hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
痒み発生のキーシグナル解明と栄養成分による痒みの制御

痒み感覚の発生と神経伝達のメカニズムを明らかにするために以下の内容で研究を行い、成果を得た。末梢性の痒み誘導物質であるcompound 48/80(C48/80)と中枢におけるドーパミン(DA)神経系の関与、アミノ酸の代謝に注目し下記の実験を行った。実験にはすべて6週齢のICRマウスのオスを用いた。(1)D1受容体選択的拮抗薬SCH23390投与によるマウス脳c-fos免疫陽性反応の変化C48/80由来の引っ掻き行動がSCH23390大槽内投与によって抑制されるという知見を既に得ていた。本年度の研究ではSCH23390とC48/80を共に投与すると、大脳脚部(PLH)付近におけるc-fos陽性細胞・神経線維の発現が他の処理よりも有意に強化されることが明らかとなった。また、PLHにおけるc-fos陽性細胞はD2受容体の陽性反応と共存在していたが、D1受容体の陽性反応との重りはみられなかった。以上のことから、SCH23390によるC48/80由来引っ掻き行動の抑制へのPLH付近に存在するD2受容体の関与が示唆された。(2)L-DOPA投与によるC48/80由来引っ掻き行動抑制へのアミノ酸代謝の影響昨年度、L-DOPA投与によってC48/80由来の引っ掻き行動が抑制されることを明らかにしていた。本年度は脳内のアミノ酸含量を測定した。いくつかのアミノ酸はL-DOPA非存在下においてC48/80投与によって最も高くなり、L-DOPA投与によって減少するという結果が脳幹においてのみ得られた。このことからL-DOPA投与による脳のアミノ酸代謝の変化が、引っ掻き行動に関連する可能性が示唆された。以上の一連の研究結果により、末梢性の痒み感覚の調節に中枢のDA神経系が関与していることを明らかにし、痒み発生の機序解明や過剰な引っ掻き行動の軽減に向けて一助をもたらすことができた。.痒み感覚の発生と神経伝達のメカニズムを明らかにするために以下の内容で研究を行い、成果を得た。末梢性の痒み誘導物質であるcompound48/80(C48/80)と中枢における神経伝達物質ドーパミン(DA)受容体や各種モノアミンとの関係について調査するために下記の2実験を行った。実験にはすべてICRマウスのオスを用いた。(1)DA受容体D_1R選択的拮抗薬SCH23390とC48/80由来引っ掻き行動の関係C48/80投与によって引き起こされた引っ掻き行動がSCH23390の大槽内投与(1.0μg)によって有意(P<0.05)に抑制され、C48/80由来の引っ掻き行動には中枢におけるD_1Rの活性化やDA放出が関与している可能性が示唆された。(2)L-DOPA投与によるC48/80由来引っ掻き行動への影響とC48/80投与による脳内モノアミン代謝回転の変化L-DOPAを投与することで脳におけるDA放出やDA含量が増加することが知られている。C48/80由来の引っ掻き行動がL-DOPA腹腔内投与(50mg/kg体重)によって有意(P<0.05)に抑制された。さらに脳幹において対照群に比べC48/80投与群でNEの代謝回転が有意(P<0.05)に増加していることが明らかとなった。以上の結果から、C48/80由来の引っ掻き行動には脳幹におけるDA代謝やNE神経系が関与していることが示唆された。痒み感覚発生の場は脳幹であり、その伝達にはモノアミン類が関与している可能性が高い。本研究で得られた成果により、末梢性痒み物質由来の引っ掻き行動と中枢におけるDA受容体やモノアミン含量との関係が初めて明らかとなった。痒みのキーシグナルの解明には多様な痒みにおいて共通の物質の関与を明らかにすることが重要であり、中枢性の痒み物質を用いた過去の報告と合わせ、今回の研究は非常に重要な知見を認めたと考えられる。(2)L-DOPA投与によるC48/80

由来引っ掻き行動抑制へのアミノ酸代謝の影響昨年度、L-DOPA投与によってC48/80由来の引っ掻き行動が抑制されることを明らかにしていた。本年度は脳内のアミノ酸含量を測定した。いくつかのアミノ酸はL-DOPA非存在下においてC48/80投与によって最も高くなり、L-DOPA投与によって減少するという結果が脳幹においてのみ得られた。このことからL-DOPA投与による脳のアミノ酸代謝の変化が、引っ掻き行動に関連する可能性が示唆された。以上の一連の研究結果により、末梢性の痒み感覚の調節に中枢のDA神経系が関与していることを明らかにし、痒み発生の機序解明や過剰な引っ掻き行動の軽減に向けて一助をもたらすことができた。.
