hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
万能型水素結合能を持つ三環性イミダゾピリドピリミジンヌクレオシドの合成と性質

通常、核酸二重らせん構造ではWatson-Crick型の塩基対が形成されている.しかし、水素結合様式は多様であり、例えばヒポキサンチンはアデニン、シトシンおよびチミンの三種の塩基と比較的安定な塩基対を形成することが知られている.一方、ヒポキサンチン塩基をambiguous positionsに持つハイブリダイゼーションプローブを用いて、ある種のヒト遺伝子の単離に成功したという報告があるが、すべての核酸塩基と安定な塩基対を形成しうる化合物は未だ報告されていない.今回の研究では、三環性イミダゾピリドピリミジンヌクレオシドがすべての核酸塩基と安定な水素結合対を形成しうるとの仮説のもとにこれらの化合物を合成した.2′-デオキシイノシンから出発し、AICA-2′-デオキシリボシドを合成し、5-位ヨード体へと変換した.5-ヨード体とトリブチルスタニルピリミジン誘導体とのクロスカップリング反応を行い、イミダゾール体5-位に種々のピリミジン誘導体を導入した.イミダゾール部4-位の置換基をシアノ基、カルバモイル基、エトキシカルボニル基へと変換し、アンモニアまたはアルカリ処理により5-位ピリミジン部分の官能基と閉環し、目的とする四種のイミダゾピリドピリミジンヌクレオシドを合成した.今後、これらの性質を調べ、目的としたすべての核酸塩基と水素結合対を作り得るかについて検討する.通常、核酸二重らせん構造ではWatson-Crick型の塩基対が形成されている.しかし、水素結合様式は多様であり、例えばヒポキサンチンはアデニン、シトシンおよびチミンの三種の塩基と比較的安定な塩基対を形成することが知られている.一方、ヒポキサンチン塩基をambiguous positionsに持つハイブリダイゼーションプローブを用いて、ある種のヒト遺伝子の単離に成功したという報告があるが、すべての核酸塩基と安定な塩基対を形成しうる化合物は未だ報告されていない.今回の研究では、三環性イミダゾピリドピリミジンヌクレオシドがすべての核酸塩基と安定な水素結合対を形成しうるとの仮説のもとにこれらの化合物を合成した.2′-デオキシイノシンから出発し、AICA-2′-デオキシリボシドを合成し、5-位ヨード体へと変換した.5-ヨード体とトリブチルスタニルピリミジン誘導体とのクロスカップリング反応を行い、イミダゾール体5-位に種々のピリミジン誘導体を導入した.イミダゾール部4-位の置換基をシアノ基、カルバモイル基、エトキシカルボニル基へと変換し、アンモニアまたはアルカリ処理により5-位ピリミジン部分の官能基と閉環し、目的とする四種のイミダゾピリドピリミジンヌクレオシドを合成した.今後、これらの性質を調べ、目的としたすべての核酸塩基と水素結合対を作り得るかについて検討する.
新規神経栄養因子としてのHGFファミリーの機能解析-神経幹細胞への機能も含めて

HGFは1995年に我々の研究室で初めてHGFが神経栄養活性を持つことを報告して以来、HGFの新規神経栄養因子としての解析が進んでいる。本研究では、HGFの神経変性疾患および高次脳機能に対する寄与について解析をすすめた。その過程で、HGF遺伝子治療ベクターの選別・適用条件についても検討を加え、その結果を踏まえ複数の神経変性疾患の治療研究を進めている。(a)HGFの筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脳幹運動ニューロンに対する神経栄養作用:ALSの原因遺伝子の1つであるSOD1G93A変異遺伝子発現ALSモデルTgマウスと神経特異的HGF発現Tgマウスの交配実験を行い、従来明らかにできていなかった脳幹部の運動ニューロン変性に対するHGFの効果を解析した。その結果、顔面神経および舌下神経の2領域でおこる運動ニューロンの変性が、共にHGFとのダブルトランスジェニックマウスで強く抑制されることが明らかとなった。したがって、脊髄運動ニューロンに加え脳幹部運動ニューロンの変性をも抑制することでHGFがALS病態改善・寿命延長効果を示すことが示された。(b)HGFの遺伝子発現ベクターの構築と遺伝子投与法の検討:各種HGF遺伝子発現ウイルスベクターの構築およびその大量調整を自治医科大学遺伝子治療研究部およびロンドン大学・大阪医科大学脳神経外科との共同で行い、その脳神経疾患に適した投与法を検討した。現在その結果で絞ったHGF発現ウイルスベクターの各種神経疾患への適用研究を行い、すでに治療効果を見いだしている。(c)HGFの神経幹細胞の増殖・分化に対する寄与:c-Met/HGF受容体の発現解析とリコンビナントHGFおよび他の神経栄養因子・増殖因子の機能解析の結果、HGFは他の因子と強調しながら神経新生(neurogenesis)における多段回で機能していることが明らかとなった。(d)HGFの高次脳機能への寄与:成体ラットの脳室内にリコンビナントHGF蛋白質をミニポンによりinfusionすると、elevated T-maze testをはじめとした行動解析の結果、HGFの脳室内投与が抗不安作用を惹起することが大分大学精神科との共同研究により明らかとなった。HGFが高次脳機能に重要な機能を果たすことが明らかになった点で意義深い。(1)HLPのグリア細胞に対する機能解析:HLPが神経栄養活性をもつことは、感覚神経細胞を例に2001年に世界に先駆け報告したが、グリア細胞に対する機能は不明であった。本研究で、HLPがミクログリアの遊走促進活性を持つことに加え、多彩なサイトカインの発現を制御していることを明らかとした。(2)HGFの神経幹細胞の増殖・分化に対する寄与:c-Met/HGF受容体の発現解析とリコンビナントHGFおよび他の神経栄養因子・増殖因子の機能解析の結果、HGFは他の因子と強調しながらneurogenesisにおける多段会で機能していることを明らかとした。(3)HGFの遺伝子発現ベクターの構築と遺伝子投与法の検討:各種HGF遺伝子発現ウイルスベクターの構築およびその大量調整を自治医科大学遺伝子治療研究部およびロンドン大学・大阪医科大学脳神経外科との共同で行い、その脳神経疾患に適した投与法を検討した。現在その結果で絞ったHGF発現ウイルスベクターの各種神経疾患への応用研究を行っている。

