒を用いたハロゲン化アリールとの交差縮合反応における炭素基供与能を比較したところ、分子内窒素の渡環配位に起因すると考えられる、供与能の明らかな向上が、化合物1および化合物2について観察された。一方、環構造の反転の起こらない化合物として1-アザ-5-スタンナビシクロ[6.4.0]ドデカン誘導体を今回設計したが、N-ベンジルジアリルアミンの代わりに1-アリル-2-ビニルピペリジンを原料とすればこの骨格を合成できることが明かとなった。スズ上にn-ブチル基と塩素を有するものについてX-線結晶構造解析を行った結果、この化合物についても分子内窒素の渡環配位とスズの5配位三方両雄錐構造、および、塩素の選択的アピカル位配置とn-ブチル基のエクアトリアル位配置が確認できた。

さらに今回、スズ上の複数の炭素基を、高効率で反応に供給するという点で、効果的かつ一般性の高い手法が初めて見いだされた。今回得た知見は、反応性の向上並びにスズ反応剤の高効率利用という面で有機合成化学に寄与する上、有機スズ反応剤を用いた場合にこれまで避けられなかった、環境負荷副産物の発生を抑止可能にするという環境問題の観点からも、新しい反応系の開発への応用を期待させるものである。
膀胱癌におけるE-カドヘリンと上皮細胞増殖因子受容体との関連

膀胱癌におけるE-cadherin機能破綻の機序の1つとして,EGFRの影響に着目し研究を進める。この経路を介在するCAV1遺伝子,SNAIL転写因子がこの反応を修飾し膀胱癌の悪性化・予後に影響を与えていると予想し,これらの遺伝子の発現プロファイルを検討し,癌の進展との関係を明らかにする。さらに,EGFR発現量に影響を与える遺伝子多型と,E-cadherin発現との関係を検討しEGFR多型が膀胱癌の浸潤・転移および予後に影響を与えているかどうか検討する。今年度は、EGFR遺伝子intron1領域のマイクロサテライト多型について検討を開始している。この遺伝子多型はCA繰り返し配列(1624回繰り返し配列)を有し、短い繰りし配列を持つ場合にはEGFR発現が亢進することが示されている。膀胱癌で特に悪性度の高い症例についてこの多型と実際の予後、E-カドヘリン発現の関連について検討しており、なんらかの相関が見いだされれば膀胱癌の転移のメカニズムの一つとして興味深い知見になるものと思われる。
植物起源炭化水素の大気酸化機構がエアロゾル生成能や雲凝縮核特性に及ぼす影響

本研究では光化学反応チャンバーを用いた実験から、揮発性有機物(VOC)からのエアロゾル生成量とその反応機構との分類手法、植物起源炭化水素(BHC)+オゾン酸化反応系での(2次的に生成する)OHラジカル反応のエアロゾル生成に対する影響、OHラジカル酸化エアロゾル生成反応に対するNO_xならびにBHCの初期濃度依存性、エアロゾルのCCN特性の酸化機構(NO_xやO_3濃度)依存性、について整理した。最も放出量の多い植物起源炭化水素(BHC)であるイソプレンの光酸化反応による有機エアロゾルの生成量の反応時間依存性ならびに初期イソプレン濃度とNO_x濃度依存性の測定を行い、有機エアロゾルは1次生成物の凝集ではなく気相反応生成物の更なる大気酸化反応によって生成される2次生成物の凝集の寄与が大きいと示唆され、特にエアロゾル生成量はRO2+NOとRO2+HO2型反応の分岐に大きく依存しているとの結論を得た。イソプレンのオゾン酸化反応ではエアロゾル生成量がOHラジカル捕獲剤の有無によって大きく影響されることが分かった。その影響はOH捕獲剤の種類には依存しないことから、反応生成物のOHラジカル酸化がエアロゾル生成に不可欠であると結論できる。更に個々のエアロゾル毎の組成を調べると、OHラジカル捕獲剤(一酸化炭素)の存在の有無によって組成が異なり、特にRO2+HO2型で生成すると考えられるカルボン酸型の組成比が大きく変化することも分かった。オゾン反応から得られた結果は光酸化反応実験から推定されたエアロゾル生成機構と矛盾しない事が分かった。芳香族炭化水素(AHC)の光酸化反応では、AHC/NO_x濃度レベルによってエアロゾル生成収率を2つに分類できる事やエアロゾル組成分析が大きく異なる事から、AHCの光化学エアロゾル生成は高NO_xならびに低NO_x濃度条件によってその反応機構が異なる事が分かった。大気への放出量が最も多い植物起源炭化水素であるイソプレンを対象に、イソプレンの大気酸化反応における有機エアロゾル生成を光化学反応チャンバー(国立環境研に設置)を用いて調べた。