hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタボリックシンドロームの向血栓性予防の新たな治療的戦略の確立

PS antigen変動の予測因子としてPC,apoC-IIが選択された.ApoC-IIはVLDL,カイロミクロンなどのアポタンパク質であり,リポタンパク質リパーゼの活性化因子であることから,PSが中性脂肪代謝を制御する可能性が示唆された.2.基礎研究株化ヒト肝細胞HepG2のPSおよびPAI-1 mRNA発現をreal time PCR法で検討したところ、IL-6はPS、PAI-1 mRNA発現をともに上昇させたが、TNFαはPAI-1発現のみを上昇させた。また、ワインに含まれるresveratrolはPS発現を抑制したが、PAI-1発現を著明に上昇させたことから、肝細胞のPS発現はPAI-1発現とは異なった機序で制御されていることが示唆された。本研究では、1肥満患者の減量前後での血中プロテインS(PS)動態とメタボリックシンドロームのリスクファクターや血中アディポカインとの関連の解析、2肥満患者の減量前後での血中PS動態に影響を与える食事因子の探索と介入研究による確認、3食事因子やアディポカインによる肝細胞、血管内皮細胞のPS発現調節のメカニズム解明、の3つの研究項目について研究を推進している。1.臨床研究平成23年度は中村学園大学健康増進センター「肥満クリニック」を受診した肥満女性の血中PS動態を解析した結果、血中PSが高分子量アディポネクチン、内臓脂肪蓄積、血圧、血糖、HDL-コレステロールとは関連しなかったが、VLDL,カイロミクロンなどの中性脂肪に富むリポタンパク質と関連することを明らかにした。そこで、平成24年度は血中PS、中性脂肪と身体指標、食事因子との関連を比較した。血中中性脂肪は内臓脂肪面積、エネルギー摂取量と強く正に相関するが、総PS抗原量はエネルギー摂取量とは相関せず、血中中性脂肪はPSと異なり、血中エストラジオールと関連しなかった。したがって、血中PSと中性脂肪の調節因子が異なることが分かった。2.基礎研究平成23年度は赤ワインに含まれるresveratrolが株化ヒト肝細胞のPS発現を抑制するが抗線溶因子のplasminogen activator inhibitor-type 1 (PAI-1)発現を促進し向血栓性を強く促進することを明らかにした。そこで、平成24年度はresveratrolの二量体R3、R4について検討したところ、resveratrolの1/10の濃度でPS発現を抑制したことから、二量体化によりresveratrolの向血栓性がさらに増強することが明らかになった。本研究では、(1)肥満患者の減量前後での血中プロテインS(PS)動態とメタボリックシンドロームのリスクファクターや血中アディポカインとの関連の解析、(2)肥満患者の減量前後での血中PS動態に影響を与える食事因子の探索と介入研究による確認、(3)食事因子やアディポカインによる肝細胞、血管内皮細胞のPS発現調節のメカニズム解明、の3つの研究項目について研究を推進している。1.臨床研究血中PS濃度は男性に比べて女性で低値なので、まず女性を対象として検討した。
門脈循環における肝血流調節機構の研究-PGE1が肝内血管形態に及ぼす影響について

本研究は、肝血流調節機構に対してProstaglandin E1(以下PGE1と略す)がどのように影響を及ぼすのか、犬と豚で人為的門脈血流量増大モデルを使用した実験により明きらかにした.[方法]犬と豚を用い、左大腿動脈を脱血路、脾静脈下行枝を送血路とする体外循環回路(外シャント)を作成し、流量調節可能なローラーポンプを用い、門脈血流量の増大を図った(最高12時間).門脈系への増大血流量を100ml/minとし、PGE1使用群(門脈内投与、0.5μg/kg/min)、非使用群の2群を設定、Sham operationをし門脈系へ持続送血しないものを対照とした.肝血行動態の検討とともに、持続送血開始1時間以後に肝を径時的に生検して光顕および透過電顕による検討、灌流固定した肝を用いた走査電顕による検討、さらに血管内腔面積の定量化を行なった.[結果]1)PGE1非使用群では人為的に増大させた門脈血流量を維持できず、門脈血管抵抗の増大と形態学的に犬で肝静脈枝、豚で門脈枝の収縮性変化を認めた.血管内腔面積の定量化により、各々小葉間から終末枝レベルまで全体の収縮性変化であることがわかった.2)PGE1使用群では犬、豚ともにPGE1門脈内投与中は増大門脈血流量を維持しえた.PGE1使用中、門脈血管抵抗は増大せず、形態学的に肝内血管の収縮性変化は経度であり、PGE1非使用群に比較して内腔面積は犬の肝静脈枝で2.3倍、豚の門脈枝で1.9倍に拡大していた.3)類洞は犬PGE1非使用群が最も障害され、豚PGE1使用群が最も保たれていた.[考察]肝血流調節の主座とする場が犬と豚で異なるが、門脈枝、類洞、肝静脈枝すべてが肝血流調節に関与する.PGE1は肝内血管のトーヌス軽減とともに類洞の形態維持に関与する.本研究は、肝血流調節機構に対してProstaglandin E1(以下PGE1と略す)がどのように影響を及ぼすのか、犬と豚で人為的門脈血流量増大モデルを使用した実験により明きらかにした.[方法]犬と豚を用い、左大腿動脈を脱血路、脾静脈下行枝を送血路とする体外循環回路(外シャント)を作成し、流量調節可能なローラーポンプを用い、門脈血流量の増大を図った(最高12時間).門脈系への増大血流量を100ml/minとし、PGE1使用群(門脈内投与、0.5μg/kg/min)、非使用群の2群を設定、Sham operationをし門脈系へ持続送血しないものを対照とした.肝血行動態の検討とともに、持続送血開始1時間以後に肝を径時的に生検して光顕および透過電顕による検討、灌流固定した肝を用いた走査電顕による検討、さらに血管内腔面積の定量化を行なった.[結果]1)PGE1非使用群では人為的に増大させた門脈血流量を維持できず、門脈血管抵抗の増大と形態学的に犬で肝静脈枝、豚で門脈枝の収縮性変化を認めた.血管内腔面積の定量化により、各々小葉間から終末枝レベルまで全体の収縮性変化であることがわかった.2)PGE1使用群では犬、豚ともにPGE1門脈内投与中は増大門脈血流量を維持しえた.PGE1使用中、門脈血管抵抗は増大せず、形態学的に肝内血管の収縮性変化は経度であり、PGE1非使用群に比較して内腔面積は犬の肝静脈枝で2.3倍、豚の門脈枝で1.9倍に拡大していた.3)類洞は犬PGE1非使用群が最も障害され、豚PGE1使用群が最も保たれていた.[考察]肝血流調節の主座とする場が犬と豚で異なるが、門脈枝、類洞、肝静脈枝すべてが肝血流調節に関与する.PGE1は肝内血管のトーヌス軽減とともに類洞の形態維持に関与する.
原子ステップ制御エピタキシ-法によるSiC純正結晶製作とパワ-デバイスへの応用

