hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
赤外領域で動作する低次元非線形光学材料の電子状態の解明

赤外領域で動作する非線形光学材料であるカーボンナノチューブの非線形光学応答について研究した。孤立化したカーボンナノチューブのゼラチン薄膜に電場を加え、吸収スペクトル、発光スペクトルの変化を観測した。その結果、吸収スペクトルで観測される明励起子のほかに、明励起子とほとんど縮退した一光子遷移禁制準位である暗励起子が観測され、非線形光学応答に重要な寄与をあたえることが明らかになった。単層カーボンナノチューブ(SWNT)の非線形光学応答特性と電子状態の関係を明らかにするために、孤立化したSWNTの電場変調吸収スペクトルの測定を行った。SWNTを界面活性剤でミセル化し、ゼラチン膜中に分散させて膜状試料を作成した。吸収強度(吸光度)が約0.1程度の試料に85kV/cmの電場を印加し、0.8eVから3.5eVにおける吸収変化の測定を行った。その結果、SWNTの第一バンド間遷移吸収帯、第二バンド間遷移吸収帯の領域で吸収の増加および減少による多数の振動構造を観測した。信号強度(透過率の変化率)は第一バンド間遷移吸収帯の領域で10^<-5>、第二バンド間遷移吸収帯で10^<-6>であった。精密なスペクトル解析を行う目的で、ノイズを10^<-7>程度に低減しスペクトル測定およびその電場強度依存性を測定した。電場変調スペクトルは測定した全領域にわたって、電場強度によらず相似形であった。信号強度はすべての波長において電場強度の2乗に比例した。詳細なスペクトル解析の結果、観測された信号は励起子準位のシュタルクシフトによるものであることが明らかになった。励起子準位はほぼ縮退した複数の準位から構成されていると考えられる。シュタルクシフトによる信号のほかに、禁制準位に起因すると考えられる新たな吸収ピークも観測された。このように、SWNTにおける非線形光学応答を支配する励起準位構造を明らかにした。またゼラチン膜中に分散させたミセル化SWNTの光学特性における環境効果を明らかにする目的で、吸収・ラマンスペクトルの温度変化、圧力変化、環境ガス依存性について測定を行った。その結果、ゼラチンに含まれる水和水が励起子吸収に強く影響(ピークエネルギーのシフト)を与えることを明らかにした。これは圧力効果ではなく誘電率変化などの環境変化が励起子状態を変化させたためであると考えられる。下記の通り、赤外領域に遷移を持つ二つの系に着目し研究を行った。1.カーボンナノチューブの非線形光学応答に関する研究前年度までに電場変調分光を用いて電場に対する赤外光領域の光学応答の変化を明らかにしてきた。このスペクトル解析を行った結果、電場誘起光学応答変化には暗励起子が関与していることを明らかにした。暗励起子のエネルギー位置など、カーボンナノチューブの光学応答を理解するうえで重要な情報を明らかにした。またカーボンナノチューブをゼラチン中に埋め込んだ複合体を用いて配向薄膜を作製した。この配向薄膜を用いて、偏光や電場の方向に依存した非線形光学応答を測定した。解析の結果、関与する遷移双極子モーメントに関する詳細な情報を得た。2.一次元モット絶縁体の電場誘起光学変化についての研究一次元モット絶縁体として、K-TCNQおよびハロゲン架橋ニッケル錯体に注目して強電場印加下における光学応答の変化について研究を行った。これまでに弱電場下では、励起状態間の大きな遷移双極子モーメントによる巨大な三次非線形光学応答を示すことを明らかにしてきた。一方、今回の研究により、強電場下ではこれとはまったく異なる振る舞いが観察された。強電場印加により、絶縁状態を形成している秩序を有する電子状態が(可逆的に)破壊され、伝導状態や光学応答に変化が現れた。この応答はコヒーレントな非線形光学応答を示唆するものではないが、電場印加により赤外領域における光学応答を変化させられる可能性を示唆している。カーボンナノチューブ電場に対する光学応答変化の測定により、その励起子状態を明らかにすることを目的に研究を行った。(1)半導体ナノチューブにおける発光の電場依存性これまでに半導体ナノチューブに電場を印加すると、明励起子と暗励起子が混成することを電場変調吸収測定から明らかにしてきた。つぎに、電場印加による発光現象の変化を調べた。電場を印加するとスペクトル形状を保ったまま発光強度が減少した。混成により、発光可能な明励起子に、高エネルギー側に位置する発光しない暗励起子が混成することにより、振動子強度が減少し発光強度が減少したと考えられる。従来、カーボンナノチューブにおいて、明励起子の低エネルギー側に暗励起子が存在し、消光していると考えられてきたが今回の結果は暗励起子が消光する役割をしていないことを示唆している。

(2)金属ナノチューブの電場変調金属ナノチューブのM11領域(バンド問遷移領域)の電場変調スペクトル(EA)測定を行った。電場変調スペクトルの電場強度依存性を測定した結果、EA信号強度が電場強度の二乗に比例するピークとEA信号強度が飽和傾向を示すピークが一対になって現れた。この一対の信号は励起子状態とバンド状態にそれぞれ帰属される。二つの構造のエネルギー差は約50meV程度であり、金属励起子の束縛エネルギーに対応していると考えられる。金属状態のナノチューブにおいても有限の束縛エネルギー持った励起子が形成されていることを明らかにした。
建築物と設備機器の最適配置に基づく屋上の省エネデザイン手法

