hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深層学習技術を用いた頻出構造パターン発見の高性能化

本研究課題は、深層学習と頻出パターン発見を橋渡しする基礎技術を開発することで、両者を深化させることを目的としている。具体的には、分散表現学習技術を用いて各頻出パターンを多様なベクトル空間へと展開することで、低品質かつ理解困難なパターンの大量生成という頻出パターン発見問題が本質的に抱える問題を解決することを目指す。これらのことを目的に、本年度は(1)分散表現に基づく頻出パターンに対する新たな評価関数の開発、(2)相関ルールに対する評価関数の開発、(3)深層学習・分散表現技術を用いたツイート分析技術の開発を行った。分散表現に基づく評価関数の開発に関しては、昨年度までに開発したパターン間の大域的な関係性に基づく評価関数に加え、パターンの構成要素に着目し、頻出パターン問題における構成要素であるアイテム、トランザクション、パターンの各分散表現を利用することで、新たに8種の評価関数を開発した。相関ルールに対する評価関数の開発に関しては、各ルールにおける前提と帰結の関係性を計量することを念頭に頻出パターンに対する評価関数を拡張し、新たに6種の関数を提案した。加えて、相関ルールの拡張であり、形式的には相関ルールの対として表現される間接相関ルールおよび相関行動ルールに関しても、それぞれ評価関数を提案している。深層学習・分散表現技術を用いたツイート分析技術の開発に関しては、日本語ツイートに対する感情強度推定タスクに焦点を当て、ベスト・ワースト・スケーリングを用いて学習コーパスを構築すると共にと、感情種・感情強度を同時推定するマルチタスク学習機構を有する深層学習・分散表現モデルの構築を行った。パターンのベクトル化手法に関しては、単語埋め込みを利用した基本的な手法を提案している。また、ベクトル表現から得られるパターン間の大域的な関係性に着目した評価関数に加え、パターン構成要素の局所的な関係性に着目した評価関数を複数提案している。加えて、ベクトル表現を利用した相関ルールや拡張相関ルールに対する新たな評価関数を開発している。その一方で、パターンが持つ階層性の考慮および深層学習技術の前処理への応用に関しては、基礎的な検討は終了しているが、今後十分な実験と検証が必要とされる。これまで進めてきた新規特徴的パターンの開発を継続し、複数のベクトル空間を同時に考慮することで初めて捉えることのできる特徴的なパターンの開発を目指す。また今後は、前処理の観点からパターン発見の弱点克服にアプローチする。すなわち、構造データを対象とする深層学習・表現学習技術を前処理として適用することで、不要なパターンの導出を回避する技術の開発を行う。さらにこれらの技術を実データへと適用し、その効果や精度を検証する。本研究課題は,深層学習と頻出パターン発見を橋渡しする基礎技術を開発することで,両者を深化させることを目的としている。具合的には自己符号化器に代表される分散表現学習技術を用いて各頻出パターンを多様なベクトル空間へと展開することで,低品質かつ理解困難なパターンの大量生成という頻出パターンが本質的に抱える問題を解決することを目指す。これらのことを目的に,本年度は(1)分散表現技術を利用した頻出パターンの特徴付け,(2)GPUを用いたノイズ許容頻出飽和部分グラフ発見の高速化,(3)単一区間イベント系列を対象としたパターン列挙技術の開発を行った。分散表現技術を利用した頻出パターンの特徴付けに関しては,パターンの包含関係を考慮しつつ,トランザクションを文書,トランザクションに含まれる頻出パターンを単語にそれぞれ対応付けて単語埋め込み技術を援用し,頻出パターンの分散表現を獲得する技術を開発した。またベクトル空間上で,特徴点抽出や例外発見,ネットワーク分析を展開することで,パターンの外延(構成要素)と内包(支持集合)を用いる既存手法とは異なる視点で特徴的なパターンを特定する手法を開発した。一方,GPUによるノイズ許容頻出飽和部分グラフ発見の高速化に関しては,探索空間の枝刈りに必要とされる出現マッチング及び飽和性のチェックに必要とされるノイズ許容トランザクションマッチングをそれぞれGPU上で実装し,これらを既存のGPU版頻出部分グラフ発見アルゴリズムと連動させることで全体の並列化を達成した。また,単一区間イベント系列を対象としたパターン列挙技術の開発に関しては,既存の区間イベントの列挙手法と単一系列におけるパターンの頻度尺度を利用し,逆探索に基づくアルゴリズムを開発した。加えて,イベントを起こした主体を変数化することで,より表現力の高いパターンの列挙を実現した。パターンのベクトル化手法に関しては、単語埋め込みを利用した基本的な手法を提案するとともに、現在、後処理による調整やアンサンブル学習など新たな手法の検討に着手している。またベクトル空間の利用技術に関しても、クラスタリングや例外発見、ネットワーク分析など、基本的な利用方法に関しては、その効果を実験的に確認している。その一方で、ベクトル空間上での新規特徴的パターンの開発に関しては、基礎的な検討は終了しているが、今後十分な実験と検証が必要とされる。

分散表現に基づく評価関数の開発に関しては、昨年度までに開発したパターン間の大域的な関係性に基づく評価関数に加え、パターンの構成要素に着目し、頻出パターン問題における構成要素であるアイテム、トランザクション、パターンの各分散表現を利用することで、新たに8種の評価関数を開発した。相関ルールに対する評価関数の開発に関しては、各ルールにおける前提と帰結の関係性を計量することを念頭に頻出パターンに対する評価関数を拡張し、新たに6種の関数を提案した。加えて、相関ルールの拡張であり、形式的には相関ルールの対として表現される間接相関ルールおよび相関行動ルールに関しても、それぞれ評価関数を提案している。深層学習・分散表現技術を用いたツイート分析技術の開発に関しては、日本語ツイートに対する感情強度推定タスクに焦点を当て、ベスト・ワースト・スケーリングを用いて学習コーパスを構築すると共にと、感情種・感情強度を同時推定するマルチタスク学習機構を有する深層学習・分散表現モデルの構築を行った。パターンのベクトル化手法に関しては、単語埋め込みを利用した基本的な手法を提案している。また、ベクトル表現から得られるパターン間の大域的な関係性に着目した評価関数に加え、パターン構成要素の局所的な関係性に着目した評価関数を複数提案している。加えて、ベクトル表現を利用した相関ルールや拡張相関ルールに対する新たな評価関数を開発している。その一方で、パターンが持つ階層性の考慮および深層学習技術の前処理への応用に関しては、基礎的な検討は終了しているが、今後十分な実験と検証が必要とされる。これまで進めてきた新規特徴的パターンの開発を継続し、複数のベクトル空間を同時に考慮することで初めて捉えることのできる特徴的なパターンの開発を目指す。またこれらの考え方を拡張相関ルールへと適用し、ルールの本体部を構成する要素と頭部を構成する要素の距離を考えることで、特徴的なルールを定義する。一方で、人間による知識発見を支援することを目的に、得られる代表的なパターンやルールの視覚化にも取り組む。パターンが複数のベクトルで表現されるという点を積極的に利用し、ベクトル空間を切り替えることや、次元選択、次元圧縮による低次元化を行い、直観的な視覚化を目指す。また今後は、前処理の観点からパターン発見の弱点克服にアプローチする。すなわち、構造データを対象とする深層学習・表現学習技術を前処理として適用することで、不要なパターンの導出を回避する技術の開発を行う。さらにこれらの技術を実データへと適用し、その効果や精度を検証する。参加を予定していた国際会議の時期が3月から5月へと変更になったため、それに係る経費(海外出張費、国際会議参加費等)の執行時期が変更となった。今年度は、研究の更なる促進のため、大学院生による実験補助と実験環境強化のための計算機の購入を予定している。また、海外発表を中心に対外発表を行うと共に、それらを取りまとめ雑誌論文の執筆を行う。
ゴマリグナンセサミノールの新規高純度調製法の確立と脂質代謝改善効果の機序解明

