hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小脳プルキンエ細胞樹状突起におけるシナプス可塑性メカニズムの研究

我々は小脳プルキンエ細胞と興奮性入力である平行線維との間のシナプスに見られる長期抑制がどのようなコンパートメントで、どのようなメカニズムで成り立っているかを第1の目標として研究を進めている。どのようなコンパートメントで変化が起こっているかを見るための道具として樹上突起からのパッチクランプ法が電気生理的方法としては存在するが、シナプス形成部位であるスパイン(樹上突起棘)のレベルで観測することは不可能で、そのためにはカルシウム指示色素を用いたイメージングを電気生理的計測と同期させることが重要である。今回の研究のためにビデオレートでカルシウム動態を樹上突起棘サイズレベルまで計測することを目標に共焦点顕微鏡を導入したが、樹上突起棘サイズレベルまで観測できるようにカルシウム指示色素を高濃度に持っていくとカルシウム指示色素のもつカルシウムキレート作用の影響で生理的なカルシウム変化が抑制される可能性が明かとなってきた。すなわち高親和性であるOregon Green BAPTA 1を100μMと500μMで用いた場合、500μMでは代謝性グルタミン酸レセプター由来のカルシウムシグナルの減弱あるいは消失の傾向が見られた。この解決のためにカルシウム顕微鏡の感度を高めるように現在調整を行っている。一方、メカニズムについて、代謝性グルタミン酸レセプターを介したシグナルが可塑性に関係していることはこれまで報告された実験結果から確実であるが、現在、細胞内貯蔵庫からのカルシウム放出と細胞膜を介した遅い内向き電流に伴ったカルシウム上昇の2つを観測しており今後この2つの経路のどちらがシナプス可塑性に関与しているか、同定していく予定である。
テレビ番組の暴力描写に対する評価システムの構築

本研究の目的は、テレビ番組の暴力描写、向社会的行為描写の内容分析、これらの描写の視聴が攻撃性、向社会性に及ぼす影響を検討する縦断調査を行い、テレビ番組の暴力描写に対する評価システムを提案することであった。平成15年度には、暴力の文脈的特徴を詳細に検討した米国テレビ暴力研究のコードブックを翻訳し、平成17年度までは身体的攻撃について、平成18年度には、言語的攻撃、間接的攻撃を加えて分析を行った。その結果、フィクション番組では、視聴者の暴力の学習、恐怖世界観、脱感作を高める要素は全般的に少なかったが、暴力行為後の被害・苦痛や罰の描写が少ない、多量の暴力が多い、現実性が高いなどの特徴が見られた。言語的攻撃、間接的攻撃の描写は多くはなかったが、身体的攻撃と共通する特徴が多く見られた。向社会的行為描写については、行為の成功描写は多かったが、報酬の描写は少なく、学習を促進する要素はあまり含まれていなかった。報道番組の暴力描写では、視聴者の恐怖世界観を高める要素である正当化されない暴力や被害結果の描写がある程度見られた。CMの暴力描写では、被害・苦痛描写が少ない、現実性が高いといった暴力の学習、恐怖世界観を促進する特徴が見られた。また、報道番組、CMの向社会的行為描写では、行為の成功や魅力的な行為者が多く描かれており、学習を促進する要素がある程度見られた。縦断調査では、平成1617年度の2回の調査への協力を得た首都圏、地方の小学校13校、中学校15校のデータを分析した。攻撃性への影響については、小学生では身体的手段による暴力や魅力的な行為者による暴力の描写が間接的攻撃性を高めること、中学生では間接的攻撃の描写が攻撃性全体を高めることなどが示された。最後に、以上の内容分析、縦断調査の結果に基づいて、暴力描写の出現頻度、影響の強さを組み合わせた暴力描写の評価システムを提案した。本研究では、テレビ番組の暴力描写問題の解決に貢献するため、平成15年度から4年間に渡り、内容分析研究と縦断調査研究によって、テレビ番組の暴力性の評価、テレビ番組視聴の影響、強い影響力を持つテレビ番組の内容の特定と体系的評価システムの構築を行うこととした。初年度である平成15年度は、暴力行為の生じた文脈を捉えることのできる新しい手法として世界的に高く評価されている米国テレビ暴力研究(National Television ViolenceStudy,以下NTVS)の内容分析で用いられたコードブックを翻訳し、日本語版の冊子を作成した。分析の単位は、NTVSと同様に、暴力行為、暴力場面、番組全体という3つのレベルを採用した。ドラマ、バラエティ、アニメ等の番組に対しては、NTVSの指標を参照した。暴力行為レベルでは、暴力行為の手段、理由、回数、描写されている被害/現実に同じ暴力を受けた場合の被害の程度等の指標を用い、暴力行為の理由等、カテゴリの種類を一部追加した。暴力場面レベルでは、暴力行為に対する行為者/周囲の人々の反応、暴力描写のリアルさ等を、番組レベルでは、番組に登場したキャラクター(暴力行為者,被害者)の特徴、番組の現実性、反暴力的メッセージの有無等を用いることとした。NTVSに含まれていなかった、ニュース等のリアリティ番組に対しては、ニュースの主題、対暴力コメントなどの指標を追加した。そして、これらの指標を用いて、大学生男女に実際に日本のテレビ番組を評定してもらい、キャラクターの特徴等、コード化が難しい指標に対してはマニュアルに具体例を追記した。また、平成15年度は、平成16年度からの縦断調査研究に向けて、資料収集や質問紙作成などを開始した。

