hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アデノシン三リン酸代謝を用いた変形性膝関節症の新徐放性注射薬の研究

昨年度も、膝関節鏡視下手術が必要と思われる患者(軟骨損傷、半月板損傷、靭帯損傷、変形性膝関節症など)の関節液を手術中に22ゲージ針と注射器を用いて収集し、アデノシン三リン酸(ATP)の関節液中の濃度測定を行った。その際、同時に関節軟骨損傷の程度(International Cartilage Repair Society分類を用いての軟骨損傷の程度の評価)、半月板損傷の部位(red-red zone, white-red zone, white-white zone)とその長さ(mm)、靭帯損傷の有無、滑膜炎の有無(ー、+ー、+、++)についても同時に評価を行った。さらに足底分圧器(ウエートアヴェレージャー、ウサギ用、バイオリサーチセンター株式会社)を購入することで、ウサギ膝OAモデル作製後、ウサギ膝関節内注射前後の足底分圧を左右とも計測することができた。またウサギ関節内注射各群(生食群、ヒアルロン酸群、P2X7受容体阻害剤)の検体数を増やし、現在脱灰を行っている。関節液の採取ができない症例があり、今後も症例数を増やす必要があると思われる。ヒアルロン酸と最適に結合し関節内で徐放可能なP2X7受容体阻害剤の作製中である。またウサギ膝の摘出後の脱灰に時間を要している。H30年度も関節液採取数、関節内注射を行いウサギの検体数を増やす予定である。また組織の脱灰後に、パラフィン切片を作製し、各染色を行う予定である。本年度、膝関節鏡視下手術が必要と思われる患者(軟骨損傷、半月板損傷、靭帯損傷、変形性膝関節症など)の関節液を手術中に22ゲージ針と注射器を用いて収集し、アデノシン三リン酸(ATP)の関節液中の濃度の計測を行っている。その際に関節軟骨損傷の程度(International Cartilage Repair society分類:Grade14分類)、半月板損傷の部位(red-red zone, white-red zone, white-white zone)とその長さ(mm)、靭帯損傷の有無(前十字靭帯:ACL,後十字靭帯:PCL)、滑膜炎の程度(ー、ー+、+、++)を同時に確認している。また、ヒアルロン酸(HA)製剤と最適に結合し、関節内で徐放可能なP2X7受容体阻害剤を作製中である。関節液が採取されない症例もあり、今後も症例数を増やす必要があると思われる。ヒアルロン酸と結合しうるP2X7受容体阻害剤薬剤作製に時間を要している。現在HA製剤と3種類の濃度のoATP(1μM, 10μM, 100μM)を混ぜ合わせHAミセル状oATPを作製中である。また日本白色家兎の外側半月板を部分切除し、ウサギOAモデルを作製した(N=12)。上記のウサギOAモデルに、生食使用群(I群:コントロール群)、90万HA使用群(II群)、oATP使用群(III群)、HA+oATP使用群(IV群)を作製し、それぞれ関節内投与を週1回5週連続行った群をそれぞれ作製した。これらから膝関節を摘出し、4%パラホルムアルデヒドにて固定後、EDTAを用いて現在組織を脱灰中である。現在上記のウサギOAモデルに、生食使用群(I群:コントロール群)、90万HA使用群(II群)、oATP使用群(III群)、HA+oATP使用群(IV群)を作製し組織標本の脱灰中である。HA-oATP hydrogelの作製に時間がかかっており、今年度の完成を目指す。現在膝関節鏡視下手術が必要と思われる患者の関節液を現在収集している。今後も手術時に引き続き関節液の採取を行い、関節液中のATP濃度を計測し、その由来(軟骨、滑膜、半月板など)を明らかにする予定である。ヒアルロン酸と最適に結合し関節内で徐放可能なP2X7受容体阻害剤を引き続き検討し、ウサギ膝OAモデルに関節内注射を定期的に行う予定である。また摘出した標本の脱灰、パラフィン包埋、パラフィン切片を作製し、サフラニンO染色を行い、組織学的評価を行う予定である。

また組織の脱灰後に、パラフィン切片を作製し、各染色を行う予定である。関節液の取れない症例もあり、そのため関節液中のATP濃度を計測できなかったため。インキャパシタンステスター(荷重分圧装置)(Linton Instrumentation, Norfolk, England)の購入をしていなかったため。薬品購入、標本作製、アデノシン三燐酸の関節液濃度測定、組織染色費用などにあてる予定である。H28年度も症例数を増やし、関節液中のATP濃度を計測する予定である。
韓国西南地域及び九州東南地域における天然資源の幅広い利用

日本と韓国の両国における技術開発の動向を協調させることにより、両地域の天然資源の高度の利用を推進するため、また官崎大学と韓国順天大学校の交流と共同研究が全学的基盤で行われるように、研究担当者が相互に訪問し、各部局、各施設を訪れ、意見の交換を行った。すなわち、有機光化学の立場から両地域における環境問題や資源利用に関する検討、ソパや茶や椿のような両国に共通した植物資源の起源の遺伝学的解明、急速に進められている工業化やモータリゼーションの中での排気ガス無害化の触媒技術の協力、繊維素を分解する酵素の開発、糖質関連酵素の開発、両地域での市民生活及び両国における英語教育の推進、などについて得られた成果などの検討を行った。本年度は、本学が創立50周年を迎え、国際的な地域協力の指針となるような懇談を重ねるため、上記の成果を踏まえながら、記念シンポジウムを平成11年5月に本学において行った。また、順天大学校においても、平成11年11月に、「両地域の天然資源の概況と利用技術」をテーマとして、合同シンポジウムを行った。宮崎大学と韓国・順天大学校の研究担当者が相互に訪問し、両校の交流と共同研究が全学的な基盤で行われるように、それぞれの大学において各部局、各施設を訪れ、意見の交換を行った。本年度は、両地域の植物資源の遺伝的系譜の系統発生学的な解析、園芸植物の育種の概況、南九州地域のシラス地質の分布と利用技術、糖質関連酵素の固定化や利用技術の状況、糖質分子の構造を解析する方法、両地域における施設園芸の状況の比較検討および家庭での食生活との比較におけるこれらの地域での園芸作物の生産状況の比較分析、これら園芸作物における糖質の分布の調査および繊維素を分解する酵素の応用研究について相互の研究成果の比較検討、糖質変換酵素の研究と開発および機能性糖質の開発についての意見交換、動物育種のための新技術、セラミックス材料の高度利用のための新技術、高温燃焼触媒の利用とその化学、天然物質の有機化学的利用のための新技術、などについて準備の状況、準備された方法の説明、これまでに得られた成果、などについて検討を行った。これらの成果を踏まえながら、平成10年11月に順天大学校において、また平成11年2月に宮崎大学において、「両地域の天然資源の概況と利用技術」をテーマとして、合わせて2回の合同シンポジウムを行い、討論を行うとともに研究の進展を計った。日本と韓国の両国における技術開発の動向を協調させることにより、両地域の天然資源の高度の利用を推進するため、また宮崎大学と韓国順天大学校の交流と共同研究が全学的基盤で行われるように、研究担当者が相互に訪問し、各部局、各施設を訪れ、意見の交換を行った。すなわち、有機光化学の立場から両地域における環境問題や資源利用に関する検討、ソバや茶や椿のような両国に共通した植物資源の起源の遺伝学的解明、急速に進められている工業化やモータリゼーションの中での排気ガス無害化の触媒技術の協力、繊維素を分解する酵素の開発、糖質関連酵素の開発、両地域での市民生活及び両国における英語教育の推進、などについて得られた成果などの検討を行った。
腎疾患関連機能遺伝子“メグシン“の分子機構解明