先の研究において、我々はゴマ搾油粕を発酵させることにより、セサミノールアグリコン(SA)の大量製造法を確立した。本研究では、SAをさらに高純度に調製するための抽出方法を検討した。HPLCによる分析では、リグナン類としてSAのみを検出した。ついで脂質代謝調節作用の機序の一つとして、リパーゼ阻害活性ならびに抗酸化活性を測定した。サンプルあたり(ug TE/mmol)の抗酸化活性は、SA<セサミノール配糖体<セサミン、セサモリンおよびセサミノール配糖体を含む混合サンプルであった。さらに、リパーゼ阻害活性を測定したところ、非常に興味深い結果が得られた。これらの結果は、特許出願予定である。セサミノールはゴマに含まれるリグナンの一種であり、脂質代謝改善作用等が報告されているセサミンに水酸基が1分子付加された構造を有する。本研究では、高純度セサミノールの調製法を確立し、その機能性および作用メカニズムを明らかにしている。平成25年度は、高純度セサミノール配糖体、セサミノールアグリコンならびにセサミンの抗酸化活性を比較するために、DPPHラジカル消去活性を指標に測定した。その結果、セサミンには抗酸化活性が認められなかったが、セサミノール配糖体ならびにセサミノールアグリコンは、1モル当たりほぼ同程度のDPPHラジカル消去活性が観察された。ゴマ搾油粕を発酵させ調製したセサミノール高含有サンプルをHPLCにより分析したところ、セサミノールアグリコンは立体構造の違いにより3種が検出された。ゴマリグナンの抗酸化活性をHPLCによりオンライン分析したところ、セサミノールアグリコン、セサミンおよびセサモリンの検出時間に抗酸化活性ピークが得られた。オンラインによる各リグナン類の抗酸化活性と分取したリグナン類の抗酸化活性では、高い相関が得られた。さらに、脂質代謝に関与するリパーゼ阻害活性をセサミノール配糖体ならびにセサミノールアグリコンで比較するために、測定方法の確立を行っている。セサミノールはゴマに含まれるリグナンの一種であり、抗酸化活性を有することが報告されている。本研究では、高純度セサミノールの調製法を確立し、その機能性および作用メカニズムを明らかにする。ゴマリグナンのHPLCによる分析条件を検討し、セサミノールアグリコンは構造の違いにより主要ピーク3本が検出された。セサミノールアグリコンおよびセサミノール配糖体の抗酸化活性をDPPHラジカル消去活性を指標に測定したところ、分子量当たりの活性は同程度であった。さらに、セサミノールアグリコンの工業的調製法を検討し、純度の異なるセサミノールアグリコン3サンプルを調製した。3種類の抗酸化活性は、同程度であった。さらに、HPLCにより検出されたセサミノールアグリコン、セサミンおよびセサモリンを分取し、抗酸化活性を比較した。その結果、セサミノールアグリコンは構造の違いにより検出された3本のピークで異なる抗酸化活性を示した。さらに、セサミノールアグリコンで得られた最も高い抗酸化活性は、セサミンおよびセサモリンよりも高かった。さらに、ゴマリグナンの抗酸化活性をHPLCによりオンライン分析したところ、セサミノールアグリコン、セサミンおよびセサモリンの活性を検出することが可能となった。また、オンラインによる各リグナン類の抗酸化活性と分取したリグナン類の抗酸化活性では、高い相関が得られた。高純度セサミノールを調製するために、C18、amino propyl、diol、cyano propyl、acell plus QMAのsep-packカラムを用い、タンパク質の除去を試みている。ゴマは、必須脂肪酸であるリノール酸を多く含み、さらにリグナン類であるセサミン、セサミノール、セサモール、セサモリノール、セサモリンを含むことが知られている。また、セサミノールモノ、ジおよびトリグルコシドなどのリグナン前駆体も含んでいる。これらの化合物は、一般的に強い抗酸化作用を示し、さらにセサミンについては、アルコール代謝促進作用、抗ガン、抗高血圧作用や脂質代謝改善作用などの多様な生理機能を発揮することが報告されている。とくに、セサミンはサプリメント等が広く市販・利用されている。一方、リグナンのうち、セサミノールは、その構造が多様な性活性を発揮するセサミンに水酸基が付加された非常に類似の構造であることから、セサミンと同様あるいは水溶性が高く、消化・吸収されやすい可能性が推察され、セサミンの生理活性を上回る可能性が期待されている。しかしながら、セサミノールは、アグリコンとしてはゴマ中に微量しか存在しないために、単離が困難であり、十分には研究が行われていない。先の研究において、我々はゴマ搾油粕を発酵させることにより、セサミノールアグリコンの大量製造法を確立した。