本研究では、基板表面のステップ密度を制御し、ステップフロ-成長を誘起促進させる原子ステップ制御エピタキシ-法による6HーSiCの単結晶成長とデバイスへの応用に関する研究を行った。本年度に得られた主な成果は下記の通りである。1.原子ステップ制御エピタキシ-法によるSiCの低温成長と成長機構の解析(1)6HーSiC{0001}5゚オフ基板上の成長を行ったところ、成長温度12001500°Cでは6HーSiC単結晶、1100°Cでは3CーSiC双晶が得られた。また、54.7゚の大きいオフアングルを有する(0114)基板を用いることにより、1100°Cの低温でも6HーSiCの単結晶成長を実現した。(2)成長速度のSi/C比依存性、原料ガス流量依存性を調べたところ、SiCの成長はSi種の供給律速であることが分かった。また、成長速度に面極性依存性は見られなかった。(3)12001500°Cの範囲における成長速度の活性化エネルギ-は3.0Kcal/moleとなった。この値は、stagnant layer中の反応種の拡散が結晶成長を律速するというモデルに基づいて計算した理論値と一致する。つまり、オフ基板上では、二次元核発生が不要となるため、成長は表面反応律速ではなく、原料の供給(拡散)律速となる。2.成長層の評価とデバイスへの応用(1)アンド-プ成長層の評価(Hall測定、エッチピット密度の測定)を行ったところ、Si面よりもC面成長層の方が結晶性に優れることが判明した。この依存性は低温成長層ほど顕著である。(2)Schottky障壁ダイオ-ドを試作し、絶縁破壊電界のドナ-密度依存性を求めた。本方法によるSiC成長層は、従来の報告値を凌賀する優れた絶縁破壊電界を示した。本研究では、6HーSiC(0001)Si面、(0001^^ー)C面にオフアングルを導入することで基板表面のステップ密度を制御し、その上に6HーSiCの原子ステップ制御エピタキシ-を行った。本研究により得られた結果は下記の通りである。1.6HーSiC基板を用いて、主に1,500°Cで結晶成長を行い、次の結果を得た。(1)6HーSiC(0001)Si面、(0001^^ー)C面ジャスト基板上には3CーSiC(111)双晶が成長する。このとき、基板上での3CーSiCの成長核発生密度はC面の方がSi面に比べて大きい。(2)Si面オフ基板ではオフ方向により成長の様子が異なる。[112^^ー0]方向オフ基板上には6HーSiC単結晶のみが成長する。一方、[11^^ー00]方向オフ基板上では長時間成長につれて6HーSiC成長層に3CーSiCの混在が進んでいく。(3)C面オフ基板では[112^^ー0]、[11^^ー00]両方向のオフ基板上で6HーSiC単結晶が成長し、3CーSiCの混在は起こらない。(4)成長条件の最適化によって、1,200°Cの低温においても高品質単結晶成長ができる。

このことから、オフ基板を用いた原子ステップ制御エピタキシ-法によれば、従来の方法に比べて300600°C以上低い温度で表面の極めて平坦な高品質のSiC単結晶を得ることができること、および、このときの基板のオフ角度は36°が最適であることが明らかになった。また、原子ステップ制御エピタキシ-の成長機構に関して考察し、成長機構をステップへの付着による横方向成長とテラスでの2次元核発生による成長のモデルを用いて説明した。2.TMAを用いたA1のド-ピング、N_2を用いたNのド-ピングを行い、成長層の電気的、光学的特性を評価した。(1)TMA流量を変化させることにより、p形層キャリア密度を4x10^<17>8x10^<20>cm^<ー3>の広い範囲で制御し、0.1Ωcm以下の低抵抗p層を得た。(2)Nのド-ピングにより、n形層キャリア密度を10^<17>cm^<ー3>台で変化させることができた。電子移動度は140200cm^2/Vsであり、従来の成長法により高温で製作したものに比べて遜色のないものが得られた。現在、アンド-プ層の高純度化を図る研究に取り組んでいる。本研究では、基板表面のステップ密度を制御し、ステップフロ-成長を誘起促進させる原子ステップ制御エピタキシ-法による6H-SiCの単結晶成長とデバイスへの応用に関する研究を行った。本年度に得られた主な成果は下記の通りである。1.原子ステップ制御エピタキシ-法によるSiCの低温成長と成長機構の解析(1)6H-SiC{0001}5°オフ基板上の成長を行ったところ、成長温度12001500°Cでは6H-SiC単結晶、1100°Cでは3C-SiC双晶が得られた。また、54.7°の大きいオファングルを有する(0114)基板を用いることにより、1100°Cの低温でも6H-SiCの単結晶成長を実現した。(2)成長速度のSi/C比依存性、原料ガス流量依存性を調べたところ、SiCの成長はSi種の供給律速であることが分かった。また、成長速度に面極性依存性は見られなかった。(3)12001500°Cの範囲における成長速度の活性化エネルギ-は3.0kcal/moleとなった。この値は、stagnantlayer中の反応種の拡散が結晶成長を律速するというモデルに基づいて計算した理論値と一致する。つまり、オフ基板上では、二次元核発生が不要となるため、成長は表面反応律速ではなく、原料の供給(拡散)律速となる。2.成長層の評価とデバイスへの応用(1)アンド-プ成長層の評価(Hall測定、エッチピット密度の測定)を行ったところ、Si面よりもC面成長層の方が結晶性に優れることが判明した。この依存性は低温成長層ほど顕著である。(2)Schottky障壁ダイオ-ドを試作し、絶縁破壊電界のドナ-密度依存性を求めた。本方法によるSiC成長層は、従来の報告値を凌賀する優れた絶縁破壊電界を示した。
脳腫瘍の治療計画の新しい評価法-MRSによる悪性度の診断(基礎と臨床研究)-