異常なセリンプロテアーゼインヒビター(セルピン)の細胞内重合は肝臓や神経細胞の機能異常を引き起こし、セルピノパシーを発症することが知られている。我々は本研究において、新規腎臓向性セルピンのメグシンを多臓器に高発現してラットが腎臓・膵臓でのセルピノパシーを発症することを見いだした。メグシン高発現ラット腎臓ではPAS陽性封入体が糸球体上皮細胞(足細胞)、遠位尿細管上皮細胞、集合管細胞に多数認められ、電子顕微鏡、及び抗メグシン抗体を用いた免疫電子顕微鏡解析によって、それら封入体はメグシンから成り、小胞体内に蓄積していること、それに伴って重度の蛋白尿と腎機能低下が認められた。膵臓においても同様の封入体が外分泌細胞やランゲルハンス細胞(β細胞)の小胞体内に認められ、それに伴って低インスリン、高血糖を呈し糖尿病を発症していることが明らかになった。小胞体では新規に合成される蛋白の量とそれらを正常に折り畳みゴルジへ輸送する速度のバランスを崩した場合、小胞体ストレスを呈することが知られている。そうした不均衡を是正する機構のひとつに、小胞体ストレス誘導性分子シャペロン(oxygen regulated protein 150:ORP150、glucose regulated proteins : GRPs)を発現することで蛋白折り畳み速度を上げることができる。言い換えればORP150、GRPsは小胞体ストレスマーカーの一つである。そこで、メグシン高発現ラット腎臓の小胞体ストレスの程度と細胞障害の程度の相関を検討したところ、小胞体内に封入体が蓄積した足細胞ではPRP150、GRPs発現が著しく亢進しており、著名な小胞体ストレスが誘導されていること、また、それに伴って足細胞機能障害が生じていることが明らかにされた。さらにメグシンの小胞体内蓄積がメグシン重合によることを確認するため、重合しない変異メグシン(T334R)を高発現するラットを作出し、腎・膵臓病変を検討したところ、予想通り小胞体内メグシン沈着は認められず、小胞体ストレスや腎・膵臓機能障害も呈しなかった。以上の成果より、メグシン高発現ラットは新規の腎セルピノパシーモデルで、一連の解析を通じて、小胞体ストレスの糸球体障害における病因論の一端が明らかにされた。セリンプロテアーゼインヒビター(セルピン)変異体は立体構造の変化から小胞体(ER)内で分子同士が重合しやすくなり、細胞死を招くことが知られている(セルピノバシー)。本研究で我々は、メサンギウム細胞に高発現する新規セルピン"メグシン"を高発現させたラット(メグシンTgラット)を作製したところ、腎臓においてセルピノパチーと類似の病像を呈することが示されたので、その病態の解析を行った。全身にメグシンを高発現したメグシンTgラット(ホモ)では、興味深いことに、腎臓においてのみ多量のperiodic acid Schiff(PAS)陽性沈着物が検出された。電顕及び免疫電顕にてそのPAS陽性沈着物は肥大した粗面ER内に局在し、メグシンを含むことが示された。腎臓においては、メグシン沈着物は糸球体上皮細胞、遠位尿細管、集合管に認められた。それら細胞ではER肥大に伴いERストレスマーカー(ORP150)の発現亢進が認められ、メグシン沈着物によるERの形態的、機能的異常が確認された。

さらに一部の遠位尿細管上皮細胞ではアポトーシスが誘導されていた。また病理変化に伴い、腎機能障害(BUNと血清クレアチニン値の上昇、蛋白尿)も認められた。メグシンTgラット(ホモ)は生後3週にはメグシン沈着物が光顕レベルで検出され、5-6週令から腎障害を発症し、10週令までにはほぼ100%が致死に至る。ちなみにヘテロメグシンTgラットにおいても同様のメグシン沈着物が検出されるが、その程度は軽度で10週令までに腎障害を発症しない。以上の成果から、高発現させたメグシンはセルピノバシーを発症し、腎障害、膵障害を呈することが明らかになった。さらにこの疾患モデルはERストレスと上皮細胞障害の関連性を示唆する新しいモデルと考えられる。我々は、これまでに腎糸球体構成細胞の一つで腎機能の制御や糸球体腎炎の発症進展に深く寄与するメサンギウム細胞の遺伝子発現プロファイル(body mapping)作成し、それらを用いたトランスクリプトーム解析によって腎疾患関連機能遺伝子"メグシン"を単離同定してきた。メグシンは腎臓特異的な新規セリンプロテアーゼインヒビター(セルピン)であることから、腎疾患治療薬の標的分子としての可能性を本研究のポストゲノム研究にて検討した。その結果、メグシン高発現マウスは糸球体腎炎(メサンギウム増殖性糸球体腎炎様病変)を、ラットは重篤な蛋白尿を伴う腎不全を発症することが示された。そこでこの病型の違いを検討したところ、マウスでは過剰メグシンがプロテアーゼ活性阻害亢進を引き起こし、メサンギウム基質の拡大、それに伴う糸球体細胞の増加やメサンギウム基質の質的変化が生じるのに対し、ラットではセルピン特有の立体構造による凝集が生じ細胞内蓄積(セルピノパシー)を起こすことが判明した。具体的にメグシン高発現ラットは全身でメグシンを高発現したが、腎臓、膵臓においてのみ多量のperiodic acid Schiff(PAS)陽性沈着物が検出された。電顕及び免疫電顕にてそのPAS沈着物は肥大した粗面小胞体(ER)内に蓄積したメグシンであることが示された。腎臓においてメグシン沈着物は糸球体上皮細胞、遠位尿細管、集合管に局在し、ERストレスマーカー(ORP150,GRP78,GRP94)の発現亢進といったERの形態的、機能的異常を引き起こし、強い腎機能障害(BUN、血清Cre値上昇、蛋白尿)を惹起した。膵臓では膵β細胞や外分泌細胞にメグシン沈着物は認められ、β細胞の消失、低インスリン、高血糖を呈した。これら本研究の成果によって、我々が作製した初の腎セルピノパシーモデルは、腎疾患における小胞体ストレスという新しい病因論の可能性を提示するものと考えられる。
新しい遺伝子導入治療の基礎的研究―赤血球凝集素標識遺伝子封入リポソームを用いて―