(4)HGFの高次脳機能への寄与:成体ラットの脳室内にリコンビナントHGF蛋白質をミニポンによりinfusionすると、elevated T-maze testをはじめとした行動解析の結果、HGFの脳室内投与が抗不安作用を惹起することを大分大学精神科との共同研究により見いだした。今後HGFの他の高次脳機能への寄与についても順次明らかにしていきたい。(1)HGF遺伝子治療法の検討:1型単純ヘルペス・各種アデノ随伴ウイルスベクターを用いたHGF遺伝子治療法の確立の可能性に関する検討を行った。(2)HGFのALSへの機能解析と臨床への適用法について蛋白質・遺伝子両面から検討を進めた。(3)HGFが脊髄運動ニューロンに加えて脳幹部運動ニューロンを含めた広い運動ニューロン変性抑制機能をもつことを明らかとした。(4)各種ラット脳虚血モデルを用いたHGFの脳虚血による神経機能改善作用とその分子機構の解析を行った。(5)HGFが精神神経機能を修飾できることを初めて明らかにした(HGFのAnxiolytic activity)。(6)HGFの脳虚血モデルに対する骨髄由来細胞へのHSVベクターを用いたex vivoHGF遺伝子導入による治療適用研究を行った。これまで日本オリジナルな増殖因子であるHGFの神経系における解析は日本がリードしてきたが、最近世界のトップサイエンティストたちがHGFの神経栄養作用に注目し研究が活発化しつつあるホットな研究領域である。今後私達はHGFの神経疾患、なかでも難治性神経疾患や精神神経疾患に対するHGFの機能解析の点で世界をリードしていきたい。
タグ融合タンパクを利用した系1複合体の分子集合装置の精製と解析

光化学系1複合体の合成に必須で、葉緑体遺伝子にコードされるYcf4タンパクは、複合体を形成し光化学系1複合体のアセンブリー装置として機能すると考えられている。本研究では、タグを融合したYcf4タンパクが形成する複合体の精製をアフィニティクロマトグラフィーを利用して行い、アセンブリー装置の解析を進めた。まず、緑藻クラミドモナスの葉緑体形質転換系を用いて、Ycf4タンパクのC末端もしくはN末端に6残基のヒスチジンから成るHis-tagを融合した形質転換体を作出した。得られた形質転換体のHis-tag融合Ycf4タンパクの蓄積量は、野生株のYcf4タンパク蓄積量に比べて著しく減少していた。さらに、可溶化したHis-tag-Ycf4タンパク複合体の精製をNi-resinクロマトグラフィーを用いて行ったが、タグ融合Ycf4タンパクがカラムに吸着されず不成功であった。そこで、プロテインAのIgG結合領域とカルモジュリン結合領域をそれぞれ含むTAPタグをYcf4タンパクのC末端に融合した形質転換体を作出した。今度は、Ycf4タンパクの蓄積量は野生株のそれとほぼ同じで、光化学系1複合体の合成活性も保存されていた。IgG beadsとカルモジュリンカラムの2段階の精製も可能であることが示された。しかし、アフィニティークロマトグラフィー後のタンパクの回収効率がかなり低く、精製条件の最適化などを検討する必要がある。今後、従来の生化学的手法とタグを利用したアフィニティクロマトグラフィーの手法を組みあわせて、Ycf4複合体の精製法を確立していきたい。
静脈内鎮静法の有用性と鎮静のない抗不安の可能性の検討・中枢神経系神経活動からの基礎的検討

ベンゾジアゼピン系抗不安薬(以下、BZP)の中枢神経系作用発現機構とbenzothiepino-pyridazine誘導体による,鎮静,筋弛緩,意識レベルの抑制などのない抗不安,いわゆる鎮静のない抗不安の可能性を脳内神経伝達物質動態から検討した.当該粘土は,SDラットを用い,不安や恐怖などの発現に重要とされる扁桃体基底外側核モノアミン神経活動の変動を,不安,恐怖条件下で観察し,さらにBZP(midazolam),benzothiepinopyridazine誘導体薬(Y-123684)を投与した際の変動を検討した.その結果,1.実験的不安・恐怖状況(Conditioned fear以下CF)により扁桃体基底外側核(以下BLA)のセロトニン(以下5-HT)細胞外量が増加する.2.自由行動状態のラットにmidazolam0.1あるいは0.3mg/kgをを静脈内投与した際には,0.1mg/kgではBLAの5-HT細胞外量は変化しないが,0.3mg/kgでは減少する.3.自由行動状態のラットにY-23684 0.3あるいは1.0mg/kgを静脈内投与した際には,ともにBLAの5-HT細胞外量は変化しない.4.midazolam 0.1mg/kgあるいは0.3mg/kgCF直前に静脈内投与した際には、BLAの5-HT細胞外量の増加は抑制される.5.Y-23684 0.3mg/kgあるいは1.0mg/kgをCF負荷直前に静脈内投与した際にも、CFによるBLAの5-HT細胞外量の増加は抑制される.以上の結果を得た.すなわち,自由行動状態ではBLAの5-HT神経活動を変化させないmidazolamやY-23684の投与量で,CFによるBLAの5-HT神経活動亢進が抑制されることを観察した.また,Y-23684 0.3mg/kgは筋弛緩作用を発現しないことも観察した.これらのことから,ベンゾシアゼピン系抗不安薬とbenzothiepinopyridazine誘導体の抗不安作用の中枢神経系作用発現機構の一つとして,BLAの5-HT神経活動への作用が示唆され,Y-23684により鎮静のない抗不安が可能なことが示唆された.ベンゾジアゼピン系抗不安薬(以下、BZP)の中枢神経系作用発現機構とbenzothiepino-pyridazine誘導体による,鎮静,筋弛緩,意識レベルの抑制などのない抗不安,いわゆる鎮静のない抗不安の可能性を脳内神経伝達物質動態から検討した.当該粘土は,SDラットを用い,不安や恐怖などの発現に重要とされる扁桃体基底外側核モノアミン神経活動の変動を,不安,恐怖条件下で観察し,さらにBZP(midazolam),benzothiepinopyridazine誘導体薬(Y-123684)を投与した際の変動を検討した.その結果,1.実験的不安・恐怖状況(Conditioned fear以下CF)により扁桃体基底外側核(以下BLA)のセロトニン(以下5-HT)細胞外量が増加する.2.自由行動状態のラットにmidazolam0.1あるいは0.3mg/kgをを静脈内投与した際には,0.1mg/kgではBLAの5-HT細胞外量は変化しないが,0.3mg/kgでは減少する.3.自由行動状態のラットにY-23684 0.3あるいは1.0mg/kgを静脈内投与した際には,ともにBLAの5-HT細胞外量は変化しない.4.midazolam 0.1mg/kgあるいは0.3mg/kgCF直前に静脈内投与した際には、BLAの5-HT細胞外量の増加は抑制される.5.Y-23684 0.3mg/kgあるいは1.0mg/kgをCF負荷直前に静脈内投与した際にも、CFによるBLAの5-HT細胞外量の増加は抑制される.以上の結果を得た.すなわち,自由行動状態ではBLAの5-HT神経活動を変化させないmidazolamやY-23684の投与量で,CFによるBLAの5-HT神経活動亢進が抑制されることを観察した.また,Y-23684 0.3mg/kgは筋弛緩作用を発現しないことも観察した.これらのことから,ベンゾシアゼピン系抗不安薬とbenzothiepinopyridazine誘導体の抗不安作用の中枢神経系作用発現機構の一つとして,BLAの5-HT神経活動への作用が示唆され,Y-23684により鎮静のない抗不安が可能なことが示唆された.
ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬の作用増強による膀胱癌新規治療法の開発