髄膜腫は頭蓋内腫瘍のなかでも頻度の高い良性腫瘍であるが、手術適応や手術計画を決める上で増殖能を調べることは重要である。術前に高い悪性度が予測された場合には、手術計画や手術操作には悪性腫瘍に準じた配慮が必要で、手術中の摘出境界部の生検は入念に行う必要がある。また一方で、増殖能が低ければ、脳の保護を優先し部分摘出にとどめた方が術後の臨床経過は良好である。MIB-1の陽性率はほぼ腫瘍のgrowth fractionに等しいと考えられている。MRSで測定したCho/Cr比は、MIB-1 SIと統計学的に有意な相関を示したことから、MRSは、侵襲なく腫瘍の増殖能を推測することが可能な検査と思われる。MRSで検出されるCho群の濃度は、膜の生合成の増加、cellularityの増加に相関すると言われている。われわれの研究で、MIB-1 SIとCho/Cr比が相関した理由は、こうした膜の生合成の増加やcellularityの増加が原因と推測される。MRSで検出されるmobilelipidの由来が壊死巣と深くかかわっているとの報告がある。我々の症例で、mobile lipidが検出された髄膜腫のすべてに病理学的に壊死が認められたこと、塞栓術後に乳酸に引き続いてmobile lipidの信号が出現し、摘出標本で壊死巣を確認できたことは、mobile lipidの由来が壊死巣であることを示唆している。壊死巣の存在は、悪性度の一つの指標であるので、画像では判り難い壊死巣が、MRSで検出可能であることは重要である。髄膜腫が不均一に造影されても、これが必ずしも壊死によるとは限らないので、壊死の存在を画像のみで診断するには限界がある。乳酸の存在は壊死に至る前段階と考えられるが、乳酸が検出された5つの髄膜腫のうち2つは病理学的にはbenignであった。このことから、必ずしも乳酸の存在はnon-benignを示唆しない。しかしながら、benignで乳酸が検出された2つの髄膜腫のMIB-1 SIは、2.95と2.30でいずれもbenign群の平均値よりも高い値であり、乳酸の存在は腫瘍の増殖率が高いことを示唆するものと考えられる。MRS上、mobile lipidと乳酸の信号は鑑別可能であるが、両者が混在している場合には完全に分離することは困難である。以上、MRSよりCho/Cr比求めることは、髄膜腫の悪性度の補助診断に有用であった。また、乳酸やmobile lipidの検出は増殖能の高さを示唆する所見であった。In vivo MR Spectroscopy(MRS)により、脳腫瘍の悪性度(増殖率)が正確に予測可能か、MIB-1染色率の結果と対比させ検討中である。これまでに10症例を検討した。内訳は、髄膜腫7例、神経膠腫3例。術前にin vivo proton MRSにより、chorine(Cho)/creatine(Cr)比を求めた。手術により摘出した標本の一部を液体窒素にて凍結し保存した。MIB-1染色率(SI)との比較では、すでにMIB-1 SIとCho/Cr比に相関を認めている。以前の20症例とともに英語論文としてまとめ、近日中に投稿予定である。さらに、MR画像による髄膜腫の悪性度診断とMRSとの比較を放射線科医と共同で行った。この結果は、英語論文としてまとめる予定である。今後、a)細胞密度との比較、in vitro proton MRSにより、phosphocholin(PC)、glycerophpsphorylcholine(GPC)、choline(Cho)の各成分の量を求める、b)HPLCによりPC、GPC、Choの各成分の量を求め、さらに詳しく検討し学会で発表する予定である。本学では平成10年12月より、In vivo MRS装置の改良工事に入り、平成11年2月末に終了し、3月2日より研究が再開可能となった。新しい装置は、選択範囲の水のプロトン量をもとに、Choやcrの定量が可能であることから、現在、ファントムにより精度を検討している。今後、臨床例でのin vivoでの定量精度をin vitro protonとの測定結果と比較検討する予定である。組織の壊死に伴うcholine/creatineと-CH2-の変化を経時的に観察した。症例は、髄膜腫の2症例である。塞栓術後に手術で摘出した腫瘍を液体窒素で保存した。症例数がまだ少ないので、データ収集中である。最近の論文で、-CH2-の信号の由来は、必ずしも壊死巣ばかりではないとの報告もあり、それをふまえて検討する予定である。

MRSで検出されるCho群の濃度は、膜の生合成の増加、cellularityの増加に相関すると言われている。われわれの研究で、MIB-1 SIとCho/Cr比が相関した理由は、こうした膜の生合成の増加やcellularityの増加が原因と推測される。MRSで検出されるmobilelipidの由来が壊死巣と深くかかわっているとの報告がある。我々の症例で、mobile lipidが検出された髄膜腫のすべてに病理学的に壊死が認められたこと、塞栓術後に乳酸に引き続いてmobile lipidの信号が出現し、摘出標本で壊死巣を確認できたことは、mobile lipidの由来が壊死巣であることを示唆している。壊死巣の存在は、悪性度の一つの指標であるので、画像では判り難い壊死巣が、MRSで検出可能であることは重要である。髄膜腫が不均一に造影されても、これが必ずしも壊死によるとは限らないので、壊死の存在を画像のみで診断するには限界がある。乳酸の存在は壊死に至る前段階と考えられるが、乳酸が検出された5つの髄膜腫のうち2つは病理学的にはbenignであった。このことから、必ずしも乳酸の存在はnon-benignを示唆しない。しかしながら、benignで乳酸が検出された2つの髄膜腫のMIB-1 SIは、2.95と2.30でいずれもbenign群の平均値よりも高い値であり、乳酸の存在は腫瘍の増殖率が高いことを示唆するものと考えられる。MRS上、mobile lipidと乳酸の信号は鑑別可能であるが、両者が混在している場合には完全に分離することは困難である。以上、MRSよりCho/Cr比求めることは、髄膜腫の悪性度の補助診断に有用であった。また、乳酸やmobile lipidの検出は増殖能の高さを示唆する所見であった。髄膜腫は頭蓋内腫瘍のなかでも頻度の高い良性腫瘍であるが、手術適応や手術計画を決める上で増殖能を調べることは重要である。術前に高い悪性度が予測された場合には、手術計画や手術操作には悪性腫瘍に準じた配慮が必要で、手術中の摘出境界部の生検は入念に行う必要がある。また一方で、増殖能が低ければ、脳の保護を優先し部分摘出にとどめた方が術後の臨床経過は良好である。MIB-1の陽性率はほぼ腫瘍のgrowth fractionに等しいと考えられている。MRSで測定したCho/Cr比は、MIB-1 SIと統計学的に有意な相関を示したことから、MRSは、侵襲なく腫瘍の増殖能を推測することが可能な検査と思われる。壊死巣の存在は、悪性度の一つの指標であるので、画像では判り難い壊死巣がMRSで検出可能であることは重要である。
レーザー支援電子運動量分光の開発による光と物質の相互作用の研究

