hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PGE2・サイトカイン誘導性ムチンをターゲットとした関節リウマチ治療法の研究

関節リウマチでは、罹患関節に存在するムチンが糖鎖異常におちいり、関節リウマチの病因に関与することが予測される。本研究では、可溶性スカベンジャーリセプターが、ムチン結合能を有し実験的関節炎を抑制することから、これらムチン阻害剤が関節リウマチの有力な治療法になることが示された。また、IL-6誘導能のあるムチンがMUC-1であることが判明し、MUC-1が関節リウマチの特異的な治療ターゲットして有力であることが明らかになった。研究の目的関節液にもともと豊富に存在するムチンは、糖鎖異常におちいりIL-1やTNF-αなどのサイトカインのみならず、COX-2の誘導に続くPGE2の産生亢進による様々な関節破壊につながる免疫現象を起こす可能性がある。申請者らは、関節リウマチ患者関節組織の滑膜細胞、マクロファージでムチンの発現を免疫組織学的で証明し、関節液からPGE2・サイトカイン(IL-1,TNF-α)誘導性ムチンの抽出・精製に成功した。本研究では、精製したムチンの生理活性について関節リウマチの病因機序における役割しての滑膜の増殖・破骨細胞に対する影響などを考察し、また、関節リウマチの関節特異的な治療薬のターゲットとして、この分子の阻害薬を開発して、関節リウマチ治療への応用を検討していくことにある。本研究の結果マウスにCollagen-induced arthritis(CIA)を誘導し、PGE2・サイトカイン誘導性ムチンの単球/マクロファージのスカベンジャーレセプターへの結合阻害剤としてムチンの受容体である可溶性スカベンジャーレセプターを用い、マウスのCIA関節炎モデルを抑制することを示し、特許出願した。今後の展望スカベンジャーレセプターがマウスのCIA関節炎モデルを抑制する機序について、組織レベルで炎症細胞浸潤度、滑膜細胞の増殖度、骨破壊抑制度を検討する。さらに、関節リウマチの病因に関わる現象である滑膜細胞の増殖、破骨細胞の誘導などの関節破壊への同物質の抑制機序について検討する研究の目的関節液にもともと豊富に存在するムチンは、糖鎖異常におちいりIL-1やTNF-αなどのサイトカインのみならず、COX-2の誘導に続くPGE2の産生亢進による様々な関節破壊につながる免疫現象を起こす可能性がある。本研究の結果マウスにCollagen-induced arthritis(CIA)を誘導し、PGE2・サイトカイン誘導性ムチンの単球/マクロファージのスカベンジャーレセプターへの結合阻害剤としてムチンの受容体である可溶性スカベンジャーレセプターを用い、マウスのCIA関節炎モデルを抑制することを示し、国際特許出願した。さらに、関節リウマチの病因に関わる現象である滑膜細胞の増殖、破骨細胞の誘導などの関節破壊への同物質の抑制機序について検討する
一様等方性臨界破砕における統計物理学的性質の実験的研究

本年度は,(1)ガラス板の平行サンドイッチ実験における破砕挙動の解析,(2)パルスパワーによるセラミクス管破砕実験の検討・実施を行った.それぞれの概要は以下の通り.(1)ガラス板の平行サンドイッチ実験における破砕挙動の解析ガラス板サンプルを用いて,一様等方な衝撃による脆性破砕の臨界挙動,破片質量分布の様子について調べた.具体的にはガラス板をステンレス板でサンドイッチしておもりを落下させ衝撃を加える実験を行った.その結果,衝撃が十分な場合は破片質量分布がべき分布に従う一方,比較的小さな衝撃による破砕の場合は対数正規分布が現れることが確認された.破片の加重平均質量が擬コントロールパラメータであるマルチプリシティによりスケーリングされることが我々の過去の実験により明らかにされていたが,べき分布から対数正規分布への遷移に伴いこのスケーリングにクロスオーバーがみられることを本研究で明らかにした.また,ガラス管の垂直サンドイッチ実験では,破片質量分布のべき指数が1.5となるのに対し,ガラス板の平行サンドイッチ実験ではそれが2となることも本実験で明らかとなった.(2)パルスパワーによるセラミクス管破砕実験の検討・実施機械的衝突による破砕の他に爆発による破砕の実験についても企画,検討を行った.パルスパワージェネレータを用いて細い銅線にパルスパワーをかけることにより,銅線がジュール熱により溶け飛散する.あらかじめセラミクス管にこの銅線を通しておき,パルスパワーを印加することにより,この爆発のエネルギーを用いてセラミクス管を破砕可能であることを見出した.今後はこの実験系による結果を力学的衝撃による破砕と比較し,脆性破砕の普遍性について考察を行う予定.本年度は,(1)ガラス板の平行サンドイッチ実験における破砕挙動の解析,(2)パルスパワーによるセラミクス管破砕実験の検討・実施を行った.それぞれの概要は以下の通り.(1)ガラス板の平行サンドイッチ実験における破砕挙動の解析ガラス板サンプルを用いて,一様等方な衝撃による脆性破砕の臨界挙動,破片質量分布の様子について調べた.具体的にはガラス板をステンレス板でサンドイッチしておもりを落下させ衝撃を加える実験を行った.その結果,衝撃が十分な場合は破片質量分布がべき分布に従う一方,比較的小さな衝撃による破砕の場合は対数正規分布が現れることが確認された.破片の加重平均質量が擬コントロールパラメータであるマルチプリシティによりスケーリングされることが我々の過去の実験により明らかにされていたが,べき分布から対数正規分布への遷移に伴いこのスケーリングにクロスオーバーがみられることを本研究で明らかにした.また,ガラス管の垂直サンドイッチ実験では,破片質量分布のべき指数が1.5となるのに対し,ガラス板の平行サンドイッチ実験ではそれが2となることも本実験で明らかとなった.(2)パルスパワーによるセラミクス管破砕実験の検討・実施機械的衝突による破砕の他に爆発による破砕の実験についても企画,検討を行った.パルスパワージェネレータを用いて細い銅線にパルスパワーをかけることにより,銅線がジュール熱により溶け飛散する.あらかじめセラミクス管にこの銅線を通しておき,パルスパワーを印加することにより,この爆発のエネルギーを用いてセラミクス管を破砕可能であることを見出した.今後はこの実験系による結果を力学的衝撃による破砕と比較し,脆性破砕の普遍性について考察を行う予定.
マウスの社会性ナビゲーションの神経基盤の解明