1)p53を組み込んだアデノウイルスベクターを用いて,当科で樹立,継代,維持している培養ヒト食道癌細胞を用いて,in vitroにおける増殖抑制効果を検討した.その結果程度の差はあるが,増殖が抑制されることが明らかとなった.HAで標識した,p53癌抑制遺伝子を封入したリポソームを作製し,同様の実験を行った.結果はアデノウイルスベクターを用いた時より増殖抑制効果がよく,p53の導入効率も良好であると思われた.しかし,結果にばらつきがあり,HAの量とそれに封入するp53の癌抑制遺伝子の量をなかなか決定できずにおり,安定したリポソームの完成には至っていない.2)アデノウイルスベクターを用いてp53を導入し,シスプラチンを併用すると増殖抑制効果の増強が認められ,その他の抗癌剤や放射線治療との併用による増殖抑制効果の増強が期待された.3)患者より食道癌組織を採取し、新しい培養細胞株およびヌードマウス可移植性食道癌株を作製した。また、一部を凍結保存し今後の研究に備えた。同一の患者の血清を採取し、凍結保存し今後の研究に備えた。1)理研DNA開発銀行より分譲していただいたp53が組み込まれたアデノウイルスベクターを用いて,当科で樹立,継代,維持している培養ヒト食道癌細胞を用いて,in vitroにおける増殖抑制効果を検討した.その結果程度の差はあるが,増殖が抑制されることが明らかとなった.2)現在はインフルエンザウイルスの赤血球凝集素(以下HA)で標識した,P53癌抑制遺伝子を封入したリポソームを作製している.HAの量とそれに封入するp53等の癌抑制遺伝子の量を決定しているところであるが,HAの量がなかなか決定できずにおり,リポソームの完成には至っていない.3)患者より食道癌組織を採取し、新しい培養細胞株およびヌードマウス可移植性食道癌株を作製した。
アドリアマイシンの核DNA結合能による多剤耐性悪性骨軟部腫瘍の検出

本研究では蛍光顕微鏡下にアドリアマイシン(ADR)の核DNAへの結合の有無を細胞単位で判定することにより、腫瘍細胞のADRに対する感受性を迅速に判定できるAdriamycin Binding Assay(ABA)を用いた多剤耐性悪性骨軟部腫瘍の検出について検討した。平成5年度はABAのヒト悪性骨軟部腫瘍への応用について基礎的に研究し、6年度は本法を用いて本学および関連病院で治療を行なったの悪性骨軟部腫瘍44症例の薬剤感受性を評価し、それらの症例の臨床的および組織学的な化学療法の効果と比較検討した。材料は生検ないし切除時に採取した新鮮腫瘍組織を対象とした。腫瘍組織は培養液中で細切した後、濾過して単離浮遊細胞液を作製した。これを10ug/mlの濃度のADRで37°C、30分間インキュベーションしたあと、生細胞を標識するために4°CFluorescein diacetate(FDA)液を加えた。ADRとFDAをPBSで洗浄したあと、細胞浮遊液をスライドガラス上にのせてカバースリップとレジンで密封した。この標本を直ちに蛍光顕微鏡で観察し、生きた腫瘍細胞の中で核内の明らかなADRの蛍光が認められる細胞の出現頻度(%AB)を算出した。その結果次のことが判明した。(1)化学療法後に再発・転移を生じた症例および初診時に転移巣を有していた症例ではADR感受性細胞の比率(%AB)は80%以下であるものがほとんどであり、%ABの低い腫瘍は薬剤耐性である可能性がきわめて高いと結論できた。(2)転移のない原発性骨軟部腫瘍で術前後の化学療法を施行した11例のうち切除標本のほとんどが壊死に陥っていた4例は全て%ABが80%以上であったのに対し、腫瘍細胞が明らかに残存していた7例の%ABは1例だけが90%を示したが、ほかは80%以下で7例の平均でも26.9%ときわめて低かった。この結果はABAが化学療法の効果とほぼ一致していることを示している。以上の結果から、本研究で開発したAdriamycin Binding Assay(ABA)はヒト悪性骨軟部腫瘍の多剤耐性腫瘍を検出する優れた薬剤感受性試験であり、簡便で迅速に判定でき臨床応用に適していると結論した。本年度はアドリアマイシン(ADR)の核DNA結合能による多剤耐性悪性骨軟部腫瘍の検出方法としてのAdiamycin Binding Assay(ABA)を臨床作用するための基礎研究を行なった。その結果以下の点が明かとなった。、【.encircled1.】ABAをヒト悪性骨軟部腫瘍に応用するためには新鮮腫瘍材料から腫瘍細胞を生きたまま単離する必要があり、これにはコラゲナーゼ処理が適していた。【.encircled2.】ABAに用いるADRの濃度は10ug/mlで30分暴露するという条件が最も適していた。【.encircled3.】生細胞を標識するためのfluorescein diacetate(FDA)の濃度は飽和状態が適していた。【.encircled4.】ADR感受性の細胞の核からは核全体が明瞭に確認できるようなADRの赤色蛍光が見られ、抵抗性の細胞からは全く蛍光が見られないものから淡く核縁が見られるものまで様々であった。以上の結果をもとに数例のヒト悪性

骨軟部腫瘍症例にABAを応用したところ現在までに次のことが分かってきた。【.encircled1.】化学療法後に再発・転移を生じた症例および初診時に転移巣を有していた症例ではADR感受性細胞の比率(%AB)は80%以下であるものがほとんどであった。【.encircled2.】原発性骨軟部腫瘍で化学療法が有効と考えられた4症例では%ABは80%以上であったが、無効と考えられた5例中2例も90%以上の%ABを示した。この結果から、ABAで感受性がないと判定された症例は臨床的にも化学療法に抵抗性がある可能性が高く予後不良であると推定できるが、感受性があると判定されたものでも実際の化学療法に抵抗するものもあるという結論が予想される。この点については次年度に詳しく解析できると考えている。本年度は平成5年の研究で確立したヒト悪性骨軟部腫瘍材料を用いたAdriamycin Binding Assay(ABA)を実際の臨床症例に応用して感受性の有無を評価し、これと実際に行なった化学療法の効果を比較して本法の臨床的有用性について検討した。感受性の評価は蛍光顕微鏡視下にB励起でFDAの緑色の蛍光を発する生きた細胞(生細胞)のうちG励起で核内に明らかなアドリアマイシン(ADR)の赤色蛍光を有する細胞を感受性細胞、そうでないものを抵抗生細胞として測定し、全生細胞中の感受性細胞の出現頻度を%ABで表わして行なった。検索した症例は総数44例で、悪性骨腫瘍26例、悪性軟部腫瘍18例であった。本研究から以下のことが分かった。初回化学療法後に遠隔転移を生じた例では11例中10例が80%以下の%ABを示しておりこれらは全て臨床的にその後の化学療法にも抵抗性で予後不良であった。また、原発巣と転移巣を同時に有する例も臨床的に化学療法に抵抗性で予後不良であったがこれらの%ABも全て80%以下で平均で31.3%ときわめて低い値であった。この二つの結果からは%ABの低い腫瘍は薬剤耐性である可能性がきわめて高いと結論できる。一方、転移のない原発腫瘍例で術前後の化学療法を施行した症例のうちDODの3例の%ABは平均8.0%と低く前述の結論と一致したがCDFの6例の%ABは80%以下のものが3例あり50%の確率であった。なお、初回化学療法後に単発転移を生じたNEDとDOCの2例は%ABが80%以上であったが、この2例はほかのDODの症例とは臨床経過が異なり化学療法に反応していたが化学療法が不十分であったための転移と考えている。しかし、これらの原発腫瘍11例の術前化学療法の効果と%ABの関係を検討してみたところ切除標本のほとんどが壊死に陥っていた4例は全て%ABが80%以上であったのに対し、生き生きとした腫瘍細胞が明らかに残存していた7例の%ABは1例だけが90%を示したが、ほかは80%以下で7例の平均でも26.9%ときわめて低かった。この結果はABAが化学療法の効果とほぼ一致していることを示している。以上のように本研究で開発したAdriamycin Binding Assay(ABA)はヒト悪性骨軟部腫瘍の多剤耐性腫瘍を検出する優れた薬剤感受性試験であり、簡便で迅速に判定でき臨床応用に適していると結論した。
Bacteroides gingivalisの口腔レンサ球菌との凝集機構の解析

