hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
創薬を指向したグリコサミノグリカンの機能解明と機能ドメインの糖鎖シグナルの解読

一方、ブタの脳に存在を証明していたコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸のハイブリッド型糖鎖の神経突起伸長促進活性に関与する分子として肝細胞増殖因子(HGF)を同定し、機能発現の分子メカニズムに肝細胞増殖因子とプレイオトロフィンのシグナル伝達経路が関与することを証明した。また、同様の活性を同様のメカニズムで発現するコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸のハイブリッド型糖鎖をサメの肝臓およびカブトガニの軟骨にも発見した。これらの活性にとって、糖鎖中のイズロン酸が重要であることを証明し、NMRを利用したイズロン酸の新しい解析法を開発した。一方、糖鎖機能の解析に有用ないくつかの硫酸化グリコサミノグリカン特異抗体の糖鎖エピトープの一次構造を決定するだけでなく、計算化学の手法を新規に導入してエピトープの高次構造を解明し、硫酸化オリゴ糖鎖の新しい高次構造解析法を開拓しつつある。これらの一連の研究の一部は最近の総説に詳述した(Sugahara, K. and Mikami, T., Curr. Opin. Struc. Biol.,17,536-545,2007)。デルマタン硫酸一方、ブタの脳に存在を証明していたコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸のハイブリッド型糖鎖の神経突起伸長促進活性に関与する分子として肝細胞増殖因子(HGF)を同定し、機能発現の分子メカニズムに肝細胞増殖因子とプレイオトロフィンのシグナル伝達経路が関与することを証明した。デルマタン硫酸ブタ胎児脳由来のコンドロイチン硫酸(CS)/デルマタン硫酸(DS)混成鎖はマウス海馬神経細胞の突起伸長を促進する。今回、CS/DSの合成酵素遺伝子の発現とCS/DSの二糖組成を解析し、小脳の発達期でDSに特徴的なIdoUAを含む2種類の二糖単位の上昇、合成に関与する2種類の硫酸基転移酵素の発現上昇を見いだし、小脳の発達に、CS/DS混成鎖が重要であることを示した。ブタ胎児脳から単離精製したCS/DSハイブリッド鎖のマウス海馬ニューロンに対する神経突起伸長促進活性にプレイオトロフィンと肝細胞増殖因子のシグナル伝達経路が関与していることを見いだし、サメ肝臓由来のCS/DSハイブリッド鎖にもそれらのシグナル伝達経路を介してマウス海馬ニューロンに対して強い神経突起伸長促進活性を示すことを見いだした。脳の神経細胞を覆う神経細胞周囲網(PNN)はシナプス回路構築の終わり頃に形成されるマトリクスである。性質の異なるCSプロテオグリカンをPNNから段階的に抽出する条件を見いだした。ヘルペス単純ウイルス-1の感染に抵抗性を示すマウスL細胞変異株sog9の感染性欠如の原因がコンドロイチン4-硫酸基転移酵素遺伝子の欠損であり、この酵素がE構造の生成に必須であり、ヘルペス単純ウイルス-1の感染に細胞表面のCS-E構造が係っていることを証明した。イカ軟骨由来のCS-Eは神経突起伸長促進活性、ヘパリン結合性増殖因子との結合活性、ヘルペスウイルス感染阻害活性等を示すが、詳細な構造は不明であった。今回、一連の硫酸化八糖と十糖を単離し、構造決定し、マウス抗CS単クローン抗体MO-225が認識する十糖を同定した。サメ軟骨由来のCS-Dから単離構造決定していた5種類の硫酸化人糖のNMRとコンピューターモデリングで立体構造と静雷ポテンシャルの分布を明らかにし、単クローン抗体で認識される構造の特徴を解明した。創薬に有用と考えられる非硫酸化コンドロイチンをヒドラに発見した。すなわち、ヒドラで始めてコンドロイチンとしてグリコサミノグリカンの存在を示し、以前に発見した線虫の場合のように、ヒアルロン酸は存在しないことを発見した。また、線虫のコンドロイチンが細胞質分裂に必須の成分であることを以前に報告したが(Mizuguchi et al., Nature, 423,443-448,2003)、今回その分解酵素を線虫に発見した(特許出願中)。神経系をもつヒドラでの発見から、また何か新規の生命現象へのコンドロイチンの関わりが発見できる可能性がある。ツバメの巣にも大量のコンドロイチンの存在を証明し、医療応用の可能性を指摘した。一方、ブタの脳に存在を証明していたコンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸のハイブリッド型糖鎖の神経突起慎重促進活性に関与する分子として肝細胞増殖因子(HGF)を同定し、機能発現の分子メカニズムに肝細胞増殖因子とプレイオトロフィンのシグナル伝達経路が関与することを証明した。

これらの活性にとって、糖鎖中のイズロン酸が重要であることを証明し、NMRを利用したイズロン酸の新しい解析法を開発した。一方、糖鎖機能の解析に有用ないくつかの硫酸化グリコサミノグリカン特異抗体の糖鎖エピトープの一次構造を決定するだけでなく、計算化学の手法を新規に導入してエピトープの高次構造を解明し、硫酸化オリゴ糖鎖の新しい高次構造解析法を開拓しつつある。これらの一連の研究の一部は最近の総説に詳述した(Sugahara, K. and Mikami, T., Curr Opin. Struc. Biol., 17,536-545,2007)。
数センスの概念構造に関する基礎的研究

これまでに筆者は,数センスの研究動向分析を実施してきている。それにより,数センスの育成の重要性が十分に議論されている一方,数センスの概念の明確化に不十分さが認められることが明らかとなった。今後,数センス育成の指導法開発を推進するにあたり,数センスの概念構造を明確化することが重要な課題である。本研究では,研究目的を次の三点に設定している。・研究目的1:数センスの調査問題,および数センスに関わる教材や問題を収集しデータベースを構築する。・研究目的2:数センスの概念構造の視点を導出,整理する。・研究目的3:数センス育成に対する示唆を議論し,研究課題を整理する。本年度は,上述の研究目的1および3に関わって研究を実施した。具体的な内容は,次のとおりである。(1)前年度に引き続き国内外の調査問題を収集・整理し,その中から数センスに関わるものを整理した。国内の調査としては,平成19年度全国学力・学習状況調査の小学校・算数(小学校6年生対象),中学校・数学(中学校3年生対象)であり,活用に関わる力をみるものである。国外の調査しては,PISA2006の数学的リテラシー(15歳児対象)であり,将来の生活において重要と考えられる技能を焦点化している。(2)近年の教育に関わる議論において,思考力,判断力,表現力の育成が大きな課題の一つとして挙げられている。数センスを「思考の方法」と言い換える研究者もいることから明らかなように,数センスに関連する数や計算,式の扱いは,これらの課題とも密接に関わるものである。また一方で,PISA調査の焦点にもなっている数学的リテラシーは,その内容から数センスとの関わりを見て取れる。これらの動向をもとに数センスの育成を議論していくことが重要である。これまでに筆者は数センスの研究動向分析を実施してきている。本年度は,上述の研究目的1,および2に係わって研究を実施した。具体的な内容は次の通りである。(1)数センスに関する諸外国および国内の先行研究をもとに,数センスに関する調査問題を収集・分類した。昨年までに既に,米国と日本国内の先行研究を収集・動向分析を実施している。その中から,レイズ氏らが作成した調査問題,筆者が用いた調査問題などをもとに,問題の分類整理を行った。(2)算数・数学の教科書などをもとに,数センスに関連する問題や教材を収集・分類した。教科書としては,日本国内で使用されている物の他に,米国,イギリスの物を資料とした。それにより,数センスの育成の重要性が十分に議論されている一方,数センスの概念の明確化に不充分さが認められることが明らかとなった。本年度は,上述の研究目的1,および2に関わって研究を実施した。(1)算数・数学の学習指導要領に基づく教材等から,数センスに関わるものを収集した。また,国内外の調査問題を収集・整理し,その中から数センスに関わるものを整理した。国内の調査としては,教育課程実施状況調査や特定の課題に関する調査,国外の調査としては,PISA, TIMSSである。(2)数センスの概念構造に関わる先行研究,および研究成果をまとめた。先行研究より,レイズ氏らが提案する数センスのフレームワーク,レズニック氏が提案する思考の方法としての数センスなど,数センスに関わる様々なとらえ方等を整理した。また,筆者がこれまでに議論してきている数センスの記述枠組みがある。これらのとらえ方を基に,数センス育成の方策を考える必要がある。