本研究では、セサミノールアグリコンをさらに高純度に調製するための抽出方法を検討した。HPLCによる分析では、リグナン類としてセサミノールアグリコンのみを検出した。ついで脂質代謝調節作用の機序の一つとして、リパーゼ阻害活性ならびに抗酸化活性を測定した。サンプルあたり(ug TE/mmol)の抗酸化活性は、セサミノールアグリコン<セサミノール配糖体<セサミン、セサモリンおよびセサミノール配糖体を含む混合サンプルであった。さらに、リパーゼ阻害活性を測定したところ、非常に興味深い結果が得られた。これらの結果は、特許出願予定である。栄養化学現在までのところ、これまで明らかになっていなかった立体構造の異なるセサミノールアグリコンの抗酸化活性を調べた。また、構造の類似するセサミンとの違いについても明らかにした。セサミノール配糖体は、セサミノールアグリコンに加水分解された後に吸収される可能性が高いこと、さらにはさまざまな機能性が報告されているセサミンと構造が類似しているにも関わらず、セサミンは生体内でセサミノールには変換されないことから、セサミノールアグリコンの機能性を明らかにすることは新規性が高いと考えられる。また、得られた結果については特許出願を検討している。現在までに、セサミノールアグリコンの分析条件の設定を行い、検出されたピーク毎の機能性評価が可能となった。また、セサミノールとして検出されたピーク3本について、ピーク毎の抗酸化活性の測定が可能となり、貴重なデータが得られている。研究目的達成のために、おおむね順調に進展しており、今後も計画に沿って進めて行く予定にしている。現在、検出しているセサミノールアグリコンやセサミンについて、LC-MSを用いて物質の同定を行う。さらに、リパーゼ阻害活性の測定方法を確立し、HPLCで検出したピーク毎に比較する。また、大量調製した高純度セサミノールアグリコンサンプルをラットに投与し、油脂負荷試験を行い、リパーゼ阻害活性との相関を検討する。高いリパーゼ阻害活性の得られたセサミノールアグリコンについては、マウスに摂食させ、脂質代謝に及ぼす影響について再確認する。動物実験に関しては、崇城大学の動物実験倫理委員会の承認が得られたことから、遂行可能な状況である。今年度以降、脂質代謝に関与するリパーゼ阻害活性を検出ピーク毎ならびにセサミノール配糖体等と比較する。また、高純度セサミノール調製に必要なカラムの選択と分離条件の検討を行い、工業的大量調製法に応用する。さらに、大量調製した高純度セサミノールアグリコンサンプルをラットに投与し、油脂負荷試験を行い、リパーゼ阻害活性と対比させる。また、高純度セサミノールアグリコンをラットに摂食させ、脂質代謝に及ぼす影響について再確認する。動物実験に関しては、崇城大学の動物実験倫理委員会の承認が得られたことから、遂行可能な状況となった。該当なし
人工知能(AI)を利用した顎顔面の成長予測技術の開発

本研究の目的は近年急速に発達している人工知能技術の一つであるディープラーニング(多層畳み込みニューラルネットを用いた機械学習)を用いる事で、従来の方法より高い精度で顎顔面の成長量と成長方向を予測する事である。画像を直接学習データとして使用することで、従来の方法では切り捨てられていたX線画像の微妙な濃淡などの細かな情報を全て利用することが可能となり、予測精度の向上が期待できる。当該年度は畳み込みニューラルネットの実装と、電子カルテシステムから出力した学習用データを用いてニューラルネットの学習を行った。畳み込みニューラルネットには顎骨の成長による変形を予測する構造を組み込んだ。学習用データには頭部を基準に重ね合わせを行った約500人の成長前後のX線画像を使用した。これを用いてニューラルネットの学習を行い、人工的に成長前の画像を参考に成長後のX線画像が生成できることを確認した。学習後のネットワークにテストとして成長期の患者のX線画像を入力すると、下顔面が前下方に成長したX線画像が出力された。一方で成人の患者のX線画像を入力すると、入力画像から殆ど変化が無い画像が成長後の画像として出力された。現在のところ人工知能により生成される画像がやや不鮮明であるものの、この結果から学習済みの人工知能がX線画像から自動的に顎顔面の成長に関わる情報を抽出し、将来の成長量や方向を予測することが可能であることが示唆された。本研究を行うに当たっては、大量の患者データを電子カルテから出力する必要があるが、電子カルテシステムがそのような大量のデータの出力を想定しておらず、一括して出力することが不可能であった。その為1件ずつ画像情報を記録用電子メディアに出力することとなったが、マンパワーや出力用機器が旧式であるといった問題があり、放射線科から一日の出力件数を制限されるなど、想定外の部分がボトルネックとなった。現状では人工知能により生成される画像はやや不鮮明で、そのままでは画像のトレースやランドマークのプロットなどの定量化が難しい状態である。定量化可能な程度に鮮明な画像を得るため、近年考案されたGenerative adversarial networksなどの手法の導入を行う。鮮明な画像が得られるようになった時点で人工的に生成された画像と実際の画像で比較を行い、予測精度の評価を行う。
性機能系の発達過程におけるメラトニンの病態・生理学的役割に関する研究

思春期発来過程で、性機能系が発育発達する段階での松果体臓器のmelatonin産生動態を特にgonadal-pineal feedback機構に注目し検討した。ラットにおいては生後6週齢で初回排卵が認められるが、melatonin産生能は生後から膣開口期の6週にむけ増量し、以後排卵周期の確立の過程で低下し、8週で安定する。一方、6週齢で卵巣を摘除した群では、排卵周期確立過程でのmelatoninの減少はみられず、逆に著明な増加が示された。さらに、卵巣摘除ラットに外因性にエストロゲンを負荷することで正常ラットと同一のmelatonin産生動態を再現することが可能であった。また、4週齢で卵巣摘除を行った遅発思春期モデルラットでは排卵周期の確立した時期に相当する8週齢でもmelatoninの減少はみられず、逆に4週齢よりエストロゲンを投与した早発思春期モデルラットでは6週齢で既に8週齢に相当するmelatoninレベルを示した。従ってこれら一連の検討成績から、排卵周期確立過程での松果体でのmelatonin産生能は卵巣より分泌されるエストロゲンにより強く調節されていることが明らかとなった。Melatoninの産生はN-acetyltransferase(NAT)とHydroxyindole-O-metyltransferase(HIOMT)がkey enzymeであるが、melatonin産生能は正常ラット、卵巣摘除ラット、卵巣摘除エストロゲン負荷ラット共にNAT活性と強く相関することから、エストロゲンの作用はNAT活性を規制する機序に基づくことが強く示唆された。松果体中のmelatonin産生はノルエピネフリンにより調節され、cyclic AMPがセカンドメッセンジャーとしてNAT活性を規制する。そこで上記の実験モデルを用い、cyclic AMP酸性酵素であるadenylate cyclase活性とmelatonin,NAT活性、HIOMT活性との関連を検討すると、NAT活性とadenylate cyclase活性の間に強い相関のあることが明らかとなった。今回の一連の研究から、性機能系の発達過程でのmelatonin産生能は、卵巣より分泌の増量がみられるエストロゲンがadenylate cyclase活性、NAT活性を調節することで強く影響していることが明らかとなった。またAntigonadal作用を有するmelatoninの産生低下が性機能系の発達に関与していることが示唆された。思春期発来過程で、性機能系が発育発達する段階での松果体臓器のmelatonin産生動態を特にGonadal-pineal feedback機構に注目し検討した。ラットにおいては生後6週齢で初回排卵が認められるが、melatonin産生能は生後から膣開口期の6週にむけて増量し、以後排卵周期の確立の過程で低下する。即ち、排卵周期確立過程でのmelatonin産生能は卵巣より分泌されるエストロゲンにより強く調節されていることが明らかとなった。