成人性歯周炎の有力な原因菌として注目されているBacteroides gingivalisの歯周ポケット内への定着過程には本菌種と他のグラム陽性細菌との結合が強く関与していると考えられている.そこで,本研究ではB.gingivalisの口腔レンサ球菌に対する凝集機構を明らかにするために,まずB.gingivalis381株の赤血球凝集活性に焦点をあて,赤血球凝集素を分離・精製し,次いで,その知見をもとに本菌株の菌凝集因子を分離・精製し,その性質を調べた.B.gingivalisの赤血球凝集素は培養上清を超遠心処理し,得られた沈渣をTriton X-100の存在下でセファローズCL-4Bによるゲル濾過クロマトグラフィー,続いて,アルギニンアガロースによるアフィニティークロマトグラフィーを行うことにより分離・精製された.種々の阻害物質による赤血球凝集阻害実験の結果,赤血球凝集活性は糖では阻害されないが,アルギニンやアルギニンを含んだペプチドによって特異的に阻害された.B.gingivalis381株の菌凝集素を,上記と同様の精製過程により分離・精製したところ,赤血球凝集活性と菌凝集活性とは全く同一の画分に溶出された.精製菌凝集標品は主にpI4-0の酸性タンパク質よりなり,乾燥重量あたり81%のタンパク質と8%の中性糖を含み,核酸およびリポ多糖はいずれも1%以下の含量でほとんど検出されなかった.また,この標品には主として推定分子量約24,000, 37,000および44,000のサブユニットを有するタンパク質が含まれていた.そして,この標品は電顕的に構造物としては示し得なかった.菌凝集活性もまたアルギニンやアルギニンを含むペプチドによって特異的に阻害されたことから,本菌株の菌凝集素はレクチンではなく,タンパク質に存在しているアルギニン残基を特異的に認識する物質であることが示唆された.成人性歯周炎の有力な原因菌として注目されているBacteroides gingivalisの歯周ポケット内への定着過程には本菌種と他のグラム陽性細菌との結合が強く関与していると考えられている.そこで,本研究ではB.gingivalisの口腔レンサ球菌に対する凝集機構を明らかにするために,まずB.gingivalis381株の赤血球凝集活性に焦点をあて,赤血球凝集素を分離・精製し,次いで,その知見をもとに本菌株の菌凝集因子を分離・精製し,その性質を調べた.B.gingivalisの赤血球凝集素は培養上清を超遠心処理し,得られた沈渣をTriton X-100の存在下でセファローズCL-4Bによるゲル濾過クロマトグラフィー,続いて,アルギニンアガロースによるアフィニティークロマトグラフィーを行うことにより分離・精製された.種々の阻害物質による赤血球凝集阻害実験の結果,赤血球凝集活性は糖では阻害されないが,アルギニンやアルギニンを含んだペプチドによって特異的に阻害された.B.gingivalis381株の菌凝集素を,上記と同様の精製過程により分離・精製したところ,赤血球凝集活性と菌凝集活性とは全く同一の画分に溶出された.精製菌凝集標品は主にpI4-0の酸性タンパク質よりなり,乾燥重量あたり81%のタンパク質と8%の中性糖を含み,核酸およびリポ多糖はいずれも1%以下の含量でほとんど検出されなかった.また,この標品には主として推定分子量約24,000, 37,000および44,000のサブユニットを有するタンパク質が含まれていた.そして,この標品は電顕的に構造物としては示し得なかった.菌凝集活性もまたアルギニンやアルギニンを含むペプチドによって特異的に阻害されたことから,本菌株の菌凝集素はレクチンではなく,タンパク質に存在しているアルギニン残基を特異的に認識する物質であることが示唆された.本研究はBacteroides gingivalisの歯肉縁下プラークへの定着に強く関連していると思われるB.gingivalisの口腔レンサ球菌に対する凝集素を分離・精製し、その性質を調べることにより、B.gingivalisの口腔レンサ球菌凝集機構を解明することを目的とした。Bacteroides gingivalis381株を用いて各種口腔レンサ球菌の凝集活性をスクリーニングしたところ、ほとんどのレンサ球菌に凝集を認めたが、特にStreptococcus sanguisやS.mitisが強く凝集した。そこで以下の本凝集素の精製にはS.mitis9811株を用いた。B.aingivalis381株の培養上清より超遠心処理、TritonX-100存在下でのセファロースCL-4Bによるゲル濾過クロマトグラフィー、続いてアルギニンアガロースによるアフィニティクロマトグラフィーにより口腔レンサ球菌凝集素を分離・精製した。電子顕微鏡による観察の結果、B.gingivalis381株の菌体表面にみられる線毛様構造物は凝集素標品には観察されなかった。この標品はpI.4.0の酸性タンパクよりなり、乾燥重量あたり81%のタンパク質と8%の中性糖を含んでいたが、核酸やリポ多糖の含量はいずれも1%以下であった。また主として推定分子量約24,000,37,000および44,000のサブユニットを有するタンパク質が含まれていた。

本凝集素による口腔レンサ球菌の凝集活性は供試した糖類では阻止されないが、アミノ酸の一種であるアルギニンにより特異的に阻止された。またこの凝集活性はアルギニンを含むペプチドによっても強く阻止された。本標品には未だ不純物を含む可能性があり、直接菌体からの本凝集の分離・精製に加えて、さらに本凝集素の精製法を検討する必要がある。また、これら凝集に影響を与えると思われる唾液および血清成分の係わりについても調べる予定である。
時間の知覚と再生の基盤となる高次脳の神経細胞活動