本研究では、米国テレビ暴力研究(National Television Violence Study,以下NTVS)を踏まえて、平成15年度からの4年間に、日本のテレビ番組の内容分析研究と縦断調査研究を行う。平成16年度は、暴力描写だけでなく、向社会的描写も内容分析に含め、暴力描写のコードを参考に向社会的描写のコードを作成した。暴力描写、向社会的描写ともに、分析単位はNTVSと同様、(1)行為、(2)場面、(3)番組全体の3つのレベルを採用した。評定は、コード化の研修を受けた大学生が行った。その結果、日本のフィクション番組(ドラマ,バラエティ,アニメ等)の暴力描写には、(1)行為の理由では「怒り」が多い、行為の手段では「身体的暴力」が多い、(2)行為の結果、報酬や罰が与えられることは少ない、(3)反暴力的なメッセージを伝える番組は少ないといった特徴が見られた。日本のフィクション番組の向社会的描写には、(1)行為の理由では「対象への好意・愛情」が多い、行為の手段では「身体的暴力」が多い、行為の成功が描かれることが多い、(2)行為の結果、報酬や罰が与えられることは少ない、(3)向社会的なテーマを強調する番組は少ないといった特徴が見られた。リアリティ番組(ニュース番組等)では、(1)暴力行為の理由として「個人的利益」、向社会的行為の理由として「共感」が多いなど、フィクション番組との違いが見られた一方で、(2)行為の結果として報酬や罰が少ないといった共通の結果も示された。また、(3)番組では、行為者に対するコメントはほとんど見られなかった。縦断調査に関しては、平成16年度には、暴力性、向社会性に関する児童用尺度の検討・作成を行った上で、小学校17校、中学校18校に質問紙調査を実施した。小・中学生のテレビ視聴が暴力性・向社会性に及ぼす影響については、平成17年度に検討を行う。本研究では、テレビ番組の暴力描写、向社会的行為描写の内容分析研究と、これらの描写の視聴と攻撃性、向社会性の影響を検討する縦断調査研究を行い、テレビ番組の暴力性、向社会性の評価、テレビ番組視聴の影響、強い影響力を持つテレビ番組の内容の特定と体系的評価システムの構築を行うことを目的としている。平成17年度は、昨年度に引き続き、平成15年度に作成した日本語版コード化マニュアル(米国テレビ暴力研究(National Television Violence Study ; NTVS)のコード化マニュアルを翻訳・修正したもの)に基づいて内容分析研究を実施した。その結果、日本のテレビ番組(フィクション)の暴力描写のほうがNTVSよりも視聴者への危険因子とされる描写は全般的に少なかったが、暴力行為後の苦痛描写や罰の描写が少ない、現実性が高いといった特徴があることが示された。向社会的行為描写については、行為が成功する場合が多かったものの、報酬が与えられる場合は少なく、向社会的行為の学習を促進する要素はあまり含まれていないことが示された。さらに、ニュース番組についても内容分析を行った結果、暴力行為に対する罰がフィクション番組より多かった。
自動化とSensemakingの観点から捉える教師の熟達過程に関する研究

本研究は大学の教員養成課程における教師としての成長を,授業を経験する中での教授行動の自動化と授業内の情報処理の自動化,センスメーキングの観点から捉えることを目的としている。本年度は,これまで行ってきた大学教職課程での模擬授業のリフレクションの研究にあわせて,小学校の総合的な学習の時間で同一内容を教える際の教職課程大学生と現職教員の授業の「間(ま)」の意味や頻度についての研究と,教育実習についての学生の振り返りの内容から捉えられる実習の意義についての研究を行った。本年度の成果として,授業の間についての研究と実習の意義についての研究の研究成果について学会発表を行った。また,これまで研究を行ってきた教授行動の熟達化の過程における,情報処理の自動化とセンスメーキングの変化という観点から「教える人」が育つ過程についてのシンポジウムに登壇した際の逐語録の発行,ならびに教育の実践家が専門職として成長する中で実践を「教える」ということをどのように学んできたのかを論じるシンポジウムへの登壇を行った。授業の「間」についての研究では,教師のが授業中にとる「間」について,現職教員と教職志望大学生の授業でとられた「間」を基に「間」の意味についてカテゴリーを作成し,比較を行った。授業の内容や使用する視覚教材を統一して行ったにも関わらず,現職教員の間の頻度が大学生よりも多く,多くとられる間の種類も異なることが示された。ここから,教員の力量形成の中で間の取り方,意味の持たせ方なども発達していく可能性が示唆された。今年度登壇したシンポジウムでは,看護,学校教育の実践家が専門職として成長する中で実践のとらえ方をどのように変化させ,それに伴い「教える」ということをどのように学んできたのかという話題提供を受け,人は教えるということをどのように学んでいくのか,教えるという行為の意味について議論を進めた。当初の計画では,2018年度を最終年度としていたが,研究代表者の異動に伴う研究協力者の変更などがあり,当初の計画通りのスケジュールで研究を進めることができなかった。ただし,教員としての力量形成を目指す大学教職課程のカリキュラム開発という点では,本研究に協力者として関わり,模擬授業を繰り返し行った大学生が中学校,高等学校の教員として,採用選考において模擬授業を求める全国の様々な自治体に合格するなど,一定の成果を上げており,26年度から開始した模擬授業とリフレクションを用いた教員としての力量形成プログラムの開発は一定の方向性を見いだし,成果を上げている。このような経緯からデータ収集,分析に関する機材の購入および謝金の支払いが一部遅れているため,延長年度として次年度の使用額が発生した。大学教職課程での中学校,高等学校保健体育の教員としての力量形成を研究の対象として,2014年度より2017年度までデータの収集を行い,2018年度は収集したデータの分析を行いつつ,研究環境の整備を行ってきた。2019年度も引き続き。データの分析と研究成果のとりまとめを行う。2019年度は研究計画の延長年度として,研究計画に追いつくような形での研究遂行を目指す。また,研究代表者の異動に伴い,新たに幼稚園など他の校種の教員からインタビュー調査への協力を得られる予定が立ったため,2018年度まで十分に収集することのできなかった,現職教員の力量形成について,データの収集など行い,本研究の発展的な方向性を探っていきたい。本研究は,大学の教員養成課程における教師としての成長を,授業を経験する中での教授行動の自動化と授業内の情報処理の自動化,Sensemakingの観点からとらえることを目的としている。今年度は,研究報告として3つの学会発表を行った。第一の発表では,教員志望の大学生が自身の初回の模擬授業を振り返った際にどのような内容について語るのかをリフレクションのテキスト分析から検討した。語られる内容において,生徒と準備についての言及はネガティブな表現もポジティブな内容も含まれているのに対し,生徒や黒板,授業展開についてのリフレクションはネガティブな内容が多い事が示された。初回の模擬授業においては黒板への板書,生徒への対応,授業展開などが難しいと感じられている傾向が明らかにされた。第二の発表では,教職を希望する大学生が2回の模擬授業において同一内容の授業を繰り返した際のリフレクションの内容の変化を検討した。うまくはできなかったがリラックスできたという2回目と1回目を比較してもリフレクションの内容の量的な変化として明確なものは示されなかった。質的な分析の必要性が示されたと考えられる。第三の発表では,中学校保健体育の教員を志望していた大学生の模擬授業のリフレクションで示された授業観とその後,教員として採用され,半年を経験した後のリフレクションで示された授業観を比較し,学部学生と初任教員の間に見られる成長を検討した。分析の結果,学部時代は現在の自分の心的状況や行動についてのリフレクションが多く,教える対象である生徒の行動や知識や態度に関するリフレクションが見られるようになることや,授業の前後の変化についての言及が多くなることから,教員の意識内容の中心が空間的にも時間的にも拡大していくモデルが示唆された。今後も同様の観点から大学教職課程での教員要請と教師の熟達化を研究していく。本年度は,研究報告として1つの学会発表と1つのシンポジウムの開催,話題提供,1つのシンポジウム内での話題提供を行った。研究の成果として教師の熟達化のモデルが提案された。