Melatonin生合成ではN-acetyltransferase(NAT)とHydroxy-O-metyltransferaseがkey enzymeであるが、melatonin産生能は正常ラット、卵巣摘除ラット、卵巣摘除エストロゲン負荷ラット、共にNAT活性と強く相関することから、エストロゲンの作用はNAT活性を規制する機序に基づくことが強く示唆された。松果体中のmelatonin産生はノルエピネフリンにより調節され、cyclic AMPがセカンドメッセンジャーとしてNAT活性を規制する。さらに、今回の検討からCyclic AMP産生酵素であるadenylate cyclase活性はMelatonin,NAT活性と極めて強く相関することが明らかとなった。一方、ノルエピネフリンは卵巣摘除およびエストロゲン負荷により明らかな影響は認められなかった。今回の一連の研究から、性機能系の発達過程でのmelatonin産生能は、卵巣より分泌の増量がみられるエストロゲンがadenylate cyclase,NAT活性を調節することで強く影響していることを明らかにした。思春期発来過程で、性機能系が発育発達する段階での松果体臓器のmelatonin産生動態を特にgonadal-pineal feedback機構に注目し検討した。ラットにおいては生後6週齢で初回排卵が認められるが、melatonin産生能は生後から膣開口期の6週にむけて増量し、以後排卵周期の確立の過程で低下し、8週で安定する。一方、6週齢で卵巣を摘除した群では、排卵周期確立過程でのmelatoninの減少はみられず、逆に著明な増加が示された。さらに、卵巣摘除ラットに外因性にエストロゲンを負荷することで正常ラットと同一のmelatonin産生動態を再現することが可能であった。また、4週齢で卵巣摘除を行った遅発思春期モデルラットでは排卵周期の確立した時期に相当する8週齢でもmelatoninの減少はみられず、逆に4週齢よりエストロゲンを投与した早発思春期モデルラットでは6週齢で既に8週齢に相当するmelatoninレベルを示した。従ってこれら一連の検討成績から、排卵周期確立過程での松果体でのmelatonin産生能は卵巣より分泌されるエストロゲンにより強く調節されていることが明らかとなった。Melatoninの産生はN-acetyltransferase(NAT)とHydroxyindole-O-metyltransferase(HIOMT)がkey enzymeであるが、melatonin産生能は正常ラット、卵巣摘除ラット、卵巣摘除エストロゲン負荷ラット共にNAT活性と強く相関することから、エストロゲンの作用はNAT活性を規制する機序に基づくことが強く示唆された。
アレン分子内環状反応を機軸とする生理活性天然物の合成研究

アレニエ-テルの分子内環状反応に関しての基礎的な研究を踏まえ、縮環型ラクトン化合物の極めて効率的な合成法を開発した。更にこの戦略法を、生理活性天然物フォルスコリン(Forskolin)の全合成に組み込み、その不斉全合成を達成することができた。原料のアルコ-ル体は、αーヨノンから4段階で合成した。ここで得られたアルコ-ル体をプロパギル化し、次いで塩基性条件下で処理するとアレニルエ-テルを経由したDielsーAlder付加体が得られ、水和・酸化を行うことによりラクトン体を得た。一方、付加体のメタノ-ル付加より得られるヘミアセタ-ル体に対し、ハイドロボレ-ション・酸化・エピメリ化を行いケトン体を得、更にエノンに導いた後、有機銅試薬による共役付加を行いメチル化した後、再びエノンとし、更にヘミアセタ-ルをラクトンに再生することにより有用合成中間体のラクトン体を得た。本品は旋光度を含む物性値がCoreyらの報告とよく一致した。また、ジエン部分にフラン環を用いたアレニルエ-テルの分子内環状付加反応を利用して、縮環型フラン化合物の効率的な合成法であるフラン環転送反応(Furan Ring Transfer Reaction:FRT反応)の開発にも成功した。この戦略法を利用して生理活性天然物ユ-リフラン(Euryfuran)の新規全合成経路を開発することにも成功した。原料となるジオ-ル体はトリーOーアセチルーDーグルカ-ルより2段階で合成した。まず一級アルコ-ルの選択的保護の後、プロバルギル化を行い、1回目のFRT反応を適用した。更に接触水素添加・酸化を行い、得られたケトン体のジェミナルジメチル化後、還元によりケトンを再びアルコ-ルとした後、脱水を行い二環性のフラン化合物を得た。次に一級アルコ-ルを脱保護後、プロパルギルエ-テルに誘導し、2回目のFRT反応を適用し、さらに生じたアリルアルコ-ルを[3,3]転位を利用して核環位にメチル基を導入し、三環性のフラン化合物を得、更に引き続く変換によりユ-リフランを得た。本品はスペクトルの詳細な比較により天然品と同一でることが確認された。アレニルエ-テルの分子内環状反応に関して基礎的な研究を踏まえ,3環性ラクトンの極めて効率的な合成法を見出した。さらに,この戦略法を光学活性フォルスコリンの全合成経路に組み込み,その全合成を達成することができた。原料のアルコ-ル体は,αーヨノンから4段階で合成した。こゝで得られたアルコ-ル体をプロパルギル化し,ついで塩基性条件下で処理したところ,予想通り容易に付加体が得られた。次に,水和,酸化によりラクトン体を得た。一方,付加体の水加,メタノ-ル付加により得られたヘミケタ-ル体をハイドロボレ-ションに付し,ついで酸化によりケトン体とした。こゝで得たケトン体を塩基処理によりエピメソ化し,所望のトランス縮環型に変化させ,フェニルセレニル化一酸化によりエノン体を単離した。

エノン体に対し,グリニヤ-ル試薬により1,4ー付加によりメチル体となし,最後に酸接触により有用中間体のラクトン体を得ることに成功した。尚本品はmcp166ー167°C,[α]^<27>_Dー37,4゚を示しCareyらの報告とよく一致している。本研究の成果に引き続き,海綿成分のシストリケントリンβの光学活性体の合成に応用し検討を加えた。アレニルエ-テルの分子内環状反応に関しての基礎的な研究を踏まえ、縮環型フランの効率的な合成法であるフラン環転送反応(Furan Ring Transfer Reaction:FRT反応)を開発した。更に、この戦略を利用して生理活性天然物ユ-リフラン(euryfuran)の全合成を検討し、その全合成法を確立した。原料となるジオ-ル体は、トリーOーアセチルーDーグルカ-ルから2段階で合成した。このジオ-ル体の1級アルコ-ル保護し、2級アルコ-ルをプロパルジン化し、得られたプロパルジルエ-テルに対し、FRT反応を適用したところ、予想通り新たにフラン環を再生したアリルアルコ-ル体が生成した。更に、接触水素添加・酸化して得られるケトン体に対してジェミナルジメチル化を行い、引続きケトンを還元し、キサンテ-トエステルを経由した脱水を行うことにより、二環性のフラン化合物を得た。次に、脱保護により得られる1級アルコ-ルをプロパルジル化し、再びFRT反応を適用することにより生成するアリルアルコ-ル体に[3,3]転位を利用して核間立にメチル基を導入し、三環性のフラン化合物を得た。このものを、ハイドロボレ-ションによりアルコ-ル体とした後、キサンテ-トエステルを経由した脱水によりユ-リフランへと導いた。ここで合成されたユ-リフランは、スペクトル等の詳細な比較により、天然品と同一であることが確認された。
ブタ肺静脈に対する薬剤溶出性ステント留置後の再狭窄における病理学的検討