イソプレンのNOx存在下での光酸化反応系では、エアロゾル生成収率(φ=Δ[aerosol]/Δ[ISP]、Δ[ISP]=[isoprene]_0-[isoprene]_t)は0.1-0.2%程度と低いもののエアロゾルが生成する事、およびエアロゾルの生成は常に光化学オゾン生成後に観測される事が分かった。エアロゾル生成量に対するイソプレン初期濃度依存性、NOx初期濃度依存性の実験結果からは、イソプレン消費量(Δ[ISP])に対するエアロゾル生成量は、イソプレン初期濃度には顕著には依存しないものの、NOx初期濃度が増大するに従って増加(@80%近いイソプレンが消失した段階)する事を見出した。一方イソプレンのオゾン酸化反応における有機エアロゾル生成を調べた結果、NOx光酸化反応系に比べ比較的短い誘導期の後エアロゾルが生成する事が見出された。また、O3+オレフィン反応系での二次的なOHラジカル生成の寄与がエアロゾル生成量を検討した結果、OHが無い(少ない)ときはほとんどエアロゾルが生成しないことがわかった。この結果は、エアロゾル生成をもたらす代表的なO3+オレフィン反応であるシクロヘキセンの反応系とは異なった結果である事が分かった。この事からイソプレンでは二段階以上の酸化反応を経由してエアロゾルが生成することが示唆された。植物起源の揮発性有機物の一つであるシス-3-ヘキセナール(以後、3HAと略す)を対象に、3HAの大気寿命ならびに、大気酸化反応におけるオゾンおよび有機エアロゾル生成について、光化学反応チャンバー(国立環境研に設置)を用いて調べた。

日中における大気中での3HAの消失過程としては、光分解、OHラジカル反応、ならびにオゾン反応が考えられる。太陽光と光強度の波長分布が似ているソーラーシミュレーターを光源にして、光分解実験を実施した。光化学的に生成するOHラジカルによる3HAの新たな消失の寄与を抑えるため、実験は大過剰のCO存在下で消失速度を測定した。OHラジカル反応の速度定数に関しては、相対法を用いて測定した。O3反応の速度定数は、OH捕獲剤であるCO大過剰下ならびにCO非存在下で測定し、速度定数ならびに03+3HA反応でのOH生成収率を決定した。その結果、3HAの日中の主たる消失過程はOHラジカル反応とオゾン反応であるが、光分解反応による消失もOHラジカル反応の約半分の寄与がありうる事が示された。一般的に大気での大気寿命は2時間程度と見積もられる。NOx存在下での3HAの光酸化反応による光化学オゾン生成量ならびに有機エアロゾル生成量を測定し、植物起源炭化水素の代表であるイソプレンと比較した。その結果、光化学オゾン生成量はイソプレンに比べやや低いものの、有機エアロゾル生成量はイソプレンからの生成量に比べ10倍以上大きい事が分った。最も放出量の多い植物起源揮発性有機物(BVOC)であるイソプレンに関しては、その光化学酸化反応による有機エアロゾル生成の収率は他の多くのBVOCの光酸化反応下でのエアロゾル生成収率に比べて小さい。光化学反応チャンバーを用いたイソプレンの光酸化反応によるエアロゾル生成はその生成量の反応時間依存性から、1次生成物の凝集ではなく反応生成物の更なる大気酸化反応によって生成される2次生成物の凝集の寄与が大きいと示唆される。エアロゾル生成をもたらす条件は、エアロゾル生成量の初期イソプレン濃度とNOx濃度依存性から、RO2+NOとRO2+HO2型反応の分岐に大きく依存しているものと考えられる。またイソプレンのオゾン反応からのエアロゾル生成について、OHラジカル捕獲剤の有無がエアロゾル生成量に大きく影響することが分かった。その影響はOH捕獲剤の種類には依存しないことから、光酸化反応におけるイソプレンおよびNOx濃度依存性から示唆されている、反応生成物のOHラジカル酸化がエアロゾル生成に不可欠であることが明らかになった。更に個々のエアロゾル毎の組成を調べると、OHラジカル捕獲剤(一酸化炭素)の存在の有無によって組成が異なり、RO2+HO2型で生成すると考えられるカルボン酸型の組成比が大きく変化することも分かった。以上の結果は、イソプレンからの有機エアロゾル生成では、OHラジカルによるイソプレン酸化生成物の2次的な酸化反応、ならびに酸化反応途中のHO2/NOx比が大きな支配因子であることを裏付けるものである。
鼻粘膜三叉神経ヒスタミン過敏性の分子生物学的解析-ヒスタミンH1受容体との関わり-

