hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮下脂肪細胞の部位特異的機能差の由来とその制御による移植用最適細胞調整法の探求

皮下脂肪組織は肉眼的に明瞭に区別できる浅層と深層の2層から構成されている。浅層の脂肪組織は厚い隔壁に囲まれており、一方、深層は薄く伸展性にとむ隔壁に囲まれていて、物理的な性質に差があるとみられている。しかし、近年、メタボリックシンドロームと深層の脂肪組織の蓄積に関連がみられることが相次いで報告され、代謝学的な違いがある可能性が指摘されているが詳細は不明だった。我々は、ヒト浅層、深層脂肪細胞の詳細な解析を行い、浅層の脂肪細胞が深層のそれと比べて脂肪分化能が高いことを明らかにした。また、その機序として脂肪分化関連遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化の差があることを明らかにした。脂肪移植は組織増量のみならず創傷治癒の促進や瘢痕成熟の加速にも有用であることが明らかとなってきた。移植脂肪のドナーとしてよく用いられる腹部皮下組織には浅筋膜という繊維性の膜で隔てられた浅層脂肪組織と深層脂肪組織が存在することがよく知られている。浅層脂肪組織と深層脂肪組織は解剖学的に明らかな構築の差違が存在し、その違いは肉眼的にも確認できる。浅層脂肪組織は脂肪小葉が立方体や直方体形で脂肪小葉間の繊維性の隔壁が厚い。深層脂肪組織は脂肪小葉が扁平で小葉間の繊維性の隔壁が薄い。このことから、浅層脂肪組織は圧力に対する防御機能があり、深層脂肪組織は皮膚の伸展・滑りを担っている、と考えられている。脂肪組織の生理学的な性質の違いとしては、これまで皮下脂肪組織と内臓脂肪組織との間で全身の代謝に与える影響の違いが詳細に研究されている。内臓脂肪組織の方が皮下脂肪組織と比べてより強くメタボリックシンドロームと関連していることが明白になっている。一方、皮下の浅層と深層の間の生理学的な機能の違いはこれまで殆ど明らかにされてこなかった。近年、肥満患者において深層脂肪組織の増加が浅層脂肪組織の増加と比べてより強く代謝異常に関連している可能性があるという報告が徐々に増えてきた。しかし、その根本的な理由は不明なため、我々は細胞レベルでの研究が必要と考えた。ヒト皮下脂肪組織の浅層と深層それぞれから別々に、天井培養法により脂肪細胞を単離した。おのおのの細胞に対し種々の条件下での脂肪分化を行ったところ、脂肪分化の程度や脂肪分化マーカーの発現に大きな差違がみらた。分化能の違いは細胞性質の違いを強く反映している。幹細胞の研究で明らかになってきたとおり、分化能の違いはエピジェネティクスの違いによる部分が大きい。浅層脂肪細胞と深層脂肪細胞との間に分化能の違いがあることはエピジェネティクスの差違の存在強く示唆している。通常ヒト脂肪組織から初代培養脂肪細胞を得ることそれほど容易ではないが、これまでの研究経験の蓄積からヒト脂肪組織からの天井培養法による脂肪細胞単離を当初の予想より短期間で安定して行えるようになったため。また、そのことにより得た初代培養脂肪細胞の特性解析に研究資源を投入することが可能となり、実験の遂行が比較的容易に行えるようになったため。脂肪細胞は脂肪滴蓄積以外に多彩な分泌能を発揮して局所や全身の環境を制御していることがしられている。我々はこれまで脂肪細胞は一つ一つ性質が異なっていることを明らかにしてきた。皮下脂肪組織には浅筋膜で隔てられた浅層脂肪組織(SAT)と深層脂肪組織(DAT)が存在する。SATとDATは肉眼的に明瞭に異なっており、SATは厚い隔壁で隔てられた脂肪小葉から成り、一方DATの脂肪小葉は薄く伸展性に富む隔壁で包まれている。SATは圧迫に抗するprotectiveな脂肪組織、DATは滑り機能を持つlubricativeな脂肪組織と考えられている。近年、SAT、DAT間には物理的な違い以外に代謝学生理学的な違いが存在することを示唆する報告が見られるようなってきた。SAT蓄積量よりもDAT蓄積量の方が代謝異常に強く相関する、などである。しかし、SATとDATの脂肪細胞そのものの性質の違いはこれまで不明だった。我々はヒト皮下組織の浅層と深層それぞれから天井培養由来前脂肪細胞(ccdPAs)を分離して比較し、SATのccdPAsの方がDATのccdPAsと比べて脂肪分化能が高いことを明らかにした。この違いは継代後も維持されているが、何がその違いを生み出しているかは不明だった。そこでは、我々はDNA配列に依らない発現調節機構で細胞分裂時にも受け継がれるDNAメチル化に注目した。DNAメチル化により遺伝子発現が低下することがしられている。バイサルファイトシーケンスによる高解像度メチル化解析では脂肪分化に関連した遺伝子PPARG, CEBPDには浅層、深層間で有意にメチル化率がことなる領域が存在することが明らかになった。これらの差はプロモーター、第1エクソン領域に存在していた。一方、LEP遺伝子には差なかった。これらの違いが表現形の違いに関連している可能性があると考えられた。細胞が安定して培養できるようになり細胞性質解析が概ね予定通り行えるようになってきたため。皮下脂肪組織は、浅筋膜で浅層と深層の解剖的に明瞭に構造が異なる2層に分けられているが、解剖的構造を超えた、浅層・深層間の生理的、細胞学的な部位特異的機能差はよく分かっていない。我々はこれまでにヒト皮下組織の浅層と深層それぞれの脂肪細胞間にストレス耐性や脂肪分化能・骨分化能に違いが見られることを見出した。