新生児・小児の肺静脈狭窄病変は症状の進行が早く、重篤かつ致死的となる。それらに対して現在、外科治療に加え一部カテーテル治療が試みられているが、その多くは術後再狭窄や閉塞をきたし、有効な治療法とは成り得ていない。小児において冠動脈や肺動脈狭窄に対する動脈血管へのステント治療は有効である。また成人領域では大腿静脈や腸骨静脈、大伏在静脈のバイパスなどの静脈血管の狭窄に対するステント治療は有効性が示されている。一方、薬剤溶出性ステントは、従来の金属ステントに替わり成人領域では冠動脈での開存率が向上している。静脈血管に対しても有用性が期待されるが、小児の肺静脈狭窄病変の薬剤溶出性ステント治療は症例報告しかなく、多数の症例や長期の経過観察を行った報告は現在のところみられない。いまだ効果と安全性は明確ではない。そこでこの解決法を見い出すため、ブタを使用した動物実験において、肺静脈に薬剤溶出性ステントを留置し、それに対するステント内狭窄、病理組織学的変化や血栓形成などの副反応を調査し、小児の肺静脈狭窄病変に対する治療のモデルとして薬剤溶出性ステントの有用性を検討することを目的としている。実験の成果としては、当院の透視設備のある動物実験室において、静脈投与による全身麻酔下にて左開胸を行い、左心房より外科的手技とカテーテルの使用によるハイブリット手技による肺静脈へのステント留置、造影検査の手順までについては可能となり、実験手技については確立しているが、動物実験室の改修工事にともない実験が現状行うことができず、2018年の秋に動物実験室の使用が可能となったが、動物実験を進行することができず、組織学的な評価を進めるるため、内皮組織の蛋白発現のためのRTーPCRの予備実験をすすめた。現時点での実験の成果としては、当院の透視設備のある動物実験室において、静脈投与による全身麻酔下にて左開胸を行い、左心房より外科的手技とカテーテルの使用によるハイブリット手技による肺静脈へのステント留置、造影検査の手順までについては可能となり、実験手技については確立しつつある。現在は、当初使用の予定をしていた薬剤溶出性ステントから、他の薬剤溶出性ステントの使用について考慮している。文献的な検討や学会参加を行い、実験に対しより効果的と考えられる薬剤溶出性ステントの再検討を行っている。ステント選択の後に実験を進めていく予定である。ブタの肺静脈にステントを留置するための開胸してステントを留置するための外科的手技とカテーテルによるハイブリットの実験手技と管理方法については確立している。しかし当初使用する予定であった金属ステントと薬剤溶出性ステントの選択について、再検討を行っている。現在は薬剤溶出性ステントが数種類あり、静脈系のステントにおいてどの薬剤溶出性ステントの使用がより効果的に先進的に実験が可能であるかを考慮する必要があり、現在は文献的な検討と学会参加により知識を深めているが、実験や現在までの静脈系に対するステント留置の実験報告が少ないため難渋している。新生児・小児の肺静脈狭窄病変は症状の進行が速く、重篤かつ致死的となる。それらに対して現在、外科治療に加え一部カテーテル治療が試みられているが、その多くは術後再狭窄や閉塞を来たし、有効な治療とは成り得ていない。小児において冠動脈、肺動脈狭窄、大動脈狭窄に対するステインと治療は有効性が示されている。一方、薬剤溶出性ステントは、従来の金属ステントに代わり成人領域では冠動脈での開存率が向上し主流となりつつある。静脈血管に対しても有用性が期待されるが、小児の肺静脈狭窄病変の薬剤溶出性ステント治療は症例数が少なく、多数の症例や長期の経過観察を行った報告は現在のところみられない。そこでこの解決法を見出すため、ブタを使用した動物実験において、薬剤溶出性ステントを留置しそれに対するステント内狭窄や病理学的変化・血栓形成などの副反応を調査し、小児の肺静脈狭窄病変に対する治療のモデルとして薬剤溶出性ステントの有用性を検討することを目的としている。

現時点での実験の成果としては、当院の透視設備のある動物実験室において、静脈麻酔による全身麻酔下にて呼吸器管理を行い、左開胸を行い、左心房より外科的手技とカテーテルの使用によるハイブリッド手技による肺静脈へのステント留置、造影検査の手順までは可能であり実験手技については確立しつつある。されにRF wireによる心房間交通の作成からのステント留置も検討している。現在は種々の薬剤溶出性ステントにおいて最適なものを考慮しており、分権的な検討や学会参加を行い、より効果的なステントの再検討を行っている。ステントを決定の後に実験を進める予定。実験方法については確立しているが、当初使用する予定であった金属ステントと薬剤溶出性ステントについて、より先進的かつ効果的なステントについて検討を行っている。静脈に対する薬剤溶出性ステントの報告は少なく、文献的報告・学会報告を再検討している。しかしいまだに実験報告がすくなく難渋している。新生児・小児の肺静脈狭窄病変は症状の進行が早く、重篤かつ致死的となる。それらに対して現在、外科治療に加え一部カテーテル治療が試みられているが、その多くは術後再狭窄や閉塞をきたし、有効な治療法とは成り得ていない。小児において冠動脈や肺動脈狭窄に対する動脈血管へのステント治療は有効である。また成人領域では大腿静脈や腸骨静脈、大伏在静脈のバイパスなどの静脈血管の狭窄に対するステント治療は有効性が示されている。一方、薬剤溶出性ステントは、従来の金属ステントに替わり成人領域では冠動脈での開存率が向上している。静脈血管に対しても有用性が期待されるが、小児の肺静脈狭窄病変の薬剤溶出性ステント治療は症例報告しかなく、多数の症例や長期の経過観察を行った報告は現在のところみられない。いまだ効果と安全性は明確ではない。そこでこの解決法を見い出すため、ブタを使用した動物実験において、肺静脈に薬剤溶出性ステントを留置し、それに対するステント内狭窄、病理組織学的変化や血栓形成などの副反応を調査し、小児の肺静脈狭窄病変に対する治療のモデルとして薬剤溶出性ステントの有用性を検討することを目的としている。現時点での実験の成果としては、当院の透視設備のある動物実験室において、静脈投与による全身麻酔下にて左開胸を行い、左心房より外科的手技とカテーテルの使用によるハイブリット手技による肺静脈へのステント留置、造影検査の手順までについては可能となり、実験手技については確立しているが、動物実験室の改修工事にともない実験が現状行うことができず、改修工事の終了を待っている。ブタの肺静脈にステントを留置するための開胸してステントを留置するための外科的手技とカテーテルによるハイブリットの実験手技と管理方法については確立している。実験報告が少ないため、現在は文献的な検討と学会参加により知識を深めている。研究開始時には予定されていなかった、動物実験室の改修工事の改修工事の終了を待ち、実験を進める予定。
教職大学院における数学教師を目指す学部新卒院生の省察に関する研究