膀胱癌はヒストンを効率的にアセチル化するヒストン脱アセチル化酵素阻害薬(HDACi)に対する感受性が低く、その増殖抑制効果は限定的である。本研究では、HIVプロテアーゼ阻害薬の細胞内薬物代謝酵素CYP3A4および薬物排出ポンプP-glycoprotein抑制作用に注目し、HDACiと併用することでその細胞内濃度を上昇させ、効率的にヒストンアセチル化を誘導することで膀胱癌を死滅する新規治療法を開発することを目的としている。更には、ヒストンアセチル化を相乗的に誘導する可能性がある薬剤とのコンビネーションについても検討し、新しいHDACiの作用増強を介した併用療法の可能性について探求する。今年度は、HDACiであるpanobinostatとHIVプロテアーゼ阻害薬ritonavirの併用について研究を行った。Panobinostatとritonavirの併用は、相乗的にアポトーシスを誘導し、膀胱癌細胞の増殖を抑制した。また、細胞周期関連蛋白であるcyclin D1, cyclin-dependent kinase 4の発現を抑制し、細胞周期解析におけるsub-G1 fractionを有意に増加した。作用機序の面では、予想通り、ritonavirはpanobinostatによるヒストンアセチル化を相乗的に増強することが示された。一方で、本併用は小胞体ストレスも誘導しており、小胞体ストレス阻害薬であるcycloheximideが本併用の効果を減弱したことから、小胞体ストレス誘導も重要な作用メカニズムであることが示された。更に、これらの作用がAMP-activated protein kinase (AMPK)の活性化と関連していることを発見し、AMPKを活性化するmetforminとpanobinostatの併用もヒストンアセチル化を増強し、強力に膀胱癌を死滅することを示した。HDACiであるpanobinostatとHIVプロテアーゼ阻害薬ritonavirの併用が相乗的にヒストンをアセチル化し膀胱癌増殖を抑制することが確認された。また、同時に本併用が小胞体ストレスを誘導することも示された。即ち、現段階でも、仮定通りHDACiとHIVプロテアーゼ阻害薬の併用がHDACiの作用を増強することを示すことが出来ている。更に、本併用がAMPKを活性化することより着想したAMPKを活性化する薬剤とHDACiの併用についても良好な膀胱癌増殖抑制効果が得られており、研究は順調に進行していると考えられる。HDACiとHIVプロテアーゼ阻害薬の併用について、より効果的なコンビネーションを追究する。作用機序についても、特に小胞体ストレス誘導やオートファジー誘導との関連性も含め、更なる解明を試みる。また、AMPKを活性化する可能性のある他の薬剤とHDACiの併用についても研究を進める。更に、効果の高い併用については、in vivoにおける効果と副作用についての検討を行う。(理由)予定していたより効率的に研究が進んだため、抗体と試薬の使用量が少なく、次年度使用額が生じた。(使用計画)
局所コホモロジー加群の構造に関する研究

本科学研究費助成により,ネーター局所環AのイデアルIが1次元のイデアルであるならば,余有限加群からなる圏M (A, I)cofはアーベル圏であることを証明することができた.本科学研究費助成により,ネーター局所環AのイデアルIが1次元のイデアルであるならば,余有限加群からなる圏M (A, I)cofはアーベル圏であることを証明することができた.平成20年度交付申請書に記載した研究実施計画にそって行った活動を以下に記載する。平成20年度は平成20年5月1日から平成21年2月28日まで活動の拠点を東京に移し研究に従事した。日本女子大学の近隣大学(早稲田大学等)で定期的にセミナーをおこない、研究内容が近い研究者の所属する日本工業大学にも年に数回出向し最近の結果について情報交換を行なった。また、下記(学会発表欄に記載)の通り各研究集会において研究発表を行なったことを報告する。特に、小研究集会「局所コホモロジー加群とその周辺」を平成20年8月1日(金)8月4日(月)の日程で日本女子大学と共同開催した(開催地:日本女子大学,世話人:峰村勝弘(日本女子大学),川崎謙一郎(奈良教育大学)。本研究集会は、最新の結果を発表することも含めたが、基本的に既知の理論の学習会とした。また、本研究の研究成果を社会・国民に発信する活動の一環として、教育関係分野に関する講演会も同時に行った。当該年度の研究の成果については、途中経過であるが、現在、活字論文として集約中である。現時点は3年間の研究期間の途中であり、平成20年度交付申請書に記載した研究目的については、継続して平成21年度も同じ研究目的にて研究活動を行う予定である。平成21年度交付申請書に記載した研究実施計画にそって行った活動を以下に記載する。平成20年度は平成20年5月1日から平成21年2月28日まで活動の拠点を東京に移し研究に従事したが、平成21年度は、奈良教育大学を拠点に研究に従事した。下記(学会発表欄に記載)の通り各研究集会において研究発表を行なったことを報告する。特に、小研究集会「局所コホモロジー加群とその周辺09」を平成21年9月28日(月)9月30日(水)の日程で奈良教育大学にて開催した(開催地:奈良教育大学,世話人:川崎謙一郎(奈良教育大学))。本研究集会は、最新の結果を発表することも含めたが、基本的に本研究主題に関わる既知の理論の学習会とした。また、本研究に関わる研究成果を社会・国民に発信する活動の一環として、教育関係分野に関する講演会も同時に行った。同様の研究集会を平成20年8月1日(金)8月4日(月)の日程にて日本女子大学で行った(本研究代表者が主催)が、その継続版の研究集会である。また、本科学研究費の一部補助を得て、第31回可換環論シンポジューム(場所:ホテルアウィーナ大阪、開催期間:平成21年11月24日(火)から11月27日(金)まで)の世話役の一人として本会運営を遂行することができた。昨年度を含め当該年度の研究成果については、マックス・プランク研究所に赴き、研究関係者と直接議論を行い、得られた成果の本質的な部分をチェックした。活字論文として集約したものは、現在、査読審査中である。現時点は3年間の研究期間の途中であり、平成21年度交付申請書に記載した研究目的については、継続して平成22年度も同様の研究目的にて研究活動を行う予定である。当該年度末までの成果としては、本研究主題に関わり数学教育分野への応用について得られた成果が主になる。平成22年度交付申請書に記載した研究実施計画に沿って行った活動を以下に記載する。下記(雑誌論文/学会発表欄に記載)の通り、研究成果発表を行なったことを報告する。本助成による3年間の研究成果として、ドイツ数学会、アメリカ数学会の国際研究機関誌に論文の掲載が確定している。
α-ケト酸定量法の簡易化と先天性酸血症のスクリーニングへの応用