多孔性金属錯体による動的光応答空間の構築と光連動性細孔機能の発現

本研究課題は多孔性金属錯体による動的光応答空間の構築と光連動性機能発現を実現することにより、細孔構造と細孔機能が1対1の関係で結びつけられているという従来の概念を覆し、外的刺激による細孔空間構造の制御の実現を目的としたものである。光照射による細孔状態の変化を見積もるために、錯体(3)に関してレーザー光照射状態とレーザー光非照射状態のそれぞれの状態において放射光を用いた粉末X線回折測定を行い、回折パターンの解析を行った。その結果、光照射によりスピン転移が誘起され吸着可能な細孔構造が拡大する事が明らかとなった。このように本研究課題は、光照射という外部刺激によって吸着可能な細孔空間構造を制御できる事を初めて明らかにし細孔物質科学における新領域を開拓したといえる。光に応答して構造変化を示す金属錯体モジュールをビルディングブロックとした多孔性金属錯体としてまず、Fe^<II>LIESST錯体になると予想される鉄-コバルトシアノ錯体[Na_<0.122>Co_<1.439>Fe(CN)_6]・5.1H_2O(1)および、その類似体数種類を合成した。それぞれの化合物に関して質量分析、熱重量分析等により組成の決定を行った。また、錯体(1)は粉末結晶であったため、大型放射光施設であるSPring-8において錯体(1)の粉末X線回折測定を行い、Rietveld解析により構造決定を行った。錯体(1)は水分子を細孔中に有しており、細孔内の分子吸着や脱着によって化合物の物性変化が期待できるものとわかった。続いて、蒸気及びガス圧を精密に制御し、かつ光を照射しながら錯体(1)の磁性及び吸着量を評価できる装置の構築を行った。具体的には吸着質によらず正確な圧力測定のできる隔膜真空計を有したガスハンドリング装置を製作し、これを磁気測定装置(SQUID)のサンプルプローブと接続し、密閉系で吸着量及び磁気測定可能なシステムを構築した。さらに、光応答性も同時に測定できるように、光ファイバー挿入ポートも製作した。また、本研究課題で導入したヘリウムリークディテクターにより、各実験において真空漏れがない状態を維持できるようにした。その後、この装置を用いて400Kの温度において減圧しながら、錯体(1)の吸着量変化の測定と磁化率の測定を行った。その結果、結晶内に吸着された水分子の減少が観測され、それに伴って磁化率も減少する現象を見出した。同様に400Kで減圧しながら錯体(1)の粉末X線回折測定を行った結果、脱水により徐々に構造が収縮することが明らかとなった。以上の実験により錯体(1)は、ゲスト分子の吸着、スピン状態、結晶構造の変化が密接に関連する物質である事が明らかとなった。
運動時の動脈コンプライアンスの左室後負荷への貢献度

平成18年度においては,運動時の動脈エラスタンス(Ea,動脈の全負荷)の上昇は主に動脈コンプライアンス(C,動脈の柔らかさ,Eaを規定する血管因子の1つ)の低下によりもたらされること,および安静時のCは有酸素性トレーニング者で高いことを示した.さらに平成19年度において,トレーニング者におけるCの増大は,トレーニングの継続年数が長い程顕著であることを示した.運動時のCの低下によるEaの増大は心臓-動脈カップリングを維持することで心筋エネルギー効率の維持に貢献すると仮定し,運動時の心筋収縮力の上昇が顕著な有酸素性トレーニング者では運動時のEaの上昇とCの低下は非トレーニング者に比べて大きいという仮説を設定した.安静時と運動時のEaおよびCを有酸素性トレーニング者と一般成人で比較すると,トレーニング者で運動時のEaの上昇とCの低下は大きいことが示唆された.一方で,トレーニング者の総血管抵抗(Eaのもう1つの主要規定因子)は安静時においても運動時においても一般成人よりも低水準を維持していた.すなわち,トレーニング者においては,運動時のCを大きく低下させることでEaを大きく上昇させて心臓-動脈カップリングを維持し,なおかつ末梢血流量の増大に有利な条件を整えるという実に理に適った循環調節が行われていることが示唆された.トレーニング者の運動時のCの低下が大きいことには,安静時のCが大きいことが関与すると考えられる.動脈への物理的刺激はCを増大させる可能性があることから,中高年者や身体障害者において簡便にCを増大させる方法として全身振動(WBV)の効果を検討したところ,WBVによりCが急性に低下することが示された.左室後負荷は,動脈コンプライアンス(血圧や血流の拍動の緩衝作用)が小さいほど,また末梢血管抵抗が大きいほど大きい.安静時の左室後負荷に対する貢献度は,動脈コンプライアンスで末梢血管抵抗に比べて小さい.しかしながら,加齢に伴って動脈コンプライアンスは低下する.