hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒドリド移動光触媒の新展開

アミン共存下光照射すると、ヒドリド錯体が生成するイリジウム錯体を見出した。この新規ヒドリド錯体にアミン共存下光照射すると、触媒的にCO2がCOへと還元された。新たにジベンゾフランを架橋部として持つ2核Ru(II)錯体を合成した。この錯体をアミン共存下光照射すると2つの錯体のアセトニトリル配位子がヒドリド配位子に変化した。この光反応をCO2雰囲気下で行ったが、ホルムアルデヒドやメタノールの生成は確認できなかった。Ru(II)ヒドリド錯体と、様々な補酵素NAD(P)モデル化合物とのヒドリド移動反応を検討した結果、その生成物選択性と反応速度に与える電子的、立体的因子が明らかになった。メチルホスフォン酸基をRu(II)錯体の配位子に導入することで、錯体をメソポーラス有機シリカのメソ孔内に強固に固定化することに成功した。メソポーラス有機シリカの壁面に組み込まれた有機基を励起すると、空孔内に固定化されたRu錯体により、有機基の励起状態が消光され、効率よいRu錯体へのエネルギー移動が観測された。その結果、Ru錯体からの強い発光が観測された。[Ru(tpy)(bpy)H]+とCO2を反応させるとホルメート錯体[Ru(tpy)(bpy)(OCHO)]+が定量的に生成した。これを再度[Ru(tpy)(bpy)H]+と反応することを試みたが、ホルムアルデヒドやメタノールの生成は確認できなかった。ベンゾフランを架橋部として結合させた新規2核錯体の場合も同様の結果であった。[Ru(tpy)(bpy)H]+と様々な補酵素NAD(P)モデル化合物とのヒドリド移動反応を検討した結果、その生成物選択性と反応速度に与える電子的、立体的因子が明らかになった。(1)光化学的ヒドリド錯体生成反応の一般化と不斉還元光触媒の開発新たに合成したイリジウム錯体[Ir(tpy)(ppy)Cl]+ (tpy = terpyridine; ppy = 2-phenylpyridine)がトリエタノールアミン共存下光照射すると、ヒドリド錯体が生成することを見出した。この新規ヒドリド錯体は、このままではCO2と反応しないが、さらにアミン共存下光照射すると光電子移動反応によりさらに1電子還元される。この還元ヒドリド錯体がCO2と反応し、触媒的にCOが生成することが明らかになった。(2)架橋配位子によりRuを複数近傍に配置した多核錯体の合成と多電子還元光触媒能の付与新たにジベンゾフランを架橋部として持つ2,2'-bipyridine (bpy)が2つ結合した配位子を合成した。この4座配位子に2分子の[Ru(tpy)(bpy)(MeCN)]2+型錯体を結合させた新規2核錯体の合成に成功した。この錯体をトリエチルアミン共存下光照射すると2つの錯体のMeCN配位子がヒドリド配位子に変化した錯体が生成することが明らかになった。平成24年度の研究計画は、以下の2点であった。(1)光化学的ヒドリド錯体生成反応の一般化と不斉還元光触媒の開発[M(tpy)(bpy)(S)]2+型錯体の中心金属および多座配位子を様々に変えた錯体を合成し、トリエチルアミン共存下における光反応を行い、ヒドリド錯体が生成する条件を明らかにする。(2)架橋配位子によりRuを複数近傍に配置した多核錯体の合成と多電子還元光触媒能の付与1の計画では、これまでルテニウム錯体でしか報告例のなかった光化学的なヒドリド錯体生成反応がイリジウム錯体でも起こることを初めて見出した。また、このイリジウムヒドリド錯体は、ルテニウムヒドリド錯体と違いCO2とそのままでは反応しないが、発光する特性を生かしてレドックス光増感反応を組み込むことで、CO2を触媒的に還元する系へと発展することにも成功した(論文)。2の計画では、当初はtpy配位子を架橋配位子に組み込む予定であったが、合成上困難であることがわかった。そこで、tpyをbpyに変更することでこの問題を解決し、目的としていたルテニウム2核錯体の合成に成功した。この錯体のトリエチルアミン錯体共存下の光反応を検討することで、単核錯体と同様にヒドリド錯体が生成することを確認できた。このように、予定していた研究は、予想通り進行している。順調に研究は推移しているので、予定通り以下の3点の研究を行う予定である。

(1)光化学的ヒドリド錯体生成反応の一般化と不斉還元光触媒の開発:[M(tpy)(bpy)(S)]2+型錯体の中心金属および多座配位子を様々に変えた錯体を合成し、トリエチルアミン共存下における光反応を行い、ヒドリド錯体が生成する条件を明らかにする。(2)架橋配位子によりRuを複数近傍に配置した多核錯体の合成と多電子還元光触媒能の付与(3)担体上に固定した複数のRu錯体光触媒によるCO2多電子還元反応:架橋配位子もしくは担体を用いることで、Ruヒドリド錯体を近傍において光化学的に発生させ、CO2を順次的に多電子還元する光触媒系の開発を目指す。1では、特に反応機構解明を進める。また、オスミウム錯体も合成し、その反応性を検討する予定である。2に関しては、CO2還元反応を検討する。3に関しては、研究を開始する。物品費1,590,000円:ガラス器具、試薬、実験器具、高圧ガス使用料旅費300,000円:国内学会参加2名×3回謝金300,000円:情報収集及びデータ解析2ヵ月×1名その他200,000円:ガラス器具改良(修理)、論文校正費用
高感度反射吸収赤外分光法による反応条件下での新規モデル触媒上の表面吸着種の観察

固体触媒表面上で反応機構を解明してゆく為には、キャラクタライズされた表面を用いて反応条件下で生じる微量の反応中間体や準安定な吸着種を高感度でとらえることが重要である。本研究の目的は、単結晶表面より実際の触媒に近いモデル触媒表面を用いて、高感度反射吸収赤外分光(RAIRS)法により反応条件下で表面吸収種をとらえることである。RAIRS法は反応条件下の吸収種のその場観察に有効な振動分光法で、金属表面上では高感度測定が可能であることが知られている。しかし、触媒の担体として用いられるSiO_2などの酸化物表面上では一般に感度が低く、モノレイヤー以下の吸収種のRAIRS測定は非常に困難である。本研究では、Si基板上にCVD法によりSiO_2(50nm)/W(70nm)/Si(100)なる構造をもつ試料を作製し、設計・製作を行ってきたRARIS装置を用いて測定を行った。SiO_2薄層の下にW金属層を埋め込んだこの試料を用いることで、SiO_2表面上に吸着した水酸基、メトキシ基について金属表面上の吸着種と同程度の感度でRAIRS測定が可能となることを明らかにした。さらに、このSiO_2上の表面水酸基について、同位体交換やメタノールとの反応によるメトキシ基生成といった反応過程についてのRAIRS測定にも成功した。また、このSiO_2(50nm)/W(70nm)/Si(100)表面上に金属塩を用いてspin coating法でCuを担持後、焼成、還元して粒径の揃ったCuクラスターを調製した。この表面上でもモノレイヤー以下の水酸基、メトキシ基、ギ酸イオンをRAIRSにより観測することに成功し、メタノール分解反応過程についての知見が得られつつある。
味覚と嗅覚の神経学的関連性の研究