本年度は、多感覚バーチャル環境における各感覚モダリティの役割を検討した。この実験では、マウスを顕微鏡の対物レンズ下に頭部固定し、バーチャル空間に設定したアリーナを探索させた。このときに異なるモダリティの感覚刺激を操作することで行動の変化を観察した。まず始めに視覚の影響について検討した。アリーナの壁を灰色にしたとき、色つきにしたとき、またインタラクティブな視覚刺激の提示を行わないときで比較したところ、それぞれの条件でアリーナの周辺部と中心部の滞在時間に違いが見られた。したがってマウスは実際に視覚情報を使ってバーチャル空間をナビゲーションしていることが確認できた。続いて触覚の影響について検討した。マウスがバーチャルアリーナの壁に近づいたときに、ヒゲに空気を吹き付けて触覚刺激を与えたところ、アリーナの探索時間の分布に変化が見られた。したがって、バーチャル空間において実世界の行動を再現する上で、触覚が重要な感覚モダリティの一つであることが考えられた。イメージングについては、これまでの二光子カルシウムイメージングに加えて、本年度は広域的な脳活動の変化を可視化するために大脳皮質の広視野カルシウムイメージングをとりいれた実験を行った。またバーチャル空間における行動の違いを明らかにするために、ナビゲーションの軌跡をデータ科学的アプローチで解析することを始めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、まずマウスの社会行動をバーチャル空間で模倣するための多感覚バーチャル環境の確立を行った。この環境では、バーチャル空間に設定したアリーナの一つの角に実際のマウスを模した仮想マウス(アバター)を提示し、対角線上のもう一つの角には対照として楕円球や立方体などの物体を置く。マウスのアバターは、身づくろいなどの実際のマウスが示す自発行動を模したアニメーションをランダムに示す。このようなマウスアバターの視覚刺激提示に加えて、アバターに接近したときに匂い刺激(マウス尿などの社会的匂い刺激や、バナナやアーモンドなどの非社会的匂い刺激)を提示したり、アリーナの壁やアバターに非常に接近したときに、ヒゲに空気の吹き付けによる触覚刺激を与えることができる多感覚バーチャル環境を構築した。続いて、海馬の領野特異的in vivoカルシウムイメージングの方法を確立した。特定の海馬の領野の錐体細胞に蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスの海馬に、異なる波長の蛍光を発する蛍光カルシウムセンサータンパク質を神経細胞特異的に発現するアデノ随伴ウイルスベクターを微量注入することで、遺伝的に標識された海馬領野を単一細胞レベルでイメージングする手法を確立した。さらにこのトランスジェニックマウスを、自閉症モデルマウスと交配することにより、特定の海馬領野が蛍光タンパク質標識された自閉症モデルマウスを作製した。研究初年度である平成29年度は、マウス行動課題の確立、海馬領野特異的in vivoイメージング手法の確立、および今後の実験に用いる自閉症モデルマウスの供給についての見通しが立ったことから、おおむね当初の計画通り進行していると考えられる。平成30年度は引き続き、バーチャル社会行動課題を遂行しているときの海馬の神経活動をイメージングする。さらに本年度の交配で作製した海馬領野特異的蛍光タンパク質標識自閉症モデルマウスを用いて、上記の課題を遂行中のマウスの海馬活動をイメージングする。もし場所細胞の形成や安定性などに異常が見られる場合には、選択的セロトニン再取り込み阻害薬の投与が、その異常を改善するかどうかの検討を開始する。
TFIIF,エロンガンの遺伝子発現制御機能の解析

TFIIFは、転写開始/伸長因子として作用するユニークな転写因子である。一方、エロンガンは、転写伸長因子としてのみ働くが癌抑制因子のVHLと結合することから発癌における働きが注目されている。我々は、この2因子についての機能解析を行い以下の結果を得た。1.TFIIFの機能解析TFIIFのRAP74サブユニットは、そのアミノ酸配列から、N-末、C-末の球状構造、これらの間の中央ドメインから構成されると類推される。我々は、自己免疫疾患患者血清に中央ドメインに高い特異性を示す自己抗体を見い出し、さらに、この領域と特異的に結合する遺伝子産物p32を酵母2ハイブリッド法によって単離した。P32は、HIVウイルスのTatと結合しTFIIFの転写伸長活性を促進するが、p32はHIVの増殖過程で何らかのメカニズムにより核へ移行してTの転写伸長促進作用を介していることが示唆された。一方、RAP30,RAP74の発現M13ウイルスを同時に感染させることによりTFIIFを完全な複合体として発現、精製しトリプシンによる限定分解の結果、RAP74が3極構造をとること、RAP30は、TFIIF分子の内側に存在すること、in vitroでの転写開始複合体においてRAP74は外側にあること、TBP,IIBは、内側に存在することがわかった。C-末領域については、RNA polymeraseII脱リン酸化活性を持つFCP1が結合することが報告された。本領域を細胞内で強制発現させてもリポーター転写には影響は認めなかった。FCP1を介して転写リサイクリングにRAP74が重要な働きをしているというアイデアは今後、さらに検討する必要がある。現在、TFIIF全分子の構造解析を続けている。2.エロンガンの解析新規エロンガンAをヒトゲノムESTより単離しA2と命名した。A2は、Aが組織非特異的に発現されるのに対して精巣特異的に高い発現を示した。リコンビナントA2は、試験管内でRNAポリメラーゼIIによる転写伸長活性を促進し機能的にもエロンガンファミリーであることが確認できた。753アミノ酸で構成されエロンガンAと47%のidentity、61%のsimilarityを有していた。A2はAと同様にエロンガンBCと結合できたが転写伸長活性を促進することはなかった。A2は、精巣において特異的な遺伝子転写の伸長活性を制御している可能性が考えられる。我々は、さらに新規なエロンガンA3をも同定しており、それについても解析を行っている。また、生体内でのこれらの機能を理解するためにノックアウトマウスの作成を試みておりES細胞ノクローニングを終了した段階である。1。TFIIF機能の解析(1)TFIIFサブユニットRAP74の中央ドメインと特異的に結合するp32を得た。