本研究では,運動時の動脈コンプライアンスと,左室後負荷に対する動脈コンプライアンスの貢献度に,加齢が及ぼす影響を検討するため,若年齢者(20歳代)および中高年齢者(60歳以上)を対象に,運動(自転車こぎ,20W,4分間)時の動脈系コンプライアンスを測定した.若年齢者に比べて,中高年齢者の動脈系コンプライアンスは低い値を示した.さらに,中高年齢者を2群に分けると,60歳代に比べて,70歳以上では動脈系コンプライアンスは小さかった.中高年齢者においては,運動時の動脈系コンプライアンスが小さいほど運動時の左室後負荷(動脈エラスタンス)の増大率は大きかったが,若年齢者においては,両者の有意な関連は認められなかった.また,中高年齢者において,運動時の動脈系コンプライアンスは小さいほど左室の負荷量(ダブルプロダクト[収縮期血圧×心拍数])は大きかったが,両者の相関関係は60歳代に比べて,70歳以上で大きかった.中高年齢者を動脈系コンプライアンスにより6群に分けて運動時のダブルプロダクトを比較すると,上位3群では有意差は認められなかったが,下位3群では動脈系コンプライアンスの低下に伴ってダブルプロダクトは増大した.以上の結果は,加齢に伴い,運動時の動脈コンプライアンスは低下すること,および動脈コンプライアンスの左室後負荷に対する貢献度は大きくなることを示唆する.安静時の左室後負荷としての動脈負荷(実効動脈エラスタンス,Ea)に対する貢献度は,末梢血管抵抗(R)が動脈コンプライアンス(C)に比べて大きい.本研究では,運動時には左室エラスタンスとEaとの整合性を保つため,CのEaに対する貢献度は増大し,主にCの低下によりEaは増大するという仮説を設定した.本研究の目的は,運動時におけるCとRのEaに対する相対的な貢献度の変化を明らかにすることである.45人の若年男性を対象に,安静時と定常負荷運動時に,左室1回拍出量(超音波ドップラー法)および動脈血圧を測定して,Ea,C,Rおよび心周期時間(T)を算定した.Cは運動強度の増大に伴い顕著に低下した.R/Tにおける変動の幅はCに比べて小さかった.Eaは40%では有意な変化は認められなかったが,60%および80%では運動強度に応じて増大した.以上の結果より,運動時のEaの増大は主にCの低下によるものであり,運動時には,左室後負荷に対するCの相対的な貢献度は増大すると考えられた.一方で,高齢者における検討では,安静時のCが一定よりも低い場合,運動時のCの低下やEaの増大が過度になってしまい,左室の収縮力を規定してしまう可能性も示した.加齢以外に運動トレーニングによっても安静時のCは変化する.本研究においても,安静時のCは持久性スポーツ選手(中・長距離ランナー)では高く,筋力系スポーツ選手(ハンマー投げ選手等)では低いこと,および後者には血管内皮細胞由来の血管収縮性物質であるエンドセリン-1が関連する可能性を示した.最終年度では,安静時のCが大きい(もしくは小さい)これらのアスリートにおいて,運動時のEaに対するCの貢献度について検討を進める予定である.平成18年度においては,運動時の動脈エラスタンス(Ea,動脈の全負荷)の上昇は主に動脈コンプライアンス(C,動脈の柔らかさ,Eaを規定する血管因子の1つ)の低下によりもたらされること,および安静時のCは有酸素性トレーニング者で高いことを示した.さらに平成19年度において,トレーニング者におけるCの増大は,トレーニングの継続年数が長い程顕著であることを示した.

運動時のCの低下によるEaの増大は心臓-動脈カップリングを維持することで心筋エネルギー効率の維持に貢献すると仮定し,運動時の心筋収縮力の上昇が顕著な有酸素性トレーニング者では運動時のEaの上昇とCの低下は非トレーニング者に比べて大きいという仮説を設定した.安静時と運動時のEaおよびCを有酸素性トレーニング者と一般成人で比較すると,トレーニング者で運動時のEaの上昇とCの低下は大きいことが示唆された.一方で,トレーニング者の総血管抵抗(Eaのもう1つの主要規定因子)は安静時においても運動時においても一般成人よりも低水準を維持していた.すなわち,トレーニング者においては,運動時のCを大きく低下させることでEaを大きく上昇させて心臓-動脈カップリングを維持し,なおかつ末梢血流量の増大に有利な条件を整えるという実に理に適った循環調節が行われていることが示唆された.トレーニング者の運動時のCの低下が大きいことには,安静時のCが大きいことが関与すると考えられる.動脈への物理的刺激はCを増大させる可能性があることから,中高年者や身体障害者において簡便にCを増大させる方法として全身振動(WBV)の効果を検討したところ,WBVによりCが急性に低下することが示された.