また、生体皮下脂肪組織の組織学的解析では浅層脂肪細胞が深層脂肪細胞と比べて有意に脂肪分化度が高いことを明らかにした。しかし、その差が何によって形成されているかはこれまで不明だった。我々はこの不明点を明らかにするために、ヒト腹部皮下脂肪組織から浅層、深層それぞれから細胞を分離して解析した。解析する細胞としては、Sugiharaらにより報告された天井培養由来前駆脂肪細胞(ceiling culture-drived preadipocytes, ccdPAs)を用いた。浅層ccdPAsは深層ccdPAsと比べて長期継代後も高い脂肪分化能を維持し脂肪分化マスターレギュレーターであるPPARGを高発現していた。この原因としてエピジェネティクス機構の一つであるDNAプロモーター領域のCpGサイトメチル化率を測定した。PPARG transcript variant 1でプロモーター領域においてASCsの方がccdPAsと比較して有意にメチル化率が高かった。これはccdPAsがASCsと比べて脂肪分化しやすいことの原因と考えられた。一方、PPARG transcript variantt 2, PPARG transcript variant 3のプロモーター領域のDNAメチル化の差はみられなかった。すなわち、浅層脂肪細胞はPPARGが低メチル化により発現しやすい状態であるが、PPARGバリアント内ではメチル化に差がありさらに詳細な解析を要すると考えられた。皮下脂肪組織は肉眼的に明瞭に区別できる浅層と深層の2層から構成されている。浅層の脂肪組織は厚い隔壁に囲まれており、一方、深層は薄く伸展性にとむ隔壁に囲まれていて、物理的な性質に差があるとみられている。しかし、近年、メタボリックシンドロームと深層の脂肪組織の蓄積に関連がみられることが相次いで報告され、代謝学的な違いがある可能性が指摘されているが詳細は不明だった。我々は、ヒト浅層、深層脂肪細胞の詳細な解析を行い、浅層の脂肪細胞が深層のそれと比べて脂肪分化能が高いことを明らかにした。また、その機序として脂肪分化関連遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化の差があることを明らかにした。ヒト脂肪組織の浅層・深層それぞれから天井培養法により単離した初代培養脂肪細胞の細胞特性解析を進める。脂肪分化能や刺激反応性の違いをより詳細に明らかにする。また、それらの表現形の差の根源的な理由が何であるかを探求する。そのために幹細胞から分化細胞に至る細胞特性を制御している因子であるDNAメチル化などのエピジェネティクス的差違の解析とその由来を明らかにする。メチル化調節薬を用いてメチル化に介入することで細胞機能調節が可能かを明らかにする。また、メチル化以外のエピジェネティック修飾の違いを明らかにする。脂肪移植ヒト細胞培養が安定して行えるようになったことと物品の節約により当初の見込みより使用が減ったため。細胞が当初の想定より安定して使用できたため、これの樹立維持に関わるコストが低減したため。より詳細な細胞特性の解析に用いる予定である。細胞性質のより詳細な解析と性質調節法の分析に用いる。
無窓電子サイクロトロン加熱系の試作

電子サイクロトロン第2高調波で動作するTE_<02>モードの48GHz組み立て式ジャイロトロンを設計・試作し、ジャイロトロン単体での動作試験を行った後、試作ジャイロトロンの出力窓を取り払い、約4メートル離れたWT-3トカマクの真空容器と円形導波管で直結し、通常のトカマク運転を行い、試作ジャイロトロン部の真空度の時間変化を測定した。トカマクプラズマの崩壊時に、ジャイロトロン部の真空度は最も劣化するが、トカマクの放電間隔時間経過後には、ジャイロトロン動作に支障を来さない真空度に復帰することを確認した。トカマク放電に同期してジャイロトロンを動作させ、トカマク放電、ジャイロトロン動作共に、支障が無いことを確認した。以上のテスト結果に基づき、トカマクとジャイロトロンとを一体化した無窓電子サイクロトロン加熱系が実用システムとして、十分成り立つことを実証できたと考える。システムのメインテナンスに関する問題点は、未だ明らかでは無いが、本システムをWT-3トカマクの電子サイクロトロン加熱実験に使用して行く過程で明らかにして行く。また、国際熱核融合実験炉のような超大型トカマクシステムでは小型システムと次元の異なる問題点があると考えられる。今後の検討課題としたい。1.超高真空下で使用できる水負荷(ダミ-・ロード)の設計・試作15EA02:無窓電子サイクロトロン加熱系の必須構成部品の1つである。平成7年11月に設計を完了し,平成8年1月に製作完了,平成7年度設備々品として設置したターボ分子ポンプ排気セットを使って真空テストを完了。現有の88GHzジャイロトロン(真空窓付)を使って,大電力ミリ波の無反射終端としての性能を調べた。期待通りの性能を得た。冷却媒体としてアルコール又はオイルの使用による突沸の回避を検討中。2.超高真空用ウェーブ・ガイド・スィッチ及びミリ波伝送系準光学ビーム伝送系を8ケのミラーを用いて構成し、現有88GHzジャイロトロンを使って,大気中でテストを行い,平成8年度の試作のための基礎データを取得した。3.窓無しジャイロトロンの設計現有の電磁石を使用して,ミリ波窓無しジャイロトロンを試作すべく、電子サイクロトロン第2高調波を使用したビルトインコンパータータイプのジャイロトロンの設計・計算をほぼ完了した。無窓電子サイクロトロン加熱系の主な構成要素は(1)超高真空用水負荷、(2)超高真空用ウェーヴガイドスィッチ、(3)超高真空用ミリ波伝送系、(4)窓なしジャイロトロンである。(1)、(2)は平成7年度に試作し予備的な試験を終え、平成8年度には、主に現有の88GHzジャイロトロンの出力測定に大気中で恒常的に使用し大電力取扱時の問題点を洗い出すことに努めた。その結果、(2)に付加したモニター用出力取り出しに問題があることが明らかになり、その解決のため、種々の結合方式を試験中である。(3)、(4)は平成8年度に試作する計画で進めてきたが、現時点では未だ完成していない。(3)については、ジャイロトロン出力モードのまま伝送し、トカマクのポート部でモード変換をして、プラズマに入射する方法と、ジャイロトロン出力部でヴラゾフコンヴァーターでガウシャンビームにモード変換後、ビーム伝送する2つの方式で、構成部品を製作している段階である。(4)については、電子銃部の試作を終え、平成8年度の主要設備として購入したターボ分子ポンプで排気し、現在その特性を調べている。ほぼ予定した特性が得られる見通しである。空洞供振器部、出力口部は現在製作中である。(1)、(2)を除いて、若干計画より遅れてはいるが、平成9年度末までには、システム全体の評価を終えることが出来ると考えている。電子サイクロトロン第2高調波で動作するTE02モードの48GHz組み立て式ジャイロトロンを設計・試作し、ジャイロトロン単体での動作試験を行った後、試作ジャイロトロンの出力窓を取り払い、約4メートル離れたWT-3トカマクの真空容器と円形導波管で直結し、通常のトカマク運転を行い、試作ジャイロトロン部の真空度の時間変化を測定した。

トカマク放電に同期してジャイロトロンを動作させ、トカマク放電、ジャイロトロン動作共に、支障が無いことを確認した。以上のテスト結果に基づき、トカマクとジャイロトロンとを一体化した無窓電子サイクロトロン加熱系が実用システムとして、十分成り立つことを実証できたと考える。システムのメインテナンスに関する問題点は、未だ明らかでは無いが、本システムをWT-3トカマクの電子サイクロトロン加熱実験に使用して行く過程で明らかにして行く。また、国際熱核融合実験炉のような超大型トカマクシステムでは小型システムと次元の異なる問題点があると考えられる。今後の検討課題としたい。
金属協働触媒による位置選択的C-H官能基化反応の開発