検査試料採取に制限のある新生児、乳幼児に発見される慢性酸血症を伴った先天性代謝異常症は、病因が多様で、診断の確定した症例は極く一部で、早期の診断・治療上支障が生じている。本症の診断には欠陥酵素活性値と酸血症の起因物質である血清及び尿のα-ケト酸分析値が、診断の根拠となっている。酵素診断法については検討を重ね、超微量・簡易測定法を確立したが、α-ケト酸の定量法は開発が遅れ、早急な対応が求められてきた。最近、私共は、α-ケト酸がο-フェニレンジアミンと縮合して生成するキノクサリン(QXL)が強い螢光を示すことを見出したので、この性質を利用し、α-ケト酸のQXL誘導体を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分離し、螢光検出器(λEx350nm、λEm410nm)で定量する超高感度・迅速・簡易定量法の開発、操作の自動化、臨床応用を推進し、実用性の高い方法を確立出来た。1.ピルビン酸、分枝鎖α-ケト酸など7種類以上のα-ケト酸の混合液を螢光標識化(QXL誘導化)し、逆相法で60%メタノールでイソクラティックに溶出分離し、螢光分析すると10125pmol範囲で、25分以内に分離定量出来た。さらに操作の全自動化を目標に改良を重ねた。2.血清・尿中α-ケト酸定量に欠せない除タンパク法を検討し、タングステン酸ナトリウム法が優れている事が分った。対照、酸血症例試料の分析に応用し、正常値の設定と臨床での実用性を確認した。3.オキザロ酢酸とピルビン酸、フェニルピルビン酸とα-ケトイソカプロン酸がHPLC上一致して溶出するので、分画定量法を考案した。4.血清・尿採取法、保存法、輸送法を検討した結果、厚手のろ紙に0.10.2ml塗布し、室温で風乾し、郵送した後、純水で抽出、除タンパクし、上清中のα-ケト酸を定量したが、90%以上の好回収率である事が判明した。酸血症のスクリーニングに十分応用し得る方法であることが実証出来たので、その具体的方法を検討中である。
高齢者地域住民における咀嚼機能と消化管ホルモンのグレリンとの関係

平成18年度実績報告書で行った福岡県民60・65歳393名を対象とした解析では、グレリン、レプチンと健全歯数、未処置歯数、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数の間に有意の関係を認めなかった。平成19年度はこの393名に260名の高齢者を対象に加えて総数653名とし、グレリンとレプチンを測定した617名について上記の口腔指標の他に歯肉ポケット深さ(PD)、アタッチメントロス(AL)、出血個数(Bo)との関係も解析した。グレリンと健全歯数、未処置歯数、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数の間に単回帰で有意な関係を認めなかったが、PD最大値(r=-0.115、P=0.005)、PD平均値(r=-0.082、P=0.043)、AL最大値(r=-0.120、P=0.003)、AL平均値(r=-0.218、P=0.000)、Bo平均個数(r=-0.088、P=0.029)との間に有意な負の関係を認めた。レプチンは健全歯数(r=-0.081、P=0.045)、残存歯数(r=-0.118、P=0.003)、残存根除去歯数(r=-0.107、P=0.008)と負の関係、PD最大値(r=0.107、P=0.008)、PD平均値(r=0.097、P=0.016)、AL平均値(r=0.171、P=0、000)と正の関係を認めた。また、年齢との間にグレリン(r=-0.377、P=0.000)は負の、レプチンは(r=0.419、P=0.000)正の関係があった。グレリン(男159.3±165.2女201.1±168.8、P=0.002)、レプチン(男16.9±25.4女33.4±54.2、P=0.000)に男女差を認めた。しかし、年齢と性差で補正をした重回帰分析においては、グレリンとPD最大値、PD平均値、AL最大値、AL平均値、Bo個数の間に有意の関係はなく、レプチンと健全歯数、残存歯数、残存根除去歯数、PD最大値、PD平均値、AL平均値の間にも有意の関係は認められなかった。以上から、単回帰で認められた有意の関係は年齢と性差を介したものであったと考えられる。平成17年度は、住民が居住する地域行政の協力を得て、200名程度を対象とした調査を行う予定であった。実際には平成17年9月10日より豊津町、築上町、勝山町、行橋市、犀川町、新吉富町において計8日間で60歳と65歳の検診を行った。総数392名の住民の参加があった。内訳は、男性175名(60歳120名、65歳55名)、女性207名(60歳163名、65歳44名)であった。九州歯科大学の予防歯科、内科、口腔微生物、歯科薬理、口腔解剖などの各分野のスタッフと他大学の体育学科のスタッフ、および九州歯科大学大学院と歯学部学生が多数参加した。調査内容項目は、心電図、脈派(全身の動脈硬化度測定)、血圧、脈拍、ウェスト身長・体重測定、認知機能評価(MMSE)と採血を行った。これらは我々医師に加えて看護師、検査技師、理学療法士が行った。採血した血液から末梢血計(赤血球数、Hb、Ht、白血球数、血小板)、一般生化学検査(総蛋白、アルブミン、GOT、GPT、γ-GTP、中性脂肪、総コレステロール、HDL-コレステロール、尿酸、クレアチニン、血糖、過酸化脂質)、HbAlc、ピロリ抗体IgG、ペプシノーゲンI/II比、亜鉛、インスリン、高感度CRPと、グレリンとレプチンを測定した。本研究は疫学研究に関する倫理指針(平成14年文部科学省・厚生労働省告示第2号)及び平成14年6月17日付け14文科振第123号の文部科学省研究振興局長通知に定める細則に沿って研究対象者の個人の尊厳及び人権を尊重してこの疫学研究を行った。また、実施研究計画について事前に九州歯科大学倫理委員会の承認を得て開始した。対象者の情報を適切に取り扱い、個人情報を保護する。研究開始の事前に個々の対象者から書面でインフォームドコンセントを受けた。今後の研究成果公表時にも個人情報保護のための必要処置を行う。福岡県住民393名(60歳270名、65歳123名:男177名、女216名)を対象にして咀嚼機能と消化管ホルモンのグレリンとの関係を検討した。結果を平均±標準偏差で示す。