本研究では,数学教師志望学生の専門的力量形成,特に,これからの教師像として期待される,学び続ける教師像にとって不可欠な省察に焦点を当て,彼らの省察が大きく変容する機会である教育実習に注目し,そこでの授業実践についての省察の実態やその変容過程,さらには変容の要因を明らかにすることを目的とした。国内外での数学教師の省察に関する先行研究を整理し,日本の数学教師や実習生の省察分析にむけた理論的視座や分析手法を考察した。そして,教職大学院での教育実習における数学教師志望学生の省察について,事後検討会での協議,実習生による授業実践の省察記述などの文字データに基づく事例研究を行った。そのために,まず,国内外での数学教師の省察に関する先行研究を整理し,日本の数学教師や実習生の省察分析にむけた理論的視座や分析手法の知見を得る。次に,他の教職大学院における教育活動を,教育実習や学部新卒学生の省察に対する働きかけを中心に調査する。また,教職大学院での学び,特に教育実習を通して,数学教師を目指す学部新卒学生の省察の実態やその変容を明らかにする。そして,学部新卒学生の省察の質的向上にむけた方策を考察し,今後の教職大学院の教育活動,さらには教育課程の改善にむけた示唆を得る。平成26年度は,46月にかけて,数学教師の専門的力量や省察に関する先行研究を整理し,全国数学教育学会第40回研究発表会(6月)にてポスター発表「数学教師の教授的力量形成に関する予備的考察」を行った。71月にかけて,学部新卒学生1名の教育実習における省察の実態を分析し,その結果について,全国数学教育学会第41回研究発表会(1月)にて口頭発表「数学教師志望学生による授業実践についての省察に関する研究(1)ー教育実習における教職大学院生Aの省察を事例としてー」を行った。本研究では、数学教師志望学生の専門的力量形成、特にこれからの教師像として期待される「学び続ける教師」にとって不可欠な省察に焦点を当て、彼らの省察が大きく変容する機会である教育実習に注目し、そこでの授業実践についての省察の実態やその変容過程、さらには変容の要因を明らかにすることを目的としている。平成27年度では、前年度同様、教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態などを明らかにするための事例研究を行ってきた。実習における事後検討会での発言を文字データとして収集し、その特徴を質的アプローチを用いて分析した。また、実習後、大学にて行った実習の振り返りにおける発言も文字データとして収集し、実習時の省察との違いを比較分析した。事例数が少ないため、すぐに一般化することはできないものの、数学教師志望学生の省察の実態として、意図した数学授業と実施した数学授業の乖離、生徒の学習活動に対する授業者としてのファシリテーションの困難さへの強い意識があり、省察の変容として、授業者の教授活動から生徒の学習活動への焦点の移動、数学教師としての教材研究の浅さの自覚が明らかとなった。また、そうした変容の要因として、授業実践の経験や事後検討会における他者との協議が考えられた。また、学部新卒学生による省察の質的向上にむけた方策を検討するために、長崎大学と上越教育大学のそれぞれで開催された教育フォーラムに参加し、教職大学院における教師教育の実践報告を聴講した。そこから、今後の教師教育のあり方についての知見を得ることができた。平成27年度は、3つの課題を設定したが、それらの達成度は以下のとおりであり、全体としてはやや遅れている状況である。(1)教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態等の研究については、今年度は3名の学生を対象とした事例研究に取り組んできたが、収集したデータの分析が継続中である。(2)他の教員養成機関の取り組みに関する調査としては、長崎大学と上越教育大学が実施した教育フォーラムに参加し、教職大学院生の授業実践についての省察に関連する研究発表を聴講した。(3)学部新卒学生の省察の質的向上にむけた方策については、引き続き、今後の研究活動に即して検討する予定である。本研究では,数学教師志望学生の専門的力量形成,特にこれからの教師像として期待される「学び続ける教師」にとって不可欠な省察に焦点を当て,彼らの省察が大きく変容する機会である教育実習に注目し,そこでの授業実践についての省察の実態やその変容過程,さらには変容の要因を明らかにすることを目的とした。平成28年度も引き続き,教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態などを明らかにするための事例研究を行った。特に,省察の過程や時間性を分析の観点とし,また,ベテラン教師の省察との比較分析も行った。省察の過程を観点とした分析結果として,幅広い事実を把握してはいるものの,漠然とした事実把握に留まり,分析も数学学習に関する要因にまで及ばず,そのため,一般的な教授法に関する改善策の提起に留まる傾向がみられた。また,他者との協議の前後で,改善の段階に関する変容がみられたものの,他者の考えをそのまま受け入れる傾向があった。省察の時間性を観点とした分析結果として,直後の省察の特徴として,授業者としての感情や教授活動が主な内容であり,子どもの学習活動の詳細や,教授活動の問題点の分析にまでは及んでいない傾向がみられた。一方,時間を置いた省察の特徴として,事実に基づく問題点の把握や,その要因の分析,自身の数学教育観についての反省にまで及ぶ点がみられた。そうした変容の要因として,授業実践からの時間的・空間的距離,授業実践に関する客観的事実の直視,授業実践や子どもの反応を通した意図されたカリキュラムの理解が推察された。