高圧力プラズマによる高効率ラジカル反応加工に関する研究-加工面評価及び有効な反応系の究明-

本研究の目的は、我々の提唱する常圧下でのプラズマを用いた新加工法プラズマCVMにおける加工現象ならびに有効な反応系を、加工実験ならびに量子力学シミュレーションにより解明することにある。本年度は、まず加工実験を行なうためのプラズマ励起によるラジカル照射型加工装置を製作し、それを用いたシリコンのハロゲンラジカル(フッ素,塩素)による加工実験および加工特性データの取得を行なった。その結果、フッ素を用いた場合にはほぼ100%の反応ガス利用率が得られたのに対し、塩素を用いた場合には加工現象が全く見られないという、明確な加工特性の違いが得られた。このことは、電気陰性度の大きさからくる反応性、ならびに常温下における反応生成物の蒸気圧の大きさ等を考えると、直感的には理解しがたい結果である。そこでこの結果を考察するために、シリコンとフッ素ならびに塩素の反応性を第一原理分子動力学シミュレーションにより解析を行なった。解析にはSi(001)2×1再構成表面のダイマー部にハロゲン原子を2個吸着させたモデルを用い、第一原理分子動力学により構造緩和を行なって吸着安定構造を求めた。次に吸着安定位置においてポピュレーション解析を行ない結合の強さを表す結合次数を求めたところ下表の結果を得た。これより、フッ素を吸着させた方がよりシリコン側の結合が弱くなることが分かり、実験結果と定性的に一致することが分かった。今後は他の材料と反応ガスの組み合わせにおいても同様に実験とシミュレーションの両面から解析し、プラズマCVMにおける加工機構の解明を行っていく予定である。
ARDS，敗血症性多臓器不全に対する細胞種特異的なPHD2阻害による治療戦略

本年度はまず,上皮細胞特異的な遺伝子組み換えを引き起こすための,KRT8 Cre-ERT2マウスにおける遺伝子組み換え効率についてROSA26-CAG-EGFP/tDsRedマウスと掛け合わせることで解析を行った.タモキシフェンを投与された動物においては主に腸管上皮細胞を中心に赤色蛍光が観察され,遺伝子組換えが生じることが明らかになった.また,PHD flox/floxマウスとかけ合わせてタモキシフェンを投与すると,PHD2のタンパク量が低下することが明らかになった.しかしながら,(低酸素誘導性因子)HIF-1αのタンパク量の変化が判然としないため,これらに加えてHIFαサブユニットのユビキチン化に関わるvon Hippel-Lindau(VHL)遺伝子のfloxマウスを入手し繁殖を開始した.また,盲腸結紮穿刺(CLP)モデルにおいて臓器障害を評価するために,肝酵素(AST,ALT)およびクレアチニンの測定を行った.このモデルにおいて肝障害の指標である肝酵素の増加は明らかだったがクレアチニンについては測定しそのものが非常に低値であったため,今後さらに感度の高いマーカーを用いた腎機能の評価を行う必要があることが明らかになった.さらにノックアウトマウスにおいて腸管上皮主体の遺伝子組み換えが生じることが明らかになったことから,腸管そのものの直接的な傷害を伴わないモデルの構築も必要と考え,糞便腹腔内注入による腹膜炎敗血症モデルの構築および,蛍光デキストランを用いた腸管透過性評価を開始した.ノックアウトマウスの構築に時間がかかっており,また,遺伝子組み換え及びその効果が予想とは異なるものであったため,進捗状況が遅れている.しかしながら,腸管上皮に焦点を絞った研究を進めるという方針がたったため,今後,研究の進捗が期待される状況である.引き続きノックアウトマウスの構築を進める.また,腸管上皮細胞に主な焦点を当てた研究を行うために,Villin-Creマウスの導入を進める予定である.敗血症モデルにおいては糞便腹腔内注入モデルを作成し,腸管の透過性評価を行う.また,in vitroでの評価系として,腸管上皮細胞株CACO-2を導入し,細胞傷害について評価を行う予定である.本研究では低酸素誘導性因子(HIF)を制御する酸素センサー分子プロリルヒドロキシラーゼ2(PHD2)をノックアウトすることで,白血球の機能低下を引き起こさずに敗血症から組織保護を行うことが出来ないか検討する.それに向けて本年度はPHD2 flox/floxマウスとサイトケラチン8(CK8)のプロモーター下にCre-ERT2を発現するマウスを掛け合わせることで,上皮細胞特異的なPHD2ノックアウトマウスを得るための実験,及び敗血症モデルの確立をするための予備実験を行った.遺伝子型としてPHD2 flox/flox CK8-Cre-ERT2マウスを得ることができ,肺,肝臓,腎臓,腸管組織においてCre-ERT2のmRNAが発現していることをPCR法で確かめた.現在,タモキシフェンを腹腔内投与した上で,肺,肝臓,腎臓,腸管組織のPHD2タンパク発現の確認,HIF-1αタンパクの定量,HIFによって転写が促進されるVEGF及びGLUT-1のmRNA発現の定量的PCRによる解析を行い,最適なタモキシフェン投与量およびタモキシフェン投与からノックアウトが生じるタイミングを検討しているところである.また,敗血症モデルとしてもっとも過去の研究において使われており,ヒトの消化管穿孔に近いと考えられている盲腸結紮穿刺モデルを確立した.今後,ノックアウトマウスにおいてPHD2のノックアウト及びHIFの発現増加が起きていることを確かめた上で,上皮細胞特異的なPHD2ノックアウトが盲腸結紮穿刺モデルの死亡率,臓器障害の程度,及び全身性の炎症にどのような影響を与えるのか検討を行う予定である.遺伝子改変動物の繁殖が当初うまくいかず時間を要したことにより,当初の計画よりもやや遅れている.本年度はまず,上皮細胞特異的な遺伝子組み換えを引き起こすための,KRT8 Cre-ERT2マウスにおける遺伝子組み換え効率についてROSA26-CAG-EGFP/tDsRedマウスと掛け合わせることで解析を行った.タモキシフェンを投与された動物においては主に腸管上皮細胞を中心に赤色蛍光が観察され,遺伝子組換えが生じることが明らかになった.また,PHD flox/floxマウスとかけ合わせてタモキシフェンを投与すると,PHD2のタンパク量が低下することが明らかになった.しかしながら,(低酸素誘導性因子)HIF-1αのタンパク量の変化が判然としないため,これらに加えてHIFαサブユニットのユビキチン化に関わるvon Hippel-Lindau(VHL)遺伝子のfloxマウスを入手し繁殖を開始した.また,盲腸結紮穿刺(CLP)モデルにおいて臓器障害を評価するために,肝酵素(AST,ALT)およびクレアチニンの測定を行った.