健全歯12.0±6.4本(男13.6±6.7、女10.6±5.7、P=0.000:60歳12.5±6.2、65歳10.8±6.5、P=0.012)、未処置歯0.5±1.2(男0.6±1.3、女0.5±1.2、P=0.252:60歳0.4±1.1、65歳0.8±1.5、P=0.0002)、処置歯11.1±5.7本(男102±5.6、女11.9±5.6、P=0.004:60歳11.3±5.5、65歳10.7±6.0、P=0.291)、喪失歯5.9±6.1本(男5.4±5.7、女6.4±6.3、P=0.087:60歳5.2±5.6、65歳7.5±6.7、P=0.001)、残存歯23.6±6.1本(男24.4±5.6、女23.0±6.5、P=0.020:60歳24.2±5.7、65歳22.3±6.8、P=0.003)。咀嚼可能食品数は13.4±.0(男13.8±2.9、女13.1±3.0、P=0.023:60歳13.6±2.8、65歳12.9±3.2、P=0.042)。健全歯数、処置歯数、残存歯数、咀嚼食品数には男女差を認めた。また、健全歯数:、未処置歯数:、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数に60歳と65歳の年齢群問に差を認めた。血中グレリン濃度は229,4±181.7(男210.3±189.6、女245.0±173.8、P=0.061:60歳255.3±194.0、65歳171.9±134.7、P=0.000)、レプチン濃度は7.4±5.2(男4.7±2.7、女9.7±5.7、P=0.000:60歳7.5±5.2、65歳7.4±5.2、P=0.956)であった。血中グレリン濃度に性差はなかったが65歳群では明らかに60歳群よりも低値であった。レプチンは女性が高値の性差があったが、60歳と65歳では同程度であった。歯の数(健全歯、処置歯、喪失歯、残存歯、残存根除去歯)と血中グレリン(r=0.048、P=0.348、健全歯;r=-0.040、P=0.436、処置歯;r-0.012=、P=0.815、喪失歯;r=0.005、P=0.922、残存歯;r=0.009、P=0.865、残存根除去歯)、レプチン(r=-0.065、P=0.202、健全歯;r=-0.013、P=0.804、処置歯;r=0.065、P=0.202、喪失歯;r=-0.077、P=0.128、残存歯;r=0.078、P=0.127、残存根除去歯)の間には有意の相関を認めなかった。同様に咀嚼機能を示す咀嚼可能食品数と血中グレリン(r=0.042、P=0.411)、レプチン(r=-0.013、P=0.805)の間に相関関係を認めなかった。血中グレリン濃度と血中レプチン濃度を従属変数、健全歯数、未処置歯数、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数と性差、年齢群を独立変数とした重回帰分析でも血中グレリンやレプチンと歯数や食品数に有意の関係を認めなかった。以上から、血中グレリン濃度は60歳よりも65歳で低下し、血中レプチン濃度は男性よりも女性が高値であったが、口腔機能とは関係が認められなかった。平成18年度実績報告書で行った福岡県民60・65歳393名を対象とした解析では、グレリン、レプチンと健全歯数、未処置歯数、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数の間に有意の関係を認めなかった。平成19年度はこの393名に260名の高齢者を対象に加えて総数653名とし、グレリンとレプチンを測定した617名について上記の口腔指標の他に歯肉ポケット深さ(PD)、アタッチメントロス(AL)、出血個数(Bo)との関係も解析した。

グレリンと健全歯数、未処置歯数、喪失歯数、残存歯数、咀嚼食品数の間に単回帰で有意な関係を認めなかったが、PD最大値(r=-0.115、P=0.005)、PD平均値(r=-0.082、P=0.043)、AL最大値(r=-0.120、P=0.003)、AL平均値(r=-0.218、P=0.000)、Bo平均個数(r=-0.088、P=0.029)との間に有意な負の関係を認めた。レプチンは健全歯数(r=-0.081、P=0.045)、残存歯数(r=-0.118、P=0.003)、残存根除去歯数(r=-0.107、P=0.008)と負の関係、PD最大値(r=0.107、P=0.008)、PD平均値(r=0.097、P=0.016)、AL平均値(r=0.171、P=0、000)と正の関係を認めた。また、年齢との間にグレリン(r=-0.377、P=0.000)は負の、レプチンは(r=0.419、P=0.000)正の関係があった。グレリン(男159.3±165.2女201.1±168.8、P=0.002)、レプチン(男16.9±25.4女33.4±54.2、P=0.000)に男女差を認めた。
大腸癌における腫瘍特異的なウイルスベクターの開発と遺伝子治療への展開

増殖型遺伝子組み換え単純ヘルペスウイルス(HSV-1)は、腫瘍細胞中のチミジンキナーゼ高活性に着目して、原則的に腫瘍細胞中でしか増殖できないように遺伝子組み換えしたものである。このウイルスゲノムに5-FCを制癌剤である5-FUに変換するシトシンデアミナーゼ遺伝子(yCD)を挿入した、新しいベクター(HSV1yCD)を開発した。以下に実験結果を示した。(2)HT29にHSV1yCDを感染させ5-FCを添加すると、5-FC濃度の減少と5-FU濃度の上昇が認められた。(3)HT29に対して、HSV1yCD感染72時間後の細胞増殖は、コントロール群に比較して有意に増殖抑制された(49.1%)。さらに、5-FCを投与すると著明に細胞増殖が抑制された(23.2%)。(4)マウス皮下腫瘍モデルに対して、HSV1yCD単独治療群では腫瘍体積はコントロール群の1/3であった。また、HSV1yCD+5-FC治療群では著明な抗腫瘍抑制効果を認め、瘢痕化した。以上のことより、本研究結果からHSV1yCDは、腫瘍特異的な発現分布を示し、プロドラックである5-FCを腫瘍内でのみ制癌作用のある5-FUに変換させることによって、強力な抗腫瘍効果をもたらし、今後のウイルス治療確立への展開が示唆された。5FC→5FUに変換するシトシンデアミナーゼを組み込んだ腫瘍細胞でのみ複製可能な単純ヘルペスウイルスベクター(HSV1yCD)を構築した。これを唯一の増殖媒体であるベロ細胞に感染させ、増殖させたのちに精製・濃縮を行い、以下のごとく実験を行った。変異HSVウイルスであるhrR3およびHSV1yCDを各種ヒト大腸癌細胞株に感染させ、殺細胞効果および制癌剤増強効果を検討した。hrR3群およびHSV1yCD群は、対照群に比べて、著明な殺細胞効果を呈した。Mock+5FC群では、殺細胞効果を示さなかったのに対して、Mock+5FU群では、制癌剤5FUの効果による細胞増殖抑制効果を認めた。次に、hrR3感染群に対して、5FCもしくは5FUの相違による細胞増殖抑制効果を検討した。その結果、hrR3による殺細胞効果が強力であり、5FU投与による有意な細胞増殖抑制の効果は認められなかった。同様に、HSV1yCD+5FC群とHSV1yCD+5FU群を比較検討したところ、細胞増殖抑制効果に有意差は認められなかった。また、HSV1yCD+PBS群とHSV1yCD+5FC群においては明らかな有意差は認められなかったが、若干HSV1yCD+5FC群において細胞増殖抑制効果を認めた。これは、HSV1yCD感染自体が強力な殺細胞効果を呈しているため、このような結果が出たと考えられた。以上のことより、HSV1yCDウイルスの濃度をもっと低濃度にして、また薬剤濃度も低く設定して、実験を再施行している。予備実験として、多発性大腸癌肝転移を有した担癌マウスを作製するために、ヒト大腸癌細胞株をヌードマウスの脾臓より注入した。しかしながら、なかなか安定した肝転移を有する担癌マウスを作製できなかった。これについても、現在、細胞株の種類や注入量をいろいろと設定して取り組んでいる。(in vitro)変異HSVウイルスであるhrR3およびHSV1yCDを各種ヒト大腸癌細胞株に感染させ、殺細胞効果および制癌剤増強効果を検討した。hrR3群およびHSV1yCD群は、対照群に比べて殺細胞効果を示した。Mock+5FC群では、殺細胞効果を認めなかった。HSV1yCD+5FC群とHSV1yCD+5FU群を比較検討したところ、細胞増殖抑制効果に有意差は認められなかった。