アレルギー性鼻炎患者における鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進を解明する目的で、ラット三叉神経節細胞および鼻粘膜を用いて、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現に及ぼす炎症細胞由来ケミカルメディエーター-PAF、TXA2、LTC4-の影響をin situハイブリダイゼーション法にて検討した。まずはじめに、鼻粘膜感覚神経の1次ニューロンである三叉神経節細胞は、PAFの刺激によりヒスタミンH1受容体のメッセージ発現を増強させることが判明した。このPAFによるH1受容体のメッセージ発現増強は、lyso-PAFでは起こらないこと、PAFの受容体拮抗剤であるWEB2086の前処置によりメッセージ発現増強が濃度依存的に抑制されることから、三叉神経節細胞のPAF受容体を介した特異的な作用であることが示唆された。また、PAFによるH1受容体のメッセージ発現増強効果は、PAFによる30分間の刺激後器官培養をはじめて18時間後に引き起こされ、24時間後には消失した。発現ピークは4時間後であり、約70%の神経細胞にH1受容体の発現が認められた。しかも、この効果はPAF10^<-9>10^<-12>Mという極めて低濃度で発現しており、生体内での現象を反映している可能性が示唆された。一方、LTC4およびTXA2では三叉神経節細胞のヒスタミンH1受容体のメッセージ発現は認めなかった。次に、鼻粘膜では、鼻腺においてPAFによるH1受容体のメッセージ発現を確認したが、LTC4およびTXA2ではH1受容体のメッセージは誘導できなかった。以上より、PAFは三叉神経及び鼻腺のヒスタミンH1受容体の発現を増強し、鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進に関与している可能性が示唆された。アレルギー性鼻炎患者における鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進を解明する目的で、ラット三叉神経節細胞を用いて、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現に及ぼすマスト細胞由来のケミカルメディエータの影響をin situハイブリダイゼーション法にて検討した。鼻粘膜知覚神経の1次ニューロンである三叉神経節神経細胞は、マスト細胞の主要なケミカルメディエータのひとつであるPAFの刺激により、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現を増強させることが判明した。このPAFによるH1受容体のメッセージ発現増強は、lyso-PAFでは、引き起こさないこと、またPAFの受容体拮抗剤であるWEB2086の前処置によりメッセージ発現増強が濃度依存的に抑制されることから、三叉神経節細胞のPAF受容体を介した特異的な作用であることが示唆された。またPAFによるH1受容体のメッセージ発現効果は、PAFによる30分間の刺激後organ cultureをはじめて18時間後に引き起こされ、24時間後には消失した。しかも、この効果はPAFの10^<-W>10^<12>Mという極めて低濃度で発現しており、これより高濃度のPAFではバッファーコントロールと差を認めておらず、生体内での現象を反映している可能性が示唆された。アレルギー性鼻炎患者における鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進を解明する目的で、ラット三叉神経節細胞及び鼻粘膜を用いて、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現に及ぼす好酸球のケミカルメディエータの影響をin situハイブリダイゼーション法にて検討した。鼻粘膜感覚神経の1次ニューロンである三叉神経節細胞は、好酸球の主要なケミカルメディエータのひとつであるPAFの刺激により、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現を増強させることが判明した。