研究計画に記載した「ルイス酸含有Ni錯体によるC-H官能基化反応の自在な位置選択性制御法の開発」および「ホウ素含有Ir錯体による飽和脂肪酸の位置選択的脱水素反応」に加え、これらに関連する研究に取り組み、以下の成果を得た。1前年度までに見出していた「Ni/Al協働触媒によるベンゾフラン-2-カルボキサミドの6位選択的アルキル化反応」の基質適用範囲を明らかにした。Nー置換インドールの6位選択的C-H官能基化反応は複数報告されているが、ここでは、1位窒素上の置換基を配向基として用いるか、1位窒素上の嵩高い置換基によって3位および7位での反応を防ぐことによって6位選択性が実現されているため、1位酸素上に置換基を導入できないベンゾフランに対して同手法を適用することはできなかった。本研究では、ベンゾフランー2ーカルボキサミドの6位が、電子的にも立体的にも本アルキル化反応に好まれることを利用し、その6位選択的アルキル化反応を初めて達成した。2前年度までの研究で開発した「Ni/Al協働触媒によるアレーンのパラ位選択的アルキル化反応」において、アルミニウムの触媒量を減じるか、比較的嵩の小さいアレーン基質を用いると、パラ位選択性が低下するという問題に注目し、DFT計算によってパラ位選択性発現の根拠と示唆されたニッケル上の配位子の置換基を大きくすることによって、アルキル化反応のパラ位選択性および収率の向上に成功した。さらに、このより嵩高いニッケル触媒を用いて、1ーナフトアミドの6位選択的アルキル化反応も達成した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ダイヤモンド-炭化珪素複合焼結体のHIP焼結と超硬工具への応用

市販品と同等の機能を持つダイヤモンド焼結体を、通常使用されている超高圧発生装置より簡便かつ大型試料の作製が可能な熱間静水圧プレス装置(HIP)を用いて作製し、工業材料への応用について研究した。検討項目としては、(1)ダイヤモンド複合体の合成、(2)焼結体合成に及ぼすカプセル材質、(3)HIP処理条件と原料中のダイヤモンド含有率、(4)ダイヤモンド/炭化珪素複合焼結体の工業材料への応用、(5)焼結機構の解明である。出発原料を調製し前処理を行った後、各種条件でHIP処理し、ダイヤモンド複合体を作製した。得られた複合焼結体の密度・抗折強度・圧縮破壊強度を測定し、走査電子顕微鏡や光学顕微鏡での組織観察からダイヤモンド-炭化珪素珪素の組織面積比を決定し、機械的性質との関係について評価した。ダイヤモンド/炭化珪素複合体の工業材料への応用については、ダイヤモンド/SiC複合焼結体を用いて超高圧発生装置用アンビルを試作し、超高圧発生装置を用いて圧力発生試験を行い、30GPaの圧力を確認した。ダイヤモンドの熱力学的安定域より低い圧力領域で珪素と炭化珪素から成るカプセルに収めたダイヤモンド粉末をHIP処理して強固なダイヤモンド/炭化珪素複合焼結体を作製し、この複合焼結体を用いて30GPaの圧力を発生させた。これにより本研究の目標は達成した。本研究の成果はダイヤモンドの準安定な圧力領域での各種処理の可能性を示唆するもので、高圧相を含む材料の熱力学的準安定領域における焼結体作製の実用化ならびに大型化に寄与するものと期待される。現在製造されているダイヤモンドとSiCからなる複合焼結体はベルト型装置等の固体圧縮装置でダイヤモンドの熱力学的安定領域(1500°C・5GPa近傍)で作製されている。我々は市販品と類似の機能を持つ焼結体を、HIP装置を用いて作製する実験を行った。ダイヤモンドとSiの混合粉体を原料とし、1500°C・200MPa以下の条件でHIP処理した。得られた焼結体についてHIP条件、原料のダイヤモンド粒径、混合割合の違いが抗折強度、組織、密度に与える影響について検討した。平均粒径3、12、25μmのダイヤモンドと13μmのSi粉末をダイヤモンド含有率が40、50、60、70、80、90wt%となるように湿式混合、乾燥、造粒し反応容器に充填した。封入用ガラス管に反応容器を挿入し0.4Pa以下でガラスの軟化温度まで加熱してから真空封入し、その後HIP処理した。HIP処理条件は温度(1400、1450、1500°C)、圧力(50、100、200MPa)、保持時間(5、30、120分)で行った。その結果、1)今回のHIP処理条件の範囲では、同じ粒径のダイヤモンドで同一組成比の原料粉末を用いた場合、温度、圧力、保持時間の違いが焼結体の抗折強度には顕著な影響を与えず、原料中のダイヤモンド含有率が80wt%の焼結体では平均588MPaが得らた。組織観察から、HIP処理温度が高い方が、又保持時間の長い方が未反応Siが減少し、反応生成物であるSiCが増加することがわかった。圧力の違いによる組織の差は見られなかった。2)反応生成物SiCのビッカース硬さは平均で24.8GPaを示した。3)原料中のダイヤモンド含有率が増加するに従い未反応Siの減少と残留ダイヤモンド、反応生成物SiCの増加が認められた。その結果得られた試料の相対密度が大きくなり、抗折強度も高くなった。4)原料粉末中のダイヤモンド含有率が80wt%と同じでも用いたダイヤモンド粒径が25μmより12μm、あるいは25μmのダイヤモンドを60wt%と3μmのダイヤモンドを20wt%を併用したほうが未反応Siが減少し反応生成物

