hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成長による顔の構造変化に対する顔認知の頑健性の検討

幼児期から成人期にかけて顔が構造的な変化をしても、同一人物であるという認知が成立するか、幼児期(約5歳)と成人期(約20歳)の女性顔を刺激とし、女性被験者を用いて実験的な検討を行った。対提示された幼児期と成人期の顔が同一人物のものであるかどうかの判断を評定法により行うことを被験者に求めた。前年度までの研究結果では、同一人物異年齢顔ペアに対する評定値と別人物顔ペアに対する評定値に有意差が見られることから、異年齢顔間でも顔の同一性認知が可能であること、成人期顔が既知なものである場合に同一性認知成績が有意に向上すること、幼児期・成人期ともに特異な顔ペアでの同一性認知成績が有意に優れていることが示された。各同一人物異年齢顔ペアについて、異なる被験者による2回の評定結果を比較したところ、ほぼ一致した評定結果であることが示された。このことから、異年齢顔間での顔の同一性の評定は被験者間で比較的安定したものであること、同一性の認知が容易な顔ペアと困難な顔ペアが異なる被験者でも一致していることが示唆される。評定された顔の特異性と異年齢顔間での同一性判断成績との関連についてさらに検討を進めた結果、評定された顔の特異性は成長によってかなり変化することが示された。幼児期に典型的な顔であっても、そのままで成長した場合には成人期には特異な顔となるし、幼児期におとなびた顔のために特異であると判断された顔の場合、成長後では典型的な顔となることもある。これらの場合には、評定された特異性が幼児期・成人期で大きく変化しても、顔の同一性判断は容易である。評定された特異性と異年齢顔の同一性判断との関連は単純なものではなく、顔の特異性によって同一性判断の容易さを予測することは困難であるといえる。異年齢顔の同一性判断の信頼性・安定性を検討するために、異なる被験者による同一刺激画像に対する評定値の一致度を相関係数によって測った。その結果、.5から.8の相関係数が得られ、異年齢同一顔に対する同一性評定は被験者間で比較的安定したものであるといえる。これまで行ってきた評定実験すべてにおいて、同一人物異年齢顔ペアに対する評定値と別人物顔ペアに対する評定値には有意差が示されてきた。このことから、異年齢顔間でも同一性判断が可能であると結論づけることができる。成人期顔が既知なものである場合、異年齢顔同一性判断成績が良いことが示されているが、その原因を探るために複数のポーズの未知顔を提示することの影響を調べた。同一性判断に先行して、複数のポーズで未知顔を提示した場合、ひとつのポーズの提示に比べて、同一性判断成績が向上する傾向が見られた。実験に用いた刺激顔は必ずしも正面顔ではないため、物理的属性の測定は困難である。顔の構造的な変化を伴う異年齢顔間での同一性判断が、顔のどのような情報に基づいてなされているかを検討するために、同一性判断が容易な顔ペアについて被験者に言語報告を求め、分析した。その結果、目の大きさや形状といった目領域の報告が最も多かった。しかしこれまでの顔認知における手がかりの重要性の研究結果と異なり、鼻の形状や鼻の高さなど鼻領域の報告も比較的多くなされていた。また、成人期顔が既知なものである場合には、顔の全体的な印象に基づいて判断したという報告がなされていた。
複合生体機能材料の用途開発

タンパク質あるいは生理活性物質を合成高分子あるいは無機物質と化学的に結合させた材料の設計を行なう。(1)抗潰瘍癌薬gefarnateの合成:ポリエチレングリコ-ル修飾リパ-ゼ(PEG-リパ-ゼ)を有機溶媒(1,1,1-トリクロロエタン)に溶解しgefarnataの合成に成功した。farnasyl acidとgeraniolを基質とし25°Cにおいてエステル合成反応を行なった。5mg/mlのPEG-リパ-ゼでは約10時間の反応で87%の収率でgefarnateが合成される。(2)PEC-リパ-ゼによる光学活性アルコ-ルのエステル化:各種の光学活性2級アルコ-ルとラウリン酸を用いてベンゼン中においてエステル合成を行なった。キラルアルコ-ルの炭素の長さを変化させて(R__ー)-異性体と(S__ー)-異性体についてKmとVmaxを求めて解析した。(3)Salty peptide誘導体の合成:ジペプチド,Orn-β-Alaが塩味を呈するという報告があるのでPEG-パパインを用い酵素合成に成功した。有機溶媒、1,1,1-トリクロロエタン中にZ-Orn(Z)-OEtとβ-Ala-OBzlを溶解し、PEG-パパインを添加するとZ-O_<rn>(Z)-β-Ala-OB_zlが100%の収率で約1hrで合成される。(4)PEG-パパインのペプチド合成における基質特異性:PEG-papainを用いベンゼン中でのペプチド合成を試みた。Bz-Gly-OEtを1つの基とし各種アミノ酸エステルを他の基質として反応させる。dipeptideはいづれの反応においても効率よく合成される。(5)磁性化ウロキナ-ゼによるタ-ゲティング:血栓溶解を目的とし磁性化ウロキナ-ゼを合成し、小動物を用い投与後の体内分布とタ-ゲティングを試み、表1の結果を得た。磁性化ウロキナ-ゼは肝臓、及び肺に集積され易いが、磁場を与えると目的の部位に集積する。然し強力な磁場(12,000G)を必要とする。
難治性腎疾患における骨髄由来間葉系幹細胞を利用した新規治療法の研究開発

巣状糸球体硬化症は難治性ネフローゼ症候群の代表的疾患であり予後不良である。治療法は十分に確立されておらず、腎不全に至り腎移植を行った後、半数が再発するとされる。そこで、巣状糸球体硬化症における尿蛋白抑制、慢性腎不全への移行段階での進行抑制、あるいは、腎機能を改善させることを目的とした新規治療開発研究を行う。本研究は、アドリアマイシンを投与し腎障害を引き起こしたラットの腎臓に、培養から得られた骨髄由来間葉系幹細胞を全身投与、もしくは、立体組織を移植することによって、腎機能が改善するか、あるいは、腎組織が再生されるのかを評価する。当初骨髄由来間葉系幹細胞を用いるとしていたが、臨床での実用化を想定した場合、自家細胞移植の方が有利と判断し自家脂肪由来間葉系幹細胞を用いることとした。アドリアマイシン投与1週間前に膀胱周囲の脂肪を採取し、脂肪由来間葉系幹細胞を回収し培養を行った。アドリアマイシン投与量を調整し、間葉系幹細胞の有効性を評価できるアドリアマイシン腎症ラットのモデルを確立した。脂肪由来間葉系幹細胞全身投与をし、尿検査、血液検査、腎病理評価を行った。これらの結果、尿蛋白抑制効果があること、腎病理所見が軽度であったことが確認できたため、脂肪由来間葉系幹細胞が有効である可能性が示唆された。今後は間葉系幹細胞投与による治療効果の機序を明らかにするため、組織学的解析や遺伝子発現解析を行っていく予定である。当初計画していた骨髄由来間葉系幹細胞から自家脂肪由来間葉系幹細胞に変更して実験を行っている。脂肪細胞由来間葉系幹細胞の全身投与によって、尿蛋白を抑制し、腎病理所見では軽度でることを確認した。以上から、当初の計画を変更してはいるものの研究遂行の遅れや支障はなく、進めることができている。今年度、われわれは、アドリアマイシン腎症ラットに対し自家脂肪由来間葉系幹細胞全身投与の有効性を確認することができた。今後は間葉系幹細胞投与による治療効果の機序を明らかにするため、組織学的解析や遺伝子発現解析を行っていく。さらに、治療効果を高めるための細胞移植手段として、間葉系幹細胞全身投与のほかに立体組織移植での効果も検討していく予定である。次年度使用額が生じた理由として、次年度は間葉系幹細胞投与による治療効果の機序を明らかにするため、組織学的解析や遺伝子発現解析を行う必要がある。また学会参加費や論文化に関わる費用が必要となる。そのため、次年度使用額は平成31年度請求額と合わせて研究に必要な物品費や旅費として使用する予定である。
揺動MRIによる脳腫瘍のバイオメカニクス評価法の確立

