hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フルモールド鋳造法における鋳込みの可視化

研究目的フルモールド鋳造法による鋳込みの様子を可視化し,どのようにスチロールが消失し溶融金属と置換されているのか確認することを目的とし,鋳込みの注意点などについて検討を行う。研究方法スチロール型の埋没用ケースはアルミ合金にて製作(縦160×横156×高150mm),側面の一部へ石英ガラス(t=5,100×100mm)を取付け可視化が行えるものとし,埋没には珪砂を使用する。溶解には電気るつぼ炉を使用し,溶融金属には実習授業にて排出されるアルミ材を再利用した。また,鋳込温度は溶解確認から炉内750度にて40分間保持したものを扱うこととした。使用するスチロール型のサイズは50mmの立方体とし,湯口位置を上面と側面下部へ配置した場合,また湯口太さを10,15,20mmと変えた場合について鋳込状況の撮影・確認を行った。研究成果湯口を上面へ取り付けた場合,上部より置換が行なわれるが,スチロールのガス抜けと溶融金属の流れにより上部周辺の珪砂が上下へ動き型崩れが生じていた。側面下部へ取り付けた場合では,溶融金属とガス層が下から上へ移動することにより,型上部の砂は崩れ難いことが確認できた。しかし湯口が太くなると,型内部の圧力が増加し,上部の砂が縦方向に持ち上がる現象が起きたことから,型や湯口サイズに応じた砂の量が必要である。撮影した可視化映像を教材として用い授業アンケートを行った結果,「フルモールド鋳造のしくみを理解するための参考となったか」の問いでは全員が「はい」と回答。「感想・意見」では,「湯口の位置による違いがはっきり分かったので良かった」,「イメージがつかみやすくなって良かった」,「映像がスローになっていて良かったです」などの記述が多い。また「厚い部分から薄い部分に鋳込んだアルミが入るところとか」と他の形状ではという要望もあり,今後は形状を変えた場合の可視化も行いたい。
広範な抵抗率可変機能を持つ新しい薄膜ナノ材料の開発と最先端集積回路への応用

本研究では、ZrB_2薄膜に固有の電気的・化学的特性が非化学量論組成の薄膜においても保持されるのかどうかを検討するため、Zr-richな組成のZrB_x膜を作製し、その特性をCu配線のメタルキャップ層への応用を念頭において調べた。その結果、酸素を含むZr-richなZrB_x膜が得られ、そのような組成であっても、基本的にはZrB_2相が得られることが明らかとなった。またそのような場合には、500°C熱処理後においてもCuのZrB_x膜方向への拡散や酸化も起こらず、かつZr-richな組成であるにもかかわらず、CuとZrB_x膜との反応も生じないことがわかった。一方、Cu/SiO_2間の拡散バリヤ特性についても、既に500°C程度までは十分に優れたバリヤ性を示すことが明らかであるので、ZrB_x膜は、基本的にZrB_2相が得られる場合には、拡散バリヤとしてもメタルキャップ層としても十分に適用可能である優れた材料の一つであることが明らかとなった。本研究課題では、Zr-B合金の中で、極めて特徴的なインターカレーション構造を持つZrB_2薄膜を基本として、Zr-B薄膜の組成を変化させて、抵抗率可変機能を有するのかどうかを検討した。その結果、まず基本としたZrB_2膜をZr-B複合ターゲットを用いて作製したが、同じ組成の膜であっても基板を変化させることで、得られた膜の抵抗率を15数千μΩcmまで変化させられることを見い出した。さらに、Zr-B膜の組成を変化させた場合にも、基板の導電率に従って、抵抗率可変機能が保持されることがわかった。代表者らは、このZr-B特有のキャラクタリゼーションの応用として、Si-ULSIにおけるCu配線のメタルキャップ膜への適用を考え、キャッピング膜としての特性を評価した。その結果、興味深い結果が得られ、Zr-B膜は成膜後のエッチング等のプロセスを行うことなく、Cu配線上のメタルキャップ膜となり得る可能性を秘めた有望な材料であり、かつ酸化耐性等もあり、Cuの酸化を抑制できるバリヤとしての機能も有することが明らかとなった。以上のことから、当初の目的は十分に達成された。昨年度までの研究成果として、ZrB2化合物をとるような組成のあるいは若干B-richなZrBx膜を形成した場合には、基板加熱なしの状態から、500°C程度の基板温度とした場合まで、基本的にZrB2相が得られやすいことが明らかとなった。また、組成を変化させた場合でも、導体の上では、基本的にZrBx膜は低抵抗な材料として振る舞い、絶縁体上では絶縁物に近い膜として振る舞うという特異な特性を保持することがわかった。本年度は、ZrBxNy膜の作製を行うにあたり、Cu配線のメタルキャップ層を念頭においているため、200°C程度以下で行う、新たな窒化物成膜手法について検討を行った。具体的には、申請者がこれまで反応性スパッタ法にて成膜してきた低抵抗な材料であるZrNx膜を200°C程度以下で作製することを目標として検討した。その結果、スバッタ法にラジカル窒化を組み合わせた新たな手法を開発し、それを用いてZrNx膜の作製を行ったところ、従来400°Cで反応性スバッタ法にて得られたZrNx膜の特性に匹敵する優れた特性の膜が従来よりもはるかに低温で得られることが明らかとなった。この成膜手法は、原理的に基板加熱なしの状態でラジカルを用いることで窒化反応を促進するというものであり、本研究結果においても全く基板加熱なしの状態でもZrNx膜が得られている。ただし、反応温度という観点では極めて低いことから、従来の反応性スパッタで作製したZrNx膜よりは、膜密度は若干低くなるものの、CVD/ALD法で得られた膜と比べると、その密度は高くなることが同時にわかった。ZrB2は、Zrの2次元層状構造と、共有結合のBのハニカム構造が交互に積層されたインターカレーションとなっていることから、2次元伝導による電気伝導が生じ、金属ホウ化物の中でも最も低抵抗な材料である。このような安定な化合物でかつ低抵抗な材料という興味深い性質から、様々な分野への応用が期待されている。中でもSi-ULSIにおける配線の拡散バリヤ

材料あるいはメタルキャップ材料としての特性に期待が寄せられる。しかしながら、これまでのZrB2材料は成膜プロセス温度が高いために、応用の範囲が狭まってしまうという問題点があった。本研究では、低温プロセスによるZrBk膜の作製及び、ZrB2から故意に組成を変化させることで、どの程度の組成範囲まで、ZrB2としての特性が保持されるのかを検討した。その結果、Zr:B=2:1というZr-richな状態のZrBx膜においても、ZrB2の特性を保持させることが可能であることが明らかとなった。さらに、そのような場合、膜中に混入した酸素の振る舞いが重要であり、フリーなZrを残さないようにすることで、Zr-B結合が積極的に形成され、ZrB2相が得られることがわかった。また、ZrBx膜をLSIの多層配線であるCu層のメタルキャップ膜として適用した場合においても、500°C程度以上の熱処理後においても顕著な構造変化を起こさず、Cuとも反応しない優れたメタルキャップとなることが明らかとなった。
DNA制限酵素断片長多型解析によるアトピー気道過敏性の研究

