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高周期典型元素不飽和化合物の化学:新規物性・機能の探求

炭素や酸素など第二周期元素間不飽和化合物が有機化学の多様な反応性の中心を担い、有機化合物の機能・物性発現の鍵となっている。我々は、これまでの有機化学にはない新しい不飽和結合の化学への展開として、高周期元素間不飽和結合の特異な物性に着目し、機能・物性の発現を指向したケイ素やリンなどを含む新規な高周期元素間不飽和化合物を設計し、実際に合成・単離することでその機能を明らかとした。本研究は、新規な物性・機能の発現を指向し、速度論的に安定化された種々の新規な高周期元素不飽和化合物を安定な化合物として合成・単離し、その物性を解明することを目的としている。本年度は、新規物性発現が期待できる芳香族化合物の高周期類縁体について検討を行った。既に申請者らは、立体保護基として2,4,6-〔CH〔SiMe_3〕_2〕_3-C_6H_2〔Tbt〕を用いることで、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン類のケイ素およびゲルマニウム類縁体を初めて安定な化合物として合成することに成功し、それらの芳香族性について報告している。新規物性発現の為の礎としてさらに高周期の14族元素であるスズを含む芳香族化合物の合成も必須であると考え、その合成を検討した。低温で9-Tbt-9-スタンナフェナントレンを発生させることには成功したものの、室温では[2+2]二量化することが判った。そこでさらなる立体保護基としてt-Buを加えた2-Tbt-3-t-Bu-2-スタンナナフタレン(1)の合成を検討した結果、室温でも安定な薄黄色結晶として単離することに成功した。各種NMRスペクトル測定の結果は、1の芳香族性を支持しており、特に^<119>Sn NMRでは264ppmというsp^2-スズ原子に特徴的な低磁場領域にシグナルを観測した。また、X線結晶構造解析により1の2-スタンナナフタレン骨格の高い平面性および各種構造パラメータを明らかとし、その十分な芳香族性が示唆された。さらに、1と[Cr(CH_3CN)_3(CO)_3]との反応により、1の2-スタンナナフタレン骨格のスズを含む環がクロム原子に配位したアレーン錯体である、η^6-クロムトリカルボニル-2-スタンナナフタレン錯体の合成に成功した。この結果は、含スズ芳香族化合物が炭素の系と同様遷移金属に対して配位子として機能することができるという重要な結果である。本年度は、新規物性発現が期待できるアゾ化合物の高周期類縁体について検討を行った。既に申請者らは、立体保護基として2,4,6-{CH(SiMe_3)_2}_3-C_6H_2(Tbt)基および2,6-{CH(SiMe_3)_2}-4-[C(SiMe_3)_3]-C_6H_2(Bbt)基を用いることで、アゾ化合物の高周期類縁体であるジホスフェン(ArP=PAr)、ジスチベン(ArSb=SbAr)、およびジビスムテン(ArBi=BiAr)を安定な化合物として合成することに成功し、それらの特異な性質について報告している。新規物性発現の為の礎として、これら高周期15族元素間二重結合化合物の酸化還元挙動について基礎的な知見を得る目的で、サイクリックボルタンメトリーの測定を行った。その結果、それぞれについて可逆な一電子還元波が観測され、その還元電位[E_<1/2>(vsAg/Ag^+)]はそれぞれ-1.84(BbtP=PBbt),-1.65(BbtSb=SbBbt)および-1.79(BbtBi=BiBbt)であった。すなわち、これらの系の中ではBbtSb=SbBbtが一番還元されやすい、と結論出来る。また、これらの結果について詳細な理論計算を用いて系統的な検討を行い、これらの酸化還元挙動を理解するためには、ビスマスにおける相対論効果が重要であることを明らかにした。さらに、金属リチウムおよび金属カリウムを用いた化学的還元反応により、ジホスフェン(BbtP=PBbt)およびジスチベン(BbtSb=SbBbt)のアニオンラジカル種を初めて安定な結晶性化合物として単離することに成功し、その構造や性質について明らかにした。さらに、フェロセンの二つのCp環にP=Pユニットを組み込んだ、1,1'-ビス(ジホスフェニル)フェロセンの合成を検討した結果、初めての安定な1,1'-ビス(ジホスフェニル)フェロセンである(ArP=PC_5H_4)_2Fe (Ar=Tbt or Bbt)の合成に成功し、その構造・物性を解明した。

本研究は、新規な物性・機能の発現を指向し、速度論的に安定化された種々の新規な高周期元素不飽和化合物を安定な化合物として合成・単離し、その物性を解明することを目的としている。本年度は、新規物性発現が期待できる含高周期14族元素芳香族化合物の酸化還元挙動ついて検討を行った。既に申請者らは、立体保護基として2,4,6-{CH (SiMe_3)_2}_3-C_6H_2 (Tbt)基を用い、初めての安定なシラベンゼン、1-および2-シラナフタレン、9-シラアントラセン、9-シラフェナントレンおよびそのゲルマニウム類縁体を合成・単離することに成功し、高周期14族元素を含む系であっても十分な芳香族性が発現することを実証している。新規物性発現の為の礎として、これら含高周期14族元素芳香族化合物の酸化還元挙動について基礎的な知見を得る目的で、1-Tbt-1-シラベンゼンについて、サイクリックボルタンメトリーの測定を行った。その結果、還元側に可逆な一電子酸化還元波がE_<1/2>=-2.96 V (vs. Cp_2Fe/Cp_2Fe^+)が観測され、炭化水素系芳香族化合物であるベンゼンやナフタレンよりも還元を受けやすいことが判った。そこで次に、1-Tbt-1-シラベンゼンに対し、等量のリチウムナフタレニドを作用させたところ、各種スペクトル測定や捕捉反応の結果から、対応するシラベンゼンアニオンラジカル種の発生が示唆された。これまでの研究結果から、高周期14族元素不飽和結合化学種は、π共役系として十分機能しうることが判ってきた。そこで本年度は、高周期14族元素不飽和結合化学種のビルディングブロックとなりうる含ケイ素π結合ユニットとして、1, 2-ジブロモジシレンおよび1, 2-ジアリールジシレンの合成を検討した。立体保護基として2, 6-[CH(SiMe3)2]-4-[C(SiMe3)3]-C6H2(Bbt)基を用いて検討を行った。BbtSiBr3に対し、還元剤としてリチウムナフタレニドを作用させたところ、初めての安定なジブロモジシレン(E)-Bbt(Br)Si=Si(Br)Bbt(1)が比較的良好な収率で得られた。さらに、得られたジブロモジシレン1に対し、MeMgBrやBuLiなどの有機金属試薬(RM)を作用させたところ、対応する置換ジシレン(E)-Bbt(R)Si=Si(Br)Bbtが得られた。この結果は、ジブロモジシレン1が、新規な置換ジシレンの良いビルディングブロックとして機能することを示唆する結果である。また、1に対しt-BuLiを作用させたところ、置換反応ではなく還元反応が進行し、初めての安定なジアリールジシリンBbtSiSiBbt(2)が得られた。ジシリン2も、付加反応が進行すれば新規なジシレン類のよいビルディングブロックとなると期待できる化合物であり、現在2の反応性について検討を行っている。そこで本年度は、含高周期14族元素不飽和結合化学種として、ケイ素原子を含む芳香族化合物であるシラベンゼンに注目し、二つのシラベンゼン環をケイ素原子のパラ位同士で連結した、1,1'-ジシラビフェニルの合成とその性質解明を検討した。
綴織当麻曼荼羅図の研究

