hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写制御因子HIF-1による抗癌剤耐性獲得の分子機構とそれに対する癌治療法の開発

今回の結果から、ゲフィチニブ耐性獲得の大きな要因になっているHGF刺激を加えた際にgefitinib処理によるHIF-1α抑制が見られないこと、HGFによってgefitinib耐性を獲得した状態で、gefitinibとHIF-1阻害剤を使用するとアポトーシスの誘導が観察され、HIF-1が肺非小細胞癌の耐性獲得に重要である事を明らかにした。今後は、もう一つの大きな要因となっているc-Met遺伝子増幅についても検討を加えるが、c-MetはHGFの主要シグナル伝達分子であり、この経路にも効果がある事が期待出来る。更に、ヒト肺癌患者サンプルでのHIF-1αの発現量と臨床経過の比較から、HIF-1αの発現が高いと予後が悪いということを示す結果が得られつつあり、この面からも効果が上がっていると考えている。これらの結果は、HIF-1による癌治療抵抗性の獲得の重要性を示したものであり、これを標的とする事で肺癌やそれ以外の癌でも効果的な治療法を検討する上で重要な結果であると考える。更に、Gli1がMEP50/PRMT5を介して活性化すること、この活性化を介して肺癌幹細胞が維持されていることを見出した。このことは、これまでに知られておらず、癌幹細胞の研究分野でも世界の先端をいくものと考えている。更に、MEP50とPRMT5の両者がSTAT3によって発現誘導されること、IL-6刺激がSTAT3を介してGli1を活性化させること、実際にIL-6刺激やヌードマウスへの移植実験で腫瘍に炎症刺激を加えるとこの経路依存的に癌幹細胞数が増加するを明らかにした。癌幹細胞が微小環境内で炎症によって維持されているのではないかという報告はあるが、今回結果はこの機構を明らかにした。これらの結果は、癌幹細胞を標的とした癌の効果的な治療法の開発においても重要であり、今回の研究は当初の計画以上に進展していると考える。分子生物学肺非小細胞癌でgefitinib処理により転写因子FoxO3が活性化してBimを誘導してアポトーシスを起こすが、このFoxO3の活性化機構を解明することで、gefitinibの癌細胞に対する効果の機構を明らかにする。次に、HIF-1によるアポトーシス抑制の分子機構をBcl-2ファミリー分子に対する作用の面から解析し、明らかにすることを行う。これらの研究で得られた成果は、効果的な癌治療法の開発につながると考えている。HIF-1が癌幹細胞の維持に関わっていること、Gli1の活性化を促進することが知られている。このことから、HIF-1による癌幹細胞の維持機構をGli1との相互作用の観点から解析する。実際に、両者は相互作用をするのかは、MRP50/PRMT5/Gli1野芥色に対してのHIF-1の作用、HIF-1を抑制した時に、これらの経路に影響があるかといった観点から研究を進める。さらに、HIF-1はグルコース代謝を亢進させて低酸素状態に対応する。一方で、我々は癌幹細胞でグルコース代謝が亢進していること、癌幹細胞数は高グルコース培地や低グルコース培地で培養した後に、同じ条件でスフェア形成細胞数を計ると、高グルコース培地で増加し、低グルコース培地で低下する結果を得ている。この結果から、HIF-1による癌幹細胞の維持機構を代謝のリプログラミングの観点から解析する。さらに、癌は慢性炎症から誘発されるが、HIF-1は炎症によって活性化して炎症反応の応答にも関わることが知られており、癌幹細胞の維持にも炎症が促進的に働くことが知られている。このことから炎症による癌幹細胞の維持機構をHIF-1とGli1の相互作用、代謝のリプログラミングの観点から明らかにすることを計画している。
ターゲットシークエンス法による全前脳胞症の遺伝学的診断基盤の確立

全前脳胞症(Holoprosencephaly:HPE)はヒトの脳や顔面に奇形を呈する疾患の中で最も発生頻度の高い疾患の一つである。胎児期早期の神経管の腹側化障害により左右の大脳半球(前脳)が分離不全を生じ,正中部で大脳皮質・基底核・視床の癒合を認め、顔面正中部の異常を呈する。唇顎口蓋裂症例の中には、鼻中隔や鼻柱などの低形成や中間顎の狭小化、眼窩間距離の短縮といったHPEを思わせるような顔貌を呈しながらも、脳実質の構造や知能・身体発達面に明らかな異常がない症例が存在する。このように、画像診断上脳に奇形を認めず、知能発達面に異常がない症例について、HPEのnormal endにも属さない全く独立した疾患として、Binderoid complete cleft lip/plateという概念が従来提唱されてきた。平成30年度中に、東北大学病院小児科・形成外科・宮城県立こども病院から2例の典型的なHPE症例に加えBinderoid complete cleft lip/plateと診断された症例17例を同定した。東北大学医学系研究科の遺伝子検査に関する指針などに従って作成した同意書を用いて、主治医が患者もしくは家族よりインフォームドコンセントを取得中である。同時に環境要因の解析のため、調査票を用いて両親の年齢、職業、既往歴、生活歴、内服薬の有無などについて情報を収集中である。研究の遂行にあたっては、平成29年度中に東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の承認を得た(「研究課題:次世代シークエンサーを用いた網羅的解析による全前脳胞症の遺伝子解析研究」、受付番号: 2017-1-195)。症例収集については平成29年度中に当院および関連病院に周知し、現在までにBinderoid cleftlip/plateを含む17例が同定された。さらに典型的なHPE2症例を同定した。当初の予定では平成30年度中に既知の遺伝子変異の同定、及びHPEの発症に関わる主要なpathwayに含まれる遺伝子の変異の同定までを想定していたが、現時点でそこまでは到達していない。本研究を遂行するにあたり、個々の症例に対する本研究参加へのインフォームドコンセントに十分な時間をあてているため、検体および臨床症状の収集に想定よりも時間を要している。今後も引き続き十分な説明を行い、インフォームドコンセントを得た上で研究を遂行する方針である。MLPA法やCGHアレイ法による解析は、すでにセットアップが完了している。次世代シークエンサーについても当院当科で運用が開始されており、その協力を得て速やかに研究を行える状況である。TargetedNGS assayに関してはアメリカ国立衛生研究所のDr. Maximilian Muenkeの研究室で先行研究が進行中であり、技術的支援を受けることが可能である。収集した症例に対し、引き続き以下の順序で解析を進める。臨床的にその表現型は極めて多様性に富んでおり、最重症例では単眼症や前脳の未分割を呈するが、軽症例では単一中切歯等の微細な小奇形を呈するのみである。このように、画像診断上脳に奇形を認めず、知能発達面に異常がない症例で、患者母にワーファリン内服の既往やアルコール摂取などの妊娠歴の異常がない症例は、HPEのnormal endにも属さない全く独立した疾患として、Binderoid complete cleft lip/plateという概念が従来提唱されてきた。これまでBinderoid cleft lip/plateにおける遺伝学的背景はほとんど明らかにされていない。我々はHPEの表現型が軽症から重症まで非常に幅があり、同じ遺伝子変異を有していても表現型は一定ではない点に着目し、Binderoid complete cleft lip/plateがHPEのスペクトラムと証明されるかどうか、という点に焦点を当て解析することとした。平成29年度中に、東北大学病院小児科・形成外科・宮城県立こども病院からHPE・Binderoid complete cleft lip/plateと診断された症例17例を同定し、現在これらの症例に対して遺伝子解析を継続中である。症例収集については平成29年度中に当院および関連病院に周知し、現在までにBinderoid cleft lip/plateを含む17例が同定された。ここまでは当初の予定通りに進行している。当初の予定では平成29年度中に既知の遺伝子変異の同定、及びHPEの発症に関わる主要なpathwayに含まれる遺伝子の変異の同定までを想定していたが、現時点でそこまでは到達していない。