屋上の省エネデザインを最終目的とし、省エネの観点から大きな問題となっている屋上設置の空調機のショートサーキット現象を対象とした検討を行った。塔屋や目隠し壁等の建物要素がショートサーキットの程度に及ぼす影響を、風洞実験及び計算流体力学(CFD)解析により明らかにした。また、風工学研究として汎用的成果を得るために、原理的に建物自身によって形成される屋上の剥離流の特性を解明することが必須との考えから、空間・時間的に高解像度の風速測定実験を行い、スペクトル分析を用いて屋上で卓越する渦のスケールを解明した。1)建物屋上気流の詳細把握のための風洞実験既往研究で風圧や平均気流場のデータを有する単純矩形建物とペントハウスを設置した矩形建物の屋上気流場を対象として、接地境界層下で1/200縮小模型を用いた風洞実験を行い、非接触で高精度測定を行うことが出来る時系列PIV(Particle Image Velocimetry)測定による屋上剥離気流の平均風速および乱流統計量を把握した。サンプリング周波数1kHzで詳細測定を行い、渦の発生周期にも着目した屋上での渦の発生状況と剥離流の性状を把握した。2)PIV測定の精度検証時系列PIV測定と併せて、非接触測定であるLDV(Laser Doppler Velocimetry)およびI型熱線風速計での風速測定を行い、トレーサ発生方法による差異を確認すると共に、PIVで十分な精度を保つための視野サイズ等の確認を行った。またLDVでの1次元測定はPIVの2次元測定と異なり、トレーサ発生手法に工夫が必要であることが分かった。3)空調室外機のショートサーキット現象に関するCFD解析標準k-epsilonモデルを用いたCFD解析により、目隠し壁及びペントハウスが空調室外機のショートサーキットに与える影響に関して検討した。既往研究で提案した空調機の吹出し温度と吸い込み温度を用いたショートサーキット率を算出し、既往実験との比較を行った結果、標準k-epsilonモデルでは定性的な分布傾向を再現できるものの、定量的には20%近くの差が見られることが分かった。今後は、1)で把握した気流場の比較を行う。定性的な傾向として、ペントハウス後流に発生する低風速域により、ショートサーキット率が大きくなること、屋上4周に目隠し壁を設置することで屋上全体の剥離性状が変化し、ケースによってはショートサーキット率が小さくなることがあることが分かった。1)PIV測定の精度検討前年度に続き風洞実験により、非接触で高精度測定を行うことが出来る時系列PIV(Particle Image Velocimetry)測定による屋上剥離気流の平均風速、乱流統計量、羅流スペクトルを把握した。継続して精度検討が課題であったが、非接触測定であるLDV(Laser Doppler Velocimetry)およびI型熱線風速計での風速測定との比較により、乱流スペクトルまでの精緻な精度検討を行った。結果、PIVでは解析アルゴリズムにより高周波域での誤ベクトル算出に起因する誤差が大きくなる可能性があることがわかったが、近年少なからず用いられる再帰的相互相関手法を用いることで十分な精度を保つことがわかった。2)建物屋上気流の詳細把握のための風洞実験時系列PIV測定と併せて、既往研究で風圧や平均気流場のデータを有する単純矩形建物、ペントハウスを設置した矩形建物、空調室外機を設置した矩形建物の屋上気流場を対象として、2種の縮小模型において屋上及び空調室外機周辺気流性状を把握した。ペントハウスと目隠し壁の有無の組み合わせにより、空調室外機周辺気流場が大きく変化することを確認した。3)空調室外機周辺気流のCFD解析前年度に続き、低Re数型k-epsilonモデルやSST-k-omegaモデル等、提案されている数種の乱流モデルでの検討を行ったが、精度の飛躍的な向上は見られなかった。よって、建物剥離領域の再現精度は高く無いと言われながらも実用性の高い標準k-epsilonモデルを用いることを前提として、低風速となる空調室外機周辺気流の再現精度向上のため、壁関数の改良やメッシュ品質が気流性状に及ぼす影響を検討した。その後、ペントハウスと目隠し壁の有無をパラメータとしたCFD解析を行い、風洞実験による精度検証を行い、実用的な精度での平均風速場の一致を見た。初年度に以下3点を実施した。1)矩形建物と塔屋設置建物の縮小模型風洞実験を行い、サンプリング1kHzの時系列PIVによる屋上剥離流測定を行った。2)LDVおよびI型熱線風速計によりPIVの精度検討を行った。3)CFD解析により目隠し壁及び塔屋が空調室外機のショートサーキット(SC)に与える影響を検討した。既往研究で提案の空調機のSC率を実験と比較した結果、標準k-εモデルでは定性的な分布を再現できるものの最大で約20%の差が見られた。塔屋後流の低風速域でSC率が大きくなること、屋上四周に目隠し壁を設置することでSC率が小さくなる場合があることも分かった。2年度に以下3点を実施した。1)乱流スペクトルの精度検討を行った結果、PIVでは解析アルゴリズムにより高周波域での誤ベクトル算出由来の誤差が大きくなる可能性があり、再帰的相互相関手法を用いると十分な精度を保つことがわかった。2)塔屋と目隠し壁の有無の組み合わせ条件での風洞実験により、データ蓄積を行った。3)低Re数型k-εやSST-k-ω等、数種の乱流モデルの検討を行ったが、飛躍的な精度向上は見られなかった。

剥離流の再現精度は高くないと言われながらも実用的な標準k-εモデルを前提とし、精度向上のため壁関数の改良やメッシュ品質の影響を検討した。塔屋と目隠し壁の有無をパラメータとしたCFD解析を行い、実用的精度での平均風速場の再現を見た。最終年度に以下2点を実施した。1)実験結果に種々の空間・時間フィルタをかけることで、空調機周辺の渦スケールを検討し、乱流エネルギーや再付着点出現頻度等に与える影響、卓越スケールを確認した。このスケールを用いることで、計算負荷を低減できる粗メッシュでのCFD解析の可能性を見出した。2)これまでの成果を含めて、国内学会3報、国際学会1報として公表した。また、学術論文2報を執筆・投稿した。屋上の省エネデザインを最終目的とし、省エネの観点から大きな問題となっている屋上設置の空調機のショートサーキット現象を対象とした検討を行った。塔屋や目隠し壁等の建物要素がショートサーキットの程度に及ぼす影響を、風洞実験及び計算流体力学(CFD)解析により明らかにした。また、風工学研究として汎用的成果を得るために、原理的に建物自身によって形成される屋上の剥離流の特性を解明することが必須との考えから、空間・時間的に高解像度の風速測定実験を行い、スペクトル分析を用いて屋上で卓越する渦のスケールを解明した。当初計画で以下の4ステップの検討を3カ年で実施予定とし、前年度から本年度に(1)(2)を実施予定としていた。(1)屋上周辺のミクロな風環境を把握するための風洞実験を行い、次いで(2)CFD解析の精度検証と(3)非等温排気を設定した条件でのCFD解析により空調機の吸込み温度、太陽光発電パネルの周辺温度、自然換気装置の排気口温度等を把握する。最後に(4)外部風向・風速、外気温度の気象データを入力した年間計算により効率を向上させる最適配置を探る。(1)に関しては、高精度測定が実施でき、(2)の精度検証に用いるための種々のデータ蓄積を行うことが出来た。(2)に関しては、高次の乱流モデルであるLES(Large Eddy Simulation)に着手できていないものの、実用性を重視した標準k-epsilonモデルの使用を前提とした種々の検討により、精度保証のための手法を把握した。ただし、高精度測定により時系列データでの精度検証が可能となったことで、標準k-epsilonモデルによる検討と並行して、乱流スペクトル等の時系列性状を再現可能な乱流モデルにも着目した検討も進めている。よって、今後CFD解析でのパラメトリックな解析を実施することが可能となっていること、また高精度なCFD解析の可能性へ展開してきたことから、概ね順調に進展していると判断できる。工学、建築環境・設備これまでの実験データにより精度検証も行いつつ、以下のCFD解析を中心とした検討を継続する。また最終年度であることから、成果の取りまとめと学会発表等による公開も行う。1)実物サイズを想定したCFD解析これまでの風洞実験の再現CFD解析から、実物サイズを想定したCFD解析へ展開する。空調機室外機及び換気口(給排気口)からの非等温排気を設定した条件でのCFD解析を行い、外部風向・風速、建物条件、屋上条件、室外機・換気口配置の典型的な組み合わせに対して、空調室外機の吸込み温度等を把握する。
婦人科がんと周囲微小環境を標的とした複合的がん免疫療法の開発