本研究では、まず、4家系60名の喘息患者家族において、皮膚プリックテスト血清総IgE値・IgE(MAST)・Methacholine(Mch)及びSalbutamol(Sal)による気道反応性を測定した.アトピー素因及びMchに対する気道過敏性は、常染色体性優性遺伝に矛盾しない分布を呈し、Salに対する気道反応性は、低反応性が常染色体性劣性遺伝に矛盾しない分布を呈した.次に、β2受容体(β2ADR)遺伝子の多型に注目し、制限酵素Ban IによるRFLP(Restriction Fracment Length Polymorphysim)と気道のMch、β刺激薬(Sal)に対する反応性、気管支喘息の頻度などの検討を行った.RFLPでは、日本人に於てもAllele 2.1kb,Allele 2.3kbの二つのバンドの存在が確認された.更に、気管支喘息患者の家族では、特定のAlleleをHomoを有する個体で、気道のβ刺激薬に対する反応性が低下しており、この群で気管支喘息の発症頻度が高かった.また、一般気管支喘息患者の検討では、非アトピー性喘息患者にこのAlleleのHomozygoteが有意に多かった.これらの結果から、気道収縮反応の抑制系としてのβ2受容体遺伝子の異常が気道反応性や喘息発症に関連する可能性が示唆された.更に、末梢血白血球よりDNAを抽出し、Hopkin&Cooksonのグループと同様、第11番染色体長腕のマーカーであるDNA probe(λMS-51 or D11S97)を用いたRFLP解析を行った.アトピー素因はHopkin&Cooksonらの報告と同様、常染色体性優性遺伝に矛盾しない分布を呈した.しかし、Ban I RELPにより得られたAlleleとアトピー素因との連鎖解析の結果は、Hopkin&Cooksonとは全く異なり、有意な連鎖は認められなかった.しかし、Allele 0.96kbを有する個体では血清IgE値の有意な増加が認められた.この結果から、第11番染色体長腕(11q13)に存在すると言われるアトピー遺伝子はアトピーを規定する主要遺伝子とは言い難いが、IgE産生調節に関連する遺伝子群の一つである可能性が示唆された.本研究では、まず、4家系60名の喘息患者家族において、皮膚プリックテスト血清総IgE値・IgE(MAST)・Methacholine(Mch)及びSalbutamol(Sal)による気道反応性を測定した.アトピー素因及びMchに対する気道過敏性は、常染色体性優性遺伝に矛盾しない分布を呈し、Salに対する気道反応性は、低反応性が常染色体性劣性遺伝に矛盾しない分布を呈した.次に、β2受容体(β2ADR)遺伝子の多型に注目し、制限酵素Ban IによるRFLP(Restriction Fracment Length Polymorphysim)と気道のMch、β刺激薬(Sal)に対する反応性、気管支喘息の頻度などの検討を行った.RFLPでは、日本人に於てもAllele 2.1kb,Allele 2.3kbの二つのバンドの存在が確認された.更に、気管支喘息患者の家族では、特定のAlleleをHomoを有する個体で、気道のβ刺激薬に対する反応性が低下しており、この群で気管支喘息の発症頻度が高かった.また、一般気管支喘息患者の検討では、非アトピー性喘息患者にこのAlleleのHomozygoteが有意に多かった.これらの結果から、気道収縮反応の抑制系としてのβ2受容体遺伝子の異常が気道反応性や喘息発症に関連する可能性が示唆された.更に、末梢血白血球よりDNAを抽出し、Hopkin&Cooksonのグループと同様、第11番染色体長腕のマーカーであるDNA probe(λMS-51 or D11S97)を用いたRFLP解析を行った.アトピー素因はHopkin&Cooksonらの報告と同様、常染色体性優性遺伝に矛盾しない分布を呈した.しかし、Ban I RELPにより得られたAlleleとアトピー素因との連鎖解析の結果は、Hopkin&Cooksonとは全く異なり、有意な連鎖は認められなかった.しかし、Allele 0.96kbを有する個体では血清IgE値の有意な増加が認められた.この結果から、第11番染色体長腕(11q13)に存在すると言われるアトピー遺伝子はアトピーを規定する主要遺伝子とは言い難いが、IgE産生調節に関連する遺伝子群の一つである可能性が示唆された.平成4年度は当初計画どうりアトピー性気管支喘息患者家系5家族の家族調査を終了した。計画のすべての臨床的検査、DNAの抽出が可能であった。またβ_2受容体遺伝子(ADRB2R)Probeの作成も完了し、多型検出を開始した。アトピー素因については、cooksonらにより報告さてたマーカー遺伝子であるλ-MS51との連鎖解析を終了した。これらの検討から得られた結果は以下のごとくである。1).アトピー性素因・気道過放性の両者に著しい家族集積性があること,両者がともに常染色体性優性遺伝に矛盾しない分布を呈し、しかも互いに独立した遺伝形質であることが判明した。2).β_2受容体遺伝子の解析では、制限酵素BanIによるDNA切断により、2.1Kb、2.3Kbの2つのバンドが見い出された。これにより、日本人においてもβ_2受容体遺伝子に多型が存在することが確認された。3).アトピー素因に関しては、λMS51との連鎖解析を行ったが、日本人ではアトピー素因との間に有意な連鎖は見い出せなっかた。

したがって、少なくとも日本人では染色体11q13近傍にアトピー素因を規定する単一の優性遺伝子があることは否定的と考えられた。しかし、λ-MS51によるRFLP解析における、ある特定のバンドを血清IgE値との間に相関が認められ、IgE反応に関わる、何年かの遺伝子がこの領域にある可能性は残された。本年度は,昨年度に完了した気管支喘息患者家系調査及び抽出したDNAを用いた解析を行い以下の結果を得た。1. β2-Adrenergic Receptor(B2ADR)遺伝子多型の検討では,日本人に於ても2.1kb,2.3kbの二つのAlleleが検出された。このB2ADR遺伝子多型と,アトピー素因・Methacholine気道反応性・β2刺激薬気道反応性・気管支喘息の頻度との関連を検討した。この結果,Allele2.1kbのHomoでは,β2刺激薬による気道反応の低下と,気管支喘息発症頻度の増加が認められた。2.アトピー遺伝子の検討では,第11染色体長腕のマーカーであるλ-MS51(D11S97)を用いた連鎖解析では有意な関連は認められなかった。しかし,Allele0.96kbを有する個体では血清IgE値の有意な増加が認められた。これらの結果から,β-Adrenergic Receptorの遺伝子構造と気道のβ2刺激薬に対する反応性が関連し,気管支喘息発症の遺伝的背景の一つとなっている可能性があること,第11染色体長腕のアトピー遺伝子はアトピーを規定する主要遺伝子とは言い難いが,IgE産生調節に関連する遺伝子群のひとつである可能性が示唆された。
幼若ホルモンの作用機構・特にヴィテロジェニン遺伝子発現の活性化機構