しかし、HSV1yCD+PBS群とHSV1yCD+5FC群においては、HSV1yCD+5FC群で細胞増殖抑制効果を認めた。(in vivo)肝転移を有した担癌マウスを作製するために、ヒト大腸癌細胞株をヌードマウスの脾臓より注入した。しかしながら、安定した担癌マウスを作製できなかった。よって、皮下に移植した腫瘍にて検討を行なった。その結果、PBS群では増殖抑制効果は認められなかったものの、hrR3群およびHSV1yCD群では有為に増殖抑制効果を認めた。また、HSV1yCD+5FC群では強力な腫瘍縮小効果が認められた。しかも、これらウイルスベクターは、腫瘍以外には発現しなかった。以上のことより、シトシンデアミナーゼを組み込んだ単純ヘルペスウイルスベクター(HSV1yCD)は、腫瘍特異的な抗腫瘍効果を有し、今後の遺伝子治療への展開が期待された。
レジン支台築造の力学的解析-レジン-象牙質界面の接着について-

コアレジンの弾性率が、支台歯歯根に及ぼす力学的影響について有限要素解析を行った。コンポジットレジンの強度、弾性率を求めた松川、山田らのデータを回帰することにより5年後の弾性率を360-400kg/mm^2と推定した。下顎下臼歯をモデルとした有限要素モデルを作成し、垂直加重、斜め加重を負荷し、レジンコアの弾性率が300、600kg/mm^2、キャストコアの弾性率が8000kg/mm^2の場合と比較した。レジンコア(300kg/mm^2)とステンレススティール・ダウエル(20000kg/mm^2)を用いた場合とキャストコアを用いた場合とを比較すると、垂直加重では、ステンレスダウエル及び隣接セメント層、歯根象牙質に高い応力を認めた。築造体周辺について見ると冠辺縁は、レジンコアはキャストコアの3倍の応力値であり、この傾向はレジンの弾性率が低くなればなるほど、また斜め加重で著名であった。これらの結果より、冠辺縁のコアレジンの接着力という点が大きな問題を含むことが示唆された。また、牛歯を用いた歪測定を行い、歯冠辺縁部歯根部に1mm長歪ゲージを貼り、リン酸亜鉛セメント装着後に垂直加重、水平加重を加えた状態の歪測定も同時に行ったが、データが少く有意差は今回出なかった。解析、実験ともに今回は、staticであったが、MC.Huysmansらによるとレジンコアは疲労試験は静的試験とは明らかに異なる挙動を示し、これはレジンが弾塑性挙動を示すことが原因と考えられる。レジンコアの弾塑性解析中であるが、レジンは他の材料に比較して温度の影響を強く受けるための口腔内温度(36°C)でのレジンの挙動(降伏点、加工硬化係数など)が必要であり現在測定中である。
会話分析により記述された暗黙知を英語教師が利用する方法の開発

本研究は会話分析による知見を英語教師が利用するための方法を開発する応用研究である。近年、会話分析を英語の授業研究に応用する研究が広がりつつあるが、その成果の英語教師へ還元は未だに不十分である。この問題の背景に、会話分析の知見が会話分析の訓練を受けていない英語教師には分かりにくく、利用しにくいという点が挙げられる。本研究では次の2つの課題に取り組むことでこの問題の解決を目指す。課題A)会話分析によって記述した知見を教師の実践に必要な知識に簡略化する規則の開発。課題B)教師が簡略化した知識を利用するための研修プログラムの開発。これらの開発によって、会話分析の知見を英語教師に還元することを目指す。
ヒト多能性幹細胞の分化誘導系を用いた小脳の形態形成機構の解析

再生医学研究で注目されるES細胞やiPS細胞から、様々な細胞を分化誘導する実験系は、発生生物学においても強力な研究手段となりうる。研究代表者はこれまで、幹細胞から発生過程を再現する研究を通じて、マウスES細胞から小脳神経細胞を分化誘導する培養法を開発し、これをヒトES細胞に応用できることを見出した。本研究課題では、この分化培養法を脊髄小脳変性症患者から作製したiPS細胞にも応用し、iPS細胞に由来する分化した小脳プルキンエ細胞の脆弱性が病型によって異なることを見出した。本研究課題で開発した小脳細胞の分化誘導方法が、神経変性疾患の病態解明のための解析系として活用できる可能性を示すことができた。多能性幹細胞を培養して様々な細胞に分化誘導する系は、発生生物学の研究において強力なツールとなりつつある。研究代表者はこれまでに、マウス胚性幹細胞(ES細胞)から小脳顆粒細胞や、小脳皮質唯一の出力であるプルキンエ細胞への効率的な分化誘導に成功している(Muguruma et al., 2010; Su and Muguruma et al., 2006)。さらにH24年度からの基盤C科研費による研究成果として、ヒトES細胞から、小脳を構成する複数種の細胞への分化にも成功している(Muguruma et al., 2015)。本課題では、三次元培養法を駆使して、ヒトES細胞、もしくはiPS細胞から立体的な小脳組織を形成させることにより、小脳の器官形成メカニズムを明らかにすることを目的とする。確立した手法をヒトiPS細胞にも展開することにより、発生過程の異常に起因する小脳形成不全や、脊髄小脳変性症などの神経変性疾患の病態解明に寄与することを目指す。初年度のH27年度は、(1)ヒトES細胞から小脳神経細胞への分化誘導効率の最適化、(2)ヒトiPS細胞への適用、を行った。(1)については発生過程のより忠実な再現による具現化を目指し、培養過程でのシグナル因子の添加時期、種類、量の検討を詳細に行った。ES細胞とiPS細胞では、概ねの分化培養系は共通化することが可能であるが、詳細な部分では改良が必要となる。(1)での深掘り検討によって、(2)のiPS細胞への分化誘導技術の展開が可能となりつつある。iPS細胞由来の小脳神経上皮の形成、特異的マーカーの発現確認、前駆細胞の表面抗体による分離抽出、成熟培養をすすめた。研究代表者によって開発されたマウスES細胞からの小脳分化誘導系が、ヒトES細胞、iPS細胞にも応用可能であることを示すことが出来た。このことは、ほ乳類間で高度に保存されている小脳の初期発生過程を、試験管内でほぼ再現出来ている事を示している。本課題の主目的「構成論的アプローチによって発生原理を探る」ためのモデル系が構築されつつあると考えられる。本分化誘導系によって、ヒト由来細胞を用いたヒト小脳の組織形成原理、iPS細胞を用いた基礎研究から疾患研究への橋渡し、が期待できるため。多能性幹細胞を培養して様々な細胞に分化する実験系は、発生生物学の研究において強力なツールとなりつつある。研究代表者はこれまでに、マウス胚性幹細胞(ES細胞)から小脳皮質唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞への効率的な分化誘導に成功している(Muguruma et al., Nat Neurosci. 2010; Su and Muguruma et al., Dev Biol. 2006)。さらに平成24年度からの基盤C科研費による研究成果として、ヒトES細胞から小脳を構成する複数種の細胞への分化誘導にも成功してきた(Muguruma et al., Cell Rep. 2015)。本課題では、3次元培養法を駆使して、ヒトES細胞、およびヒトiPS細胞から立体的な小脳組織を形成することにより、小脳の器官形成メカニズムを明らかにすることを目的とする。これまでに確立した手法をヒトiPS細胞にも展開することにより、発生過程の異常に起因する小脳形成不全や、脊髄小脳変性症などの神経変性疾患の病態解明にも寄与することを目指す。初年度平成27年度において、ヒトES細胞から小脳神経細胞への分化誘導効率の最適化と、ヒトiPS細胞への適用を行い、研究成果として国際誌に学術論文を発表することができた。平成28年度は、ヒトiPS細胞への適用をさらに進め、小脳神経細胞が選択的に変性・脱落する疾患由来のiPS細胞から小脳組織への立体培養を行った。その結果、立体小脳における神経上皮細胞の形成、特異的マーカーの発現、表面抗体による細胞の分離効率など、小脳神経前駆細胞においては、その表現型に対象との差は認められなかった。一方、より分化の進んだプルキンエ細胞では病態関連分子の特徴的な細胞内発現様式が認められた。また、病態由来プルキンエ細胞が培養環境の変化に対して脆弱であることがわかり、これが細胞の成熟過程の検証に活用できる可能性を示すことができた。マウスおよびヒトES細胞で開発された小脳への分化培養法が、疾患由来のヒトiPS細胞にも応用可能であることを示すことができた。in vitroで作製された細胞において、病態の一部再現ができたことは、初期発生の過程が、ほ乳類間、ES細胞、iPS細胞で保存されていることと、病態発症までの過程・機序が保存されていることを示唆する。発生原理を追求するための試験管内分化誘導系が、疾患研究に有用である可能性を提示できたことは、研究がおおむね順調に進んでいるものと考えられる。