このPAFによるH1受容体のメッセージ発現増強は、lyso-PAFでは引き起こさないこと、またPAFの受容体拮抗剤であるWEB2086の前処置によりメッセージ発現増強が濃度依存的に抑制されることから、三叉神経節細胞のPAF受容体を介した特異的な作用であることが示唆された。また鼻粘膜では鼻腺のみPAFによるH1受容体のメッセージ発現を認めた。これらはいずれもPAF10^<-10>Mという極めて低濃度で発現しており、生体内での現象を反映している可能性が示唆された。アレルギー性鼻炎患者における鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進を解明する目的で、ラット三叉神経節細胞および鼻粘膜を用いて、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現に及ぼす好酸球の主要ケミカルメディエーターであるPAF及びTXA2の影響をin situハイブリダイゼーション法にて検討した。鼻粘膜感覚神経の1次ニューロンである三叉神経節細胞は、好酸球のケミカルメディエーターであるPAFの刺激により、ヒスタミンH1受容体のメッセージ発現を増強させることが判明した。一方、TXA2によるヒスタミンH1受容体のメッセージ発現は、コントロールと差を認めなかった。また、鼻粘膜では、鼻腺においてPAFによるH1受容体のメッセージ発現を確認したが、TXA2ではH1受容体のメッセージは誘導できなかった。これらPAFによる三叉神経節細胞および鼻腺におけるH1受容体のメッセージ発現増強はいずれも10^<-10>Mという極めて低濃度で発現しており、生体内での現象を反映していると考えられた。次に、三叉神経節細胞でH1受容体の発現が蛋白レベルで増強しているかをレセプターバインディングアッセイにて検討したが、発現量が微量で定量は困難であった。以上より、好酸球は三叉神経及び鼻腺のヒスタミンH1受容体の発現を増強し、鼻粘膜ヒスタミン過敏性亢進に関与している可能性が示唆された。今後は、H1受容体に対する抗体を用いその局在の確認が必要である。
効率分析による視覚脳内表現とオブジェクト認知の検討

本研究では、3次元空間内のオブジェクト認知課題で最適な決定を下す理想観察者の信号検出能力di′を定式化し、この指標di′と観察者の信号検出能力d′とを比較して、効率を求める。この手法を用いることで、3次元オブジェクト認知に有効な情報や妥当な脳内表現を推測する。本研究の成果は、以下の通りである。(1) 3次元オブジェクトを、ワイヤーフレームモデルで表現し、両眼立体視条件で実験を行った。その結果、両眼立体視条件では、オブジェクトの持つ構造的側面(対称性)が識別に影響を及ぼすことがわかった。(2)運動による構造復元での効率問題を検討した。実験は、3次元空間内を回転運動する剛体性の3角形の大きさの識別である。3角形の各頂点の座標値にノイズがかけられた。その結果、3次元構造の復元では、2次元構造の復元ほどは効率が上がらず、かなりの情報の欠落が生じることが示された。(3) 3次元オブジェクトの有する情報のうち、両眼視差情報にガウスノイズをかけ、ノイズの分散とオブジェクト識別の関係を検討し、統計的効率を算出した。実験では、3次元のベールの背後にオブジェクトが存在する場合を想定した。その結果、ベール背後のオブジェクト認知では、視差に基づく群化過程が関与していることが示唆された。(4)運動するオブジェクトが、他の運動ノイズ中から分離される過程(運動オブジェクトとノイズとは、運動方向あるいは運動速度が異なることで、分離される)を、効率分析の方法を用いて、検討した。その結果、これらの効率は、かなり低いことが示された。これは、人間の視覚系において、運動情報のサンプリングが、あまり精度が高くないことを示唆するものである。本研究では、まず、3次元空間内のオブジェクト認知課題で最適な決定を下す理想観察者idealobserverの信号検出能力d_i'を定式化する。このd_i'は、様々な視覚課題によって異なった値を持つ。具体的には、統計的ノイズを画像に加算することで理想観察者のパフォーマンスを制限し、算出する。この指標d_i'と観察者の信号検出能力d'とを比較し、効率を求める。本研究では、統計的ノイズを3欠元オブジェクト画像の様々なレベルの情報(エッジや線などの特徴、コンポネント、両眼視差など)、あるいはその組み合わせに加えることによって、3次元オブジェクト認知に有効な情報や妥当な脳内表現を推測する。この手法を用いて、3次元空間内のオブジェクト認知の総合的な特性を解明するのが、本研究の目的である。今年度は、以下に示すように、3次元オブジェクトの持つ様々な情報に統計的なノイズを加え、これらを用いて3次元オブジェクトの識別問題を行った。