このモデルにおいて肝障害の指標である肝酵素の増加は明らかだったがクレアチニンについては測定しそのものが非常に低値であったため,今後さらに感度の高いマーカーを用いた腎機能の評価を行う必要があることが明らかになった.さらにノックアウトマウスにおいて腸管上皮主体の遺伝子組み換えが生じることが明らかになったことから,腸管そのものの直接的な傷害を伴わないモデルの構築も必要と考え,糞便腹腔内注入による腹膜炎敗血症モデルの構築および,蛍光デキストランを用いた腸管透過性評価を開始した.ノックアウトマウスの構築に時間がかかっており,また,遺伝子組み換え及びその効果が予想とは異なるものであったため,進捗状況が遅れている.しかしながら,腸管上皮に焦点を絞った研究を進めるという方針がたったため,今後,研究の進捗が期待される状況である.タモキシフェン投与によるPHD2のノックアウトマウスの確立が確認出来次第,盲腸結紮穿刺モデルを作成し,コントロール動物と比較して死亡率,臓器障害の程度,全身性炎症の程度に変化が見られるのか検討を行う予定である.引き続きノックアウトマウスの構築を進める.また,腸管上皮細胞に主な焦点を当てた研究を行うために,Villin-Creマウスの導入を進める予定である.敗血症モデルにおいては糞便腹腔内注入モデルを作成し,腸管の透過性評価を行う.また,in vitroでの評価系として,腸管上皮細胞株CACO-2を導入し,細胞傷害について評価を行う予定である.遺伝子改変動物の繁殖に時間を要したため,敗血症モデルマウスを用いた臓器障害評価や各種メディエーター測定のための試薬購入を次年度に行うこととなったため.ノックアウトマウス構築に時間がかかっており,敗血症モデルを用いた評価を次年度以降に行う方針としたため,次年度使用額が生じた.
古代DNAを用いた鳥類遺体の研究-人類が過去の鳥類に及ぼした絶滅・繁栄などの解明

古代DNAを用いた遺跡出土コウノトリ科、トキ科、ツル科の同定法の確立、ミトコンドリアDNAの重複を考慮した古代DNAに基づくアホウドリの集団構造の再検討、遺跡出土ガン亜科の種同定と家畜個体の識別の3つをテーマに研究した。コウノトリ科、トキ科、ツル科の同定は、汐留遺跡(東京都港区・江戸時代)の出土試料を対象とした。Eda et al.(2006)のプライマーを用いて分析した結果、同遺跡のコウノトリ科はコウノトリ(Ciconia boyciana)を、トキ科はトキ(Nipponia nippon)を、ツル科はナベヅル(Grus monacha)あるいはクロヅル(Grus Grus)を含むことが明らかになった。アホウドリの集団構造の再検討では、まずアホウドリ科のThalassarche属で近年発見されたミトコンドリアDNA配列の重複(Abbott et al.2005)がアホウドリ属(Phoebastria)にも共通することを確認した。次に、浜中2遺跡(北海道礼文町・オホーツク文化期)出土のアホウドリ(P.albatrus)遺体のDNA解析の結果(Eda,2005,Dr's thesis)を再検討した。その結果、認識されていた3つのクレードのうち、1つのクレードは異なる制御領域のコピーに由来することが示唆されたものの、配列の再解析の結果、当時アホウドリに2つの集団があったことが支持された。ガン亜科の種同定と家畜個体の識別については、解析領域が少ないことによる誤判別の可能性を減少するために新たなプライマーを設計し、同定法をより頑健にした。また、出島和蘭商館跡遺跡のガン亜科遺体を分析し、骨髄骨を含むガン亜科の骨を検出した。骨髄骨は産卵期の雌の骨中にのみ二次的に形成される骨である一方、現在野生のガン亜科は日本で繁殖しない。このことから同遺跡ではガン亜科の家畜個体が利用されていたことが示唆された。今年度は,遺跡から出土したツル科鳥類の古代DNAによる種同定を様々な時代の試料に適用して,ツル科各種の分布の変遷を復原することをテーマに研究を試みた.種同定用のプライマーは,Hasegawa et al.(1999)で発表されたツル科鳥類の塩基配列に基づき,ミトコンドリアDNAの制御領域に作成することが妥当と考えられた.分析対象とする遺跡資料の収集は,戸井貝塚(北海道戸井町・縄文時代後期),汐留遺跡(東京都港区・江戸時代),三引遺跡(石川県田鶴浜町・縄文時代前期)などについておこなった.また,近年(佐賀貝塚のみ発掘は1985年)発掘された有珠善光寺遺跡(北海道伊達市・アイヌ文化期),尻労安部遺跡(青森県東通村・縄文時代中期後期),日本橋蛎柄町一丁目遺跡(東京都中央区・江戸時代),本郷遺跡工学部14号館地点(東京都文京区・江戸時代),三直貝塚(千葉県君津市・縄文時代中期晩期),青谷上寺地遺跡(鳥取県米子市・弥生時代),佐賀貝塚(長崎県対馬市・縄文時代晩期),長崎奉行所遺跡群(長崎県長崎市・江戸時代)の各遺跡出土の鳥類遺体を同定し,三直貝塚,青谷上寺地遺跡,長崎奉行所遺跡群の3遺跡からツル科の遺体が出土していることを明らかにした.