1.本研究は、卵黄タンパク質の前駆体ヴィテロジェニン(Vitellogenin-Vgと略)の合成誘導機構を明らにするため、マダニOrnithodoros moubata(O.m)とテントウムシHenosepilachana vigintioctopunctata(H.v.)の両種の比較を基本として、先ずVg誘導に関係する内分泌学的な、とくに幼若ホルモン(Juvenile Hormone-JH)の効果について、検討を行ない、次いでホルモンの遺伝子レベルでの作用機構を明らかにするためのVgcDNAのクローニングを試みたものである。2.マダニに対するJHの効果は従来の報告にもかかわらず、今回全くそのVg合成誘導効果は認められず、JHのマダニに於ける位置は更に検討を要することとなった。プレコセンについても全く無効であった。しかし、神経分泌細胞に対し刺激作用をもつピレスロイド剤サイパーメスリン(CyM)は未吸血の雌成虫に対してVg合成の誘導活性のあることが判明した。更にCyMは雄成虫及び若虫に対しても吸血未吸血を問わず量的な差こそあれVg合成の誘導が認められ、今後CyMはVg合成誘導の機構を調べる有効な手段となることがわかった。3.テントウムシではJHにより休眠が破れVg合成活性が開始されることを明らかにし、JHに対する感受性は羽化後約10日は高く、その後非感受性となり休眠覚醒後(羽化90日頃より)再び高い感受性を示すことを明らかにした。4.マダニ及びテントウムシのVg合成の最も盛んな時期の脂肪体よりRNAを抽出し、Oligo-dTセルロースカラムによりpoly A(t)RNAを分離しOkayama-Berg法によりcDNAを合成しプラスミッドに組み込みライブラリーの作製を行なった。これよりVgに対する抗体を用いて夫々複数のVgcDNAクローンの分離を行ないcDNAの制限酵素地図の作製を行なった。今後これを用いたmRNAの定量、遺伝子構造の解析が可能となった。1.ニジュウヤホシテントウムシ(Henosepilachana vigintioctopunctata-Hと略)及びカズキダニ(Ornithodoros moubata-Omと略)を用いて,卵黄タンパク質の前駆体ヴィテロジェニン(Vitellogenin-Vgと略)の脂肪体より6MグアニジンイソチオシアネートによりRNAを抽出し, 5.7MCsClに上層して超遠心分離によりRNase-freeのtotal RNAを調製した.2.total RNA標品よりOligo-dTセルロースカラムによってpolyA(+)RNAを分離しin vitroトランスレーション系によって翻訳させ, Hv及びOmのVgが合成されることを抗Hv-Vg血清及び抗Om-Vg血清を用いて確認し,得られたpolyA(+)RNAがHv, Om共に完全なmRNAを含む標品であることを明らかにした.3.このpolyA(+)RNAを発現リンカーを用いたOkayama-Berg法によりcDNAを合成してベクター内に組み込み,大腸菌JM109株にトランスフォームしてHv,OmそれぞれのVgcDNAライブラリーを作製した.4.このライブラリーより抗Hv-Vg及び抗Om-Vg血清を用いてHv, Om-Vgを発現しているクローンを酵素抗体法によりスクリーニングし, Hvについては23個, Omについては2個positiveなクローンの分離に成功した.5.現在これらのクローンについてインサートのサイズの検討・制限酵素地図の作製を実施中である.6.また完全長cDNAクローンを得るため継続してスクリーニングを行なうと共に, Nothern,Southern Blotting用プローブの作製を行ない,幼若ホルモンによるHv-VgmRNA及び吸血刺激によるOm-VgmRNAの定量解析を行なっている.1.本研究は、卵黄タンパク質の前駆体ヴィテロジェニン(Vitellogenin-Vgと略)の合成誘導機構を明らにするため、マダニOrnithodoros moubata(O.m)とテントウムシHenosepilachana vigintioctopunctata(H.v.)の両種の比較を基本として、先ずVg誘導に関係する内分泌学的な、とくに幼若ホルモン(Juvenile Hormone-JH)の効果について、検討を行ない、次いでホルモンの遺伝子レベルでの作用機構を明らかにするためのVgcDNAのクローニングを試みたものである。

今後これを用いたmRNAの定量、遺伝子構造の解析が可能となった。1.カスキダニ(Ornithodoros moubata-Omと略)を用いて、幼若ホルモン(Juvenile Hormone-JHと略)とその誘導体及び各種化合物の卵黄タンパク質の前駆体ヴィテロジェニン(Vitellogenin-Vgと略)の合成誘導に及ぼす影響について調べた。2.先ずそのための検定法を確立した。即ち、各種薬剤処理後5日、10日後に体液(0.25μl)を採取し濾紙上にスポットし、反射吸光光度計付のクロマトスキャナーにより、400nmと450nmの吸光度の差を読みとることによって、Vgを正確に定量する方法を確立した。また処理10日後の卵巣の発達についても18段階に分けてスコアーリングすることによって数量化した。3.JHIII、及び誘導体としてメソプレン(ZRー515)、Sー21149、Sー21150、Sー31183、を未吸血雌成虫1頭当り1,10,100μgの範囲で処理した。しかしいずれもコントロール(アセトン処理)と比較して有為な誘導効果を認めなかった。4.次に、昆虫でアラタ体活性の阻害剤として知られるプレコセン2を吸血雌1頭当り0.052.0μg DMSDに溶解して局所施用し、吸血した雌成虫のVg発現を阻止する効果を検討したが、調査したいずれの濃度でもコントロール(DMSD処理)に対して有為な活性を認めなかった。5.神経分泌物の遊離活性を有するピレスロイド剤であるサイパーメスリン(CyMと略)の種々ステージ状態のマダニに処理し、Vg合成の誘導を調べた。その結果、CyMは雌はもちろん、雄や若虫でも吸血、未吸血及び交尾未交尾に全く無関係にVg合成を誘導することを確認した。6.前年度調製したマダニ(Om)の吸血6日後の脂肪体より得られたmRNAによって合成したcDNAライブラリーより、新たに複数のVg cDNAのクローンを分離し、それらの制限酵素地図の作製を行なった。7.結紮等を中心とした実験から、Vg合成を誘導する因子が総神経球中のペプタイドであることを明らかにした。
Jacobiの和のLeopoldt予想への応用に関する研究