本研究を遂行するにあたり、個々の症例に対する本研究参加へのインフォームドコンセントに十分な時間をあてているため、検体および臨床症状の収集に想定よりも時間を要している。今後も引き続き十分な説明を行い、インフォームドコンセントを得た上で研究を遂行する方針である。MLPA法やCGHアレイ法による解析は、すでにセットアップが完了している。次世代シークエンサーについても当院当科で運用が開始されており、その協力を得て速やかに研究を行える状況である。TargetedNGS assayに関してはアメリカ国立衛生研究所のDr. Maximilian Muenkeの研究室で先行研究が進行中であり、技術的支援を受けることが可能である。全前脳胞症(Holoprosencephaly:HPE)はヒトの脳や顔面に奇形を呈する疾患の中で最も発生頻度の高い疾患の一つである。胎児期早期の神経管の腹側化障害により左右の大脳半球(前脳)が分離不全を生じ,正中部で大脳皮質・基底核・視床の癒合を認め、顔面正中部の異常を呈する。唇顎口蓋裂症例の中には、鼻中隔や鼻柱などの低形成や中間顎の狭小化、眼窩間距離の短縮といったHPEを思わせるような顔貌を呈しながらも、脳実質の構造や知能・身体発達面に明らかな異常がない症例が存在する。このように、画像診断上脳に奇形を認めず、知能発達面に異常がない症例について、HPEのnormal endにも属さない全く独立した疾患として、Binderoid complete cleft lip/plateという概念が従来提唱されてきた。平成30年度中に、東北大学病院小児科・形成外科・宮城県立こども病院から2例の典型的なHPE症例に加えBinderoid complete cleft lip/plateと診断された症例17例を同定した。東北大学医学系研究科の遺伝子検査に関する指針などに従って作成した同意書を用いて、主治医が患者もしくは家族よりインフォームドコンセントを取得中である。同時に環境要因の解析のため、調査票を用いて両親の年齢、職業、既往歴、生活歴、内服薬の有無などについて情報を収集中である。研究の遂行にあたっては、平成29年度中に東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の承認を得た(「研究課題:次世代シークエンサーを用いた網羅的解析による全前脳胞症の遺伝子解析研究」、受付番号: 2017-1-195)。症例収集については平成29年度中に当院および関連病院に周知し、現在までにBinderoid cleftlip/plateを含む17例が同定された。さらに典型的なHPE2症例を同定した。当初の予定では平成30年度中に既知の遺伝子変異の同定、及びHPEの発症に関わる主要なpathwayに含まれる遺伝子の変異の同定までを想定していたが、現時点でそこまでは到達していない。Targeted
フッ素化ベンゾアゾール誘導体の二重蛍光挙動の解明とその化学センサーへの応用

(2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル)ベンゾオキサゾールのp-位フッ素をイミダゾリル基で置換したフルオロファー1を合成し,それらの蛍光挙動を検討した。クロロホルム-アセトニトリル系中での金属カチオンの認識について検討したところ,1はAl^<3+>では緑色蛍光の強度が大きくなるのに対し,Zn^<2+>では青緑色の蛍光が大きく増光することが明らかとなった。他のアルカリ金属やアルカリ土類金属カチオンではそのような変化は認められないことから,1はAl^<3+>やZn^<2+>を選択的に認識すると同時に,それぞれのカチオンに対応して異なる波長の蛍光を発するマルチ化学センサーとしての可能性を明らかにした。Al^<3+>による蛍光強度の変化については、イミダゾール部位でAl^<3+>が捕捉されて引き起こされる電子状態の変化がヒドロキシル基まで伝達され,励起状態分子内プロトン移動(ESIPT)経由による緑色蛍光の増大となって認識されたと考えられる。このようなESIPT経由による緑色蛍光の増大は、(2-アミノテトラフルオロフェニル)ベンゾオキサゾール誘導体、特にフルオロベンズアミド置換したベンゾオキサゾールにもあらたに見いだされ、大きなストークスシフトとなって発現することも明らかになった。一方,ベンゾアゾール骨格を他の骨格に展開する一環として,イミダゾピリジン骨格を持ち2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル基で修飾されたフルオロファー2をあらたに合成し,それの蛍光挙動を明らかにした。ついで,金属カチオン認識能について検討した結果,2は選択的にZn^<2+>で青色の蛍光が増光すること,そしてAl^<3+>では淡青色の蛍光が大きく増光することを見いだした。2の場合にも,捕捉する金属カチオンによって蛍光波長が異なる点に大きな特徴があり,マルチ化学センサーとしての機能を持つことが明らかになった。(2-ヒドロキシテトラフルオロフェニルノベンゾチアゾールのp-位フッ素をイミダゾリル基で置換したフルオロファーを合成し,その蛍光挙動を検討した。メタノール等の極性溶媒中では青色蛍光を,またクロロホルムのような非極性溶媒中では緑色蛍光を呈し,しかも,それぞれの強度はイミダゾール非置換体よりも大きいという特徴があることがわかった。また,非極性溶媒中での金属カチオンの認識について検討したところ,Mg^<2+>ではその緑色蛍光の強度に変化は認められなかったが,Zn^<2+>では大きく増光することが明らかとなった。その錯体は,モル比法により1:2となり2分子のフルオロファーが関与していることもわかった。イミダゾール部位でZn^<2+>が捕捉され,引き起こされる電子状態の変化がヒドロキシル基まで伝達され,緑色蛍光の増大となって認識されたと考えられる。一方,対応するベンゾオキサゾール誘導体では,Zn^<2+>により緑色蛍光が増大するばかりではなく,Mg^<2+>によって青色蛍光が大きく増光することを見い出した。この増光はMg^<2+>がヒドロキシル基部位によって捕捉されるために引き起こされたと考察される。このように,特にベンゾオキサゾールを骨格とするフルオロファーは金属カチオンの種類によって発光する波長が異なる点に大きな特徴があり,化学センサーへの応用が期待できる。これまでの結果に基づき2003年の日本化学会春季年会および17th International Symposium on Fluorine Chemistryで発表予定である。(2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル)ベンゾオキサゾールのp-位フッ素をイミダゾリル基で置換したフルオロファー1およびそのピラゾリル誘導体2を合成し,それらの蛍光挙動を検討した。