上記の3遺跡と,薩摩鹿児島藩島津家屋敷跡第二遺跡(東京都港区・江戸時代),西久保城山地区の武家屋敷跡遺跡(東京都港区・江戸時代),羽根尾遺跡(神奈川県小田原市・縄文時代前期)などの遺跡から出土したツル科遺体については資料を所蔵している各機関に借用を申請している.各資料からのDNAの抽出については,現在,保存状態の悪い資料からでも十分量のDNAを抽出できる方法を改めて模索している.安定同位体分析については,古代DNA解析によって種が判別できた資料を対象におこなう予定であったため,解析には至らなかった.遺跡から出土したガン亜科鳥類の古代DNAを利用した種や家畜個体の同定法の確立、および時代間の遺伝的多様性や窒素と炭素の安定同位体比の変化の解明をテーマに研究をおこなった。遺跡試料の種同定用のプライマーは、Barnes et al. (2000)に従って作成した。汐留遺跡(東京都港区・江戸時代)および羽根尾遺跡(神奈川県小田原市・縄文時代前期)から出土したガン亜科の上腕骨と足根中足骨を対象にDNA解析をおこなった結果、汐留遺跡のガン亜科遺体中には、ヒシクイ(Anser fabalis)、マガン(A.albifrons)、ハクガン(A.caerulescens)の骨が含まれていることが明らかになった。これまでのところ、一般的なガチョウの原種であるサカツラガン(A.cygnoides)やハイイロガン(A.anser)の骨は確認されておらず、当遺跡ではガチョウの利用がなかったか、あるいは非常に少なかったことが示唆された。また、これらの試料の窒素の安定同位体比は、北アメリカに生息するハクガンで確認された値と類似した値であった。ヒトによる飼育が長期間にわたった場合には窒素の安定同位体比の上昇などが予想されるが、このような傾向は認められなかった。羽根尾遺跡の試料については、塩基配列を決定できなかった。これは、外見の保存状態は非常に良好であるものの、約6500年前と試料の年代が古く、DNAの断片化が進んでいることによると考えられる。

現生のマガンを対象としたDNA解析では、渡りの際の中継地である北海道宮島沼で採集された羽毛を主に利用し、現在の遺伝的多様性の評価を試みた。その結果、現在宮島沼を利用しているマガンには比較的高い遺伝的多様性があり、また、イギリスやアイルランド、北アメリカなどで繁殖する亜種と類似した塩基配列を持つ個体が含まれることが明らかになった。古代DNAを用いた遺跡出土コウノトリ科、トキ科、ツル科の同定法の確立、ミトコンドリアDNAの重複を考慮した古代DNAに基づくアホウドリの集団構造の再検討、遺跡出土ガン亜科の種同定と家畜個体の識別の3つをテーマに研究した。コウノトリ科、トキ科、ツル科の同定は、汐留遺跡(東京都港区・江戸時代)の出土試料を対象とした。Eda et al.(2006)のプライマーを用いて分析した結果、同遺跡のコウノトリ科はコウノトリ(Ciconia boyciana)を、トキ科はトキ(Nipponia nippon)を、ツル科はナベヅル(Grus monacha)あるいはクロヅル(Grus Grus)を含むことが明らかになった。アホウドリの集団構造の再検討では、まずアホウドリ科のThalassarche属で近年発見されたミトコンドリアDNA配列の重複(Abbott et al.2005)がアホウドリ属(Phoebastria)にも共通することを確認した。次に、浜中2遺跡(北海道礼文町・オホーツク文化期)出土のアホウドリ(P.albatrus)遺体のDNA解析の結果(Eda,2005,Dr's thesis)を再検討した。その結果、認識されていた3つのクレードのうち、1つのクレードは異なる制御領域のコピーに由来することが示唆されたものの、配列の再解析の結果、当時アホウドリに2つの集団があったことが支持された。ガン亜科の種同定と家畜個体の識別については、解析領域が少ないことによる誤判別の可能性を減少するために新たなプライマーを設計し、同定法をより頑健にした。また、出島和蘭商館跡遺跡のガン亜科遺体を分析し、骨髄骨を含むガン亜科の骨を検出した。骨髄骨は産卵期の雌の骨中にのみ二次的に形成される骨である一方、現在野生のガン亜科は日本で繁殖しない。このことから同遺跡ではガン亜科の家畜個体が利用されていたことが示唆された。
免疫不全動物皮下移植系を用いたヒト腫瘍のin vivo遠隔転移実験モデルの作成