(1)前年度に引き続き国内外の調査問題を収集・整理し,その中から数センスに関わるものを整理した。国内の調査としては,平成19年度全国学力・学習状況調査の小学校・算数(小学校6年生対象),中学校・数学(中学校3年生対象)であり,活用に関わる力をみるものである。国外の調査しては,PISA2006の数学的リテラシー(15歳児対象)であり,将来の生活において重要と考えられる技能を焦点化している。(2)近年の教育に関わる議論において,思考力,判断力,表現力の育成が大きな課題の一つとして挙げられている。数センスを「思考の方法」と言い換える研究者もいることから明らかなように,数センスに関連する数や計算,式の扱いは,これらの課題とも密接に関わるものである。また一方で,PISA調査の焦点にもなっている数学的リテラシーは,その内容から数センスとの関わりを見て取れる。これらの動向をもとに数センスの育成を議論していくことが重要である。
集中治療患者の上腸間膜動脈の血流に対する鍼灸治療の効果の検討

集中治療領域の重症患者の予後改善の重要な因子として消化管機能の維持や早期の経腸栄養開始が注目されている。正常な消化管機能維持には蠕動や分泌とともに血液灌流が重要である。消化管に関連の深い血流に対する鍼治療の効果として、健常人における上腸間膜動脈の血流増加効果が報告されているが、集中治療中の重症患者においても同様の効果があるかについては未だ明らかでない。本研究では、集中治療中の重症患者を対象として、鍼治療による上腸間膜動脈の血流変化を超音波カラードップラー法により検討し、このような重症患者の消化管機能に対する鍼治療の効果の機序の一端を明らかにする。
メカニカルな機構に基づく戦略的なヘリシティー反転が可能ならせん型錯体の開発

分子機械的なメカニズムによる戦略的なヘリシティー反転が可能な新規ならせん型錯体の開発を行った。二つのクラウンエーテル部位を導入した一重らせん型錯体に対して、各種鎖長の直鎖アルカンジアンモニウム塩を相互作用させると二つのクラウンエーテル部位間の距離を変化させるこができ、短いゲストのときに右巻き、長いゲストのときに左巻き、のように設計通りにらせん反転を起こすことに成功した。らせん型分子は、ねじれた分子骨格に基づく特異な不斉環境を与えるユニットとして研究されてきた。らせん型錯体の不斉な環境やそれに基づく物性・機能は、ヘリシティーによって決定されるため、ヘリシティーを自在に逆転させられる系を構築すれば、自在な不斉機能スイッチングを実現できることになる。本研究では、外部刺激応答部位の構造変化をらせん部分に伝達させる新たな機構を開発し、「戦略的に」ヘリシティーを反転させられるシステムの開発を行うこととした。前年度までに、ヘリシティー反転が可能な金属錯体として、二つのクラウンエーテル部位を導入した一重らせん型錯体を合成し、各種鎖長のジアンモニウム塩を認識させることによるヘリシティーの反転を実現した。本年度はこのらせん型錯体について、金属イオンを使って変換部位のanti/guacheを変換し、これによるヘリシティー反転を試みた。クラウンエーテル部に小さいアルカリ金属イオンを包接させたときには静電反発によりanti型、大きい金属イオンを包接させたときにはサンドイッチ型錯体の形成によりgauche型になると予想したが、実際にはいずれのサイズのアルカリ金属イオンを認識した場合にもguache型となり、金属イオンを使ったヘリシティー反転は起こらなかった。効果的なヘリシティー反転のためには有機ジアミンが最適であることが確かめられた。一方、有機骨格に不斉部位として2-ヒドロキシプロピル基を導入した配位子をらせん型錯体とし、その主骨格に含まれる金属イオンの入れ替え反応を行ったところ、効果的なヘリシティー反転が観測された。この金属イオンの入れ替えは、結合サイトへの金属イオンの親和性に応じて多段階で行うことができ、それに応答した多段階ヘリシティー反転を初めて実現できた。らせん型錯体の不斉な環境やそれに基づく物性・機能は、ヘリシティーによって決定されるため、ヘリシティーを自在に逆転させられる系を構築すれば、不斉機能スイッチングを実現できることになる。本研究では、外部刺激応答部位の構造変化をメカニカルに(分子機械的に)らせん部分に伝達させて、「戦略的に」ヘリシティーを反転させられるシステムの開発を行うこととした。ヘリシティー反転が可能な金属錯体として、二つのクラウンエーテル部位を導入した一重らせん型錯体を合成した。この錯体と相互作用可能なゲスト分子として、直鎖アルカンジアンモニウム塩を用いて、二つのクラウンエーテル部位間の距離を変化させることにより、ヘリシティーの反転を検討した。ゲスト非存在下では、らせん型錯体は右巻き・左巻きの比率は75:25であったが、1,4-ブタンジアンモニウム塩を添加したところ、右巻きの比率が増大した。一方、1,12-ドデカンジアンモニウム塩を添加したところ、左巻きを主成分とする混合物に変化した。このとき、鎖長の長いジアンモニウムと相互作用することによって、二つのクラウンエーテル部位同士の距離が遠い位置に固定され、それに連動してらせん型錯体部のヘリシティーが反転したことになる。すなわち、このらせん型錯体の系は、ゲスト分子の長さの違いを見分けて、長さの情報(長・短)をヘリシティーの情報(右巻き・左巻き)に変換できる初めてのシステムとなることが明らかとなった。メカニカルな機構によるヘリシティー反転が可能なシステムの開発を目的として、クラウンエーテル部位を二つ導入した亜鉛・ランタン四核錯体を新たに合成し、ジアンモニウム認識を駆動力としたヘリシティー反転が設計通りに起こることを明らかにした。従って、研究はほぼ計画通り進展していると評価できる。初年度に得られた知見を活かし、本年度は各種の外部刺激応答部位を導入したらせん型錯体を合成し、外部刺激応答型のヘリシティー反転についてさらに研究を進める予定である。当初の計画通り、試薬・ガラス器具等の物品費や成果発表の際の交通費等の支出を計画している。
ダイエット実践における自覚的認知と行動の相違が減量効果と精神的健康に及ぼす影響

