hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチン修飾不良品糖タンパク質の系統的精密化学全合成

その結果、天然型の構造を取っていないユビキチン修飾CCL1において、ユビキチンとCCL1の間のイソペプチド結合が切断されるステップを観測することができ、無細胞抽出液に糖タンパク質を基質とする脱ユビキチン化酵素活性が存在することを証明した。本研究成果は2件の国際学会と1件の国内学会で発表し、現在投稿論文にまとめている細胞内には天然型の立体構造を取れずに正しく機能しない不良品糖タンパク質が生成する。それが蓄積すると病気の原因となるため、ユビキチンープロテアソーム系(UPS)という経路で分解除去される。本研究では、糖タンパク質のUPSによる分解機構を調べるためのプローブとして、ユビキチン化された糖タンパク質を精密化学全合成し、UPSアッセイ系を用いてその分解の様子を分析した。このような巨大で複雑な修飾タンパク質の合成例は世界でもほとんどなく、本研究により世界最先端の合成技術が確立できた。さらに、糖タンパク質の分解経路の研究に合成プローブを用いるという新たな方法論を導入することができた。本年度は、ユビキチン修飾された不良品糖タンパク質の全長糖ポリペプチド鎖の精密化学合成をおこなった。まず、ユビキチン化に必要なC-末端が活性化されたユビキチンの化学合成をおこなった。全長76残基のユビキチンを1-27位、28-45位、46-76位の3つのペプチドに分割し、それぞれC-末端をチオエステルおよびヒドラジドとしてBocおよびFmocペプチド固相合成法により合成した。この3つのペプチドセグメントをN-末端側から順次連結し、C-末端がヒドラジドとなったユビキチン全長ポリペプチド鎖を得た。次に、糖タンパク質のユビキチン化に必要なδ-メルカプト-L-リジンを合成した。市販のラセミ体であるδ-ヒドロキシ-D,L-リジンを出発原料とし、L-アミノアシラーゼというL-アミノ酸誘導体のみを加水分解する酵素をもちいて光学分割する方法で合成した。ユビキチン化する糖タンパク質として、本研究では化学合成の報告例があるC-C motif chemokine 1 (CCL1)を選択した。タンパク質のユビキチン化は疎水性アミノ酸が周辺に多いリジンに起こりやすい傾向があるとの報告に従い、42位のリジンをユビキチン化位置として選択した。CCL1は1-25位、26-32位、33-73位の3つのペプチドセグメントに分割し、33-73位のペプチドは42位にδ-メルカプト-L-リジンを組み込んだもの、26-32位のペプチドは29位に高マンノース型糖鎖を有する糖ペプチドチオエステルとして合成した。そして、ユビキチンC-末端ヒドラジド体をチオエステル体に変換した後、CCL1(26-73)糖ペプチドに対してイソペプチド連結反応をおこない、その後1-25位のペプチドと連結して、ユビキチン化されたM9-CCL1の全長ポリペプチド鎖を構築した。このように、本年度はユビキチン化された糖タンパク質CCL1の全長糖ポリペプチド鎖の構築に成功したので、研究目的の達成に向けておおむね順調に進展していると考えている。生体分子化学本年度は、ユビキチン化された糖タンパク質CCL1の全長糖ポリペプチド鎖の構築に成功したので、今後はこれをプローブとしたユビキチン化糖タンパク質の分解経路の分析をおこなう。本研究では、ユビキチン修飾された不良品糖タンパク質の合成を目標としている。
正常唾液腺細胞の機能維持・長期大量培養法と全く新規の自家移植法の展開研究

本研究では、頭頸部癌放射線治療前の患者の口唇腺を採取し、実験室で我々の開発した「唾液腺長期安定培養法」を用いて細胞増殖させ、放射線治療後の機能低下した唾液腺組織に注入することで唾液腺機能回復を目指している。以下に本年度の成果を示す。1.ヒト自家唾液腺細胞移植における細胞移植方法となる、ワルトン管を経由したカニュレーションの手技を以下のように確認し、確立した。1アテロコラーゲンの可能な投与量を検討し、適量を同定した。2アテロコラーゲンと造影剤の混和物を用いて、アテロコラーゲンが顎下腺内に到達していること、および腺体外への漏出の有無を検討するために、アテロコラーゲンと造影剤の混合物をカテーテルより投与した。3投与したアテロコラーゲンと造影剤の混和物が顎下腺体内に限局していることをレントゲンで確認した。4アテロコラーゲンの顎下腺体内投与による有害事象がないことを確認した。2.細胞形態の維持、唾液腺マーカーの高発現および、増殖スピードに低下を認めないRock作用薬を用いた「唾液腺長期安定培養法」を確認した。3.プロセスシュミレーション:ヒト唾液腺細胞を千葉大学医学部附属病院未来開拓センターのCPC内で培養する準備として、千葉大学大学院医学研究院口腔科学講座の研究室において、細胞培養のシュミュレーションを行い、無菌操作が行えていることを確認した。4.高度滅菌培養の一連の流れについて、千葉大学医学部附属病院未来開拓センターのCPC内での全身防御服での細胞培養についてデモンストレーションを行った。審査は千葉大学臨床試験部の試験官と行い、不適正操作がないことを2回にわたり確認した。CPC内での口唇腺細胞培養には至っていないが、CPC内での高度滅菌培養操作は関わっている全ての研究者が習得しており、研究室において口唇腺細胞の培養は確立出来ている。そのため、CPCで口唇腺細胞の培養を行う段階になった際には、すぐに培養を開始することが出来る。今後はCPC内で口唇腺培養を行い、手技の確認や適宜プロトコールの修正を行う。また、CPC内で培養した口唇腺細胞の無菌試験、マイコプラズマ否定試験、エンドトキシン試験、核型解析など、培養した口唇腺細胞に異常がないかを確認していく。
オレフィン類と一酸化炭素の不斉リビング共重合

キラルホスフィンホスファイト配位子(R,S)-BINAPHOSを二価パラジウムに配位させた錯体を触媒として用い、ビニルアレーンと一酸化炭素の不斉交互共重合、ならびにプロピレン、ビニルアレーン、一酸化炭素の三元系不斉共重合に成功した。これまでは、脂肪族末端アルケンと一酸化炭素の交互共重合には二座でシス配位するビスホスフィン配位子が、スチレンに代表されるビニルアレーン類と一酸化炭素の交互共重合にはビピリジルやジイミンに代表される窒素二座配位子が用いられていた。これに対し、同じくリン配位子でありながら、ホスフィンとホスファイトを合せもつ(R,S)-BINAPHOSを用いると、プロピレン、ビニルアレーンと一酸化炭素がら三元系不斉共重合体が得られた。プロピレン-COならびにビニルアレーン-COの両ユニットが同一分子内にあることはtlc分析にて確認した。得られた三元系共重合体の^<13>CNMRのチャートが、本質的にプロピレン-CO、ビニルアレーン-COのチャートの重ね合わせであることから、アルケンと一酸化炭素が完全に交互にならんでいることが示唆された。また、両アルケンの配列に特に規則性は見られない。さらに、このポリケトンの旋光度測定の結果から、それぞれのアルケンのエナンチオ面はアルケン挿入の段階で主として触媒によって制御されており、いわゆるChain-end制御の影響は無視できることがわかった。
神経活動に依存したスクラップアンドビルドによる大脳長距離神経回路の形成