(1)複数の平板から構成される3次元オブジェクトを、ワイヤーフレームモデルで表現し、それをコンピュータディスプレイ上に平行投影し(実験1)、さらに両眼立体視条件で提示した(実験2)。学習時に提示されたパターンの3次元座標値に大小のガウスノイズをかけ、2AFCによる識別課題を行った結果、両眼立体視条件では、オブジェクトの持つ構造的側面(対称性)が識別に影響を及ぼした。(2)運動による構造復元での効率問題を、3つの実験を通して、検討した。本研究では、まず、3次元空間内のオブジェクト認知課題で最適な決定を下す理想観察者idealobserverの信号検出能力di′を定式化する。このdi′は、様々な視覚課題によって異なった値を持つ。

具体的には、統計的ノイズを画像に加算することで理想観察者のパフォーマンスを制限し、算出する。この指標di′と観察者の信号検出能力d′とを比較し、効率を求める。本研究では、統計的ノイズを3次元オブジェクト画像の様々なレベルの情報(エッジや線などの特徴、コンポネント、両眼視差など)、あるいはその組み合わせに加えることによって、3次元オブジェクト認知に有効な情報や妥当な脳内表現を推測する。この手法を用いて、3次元空間内のオブジェクト認知の総合的な特性を解明するのが、本研究の目的である。本年度の研究成果は、以下の通りである。(1)平成9年度に引き続き、3次元オブジェクトの有する情報のうち、両眼視差情報にガウスノイズをかけ、ノイズの分散とオブジェクト識別の関係を検討し、統計的効率を算出する。この場合、3次元オブジェクトをドットで構成し、そのドットの有する両眼視差にノイズをかけ、オブジェクト識別を課題とする方法と、複数の3次元オブジェクトを用意し、それぞれの持つ両眼視差にノイズをかけ、オブジェクト間の空間関係に関する識別を課題とする方法などがとられた。(2)運動するオブジェクトが、他の運動ノイズ中から分離される過程を、効率分布の方法を用いて、検討した。ドットにより構成される運動オブジェクトは、ノイズとは、運動方向あるいは運動速度が異なることで、背景から分離される。これらに、ガウスノイズを混入させることで、効率分析に準拠する実験を行った。その結果、これらの効率は、かなり低いことが示された。これは、人間の視覚系において、運動情報のサンプリングが、あまり精度が高くないことを示唆するものである。
薬剤担持体として機能しうる生体親和性と水中安定性を兼ね備えた軽金属MOFの構築

金属-有機構造体(MOF)は金属イオンと有機配位子の自己組織化により構築される多孔性結晶であり、骨格構造および細孔界面環境の設計性の高さからガス吸着材や触媒などとして盛んに研究されている。さらに近年では、ドラックデリバリーシステムにおける薬剤担持体としても注目されている。しかしながら、MOFの多くは構成成分として毒性が懸念される重金属イオンが用いられていること、概して水中安定性が悪いこと、というバイオ応用を目指すうえで克服すべき課題があった。そこで本研究では、低毒性が期待できる軽金属カチオンと生体分子(糖、ペプチド、脂肪酸)からなる有機配位子を用いることで生体親和性と水中安定性を兼ね備えた軽金属MOFを構築し、外部刺激(酵素)応答性の薬剤放出を示すアクティブな薬剤担持体としてのバイオ応用を目指す。本研究では、HSAB則上で軽金属カチオンと相性が良くかつ多価効果が期待できることから、金属配位部位として糖の利用を試みている。本年度は、糖脂質型有機配位子ライブラリの合成ルートの確立、糖ペプチド型有機配位子の合成検討、軽金属MOFの合成検討をおこなった。現時点では軽金属MOFの構築には至っていない。しかしながら、軽金属塩が糖脂質型有機配位子の自己集合特性に影響を及ぼすという、軽金属MOFの構築をおこなううえで有用な知見を得ている。以上の研究成果ならびに関連研究に関する成果を第67回高分子討論会、2018年日本化学会中国四国支部大会、日本化学会第99春季年会などで発表した。来年度はこれまでに得た知見をもとに、軽金属MOFの構築ならびに薬剤担持体としての機能評価を進める。研究代表者は前年度(2017年)に高知大学に異動した。本年度は研究室の立ち上げ(実験環境の整備)に時間を要したため進捗状況にやや遅れが生じた。これまでに研究室の整備はほぼ完了しているので、来年度はスムーズに実験をおこなうことか可能であり遅れは十分取り戻せると考えている。