本研究は、ダイエット実践における自覚的認知と行動の相違と気質(行動活性系、行動抑制系)が健康的なダイエット方略や痩身願望、過食、精神的健康、減量効果に及ぼす影響について検討することを目的とした。横断調査の結果から、ダイエットの自覚的な認知があることと気質の行動活性系、行動抑制系が相互作用的に働くと、痩身願望は、直接的には精神的健康に負の影響を与えるが、健康的なダイエットの実践への正の影響も見られ、さらに健康的なダイエットが精神的健康を高めることも示唆された。本研究は、若年女性を対象に、“自分はダイエットしている"という自覚的認知と実際のダイエット行動との一致、不一致に着目して、それに関連する個人の心理特性と精神的健康やダイエット効果との関連性を明らかにし、個人差を考慮した効果的なダイエット方略についての新たな情報提供に繋がる知見を得ることを目的とした。26年度は、研究1-1として、一般若年女性(1834歳)において実施されている食行動についての健康的なダイエット方略を測定できる原尺度を作成し、内容的妥当性の検討を行った。はじめに、測定項目を収集するためにオンラインリサーチ会社の登録モニターである18歳から34歳までの女性164名に自由記述調査による予備調査を行い、143名から有効回答を得た。収集されたデータは、調査参加者がこれまでに行ったダイエット方法とそれ以外に見たり、聞いたりして知っているダイエット方法についてであった。その結果、食行動に関するダイエット方略が計226項目得られた。重複する内容の項目を整理するとともに、先行研究を参考に健康的なダイエット方略であると判断される項目を抽出した。心理学を専門領域とする博士学位保有者2名により内容的妥当性の検討を行い、最終的に21項目から成る原尺度を作成した。本研究は、若年女性を対象に、“自分はダイエットをしている"という自覚的認知と実際のダイエット行動との一致、不一致に着目して、個人の心理特性と精神的健康やダイエット効果との関連性を明らかにし、個人差を考慮した効果的なダイエット方略についての新たな情報提供に繋がる知見を得ることを目的とした。27年度は、研究1-2として、健康的なダイエット方略測定尺度(Healthy Diet Strategies Questionnaire:HDSQ)についての妥当性、信頼性の検討、因子構造の検討、およびダイエットの自覚的認知の相違によるダイエット方略と過食の特徴について検討を行った。はじめに、研究1-1で作成されたHDSQの原項目について、心身医学を専門とする医師1名とダイエット指導を行っている管理栄養士1名より専門的見地からの意見を得て、項目の内容的妥当性について十分な検討を行った。次に、オンラインリサーチ会社の登録モニターである一般若年女性(2034歳)を対象にHDSQの原項目を用いた調査を実施し、203名から有効回答を得た。分析の結果、HDSQは1因子構造であることが示された。また、ダイエットの自覚的認知がある群の方がない群よりも有意にHDSQの得点が高いことが明らかとなった。しかし、ダイエットの自覚的認知がない者の中にも、HDSQ得点の高い者が混在していることがわかった。続いて、一般若年女性(2034歳)を対象に、HDSQとEating Disorder Inventoryの過食尺度を用いた同様のオンライン調査を行い、236名から有効回答を得た。その結果、HDSQは十分な信頼性を有することが確認された。また、HDSQの得点の高低(ダイエット実践の程度)に関わらず、ダイエットの自覚的認知がある群の方がない群よりも、過食傾向が高いことが判明した。27年度実施予定であった若年女性において実践されている健康的なダイエット方略を測定するための尺度(Healthy Diet Strategies Questionnaire:HDSQ)の作成を行うことができた。また、HDSQを用いて、ダイエットの自覚的認知の有無によるダイエット方略および過食傾向の特徴について検討することができた。また研究2-1として、ダイエットの自覚的認知とC-HDSによって測定されるダイエット行動との相違および気質〔行動抑制系(Behavioral Inhibition System)、行動賦活系(Behavioral Activation System)〕、痩身願望、過食傾向の各変数との関連性について検討するため、一般若年女性(2034歳)を対象にオンライン調査を実施し、318名から有効回答を得た。分析の結果、ダイエットの自覚的認知のある群の方が、行動抑制系と行動賦活系の駆動の得点が高い傾向にあった。また、C-HDSの得点が高い群の方が、行動賦活系の「駆動」「刺激探求」の得点が高いことがわかった。さらに、C-HDSの得点が高く且つダイエットしているという自覚的認知がある場合に、痩身願望、過食の得点が高くなることが明らかとなった。したがって、ダイエットの自覚的認知と行動の相違に着目し、気質を考慮したダイエットのアプローチを検討することが有用であると考えられる。2016年度の学会における成果発表を踏まえ、研究2における使用尺度の再検討など研究計画の見直しを要したため、後続の調査実施や研究成果の論文化に遅れが生じた。