本研究期間において心周期に依存した脳の水分子拡散の変化(水分子揺動)に内在する弾性,灌流および制限拡散情報を一度に取得し,各情報を統合的に評価するために新たな解析手法を開発した.そして独自に作製した人体の頭蓋内模擬環境(頭部動態ファントム)および健常ボランティアにおいて本手法で取得した3成分の情報(弾性,灌流,制限拡散)の正当性を検証した.頭部動態ファントムによる検討において,拡散傾斜磁場の振幅であるb値を段階的に変化させながら拡散強調画像を取得し,各b値の信号強度に対して多重指数関数による拡散解析を行えば,水分子の灌流と拡散の両成分を同時に評価可能であることを実証した.また,ファントムの拍動に同期させて多時相の拡散強調画像を取得して評価した結果,灌流成分の拡散係数(Dp)は拍動周期において有意に変化し,その変化量(ΔDp)はファントムの模擬血流量とよく一致した.これはΔDpが脳局所の灌流量を評価可能であることを示唆している.一方,拡散成分の拡散係数(D)も心周期において有意に変化し,その変化量(ΔD)はファントムの圧代償機構の設定値と一致した.これは血流を駆動力として生じる水分子揺動の変化を反映したものであり,脳の弾性に依存した圧代償能を評価可能であることを示唆している.次に健常ボランティアにおいて本手法の正当性を検証したところ,前述のファントムでの検証とほぼ同様の結果が得られた.以上のように頭部動態ファントムと健常ボランティアにおいて検証しながら本解析手法を確立した.本研究の最終年度に本手法の臨床有用性を明らかにするために脳腫瘍を中心とした臨床例において検討を予定していたが,MRI装置の更新時期と重なったためにデータの取得が遅れている.今後は他の施設とも連携しながら臨床データを蓄積し,本手法の臨床有用性を確立するつもりである.本研究は,脳腫瘍における弾性,灌流および制限拡散情報を独自に開発した揺動MRIを用いて一度の撮像で統合的に評価する手法を確立し,新たな診断情報として利用することを目的とした.平成28年度は1)心電図同期併用多時相多段階拡散強調MRIの開発と2)揺動MRIの3成分(弾性,灌流,制限拡散)同時解析法の構築を中心に行った.1.心電図同期併用多時相多段階拡散強調MRIの開発心電図同期併用single-shot diffusion echoplanar imagingを使用し,拡散強調の度合を制御するb値(拡散検出用傾斜磁場の振幅)を段階的に変化させながら多断面多心時相(約30時相)の脳の拡散強調画像を短時間に取得することが可能となった.2.揺動MRIの3成分(弾性,灌流,制限拡散)同時解析法の構築拡散強調画像の信号に内在する灌流および制限拡散成分情報を同時に取得するために,複数のb値で得た拡散強調画像の信号強度を多重指数関数によって解析し,灌流成分の拡散係数(Dp)と制限拡散成分の拡散係数(D)を算出した.また,心周期における水分子拡散の変化(水分子揺動)に内在する弾性情報を取得するために,全心時相の画像から心周期におけるDの変化量(ΔD:弾性情報)を算出した.さらに,これらの解析手順を自動化した解析プログラムを開発した.次年度は本手法で取得した各情報の正当性を検証するために,独自に作製した頭部動態ファントムと健常ボランティアを撮像して取得した揺動MRIデータに対して本解析手法を適用し,検討を行う予定である.平成28年度は心電図同期併用多時相多段階拡散強調MRIを開発し,揺動MRIの3成分(弾性,灌流,制限拡散)同時解析法を構築した.一部の研究成果について論文投稿中であり,概ね予定通り進展したと考える.本研究は,脳腫瘍における弾性,灌流および制限拡散情報を独自に開発した揺動MRIを用いて一度の撮像で統合的に評価する手法を確立し,新たな診断情報として利用することを目的する.平成29年度は前年度に構築した揺動MRIの3成分(弾性,灌流,制限拡散)同時解析法の正当性を検証するために,健常ボランティアに本手法を適用して検討を行った.3TのMRI装置において心電図同期併用single-shot diffusion echo-planar imagingを使用し,b値(拡散検出傾斜磁場の強度)を段階的に変化させながら多心時相の脳の拡散強調画像を取得した.取得したデータから灌流成分と制限拡散成分の拡散係数(ADC)を算出し,心周期における拡散係数の変化量から弾性成分を表すΔADCを算出した.さらに,これらの解析値と非侵襲的脳血流評価法であるarterial spin labeling法により取得した局所脳血流量(rCBF)を比較した.その結果,灌流成分のADCはrCBFとよく一致した.これは本手法で得た灌流情報の妥当性を裏付けている.一方,ΔADCもrCBFとよく一致したが,これはΔADCが入力要素である灌流の影響を受けるという先行研究と一致する.そのため,ΔADCを灌流成分のADCで正規化すればΔADCに内在する灌流の影響を補正できると考えた.事実,補正後のΔADCとrCBFに有意な相関は認められなかったことから,本手法によりΔADC評価時における灌流の影響を補正できることが判明した.以上のように本手法の正当性を健常ボランティアで検討し,今後の臨床応用に向けた準備を行った.前年度に構築した構築した揺動MRIの3成分(弾性,灌流,制限拡散)同時解析法の正当性を健常ボランティアにおいて検証し,一定の成果を出したため.