クロロホルム-アセトニトリル系中での金属カチオンの認識について検討したところ,1はAl^<3+>では緑色蛍光の強度が大きくなるのに対し,Zn^<2+>では青緑色の蛍光が大きく増光することが明らかとなった。他のアルカリ金属やアルカリ土類金属カチオンではそのような変化は認められないことから,1はAl^<3+>やZn^<2+>を選択的に認識すると同時に,それぞれのカチオンに対応して異なる波長の蛍光を発するマルチ化学センサーとしての可能性を明らかにした。なお,フルオロファー2ではそのような増光は認められないことから,1のイミダゾリル部位での金属カチオンの捕捉が増光挙動の重要なステップとなることが判明した。すなわち、イミダゾール部位でAl^<3+>が捕捉され,引き起こされる電子状態の変化がヒドロキシル基まで伝達され,緑色蛍光の増大となって認識されたと考えられる。一方,ベンゾアゾール骨格を他の骨格に展開する一環として,イミダゾピリジン骨格を持ち2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル基で修飾されたフルオロファー3をあらたに合成し,それの蛍光挙動を明らかにした。ついで,金属カチオン認識能について検討した結果,3は選択的にZn^<2+>で青色の蛍光が増光すること,そしてAl^<3+>では淡青色の蛍光が大きく増光することを見いだした。3の場合にも,捕捉する金属カチオンによって蛍光波長が異なる点に大きな特徴があり,マルチ化学センサーとしての機能を持つことが明らかになった。これまでの結果に基づき2004年に開催されるThe International Conference on Fluorine Chemistry' 04Kyotoおよび14^<th> European Symposium on Fluorine Chemistryで発表予定である。(2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル)ベンゾアゾールおよびその類縁体の多重蛍光挙動を解明するとともに、ある種の基質に特異に応答し発光する分子光学センサーへと応用した。具体的には、(2-ヒドロキシテトラフルオロフェニル)ベンゾオキサゾールのp-位フッ素をイミダゾリル基で置換したフルオロファー1およびそのピラゾリル誘導体2を合成し,それらの蛍光挙動を検討した。他のアルカリ金属やアルカリ土類金属カチオンではそのような変化は認められないことから,1はAl^<3+>やZn^<2+>を選択的に認識すると同時に,それぞれのカチオンに対応して異なる波長の蛍光を発する多重化学センサーとしての可能性を提唱した。
プラズマ発光瞬時分光分析によるイオンプレーティング中の動的励起過程の研究

最近、新材料の創製技術にプラズマプロセスが用いられている。特に薄膜形成においては、イオンプレーティング,プラズマCVD,プラズマ重合などがこの分野の技術に該当する。本研究は、プラズマが発生する発光スペクトルを瞬時的に分光分析し、測定することにより、プラズマ中の発光スペクトルの動的励起過程を、明らかにすると共に、これをイオンプレーティング中の薄膜形成過程に応用し、動的過程を測定しつつ、膜形成時における諸物性を制御することにある。実験は、反応性高周波イオンプレーティング法を用い、ZnO膜の形成過程の動的挙動を研究した。【O_2】プラズマにおけるZnとOの励起発光を瞬時分光分析し、えられたZnO膜の物性との関連を調べた。成膜条件の中で一番重要なのは、高周波電力とZnOの成膜速度である。従ってプラズマの発光分光分析を高周波電力と変化させた場合について行った。その結果、プラズマ中のZn(λ=624mm)の発光強度は、高周波電力の上昇と共に減少し、逆にO(λ=557mm)の発光強度が増加していくことが判明した。XPSの測定からもZnOの結合エネルギーが1 (eV)に存在することが明らかになった。これらのことから、反応性高周波イオンプレーティングの系では、Zn原子とO原子がプラズマ中で化学反応を起こし、ZnO膜の形成が行なわれていることが推測される。発光分光分析の発光強度比Zn/Oと、膜のXPSの結合エネルギー比ZnO/Oを調べると、成膜速度が10(A/S)附近を境にして、領域が二分することが判明した。この附近の成膜速度でえられた膜を、RHEED,X線回折により構造解析を行なうと、10(A/S)より遅い成膜速度の場合は、ZnOのみの膜がえられ、それより速い成膜速度では、ZnOの他に未反応と思われるZn原子の混在している膜がえられることが明らかになった。発光分光分析は薄膜形成過程に十分応用できることが判明した。
抗癌剤により死滅した癌細胞に対する自然免疫応答の解析