難治性卵巣がんの免疫療法として「卵巣明細胞腺がんに対するHLA-A24および-A2結合性Glypican-3 (GPC3)由来ペプチドワクチン療法の臨床第II相試験」は92例まで症例集積がすすんだ。本臨床試験の結果から腹膜播種病変に対する効果が乏しく、腹膜播種の微小環境が免疫治療の効果に抑制的に作用することが予測されたため、卵巣癌と腹膜中皮細胞の相互作用が癌免疫療法に与える効果について検討した。両細胞の共培養によってVEGF、IL-6、IL-8の発現が亢進し、腹膜播種の癌局所においてCTLなどの免疫担当細胞の機能抑制に作用していることが示唆された。研究初年度より施行している難治性卵巣がんである明細胞腺癌をターゲットとしたGlypican-3(GPC3)ペプチドワクチン療法の臨床第II相試験を継続している。現在までに61症例に治療を行ったが、注射部位の局所反応以外には副作用は認めていない。進行、再発症例で3回以上の投与が行えた13例中3例でPR(部分奏功)の臨床効果を得た。有効例ではすべての症例でEx vivo INFgannma ELISPOTassayにてGPC3特異的CTLの誘導を認めたが、臨床効果が得られなかった10例中8例でもCTLの誘導は認められ、ELISPOT assayと臨床効果との間には明らかな相関は認められなかった。その他CRP、リンパ球数なども明らかなマーカーとは成り得ず、今後の検討課題となった。再発部位による臨床効果の検討ではリンパ節転移には効果を得られやすく、腹膜播種で効果が得られにくい傾向を認めた。再発予防を目的とした寛解群では29例中7例で再発を認め、いづれも2期以上の症例であり、腹膜播種再発であった。癌微小環境との相互作用の解析では卵巣がん細胞株との共培養を行った腹膜中皮細胞はコントロールに比較してVEGFの発現および分泌が有意に増加しており、癌細胞と共培養した中皮細胞の培養液は血管内皮細胞の遊走能を促進した。以上の結果から今後腹膜播種をターゲットとした免疫療法の効果増強を目的として抗VEGF治療(ババシズマブ)+ペプチドワクチンの有用性が示唆される結果を得た。卵巣明細胞腺癌をターゲットとしたGlypican-3(GPC3)ペプチドワクチン療法の臨床試験はほぼ目標の症例数を達成しており、注射局所の発赤以外には重篤な有害事象も認めておらず、順調に進んでいる。臨床効果としては現在31例が評価可能な6回投与を終了しており、寛解群21例では進行期2期と3期の症例の計2例のみが再発したがその他無病生存している。また、進行群、併用群10例中3例(NC1例、PR2例)で臨床的効果を認めた。腫瘍マーカー下降は10例中8例にて認めた。免疫学的解析にてもEx vivo IFNγELISPOTアッセイを用いた免疫学的モニタリングでは31症例中29症例(寛解群21例、化学療法併用群3例および進行群7例)において免疫学的有効性が確認できたことから我々の行っているペプチドワクチン療法の免疫学的有効性が確認された。GPC3特異的CTLの樹立も行い、すべてDextramerを用いたFACS再解析で、ほぼ100%GPC3デキストラマー陽性のGPC3ペプチド特異的CD8陽性キラーT細胞であり、卵巣明細胞腺癌細胞株KOC-7Cに対する殺細胞効果を認めた。以上の成果から、今後の細胞免疫治療への応用の可能性も明らかとなった。癌微小環境に関する解析では大網組織より得られた腹膜中皮細胞、繊維芽細胞において癌細胞との共培養を行い、上皮間葉転換を確認し、さらにマイクロアレイによる解析結果からCXCR4、fibronectin、IGF、CD44、CD29などの発現亢進を認め、また、EMT関連因子であるsnail、ZEB-1の発現亢進をも確認し、今後の免疫治療のターゲットのひとつとなり得るという研究成果を得た。難治性卵巣がんである明細胞腺癌に対してGlypican-3(GPC3)ペプチドワクチン療法の臨床第II相試験を継続して行っており、現在までに89症例で治療を行ったが、重篤な副作用はなく順調に試験を遂行している。臨床成績は寛解症例に対するアジュバント療法群においては本年度に再発を認めた症例は1例もなく全症例で10回の投与が可能であった。化学療法併用群は本年度は2例の症例追加にとどまった。1例はパクリタキセル、1例はイリノテカンとの併用で行った。進行・再発症例に対する検討では本年度は6例に投与を行い、1例の腹膜播種再発において部分寛解の効果を認めた。

免疫学的解析の結果、進行・再発群においてELISPOTassayによるGOC3特異的CTLの誘導と、全生存期間との間に相関を示唆するデータを得ており、症例数を増やし有意差を検討する。その他IL-6、IL-8、IL-10など免疫抑制系サイトカインとCTL誘導との間の相関の検討の結果、CTL誘導の不十分な症例群において血清中のIL-8の増加を認めた。新規癌抗原の同定の研究として我々はKIF20Aをターゲットとした。卵巣癌組織におけるKIF20Aの免疫染色の結果、全卵巣癌の90%に発現を認め、特に抗癌剤抵抗性の明細胞腺癌、粘液性腺癌ではいずれも100%の発現を認め、ペプチドワクチン療法の新規ターゲットになり得ると考えられた。また、卵巣癌細胞株を用いたKIF20Aの機能解析の結果、KIF20Aは卵巣癌細胞の増殖に関与していることが示唆された。婦人科腫瘍学卵巣明細胞腺癌を対象としたGPC3ペプチドワクチン療法の臨床試験は症例数も予定どおりであり来年度で終了を予定している。臨床効果が得られた症例も認めるが、現在までに効果予測マーカーの同定には至っていない。癌微小環境の研究においては癌細胞との共培養により活性化した腹膜中皮細胞は癌癌細胞のニッチとして作用し癌細胞および血管内皮細胞の遊走を促進することが分かった。今後癌、癌微小環境の相互作用をターゲットとして活性化中皮細胞より発現亢進を認めたVEGFの抑制とペプチドワクチン療法の併用が有効と成り得るという研究成果を得た。免疫抑制機序の解除を目的とした研究では卵巣がん細胞のTGFによるEMTに伴い2,3-dioxygenase (IDO)の発現が亢進しておりIDO抑制とペプチドワクチン療法併用の可能性が得られた。臨床試験はほぼ目標を達成しており、注射局所の発赤以外には重篤な有害事象も認めておらず、順調に進んでいる。免疫解析にてもEx vivo IFNγELISPOTアッセイを用いた免疫学的モニタリングでは31症例中29症例(寛解群21例、化学療法併用群3例および進行群7例)において免疫学的有効性が確認できたことから我々の行っているペプチドワクチン療法の免疫学的有効性が確認された。ワクチン投与前に比べ、ワクチン投与後でGPC3特異的CTLが末梢血中に増加していた。GPC3特異的CTLの樹立も行い、すべてDextramerを用いたFACS再解析で、ほぼ100%GPC3デキストラマー陽性のGPC3ペプチド特異的CD8陽性キラーT細胞であり、今後の細胞免疫治療への応用の可能性も明らかとなった。癌微小環境に関する解析もほぼ予定どおり進んでいる。大網組織より得られた腹膜中皮細胞は卵巣癌のニッチとしての機能を有することが確認されつつあり、また、EMT関連因子であるsnail、ZEB-1の発現亢進をも確認し、今後の免疫治療のターゲットのひとつとなり得るという研究成果を得た。これまでの研究成果から癌微小環境をターゲットとした免疫療法の臨床応用に向けてVEGFの抑制とペプチドワクチンの併用をまず前臨床試験としてマウスでの検討を予定する。マウス卵巣がん細胞株にGPC3の遺伝子導入には成功している。ヒト卵巣がん細胞株を用いてヌードマウスでの検討も並行して行う。免疫抑制系の検討として卵巣がん細胞と腹膜中皮細胞共培養条件下に末梢血単核球を添加し、共培養後回収し、免疫抑制系細胞の出現頻度をFACSで検討し、ターゲット細胞の同定を行う。
ベシクルを一重項酸素発生場とする酸素化反応システムの構築