本研究は、外界の認知や行動制御に不可欠な、時間情報処理に関わる神経基盤を、神経細胞活動レベルで解明することを目的としている。本研究では、我々が見出した、時間認知に関わる時間計測過程で機能しているフィルタリング機構と、他の研究者が報告している、運動制御における時間再生過程で機能する漸増活動機構との、機能分担や機能連関について検討する。この目的のため、視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生という二つの時間計測過程を含有する行動課題を開発して、課題遂行中のサルの前頭連合野や内側運動前野、大脳基底核などの神経細胞活動を記録し、解析する予定である。平成29年度は、まず上述した視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生の二つの時間計測過程を含有する行動課題を開発して、制御システムを整備した。課題遂行のため、動物の眼前に、視覚刺激提示用のモニターと、モニター下に押しボタンを縦に二個配置したパネルを配備した。課題では、まず動物がパネルの下のボタンを押すと試行が開始し、1秒後にモニター中央に緑の四角(C1)が異なる持続時間で提示される。その後、1秒間の遅延期間をはさんで、モニター中央に赤の四角(C2)が提示される。動物が、C2の提示開始から、C1の提示時間に基づいて定められる待機期間が経過した後に、下のボタンを離して上のボタンを押すと正しい試行となる。この課題では、視覚刺激C1の提示時間の計測と、C2提示開始後の運動待機期に内部に記憶した時間の再生とが要求される。上述した課題制御システムを整備した後に、1頭目の動物を課題を遂行できるように訓練し、大脳皮質前頭連合野と内側運動前野、および大脳基底核線条体からの神経細胞活動記録の準備を整えた。同時に、2頭目の動物の訓練を開始した。まず必要な課題制御システムを整備して、1頭目の動物の訓練を開始した。課題におけるC1提示時間を、0.8秒、1.6秒、3.2秒のいずれかとし、それぞれに対応するC2提示開始後の運動待機時間を、3.24.8秒、1.63.2秒、0.81.6秒と定めた。まずゆるやかな条件から訓練を開始し、徐々に条件を厳しくして訓練を進めてきた。定めた条件で、80%を越える正答率で課題を遂行できるようになった。提示時間の細かな識別や比較的長い運動待機期間が要求される、動物にとってはかなり困難な課題であるが、訓練の成果がきちんと得られた。大脳皮質前頭連合野と内側運動前野、および大脳基底核線条体からの神経細胞活動記録の準備を整えた。しかし、準備に時間がかかり、年度内に記録実験を開始できず、研究課題の遂行がやや遅れていると判断する。平行して、2頭目の動物の訓練を開始した。1頭目と同様の手順で訓練を進めていて、2頭目も緩やかな条件ながら、C2提示開始後に3秒以上、運動待機できるようになってきている。まず、十分に課題を遂行できるようになった1頭目の動物からの神経細胞活動の記録実験を開始する。主な記録領域は、前頭連合野では主溝の背側部と腹側部、内側運動前野では補足運動野と前補足運動前野、大脳基底核の線条体では尾状核の吻側部と被殻の背側部とする。記録する領域は、開頭時の脳溝の走行や神経細胞の自発発火活動パターン、視覚や体性感覚刺激への応答、微小電流刺激への反応などにより推定する。記録実験を進めながら、神経細胞活動の解析を進める。解析では、保存したデータから単一神経細胞活動を検出した後に、まず課題関連活動の解析、特に時間計測期間中の一過性活動や漸増活動の有無に着目して解析を進める。また、2頭目の動物の訓練を継続し、本年度の後半には、この動物からの神経細胞活動の記録実験を開始する。上述した課題制御システムを整備した後に、1頭目の動物の訓練を開始した。

課題におけるC1提示時間を、0.8秒、1.6秒、3.2秒のいずれかとし、それぞれに対応するC2提示開始後の運動待機時間を、3.24.8秒、1.63.2秒、0.81.6秒と定めた。まずゆるやかな条件から訓練を開始し、徐々に条件を厳しくして訓練を進めてきた。現在、ほぼ定めた条件で、70%を越える正答率で課題を遂行できるようになった。提示時間の細かな識別や比較的長い運動待機期間が要求される、動物にとってはかなり困難な課題であるが、訓練の成果が順調に現れてきている。神経細胞活動の記録実験を開始する準備がほぼ整った。本研究は、外界の認知や行動制御に不可欠な、時間情報処理に関わる神経基盤を、神経細胞活動レベルで解明することを目的としている。本研究では、我々が見出した、時間認知に関わる時間計測過程で機能しているフィルタリング機構と、他の研究者が報告している、運動制御における時間再生過程で機能する漸増活動機構との、機能分担や機能連関について検討する。この目的のため、視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生という二つの時間計測過程を含有する行動課題を開発して、課題遂行中のサルの前頭連合野や内側運動前野、大脳基底核などの神経細胞活動を記録し、解析する予定である。平成29年度は、まず上述した視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生の二つの時間計測過程を含有する行動課題を開発して、制御システムを整備した。課題遂行のため、動物の眼前に、視覚刺激提示用のモニターと、モニター下に押しボタンを縦に二個配置したパネルを配備した。課題では、まず動物がパネルの下のボタンを押すと試行が開始し、1秒後にモニター中央に緑の四角(C1)が異なる持続時間で提示される。その後、1秒間の遅延期間をはさんで、モニター中央に赤の四角(C2)が提示される。動物が、C2の提示開始から、C1の提示時間に基づいて定められる待機期間が経過した後に、下のボタンを離して上のボタンを押すと正しい試行となる。この課題では、視覚刺激C1の提示時間の計測と、C2提示開始後の運動待機期に内部に記憶した時間の再生とが要求される。上述した課題制御システムを整備した後に、1頭目の動物を課題を遂行できるように訓練し、大脳皮質前頭連合野と内側運動前野、および大脳基底核線条体からの神経細胞活動記録の準備を整えた。同時に、2頭目の動物の訓練を開始した。まず必要な課題制御システムを整備して、1頭目の動物の訓練を開始した。定めた条件で、80%を越える正答率で課題を遂行できるようになった。提示時間の細かな識別や比較的長い運動待機期間が要求される、動物にとってはかなり困難な課題であるが、訓練の成果がきちんと得られた。大脳皮質前頭連合野と内側運動前野、および大脳基底核線条体からの神経細胞活動記録の準備を整えた。しかし、準備に時間がかかり、年度内に記録実験を開始できず、研究課題の遂行がやや遅れていると判断する。平行して、2頭目の動物の訓練を開始した。1頭目と同様の手順で訓練を進めていて、2頭目も緩やかな条件ながら、C2提示開始後に3秒以上、運動待機できるようになってきている。
胸郭変形患者における前胸部の三次元的定量化とそれに応じた矯正手術の試み