近年の超短パルスレーザー技術の発展により、原子分子の内部で電子が感じる電場と同程度以上の強い電場をもつ光を作ることが次第に可能となり、強光子場下における超高速分子ダイナミクスの研究が活発化している。本研究の目的は、そうした新しい形の「光と物質との相互作用」の本質的理解を与える新しい実験手法、すなわちレーザー支援電子運動量分光を開発することである。この目的を達成するため、理論計算ならびに時間分解電子運動量分光に関する種々の実験技術の改良を様々に行い、レーザー支援電子運動量分光実験を具現するための確たる指針を得るにことに成功した。本研究の目的は、研究代表者らが世界で初めて開発した時間分解電子運動量分光技術を、レーザー電場下の原子分子を対象とする「レーザー支援電子運動量分光」へと展開し、強い光子場の中での原子分子の電子構造と電子波動関数の立体的形状を観察する手法として開発・確立することである。これにより、近年のレーザー技術の進展でもたらされた新しい形の「光と物質の相互作用」の本質的理解に挑み、さらには化学反応や物質変換の光制御という応用面に資する基礎的概念の構築を試みる。上記の目的に向けて、本研究計画初年度の平成27年度は、実験的基盤となる時間分解電子運動量分光装置が耐震補強工事の残置装置となり平成27年12月まで稼働不可能であった現実を踏まえて、情報収集を精力的に行い、試作や開発を要する設備の検討・デザインを図った。具体的には、ドレスト状態生成のための800nmレーザー光用の本研究に特化した、シリンドリカル型集光レンズの設計を行った。次年度に整備を行う。また、連携研究者の山崎優一(東北大)と大学院生1名は、流体力学シミュレーションを重ねて、本研究に特化した分子線源の設計・試作を行った。従前と比較して数倍の分子線強度が得られる予定である。他方、研究協力者のYuri Popov(モスクワ大)およびKonstantin Kouzakov(モスクワ大)は、実験の最適条件を見出すための種々の散乱断面積計算を行うと共に、レーザー支援電子運動量分光理論の分子系への拡張の準備を開始した。本研究計画は、新規分光法の開発に大きなウエイトを置くため、応募申請書では研究計画期間3年の初年度は、試作や開発を要する設備の検討・デザインを図ることを予定した。この研究計画に沿って、本研究に特化したシリンドリカル型集光レンズや大強度分子線源等の整備を図った。従って、本研究計画全体に対するこれまでの達成度は、本研究計画の応募申請書と相違なく、おおむね順調に進展していると判断できる。本研究の目的は、研究代表者らが世界で初めて開発した時間分解電子運動量分光技術を、レーザー電場下の原子分子を対象とする「レーザー支援電子運動量分光」へと展開し、強い光子場の中での原子分子の電子構造と電子波動関数形の立体的形状を観察する手法として開発・確立することである。これにより、近年のレーザー技術の進展でもたらされた新しい形の「光と物質との相互作用」の本質的理解に挑み、さらには化学反応や物質変換の光制御という応用面に資する基礎的概念の構築を試みる。上記の目的に向けて、本研究計画初年度の平成27年度は実験基盤となる時間分解電子運動量分光装置が東日本大震災耐震改修工事により稼働不可となった状況であったので情報収集を精力的に行ったが、平成28年度には実験を開始することが可能となった。しかし、分子線強度を数倍にした実験でも、目的とするレーザー支援電子運動量分光信号を明確には検出することができなかった。そこで、海外協力研究者と共同で、種々の実験条件下での原子のドレスト状態を対象としたレーザー支援電子運動量断面積計算を行い、現有のレーザーシステムを用いて信号を得るには装置の時間分解能を大幅に改善しなければならない、との理論的示唆を得た。この理論的予測を踏まえて、時間分解能を劣化させる最大の要因である、ポンプ光とプローブ電子線の速度差に起因するvelocity mismatch効果を最小化するため、回折格子を利用してポンプ光の波面を傾けるシステムを開発した。他方、昨年度に引き続き、レーザー支援電子運動量分光理論の分子系への拡張を図っている。理論面ではおおむね順調に進展しているものの、実験面では以下の2つの理由によりやや遅れている。一つは、本研究計画初年度の平成27年度は実験基盤となる時間分解電子運動量分光装置が東日本大震災耐震改修工事により稼働不可であったため、1年のビハインドを負うことを余儀なくされたこと。二点目は、ドレスト状態を生成するための現有レーザーシステムに関して、経年劣化がその理由と思われる、予期せぬ複数のトラブルが生じたこと。前年度までの成果を踏まえて、本年度は以下の3つの整備を行った。一つは、レーザー支援電子運動量分光実験の信号強度の改善である。パルス電子線生成用のレーザー光の空間強度分布を均一化することにより、現状と比較しておよそ2倍の強度のプローブ高速電子線パルスを生成可能とした。二つ目は、経年劣化が原因と思われる現有レーザー設備の複数のトラブルの解消である。すなわち、損傷を受けた非線形光学結晶の入れ替えや、レーザー発振のための種々のパルス電子機器の故障の修繕を行った。三つ目は、レーザー支援電子運動量分光実験の信号強度のさらなる改善である。

レーザー支援電子運動量分光散乱はレーザー場があるときにのみ起こる現象なので、ポンプ光とプローブ電子線の速度差に起因する時間分解能を用いるポンプ光のパルス幅、サブピコ秒に近づけなければならない。そこで、所内競争的資金で別途購入した回折格子を転用してポンプ光の波面を傾けるシステムを構築した。上記の3つの整備の成果を踏まえて、レーザー支援電子運動量分光実験に挑んだ。しかしながら、明確なレーザー支援電子運動量分光データを得ることはできなかった。そこで、種々の実験条件下でのドレスト状態を対象としたレーザー支援電子運動量分光散乱断面積計算を行った。その結果、現有のセットアップでは原子よりも空間的異方性を持つ二原子分子を対象とする方が実験観察は容易になることが分かり、さらには現状と比較して一桁程度強いレーザー光子場を用いれば「レーザー支援電子運動量分光」は具現化できるとの力強い理論的予測を得た。これは、現有のレーザーと比較して数十倍の強度を出力可能な市販の最先端レーザーで実現可能な数値である。以上により、近年のレーザー技術の進展でもたらされた新しい形の「光と物質との相互作用」の本質的理解に挑むための確たる技術的基盤を得ることに成功した。近年の超短パルスレーザー技術の発展により、原子分子の内部で電子が感じる電場と同程度以上の強い電場をもつ光を作ることが次第に可能となり、強光子場下における超高速分子ダイナミクスの研究が活発化している。本研究の目的は、そうした新しい形の「光と物質との相互作用」の本質的理解を与える新しい実験手法、すなわちレーザー支援電子運動量分光を開発することである。この目的を達成するため、理論計算ならびに時間分解電子運動量分光に関する種々の実験技術の改良を様々に行い、レーザー支援電子運動量分光実験を具現するための確たる指針を得るにことに成功した。平成27年度の成果を踏まえて、本研究計画2年目となる平成28年度では、予備的なレーザー支援電子運動量分光実験を開始する。具体的には、He原子を対象として、エネルギー分解能、信号強度、及びポンプ・プローブ時間分解能の3つの実験条件の最適化を図る。一方、PopovとKouzakovは散乱理論の分子系への拡張を進める。これらの成果を踏まえ、本研究計画最終年度の平成29年度に、レーザー支援電子運動量分光実験を本格的に開始する。回折格子を利用してポンプ光の波面を傾けるシステムを立ち上げ、装置の時間分解能を大幅に改善する。またこれと並行して、ドレスト状態を生成するためのレーザーシステムが安定に稼働するよう、一部オーバーホールを行う。これにより、所期の目的であるレーザー支援電子運動量分光の開発に挑戦する。物理化学本研究は、研究代表者が有する時間分解電子運動量分光装置を転用して行うが、東日本大震災に伴う建物耐震補強工事のため、平成27年10月まで当該装置を使用することができず、また当該装置を残置していたためターボ分子ポンプコントローラーや高圧電源の電子基板が湿気により稼働しなくなる等の復旧が必要であった。この理由により、主として、資料収集とシミュレーションによる必要設備の設計を図った。二つ理由がある。一つは、上記のように、本研究計画初年度の平成27年度は実験基盤となる時間分解電子運動量分光装置が東日本大震災耐震改修工事により稼働不可であったため情報収集に集中したこと。
新学習指導要領に対応した中学校社会科における法教育の実践的研究