本研究では,数学教師志望学生の専門的力量形成,特に,これからの教師像として期待される,学び続ける教師像にとって不可欠な省察に焦点を当て,彼らの省察が大きく変容する機会である教育実習に注目し,そこでの授業実践についての省察の実態やその変容過程,さらには変容の要因を明らかにすることを目的とした。国内外での数学教師の省察に関する先行研究を整理し,日本の数学教師や実習生の省察分析にむけた理論的視座や分析手法を考察した。そして,教職大学院での教育実習における数学教師志望学生の省察について,事後検討会での協議,実習生による授業実践の省察記述などの文字データに基づく事例研究を行った。数学教師志望学生の授業実践についての省察の実態やその変容過程,さらには変容の要因を明らかにすることを目的としている。そのために,4つの課題を設定したが,それらの達成度は以下のとおりであり,やや遅れていると考える。(1)国内外での数学教師の省察に関する先行研究の整理については,すでに上記のとおり実施しており,十分達成できたと考える。(2)他の教員養成機関,特に教職大学院での取り組みに関する調査については,そのための準備や交渉をしているところであり,これから実施する予定である。(3)教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態などの研究については,上記のとおり一名の学生を対象とした事例研究を実施した。また,他の学生の省察に関するデータ収集を行っており,現在,その分析を行っている。(4)学部新卒学生の省察の質的向上にむけた方策などについては,学生の省察の実態や各教員養成機関での取り組みの調査など,今後の研究活動に即して検討する予定である。基本的には、計画に即して、以下のように研究を推進していく。(1)教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態等の研究については、これまでに収集した学生の省察に関するデータを分析し、複数の事例を継続的に比較しながら、その実態に迫ることとし、その結果を全国数学教育学会や日本数学教育学会にて発表する。また、引き続き、学生の省察に関するデータの収集も行う。(2)他の教員養成機関での取り組みに関する調査については、前年度同様、特に教職大学院を中心に訪問し、関係者へのインタビュー調査等を実施する。(3)上記の取り組みを踏まえ、学部新卒学生の省察の質的向上にむけた方策について検討する。数学教育学基本的には計画に即して,以下のように研究を推進していく。(1)教職大学院での教育実習における学部新卒学生の省察の実態などの研究については,これまでに収集した,学生の省察に関するデータを分析し,複数の事例を継続的に比較しながら,その実態に迫ることとし,その結果を発表する。また,引き続き,学生の省察に関するデータの収集を行う。(2)他の教員養成機関での取り組みに関する調査については,特に教職大学院を中心に訪問し,関係者へのインタビュー調査等を実施する予定である。(3)こうした取り組みを踏まえ,学部新卒学生の省察の質的向上にむけた方策などについて検討していくこととする。調査対象学生の数が予定よりも少なくなり、文字入力作業のための人件費・謝金の使用額が少なくなった。
発癌遺伝子の共同作用による細胞のがん化

レトロウイルス, DNA型腫瘍ウイルス,及び細胞の発癌遺伝子は,細胞の不死化に関与する不死化遺伝子(Immortalizing gene:IM gene)と不死化(樹立化)した細胞をトランスホームするトランスホーミング遺伝子(TFgene)に分類されている.つまりラット初期培養細胞(REF)はIMgeneとTRgeneの共同作用により癌化すると考えられている.本研究においては(1)IMgene間, TFgene間での共同作用および(2)IMgeneとTFgene間のこれまで検討されていない組合せによる共同作用を一つの発癌遺伝子ではトランスホームされにくい各種細胞系を用いて検討し,ヒト発癌機構の解明に役立てることを目的とした.得られた成果を要約すると以下の通りである.(1)IMgene間の共同作用:ウイルスプロモーターに連結したcーmyc(活性型)はSV40のnontransforming初期変異株(in A941),およびアデノウイルス12型E1Aと共同作用しラット樹立化細胞株3Y1をトランスホームした.なお前者の組合せについてはREFを用いても同様であった.後者の組合せについてはそれ自身のプロモーターをもつcーmyc(非活性型)を用いても同様の結果を得,この場合E1Aのトランス作用によるcーmycの活性化が関わっている可能性が示唆された.(3)ras, mos, src, rafはin A941とそれぞれ共同作用しREFをトランスホームした.一方活性化mycはras,srcと共同作用したが, mos,rafとは共同作用しないか,しても効率は低かった.今後, IMgene間の他の組合せについても共同作用の有無を検討するとともにその機構を明らかにして行きたい.レトロウイルス, DNA型腫瘍ウイルス,及び細胞の発癌遺伝子は,細胞の不死化に関与する不死化遺伝子(Immortalizing gene:IM gene)と不死化(樹立化)した細胞をトランスホームするトランスホーミング遺伝子(TFgene)に分類されている.つまりラット初期培養細胞(REF)はIMgeneとTRgeneの共同作用により癌化すると考えられている.本研究においては(1)IMgene間, TFgene間での共同作用および(2)IMgeneとTFgene間のこれまで検討されていない組合せによる共同作用を一つの発癌遺伝子ではトランスホームされにくい各種細胞系を用いて検討し,ヒト発癌機構の解明に役立てることを目的とした.得られた成果を要約すると以下の通りである.(1)IMgene間の共同作用:ウイルスプロモーターに連結したcーmyc(活性型)はSV40のnontransforming初期変異株(in A941),およびアデノウイルス12型E1Aと共同作用しラット樹立化細胞株3Y1をトランスホームした.なお前者の組合せについてはREFを用いても同様であった.後者の組合せについてはそれ自身のプロモーターをもつcーmyc(非活性型)を用いても同様の結果を得,この場合E1Aのトランス作用によるcーmycの活性化が関わっている可能性が示唆された.(3)ras, mos, src, rafはin A941とそれぞれ共同作用しREFをトランスホームした.一方活性化mycはras,srcと共同作用したが, mos,rafとは共同作用しないか,しても効率は低かった.今後, IMgene間の他の組合せについても共同作用の有無を検討するとともにその機構を明らかにして行きたい.
培養細胞を用いた食品成分の抗酸化性評価法