昨年度の研究で,視床後内側腹側核小細胞部(VPMpc)の内側部からは乏顆粒性島皮質のみならず,扁桃体外側核の吻側背側部,扁桃体中心核外側部,および線条体基底部へ投射していることが明らかとなった。今年度はVPMpcからこれらの領域へ投射する神経線維の側枝に関して検索した。同一ラットの乏顆粒性島皮質に逆行性トレーサーであるFluoro-Goldを,さらに扁桃体外側核,扁桃体中心核,または線条体基底部のいずれかにやはり逆行性トレーサーであるWGA-HRPを注入しVPMpcでの標識神経細胞の分布および二重標識神経細胞の有無を観察した。乏顆粒性島皮質と扁桃体外側核もしくは扁桃体中心核の組み合わせでは,いずれも同様の分布を示し,Fluoro-Goldのみに標識された細胞領域とWGA-HRPのみに標識された細胞領域がVPMpc内側部で重複していた。しかし,Fluoro-GoldおよびWGA-HRPに二重標識された神経細胞はみられなかった。一方,乏顆粒性島皮質と線条体基底部の組み合わせでは,FIuoro-GoldおよびWGA-HRPに二重標識された神経細胞がVPMpc内側部にしばしば認められた。このことは,VPMpcから線条体基底部への投射が,乏顆粒性島皮質への投射線維の側枝である可能性を示唆するものである。しかし,線条体基底部へ注入したWGA-HRPがVPMpcから乏顆粒性島皮質への通過線維によって吸収された可能性も考えられる。今後,これを明らかにするために,VPMpcから線条体基底部への投射を電顕的にシナプス終末を観察することにより確認したい。今年度は味覚関連領域にトレーサーを投与しラベルされた細胞・線維の分布を観察した。順行性トレーサーであるBDAを結合腕傍核,視床後内側腹側核小細胞部(VPMpc),乏顆粒性島皮質にそれぞれ単一投与した場合,いずれの領域からも扁桃体への投射が認められた。なかでもVPMpcから扁桃体への投射に関しては,従来より不明確であったところであり,本研究においてVPMpc内側部から扁桃体外側核の吻側背側部,扁桃体中心核外側部,および線条体基底部への投射が明らかとなった。一方,VPMpc外側部からはこれらの領域に投射はみられなかった。次いで,逆行性トレーサーであるWGA-HRPを乏顆粒性島皮質,扁桃体外側核吻側部,扁桃体中心核,線条体基底部にそれぞれ単一に投与した。このうち乏顆粒性島皮質へ投与した例では,内側結合腕傍核の腹側部に,扁桃体中心核へ投与した例では外側結合腕傍核の最外側部にラベルされた細胞が主としてみられ,その他の領域へ注入した例では結合腕傍核にはラベルされた細胞は,ほとんどみられかった。VPMpcにおけるラベルについては,乏顆粒性島皮質へ投与した例では,VPMpc全般にラベルされた細胞がみられたが,扁桃体外側核吻側部,扁桃体中心核,線条体基底部へ投与した例ではVPMpcの内側部とその内側にラベルされた細胞を認め,これは,前述のBDA投与の結果を裏付けるものであった。味覚関連領域の検索においては,今後,二重染色を用いて側枝の有無を確認する必要がある。
有機金属気相成長法による青緑色半導体レーザの試作研究

本研究は、実用的な半導体結晶育成技術である有機金属気相成長法(MOVPE)により、II-VI族半導体レーザの作製を行うことを目的として、現在のこの技術における問題点である量子構造の構造制御とp型不純物添加に突破口を開くことを目指すという視点で、研究を行った。以下に、得られた結果を示す。1.有機亜鉛と有機セレンを原料とした光MOVPE法が最適であること、光照射により生じたキャリアがp型ド-ピングをassistする効果を持つことが明らかになった。2.p型ドーパント原料として、タ-シャリブチルアミンが現時点で最適であることが明かになった。3.熱処理法を組み合わせることで、5×10^<17>cm^<-3>までの有効アクセプタ密度のp型ZnSeを得ることができた。4.ダブルヘテロ構造によるレーザ発振を試みたが、その実現には至らなかった。これは、研究の遂行の過程で明かな問題点となった、熱処理による活性層の拡散を克服できなかったためである。5.電極材料として、ZnSe上のGaAs系半導体の成長を行う条件を確立し、高融点金属による電極抵抗の低減の見通しを得た。6.実用レベルの半導体レーザ作製に向けた結晶成長のガイドラインとして、原料の選択、成長条件の設定、p型基板上の構造の利用、急速熱処理によるアクセプタ活性化、などが望ましいことが明らかになった。本研究は,有機金属気相成長法(MOVPE)による短波長半導体レーザの実用レベルでの作製技術を確立することを主眼として,レーザ作製に必要な量子構造の構造制御とp型伝導型制御を目的としたものである.以下に,本年度の研究で得られた結果を示す.1.量子構造の井戸用材料であるZnCdSe混晶を作製するために,気相中のZn,Cd原料供給量と固相の組成の関係を調べた.発光波長および臨界膜厚を考えると,井戸層Cd組成は20%程度であることが望ましいが,その程度の組成を持つZnCdSeが再現性よく作製できた.この結果を踏まえ,井戸層厚50Å,100Å,150Åの量子井戸構造を作製し,その光学的特性をフォトルミネッセンスにより測定したところ,各井戸に対応した発光が観察され,量子井戸構造が形成されていることが確認された.2.MOVPEにおけるp型伝導を妨げている機構として水素によるアクセプタ(窒素)の不活性化,いわゆる“水素パッシベーション"が提案されている.本研究では,水素の影響を極力避けるという観点から,水素-窒素結合の少ない何種類かの窒素原料,タ-シャリブチルアミン(tBNH_2),タ-シャリブチルエチルアミン,アジ化エチルによる窒素添加を試みた.窒素の添加効率,ホスト材料の原料との反応性,原料純度などを総合的に検討した結果,tBNH_2が窒素原料として最も適当であることを見いだした.しかしながら,原料の分解過程において生成される水素による窒素の不活性化が生じるため,成長直後のZnSeは,窒素原料に関わらずp型を示さなかった.3.窒素の不活性化の原因である水素-窒素結合を解離するため,成長後に熱処理を施した.熱処理雰囲気,温度,時間などの最適化を図ったところ,窒素雰囲気中,500°C,約30分の熱処理で,実効アクセプタ密度4×10^<17>cm^<-3>とMOVPEでは最高レベルの値を得た.熱処理により得たp型ZnSeを用いてpn接合を作製し,77Kで電流注入による発光を観測した.以上のように,本研究により有機金属気相成長法による短波長半導体レーザ作製に向けた基礎的な知見が得られたものと考える.今後,1.と2.,3.を組み合わせ,電流注入型レーザの実現に向けた研究を展開する予定である。本研究は、実用的な半導体結晶育成技術である有機金属気相成長法により、II-VI族半導体レーザの作製を行うことを目的として、現在のこの技術における問題点である量子構造の構造制御とp型不純物添加に突破口を開くことを目指すという視点で、研究を行った。