アンチモンポルフィリン錯体を吸着させたリン脂質からなる小胞体(ベシクル)をベシクル固定型光増感剤として、可視光照射による有機化合物の酸素化反応系を構築した。軸配位子にアルキル鎖を導入したアンチモン錯体は、ベシクルへの高い吸着性を示した。光増感酸素化反応を、9,10-ジメチルアントラセンを標的分子として検討し、反応機構を解析した。増感剤と標的分子を共存させた場合、光励起電子移動経路によって酸素化反応が進行した。両者を別々のベシクルに吸着させた場合、一重項酸素発生による酸素化反応が起こることを明らかにした。本研究は、光増感剤である両親媒性ポルフィリン錯体(1)を吸着させたベシクル({1}、{}はベシクルを表現)をベシクル固定型増感剤とした、光照射による有機化合物の酸素化反応系を構築することを目的とした。前年度は、二本のアルキル基を有するグリセロールを片方、あるいは、両側の軸配位子に導入した1b、1cおよびアルキルピリジニウム基を有する1dを合成した。{1}の調製に際し、片方の軸配位子に一本のアルキル基を有する1aのリン脂質ベシクルへの吸着性を調べた結果、1aはベシクルに対してラングミュア吸着することが分かった。また、{1a}による光増感酸素化反応を、9,10-ジメチルアントラセン(DMA)を標的分子として検討した。DMAをベシクル内に共存させた{1a-DMA}溶液におけるDMA酸素化反応は、MeOH溶液中よりも高効率であった。さらに、この反応は、DMAから1aへの光誘起電子移動(タイプI)経路で進行しており、ベシクル内での酸素化反応機構の解析方法を確立した。最終年度は、1とDMAとを別々のベシクルに吸着させた{1}/{DMA}溶液による光酸素化反応を行った。その結果、一重項酸素発生によるタイプII経路での反応が確認できたものの、タイプI経路での反応も存在した。そこで、反応経路の制御のため、{1}の調製方法を見直し、1を添加後にベシクルを形成させた結果、片側にアルキル軸配位子を有する1a、1bはベシクル表面に、両側にアルキル軸配位子を有する1cでは、ベシクルの二分子膜内部に発色団が配向することがわかり、反応機構の変化が示唆された。さらに、別の反応場としてヒト血清アルブミン(HSA)を想定し、1dのHSAへの吸着性を検討し、1/HSA複合体の形成に成功した。以上のことから、{1}はベシクル固定型増感剤として機能し、有機化合物の光酸素化反応系が構築されたものと考えられる。本研究は、光増感剤である両親媒性ポルフィリン錯体(Pam)を吸着させたベシクル(ベシクル固定型増感剤)を作製し、光照射による有機化合物の酸素化反応系を構築することを目的としている。本年度は、(1)ベシクルとの相互作用が大きなPamの合成、および、(2)ベシクル固定型Pamの作製と酸素化反応効率の評価を行った。1. Pamの合成これまでに、Sb錯体としては、メトキシ基と長鎖アルコキシ基を軸配位子に有する誘導体(Pam1)を合成している。そこで、ベシクルの二分子膜との親和性の向上を目的として、二本のアルキル基を有するグリセロールを導入したPam(Pam2)を合成した。さらに、アルキルピリジニウム基を有するPam3、および、アルキル化グリコシル基を有するPam4についても合成した。2.ベシクル固定型Pamの作製と酸素化反応効率の評価ジパルミトイルホスファチジルコリンを用いたベシクルを調製し、Pam1および合成したPam2との親和性の高さを、吸着等温線を用いて評価した。Pam1では、ベシクルへの吸着はラングミュア型であり、結合定数は10の6乗M-1程度の大きな値を示した。一方、Pam2では、ラングミュア型とはならなかった。次に、Pam1による光増感酸素化反応は、9,10-ジメチルアントラセン(DMA)を標的分子として検討し、酸素化生成物の見かけの生成量子収率(Φ)を用いて評価した。Pam1とDMAをベシクルに吸着させた溶液におけるΦは、MeOH溶液中での約30倍大きな値となった。