多能性幹細胞から様々な細胞を分化誘導する実験系は、発生生物学において強力な研究手段である。研究代表者はこれまでに、マウス胚性幹細胞(ES細胞)から小脳顆粒細胞やプルキンエ細胞への効率的な分化誘導に成功している(Muguruma et al. Nat Neurosci 2010, Su and Muguruma et al.dev Biol 2006)。平成24年度からの基盤C科研費による研究成果として、ヒトES細胞からの小脳分化誘導にも成功した(Muguruma et al Cell Rep 2015)。本研究課題では、3次元培養法を駆使して、ヒトES細胞・ヒトiPS細胞から立体的な小脳組織を形成することにより、小脳の器官形成メカニズムを明らかにすることを目的とした。またこれまでに確立した手法をヒトiPS細胞にも展開することにより、発生過程の異常に起因する小脳形成不全や脊髄小脳変性症(SCA)などの神経変性疾患の病態解明にも寄与することを目指した。本研究期間を通じて、ヒトES細胞から小脳神経細胞への分化誘導効率の最適化とヒトiPS細胞への適用を行った。その結果、SCA6患者iPS細胞由来の小脳神経細胞には脆弱性があることを見出し、この脆弱性を指標に薬剤評価を実施した。また、胎生期の発生異常を原因とする疾患iPS細胞からは小脳組織の形成不全が再現される結果が得られ、形成不全の修復の可能性を検討するため薬剤評価などを実施した。以上のことより、成熟後の小脳で生じる神経変性・脱落、ならびに胎生期の発生異常による組織構築不全など、異なるステージでの現象や病態を検出する系として、本分化誘導法が活用できる可能性を示すことができた。再生医学研究で注目されるES細胞やiPS細胞から、様々な細胞を分化誘導する実験系は、発生生物学においても強力な研究手段となりうる。研究代表者はこれまで、幹細胞から発生過程を再現する研究を通じて、マウスES細胞から小脳神経細胞を分化誘導する培養法を開発し、これをヒトES細胞に応用できることを見出した。本研究課題では、この分化培養法を脊髄小脳変性症患者から作製したiPS細胞にも応用し、iPS細胞に由来する分化した小脳プルキンエ細胞の脆弱性が病型によって異なることを見出した。本研究課題で開発した小脳細胞の分化誘導方法が、神経変性疾患の病態解明のための解析系として活用できる可能性を示すことができた。ヒトES細胞で開発した分化誘導系が、iPS細胞へ適用できることを確認しつつある。次年度以降はヒト小脳の形成原理、小脳神経細胞の分化機構を解明をすすめる。また、遺伝子改変技術、小脳疾患由来iPS細胞を用いることにより、発生過程の異常を原因とする組織構築異常、細胞分化異常を試験管内で再現し、小脳疾患研究のモデルの開発・提供を目指す。ヒトiPS細胞を活用した3次元培養により、小脳組織の形成過程を調べ、局所回路の構築についてさらに検討を行う。組織構築あるいは遺伝子発現様式を病態由来の小脳組織と比較することで、ヒト小脳の発生原理を明らかにすることを目指す。神経科学、神経発生学、幹細胞生物学本課題は平成24年度からの科研費基盤C課題の延長にある。
多機能有機分子触媒の開発と不斉ドミノ反応への応用