本年度は糖脂質型有機配位子の合成ルートの確立、糖ペプチド型有機配位子の合成検討ならびに軽金属MOFの合成検討をおこない以下の結果を得ている。1)糖脂質型有機配位子ライブラリの合成ルートを確立した。糖ペプチド型有機配位子については合成ルートを検討中である。2)合成した糖脂質型有機配位子ライブラリと軽金属塩を用いることで軽金属MOFの合成検討をおこなった。現時点ではMOFの構築は確認できていない。3)糖脂質型有機配位子が示す自己集合特性ならびに軽金属塩が自己集合特性に与える影響を明らかにした。上記の研究成果について、第67回高分子討論会、2018年日本化学会中国四国支部大会、日本化学会第99春季年会などで発表した。次年度はこれまでに得ている知見をもとに、軽金属MOFの構築ならびに薬剤担持体としての機能評価を進める。次年度はこれまでに確立した合成ルートにしたがって糖脂質型有機配位子ライブラリの構造拡張をおこなう。加えて、糖ペプチド型有機配位子の合成ルートの確立をおこなう。合成した糖脂質型・糖ペプチド型有機配位子と種々の軽金属塩の組み合わせおよび反応条件を検討することで軽金属MOF候補となる結晶を合成する。特に、糖残基の立体異性と自己集合能・金属配位能との相関を精査し、有機配位子および軽金属MOFの合理的分子設計指針の探索を目指す。得られた軽金属MOF候補について単結晶X線構造解析を行い、詳細な結晶構造を決定する。単結晶が得られにくい錯体に関しては、粉末X線回折、NMR測定の結果より結晶構造を推定する。構造同定した軽金属MOFについては水中安定性を評価する。さらに、薬剤モデル分子をMOF細孔内に導入し薬剤担持能を評価する。現在までの進捗状況の箇所で記載したように研究環境が整い、かつ基礎的知見が得られていることから、次年度はよりスムーズに研究が展開できると考えている。

来年度はこれまでに得た知見をもとに、軽金属MOFの構築ならびに薬剤担持体としての機能評価を進める。研究代表者は前年度(2017年)に高知大学に異動した。本年度は研究室の立ち上げ(実験環境の整備)に時間を要したため進捗状況にやや遅れが生じた。これまでに研究室の整備はほぼ完了しているので、来年度はスムーズに実験をおこなうことか可能であり遅れは十分取り戻せると考えている。本年度は糖脂質型有機配位子の合成ルートの確立、糖ペプチド型有機配位子の合成検討ならびに軽金属MOFの合成検討をおこない以下の結果を得ている。1)糖脂質型有機配位子ライブラリの合成ルートを確立した。糖ペプチド型有機配位子については合成ルートを検討中である。2)合成した糖脂質型有機配位子ライブラリと軽金属塩を用いることで軽金属MOFの合成検討をおこなった。現時点ではMOFの構築は確認できていない。3)糖脂質型有機配位子が示す自己集合特性ならびに軽金属塩が自己集合特性に与える影響を明らかにした。上記の研究成果について、第67回高分子討論会、2018年日本化学会中国四国支部大会、日本化学会第99春季年会などで発表した。次年度はこれまでに得ている知見をもとに、軽金属MOFの構築ならびに薬剤担持体としての機能評価を進める。次年度はこれまでに確立した合成ルートにしたがって糖脂質型有機配位子ライブラリの構造拡張をおこなう。加えて、糖ペプチド型有機配位子の合成ルートの確立をおこなう。合成した糖脂質型・糖ペプチド型有機配位子と種々の軽金属塩の組み合わせおよび反応条件を検討することで軽金属MOF候補となる結晶を合成する。特に、糖残基の立体異性と自己集合能・金属配位能との相関を精査し、有機配位子および軽金属MOFの合理的分子設計指針の探索を目指す。得られた軽金属MOF候補について単結晶X線構造解析を行い、詳細な結晶構造を決定する。単結晶が得られにくい錯体に関しては、粉末X線回折、NMR測定の結果より結晶構造を推定する。構造同定した軽金属MOFについては水中安定性を評価する。さらに、薬剤モデル分子をMOF細孔内に導入し薬剤担持能を評価する。現在までの進捗状況の箇所で記載したように研究環境が整い、かつ基礎的知見が得られていることから、次年度はよりスムーズに研究が展開できると考えている。当初購入を予定していた備品・試薬等の一部を高知大学を退職(他大学へ異動)した教員に譲渡していただいたため購入の必要がなくなったこと、当初支出を予定していた共通機器使用料の一部を他予算(学内プロジェクト経費)により賄うことができたことから差額が生じた。差額については、今後研究が進むにつれて必要となる器具・試薬類の購入、出張費、論文投稿費、共通機器使用料として活用する。