したがって、2016年度は研究2の横断調査の実施にとどまったため、補助事業期間延長の承認を得て、縦断調査を次年度に実施する予定となった。本研究は、若年女性を対象に“自分はダイエットをしている"という自覚的認知と実際のダイエット行動との一致、不一致に着目して、個人の心理傾向と精神的健康やダイエット効果との関連性を明らかにし、個人差を考慮した効果的なダイエット方略についての新たな情報提供に繋がる知見を得ることを目的とした。29年度は、研究1において作成された「健康的なダイエット方略チェックリスト(C-HDS)」の因子構造ならびに過食、痩身願望との関連性についての研究成果を「the 51st ABCT」にて発表し、「Bulletin of Tokyo Denki University, Arts and Sciences」(vol.15)に論文として公表した。また研究2ー1にて実施したダイエットの自覚的認知とC-HDSによって測定されるダイエット行動との相違および気質(行動抑制系、行動賦活系)、痩身願望、過食傾向の各変数との関連性について検討した横断調査の結果を「日本パーソナリティ心理学会第26回大会」および「日本心理学会第81回大会(自主企画シンポジウム(話題提供)」にて発表した。また、研究2-2として、ダイエット実践における自覚的な認知とダイエット行動の相違と気質、認知傾向が減量・体重維持効果、精神的健康におよぼす影響を検討するため、一般若年女性(2034歳)を対象にオンライン調査による縦断調査を実施した。1回目、2回目(1ヶ月後)、3回目(3ヶ月後)の調査において、最終的に817名より回答を得た。分析の結果、ダイエットの実践を自覚的に認知している者は、いずれの時期においても行動賦活系が高く、中でも駆動、刺激探求が高いこと、および痩身願望、過食傾向が高いことが明らかとなった。よって、ダイエットの自覚的認知とこれらの心理傾向が健康的なダイエットの阻害要因となり得ることが考えられた。本研究は、ダイエット実践における自覚的認知と行動の相違と気質(行動活性系、行動抑制系)が健康的なダイエット方略や痩身願望、過食、精神的健康、減量効果に及ぼす影響について検討することを目的とした。横断調査の結果から、ダイエットの自覚的な認知があることと気質の行動活性系、行動抑制系が相互作用的に働くと、痩身願望は、直接的には精神的健康に負の影響を与えるが、健康的なダイエットの実践への正の影響も見られ、さらに健康的なダイエットが精神的健康を高めることも示唆された。26年度実施予定の研究であった若年女性において実践されている健康的なダイエット行動を測定するための原尺度はおおむね整備された。研究1-1、1-2の結果をふまえて、研究2として、ダイエットの自覚的な認知とHDSQによって測定されるダイエット行動との相違と気質や認知傾向が、減量や体重維持効果、精神的健康におよぼす影響について検討することを予定している。研究2-1の調査結果から示唆された、ダイエットの自覚的な認知と健康的なダイエット行動の実践との相違が、気質や痩身願望、過食傾向の違いと関連性があることを踏まえて、今後は縦断調査を実施し、これらの変数間の因果関係やダイエットの減量効果に及ぼす影響について検討していく。
環状ホウ素アート錯体の1,2-メタレート転位を鍵とする多官能性分子骨格の迅速合成

三次元的に複雑な有機ホウ素化合物の合成法を提案することを目指し、アルケニルホウ素アート錯体の1,2-メタレート転位を精密制御する合成技術の開発を行う。1)環状ホウ素(ボラサイクル)の活用による分子の複雑さの迅速な導入、および2)アルコキシドをホウ素中心への配向基として用いる反応性・選択性制御、を基盤として、ボラサイクルの環拡大および環縮小を伴うメタレート転位反応を開発する。有機ホウ素化合物は、現代の有機化学における中間体として欠かせないものであり、またホウ素医薬品など生理活性分子としても期待されている。ホウ素ーC(sp2)結合を持つボロン酸誘導体の合成法が確立されてきている一方、sp3炭素からなり、三次元的に複雑な有機ホウ素分子を立体選択的に構築することは容易ではない。本研究では、ホウ素アート錯体の1,2-メタレート転位を活用した、炭素ー炭素結合形成を伴う有機ホウ素分子の合成法を開発することを目指している。特に、基質の持つ水酸基とホウ素との相互作用を利用した反応制御、ならびに環状ホウ素を基質としたメタレート転位をキーワードとして、高度に官能基化された有機ホウ素化合物の合成を目的とし、研究を開始した。まず、メタレート転位において水酸基が配向基として機能するかどうかを明らかとするため、ビニルボロン酸エステルに有機リチウムを付加したアート錯体に対し、水酸基を有する求電子剤との反応を検討した。水酸基がホウ素中心に配位することで、通常困難なエポキシドなど炭素求電子剤をトリガーとするメタレート転位が進行することを期待し検討を行なったが、残念ながら反応は進行しなかった。また、水酸基を有するビニルボロン酸エステルを用いた、立体選択性な転位反応を計画していたが、基質となるボロン酸エステルを効率的に調製することができておらず、さらなる検討が必要である。一方で、炭素求電子剤を用いるメタレート転位を検討する過程で、ベンザインを用いたメタレート転位を見出した。ビニルボロン酸アート錯体に対し、系中で発生させたベンザインを作用させることで、ビニル基のベンザインへの付加、メタレート転位、ベンザインへの付加で生じたアニオンのホウ素エステルへの付加が一挙に進行した。収率の向上のためさらなる検討が必要であるが、多成分を連結しながら有機ホウ素分子が構築できる強力な反応となることが期待される。本研究の推進にあたっては、メタレート転位における水酸基の配向基としての機能を明らかとすることが必要であった。エポキシアルコールなどでは残念ながら反応の加速効果は見られないことがわかったため、今後は立体選択性の制御に集中することとなった。その基質となる水酸基を配位させたビニルボロン酸エステルの調製においては、ホウ素の置換したシス配置のアリルアルコールを合成する必要がある。末端にホウ素エステルを持つプロパルギルアルコールの還元で合成できることがわかったが、効率という面で課題が残る。このため、環状ホウ素を用いるメタレート転位は次年度に検討することとなった。一方、本課題を検討する過程で、新規求電子剤を用いるメタレート転位を見いだすことができた。メタレート転位において、炭素求電子剤をトリガーとできれば、一挙に二つの炭素ー炭素結合を形成することができ、複雑な分子を効率的に構築する上で有用である。有機金属やラジカルを用いる例が報告されるようになってきたが、未だ用いることのできる炭素求電子剤には大きな制限がある。本研究では、歪んだ多重結合を持つベンザインが新しいタイプの求電子剤として用いることができることを明らかにできた。ベンザインは求電子剤として付加反応を受けると新たなアニオンを生じるため、多成分を連結しながら有機ホウ素化合物を構築できる点で新規性が高い。予期しない結果ではあるが、メタレート転位を用いる研究課題を進展させることができた。水酸基を配向基とするメタレート転位に関しては、基質の合成法の効率化を進めながら、立体選択性に与える影響を検討していく。これと並行して、環内にアルケンを持つ環状ホウ素を合成し、その環縮小型メタレート転位により多置換シクロペンタン環の合成を目指していく。ここでも水酸基を活用することで立体選択性の制御を行う予定である。また、申請研究の進捗中に見出したベンザインを用いるカップリング反応に関しては、副生成物の生成により収率が十分とは言えない状況である。基質や反応条件の最適化、適応範囲の検討を進め、メタレート転位を伴う多成分連結カップリングとして展開していく予定である。