癌細胞に対する自然免疫応答の詳細を明らかにすることを目指して、抗癌剤で死滅した癌細胞より放出され自然免疫応答を発動させる内在性リガンドの探索とその認識に関わる自然免疫機構について解析を行った。昨年度、トポイソメラーゼI阻害剤である抗癌剤トポテカン処理により死滅した乳癌細胞株から自然免疫細胞である樹状細胞を活性化(炎症性サイトカインIL-6やI型インターフェロンの産生)する内在性リガンドが放出されることを見いだし、これがToll-like receptor非異存的に誘導されることを見いだした。そこで、本年度その自然免疫認識システムを理解するため、様々な自然免疫受容体欠損細胞を用いて検討を行った。その結果、細胞内DNAセンサー下流に位置するアダプター分子であるSTINGを欠損したマウス骨髄由来樹状細胞において癌細胞由来因子刺激後のサイトカイン産生が減弱していることを見いだした。さらに、この細胞ではSTING下流に位置する転写因子NFkBやIRF3の活性化も減弱していた。続いて、個体レベルにおいてこれら経路の役割を検討するため、担癌マウスを用いた実験を行った。その結果、トポテカン投与した野生型マウスにおいて腫瘍の退縮とともに癌組織においてCD8陽性T細胞が浸潤し、活性化していたことから腫瘍に対する免疫応答が誘導されていることが示唆された。これらの応答はSTING欠損マウスで減弱していた。したがって、トポテカン刺激により死滅した癌細胞からSTING経路を活性化する内在性リガンドが放出されていることが示唆された。我々はさらに詳しく解析を行い、癌細胞からDNAが放出されること、このDNAが樹状細胞に対してSTING依存的に活性化をを誘導することを見いだした。したがって、癌細胞由来のDNAが腫瘍免疫の発動に関わる内在性因子であることが強く示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。癌細胞に対する自然免疫応答の詳細を明らかにすることを目指し、死滅した癌細胞より放出される自然免疫応答を惹起する内在性リガンドの探索ならびに、それを認識する自然免疫受容体の同定を目指した。癌細胞から放出される内在性リガンドを同定するためスクリーニングを行った。様々な抗癌剤を癌細胞株(HeLa:子宮頸癌、LLC:肺癌、E0771:乳癌)に作用させ死滅させた後、培養上清をマウス骨髄由来樹状細胞へ移した。炎症性サイトカインIL-6の産生を指標としたスクリーニングを行った結果、トポイソメラーゼI阻害剤トポテカンで処理した癌細胞の上清中にIL-6産生を誘導する活性が認められた。マイクロアレイを用いた網羅的な解析を行ったところ、樹状細胞からはIL-6以外にもインターフェロンβやケモカインCXCL-10の発現が誘導されることが判明した。さらに、樹状細胞の表面上にCD86やMHC class IIの発現が誘導されることも確認した。これらのことから、トポテカンで死滅した癌細胞からは、樹状細胞活性化を誘導する何らかの内在性因子が含まれていると考えられた。次に、トポテカン処理した癌細胞の培養上清を熱で処理した場合においても、樹状細胞からのIL-6産生に影響はなかったことから、サイトカインのような蛋白質成分以外の関与が示唆された。また、これまで内在性リガンドとして知られているHMGB1の中和抗体を用いた場合でもIL-6産生に影響はなかった。以上のことから、脂質、糖鎖、核酸等の内在性因子の関与が示唆された。興味深いことに、E0771細胞から放出される内在性リガンドは代表的な自然免疫受容体であるToll-like receptor(TLR)ファミリー非依存的に樹状細胞を活性化したことから、未知の受容体システムにより認識されている可能性が示された。トポテカン刺激により死滅した癌細胞より自然免疫応答を誘導する未知の内在性リガンドが含まれていること、さらに乳癌細胞の場合、その内在性リガンドがTLRファミリー非依存的に樹状細胞を活性化することを見いだすことができた。また、この内在性リガンドは、HMGB1以外の未知の成分であり、脂質、糖鎖、核酸等が考えられた。また、この内在性リガンドは、IL-6以外にも抗腫瘍免疫の発動に重要な役割を果たすI型インターフェロンの産生を誘導した。さらに、予備的ではあるが乳癌細胞を移植したマウスにトポテカンを投与すると腫瘍の退縮とともに、CD8陽性キラーT細胞の浸潤を認めた。したがって、トポテカンは癌細胞を死滅すると同時に、内在性因子放出による自然免疫の活性化を起点とした抗腫瘍免疫の発動を促すことが考えられた。また、トポテカン処理により乳癌細胞から放出される内在性因子の認識に関わる自然免疫受容体としてTLR以外の受容体が考えられる。I型インターフェロン産生が誘導されることから、核酸が関与する可能性が強い。核酸認識には、RNA型ウイルスセンサーであるRIG-I-like receptors (RLRs)やDNA型ウイルスセンサーであるcGASが関わっている。既に、これら受容体あるいは下流シグナル伝達分子の欠損マウスを入手しており、トポテカンに対する応答性の検討を行っている。その結果、DNA型ウイルスセンサーの関与を示唆することができた。以上のことから、おおむね順調に研究が進展しているといえる。

癌細胞に対する自然免疫応答の詳細を明らかにすることを目指して、抗癌剤で死滅した癌細胞より放出され自然免疫応答を発動させる内在性リガンドの探索とその認識に関わる自然免疫機構について解析を行った。昨年度、トポイソメラーゼI阻害剤である抗癌剤トポテカン処理により死滅した乳癌細胞株から自然免疫細胞である樹状細胞を活性化(炎症性サイトカインIL-6やI型インターフェロンの産生)する内在性リガンドが放出されることを見いだし、これがToll-like receptor非異存的に誘導されることを見いだした。そこで、本年度その自然免疫認識システムを理解するため、様々な自然免疫受容体欠損細胞を用いて検討を行った。その結果、細胞内DNAセンサー下流に位置するアダプター分子であるSTINGを欠損したマウス骨髄由来樹状細胞において癌細胞由来因子刺激後のサイトカイン産生が減弱していることを見いだした。さらに、この細胞ではSTING下流に位置する転写因子NFkBやIRF3の活性化も減弱していた。続いて、個体レベルにおいてこれら経路の役割を検討するため、担癌マウスを用いた実験を行った。その結果、トポテカン投与した野生型マウスにおいて腫瘍の退縮とともに癌組織においてCD8陽性T細胞が浸潤し、活性化していたことから腫瘍に対する免疫応答が誘導されていることが示唆された。これらの応答はSTING欠損マウスで減弱していた。したがって、トポテカン刺激により死滅した癌細胞からSTING経路を活性化する内在性リガンドが放出されていることが示唆された。我々はさらに詳しく解析を行い、癌細胞からDNAが放出されること、このDNAが樹状細胞に対してSTING依存的に活性化をを誘導することを見いだした。したがって、癌細胞由来のDNAが腫瘍免疫の発動に関わる内在性因子であることが強く示唆された。トポテカン刺激後に乳癌細胞内在性のDNAが放出され、これが樹状細胞活性化に関与することを示唆することができたことから、今後はDNAの種類(ミトコンドリアDNAか核内ゲノムDNAか)を特異的プライマーを用いたPCRにより判定する。また、自然免疫誘導活性を示すDNAの長さについても、フラクション化することにより検討を行う。さらに、IL-6産生もDNAにより制御を受けているのか同時に検討を行う。また、DNAセンサー経路に位置する制御因子を欠損したマウスに乳癌細胞を移植させた後にトポテカンを投与し、癌組織退縮や浸潤しているマクロファージ、樹状細胞、好中球、ヘルパーT細胞、キラーT細胞を含む免疫細胞の数と活性化状態を検討することで、これら経路の抗腫瘍免疫誘導における役割を明らかにする。トポテカン刺激後放出される因子が同定された場合、それらの合成核酸を用いて、まずin vitroで樹状細胞活性化誘導可能かどうかIL-6やI型インターフェロン産生を指標に検討を行う。活性化誘導が認められた場合、これらが実際に抗腫瘍免疫誘導可能なアジュバントとして機能するか癌細胞移植マウスモデルを用いて検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
視覚連合野皮質を対象とした高時空間分解能計測システムの開発