p32は、核内にも存在するがほとんどがミトコンドリアマトリックスに存在すること、p32のホモログは、ヒトのほかにマウス、線虫、酵母でも認められること、酵母p32ホモログ-p30と命名-のノックアウト株は、呼吸機能の障害がおこりp30がミトコンドリア機能に重要であることがわかった。しかしながら、p32はIIFのほかにも核内蛋白のIIB,ラミン、エイズウイルスの転写因子Tatとも相互作用するので核内転写を制御する可能性がある。実際、転写伸長活性への影響をテストしたところ、p32がIIF活性をTat共存下で促進させる結果を得た。今後、この解析とともにRAP74の他のドメインと結合するクローンのスクリーニングを続ける。(2)核に存在する細胞障害チェック機構であるDNA依存性リン酸化酵素が、TBP,IIBをリン酸化することがわかった。このリン酸化による転写基本活性を明らかにした。2。エロンガン機能の解析(1)エロンガンは活性サブユニットと調節サブユニットで構成されるが、調節サブユニットのホモログ酵母とハエからクローニングしその構造を解析した。これは、エロンガン機能の生物種間での保存を明らかにし、ヒト以外での生物を用いての遺伝学的解析を可能にした。(2)転写伸長因子であるTFIISとエロンガンのRNAポリメラーゼIIホロ酵素との結合を明らかにした。すなわち、転写伸長型のRNAポリメラーゼIIに伸長因子のIIS.エロンガンも複合体として含まれることがわかった。1。TFIIF機能の解析(1) TFIIFサブユニットRAP30.74のバキュロウイルス発現系を用いて、昆虫細胞で同時に感染させることにより両サブユニットが等モル比で会合したIIFを作製した。一方、他の基本因子(ヒトTBP,IIB,IIE)のリコンビナント型、ラットIIH,ヒトRNAポリメラーゼIIを精製し、これらによるin vitro転写活性を再構成した。次に、アデノウイルス主要後期遺伝子の最小プロモーターDNAを用いて、"開始型"IIFモデルを作製した。同時にIIF単独"遊離型IIF"、IIF/PolII/DNA複合体"伸長型IIF"を含めてトリプシン消化によるIIF構造の解析を行った。RAP74は、N-末約20K,C-末15Kほどの球状ドメイン、その間のチャージに富む中央ドメインは高いトリプシン感受性を持つランダム構造をとり、3極(Tripartite)構造をもつことがわかった。RAP30は、74分解後に約14Kの断片に切断されIIF分子内に74に覆われた格好で配位することがわかった。開始型、伸長型RAP74の分解パターンは遊離型のものと大きな変化を認めず、特異的分解産物の出現も認めなかった。しかしながら、RAP30の分解は著明に阻害され、開始/伸長複合体ではRAP30はDNAと結合しトリプシンがさらに作用しにくい状態へ変化するものと考えられた。以上、RAP74の中央ランダム構造はIIF分子の外側に配位しているがこの領域の活性は不明である。ただ、ヒト、ハエ、XenopusRAP74の間で保存されており何らかの機能を持つことが示唆される。
ＮＯｘ応答性を向上するセンサ素子の電極構造最適化に関する研究

電流検出型ジルコニアNOxセンサの高性能検知極の開発を行った。NOx応答性を向上するために緻密薄膜電極の作製方法を検討したところ、La(NO3)3、Sr(OC3H7)2、Mn(CH3COO)2.4H2Oを含む2-メトキシエタノール溶液にエタノールアミンとアセトインを共添加したゾルゲルコーティング溶液をジルコニア基板上にスピンコーティング法を用いて製膜・焼成することで、La0.8Sr0.2MnO3電極の緻密薄膜化に成功した。また、MnサイトをAlで部分置換することで高温還元雰囲気での安定性が大きく向上し、耐久性と応答性を両立可能な組成・素子作製条件が存在することもわかった。La系ペロブスカイト型酸化物を検知極に用いた電流検出型NOxセンサの研究を行った。平成25年度は、化学的安定性に優れるLa-Al系ペロブスカイト型酸化物に着目し、高温還元雰囲気下で安定に作動するセンサの開発を行った。噴霧熱分解法を用いてLa0.8Sr0.2AlxMn1-xO3(x=0, 0.2, 0.4, 0.6)の合成を行ったところ、いずれも単相のペロブスカイト型酸化物を合成できた。これら酸化物を高温還元雰囲気(4% H2、750°C、2 h)下で処理を行い、その前後のXRD測定結果を比較したところ、Al無置換の場合は構成金属からなる酸化物や金属に分解していたのに対して、Al置換系はペロブスカイトの相を示すことが分かり、高温還元雰囲気下で安定に存在できる材料であることが確認できた。作製した酸化物を検知極に用いたセンサ素子のNO2に対する応答特性は、Bサイト金属のAlをMnで置換していくと応答性が向上し、特に、x=0.4の場合には無置換の場合の約3倍の応答を得られた。しかし、x=0.6の場合は、応答が大きく減少した。素子作製温度である1200°Cでこの酸化物を処理した場合のBET比表面積は、Mnを置換するほどその値が低下し、x=0.6の場合には無置換の場合の1/4程度の比表面積を示したため、焼結性が向上したことによる電極反応面積の低下が原因であることが示唆された。そこで、素子作製温度の最適化を行い、この温度を1000°Cに低温化した結果、x=0.6の場合の200 ppm NO2に対する応答は約10倍向上し、Al無置換の場合とほぼ同等の応答特性を示した。したがって、Bサイト金属をAlとMnで複合化することで高温還元雰囲気の耐久性と応答性を両立可能なことがわかった。La系ペロブスカイト型酸化物を検知極に用いた電流検出型センサの研究を行っており、本年度はセンサ応答メカニズムを検討するための電極作製技術について研究を推進した。本センサのガス反応場としては1LSM/YSZ/ガスの三相界面と、2LSM/ガスの二相界面を想定している。1は燃料電池の酸素還元電極の反応場と考えられているため、NOxセンサ応答に作動条件を最適化した場合でも一定の酸素還元反応が併発している可能性があると考えている。そこで、三相界面へのガス拡散を抑制可能な緻密電極が作製できれば、2のみでガス反応を生じることのできる電極作製が可能なため、実際のガス反応場の検討ができるし、高感度選択的NOx応答を得るための電極構造の知見を得ることができる。緻密電極作製のためにLa0.8Sr0.2MnO3の原料金属を含む硝酸塩および酢酸塩を2-メトキシエタノールに溶解したコーティング溶液を作製した。スピンコーターを用いてYSZペレットに成膜後焼成することで検知極とした。この断面SEM観察の結果、500nm程度の厚みを持つ緻密電極が作製できた。この素子のNO2に対するセンサ応答特性を評価したところ、O2に対する応答電流値は従来の素子(スクリーン印刷使用)と比較して、約1/2となる結果を得た。緻密化による三相界面の反応場低減の結果であると考察できる。O2に対する応答性をより低減するためにコーティグ溶液の改良に取り組んだ。先ほどのコーティング溶液は黒色をしているため構成元素が凝集しており分散性が不十分であることが考えられる。そこで、安定化材について検討した。エタノールアミンとアセトインを2:1の割合でMnに対して0.25モル等量加えることで透明溶液を作製できることを見いだした。この溶液は一月経過後も沈殿の発生や溶液色に変化は見られず非常に安定に存在できることを確認している。従来の噴霧熱分解法で作製したLa0.8Sr0.2MnO3粉末をスクリーン印刷する場合と比較して、薄く、緻密な電極が作製できた。