高次の機能を生み出す脳の神経回路は、発達時に成長と退縮のダイナミックなプロセスを経て形成される。本研究は大脳の代表的な長距離神経回路である脳梁神経回路をモデルとして用いて、その形成のダイナミックなプロセス、及び神経活動に依存した形成機構の解明をめざす。脳梁神経回路は脳の右半球と左半球をつなぐ重要な神経回路であり、その形成の障害はさまざまな脳疾患に付随する。脳梁の形成機構を最先端の脳のイメージング技術と神経活動操作技術で明らかにすることをめざす本研究は、そのような脳疾患研究の基礎となるものである。
舌運動による喉頭挙上訓練法の開発‐舌骨上筋群の筋力強化プログラムの検討‐

本研究では,以下2つのことを研究課題として取り組んでいる.研究1は,健常者や嚥下障害者を対象に舌の運動範囲・持続時間・運動強度と舌骨上筋群の筋活動の関係を明らかにすることが目的である.研究2は,喉頭挙上不全への舌運動訓練プログラムを提案することが目的である.研究1は2018年度と2109年度の2年間,研究2は2020年度の1年間で行うことを予定してた.しかし、2018年度は本研究に先立ち,舌前方部での挙上運動による訓練が舌・口唇・下顎運動に与える効果を検証する必要性があると考え,パイロットスタディを行った.研究デザインは,前後比較試験で舌挙上運動群と舌運動群(Sham群)の2群に分けた.舌挙上運動群には,強度が舌圧50 %,運動持続時間が30秒,反復回数が3回,1日1セッション,週3日,4週間実施させた.Sham群には,舌の前後,上下,左右の移動運動を10回1セットとし,1日3セット,週3日,4週間実施させた.評価項目は,最大舌圧,舌の突出ー後退,舌左右移動,下顎の挙上ー下制,/pa/の交互反復,/ta/の交互反復,/ka/の交互反復とした.舌挙上運動群では,訓練前後で舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復,下顎の挙上ー下制が有意に増加していた.パイロットスタディより,1舌挙上運動は内舌筋や外舌筋とともに舌骨上筋群の筋力を強化する可能性が示唆されたこと,2運動強度50 %では最大舌圧は強化されないこと,3舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復など前舌の課題は増加しており,奥舌で生成する/ka/や口唇で生成する/pa/の課題は増加しておらず,課題特異性があることが明らかになった.これらの結果は,2018年度の関連学会で発表した.本研究は,訓練プログラムの立案に向けて,運動範囲,運動持続時間,運動強度を明らかにし,具体的な訓練法へと結びつなげることが目的の一つである.研究代表者は本研究に先立って,舌前方部での挙上運動による訓練が舌・口唇・下顎運動に与える効果を検証する必要性があると考え,パイロットスタディを行った.パイロットスタディより,1舌挙上運動は内舌筋や外舌筋とともに舌骨上筋群の筋力を強化する可能性が示唆されたこと,2運動強度50 %では最大舌圧は強化されないこと,3舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復など前舌の課題は増加しており,奥舌で生成する/ka/や口唇で生成する/pa/の課題は増加しておらず,課題特異性があることが明らかになった.そのため,2018年5月に聖隷クリストファー大学の倫理委員会に倫理審査の申請をする予定であったが,2019年2月の申請になった.2019年3月に倫理委員会の承認が得られたため,時期を再調整して進めていく予定である.2019年3月に倫理委員会の承認が得られたため,時期を再調整して進めていく予定である.具体的には下記のスケジュールを予定している.研究1:2019年5月に簡易表面筋電計測装置を購入して,電極の貼付部位を検討する(研究代表者と研究分担者).2019年68月に健常若年者を対象にパイロットスタディを行い,9月12月に健常高齢者を対象に舌の運動範囲・持続時間・運動強度と舌骨上筋群の筋活動の関係を明らかにする.2020年1月から嚥下障害者を対象にデータを収集する.嚥下障害者の対象は,関連病院に依頼する予定である(研究代表者).研究2:研究2では,研究1で検討した結果を踏まえ,喉頭挙上不全への舌運動訓練プログラムを提案する.本研究では,以下2つのことを研究課題として取り組んでいる.研究1は,健常者や嚥下障害者を対象に舌の運動範囲・持続時間・運動強度と舌骨上筋群の筋活動の関係を明らかにすることが目的である.研究2は,喉頭挙上不全への舌運動訓練プログラムを提案することが目的である.研究1は2018年度と2109年度の2年間,研究2は2020年度の1年間で行うことを予定してた.しかし、2018年度は本研究に先立ち,舌前方部での挙上運動による訓練が舌・口唇・下顎運動に与える効果を検証する必要性があると考え,パイロットスタディを行った.研究デザインは,前後比較試験で舌挙上運動群と舌運動群(Sham群)の2群に分けた.舌挙上運動群には,強度が舌圧50 %,運動持続時間が30秒,反復回数が3回,1日1セッション,週3日,4週間実施させた.Sham群には,舌の前後,上下,左右の移動運動を10回1セットとし,1日3セット,週3日,4週間実施させた.評価項目は,最大舌圧,舌の突出ー後退,舌左右移動,下顎の挙上ー下制,/pa/の交互反復,/ta/の交互反復,/ka/の交互反復とした.舌挙上運動群では,訓練前後で舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復,下顎の挙上ー下制が有意に増加していた.