さらに、DMAによるPam1の蛍光消光実験、およびΦに対するDMA濃度依存性から反応機構を解析した結果、ベシクル溶液中でのDMAの酸化反応は、DMAからPam1の励起一重項への光誘起電子移動反応を経由する酸化プロセスであることが明らかとなり、ベシクル内での酸素化反応機構の解析方法を確立した。本年度は、(1)ベシクルとの相互作用が大きなPamの合成、および、(2)ベシクル固定型Pamの作製と酸素化反応効率の評価を目的とした。(1)については、Pam1に加えて、Pam2-4を合成できた。また、(2)については、Pamのベシクルとの相互作用は、吸着等温線を作成することで評価できることを示し、既存のPam1でも、吸着性が高いことが分かった。さらに、DMAを標的分子としたベシクル内での反応解析によって、ベシクル固定型増感剤の酸素化反応の解析方法を確立し、Pam1について、その反応過程を明らかにできた。当初計画で試みる予定のマイクロチャンネル反応器を用いた反応には至らなかったものの、Pam1についての結果の論文発表・学会発表、および、Pam3-4についての学会発表を行うことができたため、評価区分3と判断した。H24年度におけるPam1によるベシクル内でのDMAの光酸素化反応の解析から、一重項酸素による酸素化反応系の構築には、光増感剤であるPamと基質とを隔てる必要があることが明らかとなった。そこで、今年度は、一重項酸素生成過程による酸素化反応系の構築に重点を置き、研究を進めることとする。基質としては、電子移動過程と一重項酸素生成過程とで異なる生成物を与えるtrans, trans-1,4-Diphenyl-1,3-butadiene等を選択し、生成物の解析を行う。また、ベシクルへのPamの固定化様式が、Pam1とPam2とで異なっていることが示唆された。そこで、Pamの固定型様式の違いによる酸素化反応への影響についても調べる。さらに、ベシクル固定型Pamで修飾したマイクロチャンネル反応器を作製し、酸素化反応を行う。H24年度計画で実施する予定であったマイクロチャンネル反応器を用いた反応には至らず、反応器購入分が次年度使用額として生じた。今年度は、上記の推進方策に従い、マイクロチャンネル反応器の購入も含め、助成金を使用する計画である。
ウイルタ語の類型的記述にもとづくサハリンの言語接触に関する研究

本研究は、ツングース諸語の一つでロシア・サハリン州の先住民族ウイルタの言語であるウイルタ語の特徴を調べることにより、この地域における言語接触の影響を明らかにすることを目的とする。2010年度は、日本学術振興会・平成21年度第2回優秀若手研究者海外派遣事業(特別研究員)のもと長期的な現地調査によるウイルタ語の記録とテキストコーパス作成に重点を置き、おもに以下5点を実施した。1.サハリン州ノグリキ地区に居住するウイルタ語北方言話者を対象として言語調査を行った。長期的に現地滞在したことにより、文化・社会的情報を視野に入れた多面的な言語調査が実現した。その成果の一部は、『北方人文研究』4で論文とした掲載されている。2.サハリン州ポロナイスク市に居住するウイルタ語南方言話者を対象として言語調査を行った。上述の北方言調査と比べて短時間であったが、新たなインフォーマントとの協力関係を築くことができたことは今後の研究展開に向けて大きな前進であった。3.これまでの調査および先行研究から集めたデータを総合し、グロス付テキストコーパス作成を進めた。その成果の一部は、『北海道民族学』7、『北方言語研究』1で資料として公開した。4.北海道立北方民族博物館に収蔵されるウイルタの民具に対応する語彙と関連する文化的情報をまとめ、『北海道立北方民族博物館研究紀要』20で資料として公開した。5.サハリン州各地の郷土博物館で研究交流・資料調査を実施し、ウイルタの民族誌的・歴史的情報を幅広く収集した。以上5点に述べた実績をとおして、ウイルタ語北方言とエヴェンキ語との類型的比較が今後サハリンにおける言語接触を考察するうえで主要なテーマとなる見通しを明らかにした。今後は新たな現地調査およびこれまでの調査結果の公開を継続的に行いながら、ウイルタ語北方言の文法記述に焦点を当てて研究を続けてゆく予定である。2009年度はウイルタ語北方言の記録と文法の記述に重点を置き、おもに以下4点を実施した。1.サハリン州ノグリキ地区に居住するウイルタ語話者をおもな対象として、語彙の収集、会話の録音、文法に関する聞き取りなどの現地調査を行った(89月)。この間、トナカイ飼育民の祭りの見学、近隣の先住民族であるニヴフやエヴェンキの人々との交流の機会を得、諸民族間の文化的関係についても理解を深めることができた。2.これまでの調査および先行研究から集めたデータを総合し、グロス付テキストコーパス作成を進めた。その方法については国内外の研究者と情報を交換し、データ分析支援ソフトField Linguist's Toolbox等を活用した。そして現段階のコーパスをもとにウイルタ語北方言にみられる動詞語尾について記述的に考察し、その成果を『環北太平洋の言語』15:85-100で発表した。3.国内にある資料について、北海道立北方民族博物館で調査を行った(9月、3月)。同館に収蔵されるウイルタの民具に対応する語彙と関連する文化的情報をまとめ、『北海道立北方民族博物館研究紀要』19:89-109で資料として公開した。4.言語接触に関する事例やサハリンの歴史に関する情報を収集した。その成果、および上記の現地調査で得られた文化的情報を視野に入れ、ウイルタをめぐる言語接触についての予備的な考察を『北方人文研究』3:59-75で発表した。以上4点の実績をとおして、本研究目的におけるウイルタ民族に関する文化的な情報の重要性と、より広範囲・長期間の現地調査の必要性が浮かび上がった。2010年度は、この点をとくに重視し、現地調査をより優先して研究を行う予定である。

以上5点に述べた実績をとおして、ウイルタ語北方言とエヴェンキ語との類型的比較が今後サハリンにおける言語接触を考察するうえで主要なテーマとなる見通しを明らかにした。今後は新たな現地調査およびこれまでの調査結果の公開を継続的に行いながら、ウイルタ語北方言の文法記述に焦点を当てて研究を続けてゆく予定である。
薬剤耐性菌や耐性遺伝子を含む医薬品関連リスクの低減の場としての自然環境