SiCの増加が認められ、試料のみかけ密度が大きくなり抗折強度が高くなった。5)試料の組織は等方的で、個体圧縮によって作製した試料にしばしば見られる異方性は確認できなかった。また、次年度から実施する耐圧強度評価実験のための準備を行った。現在市販されているダイヤモンド/SiC複合焼結体はベルト型装置等の固体圧縮装置を用いダイヤモンドの熱力学的安定領域(1500°C・5GPa近傍)で合成されている。我々はこれと同等の機能を持つ焼結体のHIP合成を試みた。出発原料は粒径25μmのダイヤモンドと13μmのSiを重量比80:20で混合した粉末で、これを1400°C・200MPa・30分間HIP処理することでダイヤモンド、SiC、Siからなる複合焼結体を作成した。得られた焼結体は見掛け密度:3.159/cm^3、抗折強度:542MPa、圧縮破壊強度:3.1GPa、遊離Si:17.6v%であった。今回はこれより優れた機械的性質を有する焼結体の合成を目的に実験した。合成方法は、Siを主成分とするカプセルに25μmのダイヤモンド粉末のみを緻密に充填し、ホウケイ酸ガラス管内に真空封入後上記の条件でHIP処理を行った。処理中にカプセルのSiがダイヤモンド粒子間に溶浸して生成するSiCをバインダーとすることで、緻密で遊離Siの少ない焼結体の合成を目指した。その結果得られた焼結体は、見掛け密度:3.36g/cm^3、抗折強度:739MPa、圧縮破壊強度:3.6GPa、遊離Si:2.7v%と評価された。同様に18、12、3μmのダイヤモンド粉末についても行った結果、見掛け密度:3.353.37g/cm^3。抗折強度:8621029MPa。圧縮破壊強度:3.43.9GPa。遊離Si:00.9v%を得た。これらのことからダイヤモンドとSiの混合粉末を使用するより、ダイヤモンド粉末のみを緻密に充填した方が優れた機械的性質をもち遊離Siの少ない焼結体の合成が可能となることが判った。[II]超高圧発生用アンビルの試作と実用化の検討分割球6-8型超高圧発生装置用に、ダイヤモンド/SiC複合焼結体を用いて1辺10mmで3mmのトランケーションをもつアンビルを試作し、大阪大学のダイヤ機、及び文部科学省エネルギー加速研究機構放射光共同利用施設の同形機を用いて圧力発生試験を行った。その結果、17GPaまでの圧力発生が確認できた。またこの本アンビルはX線の透過度の高いことも確認出来た。1."ダイヤモンド/炭化珪素複合体の工業材料への応用"作製した焼結体は体積弾性率がダイヤモンドに近いことから、高圧アンビルとしての応用を検討した。10mm角の立方焼結体8個を作り、これを組み合わせた川井型分割球高圧装置によって塩化ナトリウムと金を圧縮し、X線その場観察を行った。結果の解析から1次圧410tonで試料内に30GPaの圧力発生を確認した。圧力解放後のアンビルに損傷はなく、繰り返し使用への道も開けた。またこのアンビルはX線を透過するので、加圧下の試料を透視出来ることが分かり、超高圧下の物性測定に新しい方式を開いた。2."焼結機構の解明"空孔のない強固な焼結体は1400°C以上の熱処理を施した場合に生成することが明らかになった。焼結機構として、温度が1400°Cを超えるとまず珪素が溶融を始めて流動性を増し、これがダイヤモンドの間隙に浸透しながら炭化珪素を形成して行く液相焼結過程を辿ったと考えられる。
マラリア・アピコプラストのレドックス蛋白質群の探索と機能の解明

1)マラリアFdの酸化還元電位を測定した。このFdは-220mV程度であり植物Fdの電位(-420-350mV)に比べ非常に高く、-340mVの電位をもつNADPHからの電子移動が熱力学的に起こりやすいことがわかった。また、結晶構造を基に、[2Fe-2S]クラスター近傍の部位特異的改変体を作製に、電位を規定している構造要因の解析を行った。2)マラリアゲノムに存在するFNR遺伝子を化学合成し、大腸菌発現系で組換え酵素として精製する方法を確立し、抗体も作製した。マラリアFdとの酵素反応と複合体形成を速度論的解析やアフィニティー樹脂との結合実験から、マラリアFdとFNRの相互作用の詳細を明らかにした。3)このマラリアFdとFNRは、電子伝達複合体を形成してNADPHからの電子を種々の化合物に伝達する機能をもつ。この複合体から効率良く電子を受容し、しかもラジカル種のような細胞毒性を発揮できる薬剤をin vivoアッセイ系でスクリーニングした。この薬剤の効果を熱帯熱マラリア原虫のヒト赤血球の培養系を用いて評価した所、上記アッセイ系での結果とよく対応した。これらの薬剤を用いて、大阪大学微生物病研究所の堀井教授との共同でマウスを用いた個体実験を行っている。4)マラリア原虫のゲノム情報を精査すると、植物のヘムオキシゲナーゼと相同な読み粋が存在することが判明した。シアノバクテリア由来のヘムオキシゲナーゼを比較解析のために調製し、NADPH/FNR/Fdに依存したin vitro活性の測定系を作製した。マラリアヘムオキシゲナーゼについては、遺伝子全化学合成による大腸組換え蛋白質の発現を試み部分精製している。上記のFdレドックスカスケードに依存した活性を検出できる段階に至っている。
口腔扁平苔癬におけるケラチンおよび接着分子の発現状態とアポトーシスの関与

口腔扁平苔癬(OLP)病変部の棘細胞症が上皮細胞の異常なのかアポトーシスの異常なのかを明確にすることを目的とし,OLP病変部上皮におけるアポトーシスの発現状態をアポトーシス関連抗原Bcl-2モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的に検討した。対象は病理組織学的にOLPと診断された30例とした。その結果,アポトーシスの発現率は正常粘膜の発現と同様であった。また,上皮下リンパ球の浸潤の度合いや臨床型との関連も認められなかった。さらに上皮細胞の分化の指標であるケラチンの発現を凍結切片を用いて蛍光抗体法により観察した。モノクローナル抗体はNo4,No13, AE3,AE5,903を用いた。その結果,No4,No13は正常粘膜と同様の発現,AE3,AE5はやや減弱,903はやや増強傾向を認めた。No4,No13は食道型ケラチン,AE3,AE5は角膜型・表皮型ケラチン,903は表皮型ケラチンであり,OLP病変部上皮においては表皮型ケラチンの変化が認められた。以上の結果から,OLPにおける上皮の変化にアポトーシスが関与している可能性は薄いと考えられた。これに対し,OLP病変部上皮内において上皮の分化に関与するとされている接着分子であるインテグリンα3,α6は正常粘膜より増強しており(昨年度報告),さらに表皮型ケラチンの変化が認められ,これらの分子がOLPの病態を考える上で重要である可能性が示唆された。口腔扁平苔癬における病変部上皮内における接着分子の発現状態について,インテグリン,カドヘリン,ICAM-1,VCAM-1について免疫組織学的に検討した。その結果,インテグリンα2,β1は基底層を中心に棘細胞層まで陽性,α5,β3,LFA-1は陰性で正常粘膜とほぼ同様であった。α3はビラン型では基底層を中心に棘細胞層下部まで,網状型は基底層から傍基底層まで陽性,α6は基底層基底膜側に強陽性,基底層側面および上面にも陽性像を認め,いずれも正常粘膜より広範囲であった。E-カドヘリンは棘細胞層のみに陽性で,正常粘膜と異なり基底層は陰性であった。デスモグレインは基底膜層を除いた基底層-棘細胞に陽性像を示し,正常粘膜と同様であった。ICAM-1の発現はほとんどないかわずかであった。VCAM-1は陰性であった。以上の結果から,インテグリンα3とα6は正常粘膜より増強しており,口腔扁平苔癬の病体を考える上で重要な接着分子である可能性が示唆された。また,ICAM-1の発現はわずかであり,ICAM-1の発現がLFA-1陽性リンパ球の上皮への移動を誘導している可能性は低いと考えられた。その他口腔粘膜病変に関する症例報告を行った。
アンコール世界遺産地域における観光開発の影響と地元住民の生活戦略の変化