本研究は、新学習指導要領に対応した中学校社会科公民的分野における法教育の単元開発と実践、検証を行った。実際に開発した単元は、次の2本である。・現代社会をとらえる見方・考え方の基礎として、対立と合意、公正と効率を理解させる単元として、消費税を取り扱う単元を開発した。→単元の概要消費税の税率引き上げに関して、賛成か反対かという議論を通して、公平な税とは何かを考えさせる。また、賛成か反対かという議論を乗り越え、賛成派・反対派の双方がある程度納得できる政策決定を行っていくことを目指す(合意形成)。・窃盗事件という刑事事件をもとにした模擬裁判を通して、裁判制度・裁判員制度について体験するとともに、法について考えさせる単元を開発した。→経済事情でやむを得ず、万引きしてしまった被告人の裁判を通して、生徒達が判決をみんなで考えていく。生徒のアンケート(事前・事後)の分析から、以下のような点が明らかとなった。・本単元で取り上げた「消費税」や「裁判員裁判」は、どちらも生徒にとって、とても身近であり興味・関心を高めることにつながった。・消費税に関して「公平な税とは何か?」という議論は、生徒がさまざまな観点から議論を深めることができて、題材としては適切なものであることがわかった。ただし、授業の進め方に関しては、より議論を活発に深められるように、見直す必要があることも同時にわかった。・この2つの単元は、中学校社会科の授業時数の点で、十分に実践可能であることがわかった。
インクジェット印刷法によるテラヘルツ領域三次元メタマテリアルの実現

本研究は、インクジェット印刷技術を用いて作製した多層人工構造によってテラヘルツ電磁波領域における三次元メタマテリアルを実現し、新たな機能光学素子の開拓を行うことを目的とする。初年度においては、インクジェットプリンティング技術を用いて作製した金属メタマテリアルが、確かに三次元的な効果を有する人工光学素子として旋光性を有することを実験的に示した。本年度においては、等方的な光学応答を実現するための、面内異方性の除去についての検討を進めた。インクジェット印刷技術の場合、ユニットセル内のパターンの書き順と、パターン全体の書く順番の両方が異方性に寄与してしまうことを見出し、その影響を最小化するためのインクジェット描画のプロシージャを検討した。これにしたがって実際に試料を作製し、THz偏光回転測定を行うことによって、確かに異方性の除去に効果的であることを実験的に示した。しかしながら、多層化した場合の位置ずれから生じる異方性は除去できておらず、これは今後の検討課題である。また、本年度は、このような三次元メタマテリアルの特性を、回路制御技術を用いて能動的に制御する手法についての検討、及び設計を行った。実際に産業利用されているシリコンプロセスを用いて、単位構造毎にトランジスタを組み込んだ多層金属メタマテリアル構造を設計し、試作を進めている。この試作の結果をふまえ、本研究で検討した有機トランジスタを用いたインクジェットプリンティング技術との融合について検討を進め、三次元アクティブメタマテリアルの実現に関しても検討を進めている。本研究は、インクジェット印刷技術を用いて作製した多層人工構造によってテラヘルツ電磁波領域における三次元メタマテリアルを実現し、そのテラヘルツエリプソメトリー解析を行い、テラヘルツ領域における機能光学素子の開拓を行うことを目的とする。初年度においては、三次元化に向けた要素技術として、単層のキラルアレイ構造のメタマテリアル作製に取り組んだ。加工技術の点では、インクジェットプリンティング技術で作製可能な最小幅を、旧来の数十ミクロンから5ミクロン以下にまで大幅に微細化し、なおかつ数センチ四方の大面積にわたってキラルアレイ構造を作製することに成功した。線幅の微細化が達成されたことによって、THz領域で動作可能なメタマテリアル設計の自由度が大幅に向上した。また、時間領域差分法を用いた数値計算によって、透過スペクトルや近接場電場分布をシュミレートすることが可能になり、これを利用することで構造設計を効率的に進めることが可能になった。さらに、三次元メタマテリアル実現へ向けた第一歩として、単層キラルアレイ構造を二層に積層させることにより、構造の三次元的なカイラリティーの効果による旋光性の発現を試みた。この積層キラルアレイ構造に対して、テラヘルツ時間領域分光測定法を用いたテラヘルツ電磁波の偏光回転計測を行ったところ、最大30度にも達する大きな旋光性が観測されることがわかった。その発現波長に関しては、シュミレーションによって予想される結果と良く一致している。これは、インクジェットプリンティング技術を用いて作製したメタマテリアルが、確かに三次元的な効果を有する人工工学素子として動作することを示す結果である。試料作製の際に生じてしまう構造の異方性の除去が現在の課題であるが、次年度以降、構造の最適化によってこの問題を解決し、さらなる多層化による三次元メタマテリアルの実現につなげていく。
昇華性を有する大気中ホウ素化合物の工場排出ガス濃度および環境濃度測定技術の開発