以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。1.光照射による不純物添加と熱処理法を組み合わせることで、5×10^<17>cm^<-3>までの有効アクセプタ密度のp型ZnSeを得ることができた。原料としては、純度の影響が大きいために、化学的性質と純度の整合が必要である。2.ダブルヘテロ構造によるレーザ発振を試みたが、その実現には至らなかった。これは、研究の遂行の過程で明かな問題点となった、熱処理による活性層の拡散を克服できなかったためである。3.電極材料として、ZnSe上のGaAs系半導体の成長を行う条件を確立し、高融点金属による電極抵抗の低減の見通しを得た。4.ドライエッチング、選択成長を主として、デバイスプロセスの検討を行い、有機金属気相成長の特長がこの観点で有用であることが明らかになった。5.実用レベルの半導体レーザ作製に向けた結晶成長のガイドラインとして、原料の選択、成長条件の設定、p型基板上の構造の利用、急速熱処理によるアクセプタ活性化、などが望ましいことが明らかになった。
リンパ節、血管内皮のT抗原親和性分子の検出と癌患者血清中の抗Tn抗体の測定

1.子宮頸癌83例、上皮内癌24例、高度異形成22例、正常36例、27例のリンパ節転移巣、子宮頸部腺癌31例について、Tn,sTn抗原の発現を各々2種類の抗Tn、抗sTnモノクローナル抗体を用いたABC法で免疫組織学的に検討した。2.Tn抗原は浸潤癌の20-23%に発現していたが、上皮内癌、高度異形成、正常上皮ではその発現は認められなかった。一方、sTn抗原は浸潤癌の51-58%、上皮内癌の54-42%、高度異形成の50-64%に発現していたが、正常上皮には発現が見られなかった。以上のことから、Tn,sTn抗原は癌化に伴って発現してくる癌関連抗原であることを明らかにした。3.子宮頸癌株細胞であるHela S3は免疫組織学的にTn抗原を発現しており、ヒト臍帯静脈内皮細胞に接着した。2種の抗Tnモノクローナル抗体はいずれも濃度依存性に有意にこの接着を阻止した。Tn抗原を介する細胞接着が存在し、抗Tnモノクローナル抗体により、Tn抗原発現癌細胞の血管内皮細胞への接着が阻止されることが示唆された。
ω受容体の可視化を目的とした新規PET用イメージングプローブの開発

ラット脳切片における[^<11>C]clabazamの動態変化新規動物用PET装置を用いた[^<11>C]clabazamの動態当センターに設置されている半導体検出器を用いた動物用PETを用いてin vivoにおける[^<11>C]clabazamの動態を確認した。塩酸ケタミン麻酔下、ラット尾静脈より[^<11>C]clabazamを投与し、90分間撮影を行った。その結果、[^<ll>C]clabazamは大脳皮質、海馬に高い取り込みが観察された。また、各部位にROIを設定して、分布の経時的変化を確認したところ、ラットを複数匹用いた脳内分布と変わらない結果を示した。また。非放射性clabazamを前投与することによってこれらの結合は低下したことから、この分布は[^<11>C]donepezilの特異的結合を示していることも明らかとなった。以上の結果から、[^<11>C]clabazamはω受容体の新たなイメージングプローブとなりうることが考えられた。[^<11>C]clobazamは標識前駆体として[^<11>C]methyl iodideを用いて標識合成され、97-999MBq(2.6-27mCi)が得られた。[^<11>C]methyl iodideに基づいた放射化学的収率は60-65%、合成時間は40-50分、放射化学的純度は99%以上だった。従って、得られた[^<11>C]clobazamはPET放射性薬剤として使用可能な高収量、高純度であることが示された。ラット脳粗膜分画を用いたin vitroにおける[^<11>C]clobazamの結合は部位特異性を示し、特に、海馬、脳幹、大脳皮質への結合が高かった。ω2受容体は大脳皮質、海馬に多く分布していることから[^<11>C]clobazamが特異的にω2受容体に結合することが明らかとなった。In vitro ARGの結果も同様に海馬、大脳皮質に高い結合が見られた。in vivoにおける[^<11>C]clobazamの分布実験の結果、血液よりも脳内の分布が高いことから[^<11>C]clobazamは血液脳関門を通過し、速やかに脳に取り込まれることが明らかとなった。また、脳内の分布はin vitroと同様にラット脳視床、視床下部に高い集積を示し、非標識体の大量投与によってこの結合は減少した。このことから[^<11>C]clobazamはin vivoにおいてもω2受容体に特異的に結合することが明らかとなった。代謝実験の結果、[^<11>C]clobazam投与後5分、30分においてもラット脳内では[^<11>C]clobazamが97%以上未変化体として残存していた。従って、脳内の結合は[^<11>C]clobazamそのものであることも明らかとなった。また。
1990年19号台風による風水害の調査研究

1.台風の特性調査に関しては,気圧場についての客観解析を行い,中心位置,中心気圧および最大風速半径の値の決定を試みるとともに,風による被害調査を行った。その結果,台風19号は伊勢湾台風に較べるとやや弱いがその勢力は強く近畿地方では約80年に1回の再現確率であることが示された。最大瞬間風速は50m/s以上を記録したが,被害戸数は過去の同様な台風時に較べてきわめて少く,住宅を取り巻く環境変化が影響していると判断された。2.降雨の特性調査に関しては,9月11日から20日にかけての一連の降雨のうちの大雨を,秋雨前線による山陰地方の大雨,紀伊半島から中部地方にかけてまた四国から中国にかけて帯状に伸びる地域で起った大雨,台風の接近・上陸に伴って起った山陰地方の大雨および17日から19日にかけて紀伊半島・四国などの東南斜面を中心に起った大雨に分類し,それぞれの降雨特性を,雲塊の性質,気圧分布,秋雨前線および台風の位置などとの関連によって明らかにした。3.洪水災害の特性調査に関しては,19号関連の洪水災害を全国規模で調査し,浸水被害と河川構造物被害の分布特性を主として降雨分布との関連で明らかにした。また,地域的にみて災害が顕著であった岡山県・兵庫県および滋賀県の洪水災害を詳細に検討し,それぞれの被災形態,被災原因を明らかにし,防災対策をすすめるうえでの留意点を示した。4.岡山県下で発生した斜面災害,ため池の決壊災害および奄美大島で発生した土石流災災についてそれぞれ現地調査を行い,被災形態を詳細に検討した。その結果,人工斜面の崩壊危険度評価の必要性,風倒木と斜面災害との関連性の検討などが今後の課題として指適されている。5.情報伝達と住民対応に関する実態調査が行われ,情報伝達過程の評価と問題点の指適がなされた。
界面活性水溶液中の油の自発運動における、化学・力学エネルギー変換メカニズムの解