この電極を用いたセンサ素子の応答電流値を測定し従来品と比較したところ、O2に対する応答電流値を半減することに成功した。コーティング溶液の作製方法を工夫することで、さらに緻密膜の形成も可能なコーティング溶液の改良に関する知見が得られており、研究は概ね順調に推移している。自動車排ガスセンサの実用化を考える場合には、高温還元雰囲気となる排ガスに暴露されても安定に存在できる材料の検討が必要となる。そこで来年度は本年度の検討に加えて、化学的安定性に優れる電極材料の開発を行う。具体的にはLa-Al系ペロブスカイト型酸化物に着目し、高温還元雰囲気下での安定性評価とこれらを検知極としたセンサ素子のNOx応答特性を評価する。噴霧熱分解法を用いてLa0.8Sr0.2AlO3(x=0, 0.2, 0.4)の合成ができること、高温還元雰囲気下で安定に存在できる材料であり、NO2に選択的に応答することは確認済みである。ところが、NO2への応答性の低いことが難点となっている。そこで、Alの更なるMnでの部分置換とセンサ作製条件の最適化検討を行うことでより大きなNO2応答を示すセンサ素子を開発する。また、本研究を通して得られた知見を元に新規センサ(炭化水素、臭い成分など)開発の可能性について検討を行う。検知極材料である酸化物合成に必要な試薬、センサ素子作製に必要な貴金属や基材、センサ応答特性評価に必要なガス購入を行う。また、研究動向についての調査研究、研究成果の外部への積極的な発信のための旅費としての使用を計画している。
消費者責任論に基づく環境・資源管理分析モデルの開発と長期予測への応用

多地域産業連関モデルのGLIO modelに金属資源に関する国際マテリアルフローデータを搭載し,日本の最終需要が国際サプライチェーンを通じて誘引する温室効果ガスと資源採掘量(マテリアルフットプリント:MF)を計測した。また,金属資源種別に採掘リスクを採掘量の市場集中度と採掘国の政治的リスクを用いて数値化し,MFの大きさに基づき日本の最終需要が負う採掘リスクを算定した。加えて,少子高齢化に伴う世帯構成および人口の変化に着目して,2005年から2035年までの世帯別の家計消費支出を推計し,それを用いて家計消費由来の消費者基準GHGと希少金属のMFの将来変化を分析した。本年度は2005年産業連関表の「家計消費支出」部門における商品別支出額を出発点として,次のように消費財の将来需要推計を行った。まず,「家計調査」,「全国消費実態調査」等の世帯構成と消費の関係を示す公的統計を用いて,世帯属性別に各消費財の需要量を調査し,家計消費支出を「世帯属性別の家計消費」に分割した。分割においては,家計消費支出の消費別支出額を制約条件とし,消費の統計から得られる各世帯の消費の特性が最も反映されることを目的関数とする数理計画問題を作成して用いた。得られた世帯属性別の家計消費額に将来人口,将来世帯数,将来世帯構成人数のデータを組み合わせることにより,2005年から2035年までの世帯別商品別家計消費支出額を推計した。この時,将来世帯構成人数は将来人口と将来世帯数と整合するよう数理計画法に基づき独自に算定を行った。また,商品別に世帯構成人数との需要の増減との傾向を家計調査から算定し,世帯構成人数の増減に合わせて,各商品の需要額の増減を考慮した。耐久財はまず固定資本全体の経年的な傾向を把握するため,産業連関表に付帯の固定資本形成行列の時系列データを部門統合および価格の実質化を行って整備した。各資本形成ごとに経年変化を定量的に確認し,固定資本形成総額については,GDPとの相関が高いが,固定資本の種類別に見ると,土木・建設の急減な増減と情報系等の急激な資本増加が確認され,時系列データに基づく簡易な回帰分析では長期傾向を捉えられない資本形成を特定した。本年度は日本の生産消費構造を詳細化した国際産業連関分析モデルであるGlobal link input-output model (GLIO)に推計した世帯属性別の家計消費将来需要を付与し,日本の家計消費に起因する消費者基準GHG排出量の将来推計を行い,2035年では1061Mt-CO2eqとなった(2005年比で4.2%減)。世帯間の消費者基準排出量を比較すると,世帯収入が最も高い50代を世帯主とする世帯よりも,40代を世帯主とする世帯からの排出量が最も多く,購入する財やサービスの炭素集約度の違いが反映された結果を得た。また,固定資本需要の将来推計のため,固定資本行列の内生化手法を採用し,家計消費需要に連動した固定資本需要の部門別推計を試みた。しかし,道路・港湾整備といった土木工事需要については内生化ではなく,別途モデル化する必要性を確認した。更に,日本の消費者基準の資源消費量を算定するため,GLIOに金属資源の国際マテリアルフローデータを組み込み,日本の最終需要が誘引する金属資源採掘量(マテリアルフットプリント)を推計した。加えて,マテリアルフットプリントに採掘国のリスクを内包する採掘リスクフットプリントの開発を行った。なお,新エネルギー技術に利用されるレアメタル(ネオジム,コバルト,プラチナ)を対象とした。一方,金属資源の国際マテリアルフローのネットワーク構造に注目し,ネットワーク分析による中心性分析やクラスタリングを試み,日本の最終需要が依存する資源の国際貿易構造の特性を理解するための方法論を検討した。本年度は日本の経済構造を詳細に記述した国際産業連関モデルであるGlobal link input-output model(GLIO)により,レアメタル材料・素材を対象に資源リスクを計測する指標を開発し,ネオジム,コバルト,プラチナを対象に実証分析を行った。着目する素材の国際市場集中度と輸出国の貿易リスクを利用し,先に開発した採掘リスク指標との比較を可能とした。その結果,コバルトについては,採掘時のリスクよりも,材料・素材の調達に関するリスクの方が高いことを確認した。また,貿易に伴うレアメタルの国際移動量をグラビティモデルによる説明を試み,国間距離,一人当たりGDPの他,レアメタル需要に関連する社会指標(自動車保有率,携帯普及率など)を説明変数に組み込み,計量分析を通じて将来推計に有効な説明変数の抽出を行った。一方,資源の国際フローから資源フローが集約する貿易群を特定する手法論の高精度化にも取り組んだ。また,固定資本形成への将来需要が家計消費需要と整合的に連動させるため,固定資本形成をGLIOに内包化する方法論の開発を行い,モデル拡張の基礎を固めた。日本の世帯収入によるカーボンフットプリントとマテリアルフットプリントの相違を定量化し,その特性を解析した。これにより,将来の世帯所得の変化に伴う各フットプリントの推計を可能とした。また将来の震災による国内サプライチェーンへの影響を産業連関モデルに反映する方法を検討し,南海トラフ沖地震による被害予測を例に生産拠点の被害や最終消費額の減少量を見積もった。加えて,資本形成に関わる物質別の資源消費量推計について特に建築・土木構造物を中心に精緻化を実施した。