申請者は、二核バナジウム触媒や酸塩基有機分子触媒などの多機能不斉触媒の開発に成功している。本触媒を2-ナフトールのホモカップリング反応やエノンとカルボニル化合物との炭素ー炭素結合形成反応である森田-Baylis-Hillman(MBH)反応に適用すると高効率で反応が進行する。触媒を構成する複数の活性化部位による基質の多点配向制御が重要な役割を担っており、酵素的作用機序を持つ触媒として数多くの知見を得ている。本研究では、基質の活性化に金属を必要としない高活性な多機能酸塩基有機分子不斉触媒を創製と、開発した触媒を用いてMBH反応を基盤とする不斉ドミノ反応を開発を行った。医薬品原料や生物活性天然物の母格となる多置換・多官能性キラル有機化合物群の安全で効率的かつアトムエコノミカルな合成法の確立を目指した。反応基質の活性化に金属を用いずに二重活性化機構で反応を促進する不斉触媒の開発に取り組み、aza-MBH反応に有効な多点制御型不斉有機分子触媒の開発に成功した。触媒内に適切に配置した有機官能基のブレンステッド酸とルイス塩基部位が協調的に基質を活性化することで効率的に反応を促進することを突き止めた。aza-MBH反応の生成物は高度に官能基化されたβ-アミノ酸誘導体であるため、高活性な金属触媒を使用した場合、生成物との副反応など反応制御が難しく、ドミノ反応への展開は困難であった。研究の結果、これまで報告例のなかった不斉aza-MBH型ドミノ反応の開発に、穏和な条件下で官能基選択的に反応を促進可能な多点制御型有機分子触媒を適用することで、医薬資源として有用な多置換・多官能性化合物を高立体選択的かつ簡便に合成することに成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、高活性な多機能酸塩基有機分子不斉触媒を創製し、森田-バイリス-ヒルマン反応を基盤とする不斉ドミノ反応への応用を行う。医薬品原料や生物活性天然物の母格となる多置換・多官能性キラル有機化合物群の安全で効率的かつアトムエコノミカルな合成法の確立を目指す。今年度はテトラヒドロベンゾフラノン骨格の簡便合成について検討を行った。これまでに当研究室では、入手容易な2,3-ブタジエン酸エステル(アレン酸エステル)を求核種とするケチミンとのエナンチオ選択的な[n+2]型環化反応により、高度に官能基化されたキラル四置換炭素を有する含窒素環状化合物の効率的合成に成功している。今回、アレン酸エステルと環状ジエノンを基質とし、ジエノンの非対称化を伴う形式的[3+2]環化付加反応によるテトラヒドロベンゾフラノンのエナンチオ選択的合成を検討した。その結果、スピロ型ホスフィン系有機分子触媒(R)-SITCPを用いると目的の環化体が良好なエナンチオ選択性でZ選択的に合成できることを見出した。本反応では、まず、触媒のルイス塩基部位がアレン酸エステル7のβ位に求核攻撃することで双性イオン中間体が生成する。α-カルボアニオン中間体がジエノンのヒドロキシ基のプロトンを引き抜くことで、酸素アニオンとカチオン中間体が生成する。カチオン中間体は求電子剤として作用し、酸素アニオンによるγ-付加反応が進行する。生成したβ-カルボアニオンの非対称化をともなう分子内Michael付加反応により形式的[3+2]環化反応が進行し、最終中間体の水素移動、続く中間体からの触媒のβ-脱離により、目的環化体が得られると考えられる。

ケチミンはアルジミンと比べ、反応性・エナンチオ面選択性が低く、不斉aza-森田-バイリス-ヒルマン(aza-MBH)反応への適用は困難であった。そのような背景下、P-キラルホスフィン触媒がケチミンの不斉aza-MBH反応を促進し、目的付加体を高収率かつ高エナンチオ選択的に与えることを見出した。ベンジルアルコール部位は、反応の律速段階を加速するプロトンシャトルとして働く。本例は、P-キラルホスフィン有機分子触媒による初めての高エナンチオ選択的炭素ー炭素結合形成反応である。27年度が最終年度であるため、記入しない。副反応や選択性の制御が難しく、これまで応用が困難であったMBH反応を有機分子触媒によりコントロールし、キラル四置換炭素の構築を伴うドミノ反応への応用ができつつある。今後は反応の有用性を明らかにするべく、天然物や生物活性物質合成への適用を試みる。
低温性プランクトン藻類光合成の変動する光環境に対する応答の解析

北極域ポリニア海域の激しく変動する光強度と低温に植物プランクトンがどの様に対応し光合成を維持しているかを解析した。(1)シミュレーション培養システムの構築(2)異なる光強度の環境への光合成応答(3)低光強度から高光強度など光強度を変化させた際の光合成応答と応答にかかる時間(4)シミュレーションした現場の変動する光環境に対する光合成応答の測定の順で光合成の応答を解析した。2001年3月から5月にかけて、光ファイバー分光器によりオホーツク海域で測定を行い、沿岸海域の水深10m以深では490nmの波長を中心とする青緑色の光が、また、海氷藻類群集の発達した海氷下では540nmの波長を中心とする緑色の光が卓越することを明らかにした。海中の光質を再現するために青色、青緑色、緑色の発光ダイオードを用いた光源で培養システムを構築した。さらに、光源の光強度をPCで制御し、実測した現場の光環境の日周変化および海氷の移動に伴う変化をシミュレーションした。これを用いて、(3)と(4)を実施した。0°Cの低温では海氷藻類(Detonulla confervacea)は、400μmol photons m^<-2>s^<-1>以上の光強度で著しい強光阻害を受けた。このため、20と200μmol photons m^<-2>s^<-1>で培養を行い光合成応答を調べた。その結果、培養条件により量子収率、光-光合成曲線さらに光合成色素濃度に大きな違いが認められた。20から200よりも200から20μmol photons m^<-2>s^<-1>への応答により長い時間を要したが、どちらの場合にも約2回の細胞分裂が必要であることが明らかになった。さらに、日周変化する光強度を与えた細胞は一日の最高の光強度付近に対応していた。北極域海洋ポリニアでの調査の結果、この海域の環境が激しく変動する光強度と低温とによって特徴づけられることが明らかになっている。本申請研究では、この点に着目し、植物プランクトンが低温下で変動光環境にどの様に対応し、光合成を維持しているかを明らかにする。このために、(1)シミュレーション培養システムの構築(2)異なる光強度の環境への光合成応答(3)低光強度から高光強度など光強度を変化させた際の光合成応答と応答にかかる時間(4)現場の変化し続ける光環境をシミュレーションし、これに対する光合成応答を測定の順で、光合成応答を解析する予定である。本年度は、(1)と(2)を実施した。シミュレーション培養システムの構築するために、光強度と同時に現場海域海中の青色の光質にも着目した。蛍光管10種、ハロゲンランプ等電球11種発光タイオード5種の計26種の光源を光ファイバー分光器を用いて測定した結果、青色、青緑色の発光ダイオードが光源として適当であることを明らかにした。発光ダイオードを密植した光源を作成し、これを低温培養装置に組み込み培養装置を完成した。次に、(2)異なる光強度の環境への光合成応答を調べるため、北極ポリニア海域より単離した植物プランクトン株を光強度を変化させて培養した。その結果、光強度によりカロチノイド/クロロフィルa比が変化することを明らかにできた。これを指標とすることで、光強度に対する応答のモニタリングが可能になった。さらに、青色光で培養したときのみ、紫外域に吸収を持つ色素が藻類細胞中に蓄積されることが明らかになった。この色素は現場で生育している藻類試料に認められたにも関わらず、旧来の光源で培養した培養株には認められなかった。この結果は、シミュレーション培養システムにより始めて、自然に近い状態で藻類を培養できたことを示唆していた。20から200よりも200から20μmol photons m

^<-2>s^<-1>への応答により長い時間を要したが、どちらの場合にも約2回の細胞分裂が必要であることが明らかになった。さらに、日周変化する光強度を与えた細胞は一日の最高の光強度付近に対応していた。