それは,熟達化の中で知識が暗黙知に変化するという暗黙知の理論でのみ説明されるものではなく,授業経験の積み重ねの中で自分自身の授業中の行動のことしか考えられないワーキングメモリをフルに活用する教職課程大学生の最初の状況から,徐々に自分自身の授業中の行動について自動化およびチャンク化が行われ,ワーキングメモリに余裕が生まれたときに自分の教授行動に対する児童生徒の反応に注意を払うことが可能になったり,「リフレクションインアクション」と呼ばれる教授行動を行いながらの振り返りが可能になったり,センスメーキングが行われるようになり,結果として,新任教員は授業経験を積みながら,自分の教授行動が何を目的とした行動なのかを考え,よりよい教授行動を目指す「子どもの中に変化を起こす教育」が出来るようになるというものである。このモデルの改善と妥当性の検証が次年度以降の課題になる。27年の研究計画は当初,教職課程の大学生の大学内での模擬授業で意識する内容,教育実習の研究授業で意識する内容と2年目の新任教員が授業中に意識する内容の3種類について,データを収集することを予定していた。データの収集に関しては,それぞれ進捗状況に差がある。模擬授業に関連するデータは順調に収集が進んでいる。ただし,教育実習に関するデータの収集,新任教員に対して予定していたデータの収集については予定より遅れが見られる。一方で29年に予定している大学教職課程において模擬授業を行いながら教員としての力量形成を行うためのカリキュラム開発については,自動化とセンスメーキングをワーキングメモリという観点から捉えるモデルが構築されつつあることで,方向性が見えてきた。最終的な目標である大学教職課程における教員としての力量形成のためのカリキュラム開発に向けて,研究を継続していく。本研究は大学の教員養成課程における教師としての成長を,授業を経験する中での教授行動の自動化と授業内の情報処理の自動化,センスメーキングの観点から捉えることを目的としている。本年度は,研究の成果として昨年度提案した教師の熟達化のモデルからさらに洗練されたモデルを検討する中で2つの知見が得られた。一つは授業者の緊張とリラックスの変動についてである。模擬授業を繰り返し経験する教職課程大学生は授業実施時において徐々に,リラックスも緊張もしない時間帯が増えるが,その時間帯は「集中している」という時間帯であることが確認された。これは,授業者が熟達する中で自分の行動について無意識化する一つの表れとして,自分の緊張やリラックスに意識を向けなくなる,そして子どもの反応や子どもの内面に意識を向けるようになるという解釈が可能なため,自動化モデルの妥当性を示していると考えられる。
ナノ空間メタセシス触媒の開発

本研究では,ナノメートル領域の均一な細孔を持つメソ多孔体シリカにモリブデン酸化物を担持した触媒が,オレフィン・メタセシス反応に高い活性を示すことを見出した.細孔径や細孔長の異なるメソ多孔体シリカ(HMS(n):nはゾルーゲル反応で鋳型剤として用いた第一級アルキルアミンの炭素数を示す)を調製した.HMS(n)に一定量の(NH_4)_6Mo_7O_<24>を担持した後,空気中で熱分解するとHMS(n)の細孔面にMoO_3が分散された触媒MoO_3/HMS(n)が得られた.このMo触媒を1-オクテンのn-ヘプタン溶液に加え,50°Cで加熱攪拌して,メタセシス生成物の一つの7-テトラデセンの生成量を定量した.HMS(8)(細孔径1.9nm,粒子径50nm以下)はHMS(12)(細孔径2.4nm,粒子径200700nm)やHMS(16)(細孔径2.9nm,粒子径200700nm)に比べて細孔径が小さいばかりでなく,粒子径も小さいことがSEM観察からわかった.HMS(8)の粒子径が小さいことから,細孔長もHMS(12)やHMS(16)に比べて短くなっていると推定される.1-オクテンのメタセシス反応において,MoO_3を担持したMoO_3/HMS(8)は,HMS(12)やHMS(16)に担持した触媒よりも高い活性を示した.一方,市販の非晶質シリカ(細孔径3nm)にMoO_3を同量担持したMoO_33/Si0_2は,同一反応条件下では殆ど触媒作用を示さなかった.このことより,メソ多孔体シリカの特異的な表面構造がメタセシス触媒活性種の安定化に大きく寄与していると推定される.本研究では,ナノメートル領域の均一な細孔を持つメソ多孔体シリカにモリブデン酸化物を担持した触媒が,オレフィン・メタセシス反応に高い活性を示すことを見出した.細孔径や細孔長の異なるメソ多孔体シリカ(HMS(n):nはゾルーゲル反応で鋳型剤として用いた第一級アルキルアミンの炭素数を示す)を調製した.HMS(n)に一定量の(NH_4)_6Mo_7O_<24>を担持した後,空気中で熱分解するとHMS(n)の細孔面にMoO_3が分散された触媒MoO_3/HMS(n)が得られた.このMo触媒を1-オクテンのn-ヘプタン溶液に加え,50°Cで加熱攪拌して,メタセシス生成物の一つの7-テトラデセンの生成量を定量した.HMS(8)(細孔径1.9nm,粒子径50nm以下)はHMS(12)(細孔径2.4nm,粒子径200700nm)やHMS(16)(細孔径2.9nm,粒子径200700nm)に比べて細孔径が小さいばかりでなく,粒子径も小さいことがSEM観察からわかった.HMS(8)の粒子径が小さいことから,細孔長もHMS(12)やHMS(16)に比べて短くなっていると推定される.1-オクテンのメタセシス反応において,MoO_3を担持したMoO_3/HMS(8)は,HMS(12)やHMS(16)に担持した触媒よりも高い活性を示した.一方,市販の非晶質シリカ(細孔径3nm)にMoO_3を同量担持したMoO_33/Si0_2は,同一反応条件下では殆ど触媒作用を示さなかった.このことより,メソ多孔体シリカの特異的な表面構造がメタセシス触媒活性種の安定化に大きく寄与していると推定される.
転移性肝癌におけるマイクロRNAを標的分子とした治療法開発のための基礎的研究