ヒト肺癌ヌードマウス移植Xenograft株についてnm23遺伝子の発現の有無を検討した。これらの中から、nm23遺伝子の発現のあるLC-11肺腺癌株と発現のないLC-17肺腺癌株を、それぞれヌードマウス、SCID/beigeマウス、AKR-strikerマウスの皮下に移植し、3ヵ月後に屠殺解剖し、各種臓器における転移状況を観察した。ヌードマウスでは2株とも全例転移を認めなかったが、nm23遺伝子発現のない肺癌株(LC-17)を移植したSCID/beigeマウス、AKR-strikerマウスでは全例に肺転移と肝転移を認めた。これらより、in vivo転移実験動物モデルのための免疫不全動物宿主としてSCID/beigeマウス、AKR-strikerマウスは有用なことが示唆された。また、一部の固形腫瘍においてはVEGFの産生の亢進が遠隔転移に密接に関連していることが示唆された。in vivoでの転移実験動物モデルとしては、動物の尾静脈からの腫瘍細胞の注入による全身臓器への腫瘍形成能をもって転移とするのが一般的だが、このモデルは実際には腫瘍塞栓の状態に近く、より人体内に近い様式で、腫瘍が転移能を示す実験モデルの開発が必要とされてきた。本研究の結果、移植宿主として、SCIDマウスと各種の亜型を用いたin vivoにおけるヒト腫瘍の転移実験モデルは転移を抑制する薬剤、方法の開発に有用となると考えられた。本研究では、SCIDマウスおよびNatural Killer (NK)細胞の活性の低下しているSCID/beigeマウス等の免疫不全動物に固形腫瘍株を皮下移植し、転移の有無を比較検討し、in vivo転移モデルとして最良の腫瘍株/宿主動物を選択・解析した。本年度は以下の研究を行った。(1)ヒト腫瘍株LC-11およびLC-17の各種免疫不全宿主マウスへの皮下移植実験。(2)宿主マウスの免疫機能(NK細胞活性)の解析。(3)固形腫瘍株の各種接着分子とnm23遺伝子発現の検討。その結果、SCIDマウスおよびNatural Killer (NK)細胞の活性の低下しているSCID/beigeマウス等の免疫不全動物でのみ固形腫瘍株LC-17皮下移植病変が、肺および肝に遠隔転移を生じた。ヒト固形腫瘍株の転移形態と各種接着分子やnm23遺伝子発現を現在解析中である。また、よりヒト体内に近い環境を免疫不全動物内に再構成する目的で我々は、ヒト型接着分子をマウス血管内皮細胞に発現させた、トランスジェニックマウスの作出に着手している。そのためのヒト接着分子をマウスエンドセリンプロモーターに接続した再構成分子の作成を現在遂行中である。本年度の研究では前年度に引き続き、重症免疫不全Severe Combined Immunodeficient(SCID)マウスおよびNatural Killer(NK)細胞の活性の低下しているSCID/beigeマウス等の免疫不全動物に固形腫瘍株を皮下移植し、転移の有無を検討した。この系において、ヒト固形腫瘍株の転移形態と各種接着分子やnm23遺伝子発現との関連性を明らかにした。また、本年度は新たに腫瘍の産生する血管内皮増殖因子VEGF等の遠隔転移への関与を解析した。ヒト腫瘍ヌードマウス移植Xenograft株約50株についてnm23遺伝子の発現の有無を検討した。これらの中から、nm23遺伝子の発現のあるLC-11肺腺癌株と発現のないLC-17肺腺癌株を、それぞれヌードマウス、SCID/beigeマウス、AKR-strikerマウスの皮下に移植し、3ヶ月後に屠殺解剖し、各種臓器における転移状況を観察した。ヌードマウスでは2株とも全例転移を認めなかったが、nm23遺伝子発現のない肺癌株(LC-17)を移植したSCID/beigeマウス、AKE-strikerマウスでは全例に肺転移と肝転移を認めた。

また、一部の固形腫瘍においてはVEGFの産生の亢進が遠隔転移に密接に関連していることが示唆された。in vivoでの転移実験動物モデルとしては、動物の尾静脈からの腫瘍細胞の注入による全身臓器への腫瘍形成能をもって転移とするのが一般的である。しかし、このモデルは実際には腫瘍塞栓の状態に近く、より人体内に近い様式で、腫瘍が転移能を示す実験モデルの開発が必要とされてきた。本研究の結果、移植宿主として、SCIDマウスと各種の亜型を用いたin vivoにおけるヒト腫瘍の転移実験モデルは転移を抑制する薬剤、方法の開発に有用となると考えられた。
オバマの広島演説にみる「終わりなき物語」に着想を得た「汚染の言説」の研究

平成30年度に実施した研究の成果についての具体的内容は以下の通りである。平成29年度に行った研究で注目した1汚染や被爆について語られてきた「汚染の言説」の言語的特徴、2社会で果たしてきた役割、3オバマ元大統領がヒロシマ・スピーチで示唆した「終わりのない物語」創造への関わり方について、平成30年度では、アメリカのエコフェミニスト、テリー・テンペスト・ウィリアムスが著した近年の作品群から『大地の時間』(The Hour of Land, 2016)に焦点を当て、具体的には翻訳と言説分析の2つのアプローチを通して考察した。今回得られた収穫は、汚染の言説が持つ時限的な制約を解決するための可能性が『大地の時間』の分析によって得られたことである。ここでいう「時限的な制約」とは、例えば広島では被爆体験を語る語り部たちの多くがこの世を去り、また残された語り部たちも高齢のため、次世代の人々に被爆体験を語り継ぐことが物理的に難しくなっている現状を意味する。ウィリアムスが『大地の時間』で示唆したリエンアクターという概念は、汚染の言説が持つこの「時限的な制約」という課題を補完する可能性を持つ。ウィリアムスが示唆するリエンアクターとは、歴史上の出来事を、その時その時間、その場所に居合わせた歴史上の人物に成り代わって再現して見せる行為体のことを指す。