シャーレに満たした界面活性剤(トリメチルステアリルアンモニウムクロリド)水溶液中に油滴(ニトロベンゼン)を注入したとき、油滴は、シャーレに沿った自発的な回転運動を行う。その運動をCCDカメラによって録画し、画像処理を用いて解析した。はじめに、角速度の温度依存性を調べた。温度と角速度のアレニウスプロットをとったところ、約20°Cを境にして傾きが急激に増大した。また、4020°Cにおいても、温度の減少に比例してアレニウスプロットの傾きが大きくなった。次に、シャーレの半円のみを水酸化ナトリウムで処理した時の、油滴の運動を調べた。油滴が処理領域に入るとき、角速度は加速され、処理領域から未処理領域に出るときに減速するという現象が見られた。これらのことから、油滴の運動には、表面張力が、寄与していることが示唆された。次に、油水界面電位と油滴の運動との関係を調べた。界面活性剤水溶液に塩化ナトリウムを加えた場合と加えない場合において、界面電位と角速度のフーリエ変換スペクトルを比較したところ、定性的に同じ変化を示した。油水界面電位は、油水界面上の界面活性剤分子の濃度を反映しているので、この結果は、界面活性剤分子による表面張力の揺らぎが、油滴の運動の揺らぎに反映していると考えられる。以上のことから、油滴の運動には、界面活性剤分子に依存した表面張力の揺らぎが重要な役割をはたしているといえる。現在、油水界面に、外部から電気的信号(パルス波・サイン波)を加えたところ、信号に同期して油水界面が振動することを確認した。この油水界面の振動は、入力電圧に依存して、油水界面での界面活性剤分子の濃度が変化することによると考えられる。今後は、界面活性剤分子の化学エネルギーを効率よく力学エネルギーに変換するため、界面での活性剤分子の濃度を電気信号によってどのように制御すればよいかを調べたいと考えている。
合成生物学的手法による植物ホルモンの糸状菌生産系の構築

バイオマス等の再生可能な資源を有用な化学物質に変換する微生物プラットフォームの開発を目指し、大腸菌や酵母といった汎用微生物宿主に代わりうる糸状菌宿主開発に取り組んだ。特に植物テルペノイド化合物の生産系構築に焦点を絞り、その一環として、微細藻類由来のテルペノイド化合物であるボツリオコッセンの生合成経路を組み込んだ糸状菌を作製した。コドンを宿主に最適化した生合成遺伝子を導入することで、ボツリオコッセン生産の検出に成功した。前駆体供給経路の改変も進めており、両者を組み合わせることで、さらなる生産性向上が期待できる。環境や資源といった問題に対して微生物を利用してどう取り組むか、これが昨今我々に突きつけられている課題であり、それに対する回答の一つが、バイオマス等の再生可能な資源を有用な化学物質に変換する微生物プラットフォームの開発である。合成生物学的手法による有用物質生産には、主に大腸菌や酵母といった汎用微生物宿主が用いられる。しかしながら、それらの宿主では発現困難な遺伝子があり、生産可能な天然物には限りがある。よって本研究では、それらに代わりうる合成生物学研究用の糸状菌宿主の開発と、それを利用した植物ホルモン等の有用天然物生産系の構築を目的とした。本年度は生合成遺伝子のクローン化として、糸状菌由来のアブシジン酸生合成酵素遺伝子、同じく糸状菌由来のb-カロテン生合成酵素遺伝子をクローン化した。また、ブラシノライドやボツリオコッセン生合成に関わる、植物由来の生合成遺伝子の取得を行った。それに加え、プロモーター、ターミネーター配列といった制御配列を含むDNA断片や複数の選択マーカー遺伝子など、糸状菌宿主における人工生合成経路構築に必要なDNA配列のクローン化を行った。以上の酵素遺伝子と制御領域を組み合わせ糸状菌宿主に導入し、生合成経路の再構築を行う。まずは、代替ディーゼルとして期待される微細藻類由来のテルペン化合物であるボツリオコッセンを対象に、本手法の有効性の検証を行う。糸状菌宿主の改良では、計画に挙げたようなゲノム情報に基づく合理的な分子育種ではなく、変異株スクリーニングを行うことでテルペノイド高生産株の取得を試みることとした。環境や資源といった問題に微生物を利用してどう取り組むか、これが昨今我々に突きつけられている課題である、それに対する回答の一つが、バイオマス等の再生可能な資源を有用な化学物質に変換する微生物プラットフォームの開発である。しかしながら、大腸菌や酵母といった汎用微生物宿主では発現が困難な遺伝子が存在し、生産可能な天然物には限りがある。よって本研究課題では、汎用宿主に代わりうる宿主として、高い物質生産能と多様な代謝能を有する糸状菌を用いて、植物ホルモン等のテルペノイド化合物生産系の構築に取り組んだ。まずは、プラットフォームの生産性を容易に評価できるテルペン由来の色素であるb-カロテン生合成遺伝子を導入し、実験系が問題なく機能することを検証した。次いで、微細藻類由来のテルペン化合物であるボツリオコッセン、および植物ホルモンのひとつであるアブシジン酸の生産系構築に取り組んだ。ひとつの栄養要求性マーカーに対し、複数の生合成遺伝子をタンデムに連結したコンストラクトを導入することで、より多くの遺伝子導入が出来るようにした。ボツリオコッセンについては生合成遺伝子のコドンを宿主糸状菌に最適化して導入した。その結果、ボツリオコッセンの生産を検出することができた。生産性向上を目的に、テルペノイド生合成経路の前駆物質供給系の改変にも取り組んだ。今後、本課題において構築したプラットフォームを用いることで、多様な遺伝子資源からの有用な化学物質への変換研究がさらに促進されることが期待できる。農学、農芸化学、応用微生物学生合成遺伝子、ならびにプロモーターやターミネーター配列、選択マーカー遺伝子等、人工生合成経路構築に必要なDNA配列のクローン化は完了したが、それらDNA断片の糸状菌宿主への導入と機能評価には至っていない。また、糸状菌宿主の改良では十分な成果が得られていない。以上より「やや遅れている」とした。本課題の手法の有効性の実証に重点を置くこととし、生産系構築の対象とする天然物を、ストリゴラクトンやブラシノライド等といった生合成経路に不明な点が残る植物ホルモンから、糸状菌由来の遺伝子が利用可能なアブシジン酸に変更することとした。また、生合成経路を構成する遺伝子がより少ない、微細藻類由来のテルペン化合物であるボツリオコッセンを糸状菌生産系実証の対象に加える。糸状菌宿主の改良については、生産強化に関わる新規知見を得ることを目的に、変異株スクリーニングによるテルペノイド高生産株の取得とその解析に変更する。糸状菌宿主にコドンを最適化した人工遺伝子合成にかかる費用を見込んでいたが、研究計画の遅れにより、それに相当する費用が未使用となった。繰り越しした予算については、次年度において人工遺伝子合成等に使用する予定である。H26年度分の研究費については計画の通り、試薬および実験器具の購入や、学会参加費、学術雑誌への投稿経費に使用する。
ＨＩＶ感染抵抗性に関わる宿主因子の解析