昨年に引き続いて、通常の1cm間隔で撮影したCT画像を用いて胸壁表面及び骨性胸郭の3次元化を試みている。しかし各スライスの間をなめらかな曲線で結んで実際の形態により近い3次元的な画像を得ることは現段階では困難である。胸部全体を細かいスライス幅で撮影すると被爆量が増加するため小児に多い漏斗胸患者に対しては回避したい。そこで体表面の写真からの3次元化も同時に試みている。我々の施行している漏斗胸に対する術式(胸肋挙上術、胸骨翻転重畳術)では変形して陥凹した肋軟骨の切除再縫合が術式の基本となる。そこで骨把持鉗子を考案、試作して、肋骨肋軟骨の的確な把持と切除が行えるようにした。切除した肋軟骨の部位、長さと術前後の胸郭の形態を比較して、それらの関係を定量的に表現することがが可能か検討している。しかし症例数が少なく未だ定量化には至っていない。また皮膚切開の位置を的確にして切開線を小さくするためには、術前に変形の評価を行い切除肋軟骨の本数、長さを決定することが必要である。術前の評価により現在小児では5cm程度の皮膚切開線で手術が可能となっている。これらの成果は99年5月の日本呼吸器外科学会のワークショップにおいて報告する予定である。漏斗胸患者の術前、術後において胸部CTを撮影し、当施設既存のコンピューターに取込み、ソフトウエアーNIHImage(フリーウエアー)を用いて3次元化を試みた。しかし通常方法で撮影したCTではスライス間隔が1cmと広いためなめらかな3次元化は困難であった。撮影間隔を増やし患者の被爆量を増加させることなく、通常のCT装置で撮影した画像から3次元の映像を得ることが当研究の目的である。そこで高速処理能力を持つパーソナルコンピューター(Apple社Power Mac G3)の発売を待って購入し、画像読み込み用スキャナー、情報保存用ハードディスク、プリンター等も併せて購入し情報処理環境を整え、比較的安価な3次元ソフトウエアーShade(エクスツール社)を用いて3次元化を試みている。臨床的には様々の変形の程度、形態を持つ患者に状況に応じて術式に変法、工夫を加えながら手法(胸肋挙上術、胸骨転翻重畳術)を施行した。術前後の形態と肋軟骨切除範囲、切除長、筋肉修復法など術式との関連を検討した。術式の決定には胸郭変化の程度だけでなく非切除部分の胸郭の大きさ、肋骨の弾力、さらには筋層や皮下脂肪の厚さも考慮しなければならず、それらを含めた胸部変形の評価と矯正術式の関係について検討した。
形状可変機能を有する再構成宇宙システムの設計法とその先進的な姿勢制御法の実証研究

形状可変機能を利用した姿勢・軌道制御方法の確立を目指して、多自由度回転駆動型パネルによる姿勢制御の有効性を最短時間の観点で検討し、単一自由度時の制約を大幅に緩和でき最短時間特性に優れることを示して、RWやCMGとの併用制御方法を提案し、特徴を詳細に検討した。大気抵抗や太陽輻射圧を利用した軌道位相制御を提案し、編隊ミッションへの有効性を示した。小型形状可変機構の設計要求をまとめ機構仕様指針を示し、地上実験環境を整備した。次に、JAXA革新的衛星技術実証衛星1号機に搭載する多機能カメラ姿勢センサDLASのフライトモデルの開発を行い、JAXAへ納品した。搭載ソフトウェアでは、ニューラルネットによる画像分類を利用した軌道上衛星の姿勢決定方法、光学センサを用いた高精度姿勢角速度決定方法について検討し、その成果をDLASに実装した。また、長大高剛性を有する閉断面伸展ブームを実現するため、概念モデルの収納・展開実験を実施し、伸展力を維持しつつ肉厚を薄肉化し圧縮歪低減を行うことで、高伸展力を有し、高収納を実現できる新たな断面形状のブームを提案し、特に座屈強度を向上させた。CFRP展開ブームの収納時の剛性低下特性を実験的に明らかにし、数学モデルを作成した。さらに、塑性変形様の変形を繰り返し行える棒材モーファブルビームを用いた伸展式アームおよび空間移動機構について検討し、試作を実施した。展開膜面構造への応用として、曲率を有するデバイスによる形状特性を解析と実験で明らかにした。そして、簡単に展開し、分離・結合しやすい展開構造物を目指し、自己展開トラスの概念モデルの実験を通して、展開性向上のための知見を蓄積し、自己展開トラスに結合・分離機構を搭載した概念モデルを試作して動作実験を行った。また、展開構造を利用したミッションとして、系外惑星直接観測用スターシェードを取り上げ、形状解析を行った。形状可変機能を利用した新しい姿勢・軌道制御方法を提案して、その基本特性を示すことができ、それを実現するための構造機構の設計仕様への指針をまとめられた。多機能姿勢センサDLASのフライトモデルをJAXAの開発計画に沿って納品にこぎつけられ、ソフトウェア開発も概ね順調である。実験環境を整備して基本的な成立性を検討できた。長大高剛性伸展ブームの技術課題を明らかにし、新たな断面形状を提案できた。展開膜面構造の曲率を有するデバイスによる形状特性を解析と実験で明らかにできた。相対移動・接近,結合・分離の機能確認用のモデルの試作ができ、再構成宇宙システムの将来シナリオ検討の一環として、スターシェードを取り上げ、その概念検討を進めることができた。形状可変機能を利用した姿勢・軌道制御方法の確立を目指して、より高性能でロバストかつ利用のしやすい方法および有効な応用を検討するとともに、実用的な構造機構を検討し、BBMやEM相当品の開発を目指す。多機能姿勢カメラセンサは衛星に組み込んだ状態でのシステム試験や運用模擬試験を実施し、フライトに備える。長大高剛性伸展ブームを実際に試作し、その構造特性を明らかにするとともに、伸展・収納機構について検討する。再構成・形状可変の機能を有する宇宙システムの高機能化を実現する機構・制御法について検討を進めるとともに、将来シナリオについては、他研究者や企業等とも議論をすることで、検討を深めていく。

長大高剛性伸展ブームの技術課題を明らかにし、新たな断面形状を提案できた。展開膜面構造の曲率を有するデバイスによる形状特性を解析と実験で明らかにできた。相対移動・接近,結合・分離の機能確認用のモデルの試作ができ、再構成宇宙システムの将来シナリオ検討の一環として、スターシェードを取り上げ、その概念検討を進めることができた。形状可変機能を利用した姿勢・軌道制御方法の確立を目指して、より高性能でロバストかつ利用のしやすい方法および有効な応用を検討するとともに、実用的な構造機構を検討し、BBMやEM相当品の開発を目指す。多機能姿勢カメラセンサは衛星に組み込んだ状態でのシステム試験や運用模擬試験を実施し、フライトに備える。長大高剛性伸展ブームを実際に試作し、その構造特性を明らかにするとともに、伸展・収納機構について検討する。再構成・形状可変の機能を有する宇宙システムの高機能化を実現する機構・制御法について検討を進めるとともに、将来シナリオについては、他研究者や企業等とも議論をすることで、検討を深めていく。
ヒトα6インテグリン遺伝子プロモータ領域の解析