特に、基質の持つ水酸基とホウ素との相互作用を利用した反応制御、ならびに環状ホウ素を基質としたメタレート転位をキーワードとして、高度に官能基化された有機ホウ素化合物の合成を目的とし、研究を開始した。まず、メタレート転位において水酸基が配向基として機能するかどうかを明らかとするため、ビニルボロン酸エステルに有機リチウムを付加したアート錯体に対し、水酸基を有する求電子剤との反応を検討した。水酸基がホウ素中心に配位することで、通常困難なエポキシドなど炭素求電子剤をトリガーとするメタレート転位が進行することを期待し検討を行なったが、残念ながら反応は進行しなかった。また、水酸基を有するビニルボロン酸エステルを用いた、立体選択性な転位反応を計画していたが、基質となるボロン酸エステルを効率的に調製することができておらず、さらなる検討が必要である。一方で、炭素求電子剤を用いるメタレート転位を検討する過程で、ベンザインを用いたメタレート転位を見出した。ビニルボロン酸アート錯体に対し、系中で発生させたベンザインを作用させることで、ビニル基のベンザインへの付加、メタレート転位、ベンザインへの付加で生じたアニオンのホウ素エステルへの付加が一挙に進行した。収率の向上のためさらなる検討が必要であるが、多成分を連結しながら有機ホウ素分子が構築できる強力な反応となることが期待される。本研究の推進にあたっては、メタレート転位における水酸基の配向基としての機能を明らかとすることが必要であった。エポキシアルコールなどでは残念ながら反応の加速効果は見られないことがわかったため、今後は立体選択性の制御に集中することとなった。その基質となる水酸基を配位させたビニルボロン酸エステルの調製においては、ホウ素の置換したシス配置のアリルアルコールを合成する必要がある。末端にホウ素エステルを持つプロパルギルアルコールの還元で合成できることがわかったが、効率という面で課題が残る。このため、環状ホウ素を用いるメタレート転位は次年度に検討することとなった。一方、本課題を検討する過程で、新規求電子剤を用いるメタレート転位を見いだすことができた。メタレート転位において、炭素求電子剤をトリガーとできれば、一挙に二つの炭素ー炭素結合を形成することができ、複雑な分子を効率的に構築する上で有用である。有機金属やラジカルを用いる例が報告されるようになってきたが、未だ用いることのできる炭素求電子剤には大きな制限がある。本研究では、歪んだ多重結合を持つベンザインが新しいタイプの求電子剤として用いることができることを明らかにできた。ベンザインは求電子剤として付加反応を受けると新たなアニオンを生じるため、多成分を連結しながら有機ホウ素化合物を構築できる点で新規性が高い。予期しない結果ではあるが、メタレート転位を用いる研究課題を進展させることができた。水酸基を配向基とするメタレート転位に関しては、基質の合成法の効率化を進めながら、立体選択性に与える影響を検討していく。これと並行して、環内にアルケンを持つ環状ホウ素を合成し、その環縮小型メタレート転位により多置換シクロペンタン環の合成を目指していく。ここでも水酸基を活用することで立体選択性の制御を行う予定である。
収束超音波による軟部肉腫の治療

平成18年度と19年度に、収束超音波による腫瘍の壊死、熱凝固作用から生じるとされる抗腫瘍免疫機能の解析を中心に、下記のように固形腫瘍を対象にin vivoで実験を行った。1.細胞の継代と細胞浮遊液の調整:マウス腹腔内でSarcoma180を継代し、濃度を調整した。2.超音波照射装置:日立中央研究所製のtransducerと簡易型増幅器、モニターを用いた。3.肉腫モデルの作成:マウスの背部皮下にSarcoma180細胞3.0×10^5個を注入し作成した。4.固形肉腫に対する照射実験:固形腫瘍が径2cmになった時点で、収束超音波をxyzstageと超音波モニターを用い、腫瘍中心部に焦点がくるように単回照射した。5.評価:(1)腫瘍径を経時的に観察すると、照射群では有意に腫瘍径が小さかった。(2)TRAP染色で確認したところ、腫瘍周囲や腫瘍内に浸潤するマクロファージが照射群でのみ観察された。特に壊死周辺部では集族として観察された。同様にCD4またはCD8陽性のリンパ球浸潤が照射群でのみ残存した腫瘍内で観察された。(3)アポトーシスの出現頻度を比較したところ、照射群で有意に増加していた。特に壊死部周囲でしばしば観察された。(4)マウス生存率は照射群が対照群に比べ有意に良好であった。6.結論:収束超音波照射により抗腫瘍マクロファージやリンパ球の浸潤や腫瘍細胞のアポトーシスが増加するなど、単回照射でも抗腫瘍免疫が賦活化される,と考察した。以下のように肉腫に対する収束超音波の効果を組織学的に検討した。【対象と方法】収束超音波装置は、長さ約8.5mm、幅2mmの限局性の部分に照射可能なようにトランスデューサー(日立製作所製)とアンプ等を組み合わせて作製した。Sarcoma180細胞3.0×10^5個をマウス背部皮下へ注入し、腫瘍が径1.5±0.2cmとなった時点で軟部腫瘍モデルとして実験に供した。マウスは対照群と照射群(各群30匹)に分け、照射群では超音波ガイド下に腫瘍の中心部に10W、10秒問の照射を行った。30匹中10匹では照射後の腫瘍の最大径を経時的に計測し、4週目まで生存率を算出した。また両群とも照射後1、3、7、14日目に各5匹から腫瘍部分を採取し、腫瘍壊死率を計測した。さらにTRAP染色でマクロファージの浸潤程度を、tunel methodでapoptosis rateを計測した。【結果】腫瘍最大径は7日目以降、照射群で有意に小さく(p<0.0O1)、生存率も照射群が80%と有意に良好であった(対照群、20%;p=0.005)。組織学的には照射後1日目では腫瘍中心部には壊死がみられ、7、14日目と進むにつれ、壊死部の周囲にマクロファージの浸潤がみられるようになり、残存した腫瘍細胞ではapoptosis rateが経時的に増加していた。対照群では壊死はわずかで、腫瘍の増殖、浸潤が主体であった。【考察】肉腫に収束超音波を照射すると、部分的壊死、壊死周囲へのマクロファージの浸潤、残存腫瘍のapoptosisが生じ、これらにより良好な抗腫瘍効果が得られたと考えられた。今後は正確に広範な照射を行える装置の開発と適正な条件の検討が課題と思われた。平成19年度は収束超音波による腫瘍の熱凝固作用から生じるとされる免疫機能の解析を中心に、下記のように固形腫瘍を対象に、in vivoで実験を行い、特に5の(2)(3)について検討した。

1.細胞の継代と腫瘍細胞浮遊液の調整:マウス腹腔内でsarcoma180を継代し、濃度を調整した。2.超音波照射装置:日立中央研究所製のtransducerと増幅器を用いた。3.マウス背部へ無菌的にairを注入しAir pouchを作成し、4の実験を行った。4.固形肉腫に対する照射実験:3で作成したAir pouch内にSarcoma180細胞3.0×10^5個を含む腫瘍細胞浮遊液を注入し、固形腫瘍が径2cmになった時点で、超音波モニターで部位を観察しながら、xyz stageで位置を微調整しながら収束超音波を腫瘍中心部に単回照射した。5.評価と結果(1)腫瘍径の経時的観察では、対照群では腫瘍は徐々に増大したのに対し、照射群では優位に腫瘍径が小さかった。(2)腫瘍周囲や腫瘍内に浸潤するマクロファージの分布をTRAP染色で確認したところ、照射群でのみ観察された。(3)生存率は照射群が対照群に比べ有意に良好であった。(4)アポトーシスが照射群の腫瘍壊死周辺部で有意に多く観察された。以上から収束超音波は単回照射であっても抗腫瘍効果を発揮し、その背景にはマクロファージ浸潤やアポトーシスの誘導など、抗腫瘍免疫を誘導する働きがあるものと結論した。
有機フッ素化合物の妊娠中曝露による次世代影響への解明