数論は、数学のさまざまな分野と密接に関連して発展し、近年では、物理学・工学等への応用も見い出されているが、本研究は、代数学、K-理論、位相幾何学等の数論への応用という総合的な見地に立って遂行された。研究代表者および分担者全員によって、(1)関連部門の研究集会等への参加・討論(2)関連部門の研究者との緊密なる研究連絡・研究打ち合わせ(3)資料・文献の調査・収集・整理(4)コンピューターをもちいた解析を行った。特に、代数学の数論への応用という観点においては、ガウスの和・ヤコビの和の研究の重要性がますます認識されてきて、研究代表者が従来より行ってきたガウスの和・ヤコビの和に関するいくつかの研究をさらに発展させていく見通しを得た。すなわち、本研究では、Leopoldt予想とガウスの和・ヤコビの和との関連性に着目して考察が遂行された。Leopoldt予想とは、有理整数環上乗法的に独立な代数体の単数は、p進整数環上でも乗法的に独立であることを予想するものであり、代数的整数論における最も深い予想のひとつである。それはp進L関数が1において消えないことと同値である。一方、研究代表者は、ある条件のもとで、L関数が1において消えないことをガウスの和・ヤコビの和を用いて代数的に証明した。Leopoldt予想の証明にまだ完全には成功していないが、このことは、Leopoldt予想とガウスの和・ヤコビの和との深い関係を示唆するものであり、研究のひとつの方向を示すものである。また、研究代表者は、他の観点から、Leopoldt予想の部分的な解決を得ており、以下のような総合的な観点からも研究を進める事が重要であると思われる。(1)cohomology理論との関連(2)整数表現論との関連(3)代数体のガロア群の構造との関連(4)分岐理論との関連(5)p進L関数との関連(6)Hilbert normresidue symbolのexplicit formulaとそのnon-abel化との関連。研究代表者および分担者全員によって、(1)関連部門の研究集会等への参加・討論(2)関連部門の研究者との緊密なる研究連絡・研究打ち合わせ(3)資料・文献の調査・収集・整理(4)コンピューターをもちいた解折を行った。すなわち、本研究では、Leopldt予想とガウスの和・ヤコビの和との関連性に着目して考察が遂行された。

一方、研究代表者は、ある条件のもとで、L関数が1において消えないことをガウスの和・ヤコビの和を用いて代数的に証明した。Leopoldt予想の証明にまだ完全には成功していないが、このことは、Leopoldt予想とガウスの和・ヤコビの和との深い関係を示唆するものであり、研究のひとつの方向を示すものである。また、研究代表者は、他の観点から、Leopoldt予想の部分的な解決を得ており、以下のような総合的な観点からも研究を進める事が重要であると思われる。(1)cohomology理論との関連(2)整数表現論との関連(3)代数体のガロア群の構造との関連(4)分岐理論との関連(5)p進L関数との関連(6)Hilbert normresidue symbolのexplicit formulaとそのnon-abel化との関連。数論は、数学のさまざまな分野と密接に関連して発展し、近年では、物理学・工学等への応用も見い出されているが、本研究は、代数学、K-理論、位相幾何学等の数論への応用という総合的な見地に立って遂行された。研究代表者および分担者全員によって、(1)関連部門の研究集会等への参加・討論(2)関連部門の研究者との緊密なる研究連絡・研究打ち合わせ(3)資料・文献の調査・収集・整理(4)コンピューターをもちいた解析を行った。特に、代数学の数論への応用という観点においては、ガウスの和・ヤコビの和の研究の重要性がますます認識されてきて、研究代表者が従来より行ってきたガウスの和・ヤコビの和に関するいくつかの研究をさらに発展させていく見通しを得た。すなわち、本研究では、Leopoldt予想とガウスの和・ヤコビの和との関連性に着目して考察が遂行された。Leopoldt予想とは、有理整数環上乗法的に独立な代数体の単数は、p進整数環上でも乗法的に独立であることを予想するものであり、代数的整数論における最も深い予想のひとつである。それはp進L関数が1において消えないことと同値である。
代償性増殖による上咽頭癌発癌機構の解明と治療戦略