下水処理水の間接再利用の場合などを考慮して,自然環境場における医薬品および薬剤耐性菌のリスクに関連して,それらの挙動および影響を調査した。アンモニアの添加により硝化を促進することによって,一部の医薬品の分解が促進されることが見いだされた。比較的汚染の進んだ場所から採取した硝化細菌群集では,高濃度の抗生物質を添加しても,硝化が徐々に進行したが,清浄な河川から得られた硝化細菌群集では,低濃度で完全に硝化が阻害された。フルオロキノロン系薬剤は藻類の生長を著しく阻害した。多摩川釣菌大腸菌のうち,3.1%4.5%がセフォタキシム耐性をもち,フルオロキノロン系との多剤耐性菌比率が流下とともに上昇した。薬剤耐性菌の存在実態調査においては,プラスミドなどで耐性の形質をやり取りし易い性質を持つグラム陰性菌の代表として3000株以上の大腸菌を選定し,14剤の薬剤に対する耐性を調査したところ,最低1剤に対して耐性を持つ耐性菌の割合は地点ごとに0%32.5%であった。山間部の日原川や秋川,高尾山においても,少ないながら薬剤耐性菌は存在していた。しかし,前年度の検討において,上流の山間部で検出される耐性菌はアンピシリンやテトラサイクリンなど古典的な抗生物質のみに耐性であることが示されたため,古典的な抗生物質を除外し,人用の抗生物質(現在も人の疾病治療に用いられている第3世代と第4世代のセファロスポリン系,アミノグリコシド系,フルオロキノロン系)に限定して耐性菌比率を算出すると,耐性菌比率が河川の流下とともに増加することが見出された。さらに,これらの比較的新しい抗生物質に対する耐性菌の耐性スペクトルを検討したところ,スーパー耐性菌と呼ばれるタイプのカルバペネム系抗生物質に対する耐性菌も3000株中,数株見出された。植物を用いた医薬品の分解について,P450類似遺伝子を導入したシロイヌナズナにおいて検討した。選択的に医薬品を吸収することはないが,いったん吸収した医薬品の植物体内での分解には,導入した遺伝子ごとに若干の差が見られた。抗生物質の藻類への毒性を検討したところ,レボフロキサシンなどフルオロキノロン系の薬剤では,増殖阻害濃度以下の低濃度でも細胞の膨張が,ゲンタマイシンでは細胞の委縮が見られた。このことは,フルオロキノロン剤がDNA合成阻害剤,ゲンタマイシンがタンパク質合成阻害剤であることで説明ができた。硝化菌への抗生物質の毒性データも蓄積した。魚類の腸管に存在する抗生物質耐性菌について菌種同定を試みたところ,大腸菌よりもAeromonasが多いことがわかった。薬剤耐性菌については,ESBL産生菌と呼ばれる第三世代セファロスポリン系の薬剤に耐性を持つ耐性大腸菌を重点的に調べた。多摩川においては,調査大腸菌2,715株のうち,比較的古いアンピシリン耐性株は12.6%であり,ESBL産生菌と考えられるCTX耐性株は2.3%であった。また,GM耐性株は2.0%, LVX耐性株は1.8%であり,MPM耐性株は見られなかった。これらの比率は,同時に実施した大学下水処理水における比率と類似していた。都市河川環境でフルオロキノロン耐性やESBL産生菌のうち第四世代セファロスポリンにまで耐性を持つ菌が選択されやすい可能性がある。また,カルバペネム耐性菌は大腸菌には検出されなかったが,河川から,カルバペネムの効かない細菌として,Stenotrophomonas maltophilia,Pseudomonas aeruginosa,Acinetobacter baumanniiが検出された。また,藍藻Microcystis aeruginosaへの抗生物質の生長阻害を調べたところ,キノロン系抗菌薬であるレボフロキサシン及びシプロフロキサシン1μg/L3μg/Lから生長阻害を示し,キノロン系抗菌薬は藍藻に対し顕著に毒性を示すことが示唆された。さらに,1.本来増殖のために外部から有機物を必要としない独立栄養の硝化菌が共代謝で医薬品を分解できる可能性が高いこと,2.活性炭への医薬品の吸着においてフミン質などの共存有機物がイオン性医薬品に対してより中性医薬品の吸着を大きく阻害すること,3.ベトナムハノイの水環境における消炎鎮痛剤系の医薬品の存在状況,4.下水処理施設や汚染の進んだ場所から採取した硝化細菌群集と菌株Nitrobacterは抗生物質感受性スペクトラムが大きく異なること,についても明らかにした。異なる環境中での医薬品分解速度の測定により環境と分解菌の存在についての関連を実験的に検討した。対象医薬品としては,これまで,代表者らの経験の多い抗炎症鎮痛剤,抗高脂血剤に加えて,抗生物質を追加した。

汚染された河川水,比較的汚染の少ない河川水,下水処理水の影響を受ける河川水,土壌抽出液などで分解性を検討し,清浄な環境での分解が遅いこと,特殊な分解菌が土壌抽出液では存在する可能性があることを示した。P450遺伝子を強化したシロイヌナズナをモデル植物とした医薬品の分解を試み,水からの摂取,植物体内での分解を測定し,独立栄養生物による医薬品除去の可能性について検討した。一部の植物で抗炎症鎮痛剤の分解が促進される結果を得た。薬剤耐性菌の存在割合,耐性スペクトル,多剤耐性度のデータを多摩川において渓流から河口域まで調査し,廃水処理施設においても調査した。耐性を測定する抗生物質は,研究例の多い古典的な抗生物質や各世代のβラクタム剤に加えて,最近の人用使用の多いフルオロキノロン系,カルバペネム系,アミノグリコシド系のものを選定した。アンピシリンやテトラサイクリンといった古典的な抗生物質に対する耐性菌はどこにでも存在するが,人為的な抗生物質への多剤耐性は比較的上流ではあるが,人為汚染の影響のある環境に集中して存在し,流下に伴い,むしろ,多剤耐性度は減少する意外な知見が示された。遺伝子を取り込み易い状態とした大腸菌コンピテントセルによる環境水中の遺伝子からの耐性遺伝子の検出手法については,活性汚泥懸濁液からの耐性遺伝子の導入に成功し,現在環境水への応用を検討中である。また,医薬品のグループ別網羅的分析法の整備については,PFBBr誘導体化クロマトグラムの解析による環境診断法を検討し,原理的には成功し,環境サンプルへの応用を現在検討中である。当初,研究計画調書に設定した課題は,次のとおりである。1.医薬品分解細菌の単離,共代謝による分解,分解スペクトラムの取得, 2. P450強化植物による自然環境を模擬した廃水処理システムの検討, 3.グループ別薬理活性の低減効果と環境との関連の明確化, 4.耐性遺伝子の廃水処理過程での挙動, 5.薬剤耐性の細菌間の環境中伝達リスクの評価,である。1.については抗生物質に対する分解スペクトルのデータ取得を行った。2.については受動的に吸収されたものがどこまで分解するかに焦点を当てる計画に変更した。3.については硝化活性,藻類への毒性の低減の観点からデータを集積中で,学会発表,論文執筆を2013年中にできる見通しである。4.については,単離した大腸菌からコンピテントセルに対する耐性遺伝子の伝達試験を行ったが,伝達したとみられるケースはほとんどなかった。5.については,大腸菌でデータを得ることはできなかったが,菌種を変更して検討を継続中である。以上,1.はデータ蓄積中,2.および4.では研究の進捗に伴い,いくつかの新たな視点が必要となり,研究の方向を修正した。3.および5.について,蓄積したデータを和文誌へ投稿し,論文発表を行った。さらにそのデータを整理した結果を英文誌へ投稿中である。当初計画した今年度の課題は(1)異なる環境中での医薬品分解速度の測定により環境と分解菌の存在についての関連を明確にする,(2) P450強化植物による医薬品の分解の検討(3)環境中の抗生物質耐性菌の割合,多剤耐性度の調査,(4)耐性遺伝子検出手法,グループ別医薬品分析手法への挑戦,の4点である。このうち,(3)については,学会発表を何回か行い,学術論文もすでにAcceptされ,刊行待ちの状態である。(1)についても詳細な検討を終了しており,論文としてまとめる段階である。
中脳ドーパミン系の投射様式とパーキンソン病の発症に関与する神経基盤の解明