TRIM5αあるいはその関連因子を標的とした新たなエイズ制御法の策定を目指してTRIM5αのHIV感染抵抗性発現機構を解析し、以下の知見を得た。1.TRIM5αに対する耐性を獲得したHIV-1の感染においては脱殻過程が遅延していた。2.ヒトTRIM5αのcoiled-coil領域とSPRY領域の間のリンカー部分の一塩基多型により抗HIV-1効果が減弱していた。3.TRIM5αがトル様受容体4のシグナルの下流に位置するTAB2と結合すること、その結合にはTRIM5αのSPRY領域が必要であること、が明らかになった。ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV1)は宿主細胞に侵入後、コアが崩壊し(脱殻)、逆転写、核移行、インテグレーションの各過程を経てウイルスタンパク質の発現へと至る。これまで脱殻は細胞侵入後速やかに行われ、ゲノムRNAを放出して逆転写を開始させる役割のみを担うと考えられてきた。しかし、最近、カプシドの変異が逆転写をはじめとする様々なHIVの細胞内複製過程に影響するとの報告があり、ゲノム放出以外にも何らかの役割を果たしている可能性が考えられるようになった。我々はサル細胞で増殖可能なHIV-1(サル指向性HIV-1)を作成する過程で、カプシド変異によりサル細胞での増殖能を獲得した代わりに、ヒト細胞での増殖能が低下したウイルスを得る事ができた。そこで、本研究ではこのサル指向性HIV-1(4/5S6/7S)のヒト細胞での複製能低下をもたらした分子機構を検討した。感染後の細胞内のウイルスcDNA量をリアルタイムPCR法で経時的に測定した所、4/5S6/7Sは感染初期の逆転写量は野生型よりもむしろ多かったが核内cDNA量は低下しており、核移行の過程が阻害されていると考えられた。カプシド変異によりコアの安定性が変化し、その後の複製過程に影響が出たと考えられたので、次に脱殻の速度を測定した。脱殻の速度は、蛍光タンパク質でラベルしたHIV-1を使い、蛍光顕微鏡下でコアの崩壊を観察するin situuncoating assayを行って測定した。その結果、4/5S6/7Sの脱殻は野生型と比べ遅延していることが明らかになった。以上の結果、サル指向性HIV-14/5S6/7Sにおいてはカプシド変異による脱殻の遅延が何らかの機構で核移行効率を低下させ、ヒト細胞での複製能が低下したと考えられた。TRIM5αはHIVのカプシドを認識してプロテアソーム分解に導きウイルス感染の初期過程を阻害する因子である。カプシド認識にはC末端のPRYSPRY領域が、抗ウイルス活性にはN末端のRING領域の持つユビキチンリガーゼ活性が関与する。マウスはヒトTRIM5αのオーソログとして、3つのTRIM12と5つのTRIM30遺伝子を持つ。マウスTRIM12とTRIM30は、トル様受容体4(TLR4)のシグナルの下流に位置するTAB2/3のプロテアソーム分解に寄与するとの報告がなされた。そこで我々はヒトTRIM5αがTLR4シグナルに関与するか否かを検討した。TAB2あるいはTAK1を293T細胞にそれぞれの発現プラスミドを導入したところに同時にヒトTRIM5αを発現させると、TAB2もTAK1もタンパク質量の低下が観察された。TLR4のシグナルの下流では、TRAF6、TAB2、TAB3、及びTAK1は複合体を形成している。どの因子とTRIM5αが直接結合しているのかを調べるために、TRIM5αと各因子をコムギ胚芽翻訳系にて合成して混合し、蛍光共鳴エネルギー移動を利用したアルファスクリーンシステムでタンパク質間相互作用を測定した。その結果、TRIM5αはTAB2とのみ相互作用していた。この相互作用はアカゲザルのTRIM5αでは弱く、種特異性が観察された。また、TAB2のN末端半分では全く結合シグナルが観察されず、TAB2のC末端半分にわずかなシグナルが観察されるのみで、TRIM5αとの結合にはTAB2の構造全体が必要であると推測された。また、RINGと隣のB-box領域を欠くTRIM5αではシグナルが半減するのみだが、PRYSPRY領域を欠くTRIM5αではシグナルが全く観察されないことから、TAB2との結合にもPRYSPRY領域が必要であると考えられた。ヒトTRIM5αのcoiled-coil領域とSPRY領域の間のリンカー部分の一塩基多型により生じる249番目のアミノ酸のグリシン(G)からアスパラギン酸(D)への変異が抗HIV-1効果に及ぼす影響を検討した。249Dのアレル頻度は欧米人では5%ほどだが、日本人では40%を超えることがデータベース検索から判明した。抗HIV-1効果は249GのTRIM5αのほうが249DのTRIM5αよりわずかに強いことが、多段増殖実験ならびに感染初期過程のみを検出する実験の両方で示された。

日本人およびインド人において、249Dのアレル頻度をHIV-1感染者と非感染者で比較したところ、感染者におけるDのアレル頻度が有意に高いことから、この多型による抗HIV-1効果の減弱が個体のHIVー1感染成立にも影響した可能性が示唆された。二次構造予測を行ったところ、G249D変異によりcoiled-coil領域のα-ヘリックスがリンカー部分まで延長するとの結果が得られた。従って、249Dを持つヒトTRIM5αは、249Gのものよりもリンカー部分の可塑性が失われるために、ウイルスカプシドの認識力が減弱している可能性が考えられる。前述のとおり、カプシド蛋白質に導入した変異によりヒト細胞での感染初期過程の進行が著しく低下したHIV-1変異株のヒト細胞における脱殻の速度を測定することができ、蛍光顕微鏡を用いた脱殻解析のための実験系を確立することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。前述のとおり、ヒトTRIM5αの一塩基多型に伴う構造変化の抗HIV作用に及ぼす影響を解析し、欧米人には頻度が低いために従来見逃されていたが、日本人には頻度の高くて抗HIV作用を減弱させる一塩基多型を見出すことができた。しかし、当初の目的の一つに掲げていたTRIM5αのSPRY領域の三次元構造解析については、米国のグループに先に報告されてしまったために継続は断念し、今後は平成23年度に確立した細胞内イメージング技術を利用したHIVの脱殻解析に集中することとした。感染阻害可能なウイルス特異性の異なる様々なサル種のHIV-1感染抵抗性因子TRIM5alpha存在下でのHIV-1の脱殻状況を検討する。また、細胞内シグナル伝達経路におけるTRIM5alphaの役割を、TRIM5alphaが結合するシグナル伝達因子の機能構造を明らかにすることにより解析する。平成23年度に確立した細胞内イメージング技術を用いて感染阻害可能なウイルス特異性の異なる様々なサル種のTRIM5α存在下でのHIV-1の脱殻状況を検討する。また、HIV 2型(HIV-2)についてもHIV-1と同様の実験系の確立を試みる。HIV-2の場合、カプシド蛋白質の1アミノ酸の変異でカニクイザルTRIM5αによる感染阻害から完全に逃避し得るので、HIVの脱殻へのTRIM5αの影響をより正確に検討できる利点がある。様々な細胞質内小器官や細胞骨格を染色し、細胞内に侵入したHIVコアや脱殻後のコアの細胞内分布と重ね合わせ、HIVの脱殻と特定の細胞内領域が関係するか否かを検討する。そして、その分布がTRIM5αの存在により変化するか否かを検討する。更に、HIV-1コアと細胞質内で相互作用するサイクロフィリンAの発現をsiRNA等によりノックアウトした状態でも検討する。申請者らはTRIM5αの抗ウイルス作用にはプロテアソーム依存性経路とプロテアソーム非依存性経路が共存し、ウイルスとTRIM5αの組み合わせにより用いられる経路が決まることを見出しており、プロアソーム依存性経路のみが用いられる組み合わせと非依存性経路のみが用いられる組み合わせを上記の系で比較検討し、それぞれの経路がHIVコアの脱殻から核移行へのどの過程でHIVコアに作用しているかを解析する。
圧負荷心肥大における心筋線維化発症を予測する分子バイオマーカーの探索