世界に事例のない「大気中ホウ素化合物による植物被害」が発生した。水系の植物被害は事例あり、水質環境基準が設定されている。しかし、大気中ホウ素化合物については、法規制がなく、測定法(公定法)が無い状況にあった。急遽測定法として、煙道排出ガス測定で使われている『煙道外で捕集する方法』(2形方式)を開発したが、ホウ素化合物が昇華性を有するためか、バラツキが大きく、再現性の高い精度のある測定が出来ない現状にあった。本研究では、,昇華性を有する大気中ホウ素化合物について、煙道内外の温度差や分圧等の影響の少ない1形方式(『煙道内で直接捕集する方法』)を採用した工場排出ガス濃度の測定法を開発し、同時に最適な捕集剤の開発を目的とした。測定方法は,17,18年度と同様、人工煙道装置を使って、第1段目に粒子状捕集用0.2μmテフロンフィルター,第2,第3段目にガス状捕集用各種アルカリ含浸ろ紙の3段組のSUS製フィルターホルダー(ろ紙径25mmφ用)を煙道内に直接挿入し、毎分1Lで1時間吸引し捕集する。捕集フィルターを超純水で超音波抽出し,ディスポフィルターでろ過し,メスアップし,ICP-MSで測定する方法である。17,18年度はアルカリ含浸ろ紙として炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムの7種類について検討を行った。人工煙道温度が最大70°Cであったが、19年度は、耐熱性の石英繊維ろ紙やアルミニウム製ガスケットに換え、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム含浸石英繊維ろ紙について、180°C前後の高温測定法の検討を行った。その結果、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム含浸石英繊維ろ紙で十分に耐熱性があることが明らかとなった。水系の植物被害については、処分場排水によって稲が枯れる事例が発生し、すでに水質環境基準が設定されている。しかしながら、大気中ホウ素化合物については、法規制がなく、測定法(告示法やJIS等の公定法)が無い状況にあった。煙道排出ガスの有害ガスの測定に良く使われている『煙道外で捕集する方法』いわゆる二型方式でインピンジャーを用いて捕集する方法を開発したが、ホウ素化合物が昇華性を有するためか,他の有害ガスの測定に比べてバラツキが大きく,他の機関との同時測定や測定時間が異なる場合に変動幅が大きくなり,再現性の高い精度のある測定が出来ない現状にあった。このホウ素化合物の昇華性が原因とすれば,ホウ素化合物の昇華平衡反応を左右する温度とホウ素化合物の分圧、つまり、煙道内と煙道外の捕集部の温度差やホウ素化合物の分圧等の変化が大きく影響していると考えられる。そこで、昇華性を有する大気中ホウ素化合物について、煙道内外の温度差や分圧等の影響の少ない一型方式(『煙道内で直接捕集する方法』)を採用した工場排出ガス濃度および環境濃度の測定法を開発し、同時に最適な捕集剤の開発を目的とした。検討した測定方法は,第1段目に粒子状捕集用0.2μmテフロンフィルター,第2,第3段目にガス状捕集用10%K_2CO_3含浸ろ紙の3段組のSUS製フィルターホルダー(ろ紙径25mmφ用)を煙道内に直接挿入し,毎分1Lで1時間吸引し捕集する。

捕集フィルターを超純水で超音波抽出し,ディスポフィルターでろ過し,メスアップし,ICP-MSで測定する方法で,定量限界は,0.3μg/m^3である。一型方式は,二型方式より(1)昇華性特有の煙道内外の温度差やホウ素化合物の分圧等の影響を考える必要がなく,(2)捕集材の能力や排出ガス温度等に制限はあるが,(3)捕集装置がコンパクトで操作が簡単なため操作ミスが極めて少なく,(4)不純物混入の少ないろ紙法の精度が高いことから,実際の煙道測定に適していると考えられる。今後,捕集フィルターの種類を変えて、工場排出ガス濃度及び環境濃度の測定の回収率、繰り返し精度等も確認する。また、各種のアルカリフィルター、活性炭フィルターなど、最適な捕集材を検討する。一型方式は昇華性を有する未規制物質や他の有害物質にも広く応用可能である。世界に事例のない「大気中ホウ素化合物による植物被害」が発生した。水系の植物被害については、処分場排水によって稲が枯れる事例が発生しすでに水質環境基準が設定されている。しかしながら、大気中ホウ素化合物については、法規制がなく、測定法(告示法やJIS等の公定法)が無い状況にあった。煙道排出ガスの有害ガスの測定に良く使われている『煙道外で捕集する方法』(二形方式)を開発したが、ホウ素化合物が昇華性を有するためか,他の有害ガスの測定に比べてバラツキが大きく,再現性の高い精度のある測定が出来ない現状にあった。このホウ素化合物の昇華性が原因とすれば,煙道内と煙道外の捕集部の温度差やホウ素化合物の分圧等の変化が大きく影響していると考えられる。そこで、昇華性を有する大気中ホウ素化合物について、煙道内外の温度差や分圧等の影響の少ない一形方式(『煙道内で直接捕集する方法』)を採用した工場排出ガス濃度および環境濃度の測定法を開発し、同時に最適な捕集剤の開発を目的とした。検討した測定方法は,17年度と同様、工場排出ガスについては、人工煙道装置を使って、第1段目に粒子状捕集用0.2μmテフロンフィルタ「第2,第3段目にガス状捕集用各種アルカリ含浸ろ紙の3段組のSUS製フィルターホルダー(ろ紙径25mmφ用)を煙道内に直接挿入し,毎分1Lで1時間吸引し捕集する。捕集フィルターを超純水で超音波抽出し,ディスポフィルターでろ過し,メスアップし,ICP-MSで測定する方法である。17年度はアルカリ含浸ろ紙として炭酸カリウムを検討したが、18年度は炭酸カリウムの他、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムの6種類について、検討を行った。炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウムについては、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムは捕集効率が優れており十分に一形方式で使用できることが明らかとなったが,水酸化リチウム及び水酸化バリウムは適用範囲が狭いことが明らかとなった。炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムについては、炭酸カルシウムは既報の炭酸カリウムと同様に捕集効率が優れており十分に一形方式で使用できることが明らかとなったが,水酸化マグネシウムはやや劣ることが明らかとなった。今後,各種アルカリ含浸フィルターの耐熱性の問題と、C18のような固定相ろ紙や活性炭ろ紙等について、各種条件を変えて、工場排出ガス濃度及び環境濃度の測定の回収率、繰り返し精度等も確認するとともに、各種のアルカリフィルター、活性炭フィルターなど、最適な捕集材を検討する。水系の植物被害は事例あり、水質環境基準が設定されている。しかし、大気中ホウ素化合物については、法規制がなく、測定法(公定法)が無い状況にあった。
メディエーターの動態を中心とした炎症の病理発生に関する実験病理学的研究