時々刻々変化する環境に対応して、脳活動もダイナミックに変化する。脳機能測定には、高い時間分解能が求められている。本研究は、研究室で開発してきた皮質上活動する細胞の二次元空間的位置をマイクロメートルオーダーの空間分解能でイメージングすることができる内因性光計測システムに、時間分解能の優れているマルチ微小電極記録を取り入れ、高い時間・空間分解能を持つ計測システムの開発を行った。側頭葉下部皮質である視覚連合野における物体像の表現に関する研究を通し、実用的な実験法を確立した。時間的にも空間的にも共に高い分解能を持つin vivo脳機能計測システムを開発した。本研究は、研究室で開発してきた皮質上活動する細胞の二次元空間的位置をマイクロメートルの空間分解能でイメージングすることができる内因性光計測システムに、時間分解能の優れているマルチ微小電極記録を取り入れ、高い時間・空間分解能を持つ計測システムの開発を目指す。初年度において、まず、既存光計測システムに適用できるマルチ電極の選定・開発を行った。既存の光学的計測システムに時間分解能の高い電極による記録法を取り込むことは本研究の目的なので、これまでに本研究室で開発してきた光学的計測システムの大幅な変更をせずに、マルチ電極アレイによる電気生理学的計測と光学的計測を同じ皮質領域で行い、結果について検討した。決定助成金額の減額のため、当初の計画と異なり、二年目ではなく初年度から動物実験を導入した。計測の対象は、システムの検証のために、まずは日本ザルの側頭葉下部皮質ではなく、ネコの視覚野とした。結果について記録した信号の性質を解析し、生理学的な意味も検討しながら、システムの大枠を構築した。同時に、システムに組み込む相関性を解析するプログラムの開発も行った。脳内において刺激間の距離を評価するために、それらの刺激に対する反応の相関係数の利用を提案した。具体的に、n個の神経細胞の応答を用いて、物体画像iに対してn次元のポピュレーションベクトルviを生成した。物体セット毎に16枚の物体画像があるので、16個のn次元のポピュレーションベクトルvi(i=1,2,...,16)が存在した。ポピュレーションベクトル間のピアソンの積率相関係数を求め、物体画像に対する細胞集団の応答パターンの類似度を評価した。解析は、それぞれの時間窓において、細胞集団としての反応性を調べることができるようになった。平成27年度において、おおむね計画通りに本研究の推進を行うことができた。成果として、主に以下の2点がある。第一、前年度に開発したシステムを改良しながら、最終的な計測対象とする霊長類動物であるサルを実験に導入した。三次元物体の弁別課題をサルに課せ、課題遂行時の神経細胞活動を解析対象とした。提案した細胞集団活動の評価法を日本ザルの側頭連合野である側頭葉下部皮質細胞集団活動の解析に適用し、観察角度によらない三次元物体認識の脳内神経基盤に関する新しい知見をえることができた。これによって、開発した計測システムのパフォーマンスを評価すると同時に、計測システムによって得られたデータの生理的な意味も検討することができた。第二、霊長類動物であるサルに適用できるように計測システムの周辺装置・器具の改良を行った。側頭連合野である側頭葉下部皮質の解剖学的な位置を配慮し、レコーディング・チャンバーの改良を行った。チャンバーの形を工夫することによって、加工しにくいチタンを用いることによって、軽量化に成功した。また、チャンバー内の添充物としてはアガーを採用したが、アガーに混ぜ込む少量の薬品の検討を行った。炎症や脳表面にはる組織の増殖を防ぐために、少量な抗生物質と酵素を使用するが、しかし、これらの混入は内因性光学的信号の発生に大きな影響をもたらす。内因性光学的信号に対する影響を最小限に抑えながら、有効に炎症や増殖を防ぐ薬品のスクリーニングを行った。予算減額による初年度の遅れはおおむね取り戻され、予定通りに進行している。平成28年度の今年度は、本研究助成の最終年度である。今年度においては、主に、取集したデータの解析と論文の作成を行った。実験の部分において、研究成果として、主に以下の3点がある。第一、実験的に、これまでの研究で完成した計測システムを用いて、動物を対象に計測を試みた。計測システムの基本的な構成についての変更は行わなかったが、実験現場の状況や様子に合わせて、記録用チャンバー・投射光源を収納する部分の形、皮質表面の動きに伴うノイズを抑えるためにチャンバー内に入れる液体の構成、導線や実験に必要なそれぞれのパーツの配置などについて検討を行った。実験と調整の繰り返しで、より扱いやすい計測システムを構築することができた。第二、実験手順の最適化について、検討を行った。開発した本システムの使用目的は、多様であるため、それぞれの目的に応じた最適な手順について検討する必要がある。より効率的に実験進行するために、実験の目的に合わせた実験プロトコールの完成を目指した。最も短時間において効率的な実験手順について検討した。第三、この年度に最も時間を費やしたのは、細胞集団の活動を対象としたデータ解析方法の確立であった。細胞集団の振る舞いを調べるために、物体セットごとに個々の細胞の発火から細胞集団ベクトルを構築し、物体セット内の画像に対する細胞集団の応答パターンを比較した。検討した結果、細胞集団における応答パターンの類似度を評価するためのパラメータを提案した。

本研究は、研究室で開発してきた皮質上活動する細胞の二次元空間的位置をマイクロメートルオーダーの空間分解能でイメージングすることができる内因性光計測システムに、時間分解能の優れているマルチ微小電極記録を取り入れ、高い時間・空間分解能を持つ計測システムの開発を行った。側頭葉下部皮質である視覚連合野における物体像の表現に関する研究を通し、実用的な実験法を確立した。時間的にも空間的にも共に高い分解能を持つin vivo脳機能計測システムを開発した。申請時に要求した助成金額より減額があったため、計画には少し修正を行ったが、おおむね予定通りに進行している。計画通り、H28年度は最終年度になるので、計測システムの改良と実験を繰り返すことによって、実用的な実験法を確立することを目指す。生体医工学初年度の結果を踏まえて、ニホンザルを用いた動物実験を開始し、システムの実用性を検証する。検証と実験を繰り返すことによって、計測システムの開発と共に、実用的な実験の手順を確立する。具体的に、実験手順、記録チャンバー固定法の改良および記録チャンバー内の添充物の検討を中心に研究を進める予定である。物品費として使用したが、年度末の処理には間に合わなかったのが主な原因であった。百数十円の残金なので、ほぼ計画通りである。間に合わなかった処理は、年度早々に行う予定である。使用計画を大きく変更する必要がない。
有機分子のテラヘルツスペクトル帰属法の確立