本研究期間において心周期に依存した脳の水分子拡散の変化(水分子揺動)に内在する弾性,灌流および制限拡散情報を一度に取得し,各情報を統合的に評価するために新たな解析手法を開発した.そして独自に作製した人体の頭蓋内模擬環境(頭部動態ファントム)および健常ボランティアにおいて本手法で取得した3成分の情報(弾性,灌流,制限拡散)の正当性を検証した.頭部動態ファントムによる検討において,拡散傾斜磁場の振幅であるb値を段階的に変化させながら拡散強調画像を取得し,各b値の信号強度に対して多重指数関数による拡散解析を行えば,水分子の灌流と拡散の両成分を同時に評価可能であることを実証した.また,ファントムの拍動に同期させて多時相の拡散強調画像を取得して評価した結果,灌流成分の拡散係数(Dp)は拍動周期において有意に変化し,その変化量(ΔDp)はファントムの模擬血流量とよく一致した.これはΔDpが脳局所の灌流量を評価可能であることを示唆している.一方,拡散成分の拡散係数(D)も心周期において有意に変化し,その変化量(ΔD)はファントムの圧代償機構の設定値と一致した.これは血流を駆動力として生じる水分子揺動の変化を反映したものであり,脳の弾性に依存した圧代償能を評価可能であることを示唆している.次に健常ボランティアにおいて本手法の正当性を検証したところ,前述のファントムでの検証とほぼ同様の結果が得られた.以上のように頭部動態ファントムと健常ボランティアにおいて検証しながら本解析手法を確立した.本研究の最終年度に本手法の臨床有用性を明らかにするために脳腫瘍を中心とした臨床例において検討を予定していたが,MRI装置の更新時期と重なったためにデータの取得が遅れている.今後は他の施設とも連携しながら臨床データを蓄積し,本手法の臨床有用性を確立するつもりである.本手法で取得した各情報の正当性を検証するために,独自に作製した頭部動態ファントムと健常ボランティアを撮像して取得した揺動MRIデータに対して本解析手法を適用し,検討する予定である.得られた研究成果を社会に向けて広く発信するために,国際会議を中心とした学会発表,欧文誌への論文投稿,ホームページ(http://miyatilab.w3.kanazawa-u.ac.jp)上で成果報告を行う.さらに,開発したパルスシーケンスと解析用コンピュータプログラムは,広く利用できるように公開する予定である.本手法の正当性の検証を継続するとともに,健常ボランティアにおける各種解析値のデータベースを構築し,年齢や性別によるバイアスについても検討する.さらに,脳腫瘍を中心とした臨床例に本手法を適用し,その有用性について検討する.得られた研究成果を社会に向けて広く発信するために,国際会議を中心とした学会発表,欧文誌への論文投稿,ホームページ(http://miyatilab.w3.kanazawa-u.ac.jp)上で成果報告を行う.初年度に拡散MRIパルスシーケンスを購入予定であったが,MRI装置の更新時期と重なったために見送った.(理由)購入を予定していたファントム実験に必要な消耗品の一部が既存品で代用できたため.(使用計画)これまでの成果を学会発表や論文投稿を通じて世界に発信するための費用が必要となるために,平成29年度の未使用分を次年度に充てる.本研究で実施するファントム実験に必要な備品,消耗品を購入するとともに,研究成果を公表するための学会発表,論文発表費用に充てる.
重力波研究の新しい展開

重力波検出用レーザー干渉計TAMA300にリサイクリング技術を導入することにより、高周波域における感度向上を達成した。また、長期安定運転に備えて干渉計各部やデータ取得・解析部の整備を進め、米国LIGO干渉計群との同時観測運転を2003年2月中旬から2ヶ月間にわたって実施した。このTAMA-LIGO同時観測で得られたデータの解析結果は共同で公表されている。TAMA300は既に3000時間以上の観測データを蓄積しており、これまでに連星合体に伴うチャープ重力波、ブラックホールのリングダウン重力波、連続重力波などに対する上限を求めその結果を報告した。同時に、TAMA感度の2桁向上を図る次世代干渉計LCGT計画のための技術開発を進めた。低温技術、防振、レーザーなど、次世代大型低温重力波望遠鏡LCGTに必要な要素技術はほぼ出そろった。プロトタイプ実証機である100m低温鏡レーザー干渉計CLIOが神岡に建設され、現在その性能を実証中である。神岡地下に建設されたCLIO用トンネルを利用した地殻ひずみ計が、これまでにない高感度の地球深部観測手段として稼働中である。また、低温鏡に必要な静粛冷凍機の開発がナノテクノロジー分野でも脚光を浴びるなど、他分野への波及効果もあらわれている。その他、可変帯域型干渉計の研究やレーザー冷却Rb原子を用いた原子干渉計の開発も進んだ。また、理論研究からデシHz帯の重力波探索の重要性が指摘され、スペース干渉計DECIGOが提案された。DECIGOは宇宙初期を見るための宇宙空間低周波重力波検出器として注目されており、そのための理論的検討および基礎技術開発が始まった。以上のように本領域研究によって、日本の重力波研究を重力波天文学の成立に向けて大きく前進させることができた。本領域の目的は、TAMA計画の成果とこれまで開発してきた低温化技術をはじめとするさまざまな干渉計の技術をさらに発展させ、重力波天文学の扉を開くための礎を築くことにある。具体的には、TAMA300、次世代干渉計R&D、理論、干渉計技術応用の4本柱の計画研究を策定し、それに公募研究を加えて上記の目的達成をめざす。研究者が有機的な関係を保ちながら上記の目的を遂行できるように、総括班は各計画研究および公募研究の進行状況を把握し、全体として整合性のとれた領域運営ができるようつとめる。まず研究面の実績では、TAMA300重力波検出器の長期間安定運転があげられる。TAMA300は現在世界最高感度を達成しており、50日間で1000時間以上の観測データを蓄積するなど、重力波天文学の実現に向けて着実な成果を挙げている。現在進めているパワーリサイクリング技術等の導入により、今後さらに検出器の高感度化と高安定化が図られる見込みである。また、次世代干渉計に向けてのR&Dにおいても、低温技術、防振技術、鏡材料技術などで成果が得られた。海外のプロジェクトとの技術協力も活発に行われ、重力波データ解析、SAS防振系開発などで国際共同研究の実績があがっている。2月には総括班主催で、第2回「TAMAシンポジウム」を3日間にわたって東京大学で開催した。招聘外国人の7人を含めて83名が参加し、検出器の世界情勢、技術開発動向、データ解析、重力波源の理論などについて活発な議論を行った。また、京大基研では「重力波研究の発展と将来」と題する国内会議がもたれた。総括班内部の活動としては、2001年9月以降に2回の全体会議および1回の総括班会議をもち、今後の研究の進め方や組織運営について話し合った。領域全体としては、2つの主課題であるTAMA300の観測とLCGTに向けたR&Dを始めとして、着実な進展が見られた。