本研究課題では、綴織当麻曼荼羅を中心に、唐代の仏教文化が仏教政策とどう関係し、また日本にどのように移入したのかという問題を検討した。具体的には、綴織当麻曼荼羅を手がかりに、諸州官寺制と唐代仏教文化の伝播との関係、綴織当麻曼荼羅の九品来迎図の図様、唐代変相図の画面構成にみられる空間認識などの問題について考察した。本研究課題では、関連作例として奈良国立博物館所蔵刺繍釈迦説法図や、敦煌莫高窟壁画、敦煌写本の『宝雨経』についても検討を加え、論文として発表するととともに、最終年度はこれらの研究成果に加えて、綴織当麻曼荼羅の日本伝来にかかわる手続きや経路に関する新稿を書き下ろし、著著として発表した。本研究の目的は、当麻寺に伝来する綴織当麻曼荼羅図を対象に、敦煌壁画など関連作例との比較をとおして、浄土宗各派における重要な論点とされている下縁の九品来迎相の復元的考察や、未開拓の研究分野である序文図(未生怨説話図)の歴史的位置づけを試みるところにある。平成25年度の研究では、綴織当麻曼荼羅図の制作背景と伝来経緯、および九品来迎図の復元的考察の前提となる唐代九品来迎図の基礎的考察を行い、各成果を論文として発表した。さらに、綴織当麻曼荼羅図と同じく、奈良時代に唐から将来されたと目される工芸的仏画作品である奈良国立博物館所蔵刺繍釈迦説法図について、その主題と伝来時期を検討し、佛教史学会において口頭発表を行った。また関連研究として、聖語蔵に蔵される『宝雨経』について則天文字の使用状況を調査し、書写時期や伝来時期などを明らかにし、その成果を論文として発表した。本年度は、前年度末に今後の研究の推進方策として立てた計画に従い、第一に、綴織当麻曼荼羅図の九品来迎図について、従来の研究史を整理して問題の所在を明らかにしたうえで、敦煌莫高窟に残る唐代の関連作例の調査から得られた知見をもとに復元的考察を行った。第二に、光明皇后御願の五月一日経『宝雨経』のうち、これまで全容が知られていなかった東京国立博物館所蔵の巻九について、則天文字の使用状況の調査により底本の書写時期を特定し、正倉院文書から関連記事を探索することにより、当該写経に関わる進捗状況を詳細に跡付けた。第三に、綴織当麻曼荼羅と同様の工芸品的仏画作品であり、かつ唐の宮廷工房による制作が推測される奈良国立博物館所蔵刺繍釈迦説法図について研究史を整理し、これまでの研究で明らかにされてきた点を確認したうえで、問題の残る主題に関して検討を加え、本図の主尊倚坐仏は則天武后と関係の深い弥勒仏像の可能性が高く、画面下部中央の人物群像は、則天武后と彼女の登極を翼賛した法明ら十人の沙門を表しているとの新解釈を提示した。第四に、綴織当麻曼荼羅の九品来迎図研究から導かれた成果として、唐代変相図には阿弥陀浄土と娑婆世界とが別空間であるとの認識が存在することを論じた。すなわち西方浄土変にみられる中台と外縁部からなる画面構成は、浄土と娑婆世界という空間の違いに由来するものであり、かつ外縁に描かれた土坡などのモチーフは娑婆世界の記号的表象であることを指摘した。したがって、従来「九品往生図」などとも称されることの多かった当麻曼荼羅下縁の図であるが、阿弥陀浄土で目撃しうる「往生」ではなく、娑婆世界で目撃しうる「来迎」の図であることを明らかにした。綴織当麻曼荼羅は唐代の西方浄土変の代表的作例である。また阿弥陀信仰はしばしば弥勒信仰との比較され、敦煌莫高窟においても西方浄土変に相対する壁面に弥勒下生経変が描かれることが多い。本研究においても平成26年度に、西方浄土変の画面構成における空間認識の問題を取り扱った際に弥勒下生経変についてもふれた。また、敦煌における弥勒変相図が上生経変から下生経変に変化する転機は、本研究において注目してきた則天武后期に当たる。そこで本年度は、唐代の弥勒下生経変の出現の背景について論文としてまとめ発表した。すなわち敦煌における弥勒下生経変の出現は、洛陽を中心とした倚坐形如来像の弥勒仏への固定化と、倚坐形弥勒大仏の盛行とともに、則天武后の執政期に起きていることを確認し、弥勒下生経変の初期作例における七宝表現には、転輪聖王(金輪王)でありかつ弥勒仏でもあるという則天武后のイメージが投影されていることを指摘した。本年度の研究の推進方策として予定していた項目のうち、綴織製品の国外持ち出し禁止に関する唐令についての調査結果については年度内にまとめ上げることができず、論文の執筆と発表は次年度に持越しとなった。しかし、敦煌莫高窟における弥勒下生経変の出現とその背景については、論文にまとめ発表することができた。したがって、本研究は概ね順調に進展できていると考える。最終年度である本年は、第一に、綴織当麻曼荼羅の九品来迎図を復原的に考察するうえで重要な敦煌莫高窟の唐代の壁画調査を行い、描き起こし図を作成した。