細胞競合に敗れた細胞の間隙を埋める代償性増殖について上咽頭癌の発癌機構における細胞競合を中心に解析した。上咽頭癌組織において癌細胞ではなく周囲の正常細胞が細胞競合の敗者となりつつアポトーシス抵抗性因子SPARCを発現していることが判明した。さらに、上咽頭癌の原因ウイルスEpstein-Barrウイルスのがん遺伝子LMP1は前癌病変から発現される。LMP1はエクソソームにHIF1α内包量を増加させることで腫瘍微小環境を変化させることを解明した。この結果は上咽頭癌発癌初期からエクソソームにより周辺へ分泌される物質が細胞競合を増強することで周囲への浸潤、さらには転移能を増強させることが示唆された。Epstein-Barrウイルス(EBV)と上咽頭癌との病因論的関連が確立されたものの,詳細な発癌機構は未解明なままである.本研究は3つの従来にないコンセプト1)死にゆく細胞(undead cell), 2)代償性増殖(細胞競合), 3)エクソゾームによる細胞間コンタクト,を融合し,1)上咽頭癌周囲正常組織へのEBV-RNAであるEBERsデリバリーシステムとしてのエクソゾームによるEBERs分泌活性化機構の解明2)上咽頭癌周囲正常組織における死にゆく細胞ゾーン形成機構とゾーンによる癌細胞の代償性増殖促進機構の解明3)正常細胞の代償性増殖機構活性化による新規上咽頭癌治療法の開発を目的とする.26年度は上咽頭癌周囲の正常上皮細胞EBERs発現比率の検討とエクソゾームによるEBERs分泌とゾーン形成機構の解明についてアプローチした。その結果、上咽頭癌パラフィン切片標本においてEBERs陽性の正常細胞は形態学的に正常であるだけでなくEBVゲノムが存在しないEBV非感染細胞であること、培養細胞による実験系でEBERsがEBV陽性上咽頭癌細胞からエクソゾームとして分泌され、周囲の正常細胞に取り込まれることが判明した。研究開始の背景Epstein-Barrウイルス(EBV)は上咽頭癌,鼻性NK/Tリンパ腫などの原因ウイルスである.本申請では我々耳鼻科医を始め,世界中のEBV研究者や上咽頭癌研究者が解答を見出していない以下の点にアプローチする.それは,「浸潤能を有しないウイルス感染細胞がどのようにして周囲の正常細胞にとってかわって上咽頭で増殖することができるのか?」である.EBVはBリンパ球に潜伏感染し,散発的に再活性化しウイルスを放出する.一方で、癌が発生するのは唾液と接触する口蓋扁桃や舌根扁桃ではなく,唾液と関連が薄い上咽頭(咽頭扁桃)である.おなじ扁桃輪にあって何が異なるのであろうか?平成27年度までに上咽頭癌由来細胞株c666-1からEBVがコードするRNAであるEBERsがエクソゾームの形で分泌されることを確認した。正常上咽頭細胞株Ad-AHと混合培養したところ、同細胞内にエクソゾームマーカーであるCD63とEBERsが同時に検出されとことからエクソゾームとして分泌されたEBERsがAd-AH細胞に取り込まれることを確認した。癌細胞と正常細胞のせめぎあいは新しい建造物を建てる際に古い建造物をこわしてその場所にあった建造物のとってかわる、スクラップアンドビルド方式と類似する。「作業仮説:エクソゾームによる細胞内物質の分泌とそれを介して細胞間で相互作用が生じるという現象を上咽頭癌発癌機構に置き換えて読み解くと、申請者が観察した正常細胞におけるEBERs発現は、EBV陽性腫瘍細胞が細胞外に分泌したEBERsが正常細胞に取り込まれた状態を観察している。その結果、腫瘍周辺細胞は死にゆく細胞へと形質が変化する。そして、代償性増殖機構により上咽頭癌細胞が周囲へと浸潤拡散してゆく。」に矛盾しない結果が着実に得られていることから上記評価とした。上咽頭癌発癌過程における代償性増殖の意義を解明するために1)EBV陽性上咽頭癌細胞と周囲の正常細胞の間で細胞競合が起こること、その際には、EBV遺伝子LMP1によるエクソゾーム分泌亢進が生じていること、2)上咽頭癌細胞からエクソゾームの分泌が活性化されることによりEBERsが周辺細胞に分泌されること、3)癌と正常細胞の境界にSPARCを発現する「死にゆく細胞ゾーン」が形成されること、4)このゾーンから誘導されるシグナルは上咽頭癌細胞の増殖に有利に働き、このゾーンの競合する正常細胞がアポトーシスなどで死んだあと伸すペースに、代償性に上咽頭癌細胞が増殖して、ゾーンが癌細胞で占拠されること、5)そして癌細胞と正常細胞の間に新たなゾーンが形成され。癌細胞領域が拡大してゆくこと、6)一方で、ゾーン形成機序としてのEBV遺伝子産物の役割とゾーンの細胞で起こっている細胞死プロセスに関する分子機構の結果、正常細胞におけるSPARC発現を強化することで、治療後に少数残存する癌細胞を正常細胞が駆逐できること、などが解明され、本申請で予定していた研究はおおむね順調に進んだ。そのため、当初4年で計画していた本申請課題を3年で終了として、その継続発展的研究課題として、今後、抗腫瘍的に作用する薬剤やウイルス複製サイクルを抑制する化合物が代償性増殖に及ぼす影響に加え、オートファジーが上咽頭癌発癌進展機構に及ぼす影響を解明し、新規治療法の開発を模索する。上咽頭癌組織において癌細胞ではなく周囲の正常細胞が細胞競合の敗者となりつつアポトーシス抵抗性因子

SPARCを発現していることが判明した。さらに、上咽頭癌の原因ウイルスEpstein-Barrウイルスのがん遺伝子LMP1は前癌病変から発現される。LMP1はエクソソームにHIF1α内包量を増加させることで腫瘍微小環境を変化させることを解明した。この結果は上咽頭癌発癌初期からエクソソームにより周辺へ分泌される物質が細胞競合を増強することで周囲への浸潤、さらには転移能を増強させることが示唆された。組織標本を用いた研究ならびに培養細胞を用いた研究ともに、研究計画に沿って一連の成果が認められた。一方で今後の研究進展のための課題、たとえば、エクソゾームの回収効率が予想よりも低く、市販のキット以外にもう一工夫必要であること、などもとらえることができたことから、おおむね順調に進展していると評価した。上咽頭癌周囲にいる細胞がSPARCを発現していることが判明した。SPARCは膵癌や胃癌などで癌細胞が発現することで予後不良因子となるアポトーシス抵抗性に働く因子である。このゾーンがEBERs陽性細胞のゾーンとオーバーラップすることから上咽頭癌における癌周囲細胞がSPARCを発現する意義について検討を進める。癌周囲正常細胞がEBERs発現で細胞死誘導スウィッチがオンになったのちSPARCで細胞死に抵抗し死ぬ細胞から死にゆく細胞化することで、癌細胞の細胞死誘導機構に抵抗を示す。しかし、その際に放出する増殖因子は正常細胞にも癌細胞にも働くはずであるが、時間とともに、腫瘍細胞が死にゆく細胞の細胞死後にその場所を占拠し、代償性に増殖していることが予想される。AD-AHにEBERsを発現させてSPARCタンパクが誘導されるかをウエスタンブロットで調べる。その次にAD-AHとC666-1と混合培養した場合、または、C666-1の培養上清のみを添加した場合、各々についてSPARCタンパク発現を比較し、SPARC発現は細胞競合が起こらないと誘導されないのかを検証する。また正常咽頭上皮由来株AD-AHへ単独でEBERsを形質導入した場合の細胞の変化と上咽頭癌細胞株C666-1と境界を設けて接した場合との変化について、とくに細胞死誘導機構について、アポトーシスをtunnel染色で、オートファジー関連死をbeclin発現で比較する28年度が最終年度であるため、記入しない。耳鼻咽喉科・頭頸部外科i)使用咽頭細胞をAD-AHからNP69に変更し、EBERsを形質導入した場合の細胞の変化と上咽頭癌細胞株C666-1と境界を設けて接した場合との変化について、とくに細胞死誘導機構について、アポトーシスをtunnel染色で、オートファジー関連死をbeclin発現で比較するii)タイムラフス顕微鏡を用いて、上咽頭癌由来C666-1とAD-AHの混合培養に加えC666-1とNP69の混合培養を行う。CD63はエクソゾームのマーカーである。蛍光標識CD63抗体によるエクソゾーム分泌過程および蛍光標識したEBERsプローブを用いたEBERsの分泌過程を観察し、死にゆく細胞のゾーンならびに死細胞層形成との関係を継時的に観察する。iii)中咽頭癌において、上咽頭癌と同様にHPV関連物質がエクソゾームで分泌される可能性についても検討する。
ウォータージェットを歯牙および歯科材料の研削・研磨に応用するための基礎的研究