目的カンボジアのアンコール世界遺産地域における観光開発の影響と地元住民の生活戦略の変化を研究する。その背景には、2003年に「緊急な遺産保全」のフェーズから「開発」のフェーズに移行し、観光開発が急速に進んでいる状況がある。そこで、観光政策と実践、政策と観光開発の実態を踏まえながら、開発の影響と地元住民の生活戦略の変化を研究する。方法社会人類学の基本である文献調査と現地フィールドワークに準拠した。フィールドワークには、複数の場所で複数の異なった組織・社会レベルの人々を調査対象にするマルチ・サイテッド・エスノグラフィー手法を用いた。具体的には、さまざまな職種についているアンコールの村人からの聞き取り調査とユネスコやアンコール遺産の保全と開発を担っているカンボジア政府機関、アプサラ機構関係者からの聞き取り調査を含む。成果アンコール世界遺産地域内では、土地の売却や他産業への流入により農業従事者が減り、逆に遺産保全、観光業や建設業にかかわる人口が他地域からの移住者も含めて急増してきたことが判明した。アプサラ機構による新しい農業開発プロジェクトは、ホテルに供給する野菜を有機農法で地元の農民に栽培してもらうことが目的であるが、まだパイロットプロジェクトが始まったばかりである。観光関連の職業訓練や伝統工芸の技術指導を受けられる人々もいるが、人数が限られている。観光業にかかわっていても、純益は少ない上に、雨季に観光客が減少するため、収益は乾季の半分に落ちる。地元住民のなかで、以前より多少生活レベルが向上したと考える人々は多いが、まったく生活レベルが変わっていないと言う人も少なからず存在する。一世帯のなかで農業従事者と他産業従事者が共存することでやっと生活を維持しているのが平均的な住民の姿であることが明らかになった。
慢性関節リウマチの病因解明に関する研究

昨年滑膜浸潤T細胞のリン酸化機構を解析しCD3分子のζ鎖にはリン酸化がおきておらず、滑膜浸潤T細胞の活性化は特殊であることを明らかにした。慢性関節リウマチは関節破壊を特微とする疾患でありこれが何によってもたらされるかに関する研究が最も重要である。平成4年度の研究の結果滑膜のA型細胞を抗DR抗体で刺激することによって生ずる多核巨細胞は破骨細胞のマーカーである酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ染色が陽性であり、その細胞を骨スライス上で培養することにより骨にラクネが形成される。このことは滑膜A型細胞は病変局所で骨破壊に関与していることを示していた。しかしこのin vitroの破骨活性をもつ多核巨細胞による骨破壊は従来みられる典型的な破壊細胞による破壊に比べると非常に弱く本当に局所で作用している破骨活性をもつ細胞とは考えにくい。すなわちこの細胞が真に破骨細胞になるためには、サイトカインのような他の因子の関与が必要である。この破骨細胞はマクロファーヂ系細胞であり、従来単に抗原提示細胞とのみ考えられていたマクロファーヂもこのような機能をもった細胞に変化することが示された。また教室では滑膜のB型細胞のクローン化に成功した。幾つかの株がとれたが、そのいづれもCD44分子を高率に発現しており、PDGFに対し強い増殖反応を示した。このことから滑膜B型細胞はパンヌス形成による軟骨、破壊に直接関与していた。慢性関節リウマチ(RA)の滑膜T細胞はHLADR抗原の陽性頻度が高く活性化された状態にあるといえる。他方T細胞の別の活性化マ-カ-であるILー2リセプタ-やγIFNの発現をみるとそれが単に蛋白レベルのみでなくmRNAレベルでも発現されていない。それらT細胞活性化に関する相反する事実は,滑膜T細胞は特異な活性化状態にあるといえる。そこで滑膜T細胞の燐酸化を検索することによって,その活性化状態が分ると同時にいかなる刺激によって滑膜T細胞が活性化を受けているかが明かとなる。かゝるアプロ-チによりRAの病因を解明することを目的とした。手術時得られた滑膜よりT細胞を採取し無刺激あるいはPHA刺激後に各種酸素を使用し採取しその後^<32>Pで標識し抗ε抗体,抗ζ抗体で免疫沈降しT細胞サブユニットの燐酸化を検索した。その結果以下の成績を得た。(1)正常人末梢血T細胞をPHAで刺激するとCD3分子はγ鎖で燐酸化をおこしていた。また抗ζ抗体で免疫沈降するとζ鎖の燐酸化が証明された。(2)他方RA滑膜T細胞をそのまゝ燐酸化し抗ε抗体で免疫沈降するとCD3分子のγ鎖の他に恐らくε鎖あるいはδ鎖に相当する部位で燐酸化をうけていた。(3)そのT細胞のζ鎖の燐酸化はみられなかった。(4)そこで滑膜T細胞をPHAで刺激したが,静止期末梢血をPHAで刺激したときにみられたCD3分子のζ鎖の燐酸化はおきなかった。以上の成績はRA滑膜に浸潤しているT細胞は特異的な活性化をうけている可能性を示していた。したがってRA滑膜T細胞は非特異的な刺激によって活性化されていることになり,RAの病因解明に重要な示唆を与えるものである。滑膜細胞は二種類の細胞によって構成されている。その一つはマクロファージ系細胞でA型細胞であり他の一つは線維芽様細胞でありB型細胞である。手術時に採取した滑膜細胞を培養することによりそれら細胞をクローン化することに成功した。本年度の研究では特に線維芽様細胞の性格と機能を明らかにすることにした。それはこの細胞がパンヌス形成と密接な関連を持ち、軟骨や骨破壊を起こすからである。軟骨や骨破壊は慢性関節リウマチの基本的病変であり、その形成機序を明確にすることは治療法開発に直結する重要課題である。

教室で樹立した線維芽様細胞(B型細胞)はその表面にCD44分子を高率に発現していた。このCD44分子は接着分子の一つとしての機能を有し、パンヌス形成など関節病変形成に深く関与している。さらに興味あることはクローン化した線維芽様細胞(B型細胞)をいろいろな滑膜中に存在するサイトカインを加えて培養した結果、それはPDGF存在下にのみ増殖を示した。このことは滑膜の増殖、血管の新生を特徴とする関節病変発症機序を考える上で非常に大切な事であった。CD44分子はそれ自体が接着分子として作用するが、滑膜に浸潤するT細胞の接着分子を検討した結果、高率にVLA抗原とくにVLA-4抗原が発現していることが明かとなった。このVLA-4抗原はβ_1インテグリンに属する接着分子であり、細胞ー血管内皮の接着に重要な意味をもっている。さらに重要なことはVLA-4抗原は細胞ー細胞外マトリックスとの接着に関与することである。このように滑膜に浸潤した細胞は病変局所にとどまり、さらに細胞外マトリックスは局所浸潤T細胞の活性化を増殖する。すなわちそのような機序によって関節病変の慢性化がおこることになる。
スーパー抗原特性を有する細菌外毒素によるT細胞活性化と生体異常反応の解析