対象とした作例は莫高窟第431窟・第215窟・第171窟の九品来迎図であり、いずれも写真図版は公開されているものの図様の細部は読み取れず、資料的価値に制限があった作例である。第171窟については調査の時間的制限から九品全図の描き起こし図は作成できず一部分のみとなったが、第431窟と第215窟は九品の全てについて描き起こし図を作成した。第二に、綴織当麻曼荼羅の制作を担当した唐の宮廷工房が、具体的にどの組織であったのかについての再検討を行った。すなわち、旧稿(「綴織当麻曼荼羅をめぐる一考察ー唐の諸州官寺制との関係ー」『仏法僧論集』山喜房佛書林、2013年)では尚功局の可能性が最も高いとしていたが、改めて検討を加えた結果、少府監であった可能性が高いとの見解に達した。第三に、綴織当麻曼荼羅が唐令において持ち出しが禁じられていた「織成」に該当することに関連し、国外持ち出し禁止品を含めた唐代文物が、どのような手続きや経路を経て中国国内から持ち出され日本に齎されたのかについて、『天聖令』を中心に検討した。以上の成果は、本年度、科学研究費補助金の学術成果公開促進費(学術図書)(課題番号16HP5017)の交付を受けて刊行した『唐代仏教美術史論攷ー仏教文化の伝播と日唐交流ー』(法藏館、2017年)の第一部第四章「来迎と往生ー唐代変相図における空間認識ー」、第二部第一章「綴織当麻曼荼羅と唐王朝ー敦煌発現の宮廷写経と諸州官寺制」第五節「宮廷の錦織工房」、第四章「奈良時代における文物の移入と唐関市令ー『天聖令』関市令を中心にー」として発表した。本研究課題では、綴織当麻曼荼羅を中心に、唐代の仏教文化が仏教政策とどう関係し、また日本にどのように移入したのかという問題を検討した。具体的には、綴織当麻曼荼羅を手がかりに、諸州官寺制と唐代仏教文化の伝播との関係、綴織当麻曼荼羅の九品来迎図の図様、唐代変相図の画面構成にみられる空間認識などの問題について考察した。本研究課題では、関連作例として奈良国立博物館所蔵刺繍釈迦説法図や、敦煌莫高窟壁画、敦煌写本の『宝雨経』についても検討を加え、論文として発表するととともに、最終年度はこれらの研究成果に加えて、綴織当麻曼荼羅の日本伝来にかかわる手続きや経路に関する新稿を書き下ろし、著著として発表した。平成26年度は、莫高窟での実地調査がなくとも実施可能な研究課題について調査研究を進めた。これは、敦煌莫高窟での実地調査が、本研究開始後の平成25年度から格段に厳しくなり、実質的な調査が不可能となったことによるものである。したがって、当初の研究計画のとおりには遂行が難しい状況が生じている点は否めない。しかしながら、平成25年度末に改めて練った計画に沿って研究を遂行し、さらにはそれらから派生した課題についても成果を上げ、本年度内に6回の口頭発表(うち2回は国際学会発表)と、4本の論文として発表することができた。以上から、現在まで本研究は、概ね順調に進展できていると考える。次年度は、本研究課題の最終年度となる。そこで本研究課題の完成に向けて、次の二点について調査と論文執筆を行う。第一に、莫高窟第431窟の九品来迎図を調査し、描き起こし図の作成を試みる予定である。これは、昨年に敦煌研究院の院長が交代したことにより、調査をめぐる状況がかなり緩和されたとの話を耳にしたことによる。これは当麻曼荼羅の九品来迎図を復原的に考察するうえでも重要な作例であり資料的価値も高いことから、ぜひ実現させたい。第二に、昨年度に着手しながら完成をみていない唐関市令について、綴織当麻曼荼羅を含めた唐代の文物が日本に移入される経緯や、関連法令についての研究成果をまとめる予定である。そのうえで、以上を含めた本研究期間の研究成果を、著作『唐代仏教美術史論攷』としてまとめ、出版する予定である(平成29年2月刊行予定)。仏教美術敦煌莫高窟での調査が実質的に不可能となったことから、仏菩薩の面貌表現の様式研究と、序分図の調査研究は、公刊されている図版写真を用いて行うこととする。
クラスI抗原相違ラット膵移植における臓器特異的免疫寛容のメカニズムに関する研究

クラスI MHC抗原相違のコンジェニックPVG.R1(RT1.A^aB^cD^cC^c)ラットからPVG(RT1.A^cB^cD^cC^c)ラットへの組合せは、いわゆるlow responder combinationと呼ばれ、肝・腎・心グラフトは永久生着することが知られている。我々は最近、この組合せを用いて、膵移植を行ったところ、移植膵は平均20.7±1.5日で拒絶された。そこで、拒絶の起こらない心移植と比較検討することにより、移植膵の拒絶反応の特異性について、免疫学的解析を行った。MLRでは移植後、膵を移植されたレシピエントの脾細胞のドナーに対する免疫応答は心移植の場合に比して、増強がみられた。ドナー抗原に向かう免疫担当細胞である細胞傷害性T細胞及びIL-2産生ヘルパーT細胞の前駆細胞頻度(fTcp及びThp)を求める限界希釈法によりさらに解析した。膵移植後及び心移植後のfTcpはそれぞれ、1/1726-1/2222及び1/1440-1/2073と正常PVGのそれ(1/2538-1/2826)に比して、高値となった。一方、fThpは正常PVGでは、1/23290-1/53667と極めて低値を示したが、心移植後には1/8210-31714と上昇傾向を示し、膵移植後ではさらに1/1879-1/9684と高値を示した。また、膵移植後のレシピエント血清中には、CDCにより強い細胞傷害性抗体が検出された。こうした抗体は、FACSによれば移植後早期にはIgM抗体であり、後にIgG抗体であり、いずれもクラスI MHC抗原に向かっていると考えられた。以上より、移植膵の拒絶には細胞性免疫のみならず液性免疫の関与が強く示唆され、免疫学的寛容誘導には両者の免疫能を制御できる方法を開発しなければならないと考えられた。
神経シナプス可塑性発現メカニズムの解明

これまでにシナプス可塑性の発現において中心的役割を果たすAMPA型グルタミン酸受容体の修飾によって、シナプス可塑性を中心とする神経機能がどのように制御されているのかを解析してきた。特にAMPA型グルタミン酸受容体の細胞外ドメインのN型糖鎖修飾がAMPA型グルタミン酸受容体の機能にどのように影響を与えているかを中心に研究を行なった。現在までにAMPA型グルタミン酸受容体のGluA1サブユニットの細胞外ドメインには、6ヶ所のN型糖鎖修飾部位が存在し、2ヶ所(N63, N363)の糖鎖修飾の障害でAMPA型グルタミン酸受容体の4量体形成と細胞表面への移送が障害され、早期に分解されることがわかった。またN401の部分は、他のN型糖鎖修飾部位がほとんど脳内においてN型糖鎖修飾されているのに対し、不完全な糖鎖修飾を受けていることがわかった。この部位のN型糖鎖修飾が行われない場合、チャンネル機能としてイオン高透過性となる。さらにN401の糖鎖修飾の状態を観察するために、糖鎖修飾されないN401部位を特異的に認識する抗体を作成し解析したところ脳の発達に伴って糖鎖修飾の程度が変化することがわかった。さらに神経活動依存的にも糖鎖修飾の程度が変化し、これによって神経シナプスにおいて糖鎖修飾されていないAMPA型グルタミン酸受容体の量的変化がおき、シナプス可塑性を制御していることがわかった。これらの結果にもとづき、N401部位が糖鎖修飾されていない遺伝子変異マウスを作成し、現在解析を行なっている。研究内容をグルタミン酸受容体のN型糖鎖修飾によるシナプス機能の解析に焦点をしぼったことで、順調に解析が進んでいる。作成した遺伝子変異マウスの解析を中心として研究をすすめ、これまで得られた結果の論文作成を行う。I.海馬におけるシナプス可塑性の分子機構の解明1)グルタミン酸受容体結合タンパク質による海馬CA1領域におけるシナプス可塑性の制御機構の解明:グルタミン酸受容体とコンプレックスを形成するタンパク質の一つであるGRASP1がグルタミン酸受容体のシナプスへの輸送の障害のため、シナプス形成、シナプス可塑性、記憶・学習に障害をきたすことが遺伝子変異マウスの解析から明らかとなった。2) AMPA型グルタミン酸受容体の細胞外ドメインと結合する因子の探索ならびに機能解析:2種の細胞にそれぞれグルタミン酸受容体とラット脳から作成されたcDNAライブラリーを発現させ、各々が結合するスクリーニングシステムを開発中であるが、バックグラウンドが高く、現在最適の条件を検討中である。さらに細胞外からマウス脳から抽出したペプチドの分画を添加することによりグルタミン酸受容体のチャンネル活性やシナプスへの局在などに影響を与えるペプチドを同定するためにスクリーニングシステムを構築中である。3) AMPA型グルタミン酸受容体GluA1欠損マウスにおけるウイルスベクターを用いたLTP(長期増強現象)レスキューによるシナプス可塑性の分子機構の解析:海馬においてGluA1欠損マウスは、LTPを完全に欠如する。このマウスにレンチウイルスベクターを用いて欠損させたGluA1を再度発現させることで、LTPのレスキューに成功した。このシステムを用いて、細胞外の糖鎖修飾を欠損した受容体を発現させたところLTPが異常をきたすことがわかった。II.シナプス可塑性の疾患関与への展開1)扁桃体依存性の恐怖記憶の形成とストレス対応のメカニズムならびに、うつ病への関与:正常マウスを使用して、恐怖記憶学習のシステムの構築を行った。細胞外においてグルタミン酸受容体に結合する分子をスクリーニングするシステムの構築が、なかなか困難で予想より実験の進行が遅れている。そのため、グルタミン酸受容体に影響を及ぼすペプチドのスクリーニングシステムの構築を先に行っている。恐怖学習システムは、比較的簡単にできたが、これをうつ病研究まで展開することに時間を要している。