胃癌細胞株、MKN1、MKN45、MKN74、肝がん細胞株HLE, HLF, Huh7,Alex、大腸癌細胞株Caco2, WiDr,Colo320,膵癌細胞株PK-1, PK-7,Panc-1、食道癌細胞株T.T, KYSE30, KYSE70を用いてメトフォルミンの抗腫瘍効果を検討した。すべての癌腫において、in vitroの系でMTTアッセイにより濃度依存的に細胞増殖抑制効果があった。また、フローサイトメトリーを用いた細胞周期の解析から、メトフォルミンは、種々の癌細胞のG1アレストを引き起こしていた。メトフォルミンの細胞増殖抑制効果は、ウェスタンブロット解析から細胞周期関連分子cyclinD1、Cdk4、Cdk6、cyclinE、Cdk2を抑制していた。また、メトフォルミンはレセプター型チロシンキナーゼを有する分子、特にEGFRの活性をすべての癌腫において減少させていた。またin vivoの系でMKN74、WiDr、Huh7,Panc-1をヌードマウスに移植し、すべての癌腫において、メトフォルミンを投与群は非投与群と比較し、腫瘍の増殖は抑制されていた。またin vitro、in vivoの系でメトフォルミン投与と非投与の癌細胞において多くのマイクロRNAが変化していた。以上の結果からメトフォルミンは種々の癌細胞を細胞周期のG1で停止させ、細胞増殖を抑制すると考えられた。さらにメトフォルミン投与により種々のマイクロRNAも変化し、このマイクロRNAの変化もまた癌細胞の増殖抑制に関与していると考えられた。また、大腸がんの転移在転移性肝癌モデルを作成し、メトフォルミンの投与により、その腫瘍の増大の抑制が認められ、マイクロRNAも変化させた。胃癌細胞株、MKN1、MKN45、MKN74を用いてメトフォルミンの抗腫瘍効果を検討した。in vitroの系でMTTアッセイにより濃度依存的に細胞増殖抑制効果があった。また、その細胞増殖抑制効果は、ウェスタンブロット解析から細胞周期関連分子cyclinD_1、Cdk4、Cdk6、cyclinE、Cdk2を抑制することによって起こることが判明した。またin vivoの系でMKN74をヌードマウスに移植し、メトフォルミンを投与群は非投与群と比較し、腫瘍の増殖は抑制されていた。またin vitro、in vivoの系でメトフォルミン投与と非投与の癌細胞において1000のマイクロRNAの発現をチップを用いて解析した。メトフォルミン投与、非投与の癌細胞におけるマイクロRNAのクラスター解析によって独立した2群に分けられた。このような現象は大腸癌細胞株、肝癌癌細胞株、胆のう癌細胞株、膵癌細胞株についても解析し、胃癌と同様な結果を得ている。またレセプター型チロシンリン酸化酵素の網羅的解析をプロテインアレイを用いて解析した。EGFKの活性が、メトフォルミン投与でin vitro、in vivoの系で低下していた。またEGFKのチロシンリン酸化も低下していた。そのチロシンリン酸化部位もメンブレンアレイを用いて固定された。以上の結果からメトフォルミンは種々の癌細胞を細胞周期のG_1で停止させ、EFGKも低下させることにより、細胞増殖を抑制すると考えられた。胃癌細胞株、MKN1,MKN45,MKN74を用いてメトフォルミンの抗腫瘍効果in vitro, in vivoで確認した。さらに、メトフォルミンは、Cyclin D1を減弱させることにより、細胞周期を抑え癌細胞増殖の抑制効果が見られた。マイクロRNAの網羅的解析から、メトフォルミンの投与によって、let7の増加がみられ、そのターゲット遺伝子であるCyclin D1が減少するのではないかと考えられた。

この内容はMol, Cancer Therapeutics 11, 549-560, 2012.に掲載した。さらに、食道癌、大腸癌、膵臓癌、胆肝細胞癌、肝癌、についても同様な現象が見られているごとを確認している。また、メトフォルミンの血管新生分子の発現に関して、Angなどの発現が、低下しており、血管新生分子の抑制を関して、癌細胞の増殖抑制に働いていると考えられる。現在転移性肝癌モデルを作成し、メトフォルミンの抑制効果を確認するとともに、let7の遺伝子導入により、in vitro, in vivoの系で種々の癌細胞の増殖が抑制できるかどうかを確認している。すべての癌腫において、in vitroの系でMTTアッセイにより濃度依存的に細胞増殖抑制効果があった。また、フローサイトメトリーを用いた細胞周期の解析から、メトフォルミンは、種々の癌細胞のG1アレストを引き起こしていた。メトフォルミンの細胞増殖抑制効果は、ウェスタンブロット解析から細胞周期関連分子cyclinD1、Cdk4、Cdk6、cyclinE、Cdk2を抑制していた。また、メトフォルミンはレセプター型チロシンキナーゼを有する分子、特にEGFRの活性をすべての癌腫において減少させていた。またin vivoの系でMKN74、WiDr、Huh7,Panc-1をヌードマウスに移植し、すべての癌腫において、メトフォルミンを投与群は非投与群と比較し、腫瘍の増殖は抑制されていた。またin vitro、in vivoの系でメトフォルミン投与と非投与の癌細胞において多くのマイクロRNAが変化していた。以上の結果からメトフォルミンは種々の癌細胞を細胞周期のG1で停止させ、細胞増殖を抑制すると考えられた。さらにメトフォルミン投与により種々のマイクロRNAも変化し、このマイクロRNAの変化もまた癌細胞の増殖抑制に関与していると考えられた。また、大腸がんの転移在転移性肝癌モデルを作成し、メトフォルミンの投与により、その腫瘍の増大の抑制が認められ、マイクロRNAも変化させた。転移性肝がんの原発巣である、食道癌、胃癌、大腸癌について、増殖抑制効果を示すマイクロRNAを同定したが、まだ、転移性肝癌について行っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。転移性肝癌モデルを作成し、増殖抑制効果を示すマイクロRNAのうち、let7を誘導させ、転移を抑制するかどうかを確認する。
カルレティキュリンは心筋細胞の発生分化増殖を制御する