本研究では、ウォータージェットをう触部除去と歯科用セメント及びコンポジットレジンの削除に応用するための可能性について検討するために、小型ウォータージェット切断加工機を利用し、歯牙と歯科用セメント及びコンポジットレジンに高速力を噴射し、高速水によってできた各材料表面のくぼみの直径と深さ及びそのときの試験片が受ける荷重を測定し、加工性能を検討した。高速水の噴射時間を変えた場合とノズル径を変えた場合に、歯牙エナメル質にできるくぼみの直径と深さを測定した結果、ノズルの直径を大きくすると、くぼみの直径は有意に増加したが、くぼみの深さに差違はみられなかった。ノズル先端と試験片表面との距離を変えた場合に歯牙エナメル質にできるくぼみの直径と深さを測定した結果、距離の違いによるくぼの深さと直径に有意差はみられなかった。高速水を噴射した場合に、歯牙エナメル質が受ける荷重を測定した結果、噴射時間やノズルと試験片表面との距離を変えても、試験片が受ける荷重に有意差はみられなかった。しかし、ノズル径が減少すると、荷重も減少した。シリンダー圧を変えた場合に歯牙にできるくぼみの直径と深さを測定した。この結果、人工軟化象牙質は、シリンダー圧225kgf/cm^2と300kgf/cm^2でそれぞれ、0.10と0.22mmのくぼみ深さが測定されたが、象牙質ではシリンダー圧300kgf/cm^2で0.02mmのくぼみが生じた。また、エナメル質にはくぼみは形成されなかった。シリンダー圧を変えた場合に歯科用セメント及びコンポジットレジンにできるくぼみの直径と深さを測定した結果、非レジン系セメントのくぼみの深さは、象牙質やエナメル質に比べてきわめて大きく、容易に除去できた。また、レジン系セメント及びコンポジットレジンのくぼみの深さは小さいが、象牙質やエナメル質に比べると大きな値となった。本年度は、水の噴き出しノズルに径0.08mmを持った、ウォータージェット装置を使用し、本装置の研削・研磨の基本的性能を明確にするために、水圧を300,600,1200,1800kg/cm^2、試料の移動速度をl.4,8.7,16.0,23.3cm/min、試料位置を5-15mmまで1mm間隔で変化させて、歯科用超硬質石こうの研削・研磨溝の深さと幅を測定した。その結果、水圧の変化に関係なく、平均溝幅は0.178mmとなり、ノズル径の約2倍の溝幅になることがわかった。また、試料位置8-15mmの間では研削・研磨溝の深さと幅に大きな差異は見られず、移動速度23.3cm/minでは、水圧300,600,1200,1800kg/cm^2で、研削・研磨溝の深さはそれぞれ、平均0.86,2.58,4.72,7.58mmとなった。また、移動速度と研削・研磨溝の深さの関係を求めると、移動速度の増加とともに研削・研磨溝の深さは直線的に増加した。さらに、水圧と研削・研磨溝の深さの関係を求めると、水圧の増加とともに研削・研磨溝の深さも直線的に増加し,両者の間に相関が見られることが明らかとなった。試料の移動速度を変化させた場合の研削・研磨溝の深さにおける変化率は、水圧が小さいほど小さく、,水圧を大きくすると、その変化率は直線的に増加した。このことから、水圧の大きい条件下では、研削・研磨の効率がよいことがわかる。
高回収・高選択的レアメタル捕集ポリマーの開発と効率的メタン変換技術への応用

前年度までに、Pt(IV)イオンと5種類の白金族混合溶液を調製し、金属配位ポリマー上での種核成長を行ったところ、いずれの白金族混合溶液の場合もPtが選択的に捕集できることを明らかにした。今年度では、白金族混合溶液からのRhの選択的捕集を目的とした。まず、金属配位ポリマーをRh(IV)イオン水溶液に分散させ、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを加えることで、Rhの核をポリマーの硫黄原子上に固定した。Rh(IV)イオンと他の5つの白金族混合溶液を調整し、Ptの核を固定化させたポリマーを加え、L-アスコルビン酸により核を中心とした還元反応による結晶成長を行いナノ粒子に成長させた。得られたポリマーの蛍光X線分析により、Rhが優先的に捕集されたことから(60 %以上)、ポリマーの核を選択することにより、白金族混合物から目的の金属を選択的に分離できることが明らかとなった。さらに、白金の捕集機構を解明するために、金属配位ユニットを7%と4%持つポリマーを合成し、PtとPdの相互分離挙動を検討した。7%のポリマーを用いてPtの核生成を行いIRスペクトを測定したところPtに配位していないチオカルボニル基の残存が確認されたのに対し、4%のポリマーの核生成では全てのチオカルボニル基が配位していることが分かった。得られたポリマーを用いて、PtとPdの分離実験を行った結果、いずれもPt : Pd = 88:12と同じ結果であった。この結果から、Pdが混入する理由として、核成長の際に残存しているチオカルボニル基に配位するのではなく、Ptの核成長の際に混入していることが分かった。さらに、7%のポリマーを用いてPtとPdの分離実験における継時変化を行ったところ、1時間後から24時間後まで、Pt : Pd = 87:13と変化しなかったことから、PdはPtの結晶成長初期から同割合で混入することが分かった。本研究の目的である高選択的・高回収レアメタル捕集ポリマーの開発において、白金族混合溶液から、ポリマー上の核を選択することにより、所望の金属を選択的に分離できることを明らかにした。さらに、選択的捕集の機構を明らかにし、高選択的レアメタル捕集ポリマーの開発においては目的を達成したといえる。本年度以降では、この捕集ポリマーの回収量増加と都市鉱山サンプルからの白金族効率的分離の検討、および金属を捕集したポリマーを触媒としたメタンの効率的酸化反応を検討できる準備が整っており、計画通りに進んでいる。平成29, 30年度では、白金族混合溶液からの高選択的捕集ポリマーの開発に成功した。平成32年度では、この捕集ポリマーの回収量増加および都市鉱山サンプルからの白金族効率的分離の検討、および金属を捕集したポリマーを触媒として用いたメタンの効率的酸化反応を検討することを予定している。白金族元素は自動車排気ガス浄化触媒や、自動車や飛行機の電極プラグの重要な原料として使用されているが、地球上の存在量が少ないため高価格で取引されている。また、白金鉱石および都市鉱山中に混合して含まれることが多いことから、白金族同士の選択的分離が必要とされているが、白金族は物理的・化学的性質が類似しているため分離が困難である。そこで本研究では、含硫黄ポリビニルアルコール誘導体上での種核成長法を利用した白金と他の白金族元素を分離することを目的とした。核生成では、含硫黄PVA誘導体、還元剤として水素化ホウ素ナトリウム、及び安定化剤としてクエン酸・クエン酸ナトリウムをPt(IV)イオン水溶液に加え100度で10分反応させた。核成長では、核生成させたポリマー、還元剤としてL-アスコルビン酸、安定化剤として臭化デキサデシルトリメチルアンモニウムをPt(IV)イオン水溶液に加え室温で24時間反応させた。得られたポリマーの蛍光X線分析により核生成後に比べ核成長後の白金含有量が増加し、核成長後のTEM観察により白金ナノ粒子が確認できたことから、種核成長が進行していることが確認された。最後に含硫黄PVA誘導体上でのPtと他の白金族の相互分離を検討した。Pt(IV)イオンと5種類の白金族混合溶液を調製し、L-アスコルビン酸を還元剤として、核生成させたポリマー上でのPtの選択的核成長を試みた結果、いずれの白金族元素の場合もPtが優先的に捕集できることが明らかとなった(80%以上)。さらに、核をPtからパラジウムに変えて同様の分離実験を行ったところ、それぞれの白金族元素に対して、パラジウムが選択的に分離きることが確認された(80%以上)。これらの結果より、核を選択することにより白金族混合物から目的の金属を選択的に分離できることが明らかとなった。