これらの結果にもとづき、N401部位が糖鎖修飾されていない遺伝子変異マウスを作成し、現在解析を行なっている。研究内容をグルタミン酸受容体のN型糖鎖修飾によるシナプス機能の解析に焦点をしぼったことで、順調に解析が進んでいる。各システム(グルタミン酸受容体との細胞外結合タンパクスクリーニング、グルタミン酸受容体のチャンネル活性に影響を与えるペプチドのスクリーニングシステム)を軌道に乗せ、詳細な解析を行う分子を特定する。また現在並行して行っているグルタミン酸受容体の細胞外糖鎖修飾のシナプス可塑性における機能解析とあわせて相互情報交換やシステムの共有をすることで、研究を発展させる。作成した遺伝子変異マウスの解析を中心として研究をすすめ、これまで得られた結果の論文作成を行う。本年度、遺伝子変異マウスの作製とその解析を集中的に行うため、次年度の700,000円を繰り越した(g)。そのうち、本年度使用しなかった、15,416円を次年度に繰り越し、論文作製に必要な経費に使用する予定である。
腎におけるミオイノシトール輸送体の発現調節とその意義

ミオイノシトールは腎髄質細胞で同定された主要なオスモライトの一つで、細胞外の高浸透圧刺激に反応してミオイノシトール輸送体(SMIT)により細胞内に蓄積し、細胞内外の浸透圧バランスを保つ働きがある。ラット腎においてSMITは、集合管とヘンレの太い上行脚(TAL)に強く発現する。腎におけるミオイノシトールおよびSMITの意義を明らかにするため、ミオイノシトール輸送の阻害による影響を検討した。まず、ミオイノシトールのアナログであるメチレンミオイノシトール(MMI)のミオイノシトール輸送に対する阻害作用を明らかにするため、高浸透圧条件下(500mosm/kg)でMDCK細胞を培養し,種々の濃度のMMIがミオイノシトール輸送とその蓄積に与える影響を検討した。MMIは競合的にMI輸送を阻害し(Ki=1.6mM),細胞内のミオイノシトール蓄積を抑制したが,MMI自体の蓄積はみられなかった.MMI存在下で高浸透圧下における細胞生存率は著明に低下したが,ミオイノシトール投与により回復した.また、MDCK細胞のもう一つのオスモライトであるベタインの投与により生存率は回復した。ラットに対してMMIを投与することにより、髄質外層を中心とする尿細管変性を認めた.Tamm-Horsfall蛋白による免疫組織学的検討により、主としてTamm-Horsfall蛋白陽性細胞が障害されることから、TAL細胞を主体とする尿細管変性であると考えられた。この変化はNaCl負荷により増強され,ミオイノシトール投与により抑制された.さらに、TALにおけるオスモライトと想定されているベタインの大量投与により尿細管障害が抑制された。一方、MMIによる髄質内層の変化は軽微であった.以上のことから、TALにおいてミオイノシトールおよびその輸送体が浸透圧調節に関連して重要な役割を果たしていることが示唆された.ミオイノシトールは腎髄質細胞で同定された主要なオスモライトの一つで、細胞外の高浸透圧刺激に反応してミオイノシトール輸送体(SMIT)により細胞内に蓄積し、細胞内外の浸透圧バランスを保つ働きがある。一方、MMIによる髄質内層の変化は軽微であった.以上のことから、TALにおいてミオイノシトールおよびその輸送体が浸透圧調節に関連して重要な役割を果たしていることが示唆された.
不飽和ヘテロポリ酸による4価希土類錯体の安定化

希土類元素のアクアイオンのRE(IV/III)酸化還元電位と通常のボルタンメトリー(CVおよびDPV)から考えて本研究においては、比較的4価の酸化状態をとりやすいと思われるCe,PrおよびTbを指標元素として選び、主にCeについて詳細に検討した。Ce(IV/III)酸化還元電位を錯形成により大幅にシフトさせ、通常水溶液中や有機溶媒中で生成不可能な4価の酸化状態を安定化させるために、希土類に対して親和性がよい錯形成配位子と考えられるbulkyで、かつ、酸素原子を配位原子とする多価陰イオンであり、しかも酸化還元に対して安定な無機配位子であるPW_<11>O_<39>^<7->のような配位不飽和なヘテロポリ酸イオンを用いた。不飽和ヘテロポリ酸イオンにおいては、ヘテロ原子や骨格構造を種々変えることによって負電荷密度と不飽和部位(配位サイト)のcavityの大きさを変えることができ、従って酸化還元電位の低下の度合に影響を与えるであろうと予想された。測定を繰返し重ねた結果、水溶液中での不飽和ヘテロポリタングステン酸陰イオンによる4価セリウムの安定化の順序は、Ce(IV/III)酸化還元電位から判断すると、1:1錯体においては、PW_<11>O_<39>^<7-><P_2W_<17>O_<61>^<10-><GeW_<11>O_<39>^<8-><SiW_<11>O_<39>^<8->が得られ、1:2錯体においては、GeW_<11>O_<39>^<8-><PW_<11>O_<39>^<7-><P_2W_<17>O_<61>^<10-><SiW_<11>O_<39>^<8-><BW_<11>O_<39>^<9->という結果が得られた。また、酸化還元電位のpH依存性を検討した結果、1:1および1:2錯体共に安定なpH領域が存在し、かつ、そのpH領域では一定の電位を示した。ただし、[CeGeW_<11>O_<39>]^<5->においては、0<pH<2.0の範囲で1プロトン移動1電子レドックス反応が見出された。
腫瘍増大モデルに基づいた癌の定期スクリーニング検査の有効性・費用対効果の検討