パイロットスタディより,1舌挙上運動は内舌筋や外舌筋とともに舌骨上筋群の筋力を強化する可能性が示唆されたこと,2運動強度50 %では最大舌圧は強化されないこと,3舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復など前舌の課題は増加しており,奥舌で生成する/ka/や口唇で生成する/pa/の課題は増加しておらず,課題特異性があることが明らかになった.これらの結果は,2018年度の関連学会で発表した.本研究は,訓練プログラムの立案に向けて,運動範囲,運動持続時間,運動強度を明らかにし,具体的な訓練法へと結びつなげることが目的の一つである.研究代表者は本研究に先立って,舌前方部での挙上運動による訓練が舌・口唇・下顎運動に与える効果を検証する必要性があると考え,パイロットスタディを行った.パイロットスタディより,1舌挙上運動は内舌筋や外舌筋とともに舌骨上筋群の筋力を強化する可能性が示唆されたこと,2運動強度50 %では最大舌圧は強化されないこと,3舌の突出ー後退,舌左右移動,/ta/の交互反復など前舌の課題は増加しており,奥舌で生成する/ka/や口唇で生成する/pa/の課題は増加しておらず,課題特異性があることが明らかになった.そのため,2018年5月に聖隷クリストファー大学の倫理委員会に倫理審査の申請をする予定であったが,2019年2月の申請になった.2019年3月に倫理委員会の承認が得られたため,時期を再調整して進めていく予定である.2019年3月に倫理委員会の承認が得られたため,時期を再調整して進めていく予定である.具体的には下記のスケジュールを予定している.研究1:2019年5月に簡易表面筋電計測装置を購入して,電極の貼付部位を検討する(研究代表者と研究分担者).2019年68月に健常若年者を対象にパイロットスタディを行い,9月12月に健常高齢者を対象に舌の運動範囲・持続時間・運動強度と舌骨上筋群の筋活動の関係を明らかにする.2020年1月から嚥下障害者を対象にデータを収集する.嚥下障害者の対象は,関連病院に依頼する予定である(研究代表者).研究2:研究2では,研究1で検討した結果を踏まえ,喉頭挙上不全への舌運動訓練プログラムを提案する.本研究に先立ち,舌前方部での挙上訓練が舌・口唇・下顎運動に与える効果を検証する必要性があると考え,パイロットスタディを行ったため,本研究の開始が遅れた.そのため当初予定していた物品費,研究協力謝礼やアルバイト経費等が発生しなかった.2019年度は物品費,旅費,研究協力謝礼やアルバイト経費等に使用する計画である.
脊椎動物の眼の初期発生機構の解析

神経前駆細胞の増殖は、正常な中枢神経系の形成に必須である。我々は、中枢神経系の初期発生における細胞増殖の機構の解析を目的として、眼、前脳の初期発生に必須であり、細胞増殖を制御することが知られている転写因子raxにより誘導される因子を、マクロアレイを用いて単離することを試みた。その結果、High mobility group B3 (Hmgb3)をコードする遺伝子を単離し、アフリカツメガエルの初期胚を用いて解析を行った。Xhmgb3は、ステージ25では中枢神経系に発現し、ステージ40においては、網膜の中で増殖中の網膜幹細胞の存在する部位であるciliary marginal zoneに発現が強く認められた。そこで我々は、Xhmgb3の神経発生における機能を解析をするために強制発現実験を行った。その結果、眼と脳の巨大化が認められた。さらに、細胞増殖に与える影響について強制発現実験により検討すると、眼と脳において、増殖中の前駆細胞の数の上昇が認められた。次に、Xhmgb3の機能欠損実験を行うと、眼と脳が縮小した。このことから、Xhmgb3はアフリカツメガエルにおいて、中枢神経系の増殖において重要な役割をもつことが明らかとなった。さらに、我々は、Xhmgb3が細胞増殖を制御する機構として、Xhmgb3がc-mycの発現を直接調節することを見い出した。転写因子Optx2は、眼の前駆細胞の増殖に関わることが知られている。そこで我々は、Xhmgb3、raxとXOptx2の関係を検討し、raxがXOptx2の発現に必須であること、XOptx2とXhmgb3は主に異なるステージでの発生に必要であることを見い出した。Xhmgb3は、神経管形成後の神経前駆細胞の増殖に必須な因子であると考えられる。申請者らは、眼発生の分子機構の解明を目的として、眼発生における最上流で機能する分子の1つであるraxにより誘導される因子を、マクロアレイを用いて単離、ならびに機能解析することを試みた。その結果、High mobility group B3(HMGB3)をコードする遺伝子を単離し、アフリカツメガエルの初期胚を用いて機能解析を行った。HMGB3は、ステージ25では眼、前脳、中脳、後脳にまたがる神経管に発現し,ステージ40においては網膜の中で、増殖中の細胞の存在する部位であるciliary marginal zoneに発現が強く認められた。また、HMGB3遺伝子の第一イントロン中に潜在的なraxの結合配列を見い出し、この配列がraxに応答することを確認した。さらに、大量発現実験により、HMGB3の眼発生における機能の解析を試みた。その結果、眼の直径と脳が大きくなることが認められた。細胞増殖に与える影響について検討すると、大量発現により、眼と脳において、増殖中の前駆細胞の数の上昇が認められた。機能欠損実験を行うと、眼と脳が非常に小さくなった。さらに、HMGB3がc-mycの発現を上昇させること、機能欠損において、胚におけるc-mycの発現が減弱することを見い出した。最近、転写因子Optx2が眼の前駆細胞の増殖に関わることが報告された。そこで我々は、HMGB3、raxとOptx2の発現における上下関係に注目した。その結果、Optx2の発現にはraxが必要であること、Optx2とHMGB3は、互いには発現に影響を与えないことが明らかとなった。本研究は、raxがHMGB3とOptx2を独立に調節することを見い出し、眼の前駆細胞の増殖に関与する分子群が形成するネットワークの一端を明らかにした。今後、HMGB3の眼、脳発生における機能の解析をさらに進める予定である。
家族環境アセスメントモデルの有用性の検討