「目的」心不全の治療法として再生医学が注目されているが、臨床応用されるには、心筋細胞の発生分化機序の解明など、多くの課題が残されている。近年、分子シャペロンがタンパク質の品質管理やシグナル伝達、転写調節などの多彩な機能以外に、発生進化システムを制御する重要な分子群であることが示唆された。一方、粗面小胞体に局在する分子シャペロンであるカルレティキュリン(CRT)が、心臓の発生分化に必須であり、その生理機能の重要性が報告された。しかしその分子機構についての詳細は明らかではない。そこでCRTの心筋発生分化における生理機能の解析を目的とした。「方法」心筋細胞発生分化モデルとして知られる心筋芽細胞・H9c2に、マウスのCRT遺伝子発現ベクターを導入し、CRT高発現心筋芽細胞株を樹立し、その解析を行った。「結果」レチノイン酸による分化誘導72時間後には、コントロール細胞に比べ、CRT高発現細胞ではアポトーシスが促進されることを見い出した。また、分化誘導24時間後での細胞内生存シグナルであるPKB/Aktの活性は、コントロールに比してCRT高発現細胞株でより減弱することを見い出した。その分子機構として、CRT高発現細胞では細胞内Ca^<2+>濃度の調節を介し、プロテインホスファターゼPP2Aの発現量を制御し、PKB/Aktの脱リン酸化が促進されるという、これまでにない新たなアポトーシス制御機構を発見した。「目的」分子シャペロン・カルレティキュリン(CRT)は、粗面小胞体に局在し、分泌あるいは膜タンパク質の品質管理やシグナル伝達、転写調節などの多彩な機能があると考えられている。一方、CRTが、心臓の発生分化に必須であることがノックアウトマウスの解析から報告された。本研究は心筋細胞の分化に及ぼすCRTの分子作用機構を明らかにすることを研究目的とした。「方法」心筋細胞発生分化モデルとして知られる心筋芽細胞・H9c2に、マウスのCRT遺伝子(sense/antisense)発現ベクターを導入し、CRT高/低発現心筋芽細胞株を樹立した。これらの細胞株を用いて、レチノイン酸処理による分化誘導条件での細胞内シグナル伝達機序を解析した。「結果」分化誘導72時間後には、コントロール細胞では分化誘導により増殖が停止して細胞が融合膨化した。一方、CRT高発現細胞株では分化誘導により細胞数が減少した。形態学的には浮遊し球状化した細胞が多く見られた。その原因としてPropidiun iodideを用いた細胞周期解析でsubG1分画の増加を認め、Tunel assayでtunel陽性細胞の増加、さらにカスパーゼ3活性の増加などから、CRT高発現心筋芽細胞株ではコントロールよりも強くアポトーシスの関与が示唆された。そこでアポトーシス関連タンパクであるBc1-2,Baxのタンパク発現量をしらべたが、その挙動には差異がなかった。一方、分化誘導24時間後でのAktの活性はコントロールに比してCRT高発現細胞株でより減弱することを見い出した。「結論」CRT高発現株ではAktシグナルを介したアボトーシスに対する感受性が増強することが示唆された。今後CRTがAkt活性に関与する機構についてのさらなる検討が必要である。「方法」

心筋細胞発生分化モデルとして知られる心筋芽細胞・H9c2に、マウスのCRT遺伝子発現ベクターを導入し、CRT高発現心筋芽細胞株を樹立し、その解析を行った。「結果」レチノイン酸による分化誘導72時間後には、コントロール細胞に比べ、CRT高発現細胞ではアポトーシスが促進されることを見い出した。また、分化誘導24時間後での細胞内生存シグナルであるPKB/Aktの活性は、コントロールに比してCRT高発現細胞株でより減弱することを見い出した。その分子機構として、CRT高発現細胞では細胞内Ca^<2+>濃度の調節を介し、プロテインホスファターゼPP2Aの発現量を制御し、PKB/Aktの脱リン酸化が促進されるという、これまでにない新たなアポトーシス制御機構を発見した。
癌化関連遺伝子の特異的形質発現機構および構造解析

本研究班は所調発癌遺伝子そのものを直接に研究するのではなく、発癌物質の代謝活性化に関与する遺伝子や癌化に伴なって発現の著しく変化する遺伝子の発現制御機構を明らかにして、癌細胞の遺伝子発現制御の異常の本質を明らかにすることを目的に編成されたものである。今年度の実績は次の通りである。1)発癌マーカーとして注目されている胎盤グルタチオンSトランスフェラーゼ遺伝子はその構造の決定及び遺伝子発現にエンハンサー及びサイレンサーとして働く部位が各々2.5Kb及び0.4Kb上流に存在することを明らかにした。2)アルドラーゼB遺伝子については、遺伝子発現と平行してMr35kDの蛋白質が遺伝子上流0.15Kbに結合することを明らかにし、この結合部位がステロイドホルモン受容体の結合位GREとホモロジーを持つことがわかった。さらに0.3Kb上流がDNaseに高感受性になる。3)P-450c遺伝子については薬物誘導に必須な構造XREを明らかにし、この構造が遺伝子上流に複数存在していること、GREとホモロジーがあることを明らかにした。4)顆粒球コロニー刺激因子についてはヒト及びマウスの遺伝子についてその構造を決定し、ヒトにおいて2種類存在するG-CFSは選択的スプライシングによることを証明した。5)発癌剤や発癌プロモーターによって発現するP32蛋白質のcDNAクローニングを行い、部分的構造解析の結果C末端に【Ca^(2+)】結合部位を持つ蛋白であることを明らかにした。6)キニノーゲン遺伝子において選択的スプライシングの効率を決定する遺伝子領域を決めた。7)AH60cラット腹水肝癌ではLTR様構造及びInsulin-like growthfactor,glyceraldehyde 3-phophate dehydrogenaseが特異的に発現していることがわかった。8)ヒト急性白血病細胞においてT細胞受容体のΒ鎖のCβ1遺伝子が染色体6番に転座していることを示した。9)癌細胞で特異的に減少しているtRNA-guanine transglycosylase遺伝子分離のために部分一次構造を決定した。
マガン由来強毒型マレック病ウイルスのゲノム解析とその国内侵入の可能性の検討

マガン由来マレック病ウイルス血清型1(MDV1)の病原性及び日本国内への強毒ウイルスの導入の可能性を明らかにするため、平成1517年度に北海道やロシアのガン・カモ類の飛来地・換羽地などでの材料採取を行った。北海道クッチャロ湖畔でカモ類200羽、ロシアカムチャツカ半島南部でヒシクイ63羽、飼育されているシジュウカラガン15羽、ロシアチェトコ自治区アナディル近郊でマガン50羽を捕獲し、羽(羽軸)及び血液材料(血液濾紙)を採取した。また北海道宮島沼でのマガン捕獲も行い(147羽)、同様に材料を採取した。これらの材料より、全細胞DNAを抽出し、当研究室で樹立したMDV1のmeq遺伝子を標的としたnested PCR法にてMDV1の遺伝子診断を行った。その結果、カモ類からは、MDV1は検出されなかったが、マガンなどガン由来材料の2530%からMDV1が検出された。これらのガン類は臨床的症状を示してはいなかったが、本研究で野生ガン類のMDV1汚染が明らかとなった。さらにマガン由来MDV1の病原性を解析するために、検出されたMDV1のmeq遺伝子やgB遺伝子などについて塩基配列を解析した。ガン類由来MDV1のmeq遺伝子は、これまで報告されている超強毒MDV1のmeq遺伝子と高い相同性を示し、さらにgL遺伝子において超強毒MDV1で報告されている変異が存在していた。このことはガン類では強毒MDV1株が感染・維持されていることを示している。しかしgB遺伝子の比較の結果、北海道でワクチンブレークを起こした鶏から検出された強毒MDV1とは若干異なっていることが示されたが、ロシアで分離したマガン由来MDV1株のひとつが、北海道で分離されたMDV1株と近縁であり、マガン-鶏間のMDV1の伝播の可能性も示唆された。今後、より多くのマガンあるいは他の野鳥由来MDV株の性状解析が必要と思われる。マガン由来マレック病ウイルス血清型1(MDV1)の病原性及び日本国内への強毒ウイルスの導入の可能性を明らかにするため、北海道やロシアカムチャツカ半島などのガン・カモ類の飛来地・換羽地などでのフィールド調査を行った。本年度は北海道クッチャロ湖畔でオナガガモなどのカモ類200羽、ロシアカムチャツカ半島南部のマコベツコエ湖でヒシクイ60羽、州都ペトロパブロスクカムチャツキー近郊で飼育されているシジュウカラガン15羽から、羽(羽軸)及び血液材料(血液濾紙)を採取した。その結果、オナガガモなどのカモ類からは、MDV1は検出されなかったが、ロシアで採取したヒシクイ・シジュウカラガン由来材料の2738%からMDV1が検出された。これらのガン類は臨床的には症状を示してはいなかったが、本研究で野生のガン類のMDV1による汚染が明らかとなった。次年度はさらにガン・カモ類の分子疫学調査を行うため、マガンの繁殖地であるロシアチェトコ半島での材料採取を予定している。今回ヒシクイなどで検出されたMDV1のmeq遺伝子について、その塩基配列を解析した。