炎症の病理学的特徴である白血球浸潤と血管透過性亢進について,それぞれの活性物質としてわれわれはマクロファージ遊走因子MCFS-1とハーゲマン・カリクレイン・キニン系因子が主要なものであることを見出した.本研究ではこれらの諸因子の特異抗体による酵素抗体法を用いて,炎症巣におけるこれらの諸因子の動態を形態学的に追求した. 1.炎症巣におけるMCFS-1の動態.牛血清グロブリンを抗原とする遅延型過敏症皮膚巣では,表皮基底膜に連結性線状に強く,真皮結合織層ではビマン性にやや強い反応がみられ,正常皮膚ではいづれも反応は弱い.使用抗体はMCFS-1前駆体(非活性型)にも活性型にも反応するため,炎症巣の増量が何れによるか識別できない.炎症皮膚抽出液はマクロファージ遊走活性を示すが正常皮膚抽出液は示さないので,この増量は活性型の増量の可能性もあるが,これを解決するためには,活性型と非活性型を別々に認識するモノクローン抗体を得る必要があり,現在その開発を始めている.非活性型はまた肝で合成され,腎で異化されることもわかった.2.炎症巣における血管透過因子の動態.モルモットのハーゲマン因子と高分子キニノーゲン最も同様の方法で調べると, MCFS-1と極めて類似した分布を示した.3.炎症巣における補体由来因子の動態. C5について同様の方法で調べると, MCFS-1と極めて類似した分布を示した.すなわちMCFS-1前駆体も,キニン産生系諸因子もC5も,それぞれの反応の準備状態として正常皮膚に存在し,炎症巣で活性化され増量し,各因子共に全く類似の分布と強さを示した.使用した抗体間には共通抗原性を認識している可能性はないので,炎症巣の可溶性のメディエーターはこのような分布を示し,酵素抗体法が定性反応で,定量性に欠けるために類似性がますのか,この意義についてはモノクローン抗体による解析を待つ必要が生じた.炎症の病理学的特徴である白血球浸潤と血管透過性亢進について,それぞれの活性物質としてわれわれはマクロファージ遊走因子MCFS-1とハーゲマン・カリクレイン・キニン系因子が主要なものであることを見出した.本研究ではこれらの諸因子の特異抗体による酵素抗体法を用いて,炎症巣におけるこれらの諸因子の動態を形態学的に追求した. 1.炎症巣におけるMCFS-1の動態.牛血清グロブリンを抗原とする遅延型過敏症皮膚巣では,表皮基底膜に連結性線状に強く,真皮結合織層ではビマン性にやや強い反応がみられ,正常皮膚ではいづれも反応は弱い.使用抗体はMCFS-1前駆体(非活性型)にも活性型にも反応するため,炎症巣の増量が何れによるか識別できない.炎症皮膚抽出液はマクロファージ遊走活性を示すが正常皮膚抽出液は示さないので,この増量は活性型の増量の可能性もあるが,これを解決するためには,活性型と非活性型を別々に認識するモノクローン抗体を得る必要があり,現在その開発を始めている.非活性型はまた肝で合成され,腎で異化されることもわかった.2.炎症巣における血管透過因子の動態.モルモットのハーゲマン因子と高分子キニノーゲン最も同様の方法で調べると, MCFS-1と極めて類似した分布を示した.3.炎症巣における補体由来因子の動態. C5について同様の方法で調べると, MCFS-1と極めて類似した分布を示した.すなわちMCFS-1前駆体も,キニン産生系諸因子もC5も,それぞれの反応の準備状態として正常皮膚に存在し,炎症巣で活性化され増量し,各因子共に全く類似の分布と強さを示した.使用した抗体間には共通抗原性を認識している可能性はないので,炎症巣の可溶性のメディエーターはこのような分布を示し,酵素抗体法が定性反応で,定量性に欠けるために類似性がますのか,この意義についてはモノクローン抗体による解析を待つ必要が生じた.炎症の病理学的特徴である白血球浸潤と血管透過性亢進について、それぞれの活性物質を求め、前者についてはマクロファージ遊走因子MCFS-1を、後者についてはハーゲマン・カリクレイン・キニン系因子が、主要なものであることを見出してきた。本研究ではこれら諸因子の特異抗体を作成し酵素抗体法を用いて炎症巣におけるこれら諸因子の動態を形態学的に追求しin Vivoにおける白血球浸潤と血管透過性亢進との相関性を求めた。1.炎症巣におけるマクロファージ遊走因子(MCFS-1)の動態.酵素抗体法直接法を用いて、牛血清グロブリンによる遅延型アレルギー皮膚反応巣のMCFS-1の分布を調べると、表皮基底膜に連結性線状に強い反応が認められ、真皮結合組織層にはビマン性にやや強い反応が認められた。いづれも正常組織では反応は弱い。使用した特異抗体は、MCFS-1前駆体(非活性型)にもMCFS-1(活性型)にも反応するため、炎症巣でみられた強い陽性所見が、前駆体の増量と活性型の増量のいづれを意味するのかを識別することができない問題が残り、これを解決するために両者を別々に認識するモノクロナル抗体を得る必要が生じ、現在この開発に着手している。2.炎症巣における血管透過因子の動態.ハーゲマン因子とキニノーゲンについて、上記と同様の方法で調べると、両因子共に表皮基底膜部に連結性線状に証明され、真皮結合織にはビマン性に分布していた。いづれも正常組織より強い反応がみられた。

3.炎症巣における補体由来因子.抗C5抗体を用いてその分布を調べると、上記因子とほぼ同様の分布がみられた。この抗体はC5もC5aも認識しているので、別個に識別できるモノクロナル抗体の必要性が生じた。以上いづれの因子の分布も、極めて類似しておりかつ炎症皮膚巣に増加していたが、これの意義づけについてはモノクロナル抗体による解析の必要性が生じた。
生理活性物質と標的蛋白質の微視的相互作用解明のための化学構造生物学