本研究の目的は家族機能不全状態の家族を早期発見し,支援していく上で有用な家族アセスメントモデルを検証することであり,これによってケアニーズの高い対象家族を定性的かつ定量的に捉えてスクリーニングが可能なモデルの確立の一助となりうることが考えられる.本研究の理論基盤である家族同心球環境理論に基づいた家族環境アセスメントモデルにおけるアセスメントツールの中で,家族機能評価尺度である家族環境評価尺度(Survey of Family Environment, SFE)と家族の範囲を同定可能な家族環境地図および膨大な家族情報を系統的にアセスメント可能な質問集である家族環境アセスメント指標を用いて調査を進める予定であったが,これに代わりSFE家族症状モジュール(SFE Family Symptoms Module, SFE/FS)を用いることによって対象家族への半構造化面接の際に家族機能不全状態にあるかをより焦点化して質的に抽出できることが示唆された.SFE/FSは,対象家族の抱えている現在または過去の問題・課題・困難・苦悩を同定可能なアセスメントツールの1つである.これにより,SFEによる対象家族の量的な家族機能状態とSFE/FSによる質的な家族兆候を統合してアセスメントが可能なモデルが暫定的に確立した.このモデルの有用性を検証するために,養育期にある家族を対象としてSFEの質問紙を含む依頼文を2,165部配布し,348部のSFEを回収した.この中で半構造化面接調査にも協力可能な4家族を対象にSFE/FSを用いて質的な家族兆候を把握した.その結果,SFEによる家族機能得点がカットオフ値を上回る家族でも,SFE/FSによって家族機能が低下傾向にある状態が見られた.このことから,定量的な一方面からのアセスメントだけでなく定性的なアセスメントも含めた本モデルの有用性が示唆された.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。家族機能不全状態の家族をスクリーニング可能とする方法論の検討のために,国内外の家族機能評価尺度に関する文献検討とハンドサーチや関連学術集会への参加による資料収集などを行った.具体的には,古典的な家族機能評価尺度であるFamily APGARにおいて設定されているカットオフ値のエビデンスが疑問視されていることや,家族のウェルビーイングをアセスメント可能としている理論とモデルの本研究への応用可能性について検討した.家族アセスメントの方法論に関する文献検討や半構造化面接の際に使用するインタビューガイドの作成に予定より時間を要したが,今後計画している質問紙調査と半構造化面接の準備を整えられた.本研究の目的は家族機能不全状態の家族を早期発見し,支援していく上で有用な家族アセスメントモデルを検証することであり,これによってケアニーズの高い対象家族を定性的かつ定量的に捉えてスクリーニングが可能なモデルの確立の一助となりうることが考えられる.本研究の理論基盤である家族同心球環境理論に基づいた家族環境アセスメントモデルにおけるアセスメントツールの中で,家族機能評価尺度である家族環境評価尺度(Survey of Family Environment, SFE)と家族の範囲を同定可能な家族環境地図および膨大な家族情報を系統的にアセスメント可能な質問集である家族環境アセスメント指標を用いて調査を進める予定であったが,これに代わりSFE家族症状モジュール(SFE Family Symptoms Module, SFE/FS)を用いることによって対象家族への半構造化面接の際に家族機能不全状態にあるかをより焦点化して質的に抽出できることが示唆された.SFE/FSは,対象家族の抱えている現在または過去の問題・課題・困難・苦悩を同定可能なアセスメントツールの1つである.これにより,SFEによる対象家族の量的な家族機能状態とSFE/FSによる質的な家族兆候を統合してアセスメントが可能なモデルが暫定的に確立した.このモデルの有用性を検証するために,養育期にある家族を対象としてSFEの質問紙を含む依頼文を2,165部配布し,348部のSFEを回収した.この中で半構造化面接調査にも協力可能な4家族を対象にSFE/FSを用いて質的な家族兆候を把握した.その結果,SFEによる家族機能得点がカットオフ値を上回る家族でも,SFE/FSによって家族機能が低下傾向にある状態が見られた.このことから,定量的な一方面からのアセスメントだけでなく定性的なアセスメントも含めた本モデルの有用性が示唆された.平成29年度は,質問紙調査と前年度に作成したインタビューガイドを用いた半構造化面接を実施し,分析結果より家族環境アセスメントモデルの有用性を検討する実証研究を行う.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
頭部間葉の振る舞いから見た脊椎動物形態プランの進化

無顎類の一種であるカワヤツメ(Lampetra japonica)と、ニワトリを顎口類を代表する実験系として用い、実験発生学的手法に基づいて、脊椎動物の咀嚼器形成機構とその進化を研究した。サメの発生に明らかなように、顎口類の上下顎はともに顎骨弓に由来する。ここで問題となるのは、これまで相同な器官の原基に発現すると思われていたDlxホメオボックス遺伝子(LjDlx1/6)の発現パターンである。カワヤツメについては上下の唇と縁膜に発現するこの遺伝子の相同物(Dlx1)は、顎口類では決して顎前領域には発現しない。また顎口類では、もう一つのホメオボックス遺伝子であるEmxは脳に発現しても頭部間葉には発現しないが、カワヤツメ胚ではこの相同遺伝子(LjEmx)が上唇間葉にも発現する(投稿中)。このような現象の背景のひとつには、外胚葉上皮と神経堤間葉との間の相互作用が動物によって異なることが考えられた。例えば、当研究室の別の研究によって明らかになったようにカワヤツメにおいては鼻プラコードと下垂体が単一の原基として発生するが、顎口類ではそれが極めて早期に分離し、神経堤細胞に対し、異なった分布と成長の方向をもたらす。このような相違によって、顎口類と無顎類では対応する間葉が接する上皮にそもそも違いがあるらしい。このようなエピジェネティックな相互作用の同定という形で進化過程を記述する目的で、まずニワトリ胚においてどのような基本的な間葉の領域特異化が生ずるかを観察した。ニワトリ胚ステージ10では、のちの顎骨弓にはまだ完璧には神経堤細胞が流入していないが、顎骨弓をおおう外胚葉にはすでにFGF8が発現している。発生が進むと、その前方にBMP4の新たな発現領域が生じ、これら二つの成長因子の重なるところに、顎骨弓と顎前領域の境界が形成されるようであった(投稿中)。さらに、これらの因子はDlxをはじめとする制御遺伝子の上流にあることが知られ、同様な成長因子の分布はアフリカツメガエル胚でも同様に観察された。この境界の位置は成長因子に異所的に与えることでシフトでき、その結果として、顎と顎前領域の形を変化させることができた。顎の進化の背景には、子のような細胞の相互作用が生ずる場所の変化が関わっていたと推測された。
G蛋白連関受容体を介する心血管細胞のJAK-STAT系活性化機構とその役割

血管平滑筋細胞におけるα_1アドレナリン受容体の情報伝達にJak/STAT系が関与するか否か検討した。静止期に同調したヒト臍帯動脈平滑筋細胞をα_1アゴニストのフェニレフリンで刺激して蛋白を抽出し、各種抗体で免疫沈降させ、ウエスタンブロットを行った。フェニレフリンは、Jak2とTyk2のチロシンリン酸化を促進した。これらはα_1受容体拮抗薬プラゾシンとα_<1B>受容体に特異性の高い不可逆的α_1受容体アルキル化薬クロルエチルクロニジンで強く抑制されたが、α_<1A>受容体に特異性の高い拮抗薬WB4101では抑制されなかった。またフェニレフリンはSTAT1のチロシンリン酸化を促し、これはプラゾシンとJak2に特異性の高いチロシンキナーゼ阻害薬AG490によって抑制された。さらにフェニレフリン刺激後、Jak2とSTAT1がα_<1B>受容体と会合することがわかった。STATのDNA結合活性をみるため、フェニレフリン刺激後の核蛋白抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、フェニレフリンはSTAT1のDNA結合活性を上昇させたが、STAT3の活性は上昇させなかった。STAT1の活性はプラゾシンにより抑制された。次に、α_1受容体刺激による平滑筋細胞肥大にJak/STAT系が関与する可能性を検討した。フェニレフリンは[^3H]ロイシン取り込みを促進したが、プラゾシン、AG490、STAT1コンセンサス配列を含むDNAデコイの導入はこれを抑制した。しかしSTAT3のデコイは無効だった。以上の結果より、α_1受容体はJak2やTyk2を介してSTAT1を活性化し、細胞肥大に関与する可能性が示唆された。アンジオテンシンII、エンドセリン-1、トロンビンなどもJak2とTyk2をリン酸化するため、Jak/STAT系はG蛋白連関受容体の少なくとも一部には共通した情報伝達系であると考えられた。α_1アドレナリン受容体の情報伝達にJak-STAT系が関与するかどうか検討するため、G〓0期に同調したヒト臍帯動脈平滑筋細胞をα_1アゴニストのフェニレフリンで刺激して蛋白を抽出し、各種抗体で免疫沈降させてウエスタンブロットを行った。また、STATのDNA結合活性をみるため、フェニレフリン刺激後の核蛋白抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行った。これらはα_1受容体拮抗薬プラゾシンで抑制され、またα_1B受容体に特異性の高い不可逆的α_1受容体アルキル化薬クロルエチルクロニジンで強く抑制された。またフェニレフリンはSTAT1とSTAT3のチロシンリン酸化を促進し、これらはプラゾシンおよびJak2阻害薬AG490によって抑制された。フェニレフリン刺激後にはα_1B受容体とJAK2、およびα_<1B>受容体とSTAT1が会合することがわかった。フェニレフリン刺激後にSTATのDNA結合活性の上昇が見られたが、α_1受容体拮抗薬により抑制された。さらにフェニレフリン刺激でα_<1B>受容体がチロシンリン酸化されることもわかった。次に、α_1受容体刺激による平滑筋細胞肥大にJak-STAT系が関与する可能性を検討した。