また,金属資源種別に採掘リスクを採掘量の市場集中度と採掘国の政治的リスクを用いて数値化し,MFの大きさに基づき日本の最終需要が負う採掘リスクを算定した。加えて,少子高齢化に伴う世帯構成および人口の変化に着目して,2005年から2035年までの世帯別の家計消費支出を推計し,それを用いて家計消費由来の消費者基準GHGと希少金属のMFの将来変化を分析した。日本の消費者基準のGHG排出量については家計消費需要に着目した長期予測結果を学術論文として公表し,資源需要については現況の解析と採掘リスクを内包する方法論の開発に成功した。固定資本需要については,新たな推計方法を適用することで家計消費と整合的な将来需要を得る見込みが立っており,着実に進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。環境システム学発電構成変化,新エネルギー技術の普及に着目した国内サプライチェーン構造の将来推計として,「国内サプライチェーン」について,震災後の影響を受けた発電構成の変化と新エネルギー技術の普及に焦点を当て,2050年への国内サプライチェーンの変化をモデル化する。加えて,2050年に向けた将来予測と耐久財の長寿命化に着目したシナリオ分析として,耐久財と消費財の将来需要に基づき,2005年から2050年までの消費者責任論によるGHG排出量および金属資源消費量を算出する。財の種類ごとに,GHG排出と資源消費をどの国へどれだけ誘発するかを詳細に解析し,経年的変化の特徴を明らかにする。日本の消費者責任基準GHG排出量に対する寄与が最も大きい,家計消費支出と固定資本形成について,その長期需要推計の方法論の開発を着実に進め,次年度に改善すべき課題が明確となっており,進捗は着実に行われている。研究結果をまとめて国際学術誌へ投稿する準備を年度末に進めていたが,提出準備に時間を要したため,3月末までに翻訳・英文校閲の費用を支出することができなかったため。家計消費の将来需要推計において世帯数が2035年までしか予測値が公開されていないため,2050年の推計に向けて独自の推計方法を開発する必要があるなど,明らかになった課題に対して適切に対応していく方針である。また,固定資本においてもデータの追加を行って時系列データの回帰方法を改良し,需要推計の方法論の確度を高める。国際学術誌に向けた論文の翻訳・英文校閲が終了次第速やかに支出する。本研究は需要,貿易,技術変化について経年的なデータ整備を行い,モデルによるGHGと資源の将来推計と耐久財寿命に関するシナリオ分析を行うため,膨大かつ煩雑なデータ処理と多くの計算回数を必要とする。そのため,研究支援者(博士研究員を想定)を雇用する予定であったが,適切な人材を確保することが出来なかったため,人件費として計上していた経費が未使用となった。人材確保が困難であることから,研究支援を研究分担者を追加することで補うことにする。そのため,未使用額については,研究分担者への分担金として利用し,分担者の物品費,旅費等に使用する。
トロンボモデュリン-HMGB1枢軸による生体防御の新機構

血管内皮細胞上のトロンボモジュリン(TM)はトロンビン(T)を凝固酵素から抗凝固酵素へと変換するのみならず、"死の因子"として同定されたHMGB1をそのN末端に吸着する。吸着されたHMGB1はT・TMによって分解され、des-HMGB1として遊離する。HMGB1は侵襲局所では止血・自然免疫・修復のメディエーターとして作用するが、その全身化はTMによって防がれていることになる。このようにTMによるHMGB1の吸着分解は、閉鎖循環系を局所の炎症や凝固から守る新たな生体防御システムの一環である。以下のような結果を得ることができた。1.TMに結合したHMGB1はトロンビン・TM複合体によって分解される局所の侵襲部位で壊死細胞や樹上細胞などから、細胞外に遊離されたHMGBIが局所では、自然免疫、創傷治癒、そして止血のアジュバントとして作用するが、このHMGBIが血管内に侵入し、循環すると、遠隔臓器に炎症や止血反応が“転移"し、SIRS/DIC/MOFの病態基盤を形成する。このような炎症や止血反応が局所に封じ込める仕組みが内皮細胞のTMであることを我々は明らかにした。引き続き、今回の研究の結果、以下のことを明らかにしえた。1)TMのN末端レクチン様ドメインに結合したHMGB1は生理活性を失い、その後トロンビン・TM複合体により、N末端部位のArg(10)-Gly(11)によって分解されることを突き止めた。このArg-Gly配列は、フィブリノゲンをはじめとするトロンビンの基質に広く分布している配列である。2)DICや実験的DICで遺伝子組換えTM投与ラットの血中にはこのフラグメントが存在することから、トロンビン・TM複合体によるHMGB1の分解はin vivoでも起きうるものと想定された。これらの結果より、血管内皮細胞上のTMは、局所で産生されたHMGB1を局所に留めおき、その全身化を防いでいるものと考えられた。2.HMGB1側の結合部位HMGB1のTMのレクチン様ドメインに結合する部位に関しては明らかにすることができなかった。引き続き解析中である。3.その他の進展TMはそのほかにエンドトキシンや、生体内proinflammatory分子、を吸着・分解することを見出したこれらの結果、TMは侵襲局所で産生された、凝固・炎症・細胞障害性の分子の血管内侵入を広範にブロックし、血管内を“聖域化"しているという新しいコンセプトを提出しつつあるところである。細胞は壊死にあたり、"Alarmins"あるいは"DAMs(Danger Associated Molecular Patterns)"と概念化されている蛋白類を放出して、免疫反応、止血反応をアジバントし、最終的には修復を促進することが判ってきた。その中でも核内DNA結合蛋白のHMGB1はその代表である。しかしこのHMGB1が血中を循環すると、炎症の転移を惹起し、MOF,SIRS,DICなどを引き起こすこと、そしてthromobomodulin (TM)のN末端レクチン様ドメインがこのHMGB1を吸着し、HMGB1の遠隔作用、全身化作用を抑制していることを我々は発見した。今回の研究ではTMがHMGB1の拡散を防ぎ、局所に封じ込め、局所濃度を高めて生体侵襲防御と修復、そして全身化を防御していること;すなわちTM-HMGB1枢軸のよる生体制御しくみ、その全体像を研究した。1.リコンビナントTM(rTM)と血HMGB1のダイナミズムの解明我々はすでにrTMのN末端レクチン様ドメインにHMGB1が吸着・中和されることをex vivoと動物実験で証明し、これがrTMの抗ショック、抗DIC作用である可能性を指摘している。一方既に臨床ではDIC患者の治療にrTMは使用され始めている。そこで本年度は臨床患者において投与されたrTMと患者血中のHMGB1のダイナミズムを検討し、実際にin vivoでもrTMがHMGB1の除去に働いていることを検証した。2.遺伝子改変動物を使用したTM-HMGB1枢軸の証明【トロンボモデュリンーHMGB1枢軸による生体防御】の全体像の描出と検証には、これらの分子の欠損動物を使ってin vivoのデータで裏を取る必要がある。これに関しては、HMGB1ノックアウトマウス、TMトランスジェニックマウスを使用した。【研究目的】【研究結果】研究で判明したことは以下のようなことである。1.生体内では内皮細胞のトロンボモデュリン(TM)が局所で生成されたHMGB1の血管内侵入と全身化を防いでいるということが示唆された。それはin vitroの結果で示されたが実際に遺伝子組換えTMのヒトおよび小動物への静注により、血中HMGB1が低下したことからも推定された。