まず、金属配位ポリマーをRh(IV)イオン水溶液に分散させ、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを加えることで、Rhの核をポリマーの硫黄原子上に固定した。Rh(IV)イオンと他の5つの白金族混合溶液を調整し、Ptの核を固定化させたポリマーを加え、L-アスコルビン酸により核を中心とした還元反応による結晶成長を行いナノ粒子に成長させた。得られたポリマーの蛍光X線分析により、Rhが優先的に捕集されたことから(60 %以上)、ポリマーの核を選択することにより、白金族混合物から目的の金属を選択的に分離できることが明らかとなった。さらに、白金の捕集機構を解明するために、金属配位ユニットを7%と4%持つポリマーを合成し、PtとPdの相互分離挙動を検討した。7%のポリマーを用いてPtの核生成を行いIRスペクトを測定したところPtに配位していないチオカルボニル基の残存が確認されたのに対し、4%のポリマーの核生成では全てのチオカルボニル基が配位していることが分かった。得られたポリマーを用いて、PtとPdの分離実験を行った結果、いずれもPt : Pd = 88:12と同じ結果であった。この結果から、Pdが混入する理由として、核成長の際に残存しているチオカルボニル基に配位するのではなく、Ptの核成長の際に混入していることが分かった。さらに、7%のポリマーを用いてPtとPdの分離実験における継時変化を行ったところ、1時間後から24時間後まで、Pt : Pd = 87:13と変化しなかったことから、PdはPtの結晶成長初期から同割合で混入することが分かった。本研究の目的である高選択的・高回収レアメタル捕集ポリマーの開発において、白金族混合溶液から、ポリマー上の核を選択することにより、所望の金属を選択的に分離できることを明らかにした。さらに、選択的捕集の機構を明らかにし、高選択的レアメタル捕集ポリマーの開発においては目的を達成したといえる。本年度以降では、この捕集ポリマーの回収量増加と都市鉱山サンプルからの白金族効率的分離の検討、および金属を捕集したポリマーを触媒としたメタンの効率的酸化反応を検討できる準備が整っており、計画通りに進んでいる。平成29年度では、白金族混合溶液からの高選択的捕集ポリマーの開発に成功した。平成30年度では、この捕集ポリマーの回収量増加および都市鉱山サンプルからの白金族効率的分離の検討、平成31年度では金属を捕集したポリマーを触媒として用いたメタンの効率的酸化反応を検討することを予定している。平成29, 30年度では、白金族混合溶液からの高選択的捕集ポリマーの開発に成功した。平成32年度では、この捕集ポリマーの回収量増加および都市鉱山サンプルからの白金族効率的分離の検討、および金属を捕集したポリマーを触媒として用いたメタンの効率的酸化反応を検討することを予定している。平成29年度の研究成果を国際会議(Macro2018, 2018年7月)で発表するため、その旅費として翌年度分として残した。これにより、平成30年度分の研究費の大幅な削減を避けることができた。平成30年度は高選択的レアメタル捕集ポリマーの開発のみ検討したのに対し、平成31年度ではレアメタル捕集挙動の他に、レアメタルを捕集したポリマーの高分子触媒への応用を検討する予定で検討内容が平成30年度より多いため、消耗品費として平成31年度分に繰り越した。
歯周病における機械的刺激による歯周組織の遣伝子発現

本研究の目は,ラット歯周炎モデルを用いて歯周炎の病態とそのモデルに機械的刺激を加えた場合の効果についてMicroarrayを用いて遺伝子発現パターンを解明することである。平成18年度は,ラットを3群(歯周炎群・刺激群・対照群)に分け,各群の組織評価および歯肉からのRNAの抽出を行い,その質を確かめた。H19年度は前年度得られた歯肉のRNAを増幅してマイクロアレイ解析を行い,標本上で関連タンパクの局在を確かめた。マイクロアレイのデータをKEGGパスウェイにより解析した結果,対照群に対して歯周炎群でMAPK signaling pathway中の遣伝子が最も多く変化した。またタンパクレベルで確認するために免疫染色を行った。接合上皮基底細胞のproliferating cell nuclear antigep陽性細胞とp-ERK陽性細胞は一部共存していた。この増殖充進には,LPS刺激によるERKのリン酸化が関与しているかもしれない。また,結合組織のMatrix metalloproteinase(MMP)2とMMP14の発現が尤進しており,MMP2とMMP14による基底膜の破壊が接合上皮深部増殖に関与している可能性が示唆された。これらの発現は,電動ブラシによる機械的刺激を与えた群では抑制がみられなかった。形態学的にも接合上皮の深部増殖は抑制されなかった。結論として,歯周炎モデルにおいて,接合上皮の深部増殖にはERKを介するMAPK-pathwayや,MMP2とMMP14による基底膜の破壊が関している可能性がある。これらの因子は機械的刺激では抑制効果がなかった。本研究の目的は,ラット歯周炎モデルを用いて歯周炎の病態とそのモデルに機械的刺激を加えた場合の効果についてMicroarray(Genechip)を用いて遺伝子発現パターンを解明することである。平成18年度は,ラットを以下の3群(歯周炎群・刺激群・対照群)に分け,各群の組織評価および歯肉からのRNAの抽出を行った。Wistar系雄性ラット18匹(1グループ6匹)を使用して,次の3群に割付けた。すべての群で8週間,両側上顎第一大臼歯口蓋側歯肉に以下の条件で塗布を行った。1)リポポリサッカライド(LPS)とプロテアーゼを1日1回投与し,歯周炎モデルを作製する歯周炎群2)LPSとプロテアーゼを投与するなかで,4週目から歯肉に電動歯ブラシのブラッシングにより4週間機械的刺激を加える刺激群3)LPSフリーの蒸留水を投与する対照群実験期間終了後,全身麻酔下で右側歯肉軟組織をBiopsyして凍結切片を作製した。左側歯周組織は脱灰し,パラフィン切片を作製した。左側の標本でヘマトキシリン・エオジン染色を行い,組織形態学的に評価した。対照群に比べて歯周炎群では,接合上皮の根尖側移動・炎症性細胞浸潤・歯槽骨吸収・コラーゲン破壊などが認められ,歯周炎の所見が認められた。刺激群では,歯周炎群に比べて,炎症性細胞浸潤・コラーゲン破壊が減少していたが,接合上皮の根尖側移動と骨吸収には差がなかった。右側の凍結標本からRNAを抽出して,質を確かめた。28S/18Sは1.9で良好であったため、レーザーマイクロダイセクションを行った。しかし,ダイセクション後のサンプルのRNAは一部分解されており,その28S/18Sは0.87でマイクロアレイ解析には適さなかった。このため,H19年度は歯周組織全体のRNAを抽出してマイクロアレイ解析を行い,標本上で遺伝子あるいはタンパクの局在を確かめることにする。
高等植物より得られる抗腫瘍活性環状オリゴペプチドの開発研究