フェニレフリンはロイシン取り込みを促進したが、プラゾシン、AG490、STAT認識配列を含むDNAデコイの導入はこれを抑制した。以上より、アドレナリンα_<1B>受容体はJak-STAT系の活性化により核へシグナルを伝達し、細胞肥大に寄与する可能性が示唆された。アンギオテンシンII、エンドセリン1、トロンビンもJakをリン酸化することから、Jak-STAT系はG蛋白連関受容体に普遍的に共役している可能性が高いと考えられた。α_1アドレナリン受容体の情報伝達にJak-STAT系が関与するかどうか検討するため、G_0期に同調したヒト臍帯動脈平滑筋細胞をα_1アゴニストのフェニレフリンで刺激して蛋白を抽出し、各種抗体で免疫沈降させてウエスタンブロットを行った。フェニレフリンは、Jak2とTyk2のチロシンリン酸化を促進した。これらはα_1受容体拮抗薬プラゾシンで抑制され、またα_<1B>受容体に特異性の高い不可逆的α_1受容体アルキル化薬クロルエチルクロニジンで強く抑制されたが、α_<1A>受容体に特異性の高いWB4101では抑制されなかった。またフェニレフリンはSTAT1のチロシンリン酸化を促進し、これらはプラゾシンおよびJak2阻害薬AG490によって抑制された。フェニレフリン刺激後にはα_<1B>受容体とJak2、およびα_<1B>受容体とSTAT1が会合することがわかった。また、STATのDNA結合活性をみるため、フェニレフリン刺激後の核蛋白抽出液を用いてゲルシフトアッセイを行った。フェニレフリンで刺激するとSTAT1のDNA結合活性が上昇し、これはα_1受容体拮抗薬により抑制された。しかし、STAT3のDNA結合活性は上昇しなかった。次に、α_1受容体刺激による平滑筋細胞肥大にJak-STAT系が関与する可能性を検討した。フェニレフリンはロイシン取り込みを促進したが、プラゾシン、AG490、STAT1認識配列を含むDNAデコイの導入はこれを抑制した。しかしSTAT3のデコイは無効だった。以上より、アドレナリンα_1受容体はJak2/Tyk2-STAT1の活性化により核ヘシグナルを伝達し、細胞肥大に寄与する可能性が示唆された。アンギオテンシンII、エンドセリン1、トロンビンもJak2/Tyk2をリン酸化することから、Jak-STAT系はG蛋白連関受容体に普遍的に共役している可能性が高いと考えられた。
種間ハイブリッドを用いたシトクロムCの分子進化と立体構造安定性の研究

長い時間をかけた分子進化の結果、進化的に隔てられた生物の相同タンパク質のアミノ酸配列は、大きな違いが見られる。例えば、酵母とウマのシトクロームc(cyt c)では、約45%のアミノ酸配列が異なっている。しかし、X線結晶解析により明らかにされた、その立体構想は非常に良く似ている。立体構造を変えないアミノ酸置換だけが進化的に選択されてきたためとこれを解釈もできる。あるアミノ酸置換が立体構造の変化を引き起こしたとしても、それに続くアミノ酸置換がこれを打ち消していると解釈もできる、後者の場合、、アミノ酸配列の異なる相同タンパク質のハイブリッド分子は、立体構造が不安定化する可能性がある。本研究では、このような可能性を調べるため、ウマと酵母のハイブリッドcyt cの立体構造の安定性を親分子と比較した。ウマcyt cを臭化シアンでMet部位で切断して得た1-65断片とペプチド合成により得た酵母cyt cの配列を持つ66-103断片をインキュベートして、ウマ-酵母ハイブリッドcyt cを半合成した。分光スペクトルの特徴からハイブリッド分子は親分子と同じ立体構造を持つことが推定された。グアニジン塩酸塩による変性曲線の測定結果より、ハイブリッド分子の立体構造は、両親分子の中間の安定性を持ち、親分子と同程度の協同性で安定化されていることが分かった。また、イミダゾールのハイブリッド分子に対する結合定数も、両親分子の中間の値になった。この結合定数は、第6配位座近傍の局所構造の不安定性を反映している。したがって、ハイブリッド分子は、局所構造についても、その安定性は親分子の中間になっている。以上の結果は、ウマcyt cと比較したときに、ハイブリッド分子の66-104配列で見られる12個所のアミノ酸置換は、もとの立体構造を大きく変えることなくその部位で受容されたことを意味する。さらに、これらのアミノ酸置換は、全体的な立体構造と局所的な立体構造の安定性に対して、相加的に寄与していることを示唆する。1.シトクロムc(Cyt c)の種間ハイブリッド分子を作るための準備として,ウマCyt cのペプチド断片66-104を収率良く合成するための条件を検討した.アミノ酸の活性化剤としてはTBTUとHOBを用い,各反応サイクルで未反応ペプチド末端にキャッピングを施しながら,0.1ミリモル量でFmoc法による固相重合を行った.合成機は,日本パーセプティブ社の9050を用いた.三フッ化酢酸で合成後の樹脂を処理し,ペプチドの切り出しを行った.2.このペプチド試料の一部分を逆相の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にかけて分析すると,約20本のピークが認められた.ピーク値の際立って高い分画を分離して,再度,HPLCで分析すると,純度95%以上の単一ピークの試料になった.また,この精製試料を質量分析して,分子量が4574.64(理論値4573.36)であることを確認した.理論値との差は0.28なので,目的のペプチドが合成されていることを結論した(収量約10%).現在,このペプチドと天然のCyt cを臭化ブロム処理して得られた断片1-65との縮合反応を行う準備を進めている.3.試料調製の準備とは別に,Cyt cの立体構造の安定性に関する実験も並行して進めている.非線型