圧負荷による肥大心筋において、線維化した心筋のみにFGF23が増加していることを発見した。FGF23が心臓線維化のカギとなるかどうかを確認するため、心臓線維芽細胞をFGF23単独で刺激したが、何ら変化はみられなかった。しかしながら、FGF23とTGF-betaの同時刺激すると、TGF-beta単独刺激より線維化が促進された。このことから、FGF23はTGF-betaなどのサイトカインの作用を増強し線維化発症に関与するものである可能性が考えられた。機能測定を施行した。心臓から右室乳頭筋を摘出し、Aequorinを用いて線維化した部分を含んだ状態での細胞内Ca2+濃度と収縮機能測定を行った。細胞内Ca2+濃度測定と等尺性収縮張力測定にて、線維化関連因子と考えられるFGF-23のリコンビナント蛋白を投与した。その結果、張力の増強とそれに伴う細胞内Ca2+の増加が認められた。このことはFGF-23は心筋細胞内のCa2+増加を介して、張力増強作用を持つことが示唆される。一方で、Ca2+感受性には大きく影響を与えないものと考えられた。現在順調に進展している。心筋細胞と線維芽細胞のFGF23発現の再検討を行った。これまでの結果と同様に、FGF23は線維芽細胞よりも心筋細胞で有意に発現していることが確認された。FGF23の受容体であるFGFR1の発現を確認したところ、心筋細胞よりも線維芽細胞で多く発現していた。このことは、これまでの結果を裏付けることになる。我々は生体動物モデルにおける線維化発症とFGF23の発現変化を確認するため、拡張型心筋症モデルマウスにおける検討を実施した。ΔK210拡張型心筋症モデルマウスは高率に拡張型心筋症を発症し、心臓の線維化も高度に確認することが出来る。本モデル心室筋のmRNAを検索したところ、FGF23が野生型マウスに比べ、有意に発現増加していた。このことは、線維化発症とFGF23の発現が関連していることを示唆し、我々の知見を裏付けるものとなった。我々は更に2型糖尿病モデルラットである、OLETFラットを用いた実験を行った。OLETFラットをヒト若年期相当の519週齢時に回転ケージを用いた自発運動群と無運動群を比較したところ、無運動群は糖尿病性心筋症に伴う心臓線維化を発症したが、若年時運動群は心臓線維化を発症しなかった。FGF23mRNAレベルは若年時運動群が有意に低かった。このことは糖尿病性心筋症に伴う心臓線維化発症にもFGF23が関連していることを示唆する。我々は細胞レベルでの検討を進め、線維芽細胞を採取して、リコンビナントFGF23を投与する実験を施行した。残念ながらFGF23を投与しても、線維芽細胞は筋線維芽細胞への分化を示すことはなかった。いくつかの生体モデルにおいて、心臓線維化発症とFGF23発現変化の関連性が示されているので、詳細な分子レベルでの解析を考える段階に入った。細胞レベルではFGF23の受容体であるFGFR1の発現が線維芽細胞で確認され、心筋細胞と線維芽細胞での情報のやり取りが示唆される結果を得られている。我々は、FGF23投与によって、線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化を予想したが、残念ながら予想通りの結果を得ることはなかった。しかしながら、わずかのサイトカイン投与によりFGF23による線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化が確認されている。このことは、FGF23が線維化発症へのコファクターであることを示唆する。心筋細胞と線維芽細胞のFGF23発現を確認したところ、FGF23は心筋細胞で有意に発現しており、受容体であるFGFR1の発現は線維芽細胞で多く発現していた。このことは、それぞれの細胞で出し手と受け手が発現していることを示唆する。病態心の心臓線維化発症にFGF23が関連しているかどうか確認を行った。拡張型心筋症モデルマウスにおいて、線維化発症とFGF23の発現が関連していることが示唆された。また、2型糖尿病モデルラット(OLETFラット)を用いた、回転ケージによる自発運動群と無運動群の比較においても心臓線維化とFGF23mRNAレベルの相関が認められた。細胞レベルでの確認をするために、ラット心臓線維芽細胞にリコンビナントFGF23を投与したところ、FGF23投与で線維芽細胞は筋線維芽細胞への分化を示さなかった。一方で、TGF-betaとFGF23で72時間刺激したところ、免疫染色においてFGF23単独刺激では何ら変化はみられなかったが、alpha-SMA陽性細胞はFGF23とTGF-betaの同時刺激で、TGF-beta単独刺激より増加する傾向があった。このことは、FGF23はTGF-betaの作用を増強することで筋線維芽細胞への誘導を亢進させるとを示唆する。リアルタイムPCRによる遺伝子発現量解析でも、FGF23とTGF-beta同時刺激によるalpha-SMA発現量はTGF-beta単独刺激よりもFGF23とTGF-betaの同時刺激において高値傾向であった。一方で、alpha-SMA以外の線維化関連遺伝子の発現量に変化は認められなかった。FGFR1をsiRNAを用いてノックダウンしたところ、FGF23による増強作用は減弱した。