三鷹のTAMA300重力波検出器は、重力波検出をめざし、米LIGO検出器との間で長期同時観測を実施中である。また、地殻変動などの研究を行い、重力波検出器の予備的なデータを提供するために、神岡鉱山内に地球物理観測用の100mレーザー干渉計を建設した。その他、LCGTのための低温技術や低周波防振系TAMASASの開発が進んだ。2003年2月6-7日に東大宇宙線研で総括班主催の第3回TAMAシンポジウムを開催した。これにはアメリカからLIGOプロジェクトの研究者も参加し、相互の技術情報交換と共同観測上の問題点などが話し合われた。また、7日には総括班会議を開き、外部評価委員を含めて現状報告や今後の課題について討議した。また、2002年12月17-19日には総括班後援で、京都の国際高等研究所で第7回重力波データ解析国際ワークショップが開かれ、120名(海外から80名)が参加者して活発な議論が行われた。総括班では、月1回の運営委員会と技術検討会を開催している。また、特定領域のホームページを開設し、研究状況や会議の情報を広く公開している。TAMA共同研究者の数は現在80名近くになるが、今後も特定領域を中心とした有機的な組織の中で重力波研究を展開していく方針である。重力波検出用レーザー干渉計TAMA300にリサイクリング技術を導入することにより、高周波域における感度向上を達成した。また、長期安定運転に備えて、稼働を開始した米国LIGO干渉計群との同時観測運転を2003年2月中旬から2ヶ月間にわたって実施した。TAMA300はこれらの干渉計のなかで最も高い稼働率(80%以上)を示している。既に2500時間以上の観測データを蓄積し、これまでに連星合体に伴うチャープ重力波や連続重力波に対する上限を求めその結果を報告した。現在はTAMA-LIGO同時観測で得られたデータの解析を進めている。同時に、TAMA感度の2桁向上を図る次世代干渉計LCGT計画のための技術開発を進めている。低温、防振、レーザーなど、実証機である100m低温鏡レーザー干渉計CLI0に必要な要素技術はほぼ出そろいつつある。低温鏡に必要な静粛冷凍機の開発がナノテクノロジー分野でも脚光を浴びている。また、神岡地下に建設されたCLI0用トンネルを利用した地殻ひずみ計が、これまでにない高感度の地球深部観測手段として新たに稼働を開始した。その他、可変帯域型干渉計の研究やレーザー冷却Rb原子を用いた原子干渉計の開発も進んでいる。また,理論研究からデシHz帯の重力波探索の重要性が指摘され、スペース干渉計の検討が始まった。総括班では、原則月1回の運営委員会と技術検討会を開催している。運営委員会は、領域全体の目的に沿った研究を進めるためのもので、国際的な協力体制なども議論している。技術検討会では、毎回テーマを決めて、主にそれに沿ったいくつかの講演と議論を行う。これには学生なども参加して、有意義な議論が行われている。レーザー干渉計TAMA300を用いて取得したデータの、重力波解析を進めている。
反復DNAマーカーによる日本のフナの系統進化的分類と識別

日本のフナ集団における進化や遺伝的背景をDNAレベルで調べるため、フナゲノムDNAのHindIII処理により得られた約270bp(Hi-a)と約2106p(Hi-b)のサテライトDNA(反復DNA)を単離し、その特徴付けを行った。Hi-aとHi-bの各々10クローン以上について一次構造を決定し、さらにサザンハイブリダイゼーションによりゲノム上での存在形態について解析した。1.Hi-a:反復単位は268bpまたは269bpで高AT(約65%)であった。また、反復単位間での相同性は非常に高かった(平均95%)。この反復DNAはフナゲノム中、高頻度で縦列に構成されていた。Hi-aにはサブファミリーが存在しており、そのゲノム中での存在形態はギンブナと金魚で一部異なっていた。さらに、Hi-aは他のコイ科魚類であるコイ、タナゴ、オイカワには存在せず、量差はあるものの、ギンブナ、ゲンゴロウブナ、金魚のフナ種に特異的であることがわかった。また、金魚に、より特徴的である、一端を欠いたHi-a配列(202bp)も同定した。2.Hi-b:反復単位は208bpまたは209bpだった。データベースと相同性検索した結果、5s-rDNA(120bp)とそのフランキング領域を含む反復配列と推察された。調べたコイ科魚類のいずれにもこの配列は存在していたが、その存在形態は種(亜種)により異なっていた。また、ギンブナから5s-rDNAの一部(約80bp)を含む同方向反復配列(約145bp)からなる約290bpの反復配列も同定した。以上、これらの反復DNAは、今後、フナの進化的位置付けや遺伝的分類を明確にする上での指標として期待できる。
敗血症性DICの生存率向上を目指して－ヒストンを標的とした新規治療戦略の探索－

DIC治療薬として使用されている遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤にはヒストンを中和する作用があり、ヒストンによる血小板凝集や好中球細胞外トラップ(NETs)放出を抑制することを細胞レベルで確認した。また、ヒストン投与によるDICモデルにおいて、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤がNETs放出を抑制しうること、臓器障害を軽減しうる可能性を動物実験レベルで確認した。さらには、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤にコンドロイチン硫酸鎖が付加されたもの(タイプII)は、従来の製剤よりも、ヒストンによる血小板凝集やNETs放出を効果的に抑制することを確認した。敗血症時の生存率を左右する因子として、細胞外ヒストンが注目を集めている。近年我々は、遺伝子組換え型トロンボモジュリン製剤(rTM)およびグリコサミノグリカンがヒストンの毒性を中和することを報告してきた。本研究では、rTMにグリコサミノグリカン鎖が付加されたrTMタイプII、抗ヒストン中和抗体を中心に、致死性因子ヒストンを標的とした新規敗血症治療法開発へ向けた基盤を作り上げることを目的としている。平成27年度は、rTMタイプIIのヒストンに対する親和性を水曜振動子マイクロバランス法(QCM)で検討し、rTMタイプIIは従来のrTMタイプIと比較して、ヒストンに対する親和性が高いことを確認した。また、rTMや抗ヒストン中和抗体の効果を評価する実験系として、ヒストン刺激による血小板凝集試験、ヒストン刺激による好中球細胞外トラップ(NETs)放出試験の実験条件を最適化し、rTMタイプIIがこれらの実験系でヒストンの作用を効率的に抑制することを確認した。現在、これらの最適化された実験系の中で、抗ヒストン中和抗体のうち中和活性の強いものを選択している段階で、平成28年度は、これらのスクリーニング検査で得られた中和活性の強いrTMタイプII製剤や抗体の効果を、敗血症モデル動物で検討する予定である。平成27年度に予定していた候補薬剤の精製および確保は計画通りに進んでいて、候補薬剤のヒストンへの親和性や中和活性の評価も八割程度進んでいる。平成27年度から28年度にかけて、in vitroでのヒストンの中和活性を評価し、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤(rTM)にはヒストンの中和作用があること、rTMの領域別では、レクチン様領域だけでなく、Epidermal Growth Factor (EGF)様領域、糖鎖結合領域にも中和作用があること、さらにはグリコサミノグリカン鎖が付加されたrTMタイプIIは、通常のrTMよりも中和活性が強いことを明らかにした。平成28年度から29年度にかけては、生体内(in vivo)でのヒストン中和作用を確認するため、動物モデルを作成して評価するプランを進めているところである。このうち、平成28年度は、in vivoでの評価系を確立することに焦点をおき、以下の二つのモデルを確立した。一つめはヒストンをラットの血管内に投与する炎症性播種性血管内凝固モデルで、二つめはメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)をラットの血管内に投与する敗血症モデルである。前者においては、neutrophil extracellular traps (NETs)放出とフィブリン沈着を伴う急性腎傷害の所見が、後者においては、膿瘍や菌塊を伴う腎傷害や肺傷害の所見が観察され、重症敗血症モデルとして利用可能であることが示唆された。平成29年度はこれらの重症敗血症モデルを用い、in vivoでのヒストン中和活性の強い薬剤を選択するとともに、その有効性と有害事象について解析していく。また、臨床検体でのヒストンの経時変化を解析することで、治療介入に適したタイミングを図っていく。平成27年度には、ヒストンの中和作用が期待できる薬剤を精製し、in vitroでのヒストン中和活性が強いものを選択するところまで到達していた。平成28年度と29年度には、生体内(in vivo)でのヒストン中和作用を確認し、有効性と有害事象を評価することを計画していたが、平成28年度中にin vivoモデルを確立し、その評価系も確立できたため、平成29年度にはin vivoモデルを用いての候補薬剤の評価を、予定通り実施できると判断している。我々は、細胞外ヒストンが播種性血管内凝固症候群(DIC)と似た病態を引き起こすことを報告し、敗血症で死に至る一因となっている可能性を検討してきた。本研究は、致死性因子ヒストンを標的とした敗血症性DICの治療戦略を構築することを目的としている。また、ヒストン投与によるDICモデルや、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌投与による菌血症モデルにおいて、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤がNETs放出を抑制しうること、臓器障害を軽減しうる可能性を動物実験レベルで確認した。さらには、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤にコンドロイチン硫酸鎖が付加されたもの(タイプII)は、従来の遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤よりもヒストンに対する親和性が高く、ヒストンによる血小板凝集やNETs放出を、従来の遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤よりも効果的に抑制することを確認した。タイプIIの優位性は、コンドロイチナーゼを作用させることで失われることから、コンドロイチン硫酸鎖がヒストンに対する親和性を高めていることが確認された。