最小二乗法により,変性曲線から安定性の指標となるパラメターを精度良く良く見積もる方法を確立ので,今後,調製したハイブリッド分子などの安定性の見積もりに応用して行きたい.1.ウマ心筋のシトクロムc(Cyt c)を臭化シアンと反応させることにより,Met-80の位置でタンパク質を切断し,ペプチド断片1-65(P1)を得た.反応の際,溶媒として,通常,使用される蟻酸水溶液を用いると,得られた断片が複雑な化学修飾を受けることが分かった.溶媒として塩酸水溶液を用い,低温(10゚C)で反応させると,修飾されていない断片が得られた.逆相クロマトフィーを利用して,この試料の分離精製を行い,純度の高い試料P1を得た.2. Cytcの種間ハイブリッド分子を作るための基礎実験として,既に合成されている,ウマCyt cの66-104のペプチド(P2)とP1とを,嫌気的条件下で反応させた.反応液を逆相クロマトグラフィーで分析したところ,約40%の収率で,P1とP2の間のペプチド結合が再生したウマCyt cのアナログが生成していた.このことは,SDSゲル電気泳動法によっても確認された.3.今後は,純度の高いP1を,大量に調製する方法を確立する.いろいろな生物のCyt cの配列に対応するペプチド66-104を合成し,P1と結合させ,種間ハイブリッドCyt cを作る.この分子の立体構造の安定性を定量的に比較し,研究を進めて行く.1.ウマ心筋のシトクロムc(Cytc)を臭化シアンと反応させることにより、Met-65の位置でタンパク質を切断し、ペプチド断片1-65(P1)を逆相クロマトフィー法により、精製、分取した。ペプチド合成法で調製したウマCytcの66-104のペプチド(P2)とP1を、嫌気的条件下で反応させ、P1-P2間のペプチド結合が再生した半合成ウマCytcを調製した。2.グアニジン塩酸塩による半合成ウマCytcの変性曲線を、トリプトファン残基の蛍光強度をモニターして測定した。この変性曲線は、天然のウマCytcのものによく一致しており、立体構造の安定化の自由エネルギーも両者で等しいことが示された。このことは、半合成法で、種々のアミノ酸配列を持つCytcを調製し、その立体構造とアミノ酸配列の関係を調べるという本研究の実験手法の有効性を示すものである。3.現在、半合成法により異なるアミノ酸配列を持つCytcを大量調製し、その物理化学的な性質を測定するための準備を進めている。さらに、異なる生物種のペプチド断片P1、P2を連結した種間ハイブリッドCytcを調製し、この安定性を親分子と比較する。これにより、立体構造を保持するということで制約の中で進んできた分子進化の過程で、アミノ酸置換がどのような関係を持ちながら起こったかを調べてゆきたい。
アドレノメデュリン阻害因子を用いる口腔がん治療法の開発

がん組織は増殖活性が高く低酸素状態に曝されているにも関わらずHIF-1により誘導される遺伝子の一つにアドレノメデュリン(AM)があることがDNAマイクロアレイによる検索で明らかになった。舌扁平上皮癌を対象とした免疫染色を行い,AMの発現と臨床的・病理組織学的所見として重要な腫瘍の転移活性との関係,およびそれに伴う血管拡張との相関について検討した。舌扁平上皮がん28例を対象に腫瘍細胞のAMの発現を免疫組織学的に検索したところ、AMは28例中14例(50%)に発現が認められ、口腔扁平上皮がんでは高頻度に発現していた。ヌードマウス皮下に膵癌由来細胞株を移植し、その腫瘍内あるいは筋肉内にadrenomedullin阻害因子をコードする発現ベクター(AMA)を導入し、in vivoにおける効果を検証した。その結果、AMAの導入は腫瘍の縮小を促し、その際には腫瘍間質の血管新生が著しく減少していることが示された。細胞ががん化する際には、遺伝子の変異・欠失・転座などの遺伝子異常が蓄積されていることが明らかになっている。HIF-1やAMの異常もその一つであるが、遺伝子異常を伴わない細胞がん化メカニズムの可能性について検索を行った。いわゆる癌遺伝子の中には、non-coding RNAの中にAU-rich element(ARE)配列をもつものが多く含まれている。正常細胞では、このAREメッセージに結合するタンパクとしてHuRやpp32/LAMPが同定され、これらの複合体にCRM1が結合することによって核から細胞質へmRNAが輸送されタンパクとして発現することが明らかになってきた。アデノウイルスのがん遺伝子であるE4orf6はHuR、pp32複合体に結合し、mycやfosのようながん遺伝子をCRM1非依存性に細胞質へ輸送することを我々は明らかにした。このようながん遺伝子の遺伝子異常を伴わない過剰発現機構の詳細を明らかにすることで、核から細胞質への輸送機構をターゲットにした遺伝子治療の可能性が考えられた。Adrenomedullin(AM)は血管拡張作用を有する血管作動性ペプチドとしてヒト褐色細胞腫組織から発見され、AMは血管系以外にも肺,中枢神経系,腎臓など様々な臓器で発現し、種々の働きを持つことが知られている。一般的に低酸素状態に曝された細胞は細胞死が誘導されるが、がん組織は増殖活性が高く低酸素状態に曝されているにも関わらず、細胞死の抑制がみられる。その原因の一つに低酸素誘導性因子HIF-1の関与が報告されている。このHIF-1により誘導される遺伝子の一つにAMがあることがDNAマイクロアレイによる検索で明らかになった(Kobayashi, Shindoh. unpublished data)。舌扁平上皮癌におけるAMの発現がその予後因子に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、臨床標本を対象とした免疫染色を行い、AMの発現と臨床的・病理組織学的所見として重要な腫瘍の転移活性との関係、およびそれに伴う血管拡張との相関について検討した。AMを発現している舌扁平上皮がんはリンパ節転移の頻度が多い傾向が認められ、遠隔臓器転移をきたした3例全てがAM陽性症例だった。AM陽性症例では周囲間質の血管拡張が認められ、これによってがん細胞が容易に血管・リンパ管内に浸潤することによって転移活性が増大したものと考えられた。