2.このことを直接照明するため、TM・トロンビン複合体により試験管内で生成されたdes-HMGB1(HMGB1によりそのN末端から11残基のアミノ酸が切断された分子)の抗体作成に掛かったが、現時点で得ている抗体はまだ30%くらいはインタクトHMGB1ともクロス反応し、特異的な抗体は得ていない。これは引き続き検討してゆくことにしている。3.HMGB1の催炎症活性は、HMGB1にエンドトキシンが共存すると著しく増強された。4.そのほかにも、HMGB1の催炎症活性を増幅するDAMPs,PAMPsをいくつか発見した。現在その分子細胞機構を研究中である。5.HMGB1の催炎症活性がエンドトキシンやその他のPAMPs,DAMPsなどその他の“コンパニオン"存在下で増強されるという観察は、おそらく生体内部の損傷部位でのHMGB1のヴィヴィッドな生理活性を推定させるものである。すなわちHMGB1は生体内部での損傷部位、感染巣などの“環境"を「読んで」その場に最もふさわしい活性を発揮するのではないか?!ということである。現在この点について研究を推進しつつある。
誤り動作・注視行動の定量化に基づくMCI早期スクリーニングの基盤技術開発

本年度は,非没入型のVR技術を用いたタブレット型IADL環境(VR-IADL)を開発し,ユーザビリティ評価を行った.実験は,アメリカのTemple大学の協力を得た(健常な大学生20名,健常高齢者7名,MCI患者7名).また,VR-IADLタスクにおいて,タブレット操作時の指の動きと視線の情報を計測した.それらの情報をビデオ解析により定性的に解析し,OE, CE, MEの発生個所の特定を行った.特定した個所の行動時系列データから特徴量を簡易的に算出し,機械学習を用いてMEを識別するモデルを実装した.結果,83.3%の精度でMEを識別できることが分かった.また,VR-IADL中の注視行動のデータは,健常な大学生のみ計測実験を行った.実験では,高齢者の認知機能を模擬するため,VR-IADLと並行してアルファベットと数字の組み合わせを発言させるデュアルタスクを行った.結果からは,認知負荷をかけた場合とそうでない場合では,視線の振舞いに違いが表れ,機械学習によるそれらの振舞の識別精度は,87%であった.本年度の研究は,VR-IADL環境の開発とユーザビリティ評価に時間を費やした.また,MCI患者,健常者を被験者としたデータ収集実験の実施,ビデオ映像解析によるOE,CE, MEと注視行動の分類に関しては,おおむね予定通りに進める事が出来た.平28年度は,非没入型のVR技術を用いたタブレット型IADL環境(VR-IADL)を開発し,ユーザビリティ評価を行った.実験は,アメリカのTemple大学の協力を得た(健常な大学生20名,健常高齢者7名,MCI患者7名).また,VR-IADLタスクにおいて,タブレット操作時の指の動きと視線の情報を計測した.それらの情報をビデオ解析により定性的に解析し,OE, CE, MEの発生個所の特定を行った.特定した個所の行動時系列データから特徴量を簡易的に算出し,機械学習を用いてMEを識別するモデルを実装した.結果,83.3%の精度でMEを識別できることが分かった.また,VR-IADL中の注視行動のデータは,健常な大学生のみ計測実験を行った.実験では,高齢者の認知機能を模擬するため,VR-IADLと並行してアルファベットと数字の組み合わせを発言させるデュアルタスクを行った.結果からは,認知負荷をかけた場合とそうでない場合では,視線の振舞いに違いが表れ,機械学習によるそれらの振舞の識別精度は,87%であった.平成29年度は,OE,CE ,MEとそれに関連する注視行動の定量化の精度を上げると共に,有効な特徴量の選定を行った.また,ビデオ映像解析法との比較による感度評価,定量化された特徴量に基づく,OE,CE,MEと注視行動プロセスのモデル化を行った.次年度は,OE,CE ,MEとそれに関連する注視行動の定量化の精度を上げると共に,有効な特徴量の選定を行う.また,ビデオ映像解析法との比較による感度評価,定量化された特徴量に基づく,OE,CE,MEと注視行動プロセスのモデル化,そして,健常者,MCI患者のOE,CE生起傾向のモデル化などを行う予定である.情報工学残額が少額であったため,購入できるものがなかった.残額は,翌年分の消耗品の購入に充てる.
分子インテグレーション法に基づく細胞内位置モニタリング材料の創製