パルミトイル化膜移行シグナルを結合した緑色蛍光タンパク質(GFP)をコードする遺伝子組換えウイルスベクターをトレーサーとして用い,ドーパミン神経系の投射様式の定量的解析を単一細胞レベルで行った。再構成された8個の単一ドーパミン細胞は平均466,831 μmの軸索を線条体に投射し、一側の線条体容積の平均2.7 %(細胞数にして約75,000個)にシグナルを伝達していることが判明した。反対に線条体細胞の側からみると1個の線条体細胞は95 194個の異なるドーパミン細胞のシグナルを受け取ることが見出された。また,μオピオイド受容体との二重染色により,単一ドーパミン細胞の軸索は線条体のstriosomeとmatrixの両方に分布することも明らかにされた。これらのことから、単一ドーパミン信号は従来考えられていたよりも広範囲かつ高密度に、またstriosome / matrix構造とは比較的無関係に線条体に分布することが結論された。これらはドーパミン系の持つ二面性、すなわち脆弱性(vulnerability)と予備力(redundancy)を反映し、またdopaminergic dysregulation syndromeにみられるような行動障害の一因を示唆すると考えられた。本研究の目的は、実験形態学的な基礎研究において、黒質線条体路、中脳皮質辺縁路、および関連する基底核回路の軸索投射様式を単一細胞の解像度で再構成し、機能的入出力構造の定量的解析によってパーキンソン病の発症に関与する神経基盤についての基礎的知見を得ることである。黒質線条体路においては、単一のドーパミン細胞の軸索は線条体以外にほとんど投射せず、線条体のみに広範囲かつ高密度に分布していることが分かった。また、μオピイオド受容体との二重染色により、多少の指向性はあるものの、単一ドーパミン細胞の軸索は線条体のストリオソーム(パッチ)とマトリックスのコンパートメントに同時に送られることも明らかにされた。このことは、パーキンソン病における黒質ドーパミン細胞の脆弱性と予備力という二面性が説明される。すなわち、パーキンソン病ではドーパミン細胞の7割以上が脱落して初めて発症し、残存するドーパミン細胞においてもなおドーパミンの前駆体(L-dopa)が有効であることが知られているが、この原因として単一のドーパミン細胞の有する広範囲かつ高密度な軸索投射により線条体に何重にも軸索が重なりあっていることが予備力を実現していると考えられた。また、本研究では、線条体から淡蒼球内節、黒質網様帯、淡青外節に投射する経路の解析を行った。この結果、ストリオソームのみならずマトリックスにも直接路(淡蒼球内節/黒質網様帯への投射)と間接路(主として淡蒼球外節への投射)投射細胞が存在することが判明した。また、ストリオソームにおける線条体黒質路細胞だけが、黒質緻密帯に主として出力し、一定量の側副路を淡蒼球、黒質網様帯に出力することも明らかになった。また、臨床研究では、パーキンソン病患者における大脳基底核(視床下核)に対する深部脳刺激術の中長期成績を検討した結果、術直後の症状改善は中長期においても維持されており、評価方法としてはSchwab&Englandの評価スケールが有効であることが見出された。また、μオピオイド受容体との二重染色により、多少の指向性はあるものの、単一ドーパミン細胞の軸索は線条体のストリオソーム(パッチ)とマトリックスのコンパートメントに同時に送られることも明らかにされた。以上のことは、パーキンソン病における黒質ドーパミン細胞の脆弱性と予備力という二面性が説明される。

すなわち、パーキンソン病ではドーパミン細胞の7割以上が脱落して初めて発症し、残存するドーパミン細胞においてもなおドーパミンの前駆体(L-dopa)が有効であることが知られているが、この原因として単一のドーパミン細胞の有する広範囲かつ高密度な軸索投射により線条体に何重にも軸索が重なりあっていることが予備力を実現していると考えられた。また、本研究では、線条体から淡蒼球内節、黒質網様帯、淡青外節に投射する経路の解析を行った。この結果、ストリオソームのみならずマトリックスにも直接路(淡蒼球内節/黒質網様帯への投射)と間接路(主として淡蒼球外節への投射)投射細胞が存在することが判明した。また、ストリオソームにおける線条体黒質路細胞だけが、黒質緻密帯に主として出力し、一定量の側副路を淡蒼球、黒質網様帯に出力することも明らかになった。本研究では遺伝子組換えを行ったシンドビスウイルスをトレーサーとして用いて大脳基底核の黒質におけるドーパミン細胞単一細胞レベルで再構成し、定量的解析を行った。まず黒質線条体路においては、単一のドーパミン細胞の軸索はほぼ線条体のみに広範囲かつ高密度に分布していることが分かった。また、μオピオイド受容体との二重染色により、単一ドーパミン細胞の軸索は線条体のストリオソーム(パッチ)とマトリックスのコンパートメントに同時に送られることも明らかにされた。以上のことから、パーキンソン病における黒質ドーパミン細胞の脆弱性と予備力という二面性が説明される。一方で、細胞の生存に必要な栄養・代謝バランスの面から考えると、ドーパミン細胞が非常に広範囲かつ高密度な軸索投射を有していることがエネルギー需要を著しく増大させるため脆弱性の原因になっていると推定された。すなわち、ドーパミン細胞は脆弱性と予備力という一見相反する性質を備えており、その神経基盤が形態学的に説明付けられた。また、本研究では、線条体から淡蒼球内節、黒質網様帯、淡蒼球外節に投射する経路の解析を行った。前年度に引き続き、学内におけるP2レベル感染実験室内に定位手術室のセットアップを完了した。また、これまでに得られた連続切片標本を解析するために必要な解析装置およびコンピュータソフトウェアを入手し、一部の標本について解析を行った。これらのデータの一部は平成23年度中に学会発表することができた。以上から、研究活動は概ね計画通りに進展しており、全体として特に遅れはない。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに得られたデータを解析し、学会発表および論文・著書の出版を通じて成果発表を行う。
ジアリールエーテル型PTP 1B阻害剤の作出および構造活性相関の解明