ヌードマウスに膵癌由来細胞を移植し、腫瘍周囲筋層にAM-dominant negative発現ベクターを遺伝子導入したところ、膵癌細胞の顕著な増殖抑制効果がみられた。このような結果は、口腔がん細胞への遺伝子治療の有効性を示唆するものであった。がん組織は増殖活性が高く低酸素状態に曝されているにも関わらず、HIF-1により誘導される遺伝子の一つにアドレノメデュリン(AM)があることがDNAマイクロアレイによる検索で明らかになった。舌扁平上皮癌を対象とした免疫染色を行い、AMの発現と臨床的・病理組織学的所見として重要な腫瘍の転移活牲との関係、およびそれに伴う血管拡張との相関について検討した。舌扁平上皮がん28例を対象に腫瘍細胞のAMの発現を免疫組織学的に検索したところ、AMは28例中14例(50%)に発現が認められ、口腔扁平上皮がんでは高頻度に発現していた。細胞ががん化する際には、遺伝子の変異・欠失・転座などの遺伝子異常が蓄積されていることが明らかになっている。HIF-1やAMの異常もその一つであるが、遺伝子異常を伴わない細胞がん化メカニズムの可能性について検索を行った。いわゆる癌遺伝子の中には、non-coding RNAの中にAU-rich element(ARE)配列をもつものが多く含まれている。正常細胞では、このAREメッセージに結合するタンパクとしてHuRやpp32/LAMPが同定され、これらの複合体にCRM1が結合することによって核から細胞質へmRNAが輸送されタンパクとして発現することが明らかになってきた。アデノウイルスのがん遺伝子であるE4orf6はHuR、pp32複合体に結合し、mycやfosのようながん遺伝子をCRM1非依存性に細胞質へ輸送することを我々は明らかにした。このようながん遺伝子の遺伝子異常を伴わない過剰発現機構の詳細を明らかにすることで、核から細胞質への輸送機構ををターゲットにした遺伝子治療の可能性が考えられた。
熱帯熱マラリア原虫流行地分離株における赤血球結合蛋白質の発現レベルの解析

マラリア流行地において熱帯熱マラリア原虫分離株の赤血球結合蛋白がどのように発現されているかを調査することは、マラリアの感染の分子機序の解明のみならず、ワクチン開発を行う上でも重要な課題である。本研究では、流行地の熱帯熱マラリア患者から採取した分離株を材料として、熱帯熱マラリアの赤血球への侵入に関連することが強く示唆されている赤血球結合蛋白質ファミリー、網状赤血球結合蛋白質ファミリーおよびRhopH1ファミリーの各蛋白質の発現様式を転写レベルおよび蛋白質レベルで解析することで、どの分子が主要であるかを検討することを目的として実施した。熱帯熱マラリア原虫は、タイ国内のマラリア流行地において患者の同意を得た後に採血し、直ちに培養液に浮遊させて培養し、成熟分裂体または遊離メロゾイトを得た。赤血球結合蛋白の塩基配列を基に作成した定量的RT-PCR用のオリゴヌクレオチドを用い、熱帯熱マラリア患者株から抽出したmRNAを鋳型として定量的RT-PCR法を行い、患者分離株における種々の分子のmRNAの転写量を測定した。その際に、RhopH1ファミリーの分子は、非常に多型であり、オリゴヌクレオチドのデザインに注意が必要であることがわかった。各赤血球結合蛋白に対する特異抗体を用いて、患者分離株における各蛋白発現量を蛍光抗体法によって検討したが、RhopH1については、ファミリー・メンバー間で最も異なる部位は、同じ分子内でも多型性を示し、各メンバーを区別し、かつ、分子内で多型性を示さない部位に対する抗体を作成する必要があることが判明した。本研究は、流行地の熱帯熱マラリア患者から採取した分離株を材料として、熱帯熱マラリアの赤血球への侵入に関連することが強く示唆されている赤血球結合蛋白質ファミリー(EBA-175、BAEBL、JESEBL)、網状赤血球結合蛋白質ファミリー(RfRH1、RfRH2a、RfRH2b、RfRH3、RfRH4)およびRhopH1ファミリーの各蛋白質の発現様式をmRNAおよび蛋白質のレベルで解析することを目的として実施している。本年度は、タイ国の熱帯熱マラリア患者分離株を材料として、赤血球結合蛋白質ファミリー、網状赤血球結合蛋白質ファミリーおよびPfRhopH1蛋白質ファミリーについて、患者分離株間で発現様式に差異があるか否かの検討を行った。これらの流行地の患者から分離した熱帯熱マラリア原虫の赤血球侵入型原虫からmRNAの抽出を行った。PCRマスターサイクラーを用いて解析した各赤血球結合蛋白の塩基配列を基にPCR用のオリゴヌクレオチドを作成した。熱帯熱マラリア患者株から抽出したmRNAを鋳型として定量的RT-PCR法により患者分離株における各蛋白のmRNAの転写レベルの測定を行っている。また、各赤血球結合蛋白に対する特異抗体を用いたウエスタブロット法および蛍光抗体法によって、患者分離株における各蛋白発現量を測定し、比較検討中である。

本研究は、流行地の熱帯熱マラリア患者から採取した分離株を材料として、熱帯熱マラリアの赤血球への侵入に関連することが強く示唆されている赤血球結合蛋白質ファミリー(EBA-175、BAEBL、JESEBL)、網状赤血球結合蛋白質ファミリー(RfRH1、RfRH2a、RfRH2b、RfRH3、RfRH4)およびRhopH1ファミリーの各蛋白質の発現様式をmRNAおよび蛋白質のレベルで解析することを目的として実施している。本年度は、タイ国の熱帯熱マラリア患者分離株を材料として、赤血球結合蛋白質ファミリー、網状赤血球結合蛋白質ファミリーおよび、PfRhopH1蛋白質ファミリーについて、患者分離株間で発現様式に差異があるか否かの検討を行った。熱帯熱マラリア原虫は、タイ国内のマラリア流行地において患者の同意を得た後に採血し、直ちに培養液に浮遊させて培養し、成熟分裂体または遊離メロゾイトを得た。これらの流行地の患者から分離した熱帯熱マラリア原虫の赤血球侵入型原虫からmRNAの抽出を行った。PCRマスターサイクラーを用いて解析した各赤血球結合蛋白の塩基配列を基にPCR用のオリゴヌクレオチドを作成した。熱帯熱マラリア患者株から抽出したmRNAを鋳型として定量的RT-PCR法により患者分離株における各蛋白の、mRNAの転写レベルの測定を行った。また、各赤血球結合蛋白に対し、特異抗体があるものについて、蛍光抗体法によって、患者分離株における各蛋白発現量を測定し、比較検討中である。マラリア流行地において熱帯熱マラリア原虫分離株の赤血球結合蛋白がどのように発現されているかを調査することは、マラリアの感染の分子機序の解明のみならず、ワクチン開発を行う上でも重要な課題である。本研究では、流行地の熱帯熱マラリア患者から採取した分離株を材料として、熱帯熱マラリアの赤血球への侵入に関連することが強く示唆されている赤血球結合蛋白質ファミリー、網状赤血球結合蛋白質ファミリーおよびRhopH1ファミリーの各蛋白質の発現様式を転写レベルおよび蛋白質レベルで解析することで、どの分子が主要であるかを検討することを目的とした。本年度も昨年度に引き続き、平成15・16年度に標本採取を行った地区において同様に熱帯熱マラリア患者からマラリア原虫流行地株を採取した。赤血球結合蛋白の塩基配列を基に作成した定量的RT-PCR用のオリゴヌクレオチドを用い、熱帯熱マラリア患者株から抽出したmRNAを鋳型として定量的RT-PCR法を行い、患者分離株における種々の分子のmRNAの転写量を測定した。その際に、RhopH1ファミリーの分子は、非常に多型であり、オリゴヌクレオチドのデザインに注意が必要であることがわかった。各赤血球結合蛋白に対する特異抗体を用いて、患者分離株における各蛋白発現量を蛍光抗体法によって検討したが、RhopH1については、ファミリー・メンバー間で最も異なる部位は、同じ分子内でも多型性を示し、各メンバーを区別し、かつ、分子内で多型性を示さない部位に対する抗体を作成する必要があることが分かってきた。
金属錯体の双安定性メカニズムの解明と物性制御への応用