RA系化合物の全合成および化学修飾:RA系化合物は,2環性の化合物であるが,エーテル結合をゆうする14員環の方は,ジフェニルエーテル結合があり,その合成は非常に難しい.すでに,全合成は達成しているが,その後,各種誘導体の作成により,RA-VIIと同等の活性を有する化合物も見い出された.今回は,基本骨格以外の側鎖部分について,各種誘導体を作成し,構造活性相関的検討を行ない有望な化合物を見い出している.さらに,Lawesson試薬を用いてアミド結合部分の酵素OをイオウSで置換し各種の誘導体を作成した.これら化合物の活性は平均して元の環状ペプチドより活性が強いことを認めた.なお,RA-VIIは臨床の第I相試験を終了している.他の植物における抗腫瘍活性ペプチドの探索:茜草根以外の植物からも,環状ペプチドの検索を続けており,すでにシオン,太子参,銀柴胡などについては昨年度において報告し,さらに継続しているものもある.その後,王不留行Vaccaria segetalis,クコLycium chinenseなどからも,環状オリゴペプチドを単離して構造決定をしている.さらに,活性とコンホメーションとの関連も追及すべく,環状ペプチド類については,X線結晶解析,NMRおよび分子動力学法などの手法を用いてコンホメーション解析を行なっている。RA系化合物の化学修飾:今年度は構造活性相関的考察を行なうため、活性に影響を及ぼしていると考えられるRA構造式中のTyr-3側鎖のアルキル化及びイソジチロシン(14員環)部分のバックボーントランスフォーメーションを中心に検討した。RA類の代謝を考慮して、Tyr-3側鎖はメトキシル基をC-C結合アルキル基に変換することを計画し、茜草根の主ペプチド成分であるRA-VIIを脱メチル化した後、Tyr-6残基のフェノール性水酸基のみをメチル化して微量成分RA-IIとし、さらにトリフレート化し、各種アルキル側鎖をもつ有機錫を用いてTyr-3のζ位C-アルキル化体を合成した。また、14員環部分については、RA-VIIを硝酸セリウムアンモニウムで酸化することによりTyr-6のβ位に特異的に水酸基を導入して微量成分であるRA-IVとし、さらにケトン体にして臭化アリルを反応させるとアリルエノールエーテル体が誘導され、クライゼン転位によりTyr-6のα位にアルキル基を導入する経路を開発することができた。これら成績体及び合成中間体については、活性試験を試みている。また、ペプチド結合のチオアミド化体の調製、それをキ-化合物としての新規環状ペプチド類の合成も平行して行っている。他の植物における抗腫瘍活性ペプチドの探索:茜草根以外の植物からの抗腫瘍活性環状ペプチドの探索を実施しているが、今年度はシオンを中心に抗腫瘍活性環状ペプチド類の単離を試み、AstinA Iと仮称する9種の構造を明らかにした。これらのペプチドは、L-Ser,L-alloThr,L-β-Phe,L-Abu,クロル化L-Proからなる興味ある環状ペプチドで、活性との関連からそのコンホ-メーションについてX-線結晶解析、各種NMR手法、分子動力学計算の手法などを用いて最安定コンホメーションを明かとした。また、活性の増強を目的に各種誘導体の調製も行なっている。RA系化合物の全合成および化学修飾:RA系化合物は、2環性の化合物であるが、エーテル結合を有する14員環の方は、ヂアリルエーテル結合があり、その合成は非常に難しい。今回は、硝酸タリウムを触媒に用いて、位置選択的合成に導き、14員環部の合成に成功した。さらに、ペプチド部分の18員環部を形成して全合成を達成することができた。また、基本骨格以外の側鎖部分について、各種誘導体を作成し、構造活性相関的検討を行なっている。Lauson試薬を用いて窒素Nの部分をSで置換した化合物は、RA-VIIより活性が強いことを認めた。なお、RA-VIIについては臨床の第1相試験を終了している。他の植物における抗腫瘍活性ペプチドの探索:

茜草根以外の植物からも、環状ペプチドの検索を続けており、まずシオンから抗腫瘍性のastinAIを9種単離し、機器分析等による構造決定の結果、単環性のペプチドであることを確認し、活性についても検討している。さらに、太子参Pseudostellaria heterophyllaからpseudostellarinAHを単離したが、アミノ酸組成が5個から9個におよぶ単環性のペプチドであった。この系統の化合物にはアミラーゼ阻害活性が認められた。また、銀柴胡Stellaria yunnanensisからはdichotominADが得られ、それぞれ興味ある構造の新規単環性ペプチドであった。活性とコンフォメーションとの関連も追及すべく、pseudostellarinn等のペプチドについては、X線解析、NMRおよび分子動力学法などの手法を用いてコンフォメーション解析を行なっている。RA系化合物の全合成および化学修飾:RA系化合物は,2環性の化合物であるが,エーテル結合をゆうする14員環の方は,ジフェニルエーテル結合があり,その合成は非常に難しい.すでに,全合成は達成しているが,その後,各種誘導体の作成により,RA-VIIと同等の活性を有する化合物も見い出された.今回は,基本骨格以外の側鎖部分について,各種誘導体を作成し,構造活性相関的検討を行ない有望な化合物を見い出している.さらに,Lawesson試薬を用いてアミド結合部分の酸素OをイオウSで置換し各種の誘導体を作成した.これら化合物の活性は平均して元の環状ペプチドより活性が強いことを認めた.なお,RA-VIIは臨床の第I相試験を終了している.他の植物における抗腫瘍活性ペプチドの探索:茜草根以外の植物からも,環状ペプチドの検索を続けており,すでにシオン,太子参,銀柴胡などについては昨年度において報告し,さらに継続しているものもある.その後,王不留行Vaccaria segetalis,クコLycium chinenseなどからも,環状オリゴペプチドを単離して構造決定をしている.さらに,活性をコンホメーションとの関連も追及すべく,環状ペプチド類については,X線結晶解析,NMRおよび分子動力学法などの手法を用いてコンホメーション解析を行なっている.