その結果、これまでMDV1で報告されているmeq遺伝子と高い相同性を示し、また弱毒MDV1で検出されるL-meq遺伝子も少数で検出されたが、多数は強毒MDV1由来と思われるmeq遺伝子であった。今後さらに他のMDV1遺伝子領域を解析する予定であり、さらに北海道の養鶏場で検出されたMDV1との比較を行い、ガン由来MDV1の分子生物学的性状を明かにしていく。マガン由来マレック病ウイルス血清型1(MDV1)の病原性及び日本国内への強毒ウイルスの導入の可能性を明らかにするため、平成15年度のロシアカムチャツカ半島南部のマコベツコエ湖でのヒシクイや、州都ペトロパブロスクカムチャツキー近郊で飼育されているシジュウカラガンからの採材に続き、本年度は、ロシアチェトコ自治区アナディル近郊のマガン換羽・繁殖地および飛来地である北海道美唄市宮島沼でのマガン捕獲(それぞれ50羽ずつ)・羽(羽軸)及び血液材料(血液濾紙)の採取を行った。そしてこれらの材料より、全細胞DNAを抽出し、当研究室で樹立したMDV1のmeq遺伝子を標的としたnested PCR法にてMDV1の遺伝子診断を行った。その結果、マガン由来材料の2830%からMDV1が検出された。これらのガン類は臨床的には症状を示してはいなかったが、本研究で野生のガン類に広くMDV1が分布していることが明らかとなった。これまで本研究でガン類から検出されたMDV1のmeq遺伝子やgB遺伝子などについて、その塩基配列を解析した。その結果、これまでガン類由来MDV1のmeq遺伝子は、これまで報告されている超強毒MDV1のmeq遺伝子と高い相同性を示し、さらにgL遺伝子において超強毒MDV1で報告されている変異が存在していた。しかしgB遺伝子の比較の結果、北海道でワクチンブレークを起こした鶏から検出された強毒MDV1とは若干異なっていることが示され、現時点ではマガンと鶏間でのMDV1のクロストークはないことが示された。今後さらに他のMDV1遺伝子領域を解析する予定であり、ガン由来MDV1の分子生物学的性状を明かにしていく。また次年度も飛来地である美唄市宮島沼におけるガン類の分子疫学調査を予定している。本年度は、これまでロシア(アナディル周辺(平成16年度)・カムチャツカ半島(平成15年度))で採取した羽材料由来MDVゲノム材料のより詳細な分子生物学的解析および、北海道宮島沼におけるマガン捕獲(4月および10月)と羽材料及び血液材料を用いたMDV分子疫学調査を行った。北海道で捕獲したマガンのnested-PCR法による分子疫学調査の結果(4月に22羽、10月に75羽)、前年度までの結果と同様に、時期を問わず約2136%のマガン材料がMDVゲノム陽性を示し、ガン類でのMDV汚染は明白な事実であることが判明した。またこれら陽性を示した材料についてmeq遺伝子の塩基配列を決定したところ、従来強毒株として報告されているMd5株と類似していることが示され、ガン類では近縁の強毒MDV株が感染・維持されていることが示唆された。昨年度まで採取したマガン由来MDVの塩基配列解析を行った結果、大部分のマガン由来MDV株はmeq遺伝子以外においてもMd5株と極めて類似していることが判明した。さらに日本国内でワクチンブレークを引き起こすMDV株を各地で分離し、その分子生物学的性状を明らかにして、マガン由来MDV株との比較を行った。その結果、国内分離MDV株はmeq遺伝子、gB遺伝子、gL遺伝子配列において、マガン由来MDVとは異なっていることが示され、マガン由来MDVに近縁な株の分離はできなかった。
DLK-JIP-JNK複合体による細胞内輸送制御の新たな分子機構解明