腫瘍細胞の浸潤初期過程には、基底膜の構成成分ラミニンに対する受容体の発現が必須である。腫瘍転移浸潤機序を解明するために、ラミニン受容体を構成するα6インテグリンの遺伝子5'側上流領域を解析した。α6遺伝子の基本転写調節領域の上流にはAP-1、c-Mycのpositive regulatoryelementがあり、その直下にはプロゲステロンレセプター結合配列の存在が想定された。今回α6遺伝子5'側上流、3個のSp1 siteを含むGC rich領域におけるメチル化について検索した。種々の乳癌培養細胞株ならびに前立腺癌培養株から抽出したDNAを、メチル化耐性、不耐性の制限酵素であるMsp IとHap IIにて処理後にα6遺伝子5'側上流領域をプローブとするSouthern hybridizationを行った。前立腺癌培養株では殆どメチル化がなく、乳癌培養細胞株については高率にメチル化を示唆するバンドを検出したので、特異的プライマーを設定してPCRで該当部位を増幅しシークエンス解析を行ってメチル化を確認した。α6インテグリン発現調節にプロモータ領域のSp1 siteを含むGC rich領域のメチル化修飾が関与する可能性を示した。さらに、病理組織標本における遺伝子プロモータ領域のメチル化を評価するために、パラフィン包埋組織よりのDNA抽出とメチル化検出法に関する検討を行い多くの知見を集積した。加えて、細胞接着因子・細胞外マトリックスをはじめとする遺伝子の発現を形態学的に評価するために、組織分子雑種法の基礎検討を行ってきた。特に組織上でのmRNAの保存に適した固定法やPCRを利用した高感度・特異的なプローブ作製方法について多くの知見を集積した。以上の成果の一部は第87回・88回日本病理学会総会、第16回・17回日本骨代謝学会、第20回・21回米国骨代謝学会議にて報告した。腫瘍細胞の浸潤初期過程においては、基底膜の構成成分ラミニンに対する受容体の発現が必須である。腫瘍転移浸潤機序を解明するために、ラミニン受容体を構成するα6インテグリンの遺伝子5′側上流領域を解析し、その遺伝子発現調節機序を解明することを目指した。α6遺伝子5′側上流、3個のSpl siteを含むGC rich領域におけるメチル化の検索に重点をおいて検討した。種々の乳癌培養細胞株ならびに前立腺癌培養株から抽出したDNAを、メチル化耐性、不耐性の制限酵素であるMspIとHapIIにて処理後にα6遺伝子5′側上流領域をプローブとするSouthern hybridizationを行った。前立腺癌培養株では殆どメチル化を認めなかったが、乳癌培養細胞株については高率にメチル化を示唆するバンドを検出した。特異的プライマーを設定してPCRで該当部位を増幅しシークエンス解析を行ってメチル化部位の個々の塩基配列レベルでの同定を検討中である。α6インテグリン発現調節にプロモータ領域のSplsiteを含むGCrich領域のメチル化修飾が関与する可能性を見い出した。この成果の一部は論文準備中である。さらに、今後病理組織標本における遺伝子プロモータ領域のメチル化を評価するために、パラフィン包埋組織よりのDNA抽出。メチル化検出法に関する基礎的検討を行い多くの知見を集積した。その成果の一部は日本病理学会総会、癌学会にて報告予定である。

α6遺伝子5'側上流、3個のSp1 siteを含むGC rich領域におけるメチル化の検索に重点をおいて検討した。種々の乳癌培養細胞株から抽出したDNAを、メチル化耐性、不耐性の制限酵素であるMsp IとHap IIにて処理後にα6遺伝子5'側上流領域をプローブとするSouthern hybridizationを行った。乳癌培養細胞株については高率にメチル化を示唆するバンドを検出した。引き続き特異的プライマーを設定してPCRで該当部位を増幅しシークエンス解析を行ったところ、塩基配列レベルでメチル化が高率に起こっていることを確認した。α6インテグリン発現調節にプロモータ領域のSp1 siteを含むGC rich領域のメチル化修飾が関与する可能性を見い出した。さらに、今後病理組識標本における遺伝子プロモータ領域のメチル化を評価するために、パラフィン包埋組識よりのDNA抽出、メチル化検出法に関する基礎的検討を行い多くの知見を集積した。加えて、細胞接着因子・細胞外マトリックスをはじめ種々の遺伝子の発現を形態学的に評価するために、硬組識を用いた組織分子雑種法の基礎的検討を行ってきた。特に組識上でのmRNAの保存に適した固定法・脱灰法の条件設定やPCRを利用した高感度・特異的なプローブ作製方法について多くの知見を集積し、脱灰骨標本においても組識分子雑種法の施行が可能となった。以上の成果の一部は第88回日本病理学会総会、第17回日本骨代謝学会、第21回米国骨代謝学会議にて報告した。
契約に基づく大学の途上国協力活動に必要な大学運営・行政・開発援助システムの研究

国立大学の法人化とともに、大学による契約の自由度が高まり、国公私立大学全般において、これまでのようなJICA(国際協力機構)からの教員個人への委嘱を受けた「専門家」や「委員」としての活動だけでなく、内外の開発援助機関や開発コンサルタントとの契約による自主的な途上国協力活動の事例が出てきている。このような契約に基づく開発途上国への国際協力プロジェクトにおいては、契約の方式が大学における従来からの受託研究とは異なる委託契約の形式をとり、経理処理や著作権等の扱いが異なる。また、これらの受託事業に伴う大学教員の評価方法やインセンティブの与え方、学生の関与の仕方なども新たに検討する必要がある。本研究では、国内で大学における受託事例を調査、国際協力プロジェクトを受託する際のいくつかの課題について、大学の立場、援助機関の立場、国際的な動向等も含めて、その考え方を整理した。また、米国、カナダ、オーストラリア、フィリピン等の海外大学の先進事例を調査し、各国がそれら課題にどのように対処しているか、調査を行った。国内大学の教員・事務職員、双方の国際協力プロジェクトに関する意識も調査し、今後、大学としてどのような選択肢があるかについて考察を行った。そのほか、大学による国際協力プロジェクトの受託に関連し、日米大学の連携、国際機関邦人職員による国内大学における講義等の可能性について調査・検討を行った。併せて、参考情報として、国内援助機関である国際協力機構(JICA)、国際協力銀行(JBIC)の大学連携に関する考え方や、国内大学における国際協力プロジェクト受託の報告もとりまとめている。
自己集合によって新たなホスト機能を発現するアームドマクロサイクルの開発