肝細胞癌のハイリスクグループであるC型肝炎ウイルス(HCV)による肝硬変患者への定期サーベイランス検査(腫瘍マーカおよび画像検査)の費用対効果を見る目的で、既存のエビデンスをもとに腫瘍増大モデルに基づいたMarkovモデル構築を行った。文献から個別患者情報を取得した腫瘍増大倍加速度(メジアン:123日)により指数関数、ゴンペルツモデルでの増大を想定し、また、肝細胞癌のスクリーニング検査における腫瘍径(≦3cm、3≦5cm、>5cmの3期)別の診断特性を組み合わせ、肝細胞癌発見後の治療選択については腫瘍径と腫瘍個数、背景肝状態からの肝癌診療ガイドライン治療アルゴリズムをもとに施設例を参考にモデル化した。国内での汎用性を高めるために肝細胞癌治療予後については全国原発性肝癌追跡調査報告(20062007:肝切除術、局所療法、TACE)の生存率を、また、初発肝癌治療後の死亡までの経費についてはNDBデータを利用し治療法別に初回治療期、中間期、ターミナル期の3期に分け算出した経費を活用した。HCV肝硬変患者コホート(55歳)に対し、20年間の6ヶ月毎のサーベイランス検査(AFP、PIVKAII、超音波検査)の生涯にわたる時間水平のもとでのシミュレーション解析では、ゴンペルツモデルでは5cm以下の肝細胞癌における自然歴での死亡率の仮定に大きく影響されたが、指数関数モデルでは期待余命1年の増加あたり増分費用対効果比は100万円以下と費用対効果の優れた結果が得られ、また、検査間隔の6、12,24ヶ月毎の比較では6ヶ月毎で余命延長が最も大きくなり増分費用効果比も十分許容範囲であった。肝細胞癌の自然歴における予後、繰り返しの組合せ検査における診断能、および、腫瘍径に基づく診断特性と治療選択等のエビデンスに関する報告が乏しいことが本手法の限界であった。1.腫瘍増大モデルに必須となる腫瘍容積倍加時間(TVDT)についての調査:PubMedおよび医学中央雑誌をもとに文献検索を行い、22の該当論文を取得し、その中で個々の患者のTVDTが取得可能な10論文から216名の患者におけるTVDTの推定を全体、ウイルス別、国内・外別で行った。2.腫瘍径別の腫瘍ステージ頻度調査:肝癌治療ガイドラインに沿って発見時の腫瘍径区分(3cm以下、35cm以下、5cmより大)での腫瘍径、腫瘍数、遠隔転移の有無などを検討した疫学研究の論文調査を行っているが、現時点でモデルに利用可能な結果を見いだし得ていない。3.定期的スクリーニング検査の診断特性調査:alpha-fetoproteinなどの腫瘍マーカーおよび超音波検査の腫瘍径区分での診断特性(感度、特異度)の論文調査を進めている。4.肝細胞癌の治療アルゴリズムによる予後調査:肝細胞癌治療ガイドラインに則り、第19回全国原発性肝癌追跡調査のデータをもとに根治術となる肝切除術および経皮的局所療法の生存曲線から3cm以下、35cm以下での腫瘍径区分毎、非代償性肝硬変の有無による年間死亡確率、および、モデル上5cmより大の癌に対し治療選択とするTranscatheter arterial chemoembolization(TACE)の肝障害度別、非代償性肝硬変の有無による年間死亡確率について推定した。5.今回の研究で得られたTVDTとその増大形式(指数関数、ゴンペルツ関数、遅発指数関数)における肝細胞癌増大モデルでの推定する時間経過後、および、発見のタイミングによる腫瘍径区分別の治療選択とその予後推定とを組み合わせ、発見までの時間経過とその予後を検討するマルコフモデルを構築した。平成29年度に本モデルを基盤にスクリーニング検査、有症状における受診や偶発的な機会での肝細胞癌発見後の腫瘍径区分毎の確率分布とその予後を組み合わせたスクリーニング効果を検討可能とするモデルに改善する予定である。本研究においてモデルの基盤となる腫瘍径別の診断特性等のエビデンスは、既存の観察研究の結果によるため、その文献調査を進めている。国内外では医療環境が異なることから、まず、国内の観察研究の論文を中心に検討を行い、より適切なデータの取得を目的に海外の観察研究に拡大するプロセスで進めているため、当初予定していた作業補助者の欠員もあり、大量の文献調査とそのまとめ(メタ解析)に時間を要している。また、モデル構築においては、腫瘍増大モデルにおける起点はそれぞれの個人の細胞単位の発生時点からなり、当初、ある年齢時点からの発生・増大モデルを作成したが、スクリーニング開始のタイミングやモデルにおける肝細胞癌の発症率の確率的感度分析などを考慮すると煩雑となるため、一定の腫瘍径(1cm)になった場合に発症と定義し直し、腫瘍容積増大速度と組み合わせたモデルに組み変えたこと、また、有症状における進行癌状態での発見後の予後推定が未解決であることなどによりモデル完成が遅れている。1.昨年度に構築した腹部超音波を主体とした肝細胞癌に対する定期スクリーニング検査の費用対効果モデルについて必要となる遷移確率等の変数情報の改善を継続し、昨年度に文献レビューにより取得した腫瘍容積倍加時間をもとにした3つの増大様式(指数関数、ゴンペルツ関数、遅発指数関数)の組合せによる腫瘍増大推定とその腫瘍サイズにおける超音波での腫瘍検出を基本としたモデルとした。2.定期スクリーニング効果である発見時の肝細胞癌のサイズとその腫瘍個数の分布については、引き続きの文献レビューで取得ができなかったことから、既存の当院症例データを用い、その受診状況からレテロスベクテイブに解析した結果を組み入れた。また、スクリーニング外で偶発的な発見による頻度とその際の腫瘍状況の情報が、文献からは肝移植例以外に適切な情報が取得できず、それらをパラメータ値として感度分析による解析が可能なモデルに変更した。