温度・圧力・光などでスピン状態が変化するスピンクロスオーバー(SCO)錯体はスイッチング物質として近年注目を集めている。SCOカチオンー磁性アニオン間にハロゲン結合相互作用を導入した複合機能性錯体を開発し、SCOにより常磁性ー反磁性を制御することに成功した。同様なアプローチから、これまでに全く報告例のないN2O4とN3O3という配位ドナー原子の組み合わせからなる鉄(III)錯体がSCOを示すことを発見した。そのメカニズムを検討した結果、SCO錯体分子間のスピン状態の相関に対して等方的なクーロン力や分散力は寄与せず、πーπ相互作用のような異方的な相互作用が大きな影響を与えることが明らかとなった。スピンクロスオーバー錯体は、外場応答する分子スイッチとして注目されている。しかし、スピンクロスオーバー現象を利用した電子物性の外場制御への応用という観点からの成功例はわずかであり、物性変換や環境応答の巨大応答実現のためには継続的な物質開発を通したメカニズムの解明が重要である。そこで、複合金属錯体におけるスピンクロスオーバー現象のメカニズムを明らかにするため、(1)機能性配位子の開発、(2)分子間相互作用の導入、(3)既存金属錯体への外場印可という3通りの方法で検討を行っている。当該年度は(2)についての成果を報告する。スピンクロスオーバーを示す鉄(III)カチオンとスピンを持つ磁性アニオンの間に分子間相互作用としてハロゲン結合相互作用を導入した複合機能性金属錯体の合成を行った。X線結晶構造解析の結果、カチオンとアニオンの間にハロゲン結合相互作用が存在し、磁性アニオンの常磁性状態を安定化していることが明らかとなった。磁化率およびメスバウアースペクトルの温度依存性からこの錯体は160 K付近でスピンクロスオーバー転移を示し、さらにこの転移に伴い拡張ヒュッケル法に基づくトランスファー積分の計算から磁性アニオンが常磁性ー反磁性転移を示すこと、低温相の構造解析からカチオンーアニオン間のハロゲン結合相互作用の消失が確認された。これらの結果からこの協同的な磁気転移は磁性アニオン間のπーπ相互作用とカチオンーアニオン間のハロゲン結合相互作用との競合が原因であることが明らかとなった。これまでカチオン間の分子間相互作用を利用したスピンクロスオーバー錯体において物性変調を実現していたことに対して、この成果はカチオンーアニオン間相互作用の利用が有効であることを示し物質開発の幅を広げる結果である。鉄(III)スピンクロスオーバーカチオンと常磁性ニッケルジチオレン錯アニオン(S = 1/2)との間にハロゲン結合相互作用を導入した複合錯体がスピンクロスオーバーと磁性アニオンのスピン一重項形成がカップルした協同的な磁気転移を示すことを昨年度見出した。常磁性(S = 1/2)ー常磁性(S = 5/2)変化である鉄(III)錯カチオンと異なり、反磁性(S = 0)ー常磁性(S = 2)の変化である鉄(II)錯カチオンのスピンクロスオーバー現象は共存する常磁性アニオンとの交換相互作用が大きく変化することが期待される。カチオンーアニオン間相互作用として硫黄原子間相互作用に着目し、チアゾールを有する鉄(II)錯カチオンと常磁性ニッケルジチオレンアニオンおよび反磁性金ジチオレンアニオンからなる複合錯体を合成し、その構造と物性について検討をおこなった。X線結晶構造解析、磁化率の温度依存性からこれら複合錯体は同形であり、230から400 Kの間でスピンクロスオーバーを示すことが明らかとなった。また、常磁性ニッケル錯体と反磁性金錯体の比較から、常磁性ニッケルジチオレンアニオンは比較的強いカチオンーアニオン間のカルコゲン結合相互作用、πーπ相互作用のため、すべての温度領域で常磁性状態(S = 1/2)を取ることが明らかとなった。このように強いカチオンーアニオン間相互作用の適切な導入は分子配列のみならず、磁性状態をも制御可能なことを示すことができた。ニッケルジチオレン錯体に対して5 Kにおいて532 nmの光を照射したところ、磁化の小さな増大が観測され、鉄(II)錯カチオンの一部が光誘起準安定高スピン状態(S = 2)にトラップされることが明らかとなった。今後鉄錯体の光誘起高スピンと常磁性アニオンのスピンとの相関について検討を続ける予定である。スピンクロスオーバー錯体を始めとした複合機能性金属錯体の電子物性のスイッチングを実現するために、それらの双安定性のメカニズムを明らかにすることが重要であり、(1)機能性配位子の開発、(2)分子間相互作用の導入、(3)外場応答性という観点から検討を行なっている。(2)のアプローチに基づきスピンクロスオーバーによる高スピン鉄(III)アニオンの磁性制御の検討したところ、予想外に生成した鉄(III)高スピン四核錯体が分子間相互作用を介した交換相互作用により反強磁性転移を示すことを昨年度報告した。その錯形成のメカニズムを検討するためにシッフ塩基のイミノ基をアゾ基に置換した誘導体において、弱配位子場で本来高スピンと予想される鉄(III)錯アニオンがスピンクロスオーバーを示すことを発見し、各種測定から証明することに成功した。金属錯アニオンがスピンクロスオーバーを示す報告は数例しかなく、これまでに全く報告例のない配位ドナー原子の組み合わせを持つスピンクロスオーバー錯体である。DFT計算から配位子のアゾ基部分に由来する分子軌道と中心鉄(III)イオンとの相互作用によりスピンクロスオーバーを示す領域まで配位子場分裂エネルギーが増加したものであることが示唆された。