有機化学と分子生物学を融合させたケミカルバイオロジー及び構造生物学の両分野を融合した「化学構造生物学研究」を創成した。複雑多岐な生理活性物質(リガンド)と細胞内標的蛋白質(受容体)の相互作用を効率的に検出する化合物アレイ法を確立し、更にリガンドと受容体の共結晶解析を行い微視的相互作用解析に成功した。生理活性を有する化合物とその標的蛋白質を効率的に解析する事が可能となったことで、医薬開発・生命科学への寄与が期待される。生命活動の化学的理解を究極の目的として、本年度は下記の3体制で、蛋白質と低分子化合物の相互作用研究を行った。1.受容体・リガンドの効率的検出:化合物アレイの最適化を目指して、化合物を基板に固定化するリンカー部分の鎖長、親水性、およびリンカーと基板をつなぐ結合様式を検討した。種々の蛋白質との結合実験の結果、ポリエーテル5ユニットからなるリンカーが最適であることを明らかにした。一方、分裂酵母の全ORFの検出用タグ(FLAG-His_6)のついた融合蛋白質をそれぞれ発現させ、蛋白質ライブラリーとして低分子との結合実験に提供できるように、精製を行った。2.蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析:X線結晶構造解析法による蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析のために、いくつかの蛋白質について結晶化の可能性を検討した。まず、蛋白質脱リン酸化酵素VHRならびにVHRとその活性阻害化合物であるRK-682との共結晶化を行い、基準となるVHRの結晶(150xlOOx50μm)を得た。現在、VHRとRK-682の共結晶化条件を検討中である。3.蛋白質・リガンド相互作用の実証:ホヤから単離されたマクロライド系抗腫瘍物質iejimalide類(IEJLs)の細胞内標的分子を探索した。その結果、V-ATPaseが標的分子であることを見出した。さらに結合に関与するアミノ酸残基の一つとしてV_0複合体を形成しているcサブユニットのThr32を同定した。Thr32をIleに変異したcサブユニットをもった酵母は細胞レベル、酵素レベルともにIEJLsに対し耐性を示した。さらに、興味深い生理活性を示す低分子(lucilactaene、EI-1941-1など)の標的蛋白質を解析するためのプローブを作成することを目的として、化合物の全合成を達成した。本年度は下記の3体制で研究を行った。1.受容体・リガンドの効率的検出:これまでに分裂酵母の全遺伝子を蛍光タンパク質として分裂酵母で発現させる系を構築したが、今年度は、これらの蛍光タンパク質を高度に発現、精製する系を確立した。これを用いて新規抗腫瘍物質spliceostatinの結合タンパク質がPrp10とPrp12であることを見いだした。また、光親和型リンカーを導入したガラス基板を用い、およそ8000種類の天然、及び、非天然低分子有機化合物をマイクロアレイ化し、種々の蛋白質との結合実験を実施した。2.蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析:ヘム結合型二原子酸素添加酵素インドールアミン2,3ジオキシゲナーゼの結晶構造を世界で初めて報告した。さらに、放線菌の抗生物質生合成系に関わる酵素群の構造解析に成功した。さらに基質(反応薬剤)や阻害剤との複合体の構造解析にも成功しつつある。また、ユビキチン活性化酵素(E1)阻害剤panepophenanthrinをリード化合物として、細胞膜透過性に優れた新規ユビキチン活性化酵素(E1)阻害剤RKTS-81を開発し、その相互作用解析を開始した。3.蛋白質・リガンド相互作用の実証:免疫抑制物質brasilicardin A(BraA)の細胞内標的分子が、アミノ酸トランスポーターとして知られているSystem L(4F2/CD98複合体)であることを見出した。さらにBraAの構造類縁体を作成してそのアミノ酸取り込み阻害活性、および細胞周期阻害活性の検討を行い、BraAのアミノ酸部分が阻害に必須であり、また糖部分が重要であることを明らかにした。また、血管新生阻害剤であるEpoxyquinol Bの有機化学的実験結果から、前駆体エポキサイドの二量化反応にDiels-Alder反応を加速する酵素が関与する可能性が強く示唆された。以下3体制の連携強化のために有機合成では清水猛氏、機能解析研究では小嶋聡一氏を加えた。1.受容体・リガンドの効率的検出:ガラス基板を用い約8000化合物をマイクロアレイ化し、種々の蛋白質との結合実験を行い、結合した低分子化合物の構造を3次元的に解析した。RFP融合蛋白質の過剰発現細胞破砕液を用いてもリガンド探索が可能であることを確認した。ヒト疾患関連遺伝子産物のうち抗がん標的である翻訳開始因子elF4Gの分裂酵母ホモログTif471の機能を阻害する化合物スクリーニングを行い候補化合物を得た。また、GFP融合型NAD依存的脱アセチル化酵素SIRT3を精製し、低分子マイクロアレイにより結合活性のある候補化合物を得た。

2.蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析:cytC1蛋白質-AMP-基質複合体の構造をもとに各種変異体を調製し、結合に関与する微視的構造解析を試みている。また、別の相互作用モデルとしてインドールカルバゾール系抗生物質の生合成系酵素群中の2つの酵素(StaP、VioE)の結晶構造解析に成功した。3.蛋白質リガンドの相互作用の実証:有機合成により得られた各種の誘導体は、受容体蛋白質の解析や動物実験による作用機作解析、蛋白質の動的な相互作用解析に重要である。cytotrienin不斉全合成、Azaspirenと類似の構造を有するFD-838全合成を行い絶対立体構造を決定するとともに、各種誘導体合成を進めている。また、リベロマイシン-標的蛋白質の結合評価にむけて、リベロマイシン誘導体合成を行なった。作用解析の成果として、血管新生抑制剤エポキシキノールBの標的蛋白質の1つとしてVEGFR2を同定し、不可逆的にVEGFR2のシステイン残基を介して結合することを明らかにした。また、動物実験によるAzaspirenの作用機作解析により、血管新生阻害作用を確認した。本年度は、有機合成化学及び化合物評価研究を強化し、以下3体制の連携を推進した。1.受容体・リガンドの効率的検出:光親和型SPRイメージング法を薬剤スクリーニングへ応用し、アルツハイマー関連タンパク質(Tau)に結合して凝集を阻害する小分子化合物を見出した。さらに、p38とその結合分子であるP62/SQSTM1との結合部位を特定するなどの、蛋白質間相互作用の解析への応用を可能にした。2.蛋白質と低分子化合物の微視的相互作用解析:Cytotrienin生合成に関わる酵素CytC1の共結晶解析を基盤として、微視的な蛋白質構造の変化と基質特異性との関わりについて、各種変異体酵素を解析した。生理活性物質(reveromycin、violacein、vitamine D)の生合成に関わる酵素(シトクロムP450RME、VioE、シトクロムP450 SU-1)の構造解析に成功し、それらの生合成反応の分子機構解析や変異導入による機能増強を試みた。3.蛋白質リガンドの相互作用の実証:cytotrienin Aの不斉全合成を達成し、誘導体合成、プローブ合成への道が切り開かれた。また、Reveromycin Aの新規合成法の開発の一環としてω-ヒドロキシピランの酸化的閉環反応を利用した6, 6-スピロケタール形成反応を開発した。血管新生抑制剤epoxyquinol BがTAK1のシステイン残基にマイケル付加することによって、TNF-αこ誘導されるNF-κB活性化経路を不可逆的に抑制し抗炎症作用を示すことを明らかにした。In vivo血管新生評価系を用い、AzaspireneがRaf-1活性化を阻害することにより血管新生を抑制することを見出した。有機合成化学及び化合物評価研究を強化した事により連携研究が加速した。1.受容体・リガンドの効率的検出:2種類の化合物を一箇所に固定化したフラグメントベース化合物アレイを開発した。本法を用いて、破骨細胞の酸性化に関わるcarbonic anhydrase IIの新規リガンドを見出した。