3.費用対効果モデルにおける費用の主体である肝細胞癌初回治療の種別ごとの推定医療費については、別途、厚生労働省科学研究費研究班でNational Database(NDB)のデータを用いた推定を行っているが、結果報告後に費用推定値をモデルに取り込む予定である。4.造影超音波など、他のスクリーニングモダリティにおける腫瘍径別の診断特性の文献レビューを継続して進めた。これらのモダリティの診断特性を組み合せた定期スクリーニング効果についても検討を行う予定である。1.肝細胞癌の初回治療別の医療費推定に時間を要しており、年度末までに推定結果が得られておらず、モデルに費用データが組み入れられていない。2.昨年度に推定した治療予後の推定については腫瘍径、腫瘍数、肝障害別の各々独立に単純なDEAL法による死亡率の推定をしていたが、複合的な組合せでの統計学的により精度の高い推定法を取り入れる検討を行っている。3.スクリーニング方法別の診断特性についての文献検索とその総括が研究分担者の長期休養、および、昨年度に引き続き、作業補助者の確保ができず、時間を要している。肝細胞癌のハイリスクグループであるC型肝炎ウイルス(HCV)による肝硬変患者への定期サーベイランス検査(腫瘍マーカおよび画像検査)の費用対効果を見る目的で、既存のエビデンスをもとに腫瘍増大モデルに基づいたMarkovモデル構築を行った。文献から個別患者情報を取得した腫瘍増大倍加速度(メジアン:123日)により指数関数、ゴンペルツモデルでの増大を想定し、また、肝細胞癌のスクリーニング検査における腫瘍径(≦3cm、3≦5cm、>5cmの3期)別の診断特性を組み合わせ、肝細胞癌発見後の治療選択については腫瘍径と腫瘍個数、背景肝状態からの肝癌診療ガイドライン治療アルゴリズムをもとに施設例を参考にモデル化した。国内での汎用性を高めるために肝細胞癌治療予後については全国原発性肝癌追跡調査報告(20062007:肝切除術、局所療法、TACE)の生存率を、また、初発肝癌治療後の死亡までの経費についてはNDBデータを利用し治療法別に初回治療期、中間期、ターミナル期の3期に分け算出した経費を活用した。HCV肝硬変患者コホート(55歳)に対し、20年間の6ヶ月毎のサーベイランス検査(AFP、PIVKAII、超音波検査)の生涯にわたる時間水平のもとでのシミュレーション解析では、ゴンペルツモデルでは5cm以下の肝細胞癌における自然歴での死亡率の仮定に大きく影響されたが、指数関数モデルでは期待余命1年の増加あたり増分費用対効果比は100万円以下と費用対効果の優れた結果が得られ、また、検査間隔の6、12,24ヶ月毎の比較では6ヶ月毎で余命延長が最も大きくなり増分費用効果比も十分許容範囲であった。肝細胞癌の自然歴における予後、繰り返しの組合せ検査における診断能、および、腫瘍径に基づく診断特性と治療選択等のエビデンスに関する報告が乏しいことが本手法の限界であった。1)定期スクリーニングに用いられる検査の腫瘍径区分別の診断特性値の文献調査の推進と可能な限りメタ解析を促進し、さらに有症状や偶発的な発見における肝細胞癌の状態(腫瘍径やステージなど)についての疫学研究により適切なデータの収集を進める。
アジア太平洋地域における知的財産教育を含む連携工学設計教育ネットワークの構築

本研究では、学生のプロジェクト活動を推進するためのウエブコミュニケーションシステムを構築し、知的財産教育を含む工学設計の実践教育を外国の大学と共同して実施し、その運営法を検討した。それらの研究成果を日本および海外の学会で発表し、知的財産教育と工学設計教育の権威者と情報交換し、知的財産教育を含む工学設計教育の展開に必要な事柄を調査した。地域環境に関連したプロジェクトに備えて環境データを整備した。本研究では、我が国発の工学設計の実践教育を外国の大学と共同して実施し、その運営法を検討する。教育実践では、これまで金沢工業大学が推進してきた工学設計教育に外国人学生が参画し、チーム活動を実施し、工学設計プロセスを体験する方式を採用する。さらに、本学のこれまでの教育経験を基に外国の提携校とのプロジェクト活動において学生の知財教育をどのように進めたらよいかを検討し、授業実践を通して学習内容を具体化していく。平成21年度は以下の通り実施した。(1)提携校における工学設計教育の調査米国および韓国の各提携校を訪問し、工学設計科目の連携授業実践の可能性について調査し、交流に必要な教材や運営方式について検討した。(2)提携校における知財教育についての調査シンガポール、米国、台湾、韓国等にある各提携校の知財関係の教育内容を精査し、本学の現状と比較し、連携授業開始前にどのような準備が必要かを検討した。(3)同期型授業運営システムの運営学生のプロジェクト活動を推進するためのウェブコミュニケーションシステムを構築し、実際の工学設計の授業において運営した。また、このシステムを活用した連携授業実践を、学生のプロジェクト活動にどの程度まで取り入れることが有効かについて検討した。さらに知財教育用の教育システムの基盤を構築した。(4)地域環境計測とデータ整理地域環境に関連したプロジェクトテーマが遂行された場合に備えて、地域の基礎的な環境データを整備した。本研究では、わが国初の知財教育を含む工学設計の実践教育を外国の大学と共同して実施し、その運営法を検討する。知財教育を含む工学設計の教育実践では、本学のこれまでの教育経験をもとに、外国の提携校とのプロジェクト活動において知財教育をどのように進めたら良いかを検討し、授業実践を通して学習内容を具体化していく。平成22年度は以下のとおり実施した。(1)提携校における工学設計教育の調査台湾の提携校を訪問し、工学設計教育の連携授業実践の可能性について調査し、交流に必要な教材や運営方式について検討した。(2)提携校における知財教育についての調査シンガポール、米国、台湾、韓国等にある提携校の知財関係の教育内容を精査し、本学の現状と比較し、連携授業開始前にどのような準備が必要かを検討した。(3)同期型授業運営システムの運営学生のプロジェクト活動を推進するためのウエブコミュニケーションシステムを構築し、実際の知財教育を含む工学設計の授業において運営し、その有効性を検討した。さらに、知財教育用の教育システムの基盤を構築した。(5)成果報告日本および台湾における工学教育に関する学会で成果を発表し、知財教育と工学設計教育の権威者と情報交換し、知財教育を含む工学設計教育の展開に必要な情報を得た。本研究では、わが国初の知的財産教育を含む工学設計の実践教育を外国の大学と共同して実施し、その運営法を検討する。知的財産教育を含む工学設計の教育実践では、本学のこれまでの教育経験をもとに、外国の提携校とのプロジェクト活動において知的財産教育をどのように進めたら良いかを検討し、授業実践を通して学習内容を具体化していく。平成23年度は以下のとおり実施した。1.提携校における工学設計教育の調査米国、シンガポール、韓国、台湾等にある提携校との工学設計教育の連携授業実践の可能性について調査し、交流に必要な教材や運営方式について検討した。2.提携校における知的財産教育についての調査米国、シンガポール、韓国、台湾等にある提携校の知的財産教育関係の教育内容を精査し、本学の教育内容と比較し、連携授業に必要な事柄を検討した。3.同期型授業運営システムの運営学生のプロジェクト活動を推進するためのウエブコミュニケーションシステムを構築し、それを用いてンガポールにある提携校と工学設計の授業において運営し、その有効性を検討した。さらに、知的財産教育用の教育システムの基盤を構築した。4.地域環境計測とデータ整理地域環境に関連したプロジェクトテーマが遂行された場合に備えて、地域の基礎的な環境データを整備した。5.成果報告日本、韓国および英国における工学教育に関する学会で研究成果を発表し、知的財産教育と工学設計教育の権威者と情報交換し、知的財産教育を含む工学設計教育の展開に必要な事柄を調査した。
ブリッジマナイト中の含水量の温度圧力依存性とその物性に与える影響