小型有機分子やタンパク質の単位物質であるアミノ酸分子を用いてテラヘルツ分光スペクトル測定とDFT計算の結果を比較すると、各種テラヘルツ振動モードの振動数と強度は、いずれも非常に良い一致を示したことから、小型の有機分子のテラヘルツスペクトルは、本手法によって精度よく帰属可能であることが示された。上述の帰属法を用いペプチドのテラヘルツスペクトルは鎖長の増加とともに平滑化することや各種化学反応における分子の構造変化に伴う低振動モードの変化について、実験・理論の両面から議論することが可能であることを示した。本課題は有機分子からタンパク質におよぶ様々な生体分子の高精度テラヘルツスペクトルを広帯域にわたって実験的に獲得し、得られたスペクトルをDFT(Density functional theory:密度汎関数法)計算によって求めた振動数・強度と比較することにより、テラヘルツスペクトルの帰属を明らかにし、生体分子の構造機能相関の解明へと発展させることを目指している。平成25年度は小型有機分子や生体分子の単位分子、あるいはタンパク質の基礎となるペプチド分子を試料として用いた。Coumarin-3-carboxylic acidは、水銀灯を照射することにより付加環化反応が起こることが報告されている(CrystEngComm, 2008, 10, 573-576)。反応前後で原子の組成自体に大きな変化は見られないが、反応後の分子構造は、反応前の分子の構造を保ちつつ、全体としては環の付加によって大きく変化する。低振動領域に存在するこの分子の集団的分子振動が付加環化反応によってどのような影響を受け、その変化がテラヘルツスペクトル中でどのように現れるかについて調べた。また、アミノ酸グリシンのテラヘルツスペクトルの帰属を明らかにする一方、グリシンやアラニンが数分子結合した短いペプチドのテラヘルツスペクトルが鎖長の増加とともに平滑化することを示し、結果を理論的に求めた振動モードを比較することによってテラヘルツ領域における低振動モード密度の増加が、スペクトルの特徴を失わせる原因の一つであることを示した。以上のように高分解能テラヘルツ分光スペクトル測定と量子化学計算によって分子振動の帰属を進める一方、固相中の有機分子の光反応の追跡やペプチドの構造階層性の解明にテラヘルツ分光が有用であることを示した。本研究は実験的手法・理論的手法を融合的に用いることによって、テラヘルツ振動数領域に表れる振動モードの帰属法を確立することを目的とする。遂行の手順は試料作製、テラヘルツスペクトル測定、DFT振動数計算、の3つの過程に分けられる。初年度である平成24年度は研究体制の整備期間と位置づけ、実験装置や計算クラスタの性能確認・評価を実施することとした。平成24年7月に上智大学半導体研究所から静岡大学電子工学研究所へと所属が変更したことに伴い、テラヘルツ分光装置の移設を行った。レーザー設置環境を整備し、GaP結晶を用いて差周波によってテラヘルツ波を発生させることにより、広い測定周波数(15-200 cm-1)・高い絶対精度・高い分解能(概ね10 MHz)・高出力のスペクトルが得られるという特徴を備えた分光装置を、安定して稼働させることが可能となった。一方、分光装置によって得られたテラヘルツスペクトルを理論的に解釈するため、密度汎関数理論(DFT)計算サーバの導入を行った。設置されたサーバには、DFT計算パッケージであるCRYSTAL09を導入し、周期境界条件(Periodic Boundary Condition: PBC)を取り入れた結晶の振動数計算が可能となった。本サーバの導入により、計算コストの高いジョブを効率よく実行することができるようになり、計算時間の高速化が実現された。本年度は上記の手法をCoumarin-3-carboxylic acidに適用し、そのテラヘルツ振動数の帰属を報告した。平成25年度以降、上記の研究体制を用い、更に分子量の大きな水素結合性有機結晶分子を対象に、類縁体分子の構造由来の振動変化を系統的に調べ、また、複雑なスペクトルを与えることが予測される分子間の結合に着目することによって、各振動モードの化学的解釈を目指す。本課題では様々な有機分子の高精度テラヘルツスペクトルを広帯域にわたって実験的に獲得し、得られたスペクトルをDFT (Density functional theory:密度汎関数法)計算によって求めた振動数・強度と比較することを通じ、有機分子のテラヘルツスペクトルの帰属法を確立することを目指した。試料としてCoumarin-3-carboxylic acid (C3CA)などの小型有機分子やタンパク質の単位物質であるグリシンやアラニン、システイン等のアミノ酸分子を用い、高分解能テラヘルツ分光スペクトル測定とDFT計算を実施した。実験的に得られたテラヘルツスペクトルと理論的に求められた各種振動モードの振動数と強度は、いずれも非常に良い一致を示しており、今回用いた分子量:数十数百程度の小型の有機分子のテラヘルツスペクトルは、本手法によって精度よく帰属可能であることが示された。上述の帰属法を用いて以下のテラヘルツ分光研究を実施した。グリシンやアラニンの短いペプチドのテラヘルツスペクトルは鎖長の増加とともに平滑化することを示した。

結果を理論的に求めた振動モードを比較し、鎖長の増加に伴う低振動モード密度の増加が、スペクトルの特徴を失わせる原因の一つであることを示した。一方、実験で観測されるピーク位置と理論計算で得られた振動数との間のずれを定量的に評価し、温度項と非調和性を経験的に取り入れることによって、測定温度においてさらに確度の高い振動数を予測する手法を報告した。また、上記のC3CAの付加環化反応や有機薬剤や生体分子の水和過程を追跡し、各種化学反応に伴う低振動モードの変化について、実験・理論の両面から議論することが可能であることを示した。このように本課題によって確立された帰属法は、派生する様々なテラヘルツ分光研究へと広がりを見せた。テラヘルツ分光平成25年度は前年度に確立された研究体制を用いて、具体的に一連の試料の測定を実施し、テラヘルツ領域の分子振動を系統的に理解することを目標とした。Coumarin-3-carboxylic acidやアミノ酸、ペプチドを対象に行った研究においてテラヘルツ分光とDFT計算の比較は良い一致を示しており、研究の進捗状況は順調であると考えられる。一方、低温測定に関して計画に遅れが生じている。DFTによって得られた振動数は温度0Kに対応することから、当初の計画では比較をするべきテラヘルツスペクトルも液体ヘリウムを用いて10 K以下の温度で測定を実施する計画であった。しかしながら、昨今の液体ヘリウムの供給量低下、および市場価格の高騰から、予定通りの低温測定を実施することが困難となり、代替として液体窒素温度(77K)での測定との比較となった。この点において「やや、遅れている」と考える。平成24年度は研究体制の整備期間と位置づけ、テラヘルツ分光装置の移設、およびDFT計算サーバの導入、および性能評価を予定していた。本年度7月の静岡大学電子工学研究所への所属先変更に伴い、テラヘルツ分光装置を移設・光学機器の調整を実施し、安定した分光測定が可能となった。一方、12月に納入したDFTサーバに関しては、2ノードの計算ノードのうち、一方に不具合が見られたものの、マザーボードの交換によって、24時間体制で2つのノードを安定して稼働させることができるようになった。これらの進捗は当初予定していた通りのものであり、上記を総合的に判断して、初年度までの達成度は「おおむね順調に進展している」と考える。今後は、これまで小型有機分子や短いペプチドに対して実行した実験的・理論的手法を、より複雑な系に適応することにより、本手法の確立を目指す。具体的にはアミノ酸グリシンの結晶多形の解析や有機分子の脱水縮合反応の追跡を対象として用いる。また、より大きな分子への応用を目指し、ペプチドの鎖長をさらに伸ばした試料を用いる。最終的にはタンパク質の結晶の低振動モード解析を目指す。これまでに確立してきた手法の発展を目指す一方で、極低温測定が実行できない場合の帰属法を理論的なアプローチによって開発することを考える。
木材乾燥に適応可能な新規レオロジーモデルの開発