さらに、敗血症患者を対象とした観察研究において、細胞外ヒストン濃度は従来の炎症・凝固・細胞傷害マーカーと比較して、より予後を反映しうることが明らかになった。これらの成果を広く公表すべく、英語論文の執筆を進めるとともに、アジア太平洋血栓止血学会議での発表に向けて、準備を進めている。DIC治療薬として使用されている遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤にはヒストンを中和する作用があり、ヒストンによる血小板凝集や好中球細胞外トラップ(NETs)放出を抑制することを細胞レベルで確認した。また、ヒストン投与によるDICモデルにおいて、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤がNETs放出を抑制しうること、臓器障害を軽減しうる可能性を動物実験レベルで確認した。さらには、遺伝子組換えトロンボモジュリン製剤にコンドロイチン硫酸鎖が付加されたもの(タイプII)は、従来の製剤よりも、ヒストンによる血小板凝集やNETs放出を効果的に抑制することを確認した。平成27年度の候補薬剤のスクリーニングで、ヒストン中和活性を認めたものについて、その効果を敗血症モデル動物で検討する。具体的には、ラットの静脈内にメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)を投与する菌血症モデル、静脈内にヒストンを投与する播種性血管内凝固症候群(DIC)モデル、マウスの盲腸結紮穿刺(CLP)モデルを採用し、生存率、血球数、凝固関連分子マーカー、組織所見を評価し、敗血症病態を軽減しうる候補薬剤を選択する。平成28年度と29年度には、生体内(in vivo)でのヒストン中和作用を確認し、有効性と有害事象を評価することを計画していたが、平成28年度中にin vivo敗血症モデルを確立し、その評価系も確立できたため、平成29年度はこれらの敗血症モデルを用い、ヒストン中和活性の強い薬剤を選択するとともに、その有効性と有害事象について解析していく。また、臨床検体でのヒストンの経時変化を解析することで、治療介入に適したタイミングを図っていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。救急・集中治療29年度が最終年度であるため、記入しない。
固液界面電子移動ダイナミクスの非線形分光法による実時間計測

基礎・応用両面で非常に重要な課題である固体/溶液界面の電子移動反応において、本研究はその動的描像を得るために、2種の観測法を組み合わせ実時間追跡することを目的として行った。1.非線形分光法による固/液界面吸着種の観察とダイナミクス電気化学SFG分光システムを用い、白金/溶液界面に形成された吸着COのレーザー励起にともなうダイナミクスを時間分解SFG分光法で追跡した。ポンプ光照射によりPt-CO間の結合が緩み、on-topに吸着していたCOがmulti-foldサイトへ過渡的に変化したものであると考えられる結果が測定された。2.フェムト秒可視光ポンプ-可視・赤外吸収プローブ法によるキャリアおよび電子移動ダイナミクス励起課程とそれに続く電子移動に関する理解は光誘起電子移動反応の全容を明らかにするために不可欠であり、ここでは、(1)フェムト秒可視光ポンプ-可視および赤外吸収プローブ測定が可能なシステムを構築し、(2)可視光ポンプ-赤外吸収プローブ法によりCdSナノクラスターの励起キャリアの寿命に及ぼすナノクラスターのサイズおよび表面修飾の効果を明らかにし、(3)フェムト秒可視光ポンプ-可視および赤外吸収プローブ測定により、配位子の電子供与能と関連した錯体内の電子移動過程ダイナミクスを明らかにした。3.生体適合性材料表面・界面の水の構造評価生体分子の構造・機能発現において周囲の水が大きな役割を果たしており、水の構造・物性を明らかにすることの重要性は十分認識されている。そこで、SFG分光法を用い種々の生体関連材料界面における水の構造を追跡し、生体機能との関係を考察した。例えば、生体物質と近いオーダーの摩擦係数を持つと言われているPVAゲルと石英との界面の水の構造をゲル加圧下でその場追跡し、ゲル表面にしみだしてきた水素結合の弱い水が、界面の低摩擦性に関連していることが示唆された。本研究では、固体/溶液界面で起こる反応の動的描像を得るために、主としてバルクのダイナミクスを追跡する可視光ポンプ-赤外光吸収プローブ法と、表面・界面に敏感な非線形分光法の1つである和周波発生(SFG)分光法を組み合わせ、固液界面での電子移動反応を実時間追跡する事を目的としており、本年は以下の成果を得た。(a)可視光ポンプ-ブロードバンドSFGプローブ測定システムの開発現有のフェムト秒可視光ポンプ-赤外吸収測定システムに波形整形ライン、分光器、CCD測定系などを導入しブロードバンド可視光ポンプ-表面SFGプローブシステムを構築した。(b)可視光ポンプ-赤外光吸収プローブ法による固体/溶液界面の電子移動ダイナミクス機能性分子を吸着させたCdS超微粒子を溶液中に分散し、超微粒子の可視光励起にともなう超高速赤外応答を測定し、サイズ効果を明らかにした。また、機能性分子で修飾したCdS超微粒子を石英、透明電極などの上に二次元配列させ、超微粒子の可視光励起にともなう超高速赤外応答測定を行った。さらに、電位依存性についても調べた。なお、安定でS/N比の高い測定を行うために、64チャネルのMCTアレーを導入した。(c)非線形分光法による固液界面吸着種の観察とダイナミクス二次高調波発生分光法により、GaAs上への銅の電析過程をその場追跡し、析出した銅の形態、析出機構の電位依存性を明らかにした。