本研究では、分子インテグレーション法を利用した細胞膜外から内に至る細胞内位置モニタリング材料の創製を目的とする。両親媒性のリン脂質ポリマー共重合体を用いて、量子ドットを内包し、更に表面に有機蛍光分子を固定化した粒子を作製した。この粒子は、pH変化に対応して蛍光が変化する。細胞内取り込みにおける蛍光変化を評価した結果、エンドサイトーシスのpH変化に対応した蛍光変化を観察することが可能であった。本研究では、分子インテグレーション法を利用した細胞膜外から核内に至る細胞内位置モニタリング材料の創製を目的とする。ここで、モニタリング材料として着目したのが数ナノメートルサイズで直径の差異により蛍光を発し、長期間の露光下においても蛍光安定性を有する量子ドットである。しかし、その表面は疎水基で覆われており細胞培養液中で使用するには表面修飾を行う必要がある。ここでは大きく分けて二種類を検討する。一つは、生体分子が固定化可能な両親媒性のリン脂質ポリマーを用いる表面修飾手法である(A)。もう一つは、可逆的付加-開裂連鎖移動(RAFT)剤ミセルによる量子ドットの可溶化である(B)。(A)法に関しては、両親媒性のリン脂質ポリマーを用いる表面修飾手法を用いて、量子ドットを内包し、表面にバイオ分子固定化部位を有する粒子を作製した。固定化部位を保護したリン脂質ポリマー粒子のみでは細胞に取り込まれたいことを確認した上で、種々のペプチドを粒子表面に固定化し、膜透過性を評価した。結果としてオクタアルギニン酸、オクタリジンなど側鎖がカチオン性かつ親水性の構造を有しているペプチドが優れた透過性を示すことを正確に評価することが可能であった。(B)法に関して、トリチオカルボニル基を有するアルキル鎖長が異なる(C8-16)RAFT剤を合成し、鎖長に応じて量子ドットの可溶化率が異なることを明らかとした。長鎖になるにつれ可溶化率は向上したが、クラフト点が向上し、室温ではRAFT剤自体が析出してくるため中間の鎖長が可溶化には適していると考えられる。ジスルフィド(S-S)結合を用いたRAFT剤合成を目的にしていたが水溶液環境において不安定であり合成や保存等で困難であった。この点は、マイケル付加反応を用いたスルフィド結合を介する新規法により改善し、関連する細胞内位置選択性を同様に検討する。モニタリング材料として着目したのが数ナノメートルサイズで蛍光を発し、長期間の露光下においても蛍光安定性を有する量子ドットである。しかし、その表面は疎水基で覆われており水溶液中で使用するには表面修飾を行う必要がある。ここでは二種類の手法を検討する。もう一つは、界面活性剤ミセルによる量子ドットの可溶化である(B)。(A)法では、両親媒性のリン脂質ポリマー共重合を用いる表面修飾手法を用いて、量子ドットを内包し、表面に有機蛍光分子固定化部位を有する粒子を作製した。量子ドットと蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を起こす蛍光分子を粒子表面に固定化した。FRETは、二つの分子間の距離によって蛍光が変化する。共重合体にはカチオン性部位を含み、エンドサイトーシスの際に生じるpH変化(7.0から5.5)に対して、膨張・伸縮し、蛍光が変化する設計とした。この粒子を細胞培養液中に添加し、細胞内取り込みにおける蛍光変化を評価した。結果として、エンドサイトーシスのpH変化に対応した蛍光変化を観察することが可能であった。(B)法では、マイケル付加反応を用いて、リン脂質モノマーとアルキルチオール化合物からなる界面活性剤のライブラリを構築した。表面張力測定より水中でミセルを形成していることが確認された。このミセルを用いて量子ドットを水中へ可溶化することに成功した。また、市販の界面活性剤よりもその可溶化能が高いことが分かった。表面がリン脂質で覆われているため細胞内のプローブとして用いることは出来ないが、非特異的なバイオ分子吸着が抑制されるためマイクロチップ流路などの流速可視化プローブへの応用が期待される。
花崗岩中の流体包有物と熱破壊に関する研究

日本の代表的花崗岩の一つであり,岩石力学の研究対象として広く用いられている稲田花崗岩について,流体包有物の熱破壊に関する研究を行った結果,次のことが明らかになった.1.稲田花崗岩の主要構成鉱物である石英および長石中には,多数の流体包有物が含まれている.流体包有物の平均の大きさは,石英では2.2μm,長石では1.9μmで,鉱物1mm^3あたり10^5個オ-ダ-の流体包有物が含まれている.2.稲田花崗岩中の流体包有物は,室温では液相を主とする気液2相からなり,その均質化温度は,石英では85260°C,長石では150230°Cである。流体包有物のデクレピテ-ション温度は,石英では170550°C,長石では230450°Cである.3.流体包有物の加熱により生じたマイクロクラックの長さは,一般に100μm以下であるが,まれに200μmに達するものもある.マイクロクラックの方向は,石英ではC軸に平行又は垂直のものが多く,長石ではへき開に沿って伸びるものが多い.4.稲田花崗岩から単体分離した鉱物試料を用いてAE測定を行った結果,広い温度範囲でAEの発生が認められたが,そのピ-ク温度は,石英では380°C,長石では360°Cにあることが明らかになった.これと花崗岩の円盤状試料のAEプロフィ-ルを比較した結果,石英のαーβ相転移温度以下では,流体包有物のデクレピテ-ションが花崗岩のAEプロフィ-ルに大きな役割を占めていることが明らかになった.5.稲田花崗岩は,加熱後,冷却すると熱ひずみが残留する.残留熱ひずみ量は,加熱ピ-ク温度が高くなるにつれ,指数関数的に増加する.さらに,石英のαーβ相転移温度付近で急増する.これらの残留熱ひずみは,加熱によるマイクロクラックの発生とその開口によるものである.日本の代表的花崗岩の一つであり,岩石力学の研究対象として広く用いられている稲田花崗岩について,流体包有物の熱破壊に関する研究を行った結果,次のことが明らかになった.1.稲田花崗岩の主要構成鉱物である石英および長石中には,多数の流体包有物が含まれている.流体包有物の平均の大きさは,石英では2.2μm,長石では1.9μmで,鉱物1mm^3あたり10^5個オ-ダ-の流体包有物が含まれている.2.稲田花崗岩中の流体包有物は,室温では液相を主とする気液2相からなり,その均質化温度は,石英では85260°C,長石では150230°Cである。流体包有物のデクレピテ-ション温度は,石英では170550°C,長石では230450°Cである.3.流体包有物の加熱により生じたマイクロクラックの長さは,一般に100μm以下であるが,まれに200μmに達するものもある.マイクロクラックの方向は,石英ではC軸に平行又は垂直のものが多く,長石ではへき開に沿って伸びるものが多い.4.稲田花崗岩から単体分離した鉱物試料を用いてAE測定を行った結果,広い温度範囲でAEの発生が認められたが,そのピ-ク温度は,石英では380°C,長石では360°Cにあることが明らかになった.これと花崗岩の円盤状試料のAEプロフィ-ルを比較した結果,石英のαーβ相転移温度以下では,流体包有物のデクレピテ-ションが花崗岩のAEプロフィ-ルに大きな役割を占めていることが明らかになった.5.稲田花崗岩は,加熱後,冷却すると熱ひずみが残留する.残留熱ひずみ量は,加熱ピ-ク温度が高くなるにつれ,指数関数的に増加する.さらに,石英のαーβ相転移温度付近で急増する.これらの残留熱ひずみは,加熱によるマイクロクラックの発生とその開口によるものである.1.岩崗岩の主要構成鉱物である石英および長石には,微細な流体包有物が含まれている。これらはすべて二次包有物で,癒着したマイクロクラック面に配列している。稲田花崗岩中の流体包有物の大きさは,ふつう10μm以下であるが,まれに30μmに達するものがある。石英中の流体包有物の形状は不規則中間型で,完全な負型のものは認められない。長石中のものは主に負型中間型で,不規則型のものは少ない。2.流体包有物を含む癒着マイクロクラック(流体包有物面)およびその形成後に生じた未癒着のマイクロクラックは,異種鉱物が接している場合には,ほとんど粒内にとどまっているが,同種鉱物が接する場合は粒界を越えて延びていることが多い。流体包有物面と未癒着のマイクロクラックは,それぞれ優先方向があるが,両者は一般に斜交している。3.流体包有物は,常温では気液2相であるが,均質化温度以上に加熱すると,流体の圧力が急激に上昇して,マイクロクラックが生じ,破壊する。加熱顕微鏡下で測定の結果,稲田花崗岩の石英の均質化温度は120230°C,長石は150ー215°Cの範囲にある。