毒素性ショック症候群(TSS)の原因毒素である黄色ブトウ球菌およびA群レンサ球菌の産生する外毒素は強力なT細胞活性化能を持つ。これら外毒素は一般の抗原と異なり、ペプチド化されることなく、ヒトやマウスのMHCクラスII分子に直接結合して、T細胞レセプターβ鎖のV領域(Vβ)依存性にT細胞を活性化することを明らかにしてきた。外毒素刺激により異常に多くのT細胞(1020%)が活性化されることからTSSが発症すると我々は考えている。本科学研究費によりさらに以下のことを明らかにした。2.以前に明らかにしたように、ヒト血管内皮細胞(VEC)はインターフェロン-γ処理によりHLAクラスII陽性になる。HLAクラスII陽性になったVECはIL-2産生においてだけでなく、TNF-αおよびTNF-β産生においても効果的なアクセサリー細胞活性を示した。Yersinia感染症患者に由来するYersiniapseudotuberculosisより、ヒトやマウスのT細胞活性化能を持つ蛋白質YPMを精製した。YPMはMHCクラスII陽性細胞存在下でヒトのT細胞抗原レセプターにVβ3、9、13.1および13.2を持つT細胞を活性化するスーパー抗原であること明らかにした。さらにYPMの遺伝子配列を決定した。全身性外毒素性ショック症候群(TSS)の原因毒素であるブドウ球菌外毒素およびレンサ球菌発熱性外毒素は強力なT細胞活性化能を持つ。一般の抗原は抗原提示細胞に貧食され、消化されてペプチド化されてMHCクラスIIのポケットと呼ばれる部分に結合し、細胞表面に移動して、T細胞に提示される。これらの外毒素は貧食、ペプチド化されることなく、細胞表面のヒトやマウスのMHCクラスII分子に直接結合して、T細胞に提示される。これら外毒素に反応するT細胞は特定のT細胞抗原レセプターbeta鎖のV領域(Vbeta)を持つことを明らかにしてきた。今年度はさらに以下のことを明らかにした。1.in vitroにおける外毒素の刺激によりマウスCD4^+T細胞とCD8^+T細胞に反応性の違いが明らかになった。一次刺激においてはCD4^+T細胞とCD8^+T細胞は共に活性化され、CD4^+T細胞はIL-2を多量にCD8^+T細胞はIFN-gammaを多量に産生する。二次刺激においてはCD4^+T細胞は同じ外毒素に対して増強された反応を示すが、CD8^+T細胞は同じ外毒素に対して反応(増殖、IL-2産生、IFN-gamma産生)しないが、クラスII陽性細胞を著しく傷害する。2.in vitroにおける外毒素の刺激によりヒトCD4^+T細胞とCD8^+T細胞はクラスII陽性細胞存在下においてTNF-alphaおよびTNF-betaを産生する。その産生量はCD4^+T細胞が高い。3.Yersinia感染症患者に由来するY.Pseudotuberculosisより、ヒトやマウスのT細胞活性化能を持つ蛋白質YPMを精製した。さらに、YPMはMHCクラスII陽性細胞存在下でヒトのT細胞抗原レセプターにVbeta3、9、13.1および13.2を持つT細胞を活性化し、スーパー抗原であることを明らかにした。毒素性ショック症候群(TSS)の原因毒素である黄色ブドウ球菌やA群レンサ球菌の産生する外毒素は強力なT細胞活性化能を持つ。1.in vitroにおける外毒素(TSST-1,SPE A)の刺激によりヒトCD4^+T細胞とCD8^+T細胞はクラスII陽性細胞存在下においてTNF-αおよびTNF-βを産生する。TNF-αは刺激後数時間後から、TNF-βは約30時間後から検出され、以後観察した5日後まで増加した。

その産生量はCD4^+T細胞が高い。2.以前に明らかにしたように、ヒト血管内皮細胞(VEC)をインターフェロン-γで処理するとHLAクラスII陽性になる。HLAクラスII陽性になったVECはIL-2産生においてだけでなく、TNF-αおよびTNF-β産生においても効果的なアクセサリー細胞活性を示した。4.Yersinia感染症患者に由来するYersiniapseudotuberculosisより、ヒトやマウスのT細胞活性化能を持つ蛋白質YPMを精製した。YPMはMHCクラスII陽性細胞存在下でヒトのT細胞抗原レセプターにVβ3、9、13.1および13.2を持つT細胞を活性化するスーパー抗原であることを明らかにした。さらにYPMの遺伝子配列を決定した。
概均質ベクトル空間のゼータ関数と多重ゼータ値の数論的研究

研究計画に基づいて1年間の研究活動を行った。概均質ベクトル空間のゼータ関数についての研究と、多重ゼータ値の線型関係式についての研究の進展状況は以下のとおりである。概均質ベクトル空間のゼータ関数のうちもっともその様相が奇怪かつ複雑なものである2元3次形式と3元2次形式のゼータ関数について、Zagier教授との昨年来の共同の研究を進化させ有効な成果を得た。これはこのゼータ関数について研究代表者が以前に提出した内部同値性の予想に対して、引き起こされている現象の原因を詳らかにする再証明を行うという課題に対し、この関数を2変数関数の特殊ケースとして扱うというものであり、標準的な2変数ゼータ関数の無理の無い特殊化として件のゼータ関数を得る方法を究明した。多重ゼータ値については、過去に予想を得ていた和公式の母関数の議論による証明を得ることに成功した。このことで、多重ゼータ値の環構造を具体的に把握する上で、等号付き多重ゼータ値を扱うことの重要性を指摘できた。結び目の不変量の計算を経由して得られていた関係式の再証明を得たことともあいまって、将来の多重ゼータ関係式からの幾何学的不変量への引き戻しにむけてひとつの重要な足がかりを得たことになると考えられる。年度末に招聘した金子教授・上野教授・村上教授との研究打合せはこれらの研究に大きな成果と更なる課題の明確化をもたらし有意義であった。昨夏には概均質ベクトル空間をテーマとするサマースクールを世話し、ここでも2元3次形式のゼータについて有意義な成果があった。概均質ベクトル空間のゼータ関数についての研究と、多重ゼータ値についての研究の進展状況は以下に各々記す通りである。本年度の科学研究費の多くを用いて、双方の分野の研究者達と会い多くの研究連絡を行った。特に、1月下旬より二週間にわたり海外渡航を行い、両分野の世界的権威であるD.Zagier教授と詳しい研究連絡を行えたことは非常に有効であった。この他、国内の同分野の研究者と綿密な連絡を取り、課題解明に向け確かな進展があった。概均質ベクトル空間のひとつである2次の特殊線型群の作用する2元3次形式の空間の類数について、研究代表者が5年前に提出した予想(上越教育大学中川仁氏により証明)の別証明を考える上で、2元3次形式のゼータ関数を2変数に拡張して捉え、これまで議論していた関数を、この2変数の間にある関係式を与えた特殊な場合として受け止めなおすことを行った。これはZagier教授との共同の作業であり、この観点に基づく数値実験を現在遂行中である。このように拡張して問題を扱うことにより、この関数と2次体あるいは3次体との関連をより詳細に意味付けることが可能となり、中川氏の証明ではまだ明らかになっていない部分の現象の解析が可能となると思われる。多重ゼータ値の関係式については2つのことを行った。重さ、深さ、高さと呼ばれる多重ゼータ値のインデックスに付随する3つの媒介変数を固定した時の和の母関数を構成したZagier教授との共著論文を書き、オランダの学会誌に掲載予定となった。また、以前より研究代表者が予想式を与えていた、多重調和級数(多重ゼータ値の線型結合)の重さと高さを固定した場合の和公式をについて、その母関数を与える2階の微分方程式を立てることに成功した。微分方程式そのものは深さも含めた3変数の母関数に関するものなので、これを特殊化することにより更なる研究進展と成果が期待できる。
オーキシンによる細胞伸長における細胞壁合成の役割