我々は細胞の中の物流を制御するメカニズムの解明に向け、JIP1と呼ばれるタンパク質を対象とした研究を行って来ました。JIP1は、細胞内の物流を支えるモータータンパク質の代表格であるキネシンと結合してこれを活性化すると共に、「荷物」となる種々のタンパク質とキネシンとを繋ぐアダブター分子としての機能を兼ね備えたタンパク質です。我々は、JIP1に結合する種々の「荷物」分子の内、特定のものがJIP1とキネシンとの結合とキネシン活性制御に関わる可能性を見出しました。JIPは代表的なモータータンパク質であるキネシンと種々のカーゴを結ぶアダプタータンパク質であると共に、細胞の分化、増殖、アポトーシス、免疫応答等に関わることで知られるc-Jun N-terminal kinase(JNK)とこれの活性化酵素群(DLK、MKK7)と結合する。このことは、JNKの多様な生理機能の少なくとも一部がJIPを介した細胞内輸送に依存している可能性を示唆している。しかし、どのような形態のJNKがJIPに結合するのかについては不明であった。すなわち、JNKはシグナル伝達の上流に位置するタンパク質リン酸化酵素によりリン酸化され、活性型となることが知られているが、リン酸化されたJNKとリン酸化されていないJNKとの間でJIPとの結合能に差があるのか否かについて明確な知見はなかった。これはJIPを介したシグナル伝達のメカニズムを探る上で根本となる課題であり、我々はまずこの点を明らかにする目的で免疫沈降法を用いた実験を行い、以下の結果を得た。1)リン酸化されたJNKとリン酸化されていないJNKを比較すると、リン酸化されたJNKの方がJIP1とより強く結合する、2)このリン酸化されたJNKのJIP1内での結合は既に報告のあったJNK binding domain(JBD)に依存する。3)リン酸化されたJNKとJIP-1の結合能力はJIP1のC末端deletionによって増強する。これらの結果から、リン酸化されたJNKがJIP1のJBDに選択的に結合し、JIP1のC末端部分が関与する何らかのメカニズムにより、リン酸化されたJNKのJIP1への結合が制御されるというモデルが考えられる。現在このモデルの検証を行うと伴に、細胞内輸送との関わりについて検討を進めている。種々の細胞が持つ独特の機能は、その細胞でどのようなタンパク質を合成するかといった遺伝子発現のレベルの他に、合成したタンパク質(或いは脂質、糖、核酸)をどこに配置するかということに大きく依存している。このような特異的な(方向性を持った)物質輸送は、特に神経細胞のような高度に極性化した細胞の発生過程に於いても重要な意味を持つものである。これまでに種々の細胞内小器宮へのターゲッティングの分子機構については既に多くの研究報告があるが、細胞質内に於いて輸送の方向性や効率を制御する分子機構についてはほとんど分っていない。本研究ではこれの解明に向け、DLK-JIP-JNK複合体を切り口とした解析を行った。JIP1はキネシン(kinesin-1)と結合し、その活性化を促すタンパク質であり、キネシンは細胞内の物質輸送を司る主要なモータータンパク質の一つであることから、我々はこのJIP1の機能を制御するシステムの解明が細胞内輸送制御のシステムを知る上で重要と考えた。そこでまずキネシンとJIP1との結合制御に与るドメインをJIP1上に同定した。さらにこのドメインに特定のカーゴ分子(輸送物質)の結合することがキネシンの活性化に繋がる事を示唆する結果を得た。現在この分子の同定を進めると共に、JIP1の他の部位に結合するJNK,DLKといったシグナル伝達因子のこのシステムへの関与を検定している。神経細胞内での物質輸送の異常が様々な神経疾患の原因になることが近年報告されていることから、このような独自の切り口からの研究を展開することは神経細胞の発生や機能制御に関わる複雑な分子システムの解明に大きく貢献するのみならず、神経疾患の原因究明や治療法の開発に役立っことが期待される。
アドレナリン分泌機序におけるＴＡＳＫチャネルの機能と生理的意義の解明

内分泌細胞におけるTASK1チャネルの機能調節の分子機構について、薬理学的・分子生物学的手法を用いて解析した。NGF存在下の副腎髄質細胞およびPC12細胞において、TASK1チャネルは、ジロイシンモチーフを介したクラスリン依存性エンドサイトーシスによって制御されていることを明らかにした。さらに、その制御には、Src/PI3K/PLCが重要な役割を果たすことを示唆した。また、NGF長期存在下では、遺伝子・蛋白質レベルで発現制抑制が観察された。以上の結果より、TASK1チャネルは、エンドサイトーシスによる細胞膜発現の制御、遺伝子・蛋白質レベルでの発現制御によって機能調節されていることが示唆された。本研究は、内分泌細胞のホルモン分泌機構におけるTASK1チャネルの機能および生理的意義の解明を最終目的としている。本研究課題までに、1)TASK1チャネル蛋白質が、様々なほ乳類の副腎髄質に発現していること、2)ラット副腎髄質細胞においてTASK1チャネルが、pH依存的にカテコールアミン分泌調節に関与することを明らかにした。本研究課題では、さらにTASK1チャネルの機能調節機構について詳細に解析した。PC12細胞をNGF処理により神経様に形質転換させた際、1)TASK1チャネルが、ジロイシンモチーフ(Leu263/364)を介したクラスリン依存性エンドサイトーシスによって細胞膜から細胞質へと移行すること、2)長期間処理では、遺伝子およびタンパク質レベルで発現が抑制されていること、3)TASK3チャネルは刺激前後で細胞膜局在のままであることを見いだした。さらに、TASK1チャネルエンドサイトーシスの制御には、PI3K、PLCγ、PKCの活性化、Src tyrosine kinasesの活性化及び相互作用が関与することを示唆した。以上の結果より、TASK1チャネルは、蛋白質レベルでの制御(recycling and/or degradation pathways)および遺伝子レベルでの発現抑制により機能調節されていることが示唆された。本年度までに、内分泌細胞におけるTASK1チャネルの機能調節にクラスリン依存性エンドサントーシスが関与することを明らかにした。また、その制御にPKCおよびSrc tyrosine kinaseの活性化、PI3K、PLCによる直接的あるいは間接的な制御が関与することが示唆された。今年度は、さらにTASK1チャネルエンドサイトーシスの分子機構を詳細に解析した。PKCの関与について各種阻害剤を用いて解析した結果、PKCの3つのisoform(conventional, novel, atypical)のうち、conventional PKCがTASK1チャネルのエンドサイトーシスに関与することを明らかにした。さらに、Src tyrosine kinasesの関与についてProximity Ligation Assayを用いて解析した結果、Src tyrosine kinasesの活性化だけでなく直接的あるいは間接的な相互作用が、TASK1チャネルエンドサイトーシスに関与することを明らかにした。また、遺伝子レベルでの制御についてQuantitative RT-PCR法を用いて解析した。その結果、長期間のNGF存在下では、TASK1チャネルmRNA量の減少が観察され、TASK1チャネルの機能調節に蛋白質レベルでの制御(recycling and/or degradation pathways)に加え、遺伝子レベルでの発現抑制も関与することが示唆された。本年度は、引き続きTASK1チャネルの機能調節機構を詳細に解析した。TASK1チャネルの機能調節に、クラスリン依存性エンドサイトーシスが関与することを明らかにし、さらにその制御に関わる分子群を明らかにした。また、TASK1チャネルの機能調節に遺伝子レベルでの発現調節も関与することを明らかにした。それら結果は学術論文に投稿し、受理され、当年度の目的は達成された。次年度は、細胞レベルでのTASK1チャネルの機能調節機構に加え、TASKチャネルノックアウトマウスを用いた個体レベルでの機能解析へと移行でき、順調に進展している。TASK1チャネルの機能調節機構の一端が分子レベルで明らかになりつつある。さらに、分子生物学的、生化学的、光学的手法を用いて、TASK1チャネルの機能調節機構の全容を明らかにする。個体レベルでのTASKチャネルの解析については、TASKチャネルノックアウトマウスの交配、維持は順調に進んでおり、またトレッドミル(ベルト式強制走行装置)の導入も完了した。それらマウスを用いた運動量、血中アドレナリン量、pH、K+濃度等の解析により、個体レベルでのTASK1チャネルの生理的意義の解明が計画通りに進展するものと期待できる。TASK1チャネルの機能調節機構の全容を明らかにするため、様々な手法を用いてさらに解析を進めていく。そのために遺伝子工学製品や細胞培養関連製品などの消耗品、顕微鏡やHPLCの設備備品費を必要とする。TASKチャネルKOマウスを用いた内分泌細胞の機能発現におけるTASK1チャネルの発現意義について電気生理学的手法やカルシウムイメージングを用いた解析を行う。そのために必要な消耗品、設備備品費を必要とする。