A:マンニッヒ反応を利用してアームドマクロサイクルを合成したところ,いくつかのフェノールを用いると副生成物が得られた.11種類のフェノール誘導体を用いて反応を行い,得られた副反応生成物のpH測定およびp-位の炭素の静電電荷計算の結果から反応機構を解明した.フェノール誘導体をマンニッヒ反応に用いる場合pH測定と静電電荷計算を行うことにより,2,6-二置換フェノールのマンニッヒ反応に対する反応性を予測することができることがわかった.B:側鎖としてi-Prおよびtert-Bu基を導入した化合物(2および3)を合成し,その金属錯体の構造解析を行った.その結果,側鎖にtcrt-Bu基を導入した3-RbSCN錯体は1:1錯体を形成していたのに対し,側鎖にi-Pr基を導入した2-RbSCN錯体では,1:1錯体と高分子状(1:1)n錯体が交互にならんだ構造であったMe基を持つl-RbSCN錯体が高分子状(1:1)n錯体であることも含めて考えると,これら一連の化合物では側鎖に導入したアルキル基のかさ高さに依存して錯体の構造が系統的に変化することがわかった.C:側鎖の水酸基の両隣にFを導入した化合物のRbSCN錯体ではRb^+がクラウン環の五つのへテロ原子とに二分子のSCN塩のS原子によって配位され,2:2錯体を形成している.さらに他分子の側鎖のFに配位されることによって8配位構造をとっている.この錯体では側鎖のフェノール性OH基ではなくFが他分子に取り込まれた金属イオンに配位している.D:側鎖のフェニル基の両側にMeO基を導入した化合物のKSCN錯体では側鎖のフェノール性OH基とMeO基が他分子に取り込まれたK^+に配位して二次的な包接場が形成することを明らかにした.この結果はアームドマクロサイクルをホスト錯体として機能させるためには,より強く金属イオンに配位するような官能基を側鎖に導入すれば良いことを示唆している.A:マンニッヒ反応を利用してアームドマクロサイクルを合成したところ,いくつかのフェノールを用いると副生成物が得られた.11種類のフェノール誘導体を用いて反応を行い,得られた副反応生成物のpH測定およびp-位の炭素の静電電荷計算の結果から反応機構を解明した.フェノール誘導体をマンニッヒ反応に用いる場合pH測定と静電電荷計算を行うことにより,2,6-二置換フェノールのマンニッヒ反応に対する反応性を予測することができることがわかった.B:側鎖としてi-Prおよびtert-Bu基を導入した化合物(2および3)を合成し,その金属錯体の構造解析を行った.その結果,側鎖にtcrt-Bu基を導入した3-RbSCN錯体は1:1錯体を形成していたのに対し,側鎖にi-Pr基を導入した2-RbSCN錯体では,1:1錯体と高分子状(1:1)n錯体が交互にならんだ構造であったMe基を持つl-RbSCN錯体が高分子状(1:1)n錯体であることも含めて考えると,これら一連の化合物では側鎖に導入したアルキル基のかさ高さに依存して錯体の構造が系統的に変化することがわかった.C:側鎖の水酸基の両隣にFを導入した化合物のRbSCN錯体ではRb^+がクラウン環の五つのへテロ原子とに二分子のSCN塩のS原子によって配位され,2:2錯体を形成している.さらに他分子の側鎖のFに配位されることによって8配位構造をとっている.この錯体では側鎖のフェノール性OH基ではなくFが他分子に取り込まれた金属イオンに配位している.D:側鎖のフェニル基の両側にMeO基を導入した化合物のKSCN錯体では側鎖のフェノール性OH基とMeO基が他分子に取り込まれたK^+に配位して二次的な包接場が形成することを明らかにした.この結果はアームドマクロサイクルをホスト錯体として機能させるためには,より強く金属イオンに配位するような官能基を側鎖に導入すれば良いことを示唆している.N-(4-ヒドロキシ-3,5-二置換フェニル)-モノアザ-15-クラウン-5(置換基としてtert-ブチル(1),iso-プロピル(2)およびメトキシ基(3))をN-メトキシメチルモノアザ-15-クラウン-5と2,6-二置換フェノールによるマンニッヒ反応によって合成した.これらの化合物のKSCNおよびRbSCN錯体を合成し,それらのX線結晶構造解析を行った.その結果,1のKSCNおよびRbSCN錯体はtert-ブチル基の立体障害によってフェノール性OH基が金属イオンへの配位に全く関与していなかったが,iso-プロピルを側鎖のフェノール部位に持つ2のRbSCN錯体では一つの結晶格子中に1対1錯体と高分子状錯体の二種類の錯体が存在していた.以前に報告したメチル基を側鎖のフェノール部位に導入した類似化合物のRbSCN錯体が高分子状を形成することも併せて考えると,一連のN-(4-ヒドロキシ-3,5-二置換フェニル)-モノアザ-15-クラウン-5のRbSCN錯体の構造は,側鎖のフェノール部位に導入したアルキル基の大きさによって大きく変化することが明らかとなった.

一方,側鎖のフェノール部位にメトキシ基を導入した3のKSCN錯体は側鎖のフェノール性OH基がお互いのクラウンエーテル部位に取り込まれた金属イオンに配位する二量体構造をとっていた.また,この二量体には小さいながらも空孔が存在しており,弱い結合によって形成する一種のシクロファンとも考えることができる.今後,錯体合成時にゲストとなるような分子を加え,クラウンエーテル錯体の組織化によって形成する分子がホスト分子となるような系の構築を目指して鋭意検討していく予定である.N-(4-ヒドロキシ-3,5-二置換フェニル)-モノアザ-15-クラウン-5(置換基としてtert-ブチル(1),iso-プロピル(2)およびメトキシ基(3))をN-メトキシメチルモノアザ-15-クラウン-5と2,6-二置換フェノールによるマンニッヒ反応によって合成した.これらの化合物のKSCNおよびRbSCN錯体を合成し,それらのX線結晶構造解析を行った.その結果,1のKSCNおよびRbSCN錯体はtert-ブチル基の立体障害によってフェノール性OH基が金属イオンへの配位に全く関与していなかったが,iso-プロピルを側鎖のフェノール部位に持つ2のRbSCN錯体では一つの結晶格子中に1対1錯体と高分子状錯体の二種類の錯体が存在していた.以前に報告したメチル基を側鎖のフェノール部位に導入した類似化合物のRbSCN錯体が高分子状を形成することも併せて考えると,一連のN-(4-ヒドロキシ-3,5-二置換フェニル)-モノアザ-15-クラウン-5のRbSCN錯体の構造は,側鎖のフェノール部位に導入したアルキル基の大きさによって大きく変化することが明らかとなった.一方,側鎖のフェノール部位にメトキシ基を導入した3のKSCN錯体は側鎖のフェノール性OH基がお互いのクラウンエーテル部位に取り込まれた金属イオンに配位する二量体構造をとっていた.また,この二量体には小さいながらも空孔が存在しており,弱い結合によって形成する一種のシクロファンとも考えることができる.今後,錯体合成時にゲストとなるような分子を加え,クラウンエーテル錯体の組織化によって形成する分子がホスト分子となるような系の構築を目指して鋭意検討していく予定である.