27年度が最終年度であるため、記入しない。心持ち材の割れない低コスト乾燥技術が広く適応され普及してきているものの、樹種間の材質のばらつきが大きく、天然材料であるがゆえの宿命としてそれぞれの材質に応じた技術開発が必須である。そこで本研究では、これらに対し効率的な高温セット技術の開発に資するため、木材の粘弾性特性をレオロジーモデルで定量化を行い、その結果をもとに高温セット処理の実証試験を実施する予定である。25年度は,各樹種心持ち材の表層部分の割れ幅方向のドライングセット形成にかかわる粘弾性試験を、片持ち梁形式の曲げクリープ試験により実施し,水分定常状態、水分非定常状態におけるクリープ試験を行うための実験システム製作を行った。すなわち,現有の恒温恒湿漕内の温度、湿度環境内で、木材の接線方向の薄片曲げクリープ試験の微小な変形が経時的に測定できるようにステッピングモーターによって微小曲げ変位を与えると共に,その際の反力荷重を小型ロードセルで測定できるシステムを作り上げた。現在はこのシステムを使い,温度等環境条件別の曲げ試験を行っており,その強度性能を参考に,クリープ試験を行う負荷応力を決定し,クリープ試験に移る予定である。木材乾燥を念頭に置いた粘弾性特性試験は,温度や湿度,さらには含水率など一般的な環境下では困難な測定系を必要とし,今回創り上げた恒温恒湿装置内での静的曲げ試験システムは,温度や湿度条件を幅広く取ることができるものとして重要な意義を持つ。昨年25度後半から恒温恒湿装置内で試験可能な曲げシステム(静的,およびクリープ)を,ゼロから創り上げることができた。しかし,そのシステムの部品の選定,および作製にほとんどの期間を費やすことになり,予備試験が十分できてなく, 26年度から行うところである。今回創り上げた恒温恒湿装置内での実験システムを使い,スギ心持ち材の表層にあたる接線方向薄片の静的曲げ試験およびクリープ試験を行う。特にクリープ試験において,は水分定常状態の他に水分非定常状態の試験を含め,低温から100°C以上の高温まで可能かを検証する。可能となった試験条件の範囲内で,さらに樹種をスギと共にヒノキ,マツ,カラマツの日本主要構造材に拡げて測定を行い,適性乾燥スケジュールにつながると思われる粘弾性特性の樹種による違いをレオロジーモデル作成により明確化する。
2階楕円型方程式の正値解の構造

1.2階線形楕円型方程式の正値解全体の基礎的抽象構造はMartin理論によって捉えられる。即ち無限次元関数空間の中に構成されたMartin境界上でのMartin核の積分により任意の正値解を一意に表現できる。しかしながら具体的に与えられた微分方程式と領域からMartin境界とMartin核を具体的に構成するのは非常に困難な問題であり、ほとんど未解決状態にある。本研究はユ-クリッド空間上のScrodinger方程式の正値解およびノンコンパクトRiemann多様体上の正値調和関数の構造を具体的に決定する目的で逐行した。2.今年度以下の(1)および(2)の成果が得られた。(1)回転対称なノンコンパクトRiemann多様体上の正値解の構造を動径曲率によって決定した。(2)Schrodinger作用素がテンソル積構造を持つ場合、その積構造が極小Martin核に遺伝するための十分条件を対応する放物型方程式に対する一様制限Harnack不等式によって与えた。3.上記2.(2)に関してSchrodinger放物型方程式に対する初期値問題の非負解が一意であるための必要十分条件が得られた。この結果発表のための論文を現在準備中である。
家畜糞便中の悪臭物質(硫化物)発生の機構とその制御

本年度は、ブタ糞便中で優勢と思われる嫌気性細菌のうちで、L-メチオニンから揮発性硫化物を発生させる能力を示すものを検索した。あらかじめ、菌株保存機関より基準株を購入し、メチオニンを1%添加したGAM培地で培養した。さらに、硫化水素生成能を基準に新たにブタ糞便より単離した細菌について16SrRNA遺伝子の解析によって菌種の同定を行った。この実験で用いた菌株は、Enterobacter属,Escherichia属,Klebsiella属,Bacteroides属,Prevotella属,Selenomonas属,Fusobacterium属,Desulfovibrio属,Acidaminococcus属,Megasphaera属,Enterococcus属,Peptostreptococcus属,Streptococcus属,Clostridium属,Lactobacillus属,Bifidobacterium属,Corynebacterium属,Eubacterium属の41種44菌株であった。これらのうち、Bacteroides属,Clostridium属,Desulfovibrio属の培養で硫化水素が検出された。さらに、C.sporogenes JCM1416,C.bifermentans JCM 1386,Fusobacterium necrophorum JCM3716の培養で著量のメタンチオールの蓄積が見られた。しかし、硫化メチルはどの培養でもほとんど検出されなかった。ブタ糞便よりメチオニンより著量のメタンチオールを発生させる菌株を単離した。これらは、グラム陽性芽胞性の桿菌で、16SrRNA遺伝子の部分塩基配列を解読したところ、C.perfringensであることが示唆された。本年度は、基準細菌株としてAlcaligenes faecalis JCM5485^T、Comamonas testosteroni JCM5832^T、Pseudomonas putida IFO14164^Tおよび硫化ジメチル集積培地で集積後単離した豚舎周辺土壌由来の化学合成従属栄養細菌197株を用いた。硫化水素分解能をそれぞれ検定した結果、C.testosteroni JCM5832^Tと野生株1株を硫化水素分解能を持つ細菌として検討対象とすることとした。C.testosteroni基準株は、培養2時間で気相中硫化水素濃度を約70%、野生株は80%減少させた。次にブタ糞便を排泄直後に採取し、あらかじめ増殖させたこれらの菌液を糞便に一定量加え23時間25°Cで放置後、臭気官能試験を環境庁のさだめる三点式比較臭気収集法に準じて行った。その結果、臭気指数は対照糞便(培養液のみ添加)で26あったものが、C.testosteroni菌液添加が21、野生株は菌液10ml添加が19.5、20ml添加が20.5まで減少させた。しかし培地持ち込み量が多くなる菌液40mlでは25と臭気減少能力が低下した。この野生単離菌は芽胞性のグラム陽性桿菌で、この菌株の16Sr RNA遺伝子の部分長塩基配列(約840bp)をシーケンスしBLASTでホモロジー検索した結果、Bacillus thuringiensisの塩基配列と98%の相同性を示し、近縁種であることがしめされた。
微量生物活性天然有機化合物の効率的構築