また、SFGにより酸化チタン表面の水構造に及ぼす光照射効果を調べ、光親水化機構を提案した。さらに、ps-SFGと電気化学を組み合わせたシステムを新たに構築し、白金/溶液界面に形成された吸着COのレーザー励起にともなうダイナミクスを時間分解SFG分光法で追跡した。Ptのon-topに吸着したCOに由来するピークが2064cm-1に観測され、ピーク強度はポンプ光照射によって急激に減少し、数十psと極めて短い時定数で回復した。またポンプ光照射直後に新たに1980cm-1付近にブロードなピークが出現した。これはポンプ光照射により、on-topに吸着していたCOがmulti-foldサイトへ過渡的に変化したものであると考えられる。固体/液体界面の電子移動反応は、基礎・応用面で非常に重要な課題である。本研究は、固体/溶液界面で起こる反応の動的描像を得るため、主としてバルクのダイナミクスを追跡する可視光ポンプ-赤外吸収プローブ法と、表面・界面に敏感な非線形光学分光法の一つである和周波発生(SFG)分光法とを組み合わせて、固液界面での電子移動反応を実時間追跡することを目的として行っている。本年度は以下の成果を得た。(1)可視光ポンプ-和周波発生プローブ測定システムの構築と特性評価昨年度構築したブロードバンド表面SFGプローブシステムについて、電位制御下、固液界面でのSFG測定が可能であることを確認した。具体的には、Ru三核錯体Ru_3(O)(CH_3CO_2)_6(CO)L_2を有する自己組織化単分子層を金電極上に構築し、電位制御下で配位子であるCOの振動モードの変化を追跡した。また、新たに可視光ポンプラインを設置し、可視光ポンプ-SFGプローブ測定が可能であることを確認した。(2)非線形分光法による固液界面吸着種の観察とダイナミクスps-SFGと電気化学を組み合わせたシステムを新たに構築し、白金/溶液界面に形成された吸着COのレーザー励起にともなうダイナミクスを時間分解SFG分光法で追跡した。0mVでHCHOはPt表面上にCOとして解離吸着することが知られているが、SFG測定によりPtのon-topに吸着したCOに由来するピークが2064cm^<-1>に観測された。ピーク強度はポンプ光照射によって急激に減少し、数十psと極めて短い時定数で回復した。回復時間は電位に依存し、またポンプ光照射直後に新たに1980cm^<-1>付近にブロードなピークが出現していることが分かった。これはポンプ光照射によりPt-CO間の結合が緩み、on-topに吸着していたCOがmulti-foldサイトへ過渡的に変化したものであると考えられる。固体/溶液界面の電子移動反応は、基礎・応用両面で非常に重要な課題である。本研究では、固体/溶液界面で起こる反応の動的描像を得るために、主としてバルクのダイナミクスを追跡する可視光ポンプ・赤外光吸収プローブ法と、表面界面に敏感な非線形分光法の1つである和周波発生(SFG)分光法を組み合わせ、固液界面での電子移動反応を実時間追跡する事を目的としている。1.可視(紫外)光ポンプ-可視・赤外吸収/-SFGプローブ法による固体/溶液界面の電子移動ダイナミクス過去2年間に引き続き、機能性分子で修飾した金属や半導体の超微粒子の多層膜や自己組織化単分子層さらには金属や半導体電極そのものを光や電位などで励起し、電子移動を引き起こし、それにともなう超高速赤外応答を吸収法とSFG法によって測定した。
維新への支持態度の実証分析

本研究の目的は、維新の会に対する有権者の意識や行動を、実証的に明らかにすることである。維新はなぜ、大阪において多くの有権者に支持されているのか。この問いに対して本研究は、政党ラベルとしての「維新ラベル」を、維新がうまく機能させたことが重要であることを明らかにした。では、そのような現状であったにもかかわらず、なぜ特別区設置住民投票で大阪市民は、都構想を否決したのか。この問いに対する解答として本研究が提示したのは有権者の批判的志向性の強さであり、これが住民投票で賛成への投票を「踏み止まらせた」ことを、本研究では明らかにした。平成27年度においては、当初は平成28年度に調査する予定であった意識調査の実施を前倒し、1)特別区設置に係る住民投票が行われた後に2回、意識調査ないしはサーベイ実験を実施した。このように複数の意識調査等を実施したことで、2)2015年度公共政策学会関西支部大会にて口頭報告を行うことができ、さらに3)研究成果に基づく単著論文を1本公刊することができた(「社会的期待迎合バイアスと投票参加」『法と政治』66巻4号)。本研究の目的は、維新の会が多数の支持を獲得し得なかった理由を実証的根拠に基づき検討することにある。特別区設置に係る住民投票における反対多数という結果に至った原因を、実証的根拠に基づき明らかにすることは、本研究における最重要課題であり、そのためのデータを十分な形で収集できたことには意義がある。特に維新の会をめぐる言説は実証的根拠に欠くものがほとんどであり、その点を勘案すると、大阪市民・府民を対象とする大規模サーベイ調査を行ったことには、十分な意義が認められる。さらにいえば本研究は、オンライン上で実施した意識調査の質が必ずしも低いわけではないことも明らかにしている。オンライン上の意識調査の結果は、一般の無作為抽出等に基づく意識調査と比較してデータの質や代表性に劣るとの指摘がある。いかに実証的根拠に欠くとの指摘をしても、その根拠たるデータが十分な信頼性と妥当性を兼ね備えたものでなければ意味はない。本研究ではリスト実験という手法に基づく実験研究を意識調査に組み込むことで、オンライン意識調査のデータが質的に劣るわけではないことも明らかにした。日本における、リスト実験に基づく投票参加の研究は本研究が初であり、この点においても今年度の研究成果には意義があると考える。当初の計画としては、平成27年度ではなく平成28年度に意識調査を実施する予定であった。しかし、申請書を執筆した当時から、2015年5月の住民投票の実施に向けて、維新をめぐる政治動向は劇的に変化した。維新への支持態度の研究としては、この住民投票に関する意識調査を行うことが必須であり、急遽、研究費を前倒しする形で平成27年度に意識調査を実施することとなった。以上のように実施計画を大幅に修正する必要が生じ、必ずしも計画通りに調査・分析を進めているわけではないが、結果としてみれば、当初の予定よりもかなり早く研究成果を発表・公刊することができている。さらにQualtricsといった意識調査実施補助システムを利用することで、申請時に想定していた以上の、高い信頼性と妥当性を兼ね備えたデータを得ることもできている。本研究の目的は、維新の会に対する有権者の支持態度について、実証的に明らかにすることである。そのためのアプローチとして本研究が用いたのは、意識調査を用いた実証分析、とりわけ意識調査に実験的手法を融合させたサーベイ実験という手法である。この新たな政治学における方法を用いることなどによって、維新の会への支持態度に関する、多くの知見を本研究では明らかにすることができた。既に公表済みである2つの研究成果に限定し、本研究の知見の一部を具体的に説明する。まず、本研究では、特別区設置住民投票下の投票行動の分析を通じて、都構想が否決された理由を実証的に明らかにした。通説的見解であるポピュリズムに基づく説明や、シルバーデモクラシー論に対して、本研究が主張するのは、有権者の批判的志向性に関する重要性である。この態度を大阪市民は潜在的に有していたことが、賛成への投票を踏みとどまらせた原因であることを、本研究は意識調査を用いた実証分析によって明らかにした。さらに本研究では維新が、橋下氏が政界を引退して以降も関西圏を中心に支持を集め、選挙で勝利し続ける原因についても明らかにした。他党と比較した場合の維新の特徴として指摘できるのは、地域偏重性である。これにより維新は、全国的にはほとんど支持を獲得できない一方で、関西圏に限定する形で、多数の有権者の支持を獲得することに成功した。しかしこの仮説の妥当性は、観測データを用いた分析からは社会的期待迎合バイアスがあるために検証できないという問題を抱える。そこで本研究では、無作為化要因実験という、社会的期待迎合バイアスを除去することが可能な方法で、維新支持態度の規定要因を分析した。その結果、維新に存在する「大阪」偏重的な要素が、支持の理由の1つであることが明らかとなった。