破壊温度は,流体包有物の均質化温度,大きさ,形状,配列状態,鉱物の強度,薄片の厚さなどに支配されるが,石英では205550°C,長石では220450°Cの範囲にある。流体包有物の加熱により生じたマイクロクラックは,石英ではC軸に垂直に延びるものが多い。4.繰返し加熱ー冷却実験(同一ピ-ク温度とピ-ク温度逐次上昇の2種類)による冷却後の残留ひずみの検討の結果,加熱ピ-ク温度が高いほど残留ひずみが大きく,その増加率も大きい。同一ピ-ク温度の繰返し加熱実験では,400°Cまでは2回目以降新たな残留ひずみの発生はわずかであるが,ピ-ク温度がこれより高くなると顕著になる。残留ひずみは,主に鉱物の熱膨張に伴うクラックの開口によるものである。日本の代表的花崗岩の1つであり,岩石力学の研究対象として広く用いられている稲田花崗岩について,流体乞有物の熱破壊に関する研究を行った結果,次のことが明らかとなった。1.稲田花崗岩中の流体乞有物は,室温では液相を主とする気液2相からなり,その均質化温度は,石英では85260°C,長石では150230°Cである。流体乞有物のデクンピテ-ション温度は,石英では170550C,長石では230450°Cである。2.流体乞有物の加熱により生じたマイクロクラックの長さは,一般に100μm以下であるが,まれに200μmに達するものもある。マイクロクラックの方向は,石英ではC軸に平行又は垂直のものが多く,長石ではへき開に沿って伸びるものが多い。3.稲田花崗岩から単直分離した鉱物を用いてAE測定を行った結果広い温度範囲でAEの発生が認められるが,そのピ-ク温度は,石英では380°C,長石では360°C付近にあることが明らかになった。これと花崗岩の円盤状試料のAEプロフィ-ルを比較した結果,石英のαーβ転移温度以下では,流体乞有物のデクレピテ-ションによるものが花崗岩のAEプロフィ-ルに大きな役割を占めていることが明らかになった。4.稲田花崗岩は,加熱後冷却すると熱ひずみが残留する。残留熱ひずみ量は,加熱ピ-ク温度が高くなるにつれ,指数関数的に増加する,さらに,石英のαーβ相転移温度付近で急増する。これらの残留熱ひずみは,加熱によるマイクロクラックの発生とその開口によるものである。5.熱ひずみ試験後の試料を顕微鏡観察の結果,400°C以上の熱処理試料では,流体乞有物から生じたクラック数は,新たに発生した花崗岩全体のクラック数の約60%を占めている。なお,流体乞有物から生じたクラックは,比較的短く,残留熱ひずみに対する影響が比較的小さい。
化学合成を基盤とした新しい抗真菌剤の開発

AM3のC43-C67部分を持つ蛍光分子プローブを合成し,リポソームとインキュベートして蛍光顕微鏡により観察した結果,蛍光は観測されなかった。AM3のC43-C67部分では脂質膜への親和性が低いことが明らかになり,脂質膜と相互作用する分子を設計する上で有用な情報を得ることができた。抗真菌活性を示す最小構造単位を明らかにするために,アンフィジノール3のC21-C39/C52-C67部分に相当する人工短縮体モデル化合物の合成に成功した。この化合物は抗真菌活性を示さないことが明らかとなり,構造活性相関に関する有用な情報を得ることができた。平成27年度は新奇抗真菌剤として設計したAM3のC20ーC67部分に相当するアナログ分子の合成を検討した。アナログ分子の中で最も不安定であると考えられるポリエン部分は, C53ーC67部分に相当するスルホンを用いたJulia-Kocienski反応を経由して合成の最終段階で導入することにした。そのポリエン部分は`リンチピンストラテジー'を利用し,根岸カップリングおよびStilleカップリングを順次行うことで効率的に合成することに成功した。C20ーC29部分は,クロスメタセシス,オキサMichael反応,およびRoush不斉クロチル化反応を経由して合成した。2つのテトラヒドロピラン(THP)環を含むC31ーC52部分を,同一のTHP中間体からエポキシド(C43ーC52部分)および(C31ーC40部分)へと誘導した後,エポキシドの開環反応を経由して合成する計画を立てたが,その連結法をモデル実験によって確立した。各フラグメントの合成,および連結法を確立することができたため,目的化合物の合成の完成にかなり近づいている。ほぼ当初の計画どおり進行していると評価できる。平成28年度は,抗真菌化合物であるアンフィジノール3の人工類縁体モデル化合物の合成を検討した。まず,テトラヒドロピラン環部分の大量合成を行った。その原料である光学活性な(1S)-(E)-1-ヨードヘキサ-1,5-ジエン-3-オールは,重要な合成中間体である。当研究室ではラセミ体の速度論的光学分割を経由する合成法を既に報告しているが,エステルの部分還元の再現性が低く,またアルデヒドが不安定で揮発性が高いため取り扱いが困難であることが問題であった。そこで,エステルおよびDIBALHの溶液をマイクロフローリアクターによって混合し,生じた反応溶液を臭化アリルマグネシウムの溶液に注ぎ込むことで,エステルから直接ラセミ体の(E)-1-ヨードヘキサ-1,5-ジエン-3-オールを合成することに成功し,これらの問題点を解決した。また,フロー条件でのリパーゼを用いた速度論的光学分割を行うことで,(1S)-(E)-1-ヨードヘキサ-1,5-ジエン-3-オールを95%eeで得ることに成功した。さらに,クロスメタセシス反応,位置および立体選択的なSharpless不斉ジヒドロキシ化反応,鈴木-宮浦クロスカップリング反応,香月ーSharpless不斉エポキシ化反応,および酸触媒による6ーエンド環化反応を経由して合成した。さらに,末端エポシドへと誘導し,プロパルギルリチウムを用いたエポキシドの開環反応による側鎖の導入を行った。さらに,エポキシドの開環を経由する2つのTHP環部の連結法の開発を検討した。平成28年度は,目的化合物の合成を完成させる。また,ヒトの細胞(赤血球)と真菌の細胞を区別する分子プローブの合成,および選択毒性の高いアナログ分子の合成を行う。本申請者は,既に疎水性部分であるポリエン部と親水性部分であるテトラヒドロピラン環をひとつ含むAM3のC43ーC67部分を合成し,その生物活性を評価した結果,抗菌活性および溶血活性のいずれも示さないことが明らかとなった。分子構造から考えると,この分子は細胞膜には結合していると予想されるが,分子複合体を形成しないために生物活性を発現しないと考えられる。そこで,この分子に蛍光基を導入した分子プローブを調製し,細胞を破壊することなく蛍光染色できる方法論を開発する。有機合成化学当該助成金は,金額が小額であったため,本研究で使用する物品の購入に使用することが出来なかったため。次年度に消耗品費と合わせて使用する計画である。