日常生活レベルによる有機フッ素化合物(PFCs)曝露の胎児発育への影響を解明することを目的にPFCs前処理方法及び超高速液体クロマトグラフ/タンデム質量分析装置による測定法の確立、また妊婦への曝露評価を行った。その結果、(1)血液中の13種類のPFCs濃度を高精度かつ短時間に一斉分析することが可能となった。(2)北海道における妊婦のPFOS, PFOA濃度は、諸外国および我が国の妊娠可能年齢の女性の血中濃度に比べて低値を示した。(3) 2003年に比べて2011年ではPFOS, PFOA, PFTrDA濃度が有意に低下した。(4)妊婦8, 426名(2003年2005年)のうち、SGA(Small-for-gestational-age)は7. 62%、先天異常は1. 48%であった。日本産婦人科医会先天異常モニタリング(JAOG)報告よりも若干低値であること、などが示された。PFOS, PFOA, PFDA, PFHS, PFNAのような有機フッ素化合物(PFCs)は、撥水の性質を利用して衣類、建材、界面活性剤などに使用されている。難分解性・高残留性物質であることから人体への蓄積・健康影響が懸念されている。ストックホルム条約の第4回締約国会議(2009年)で制限物質としてPFOSとPFOSFが新たに追加され、地球規模で問題となっている。これを受け、日本でも2010年PFOSとPFOSFが原則輸入・使用禁止となった。しかし、一般環境レベルのPFCs胎児期曝露による出生時体格の影響についての報告は少ない。また、規制の対象外であるPFOS/PFOA以外のPFCsについても動物実験では毒性が報告されてきていることから児の発育について検討する必要がある。そこで、大規模コホート(北海道全域)でPFCs (PFOS/PFOA/PFNA/PFDA)の胎児期曝露による児の体格への影響について検討することを目的とした。本年は、LC/MS/MSを用いて先行研究を基にPFCsの測定方法の改良・確立を行った。その結果、検出限界はPFOS/PFOA/PFNA/PFDA/=0.5/0.5/0.5/0.1であり先行研究と比較しても同様の値であり、血漿中PFCsの検出方法が確立された。また、標準物質を用いてPFOS/PFOA 0.1ng/ml- 5ng/mlの検量線を作成したところR^2=0.9998の直線性が求められた。2003年2005年に参加登録した妊婦4908名のうち411名の児(8.37%)がSGA(Small-for-gestational-age)であった。今後は、有機フッ素化合物濃度と出生時体格(身長・体重、胸囲、頭囲)の関連を明らかにする。有機フッ素化合物(PFCs)は、難分解性、高残留性の特徴をもつ物質である。ヒトにおいて妊娠中の曝露によりPFCsが血液胎盤関門を通過し、胎児へ移行することが報告された。そこで、平成22年度は、血液中のPFCs前処理方法及び超高速液体クロマトグラフ/タンデム質量分析装置によるPFCs濃度測定の確立を目指した。しかし、PFOS,PFOAの溶媒由来ブランクピークが検出され、ヒト血漿中に低濃度に存在するPFCsが正確に測定できないため、検出送液ポンプと試料注入口の間にC18カラムを取り付けることにより、PFCsのブランクピークを低減することができた。また、グラジエント条件を変更することで、PFOSの直鎖と分岐鎖を分離することができ、規制の対象である直鎖の血中PFOS濃度を正確に分析することが可能となった。また、国際的に使用されている標準血清を用いて他機関7社と濃度比較を行ったところ、PFOS,PFOA,PFNA,PFDA,PFUdA,PFHxSについてほぼ同値を示し、迅速かつ高精度の定量法を構築した。また、妊婦の血液中のPFCs濃度を一斉分析により測定した結果、PFOA,PFOS,PFUdAは全ての試料から、PFNA,PFDAは75%の試料から検出された。その他のPFCsについては全ての試料で定量限界以下であった。本研究の北海道における妊婦のPFOS,PFOA濃度は、諸外国および我が国の妊娠可能年齢の女性の血中濃度に比べて低値を示した。

また、北海道内の18,567名の児のうち、日本産婦人科医会先天異常モニタリング(JAOG)よりもダウン症、尿道下裂の有病率が高く、18トリソミー、消化管閉鎖、水頭症、先天性心疾患などは低い傾向であることがわかったまた、全出産における先天異常有病率は1.91%、在胎22週以降では1.68%で、JAOG報告(2005-2006年度)1.95%1.8%よりも若干低値を示した。今後は、PFCsによる先天異常を含む子どもへの影響について明らかにする予定である。
化学繊維の超極細化による表面積の増大と吸湿性における表面の寄与

直径210.5μmのナイロン6通常、極細、超極細繊維を用いて、それらの形態、物理化学的性質などと共にその吸湿挙動をIGC法で測定した結果、次のことが分かった。1.クロマトグラムはテーリングを示し、プローブである水分子と固定相であるナイロン6通常、極細、超極細繊維との間に、発熱的な吸着があることを示した。2.すべてのナイロン6繊維の吸湿等温曲線はBET理論で解析でき、水分子はナイロン6繊維上に局在化吸着していることが分かった。3.N_mと測定温度とのプロットから、普通繊維においては吸着座席数N_mは60°C以下ではほぼ一定であるが、60°C以上では減少し、60°CあたりにTgがあることを示した。繊維直径が10μm以下の極細、超極細繊維では、はっきりとした変曲点は見られず、測定温度の上昇と共に単調に減少した。このことは、繊維がある細さ以下になると、表面のTgは大きく低下,することを示唆する。4.繊維直径が102μmの超極細繊維では、N_mの値は繊維表面積の増大と共に、直線的に増加した。5.直径21μm以下のナイロン6普通、極細、超極細繊維のN_mの値を繊維直径に対してプロットしたところ、繊維直径が細くなり、表面積が増大するに従って、N_mの値が大きくなることが示された。特に、直径1μm以下ではN_mは急激に大きくなるという知見は重要である。溶融紡糸法、海島紡糸法で作られた直径202μmの極細、超極細ナイロン-6繊維の吸湿量をインバースガスクロマトグラフ法で精確に測定した。これらのナイロン-6繊維の化学構造は同じであるにも関わらず、繊維の直径が小さくなるほど吸湿量は大きくなった。即ち、測定温度範囲内で繊維の直径が1/10程度になると吸湿量は2倍程度大きくなり、吸湿量は繊維直径に依存することが分かった。これらの結果にBET理論を適用し、形式的に得られるパラメータを評価した。相対蒸気圧0.050.40の領域でBETプロットは直線となり、その傾きとy切片とからパラメータN_m(単分子層吸湿量、吸湿座席数)を算出し、極細繊維試料の単位質量あたりの表面積に対してプロットすると、これらの繊維試料のN_mは、繊維が細くなり、表面積が増加するに従って、直線的に増加している。繊維表面層は深さが10nm以下と考えられるので、繊維直径が30μm以上の通常の太さであると、その表面層の体積は内部層のそれに対して無視できる量であるが、繊維が極細、超極細になるに従って、無視できない大きさになり、表面層の影響が顕著になる。高分子の表面層は高分子の内部より密度が小さく、T_gも低く、分子末端も多く存在するから、ナイロンの場合、運動性を保っている末端アミノ基、末端カルボキシル基に加え、水素結合していないアミド結合が多くなるため、繊維表面層の吸湿量は内部層より大きくなると考えられる。直径10μm以下のナイロン-6超極細繊維の表面層のN_mを見積もり、表面層の深さを7nmとすると、表面層の吸湿座席はバルク層のそれの3060倍となった。これは、アミド基1個あたり25個の水分子が吸着していることに対応する。溶融紡糸法、海島紡糸法で作られた直径200.4μmのレギュラー、極細、超極細ナイロン-6繊維の吸湿量をインバースガスクロマトグラフ法で精確に測定し、融解挙動を示差走査熱量計(DSC)で分析した。昨年度までに202μmのナイロン-6繊維の吸湿量を測定し、化学構造は同じであるにも関わらず、測定温度範囲内で繊維の直径が1/10程度になると単位質量あたりの吸湿量は2倍程度大きくなり、吸湿量が繊維の表面積に依存することが分かった。