前年度までに,ガラクトースによる生長阻害作用の機構はガラクトースが細胞内でG_al-1-PとなってUDPG合成の基質であるG-l-Pと競争的にUDPG合成を阻害することであると考えられる結果を得てきた.しかし,ガラクトースによる細胞壁の合成阻害にはこれ以外の機構が関与している可能性があるので今年度の研究をこの点を中心に行なった.UDPG合成のひとつの基質であるUTPレベルに対するガラクトースの影響を調べた.その結果,オートムギ幼葉鞘切片においてガラクトースはUTPレベルを低下させることが分かった.このことからガラクトースによる細胞壁合成阻害にはUTPのレベルの低下が関与していることが分かった.オートムギの生長はガラクトースによって阻害され,アズキの生長は阻害されない.ガラクトースの働らきは植物によって異なる. UTPレベルの低下がガラクトースの阻害機構として大きな役割りをはたしているのであればアズキにおいてはUTPレベルはガラクトースによって低下されないであろう.この予測を検討した結果,アズキにおいてはUTPレベルはガラクトースによって影響されないことが分かった.細胞内で合成されたG_al-1-PはUTPを消費してUDPガラクトースになる.その結果UTPレベルが低下してUDPG合成の抑制が起こる.UDPガラクトースにUDPG4エピXラーゼが作用すればUDPGがつくられるのでUDPGレベルの低下は引き起こされない.これに対して4エピXラーゼ活性が低ければ, UDPGへの転換が起こらず, UDPガラクトースの蓄積がおこる.そこで,オートムギとアズキのUDPG4エピXラーゼの活性を比較した.その結果,オートムギはアズキに比較してこの酵素活性が非常に低いことが分かった.UTPレベルの低下はUDP4エピXラーゼ活性の高性に依存している可能性があることが分かった.前年度までに,ガラクトースによる生長阻害作用の機構はガラクトースが細胞内でG_al-1-PとなってUDPG合成の基質であるG-l-Pと競争的にUDPG合成を阻害することであると考えられる結果を得てきた.しかし,ガラクトースによる細胞壁の合成阻害にはこれ以外の機構が関与している可能性があるので今年度の研究をこの点を中心に行なった.UDPG合成のひとつの基質であるUTPレベルに対するガラクトースの影響を調べた.その結果,オートムギ幼葉鞘切片においてガラクトースはUTPレベルを低下させることが分かった.このことからガラクトースによる細胞壁合成阻害にはUTPのレベルの低下が関与していることが分かった.オートムギの生長はガラクトースによって阻害され,アズキの生長は阻害されない.ガラクトースの働らきは植物によって異なる. UTPレベルの低下がガラクトースの阻害機構として大きな役割りをはたしているのであればアズキにおいてはUTPレベルはガラクトースによって低下されないであろう.この予測を検討した結果,アズキにおいてはUTPレベルはガラクトースによって影響されないことが分かった.細胞内で合成されたG_al-1-PはUTPを消費してUDPガラクトースになる.その結果UTPレベルが低下してUDPG合成の抑制が起こる.UDPガラクトースにUDPG4エピXラーゼが作用すればUDPGがつくられるのでUDPGレベルの低下は引き起こされない.これに対して4エピXラーゼ活性が低ければ, UDPGへの転換が起こらず, UDPガラクトースの蓄積がおこる.そこで,オートムギとアズキのUDPG4エピXラーゼの活性を比較した.その結果,オートムギはアズキに比較してこの酵素活性が非常に低いことが分かった.UTPレベルの低下はUDP4エピXラーゼ活性の高性に依存している可能性があることが分かった.
光学異性体を利用した脳内ニコチンレセプター機能のインビボ解析用放射薬剤の開発

本研究は,中枢性ニコチンレセプター機能の変化を指標とする,アルツハイマー病などの脳神経疾患の核医学診断のための放射性薬剤の開発を目的としている。ニコチンは脳への移行性が高く,また光学異性体が存在しており,S体がR体よりも高い中枢性ニコチンレセプター親和性を示すことが報告されている。そこで,(S)-ニコチンを母体化合物として分子を設計することが最も合理的な研究方針であると考え,標識核種としてヨウ素-123を含む化合物をこの考えのもとに開発すること計画した。ヨウ素導入部位としては,ニコチン誘導体のレセプターとの相互作用に関する分子レベルでの考察および体内での安定性,合成の容易性などから,従来にないピリジン環への導入を考え,(S)-5-ヨードニコチンを設計した。合成においては分別結晶法を用いることにより立体選択的な合成に成功するとともに,放射性ヨウ素標識体を有機スズ体を前駆体として高比放射能高収率で得た。この化合物のレセプターへの親和性をラジオレセプターアッセイにて検討した結果,本化合物は(S)-ニコチンと同程度の高口親和性を有することを見い出した。一方,R体はS体の1/80であり,立体特異性が5位のヨウ素導入によっても維持されていることが認められた。さらに,本化合物を静注し,その体内,特に脳内分布挙動を調べたところ,視床にたく小脳に低い,ニコチンレセプター密度に応じた分布の局在性を示し,さらにこの局在性は(S)-ニコチンの投与により消失した。一方,R体はS体よりも明らかに分布の局在性が低く,S体の分布値からR体のそれを差し引いた値はニコチンレセプター密度とよく相関した。これらの結果から,立体異体を利用することにより,インビボでのレセプター機能の解析の可能性が示された。本研究は、アルツハイマー病などの脳神経疾患の核医学診断のために有効なニコチンレセプター機能解析用放射性薬剤を開発することを目的としている。ニコチンには光学異性体が存在し、S体がR体よりもはるかに高い脳ニコチンレセプター親和性を有する。そこで、(S)-ニコチンを母体化合物とし、標識核種として放射能的性質および臨床での汎用性に優れるヨウ素-123(I-123)を選択することとして、ニコチン誘導体のレセプターとの相互作用の構造-活性相関に関するデータに基づいた考察により従来にないピリジン環へヨウ素を導入した放射性薬剤、(S)-5-ヨードニコチンを分子設計し、これを合成、それらのレセプターとの結合に関する特性をそのR体と比較して調べた。なお、本研究においてはI-123より半減期が長く実験の容易なI-125を放射性核種として用いた。合成は、分別ろ過法により光学活性的に高純度の5-ブロモニコチンを得、これをトリブチルスズ体とし、最後にこれにI-125-ヨウ化ナトリウムを過酸化水素下反応させることによって収率70%以上で目的物を得た。ラット大脳皮質の粗シナプス膜画分を用いたラジオレセプターアッセイにて、これらの化合物の脳ニコチンレセプターへの親和性を検討した結果、(S)-5-ヨードニコチンは(S)-ニコチンと全く同じ強さ有し、それはR体よりも約80倍高かった。