このことから、FGF23はFGFR1を介して、TGF-betaなどのサイトカインの作用を増強し線維化発症に関与するものである可能性が考えられた。圧負荷による肥大心筋において、線維化した心筋のみにFGF23が増加していることを発見した。FGF23が心臓線維化のカギとなるかどうかを確認するため、心臓線維芽細胞をFGF23単独で刺激したが、何ら変化はみられなかった。しかしながら、FGF23とTGF-betaの同時刺激すると、TGF-beta単独刺激より線維化が促進された。このことから、FGF23はTGF-betaなどのサイトカインの作用を増強し線維化発症に関与するものである可能性が考えられた。心筋細胞と線維芽細胞のFGF23発現の再検討を行う予定である。特に伸展刺激を与えた際のFGF23発現変化を詳細に検討していく。乳頭筋を用いた伸展刺激を主に予定し、必要であれば培養細胞レベルでの伸展刺激も行う。発現確認にはRT-PCRで検討し、発現上昇が認められれば、タンパクレベルでの発現も確認していく。サイトカイン投与時におけるFGF23投与の実験を進めていく。わずかなサイトカイン投与時にFGF23を投与すると、明らかに線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化がmRNAレベルで確認されているので、蛋白レベルでの検討を進めていく。更に我々は乳頭筋を用いた、ストレス刺激によるFGF23発現変化についても検討をすすめる。現在までに乳頭筋実験において伸展刺激を行うことで心不全マーカーであるBNPの発現上昇が確認されたので、このモデルを用いて線維化因子とFGF23との関連を詳細に調べることが可能になった。心筋生理学消耗品である抗体代に使用した。論文投稿料がドル建てであったため、円建ての請求額が年度末になるまで確定しておらず、わずかな残額(1,326円)が発生してしまった。確認のため、他社の抗体を購入し、再現性を確認したため。次年度での消耗品購入を検討している。
子どもの健康睡眠習慣を目指した「からだを測る」実践の効果検証とプログラムの提案

子どもの睡眠が心配され,その解決策が模索されている.このような中,睡眠導入ホルモンであるメラトニンを視覚化することができれば,自覚しにくい問題を主体的に解決できるのではないかとする仮説を設定した.そこで本研究では,子どものメラトニン分泌パタンの予測変数を検討することを目的とした.その結果,就床時刻は夜<朝群の者で有意に遅く,1日総歩数は夜<朝群の者で有意に少なかった.また,重回帰分析により,就床時刻と1日総歩数がメラトニン分泌パタンの有意な予測変数として抽出された.以上の事実から,自らの就床時刻や一日歩数に基づいた健康教育の創造が今後の実践課題であるとの結論に至った.本研究では,健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の効果検証とその健康教育プログラムの提案を目的としている.そのための具体的な研究課題は,1)小学生,中学生の睡眠状況の実態と覚醒水準に関する諸測定値との関連の検討,2)健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の創造,実践,効果検証の2点であり,平成27年度は1)に着手した.対象は首都圏のA小学校およびB小学校に在籍する小学4・5年生248名(男子116名,女子132名)であり,調査は平成27年11・12月の期間に実施された.調査・測定項目は,就床時刻,起床時刻,睡眠問題,朝食摂取状況,身体活動状況等に関する質問紙調査票による生活習慣調査,夜(9:30pm)と朝(6:30am)の唾液メラトニン濃度測定,起床時および就床時の腋窩温測定,始業前の棒反応測定,カウンター測定,1日の身体活動量(歩数)であった.分析では,最初に唾液メラトニン濃度によって対象者の睡眠状況の実態を検討した.次に,夜と朝の唾液メラトニン濃度を基に,夜>朝の者を「朝型」,夜<朝の者を「夜型」の睡眠・覚醒リズムと判定し,覚醒水準に関する腋窩温,棒反応,カウンターの諸測定値ならびに1日の総歩数との関連を検討した.その結果,1)対象者の約半数(45.2%)は,夜に比して朝の唾液メラトニン濃度が高値を示し,「夜型」の睡眠・覚醒リズムの様相を呈することが確認された.2)睡眠・覚醒リズムが夜型を示す者は,それが朝型を示す者に比して,前日の1日総歩数が有意に低値を示す様子が確認された.3)1日総歩数以外の諸測定値は,朝型,夜型の睡眠・覚醒リズムとの有意な関連性を認めなかった.以上のことから,平成28年度に予定されている健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践では,身体活動量(歩数)を指標とした実践の創造,実施,効果検証が課題であると考えられた.平成27年度に予定されていた研究課題は,小学生,中学生の睡眠状況の実態と覚醒水準に関する諸測定値との関連の検討であった.この内,小学生の睡眠状況と諸測定値との関連については,前日の1日総歩数が睡眠状況と有意な関連を示す様子を確認することができた.この点は,予定通りの研究成果であり,順調な進展といえる.ただし,中学生については,これを検討できなかった.この点は,研究の実施段階において,予定されていた小学校1校,中学校1校での検討が,小学校2校での検討に修正されたことによるものである.但し,対象年齢の相違といったことを除けば,予定されていた検討ができたものと考える.本研究では,健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の効果検証とその健康教育プログラムの提案を目的としている.そのための具体的な研究課題は,1)小学生,中学生の睡眠状況の実態と覚醒水準に関する諸測定値との関連の検討,2)健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の創造,実践,効果検証の2点であり,平成28年度は1)の検討をさらに進めるとともに,2)の検討にも着手した.1)の対象は,都内の公立F小学校に在籍する小学45年生男子26名,女子24名であり,調査は,2016年10月19・20日に実施された.本研究では,19日夜(9:30pm)と20日朝(6:30am)の唾液を採取するとともに,同時刻の体温測定,19日の身体活動量測定も実施した.また,20日朝のホームルームでは棒反応測定と19日から20日にかけての生活状況調査を行った.分析では,夜と朝の唾液メラトニン濃度を基に,それが「夜>朝」の者と「夜≦朝」の者の割合を確認した上で,夜の唾液メラトニン濃度から朝の唾液メラトニン濃度を減じた値(唾液メラトニン濃度(夜ー朝))の予測変数を重回帰分析(ステップワイズ法)により検討した.その結果,「就床時刻」(β=-0.452),「1日総歩数」(β=0.375)が有意な予測変数として抽出された(R2=0.390,いずれの予測変数においてもVIFは2以下).他方,2)では1日総歩数も含めた「からだを測る」実践の予備的検討として,実践群,対照群の睡眠習慣を比較した.