さらに、ストレスおよび運動負荷に伴うアドレナリン分泌機序におけるTASK1チャネルの役割についてTASKチャネルKOマウスを用いた解析を行う。そのために血液生化学検査受託費等の消耗品やトレッドミル(ベルト式強制走行装置)などの負荷装置の設備備品費を必要とする。加えて、成果報告の論文投稿、KOマウス維持のための飼育費の経費を必要とする。また、今後さらに研究を発展させるために、他の研究機関との共同研究が必要になるものと考えられる。よって、研究成果の学会発表だけでなく他研究機関の研究者との交流のため、学会等へ積極的に参加するため旅費を必要とする。また、得られた研究結果によって、研究計画の変更や更なる新規展開が考えられる。その際生じるKOマウスの継続的な維持費や、各種解析に必要な消耗品、設備備品の購入は、繰越費請求や新規の科学研究費申請により行う。
噴霧の保炎機構を再検討するための微小重力環境を利用した冷炎燃え広がりに関する研究

航空機用ガスタービンのNOx排出量削減や高熱効率化は急務な課題であり,こうした背景から進められているコアエンジンの小型高出力化や希薄予混合燃焼方式の導入は,どちらも燃焼器における逆火現象を誘発しやすい.噴霧火炎基部で起こる燃料液滴間の火炎燃え広がり現象を把握することが燃焼器の設計要件を明らかにするためには必要である.本研究では,噴霧火炎基部や燃料予蒸発管内で起こりうる燃料液滴の冷炎点火・燃え広がりに着目し,噴霧を単純化した燃料液滴列を対象にし,基礎的な研究を行う.軸対称な火炎燃え広がりが実現される微小重力環境を利用した実験を行うことで,数値シミュレーションの検証を容易にする.航空機用ガスタービンのNOx排出量削減や高熱効率化は急務な課題であり,こうした背景から進められているコアエンジンの小型高出力化や希薄予混合燃焼方式の導入は,どちらも燃焼器における逆火現象を誘発しやすい.噴霧火炎基部で起こる燃料液滴間の火炎燃え広がり現象を把握することが燃焼器の設計要件を明らかにするためには必要である.本研究では,噴霧火炎基部や燃料予蒸発管内で起こりうる燃料液滴の冷炎点火・燃え広がりに着目し,噴霧を単純化した燃料液滴列を対象にし,基礎的な研究を行う.軸対称な火炎燃え広がりが実現される微小重力環境を利用した実験を行うことで,数値シミュレーションの検証を容易にする.
糖鎖連結光線力学療法用光増感剤の開発と臨床応用へ向けた非臨床試験

糖は医療用化合物に導入することにより、それらの毒性の軽減・水溶性の向上等の機能が期待される。初年度は、「がん」の治療法として最近注目されている光線力学療法(PDT)のための新規糖鎖連結光増感剤の開発と評価を行い、糖鎖連結フッ素クロリン誘導体、およびフラーレン誘導体のPDT効果や一重項酸素生成ダイナミクスを明らかにした。しかし「PDT評価」に関する研究の継続が困難となったため、昨年度より、本研究課題の前段部分であるPDT効果が期待できる「新物質・新規増感剤の触媒的高効率合成法の開発」に関する研究を進めている。昨年度は、ロジウム錯体触媒を用い、ケテン類とイソチオシアナートからロダニン誘導体が一段階で合成できることを明らかにしたが、本年度は、触媒系および反応条件の最適化を行うことにより、ロダニン誘導体が定量的に得られる新しいロジウム触媒系([RhCl(1,5-cod)]2/dpp bor xantphos)の開発に成功した。さらに、一酸化炭素を取り込んだ新しいヘテロ環構築反応には、ルテニウム錯体触媒が高い触媒活性を示すことを見出した。例えば、カルボジイミド、アルキン、一酸化炭素の分子間[2+2+1]共付加環化反応によるアゾリノン誘導体の新合成法、およびケテン、アルキン、一酸化炭素の分子間[2+2+1]共付加環化反応による5-アルキリデン-2-フラノン誘導体の新合成法の開発に成功した。いずれの反応も副生成物を一切排出しない原子効率に優れた触媒的新規分子間ヘテロPauson-Khand型反応であり、得られたヘテロ環状化合物は、いずれも光感受性化合物として有用と考えられ、その物性およびPDT効果が期待される糖は医療用化合物に導入することにより、毒性の軽減・水溶性の向上等の機能を誘起することが期待される。本研究では、「がん」の治療法として注目されている光線力学療法(PDT)のための新規糖鎖連結光増感剤の開発と評価を行った。まず、新たに合成した糖鎖連結フッ素クロリン誘導体は、卵巣がん細胞に対して極めて高いPDT効果を示し、糖鎖の導入による暗所毒性の軽減が認められた。次に、フラーレン誘導体は、ポルフィリンやクロリン誘導体よりも高効率に一重項酸素を生成することが知られていることから、本研究では、窒素を介した糖鎖連結フラーレンと炭素を介した糖鎖連結フラーレンを新たに合成し、膀胱がん細胞に対するPDT効果を明らかにするとともに、一重項酸素生成ダイナミクスを明らかにした。以上の研究により、糖鎖連結クロリンおよびフラーレン誘導体は、いずれも新しい光線力学療法(PDT)剤としての利用が可能であることを示した。一方、次年度の「PDT評価」に関する研究の継続が困難となったため、本年度は、本研究課題の前段部分であるPDT効果が期待できる「新物質・新規増感剤の触媒的高効率合成法の開発」に関する研究を並行して行った。まず、ロジウム錯体触媒を用い、ケテン類とイソチオシアナートからロダニン誘導体が一段階で高収率、高選択的に合成可能であることを明らかにした。ロダニン誘導体は、糖尿病薬や病理検体の銅検出薬として広く医療現場で用いられている化合物であるとともに、最近では、色素増感太陽電池への応用も検討されている極めて重要な化合物である。さらに、ロジウム錯体触媒を用いるケテン類とアルキンとの交差カップリング反応において、ケテン類の構造により、ジエノン誘導体とフラン誘導体がそれぞれ選択的に得られること、およびルテニウム錯体触媒を用いるエチレンの高選択的三量化反応の開発に成功した。いずれの反応も副生成物を一切排出しない原子効率に優れた触媒的新規分子間ヘテロPauson-Khand型反応であり、得られたヘテロ環状化合物は、いずれも光感受性化合物として有用と考えられ、その物性およびPDT効果が期待される