Liらによって単離・構造決定の報告がなされているエゾウコギ由来PTP1B阻害活性物質3-[3'-methoxy-4'-(4"-formyl-2",6"-dimethoxyphenoxy)-phenyl]propenalの全合成は既に達成した。しかしながら、今回の研究で得られた化合物のスペクトルデータと報告されている化合物のデータが一致しないことからLiらの提出構造に誤りがあることが強く示唆された。そのため真のPTP1B阻害物質の構造を前記化合物の構造異性体である、3-[4'-methoxy-3'-(4"-formyl-2",6"-dimethoxyphenoxy)-phenyl]propenalと推定し全合成を試みた。その結果、ジアリールエーテルの構築にShioeらの方法(古典的ウルマンエーテル合成の条件)を用いることで目的とした異性体の合成を完了した。しかし、この化合物のスペクトルデータも報告されている化合物のデータとは一致しなかった。そこで合理的に推定しうる構造異性体をすべて合成したが、これらのいずれのスペクトルデータも天然物として報告されているデータと一致しなかった。さらに合成した化合物をPTP1B阻害活性試験に供しその活性を検討したところ、報告されている濃度域では阻害活性を全く示さないことも明らかにした。以上のことからLiらの構造決定に誤りがあると結論し、彼らの論文に添付されていたスペクトルを仔細に検討したところ、そのスペクトルには自然には生じ得ない不自然な部分や変化が複数見出された。これらのことからLiらによって報告されていたPTP1B阻害活性物質そのものが天然には存在しないものである可能性が極めて高いと考えるのが合理的な結論である。以上のように研究そのものの前提が失われたことになるため、ジアリールエーテル型PTP1B阻害剤を作出する研究の意味も失われた。まずLiらによって単離・構造決定の報告がなされているエゾウコギ由来PTP 1B阻害活性物質3-[3'-methoxy-4′-(4′′-formyl- 2′′,6′′-dimethoxy-phenoxy)-phenyl]-propenalの全合成を行いその構造を合成化学的に確認することにした。当初の計画に従いフェノールと臭化アリールのUllmannエーテル合成によってジアリールエーテル骨格を構築後、数段階で目的化合物の合成を完了した。得られた化合物(para-para型)のスペクトルデータはLiらによって報告されているデータと一致しないことから提出構造に誤りがあることが強く示唆された。そこで、提出構造の構造異性体である3-[4'-methoxy-3′-(4′′-formyl- 2′′,6′′-dimethoxy-phenoxy)-phenyl]-propenalが真の天然物であると想定し、そのモデルとなる化合物(para-meta型)を合成したところ、得られた化合物のスペクトルデータは天然物として報告されているデータと良い一致を示した。以上の結果よりエゾウコギ由来PTP 1B阻害活性物質として提出された構造は誤りであり、真の構造はpara-mata型であると明らかにすることができた。このことはジアリールエーテル型PTP 1B阻害剤の作出および構造活性相関の解明を目標とする本研究において重要な成果である。またこの過程で、para-para型・para-meta型の構造類縁体を20種以上作出することができた。また本研究を実施していく過程でより効率的なジアリールエーテル骨格の構築法を確立できた。以上、構造と活性の相関を解明する本研究を推進していく上で必要な準備は順調に整いつつある。まず、Liらによって単離・構造決定の報告がなされているエゾウコギ由来PTP 1B阻害活性物質3-[3'-methoxy-4′-(4′′-formyl- 2′′,6′′-dimethoxy-phenoxy)-phenyl]-propenalの全合成を行いその構造を合成化学的に確認することを目標とした。本目標に従って上記の化合物の合成を完了し、各種機器分析データをLiらの提出しているデータと比較したところ両者は一致しないことが判明した。そこで、構造異性体である3-[4'-methoxy-3′-(4′′-formyl-2′′,6′′-dimethoxy-phenoxy)-phenyl]-propenalが真の天然物であると想定し、そのモデルとなる化合物(para-meta型)を合成したところ、得られた化合物のスペクトルデータは天然物として報告されているデータと良い一致を示した。以上のことから、Liらの提出構造は誤りであり、真の構造はpara-meta型であると構造の訂正を行うことができ、平成28年度における第一目標は達成できた。ただし、現在までのところモデル化合物の合成にとどまっており、真のPTP1B阻害活性物質の全合成まで至っていないため、早急に合成を完了する必要がある。平成28年度中に少なくとも数十の類縁化合物の調製を行うことを目標に研究を実施したが、現在までに20種以上の構造類縁体を作出した。合成の鍵反応であるUllmannエーテル合成の効率化を検討し、従来よりも短時間で目的としたジアリールエーテル化合物を得る条件も確立できたことから当初の目標は達成された。なお、活性試験の実施には至っていないが、アッセイ系は確立済みである。以上のことから、28年度の研究は、概ね順調に進展していると判断した。Liらによって単離・構造決定の報告がなされているエゾウコギ由来PTP1B阻害活性物質3-[3'-methoxy-

4'-(4"-formyl-2",6"-dimethoxyphenoxy)-phenyl]propenalについては一昨年度、その全合成を達成した。その結果、合成で得られた化合物のスペクトルデータと報告されている化合物のデータが一致しなかったことからLiらの提出構造に誤りがあることが強く示唆された。そのため真のPTP1B阻害物質の構造をその異性体、3-[4'-methoxy-3'-(4"-formyl-2",6"-dimethoxyphenoxy)-phenyl]propenalと推定し、平成29年度はその全合成を試みた。ジアリールエーテルの構築は種々検討の結果、Shioeらの方法(古典的ウルマンエーテル合成の条件)によってのみ成功し、本法により目的としたLiらの提出構造の異性体の合成を完了した。しかし、得られた化合物のスペクトルデータと報告されている化合物のデータは一致しなかった。そこで合理的な範囲で推定しうる異性体を合成したが、これらのいずれも天然物として報告されているデータと一致しなかった。一方、合成した化合物をPTP1B阻害活性試験に供しその活性を検討したところ、報告されている濃度域では阻害活性を全く示さないことも明らかとなった。以上のことからLiらによって単離されたエゾウコギ由来PTP1B阻害活性物質の構造決定は誤りであり、本提出構造を先導化合物としたジアリールエーテル型PTP1B阻害剤の作出は困難となった。一方、29年度に合成したジアリールエーテル型化合物はさらに増加したため、本研究のもう一つの目的でもある新規な神経細胞伸長物質の検索のための化合物ライブラリーはより充実したものとなった。平成28年度には達成できていなかったLiらの提出構造の異性体である3-[4'-methoxy-3'-(4"-formyl-2",6"-dimethoxyphenoxy)-phenyl]propenalおよび数種の異性体の合成に成功したことから、平成29年度の研究は一定の進展を見たと考えている。しかし、合成して得られた化合物はいずれもLiらによって報告されている化合物のスペクトルデータと一致せず、報告されている顕著なPTP1B阻害活性も示さないことが明らかとなった。以上のことからLiらの提出構造がそもそも誤りであり、本構造を先導化合物としたジアリールエーテル型PTP1B阻害剤の作出、すなわち当初予定していた研究の第一目標の達成が著しく困難になったことを示している。一方、前述の異性体合成を通じて29年度までに合成したジアリールエーテル型化合物はさらに増加した。このことは本研究のもう一つの目的である新規な神経細胞伸長物質の検索のための化合物ライブラリーの充実につながったといえる。これまで、ジアリールエーテル型PTP1B阻害剤の作出を第一目標として研究を実施してきたが、上述のようにその前提となる報告が誤りであった。今後はこれまで得られた化合物ライブラリーを利用した新規な神経細胞伸長物質の検索に研究の方向性を変化させる必要が生じた。以上のことを総合した結果、本研究の進捗状況はやや遅れていると判断した。