さらに、この化合物の体内動態をマウスを用いて検討した結果、脳に高く移行し、かつ脳内では分布に局在性が認められ、ニコチンレセプター密度の高い視床や大脳皮質に高く集積していた。さらに、この局在性は(S)-ニコチンの投与により阻害されたが、(R)-ニコチンや他のレセプターへ結合する化合物の投与によっては全く影響を受けなかった。一方、(R)-5-ヨードニコチンは脳への移行量も少なく、分布の局在性も認められなかった。このように、今回開発した(S)-5-ヨードニコチンは脳ニコチンレセプター機能解析用放射性薬剤とし基本的に優れた性質を有すること、また(R)体は脳内での非特異的な結合を評価するのに有効であることを明らかにした。本研究は、中枢性ニコチンレセプター機能の変化を指標とする、アルツハイマー病などの脳神経疾患の核医学診断のための放射性薬剤の開発を目的としている。ニコチンは脳への移行性が高く、また光学異性体が存在しており、S体がR体よりも高い中枢性ニコチンレセプター親和性を示すことが報告されている。そこで、前年度までに、(S)-ニコチンを母体化合物として、標識核種としてヨウ素-123(I-123)を含む化合物を開発することを計画し、ニコチン誘導体のレセプターとの分子レベルでの相互作用に関する考察および体内動態を考え、従来にないピリジン環へのヨウ素を導入した、(S)-5-ヨードニコチンを分子設計し、その立体選択的な合成に成功すると共に、インビトロレセプターアッセイにて、この化合物が(S)-ニコチンと同程度のニコチンレセプター親和性を有することを見出した。また、R体も合成し、これのレセプター親和性はS体の1/80であることも見出した。本年度は、この結果に基づいて、それら化合物の脳内挙動をインビボで調べた。その結果、S体は視床に高く小脳に低い、ニコチンレセプター密度に応じた分布の局在性を示し、さらにこの局在性は(S)-ニコチンの投与により消失した。一方、R体はS体よりも明らかに分布の局在性は低かった。さらに、マイネルト核にピルビン酸阻害剤、3-ブロモピルビン酸を投与して、大脳皮質のアセチルコリン濃度を低下させたモデル動物を作成し、その動物の大脳皮質への(S)-5-ヨードニコチンの集積を調べた結果、3-ブロモピルビン酸投与後短時間内では増加、その後低下することが見出された。また、老化促進マウスでは、記憶障害の発現する3カ月齢で有意に(S)-ニコチンの脳への集積が低下した。これらの結果より、5-ヨードニコチンのS体およびR体を組み合わせて用いることによって、中枢性ニコチンレセプター密度の変化をインビボで測定できる可能性が示唆された。
固体表面に規則的に配列するボックス型錯体の構築と機能の解明

本研究目的は、ボックス空間の中心に各種遷移金属イオンを導入した新規ボックス型鋳体の固/液、固/気界面における、小分子との反応性、包接、酸化還元挙動を、STM(走査型トンネル顕微鏡)等を用いて、直接的に追跡することにより、これらの錯体の分子素子としての機能を明らかにすることにある。以下に2年間にわたる本研究の結果をまとめた。申請者は、四枚のロジウム(III)ポルフィリンを壁パネルとして持ち、中心に4-ピリジル基を有するピリジルポルフィリ.ンを持ったボックス型ペンタポルフィリン(1)を構築した。このボックスの中心に位置するピリジルポルフィリンにCo(II)イオンを導入した錯体(2)は可逆的な酸素分子の吸脱着を行うことを見いだした。さらに、このボックス型ペンタポルフィリン(1)が固体表面(金(111)基盤)上に規則的に配列することを見出した。また、ボックス型錯体(1)の単結晶X線構造解析にも成功した。この結果、極めて、興味深いことが明らかになった。金(111)表面上の錯体(1)は、ボックス型錯体の壁パネルであるロジウムポルフィリンを隣のボックス型錯体に順次貫入することにより、単結晶状態と比べてより密な配列をとることが明らかになった。引き続き、ボックスの中心に位置するピリジルポルフィリンに反応性に富むMoイオンを導入した新規ボックス型錯体の構築を進めたが、種々の試行にもかかわらず、単離はできなかった。しかしながら、上記の3次元形状をもったボックス錯体の金基盤表面への初めての配列の成功は、固体表面への機能性分子の組織化の研究にひとつの扉を開いたと考えている。申請者は、先に、四つの4-ピリジル基を有するピリジルポルフィリンの周りに四枚のロジウム(III)ポルフィリンを壁パネルとして持ったボックス型ペンタポルフィリン(1)を配位結合を活用して構築した。このボックス型ペンタポルフィリン(1)が固体表面(金(111)基盤)上に規則的に配列することを見出した。また、ボックスの中心に位置するピリジルポルフィリンに反応性に富むCo(II)イオンを導入したボックス型錯体(2)も構築した。また、低温においてこのコバルト錯体が酸素分子(O_2)との反応により、酸素錯体を形成することを明らかにした。本年度は、ボックス型錯体(1)の単結晶X線構造解析に成功した。この結果、ペンタマー(1)が確かにボックス構造をとることが明らかになった。また、金(111)表面上に自己集合したペンタポルフィリン(1)は、STM(走査型トンネル顕微鏡)の詳細な観察により、極めて密な配列をとっていることが明らかになった。このことは、ひとつのペンタポルフィリンの構築ユニットであるロジウムポルフィリンが隣のペンタポルフィリンに順次貫入していることを示唆している。一方、錯体(2)の溶液内反応を、ESRや電子スペクトル法により、詳細に追跡した結果、この酸素錯体形成反応が極めて高い可逆性を有していることも確認した。