我々は顕著な生物活性を有し,天然には微量にしか存在しない有用天然有機化合物の,大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し,今日迄に多大の成果をあげて来た.微量生物活性有用天然有機化合物としては,海洋生物由来のものを中心に,淡水生物由来のもの,ヒト,土壌細菌,高等植物に由来するものなど多種多様であり,骨格的にも環状ペプチド,オキサゾ-ルやチアゾ-ル核などを含む直鎖状化合物,アミノ酸構造のものなどバラエティに富んでいる.また生物活性についても,殺細胞性,魚毒性,抗カビ性,抗酸化作用,酵素阻害,鉄キレート作用など多種多様である.そして本研究の4年間に,効率的全合成が達成された化合物は24箇に上り,目下更に合成研究を続行している化合物は3箇である.また合成には,我々の開発した新規有機合成反応剤を鍵工程に使用しているのが特徴であり,大量合成にも適用可能でかつ一般性があり,他の化合物の合成にも応用可能なものである.このように微量生物活性天然有機化合物の効率的構築法が確立されたので,今後本法を用いて大量供給することにより,生物活性の詳細が明らかになるものと期待している.我々は顕著な生物活性を有し,天然には微量にしか存在しない有用天然有機化合物の,大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し,今日迄に多大の成果をあげて来た.微量生物活性有用天然有機化合物としては,海洋生物由来のものを中心に,淡水生物由来のもの,ヒト,土壌細菌,高等植物に由来するものなど多種多様であり,骨格的にも環状ペプチド,オキサゾ-ルやチアゾ-ル核などを含む直鎖状化合物,アミノ酸構造のものなどバラエティに富んでいる.また生物活性についても,殺細胞性,魚毒性,抗カビ性,抗酸化作用,酵素阻害,鉄キレート作用など多種多様である.そして本研究の4年間に,効率的全合成が達成された化合物は24箇に上り,目下更に合成研究を続行している化合物は3箇である.また合成には,我々の開発した新規有機合成反応剤を鍵工程に使用しているのが特徴であり,大量合成にも適用可能でかつ一般性があり,他の化合物の合成にも応用可能なものである.このように微量生物活性天然有機化合物の効率的構築法が確立されたので,今後本法を用いて大量供給することにより,生物活性の詳細が明らかになるものと期待している.我々は顕著な生物活性を有しながら微量にしか存在しない天然有機化合物の大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し、今日迄に多大な成果をあげて来た。微量の生物活性天然物を大量供給できれば、その化合物の種々の生物活性が詳細に調べられ、その活用が一段と促進されることはいうまでもない。本研究は我々の従来からの研究の延長上にあるものである。微量生物活性天然有機化合物としては、海綿由来の抗真菌作用を有するマイクロスクレロダ-ミン、土壤細菌由来でDNAトポイソメラーゼIの阻害活性を有するトポスチンB、そして同じく土壤細菌由来のvon Willebrandfactor(VWF)受容体拮抗作用を有するスルホバシンA及びBをとりあげ、それらの効率的合成法の確立をはかった。環状ペプチドであるマイクロスクレロダ-ミンについては構成アミノ酸のすべての構築に成功した。トポスチンBについてはその類緑体の新規の効率的合成法を確立した。またスルホバシンBの大量合成に向く方法を確立し、現在スルホバシンAの合成も今一歩という段階である。我々は顕著な生物活性を有しながら、微量にしか存在しない天然有機化合物の、大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し、今日迄に多大な成果をあげて来た。本研究は我々の従来からの研究の延長であり、更に大きな展開を目指した。まず前年度に引き続き、海綿由来の抗真菌作用を有する大環状ペプチドマイクロスクレロダーミンの合成を行い、構成アミノ酸すべてを構築し、さらに東西両フラグメントの合成に成功し、全合成達成まであと一歩に迫った。また土壌細菌由来のトポイソメラーゼI阻害剤トポスチンBについては、その真の構造が明らかにされたので、その合成を行い効率的合成法を開発することができた。土壌細菌由来のvon Willebrand factor受容体抵抗拮抗作用を有するスルホバシンA及びBについては、それぞれの合成を完成した。更に二、三の海洋生物由来生物活性化合物の合成研究も開始し、現在若干の進展をみている。我々は顕著な生物活性を有しながら、微量にしか存在しない天然有機化合物の大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し、今日迄に多大な成果をあげて来た。微量の生物活性天然物を大量供給できれば、その化合物の種々の生物活性が詳細に調べられ、その活用が一段と促進させることはいうまでもない。本研究は従来からの我々の研究の延長上にあるものである。微量生物活性天然有機化合物としては、actinomyceteから単離され人間のがん細胞の成長抑制作用を有するアマミスタチンA、二枚貝から採取されたDNAポリメラーゼ阻害活性を有するフラボクリスタマイドA、海綿より単離され抗真菌作用を有するマイコチアゾールなどをとりあげ、これらの効率的合成法を検討し、三つの化合物すべてを合成することができた。今後は更に他の微量天然物について合成を推進する予定である。

我々は顕著な生物活性を有し,天然には微量にしか存在しない有用天然有機化合物の,大量合成につながる立体選択的かつ効率的構築法の確立を目指して研究を展開し,今日迄に多大の成果をあげて来た.微量生物活性有用天然有機化合物としては,主として海洋生物由来のものをとりあげ平成12年度は海綿由来のマイコチアゾール(抗駆虫作用),ヘノキサゾールA(抗ヘルペスウイルス性),オリアマイド,海産藍藻由来のアンチラトキシン(魚毒性),カルキトキシン(魚毒性),Actinomycete由来のアマミスタチン(ヒト癌細胞生長阻害),細菌由来のスルホバシン(フラボクリスタマイド)類(DNAポリメラーゼαの阻害),トリコデノンC(殺細胞性),そしてサンゴジュ由来のヴィブサノール(抗酸化作用)などについて全合成研究を行い,オリアマイドを除いて他のすべての生物活性天然有機化合物の効率的構築に成功し,所期の目的を達成することができた.