この問いに対する解答として本研究が提示したのは有権者の批判的志向性の強さであり、これが住民投票で賛成への投票を「踏み止まらせた」ことを、本研究では明らかにした。現時点において、既に本調査結果に基づく学会報告(1件)と論文の公表(2本)が確定している。平成28年度においては、平成27年度に実施した調査結果に基づき、さらなる学会報告や論文の公刊をめざす。加えて、補足的な意識調査の実施も検討したい。維新の会は大阪W選の直前に維新の党と分裂し「おおさか維新の会」となった。2016年7月実施予定の参院選においては「日本維新の会」となる可能性もあるが、いずれにせよ、国政政党としてどのような支持をどの程度集めることができるのかは、本研究の関心と直接かかわる問題であり、したがって参院選における有権者の意識や行動を分析することで、維新がなぜ成功/失敗したのかを、より説得的な形で明らかにすることができると考える。政治学
エラジタンニン中分子をモチーフとしたポリフェノール系包接化合物の創出

エラジタンニン類は千を超える天然物を擁するポリフェノール化合物群である。実用を期待できる生物活性を有する中分子領域の化合物も多い。本新学術領域研究では、エラジタンニン中分子をモチーフとした新規ポリフェノール系包接化合物を、化学合成を用いて創出することを目的としている。中分子領域のエラジタンニンには2量体以上の化合物が多く、目的の達成にはその多量化体の合成法確立が必要である。当年度は、多量化体やエラジタンニン構造をモチーフとした環状化合物の合成には必須となる、その構成要素となる単量体エラジタンニン数種の全合成に成功した。本内容を下記にまとめる。(1)C-グリコシドエラジタンニン、カスアリニンを全合成した。エラジタンニンを基にした環状化合物として、天然エラジタンニン、カスアリニンの構造に見られるような、グルコピラノース環が開いた構造をモチーフとして設定した。そのため、まず、カスアリニンの全合成経路を確立した。カスアリニンの構造には、鎖状のD-グルコースとC-グリコシド結合したヘキサヒドロキシジフェノイル基の存在などの特徴がある。本全合成研究では、C-グリコシド結合を対応するオキシムの酸処理によって形成する新たな経路を開拓し、はじめての全合成を達成した。(2)四量体エラジタンニン、ノボタニンKの合成を目標とし、その構成要素である四つの単量体エラジタンニン、ノボタニンD、ルゴシンC、プテロカリニンC、およびカスアリクチンを全て全合成した。一方、環状化合物の合成に必要な多量化の段階に新たな問題が露呈した。すなわち、保護基によって生じる立体障害のため、二量体以上の構築が難しい事が明らかになった。今後、保護基の数を減少させたり、より立体的に小さな保護基を用いたりする新たな合成経路の開拓が必要である。29年度が最終年度であるため、記入しない。中分子領域のエラジタンニンには、2量体以上の化合物が多く、目的の達成にはその多量化を担う構成基の構築法確立が必要である。また、ガロイル基が3個C-C結合したNHTP基には、そのフェノール性ヒドロキシ基の集合状態から、包接作用を示す化合物への展開が期待できる。当年度は、天然エラジタンニンの重要な構成基である(1)GOD基と(2)NHTP基の合成方法を検討した。どちらの基も、六置換ベンゼンを含むエラジタンニンの構成基で、その合成には立体障害の多い位置でベンゼン環をつなげる、難しい変換を含む。(1)GOD基の合成研究:エラジタンニンの多量化を担う構成基、GOD基の合成経路を確立した。その合成では立体障害の多い六置換ベンゼンを構築する段階が鍵段階となる。合成では、C-Oジガラート構造をまず構築し、次いで六置換ベンゼン部分を構築した。(2)NHTP基の合成研究:ガロイル基が3個炭素ー炭素結合したNHTP基を含む天然物vescalaginを標的に合成研究を進めたが、途上である。NHTP基は、自然界ではグルコースの2,3,5位酸素にエステル結合して存在するため、合成法検討にはグルコースの2,3,5位酸素にガロイル基を結合させ、そのカップリングを検討した。グルコースの2,3位上のガロイル基のカップリング反応は問題なく進行した。このカップリング後、グルコースの5位に保護基の数と位置を様々に変えたガロイル基を導入し、その酸化感受性の差異を利用した二度目のカップリングの検討を続けている。当年度は、天然エラジタンニンの重要な構成基である(1)GOD基と(2)NHTP基の合成方法の確立を予定していた。進捗状況は、(1)を達成したが、(2)は、予定までもう一歩まで研究を進めたが、途上である。一方、当初予期していなかった成果として、(3)保護基の導入に用いるベンジルイミダートの高純度合成法を発見した。(1)GOD基の合成研究:GOD基の合成方法を確立した。本合成では、C-Oジガラート合成のビルディングブロックとして、既に報告したオルトキノン化合物の保護基を変更して用いた。幸いにも、この保護基変更はフェノールによるオキサマイケル付加・脱離を許容し、続く還元的芳香環化を経て五置換ベンゼンを有するC-Oジガラート化合物を与えた。GOD基は軸不斉を有するため、sp3中心不斉からの転写を期待して、六置換ベンゼン部分の構築段階には、グルコースから誘導したテンプレートを用いた。すなわち、五置換ベンゼンを有するC-Oジガラート化合物の保護基と酸化段階の変換を経て、その部分構造をグルコースの6位酸素にエステル化した。一方で、GOD基の構成部分であるガロイル基をグルコースの4位酸素にエステル化した。鍵段階となる六置換ベンゼン部分は、CuCl2とn-BuNH2を用いた酸化的フェノールカップリングにより構築した。