地球は、水の惑星と称されるほど水に富んだ惑星であり、その水は地球深部にも存在していることが明らかにされている。特にマントル遷移層に存在するリングウッダイトには多量の水が固溶することが可能であるが、下部マントルに存在しているブリッジマナイトにどのくらい含まれ、その水がどのくらい影響を与えるかは不明であった。本研究では、マルチアンビル型高圧発生装置を用いて高温高圧合成実験を行い、様々な組成のブリッジマナイトを合成し、含水化に起因する置換様式および含水量の圧力依存性を明らかにした。また、合成したブリッジマナイトを大型放射光施設であるSPring-8に持ち込みその場観察実験を行うことで状態方程式の決定を行った。決定した状態方程式を地震学的観測と組み合わせることで下部マントルの含水量に制約を与えることに成功した。また、マントル遷移層領域で重要であると考えられている含水鉱物スーパーハイドラスB相についても研究を行い、Alの効果で安定領域が格段に広がり、下部マントルに水を運搬する可能性を示唆した。また、スーパーハイドラスB相に対して単結晶構造解析を行い置換様式の推定を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、地球下部マントルの主要鉱物であると考えられているブリッジマナイトの化学的・物理学的性質への水の影響を高温高圧実験によって解明し、下部マントル中の水の存在の手がかりを得ることを目的にしている。昨年度は、放射光施設SPring-8において放射光X線その場観察実験を用いてAlに富む含水ブリッジマナイトの状態方程式を決定した。その際、閉鎖系による放射光X線その場観察実験法を開発し、この開発によって脱水反応を防ぎ圧縮特性や熱弾性的特性を決定できた。また、ヘリウム圧媒体を用いたダイヤモンドアンビルセルを用いることで常温における圧縮特性を決定した。この両者を比較することで脱水反応の有無を判断した。以上の結果からAlに富む含水ブリッジマナイトはMg端成分のブリッジマナイトと比べ常温常圧では体積弾性率が小さいことが明らかになった。一方で格子体積や体積弾性率の圧力微分は大きく、常温高圧下では格子体積及び体積弾性率は逆転する結果となった。また、熱膨張率はAlに富む含水ブリッジマナイトの方が大きく、高温高圧下では格子体積及び体積弾性率は小さいことが明らかになった。上記のように決定された性質をもとに下部マントル条件での水の存在を検証した。地震波速度に対応するバルク音速をMg端成分ブリッジマナイトとAlに富む含水ブリッジマナイトを比較すると20-60 GPaの圧力範囲で計算を行うと2-5%程度Alに富む含水ブリッジマナイトの方が遅く、実際の地震波速度の観測で水の存在を検証する時の指標になりえる。昨年度はおおむね年度当初の計画通りに進めることができた。特に本課題の大きな目標の1つであるAlに富む含水ブリッジマナイトの状態方程式を閉鎖系における放射光X線その場観察実験方の開発を行ったうえで決定することができた。これは当初の計画よりも順調に進展しており、決定した物理学的観点から下部マントルにおける水の存在を考察できることが可能になった。この成果は、今年度5月に幕張で開催されるJpGU-AGU joint meeting 2017にて報告し、論文へまとめる準備を進めている。また、中性子施設J-PARCでAlに富む含水ブリッジマナイトの水素位置の決定及び圧力挙動をおこなっているが、共存相として含水相のスーパーハイドラスB相が存在している。リートベルト解析を行う際に従来のMg端成分のスーパーハイドラスB相のデータでは、うまく解析を行うことができず、Alを含むことによって結晶構造に変化が起きていることが予想される。この相の合成及び化学組成も行っており、その成果を金沢で開催された鉱物科学会で口頭発表を行った。これは当初の計画にはなかったものであり、こちらの結果も順調なため、当初の計画以上に進展していると言える。本研究は、地球下部マントルの主要鉱物であると考えられているブリッジマナイトの化学的・物理学的性質への水の影響を高温高圧実験によって解明し、下部マントル中の水の存在の手がかりを得ることを目的としている。今年度は、様々な組成のブリッジマナイトを合成し、二次イオン質量分析器によって含水量を測定し、ブリッジマナイトの最大含水量の圧力依存性および化学組成依存性を決定した。合成実験は、愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター設置のマルチアンビル型高圧発生装置"ORANGE-2000"および"ORANGE-3000"を用いて行った。出発物質には、Mg, Al, Si, H, Oを含んだクライノクロア、Feを含んだクローライト、地球マントルのモデル物質であるパイロライトを用いた。実験は23-32 GPaで行い、温度は1600°C一定で行った。含水量の測定は北海道大学設置の二次イオン質量分析器を用いた。使用したすべての出発物質で含水量は圧力とともに増加することが明らかになった。ブリッジマナイトの含水量メカニズムとしてSi= Al + Hが報告されている(Inoue, Kakizawa et al., in prep)。ブリッジマナイト中のAl量は圧力とともに増加する報告があるので、圧力が増加することでAlが多く固溶し、含水量が増加したと思われる。含水量とFe/Al比には直線的な関係があり、Fe/Al比が小さくなるに従い含水量は増加する。

これにマントルのモデル物質であるパイロライトと沈み込むスラブのMORBのFe/Al比を比べると、660 km不連続面での最大含水量はそれぞれ0.1, 0.15 wt%と見積もられた。大量の水を含んだリングウッダイトが沈み込んだ場合、ブリッジマナイトはすべての水を含むことができないため、660 km不連続面では、脱水に伴った溶融が起こることが予想される。今年度は当初の計画以上に進めることができた。特に本課題の大きな目標の1つであるAlに富む含水ブリッジマナイトの最大含水量の圧力依存性および化学依存性を決定した。当初の計画は圧力依存性のみであったが、Feの効果を考慮した化学依存性を決定することができた。これは当初の計画よりも順調に進展しており、決定したブリッジマナイトの最大含水量の圧力依存性および化学組成を用いることで、下部マントル上部の最大含水量を決定することができた。この成果は、現在論文にまとめている。また、中性子施設J-PARCでAlに富む含水ブリッジマナイトの水素位置の決定及び圧力挙動の決定を行っているが、共存相として含水相のスーパーハイドラスB相が存在している。リートベルト解析を行う際に、従来のMg端成分のスーパーハイドラスB相では、うまく解析を行うことができず、Alを含むことによって中性子回折のパターンが大きく変化していることが予想される。この相の単結晶構造解析を行い、置換様式を決定することができた。この成果は松山で開催された鉱物科学会で口頭発表を行った。これは当初の計画にはなかったものであり、当初の計画以上に進展していると言える。地球は、水の惑星と称されるほど水に富んだ惑星であり、その水は地球深部にも存在していることが明らかにされている。特にマントル遷移層に存在するリングウッダイトには多量の水が固溶することが可能であるが、下部マントルに存在しているブリッジマナイトにどのくらい含まれ、その水がどのくらい影響を与えるかは不明であった。本研究では、マルチアンビル型高圧発生装置を用いて高温高圧合成実験を行い、様々な組成のブリッジマナイトを合成し、含水化に起因する置換様式および含水量の圧力依存性を明らかにした。また、合成したブリッジマナイトを大型放射光施設であるSPring-8に持ち込みその場観察実験を行うことで状態方程式の決定を行った。決定した状態方程式を地震学的観測と組み合わせることで下部マントルの含水量に制約を与えることに成功した。また、マントル遷移層領域で重要であると考えられている含水鉱物スーパーハイドラスB相についても研究を行い、Alの効果で安定領域が格段に広がり、下部マントルに水を運搬する可能性を示唆した。また、スーパーハイドラスB相に対して単結晶構造解析を行い置換様式の推定を行った。昨年度はAlに富む含水ブリッジマナイトの状態方程式の決定をすることで物理学的性質を決定することができ、大きな目標の1つを達成することができた。この成果を先行研究である単結晶X線構造解析や粉末中性子回折による水素位置を含めた構造の最適化を考え、鉱物学的知見からも水がブリッジマナイトに与える影響を考察し論文を執筆する。
新規尿酸排出トランスポーターURATv1を分子標的とする高尿酸血症治療薬創製