今年度はさらに細い0.80.4μmの4種類の超極細ナイロン-6繊維の吸湿量を測定して、この細さの領域での吸湿量と繊維の表面積との関係を探っている。一方、繊維分子の凝集状態を反映する熱分析により、0.80.4μmの超極細ナイロン-6繊維の融解挙動を測定した。比較のためにレギュラー、極細ナイロン-6繊維も測定した。その結果、直径0.4μmの超極細繊維の融解ピークは昇温速度の違いによって、ピークの形、分離性ともに変化し、昇温速度依存性があることが分かった。また、融解開始温度と融点は繊維が細くなるほど低下し、表面積の大きさの効果が表れた。結晶化度は繊維直径が最も大きい直径9μmの極細繊維試料が最も小さく、直径0.80.4μmの超極細繊維試料は直径9μmの極細繊維試料より大きかった。結晶化度が大きいにも関わらず融解開始温度や融点が低いのは表面の効果によると推測できる。溶融紡糸法、海島紡糸法で作られた直径0.420.0μmのレギュラー、極細、超極細ナイロン-6繊維の吸湿量をインバースガスクロマトグラフ法で精確に測定し、融解挙動を示差走査熱量計(DSC)で分析し、詳細に解析した。平成14年度までに直径2.020.0μmのナイロン-6繊維をかせ状にして、長さ550cmのステンレスカラムに詰め、吸湿量を測定した所、化学構造は同じであるにも関わらず、測定温度範囲内で繊維の直径が1/10程度になると吸湿量は2倍程度大きくなり、吸湿量は繊維直径、即ち、繊維の表面積の量に依存することが分かった。昨年度から今年度にかけては、さらに細い0.40.9μmの超極細ナイロン-6繊維は不織布であったので、繊維状にほぐし、ポリ4-フッ化ビニリデン担体と混合して長さ2030cmのガラスカラムに充填した。直系0.9μmの試料Aは測定温度55°Cから80°Cの範囲で吸湿量の測定ができ、それ以上の温度とそれ以下の温度では測定が出来なかった。0.9μmの試料Bでは吸湿量測定可能温度は5575°Cであった。0.6μmの試料Cは6080°Cであった。かせ状の試料に比べ、測定可能温度領域がせばまったことに着目したい。この領域での吸湿量と繊維の表面積との関係を探っている。一方、繊維分子の凝集状態を反映する熱分析により、0.40.9μmの超極細ナイロン-6繊維の融解挙動も精密に測定した。昨年度の実験で、直径0.4μmの超極細繊維の融解ピークは昇温速度の違いによって、ピークの形、分離性ともに変化し、昇温速度依存性があることが分かっていたので、5°C/minで昇温し、その融解挙動を観察した。融解開始温度と融点は繊維が細くなるほど低下し、繊維の細さの効果が表れた。結晶化度は繊維直径が最も大きい直径9μmの極細繊維試料が最も小さく、直径0.40.9μmの超極細繊維試料は直径9μmの極細繊維試料より大きかった。結晶化度が大きいにも関わらず融解開始温度や融点が低いのは表面の効果であると推測した。
EBV関連Tリンパ腫発生に関与する宿主遺伝子の同定と機能解析