(2)NHTP基の合成研究:NHTP基は、自然界では殆どがグルコースの2,3,5位酸素にエステル結合して存在するため、合成法検討にはグルコースから誘導した化合物をテンプレートとし、それにガロイル基を導入した化合物を用い、現在も合成方法を検討中である。(3)当初予期していなかった成果として、保護基の導入に用いるベンジルイミダートの高純度合成法を発見した。本法では、反応後の分液操作のみで、高純度のイミダート化合物を着色無しで得ることができる。エラジタンニン類は千を超える天然物を擁するポリフェノール化合物群である。実用を期待できる生物活性を有する中分子領域の化合物も多い。本新学術領域研究では、エラジタンニン中分子をモチーフとした新規ポリフェノール系包接化合物を、化学合成を用いて創出することを目的としている。中分子領域のエラジタンニンには2量体以上の化合物が多く、目的の達成にはその多量化体の合成法確立が必要である。当年度は、多量化体やエラジタンニン構造をモチーフとした環状化合物の合成には必須となる、その構成要素となる単量体エラジタンニン数種の全合成に成功した。本内容を下記にまとめる。(1)C-グリコシドエラジタンニン、カスアリニンを全合成した。エラジタンニンを基にした環状化合物として、天然エラジタンニン、カスアリニンの構造に見られるような、グルコピラノース環が開いた構造をモチーフとして設定した。そのため、まず、カスアリニンの全合成経路を確立した。カスアリニンの構造には、鎖状のD-グルコースとC-グリコシド結合したヘキサヒドロキシジフェノイル基の存在などの特徴がある。本全合成研究では、C-グリコシド結合を対応するオキシムの酸処理によって形成する新たな経路を開拓し、はじめての全合成を達成した。(2)四量体エラジタンニン、ノボタニンKの合成を目標とし、その構成要素である四つの単量体エラジタンニン、ノボタニンD、ルゴシンC、プテロカリニンC、およびカスアリクチンを全て全合成した。一方、環状化合物の合成に必要な多量化の段階に新たな問題が露呈した。すなわち、保護基によって生じる立体障害のため、二量体以上の構築が難しい事が明らかになった。今後、保護基の数を減少させたり、より立体的に小さな保護基を用いたりする新たな合成経路の開拓が必要である。今後も、申請者が本研究を統括し、連携研究者及び研究協力者(助教、博士研究員および大学院生)と共に行う。平成29年度には、エラジタンニン構造をモチーフとした環状化合物の合成と包接現象について研究する。本化合物は天然エラジタンニンの主要構成基で組み立てられるが、新規ポリフェノール系化合物である。合成には、まず最も直截な、ポリフェノールを効率よく環状オリゴマーとする方法を検討する。その一方で、単量体を二、三量体と順次伸長し、最後に大員環化を行う段階的な合成も検討する。すなわち、最も直截な合成経路では、エラジタンニン単量体の合成中間体を多量体合成に適切な官能基を有するように合成し、グリコシルエステル化の手法を用いて一気に多量化する。この方法では、様々な長さのオリゴマーと共に環状体の生成が期待できる。生じた混合物からGPC等を用いて環状オリゴエラジタンニン構造を有する化合物を単離する。環状体が生じない場合は、多量体合成に適切な官能基を有するように調整したエラジタンニン単量体の合成中間体をグリコシルエステル化させ、まず二量体とし、適切な位置の保護基を除去して対応するカルボン酸へと変換する。
有機アニオン輸送体発現系を利用した医薬品の胆汁排泄、黄疸誘発性の種差評価系の確立

医薬品開発過程での毒性評価はしばしばイヌやサルなどの大動物においても行われるが、ラットやマウスなどの小動物と比較してその遺伝子情報および遺伝子産物の機能に関する情報も十分ではない。毒性ターゲットとなりうる蛋白分子の機能解析は実験動物においてもなされるべきであり、これにより毒性発現の分子機構解明が加速されるはずである。また毒性ターゲット分子が既知の場合、動物実験に代替してヒト或いは動物の遺伝子を用いたin vitro発現系の利用が可能である。今年度はH15年度に引き続きマウス、サルのMrp2の機能発現系の作製と評価を行った。BALB/cマウスおよびカニクイザル肝臓cDNAよりPCRクローニングされた遺伝子はデータベースに報告されたものと比較し、いくつかのアミノ酸変異を伴うSNPsを有していた。この遺伝子産物の機能をバキュロウィルス発現系で測定した。両種のMrp2はこれまで知られているラット、ウサギ、イヌ、ヒトMrp2同様に有機アニオン性化合物の輸送活性を有することが示されたが、興味深いことに蛋白一分子当たりのグルタチオン抱合体の輸送活性、すなわち固有輸送活性がラットやイヌに比較して顕著に大きかった。またグルクロン酸抱合体に対する親和性がラットやイヌに比較して極めて低いことが明らかとなり、Mrp2分子当たりの輸送活性、基質への親和性に大きな種差があることが明らかとなった。標準抗原を用いたWestern解析より、マウスとサルの肝臓におけるMrp2蛋白発現量はラットのそれぞれ3分の1、10分の1と見積もられた。Mrp2の質的、量的違いのうち、ラット、マウス、イヌ、サルで過去に報告されていた薬物胆汁排泄能力の差は主にMrp2蛋白発現量の違いでほぼ説明可能であることが示された。一方阻害親和性に見られた大きな種差は薬物による黄疸誘発性の種差がありうることを改めて示すものであり、本研究で得られた一連のMrp2発現系はこれらを簡便にスクリーニングするツールとして応用可能と思われる。医薬品開発途中段階での毒性予測、機構解明には、毒性標的蛋白分子の固有活性、阻害性の種差に関する情報は有用である。実験動物の中でも中型のイヌにおけるMrp2の機能発現系の作製と評価を行った。ビーグル犬よりクローニングしたMrp2は、報告されている配列と比較して数カ所のSNPsを有していた。イヌMrp2はこれまで知られているラット、ウサギ、マウス、ヒトMrp2同様に有機アニオン性化合物の輸送活性を有することが示され、蛋白一分子当たりのグルタチオン抱合体の輸送活性、すなわち固有輸送活性はラットと同程度であった。標準抗原を用いたWestern解析より、イヌとラットの肝臓におけるMrp2蛋白発現量は1:10と見積もられた。イヌはラットに比較してグルタチオン抱合体の胆汁排泄が約10分の1であることが過去に報告されているが、今回の結果はこの胆汁排泄の差がMrp2蛋白発現量の違いで説明可能であることを示している。一方、イヌMrp2によるグルクロン酸抱合体の固有輸送活性は、ラットの約10分の1と大きな種差が見られた。輸送阻害実験においてもイヌとラットではグルクロン酸抱合体による阻害親和性に違いが見られ、イヌMrp2はグルクロン酸抱合体に対し低親和性であることが示された。以上の結果は日本薬物動態学会第18年会において報告済みである。