本研究は、腎尿細管基底側に発現する尿酸排出トランスポーターURATv1のトランスジェニックマウスを用いた解析とURATv1発現系を用いた尿酸輸送阻害候補化合物の選別により、高尿酸血症発症機序の解明と尿酸トランスポーターを標的とした新規尿酸降下薬の創製を目指した。その結果、基底側膜での尿酸排出口となるURATv1が尿酸の尿中排泄低下に寄与する事を実験的に明らかし、URAT1を標的とする新規尿酸降下薬の候補化合物構造を見出すに至った。痛風の基礎病態である高尿酸血症は、その9割の患者が腎臓での排泄低下に由来する。2002年に世界で初めて同定された尿酸トランスポーターURAT1に続き、申請者は2008年に新規尿酸排出トランスポーターURATv1の分子同定に成功し、両者がタンデムになり腎尿細管での経細胞性尿酸輸送を担う事を明らかにした。現在、尿酸排泄低下型高尿酸血症には尿酸降下薬ベンズブロマロンの投与が推奨されているが、重篤な肝障害という副作用を来す事もあり、それに変わる新規の尿酸降下薬創製が望まれている。本研究では、URATv1を標的とした新規尿酸降下薬の創製を目的として、(1) URATv1トランスジェニック(Tg)マウスを検討対象とする高尿酸血症発症機序の解明、および(2) URATv1安定発現細胞を用いた尿酸輸送活性阻害化合物の選別、等の解析を行うことを目的とする。これらの目的のため、平成21年度において、(a) URATv1が血管側で排出輸送を行う尿酸の管腔側での取込み口となる尿酸トランスポーターUrat1 Tgマウスの解析、を行った。その結果、Urat1 Tgマウスではオス・メスともに野生型と比較して血中の尿酸値の変動が無いだけでなく、尿中への尿酸排泄も変化が無い事が確認され、かつDNAマイクロアレイを用いた検討でも遺伝子発現が野生型と比較して変動が殆ど無いことが明らかとなった。このため、管腔側のURAT1の過剰発現は少なくとも高尿酸血症発症への寄与度は低いことが予測され、次年度以降本研究のメインであるURATv1 Tgマウスでの解析の基礎データとすることにつながった。またURATv1阻害作用候補低分子化合物スクリーニング系樹立を目指し、(b) URATv1の更なる輸送特性の解析をアフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて進めた結果、新たな電位依存性輸送特性を明らかにし論文公表を行った。本研究では、URATv1を標的とした新規尿酸降下薬の創製を目的として、(1)URATv1トランスジェニック(Tg)マウスを検討対象とする高尿酸血症発症機序の解明、および(2)URATv1安定発現細胞を用いた尿酸輸送活性阻害化合物の選別、等の解析を行うことを目的とする。昨年度はURATv1が血管側で排出を行う尿酸の、管腔側での取込み口となる尿酸トランスポーターUrat1Tgマウスの解析を行い、Urat1Tgマウスではオス・メスともに野生型と比較して血中の尿酸値の変動が無いだけでなく、尿中への尿酸排泄も変化が無い事が確認され、かつDNAマイクロアレイを用いた検討でも遺伝子発現が野生型と比較して変動が殆ど無いことを明らかにした。これに続き平成22年度は、本研究課題の中心であるURATv1Tgマウスの解析を行った。その結果、オス・メスともに野生型と比較して血中の尿酸値の変動は無かったが、オスでは尿中への尿酸排泄がTgマウスで有意に低下する事が確認され、血管側のURATv1の過剰発現が、腎臓での尿酸再吸収を亢進させることで、高尿酸血症発症に寄与する可能性が示された。同時に研究協力者とともに、既存の薬物構造を用いてURATv1阻害作用薬の候補低分子化合物の合成を行った。2002年に世界で初めて同定された尿酸トランスポーター

URAT1に続き、申請者は2008年に新規尿酸排出トランスポーターURATv1の分子同定に成功し、両者がタンデムになり腎尿細管での経細胞性尿酸輸送を担う事を明らかにした。現在、尿酸排泄低下型高尿酸血症には尿酸降下薬ベンズブロマロンの投与が推奨されているが、重篤な肝障害という副作用を来す事もあり、それに変わる新規の尿酸降下薬創製が望まれている。本研究では、URATv1を標的とした新規尿酸降下薬の創製を目的として、(1)URATv1トランスジェニック(Tg)マウスを検討対象とする高尿酸血症発症機序の解明、および(2)URATv1安定発現細胞を用いた尿酸輸送活性阻害化合物の選別、等の解析を行うことを目的とする。昨年度までに腎尿細管細胞血管側で尿酸排出を行う尿酸トランスポーターURATv1のTgマウスでは、野生型と比較してオスでは尿中尿酸排泄低下を認めた。また既存の薬物構造を用いてのURATv1阻害作用薬の候補低分子化合物の合成が行われた。それらを受けて、A)アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いたURATv1阻害作用候補低分子化合物のスクリーニング、さらにはB)尿酸トランスポーターUrat1およびURATv1 Tgマウスからの管腔側膜および基底側膜小胞調整とその解析を行った。その結果、A)昨年度作成の候補化合物ではURATv1尿酸輸送活性の十分な抑制を示すものが見出されなかった、B)得られた管腔側膜および基底側膜小胞は、ALP(管腔側)およびNa+-K+-ATPase活性(基底側)の増加から、推定される検体であることを確認し、Western blotを行った所、基底側でのみURATv1の特異的シグナル検出に成功した。