種痘様水疱症関連リンパ腫は、新たに定義づけられたEBV陽性のT細胞性腫瘍である。本疾患患者5例に対してアレイCGH解析を行い、共通する遺伝子欠損・増幅領域をそれぞれ1種類、見出した。次に、MLPA解析により、遺伝子の欠損・増幅の確認を行ったところ、いずれも欠損・増幅は認められなかった。更に、RT-PCR法により該当遺伝子の発現を調べたが、発現の減弱・亢進も認められなかった。以上より、アレイCGHで抽出された2つの遺伝子異常は、種痘様水疱症関連リンパ腫とは関連がないと考えられた。アレイCGH法により、種痘様水疱症関連リンパ腫に共通する遺伝子欠損・増幅の同定を試みた。対象は名古屋大学医学部附属病院に入院・通院している種痘様水疱症関連リンパ腫患者4例。患者より末梢血を採取、単核球分離後、EBV感染細胞を分画した。EBV陽性腫瘍細胞分画・陰性正常細胞分画からそれぞれDNAを抽出し、腫瘍DNAをCy3、正常DNAをCy5で標識後、400,000個のオリゴヌクレオチドプローブをスポットしたスライドグラス上でハイブリダイゼーションを行った。蛍光をアレイスキャナーで読みとり、専用ソフトウェアにより欠損/増幅している遺伝子領域を検出した。次いで、患者に共通して欠損・重複・転座している遺伝子領域を同定した。この結果、種痘様水疱症関連リンパ腫患者例に対して複数の共通する遺伝子欠損・増幅領域を見出した。解析したすべての患者で欠損していた遺伝子Xは、これまでの文献報告から推定される機能と併せ、がん抑制遺伝子である可能性がある。また、全ての患者で増幅が見られた遺伝子座17q21.3にはリンパ球のhomingに関連する遺伝子が含まれており、種痘様水疱症関連リンパ腫に見られる特徴的な水疱疹形成・腫瘍の転移に関与している可能性が示唆された。同時に患者から樹立したEBV感染T細胞株3株に対してもアレイCGHを行い、これらの遺伝子欠損・増幅を確認した。更に、候補遺伝子の発現量を解析するために、患者のEBV感染細胞、非感染細胞、EBV感染T細胞株からRNAを抽出、マイクロアレイ法により、網羅的遺伝子発現解析を行った。責任候補遺伝子であるX遺伝子の発現は様々であり、一定の傾向は得られなかった。種痘様水疱症関連リンパ腫は、2008年に改訂されたWHOのリンパ腫分類にて、新たに定義づけられたEBV陽性のT細胞性腫瘍である。平成25年度および26年度、この種痘様水疱症関連リンパ腫患者5例に対してアレイ(Comparative genomic hybridization)CGH解析を行い、複数の共通する遺伝子欠損・増幅領域を見出した。解析したすべての患者で欠損していた遺伝子“X"は、これまでの文献報告から推定される機能と併せ、がん抑制遺伝子である可能性がある。また、全ての患者で増幅が見られた遺伝子座17q21.3にはリンパ球のhomingに関連する遺伝子が含まれており、種痘様水疱症関連リンパ腫に見られる特徴的な水疱疹形成・腫瘍の転移に関与している可能性がある。多数例の種痘様水疱症関連リンパ腫患者に対して、Multiplex Ligation Probe Amplification (MLPA)解析により、遺伝子Xの欠損の確認を行った。また、腫瘍細胞からRNAを抽出し、RT-PCR法により該当遺伝子の発現を調べた。次いで、アレイCGH解析に加え、シークエンシング/発現解析を行い、種痘様水疱症関連リンパ腫と関連していると考えられる遺伝子候補を絞り込んだ。更に、EBV陰性/陽性のT細胞株を用いて、これらの遺伝子候補についてのin vitroの機能解析を開始した。この種痘様水疱症関連リンパ腫患者5例に対してアレイ(Comparative genomic hybridization)CGH解析を行い、複数の共通する遺伝子欠損・増幅領域を見出した。解析したすべての患者で欠損していた遺伝子“X"は、これまでの文献報告から推定される機能と併せ、がん抑制遺伝子である可能性があった。また、全ての患者で増幅が見られた遺伝子座17q21.3にはリンパ球のhomingに関連する遺伝子“Y"が含まれており、種痘様水疱症関連リンパ腫に見られる特徴的な水疱疹形成・腫瘍の転移に関与している可能性が考えられた。多数例の種痘様水疱症関連リンパ腫患者に対して、Multiplex Ligation Probe Amplification (MLPA)解析により、遺伝子の欠損・増幅の確認を行ったところ、遺伝子XおよびYのいずれも欠損・増幅は認められなかった。更に、腫瘍細胞からRNAを抽出し、RT-PCR法により該当遺伝子の発現を調べたが、発現の減弱・亢進も認められなかった。以上より、アレイCGHで抽出された2つの遺伝子異常は偽陽性であり、種痘様水疱症関連リンパ腫とは関連がないと考えられた。次いで、種痘様水疱症関連リンパ腫および細胞株に対して、患者検体次世代シーケンサーを用いた全エキソン解析を行った。いくつかの疾患関連候補遺伝子が抽出された。

更に、RT-PCR法により該当遺伝子の発現を調べたが、発現の減弱・亢進も認められなかった。以上より、アレイCGHで抽出された2つの遺伝子異常は、種痘様水疱症関連リンパ腫とは関連がないと考えられた。平成26年度までの目標であった、「アレイCGH法により、種痘様水疱症関連リンパ腫に共通する遺伝子欠損・増幅を確認し、シークエンシング/発現解析を行い、種痘様水疱症関連リンパ腫と関連していると考えられる遺伝子候補を絞り込んでいること。更に、これらの遺伝子候補についての機能解析に着手していること。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス学本年度は、平成25年度および26年度に同定した2つの候補遺伝子について、以下の機能解析を行う。1)該当遺伝子が欠損している患者末梢血より、EBV陽性T細胞株を樹立する。2)細胞株において、該当遺伝子が欠損・増幅していることを確認する。3)細胞株に欠損遺伝子を、Tet-onシステムを用い発現調節をできるように、導入する。4)導入遺伝子をon/offし、細胞増殖、アポトーシス誘導、cell cycleの変化などを見る。5)導入遺伝子をon/offし、その機能および伝達経路の変化を調べる。上記のin vitro解析に加え、免疫不全マウスを用いたex vivo腫瘍モデルを用い、遺伝子の機能解析を行う。手順は以下の通りである。1)遺伝子改変免疫不全マウスであるNOD/Shi-scid/IL-2Rγ;null (NOG)マウスに細胞株を皮下注、腫瘍を形成させる。2)遺伝子発現をドキシサイクリンでon/offし、腫瘍形成・転移・生死への影響を比較する。初年度の目標であった、「アレイCGH法により、種痘様水疱症関連リンパ腫に共通する遺伝子欠損・増幅を同定し、さらにシークエンシング、RT-PCR法などにより候補遺伝子の欠損/増幅を確認し、変異遺伝子を絞り込む」という目標をほぼ達成できたため。初年度に絞り込んだいくつかの遺伝子について、以下のごとく患者細胞株を用いた遺伝子機能解析を行う。1)樹立したT細胞株に欠損遺伝子を、Tet-onシステムを用い発現調節できるように、導入する。2)導入遺伝子をドキシサククリンによりon/offし細胞増殖、アポトーシス誘導、cell cycleの変化などを見る。3)該当遺伝子の機能および細胞内シグナル伝達経路が既に詳しく分かっている場合には、導入遺伝子をon/offし、その機能および伝達経路の変化を調べる。4)該当遺伝子の機能等が未知な場合には、網羅的遺伝子発現解析により、該当遺伝子に関わるシグナル伝達経路を明らかにし、その機能を推定する。
脳情報フィードバック制御を活用した病態進行の予測・改善手法の開発

脳神経回路網は動的に恒常性を維持・変容させる機構を備えているが、脳神経細胞が重度に変性・脱落した場合、恒常性変容機構が病的に作用し、神経変性疾患が発症すると考えられる。しかし、従来の脳深部刺激法は動的恒常性の乱れが考慮されておらず、刺激手順の体系的な最適化は成されていない。本研究では、パーキンソン病に着目し、情報工学と最先端の電気生理学的手法を用い、脳神経回路の活動動態をリアルタイムに計測・解読し、解読した脳状態に応じた神経刺激を加え、脳機能ネットワーク活動をフィードバック制御する。更に、最適な解読情報、刺激パターン・タイミング等を探り出し、病態進行の予測・改善へ導く手法の開発を目指す。
腎尿細管における糖新生とオートファジー不全の関わり

我々のグループでは、10年以上にわたって近位尿細管のオートファジー機構について研究を行い、種々の腎疾患の発症・進展にオートファジーが対抗し、腎保護的に機能することを明らかにしてきた。この糖尿病では、随時血糖の上昇に近位尿細管での糖新生亢進が関わることが古くから示唆されているが、その本態は明らかになっていない。本研究の目的は、腎尿細管における糖新生の分子機構、特に糖尿病状態での腎糖新生亢進と尿細管オートファジーの関わりを解明し、生理学的意義を探求することである。最終的には糖産生の抑制を可能にする新規糖尿病治療薬を発見するための道筋をつけることを目標とする。