標準抗酸化性物質と食品成分の抗酸化性を培養細胞を用いて評価した。まず、Wolfe & Liuによって提案された培養・分析条件を本研究の分析対象に合うように修正した。修正した方法を使ってフェルラ酸、アスコルビン酸などの抗酸化性を測定し、その有効性を確かめた。次に、野菜の抗酸化性を評価した。ハクサイ、ダイコン、ホウレンソウ、タマネギの相対濃度0.001における蛍光抑制率はそれぞれ56%、52%、32%および26%であった。市販野菜ジュースの6銘柄が示す抗酸化性についてもこの方法で評価した。3銘柄が相対濃度0.1において非常に高い蛍光抑制率(70%以上)を示した。1.動物細胞培養条件、分析条件の再検討平成23年度の研究ではHepG2細胞を用いた抗酸化性の測定データに無視できないばらつきが見られ、細胞の継代培養時の安定性にも難があったために、研究の進行が遅れがちであった。平成24年度はまず最初に、HepG2細胞を用いて安定に抗酸化性を測定するために、原法の培養条件(培地組成など)、測定条件(蛍光試薬を溶かす溶媒)に改良を加えた。その結果、安定して測定を行えるようになった。2.純物質および野菜試料の抗酸化性フェルラ酸、アスコルビン酸、カプサイシン、カルノシンがHepG2細胞内でペルオキシラジカルに対して示す抗酸化性の濃度依存性を明らかにした。いずれも比較的高い抗酸化性を示した。次にハクサイ、ダイコン、ホウレンソウ、タマネギに同量のミリQ水を加えてホモジネートを調製し、固形物を取り除いた水抽出物試料を用いて、抗酸化性を測定した。野菜から調製した試料もHepG2細胞内で比較的高い抗酸化性を示すことを明らかにすることができた。ホウレンソウ、タマネギは研究代表者が開発したミオグロビン法による抗酸化性評価法でも比較的高い抗酸化性を示した野菜である。ハクサイはミオグロビン法ではあまり高い抗酸化性は示さなかったが、HepG2内では比較的高い抗酸化性を示した。同じペルオキシラジカルに対する抗酸化性でもミオグロビン法ではタンパク質の変性に及ぼす影響を直接観測しているのに対して、HepG2細胞を用いる方法では細胞内での様々な反応の総体として抗酸化性を観測しているために、このような差が生じたものと考えている。また、ミオグロビン法とHepG2細胞を用いる方法における抗酸化性評価結果を詳細に比較することで食品成分が示す抗酸化性に対する理解がより深まるものと期待できる。平成23-24年度の研究成果をもとに、HepG2細胞を利用して、6銘柄の市販野菜ジュースが示すペルオキシラジカルに対する抗酸化性を評価した。野菜ジュースは15°C、10,000 rpmで1分間の遠心分離操作を行い、上清を回収した。上清はクリーンベンチ内でフィルター滅菌を行った。さらに、超純水で1/10, 1/100, 1/1000に希釈して実験に用いた。HepG2内でDCFHがペルオキシラジカルとの反応によって発生する蛍光強度をどれだけ抑えることができるか(蛍光抑制率)を指標に野菜ジュースの抗酸化性を判定した結果、蛍光抑制率が70%以上となる強い抗酸化性を示すもの3銘柄と蛍光抑制率が50%以下の弱い抗酸化性をしめすもの3銘柄に分類できた。各野菜ジュースはニンジン、トマト、ホウレンソウなどの野菜を基本成分として、さらに抗酸化性が高いと評価されている野菜(モロヘイヤ、チンゲンサイなど)を強化したり、果実類(レモン、アセロラなど)を添加したりしたものである。抗酸化性が高い銘柄に特徴的に含まれる成分は公にされている資料からは見出すことができなかった。野菜ジュースに含まれる成分量の違いなどが抗酸化性の評価結果に影響を与えているものと推察できた。平成23-25年度の研究を通じて、HepG2細胞を利用して抗酸化性を評価する手法を改良することができ、改良した手法を適用して、フェルラ酸、アスコルビン酸などの純物質が示す抗酸化性、白菜、大根、ホウレンソウ、タマネギなどの野菜類、多くの野菜、果実類を含む野菜ジュースの抗酸化性を明らかにすることができた。本研究で検討した手法を使って、多くの食品類がペルオキシラジカルに対して示す抗酸化性を明らかにすることができると期待される。1.培養細胞を用いたペルオキシラジカルに対する抗酸化性評価ヒト肝臓由来HepG2細胞を利用し、ペルオキシラジカルに対する抗酸化性を評価した。カテキン類、ルチン、ケンフェロール、クエルセチンなどのフラボノイドに対して、平成23年度に購入した蛍光プレートリーダーを用いて、細胞内での抗酸化性を測定した。

ミオグロビン法による評価結果と比較することで興味深い相関性が観察された。両方の方法で高い抗酸化性を示すもの、ミオグロビン法では低い評価しか得られないが、動物細胞を用いた方法では高い抗酸化性が見られるもの、ミオグロビン法では高く評価されるが、動物細胞を用いた方法では低い抗酸化性しか見られないものの3グループに分類できた。これらはミオグロビン法では試験内での化学的反応を反映したものであるのに対して、動物細胞法では細胞表面の受容体との相互作用、抗酸化性物質の細胞膜透過性などの影響も強く受けるためであると考えられた。したがって、この2つの方法の相関関係を詳細に検討することで、抗酸化性物質の動物細胞での作用機序に対する予想が可能になると期待できる。ミオグロビン法で高い抗酸化性が認められたゴボウとホウレンソウについて、動物細胞を用いて抗酸化性を評価した。これらは動物細胞法でも高い抗酸化性が見られた。2.培養細胞を用いたパーオキシナイトライト、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性評価法の確立動物細胞を用いて、パーオキシナイトライト、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルの抗酸化性を評価する方法について検討する予定であったが、1.の研究で予想していなかった興味深い相関性が観察されたため、抗酸化性物質の疎水性度の検討などを行った。そのため、これらの点については平成24年度以降に行うこととした。実験条件を見直した結果、細胞の培養と蛍光測定が順調に進むようになった。純物質、野菜に対する抗酸化性の測定データも順調に増え続けている。動物細胞を用いて、パーオキシナイトライト、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルなどの活性酸素種に対する抗酸化性を評価する方法について検討する予定であったが、ミオグロビン法による抗酸化性の評価結果と動物細胞を用いた抗酸化性の評価結果との間で、予想していなかった興味深い相関性が観察されたため、抗酸化性物質の疎水性度の検討などを行った。そのために、他の活性酸素種を用いた抗酸化性評価法に関する実験には着手できなかった。1. HepG2細胞を用いて、パーオキシナイトライト、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化性の測定を試みる。これらの活性種の細胞内への移行速度が遅い場合には測定ができない可能性もある。2.野菜ジュース類、野菜、抗酸化性ペプチドなど様々な食品成分の抗酸化性をミオグロビン法およびHepG2細胞を用いた方法で検討する。当初の計画では遺伝子解析にも着手することにしていたが、現時点では種々の食品成分に対する抗酸化性をミオグロビン法および動物細胞を用いる方法で評価し、それを比較検討する方が、本研究の目的である「食品成分が示す抗酸化性を総合的に評価し、その理解を深める。」を達成するのに有益であると考えている。平成25年度はこの方針に従って研究を進めたい。培養細胞を用いたパーオキシナイトライト、次亜塩素酸イオン、ヒドロキシラジカルに対する標準物質(フラボノイド類、カテキン類)などの抗酸化性評価を行う。当初はリアルタイムRTーPCR法を用いた遺伝子解析条件を検討する計画であったが、ミオグロビン法による抗酸化性評価と動物細胞を用いた抗酸化性評価との相関関係を詳細に検討することで、食品中の抗酸化性物質の細胞内での作用機序に関する予測が行える可能性が出てきたため、実験結果によっては研究計画を変更することも考えている。研究費の使用計画については当初の計画と変更はほとんどない。