その結果,「からだを測る」実践のみでは,健康睡眠習慣を確立するまでには至らない様子が示された.以上のことから,平成29年度に予定されている「からだを測る」実践の本実施では,「からだを測る」ことに加えて,その意義を「知って・感じて・考える」ような保健指導も実施し,その効果を検証することが課題であると考えられた.平成28年度に予定されていた研究課題は,小学生の睡眠状況の実態と覚醒水準に関する諸測定値との関連の検討と「からだを測る」実践の予備的検討であった.この内,睡眠状況と諸測定値との関連については,前日の就床時刻と1日総歩数がメラトニン分泌パタンと有意な関連を示す様子を確認することができた.この点は,予定通りの研究成果であり,順調な進展といえる.他方,予備的検討として実施した「からだを測る」実践は,必ずしも予想通りの効果を示すものとはいえなかった.但し,このような結果は想定内のものであるとともに,平成29年度に予定されている「からだを測る」実践の本実施に向けて,その課題も明確にすることができている.以上のことから,本研究はおおむね順調に進展しているものと考える.本研究では,健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の効果検証とその健康教育プログラムの提案を目的としている.そのための具体的な研究課題は,1)小学生,中学生の睡眠状況の実態と覚醒水準に関する諸測定値との関連の検討,2)健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の創造,実践,効果検証の2点であり,平成29年度は1)の検討の論文化とともに,2)の検討をさらに進めた.1)の対象は,都内の公立F小学校に在籍する小学45年生50名(男子26名,女子24名)であり,調査は,2016年10月の平日に限って実施された.課題1)では,各対象者の唾液メラトニン濃度(夜と朝)とともに,就床時刻,起床時刻,1日総歩数,腋窩温(夜と朝),棒反応(朝)のデータが収集された.主な結果は,以下の通りである.1各対象者の唾液メラトニン濃度を夜と朝で比較した結果,「夜>朝(N>M群)」の者は15.8%,「夜<朝(N<M群)」の者は42.1%であった.2就床時刻はN>M群(22:02±57.1)に比してN<M群(22:37±39.3)の者で有意に遅く,1日総歩数はN>M群(15,182.3±4,758.7歩)に比してN<M群(10,898.5±3,913.0歩)の者で有意に少なかった.3重回帰分析により,就床時刻(β=-0.452)と1日総歩数(β=0.375)がメラトニン分泌パタンの有意な予測変数として抽出された.他方,小学4年生を対象にした睡眠の「みえる化」実践の効果を検証した課題2)では,取り組み期間前後の睡眠状況に特徴的な変化を確認することができなかった.しかしながら,期間中における子どもの意識の変化についてはそれを窺うこともできた.したがって,期間中の睡眠状況の変化を検証すること,自由記述欄の分析により子どもの意識の変化を検討することが今後の検討課題であると考えられた.子どもの睡眠が心配され,その解決策が模索されている.このような中,睡眠導入ホルモンであるメラトニンを視覚化することができれば,自覚しにくい問題を主体的に解決できるのではないかとする仮説を設定した.そこで本研究では,子どものメラトニン分泌パタンの予測変数を検討することを目的とした.その結果,就床時刻は夜<朝群の者で有意に遅く,1日総歩数は夜<朝群の者で有意に少なかった.また,重回帰分析により,就床時刻と1日総歩数がメラトニン分泌パタンの有意な予測変数として抽出された.以上の事実から,自らの就床時刻や一日歩数に基づいた健康教育の創造が今後の実践課題であるとの結論に至った.今後の研究の推進方策については,当初の計画に大きな変更はない.すなわち,平成28年度は,健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践を連携研究者とともに創造した上で,それを実践し,その効果を検証する予定である.今後の研究の推進方策については,当初の計画に大きな変更はない.すなわち,平成29年度は,健康睡眠習慣の確立を目指した「からだを測る」実践の本実施を行い,その効果を検証する予定である.学校保健学,教育生理学,発育発達学平成27年度予算については,概ねそれを執行したものの,「その他」で支出した「唾液メラトニン濃度分析費」の金額
ＤＮＡ修復機構を標的とする分子標的画像法の開発－放射線治療効果予測を目指して－

放射線照射により惹起されるDNA二重鎖切断の修復分子機構において異常発現している分子を標的とするいわゆる分子標的イメージングプローブを開発し、放射線治療前に画像化することが出来れば、放射線治療抵抗性の程度を治療開始前に評価することが可能となり、治療計画をより有効なものに出来ると期待される。また、このことは白金製剤など直接DNA二重鎖を切断して抗がん作用を示すような一部の抗がん剤の治療効果にちても同様のことが期待される。そこで本研究では、DNA二重鎖切断の修復に関連する分子機構について着目し、臨床応用可能ながん放射線治療予測コンパニオン評価法の確立を目指すことを目的として、新規分子標的イメージングプローブを開発しようとするものである。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしており、一つはEGFRを対象とした放射線治療効果予測法開発に関する検討として、報告者らがこれまでに進めてきたPYKを母体化合物とするF-18標識誘導体、FPYKを開発している。本年度F-18標識体を得るための原料合成を行い、昨年度検討した合成予備検討の結果に従いF-18標識反応について検討した。その結果、まだ収率は悪いものの所期の標識体を得ることができた。さらに、これら化合物評価を行うため、数種のEGFR発現の典型的ながん細胞を選択し、治療評価検討としてX線照射実験を進め、所期の通りEGFR発現量と治療効果の有効性との関連性を認めた。二つ目としてDNA二重鎖修復機構を標的とした新規イメージングプローブの開発に関しても、標識原料となる化合物の合成が終了した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。放射線照射により惹起されるDNA二重鎖切断の修復分子機構において異常発現している分子を標的とするいわゆる分子標的イメージングプローブを開発し、放射線治療前に画像化することが出来れば、放射線治療抵抗性の程度を治療開始前に評価することが可能となり、治療計画をより有効なものにできると期待される。また、このことは白金製剤など直接DNA二重鎖を切断して抗がん作用を示すような一部の抗がん剤の治療効果についても同様のことが期待される。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしており、EGFRを対象とした放射線治療効果予測法開発に関する検討として、研究者らがこれまで進めてきたPYKを母体化合物として、そのF-18標識体への展開を行っている。このための必要なヨウ素体からF-18標識体への変換反応について、Rotsteinらにより報告されたspirocyclic hypervalent iodine(III)を用いた芳香族炭化水素の18F標識法を応用することとし、検討を行った。その結果、モデル化合物としてヨードアニソールを用いてspirocyclic hypervalent iodine(III)誘導体とし、塩基性触媒、反応溶媒、F-18アニオントラップ剤、反応温度、反応時間等について検討を行ったところ、条件を設定することで、収率よく18F標識芳香族炭化水素が得られることが示され、本方法がPYKのF-18標識化に活用可能であるものと期待された。また、DNA二重鎖修復機構を標的とした新規イメージングプローブの開発に関しても、化合物デザインを終了して合成検討を進めている。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしているが、放射性標識反応に用いるための原料合成に手間取り、その分、当初予定よりやや遅れていると評価した。現在最終産物である化合物の非放射性標品の合成も終了し、F-18標識を得るための基本反応に関する検討も概ね終了している。また、二つ目としてDNA二重鎖修復機構を標的とした新規イメージングプローブの開発に関しても、化合物デザインを行い、標品および標識原料となる化合物のそれぞれ一つ手前部分まで合成が終了している。さらに、これら化合物評価を行うため、数種のEGFR発現の典型的ながん細胞を選択し、治療評価検討としてX線照射実験の最適化を進めている。イメージングプローブ開発を大きく2種類行うこととしているが、放射性標識反応に用いるための原料合成および最終化合物の標品合成に手間取っていたため遅れている。現在は一部については終了し、化合物を確認することもできたので、RI標識法の検討を進めているところである。さらのインビボ評価系の準備など、次のステップに進んでいるものの、原料合成遅れの分で当初予定よりやや遅れていると評価した。