上記の成果について、台湾で行われた文学・環境学会国際シンポジウムで発表を行い、研究者たちからの有益なフィードバックを得ることができた。テリー・テンペスト・ウィリアムスが著した『大地の時間』の翻訳出版は本研究を推進する上で有益であったこと、また研究の途中経過を相対化する上で、2018年10月に台湾師範大学で行われた文学・環境学会国際シンポジウムで発表を行い、研究者たちからの有益なフィードバックを得ることができたことが理由として挙げられる。研究計画で掲げた項目のうち、以下の2点が特に今後の研究の推進方策において有効であると考える。1アメリカのカリフォルニア大学デイビス校で行われる米国文学・環境学会年次大会に参加し、講演やシンポジウムを聴講、研究者と意見交換をすることが、相対化する推進方策の有効な手段となることを期待している。2所属する学科より在外研究取得の推薦を頂き、大学より許可を得ることができた。visiting scholarとしてアメリカの大学に籍を置き、図書館でリサーチをすすめ、またこの分野に関わる教員及び、大学院生らとの議論を活用し、研究の推進に役立てたい。平成29年度に実施した研究の成果についての具体的内容は以下の通りである。汚染や被爆について語られてきた「汚染の言説」の言語的特徴、社会で果たしてきた役割、オバマの示唆した「終わりのない物語」創造への関わり方について、今回は特に、テリー・テンペスト・ウイリアムスが著した近年の作品群から『女性が鳥だった頃』(When Women were Birds, 2012)の言説分析を通して考察した。ネバダ州での核実験による汚染の影響で癌に苦しむ自身の一族の実話を克明に描いた『鳥と砂漠と湖と』(Refuge, 1991)の成功により、科学論文ではなく、ナラティブによる環境汚染の実態を記述する「汚染の言説」として盛んに引用されるウイリアムスの作品群は、オバマの「核なき世界」という政治レベルでの修辞論的戦略を、市民レベルの言説との同時代性として補完する上で意義がある。上記の成果について、米国で行われた文学・環境学会国際シンポジウムで発表を行い、研究者たちからのフィードバックを求めた。今回得られた収穫は、私たちが社会をある種のナラティブであるかのように観察することの可能性がより開かれたことである。それは、人とモノ、文明と自然を二項対立としてではなく、それらの相互関係から把握する試みの可能性にある。この迂回路を経由して、個人の語る言説を、環境的側面から修正されたナラティブとしてより客観性をもって理解できるのである。今回取り上げた、汚染の言説をめぐるナラティブは、おもに環境的側面において、文学の拡大する可変領域の一部である。風景や時代性は、行為体の一つの類型を持つものとして概念化される。身体が風景や時代性に対して浸透性をもつのではなく、風景や時代性自体が一種の行為体であると反対方向から考える知のあり方を今後も深めたい。研究の途中経過を相対化する上で有効である学会発表を、アメリカで2つ、韓国で1つ行うことができた。またそこで得られたフィードバックも概ね期待したレベルのものが得られたことから、まずまずの進展が得られていると考える。

ウィリアムスが『大地の時間』で示唆したリエンアクターという概念は、汚染の言説が持つこの「時限的な制約」という課題を補完する可能性を持つ。ウィリアムスが示唆するリエンアクターとは、歴史上の出来事を、その時その時間、その場所に居合わせた歴史上の人物に成り代わって再現して見せる行為体のことを指す。上記の成果について、台湾で行われた文学・環境学会国際シンポジウムで発表を行い、研究者たちからの有益なフィードバックを得ることができた。テリー・テンペスト・ウィリアムスが著した『大地の時間』の翻訳出版は本研究を推進する上で有益であったこと、また研究の途中経過を相対化する上で、2018年10月に台湾師範大学で行われた文学・環境学会国際シンポジウムで発表を行い、研究者たちからの有益なフィードバックを得ることができたことが理由として挙げられる。研究計画で掲げた項目のうち、以下の2点が特に今後の研究の推進方策において有効であると考える。1台湾で行われる文学・環境学会大会での研究発表について、応募が無事採択された。この研究発表が、今年度の研究成果を相対化する推進方策の有効な手段となることを期待している。2学内研究プロジェクト「環境人文学研究会」をその母体とし、今年度は大学院オムニバス授業「現代思想と文化における島と群島」において「汚染の言説」をテーマに講義をする機会を得た。オムニバスに関わる教員及びゲストスピーカー、大学院生らとの議論を活用し、研究の推進に役立てたい。1アメリカのカリフォルニア大学デイビス校で行われる米国文学・環境学会年次大会に参加し、講演やシンポジウムを聴講、研究者と意見交換をすることが、相対化する推進方策の有効な手段となることを期待している。2所属する学科より在外研究取得の推薦を頂き、大学より許可を得ることができた。visiting scholarとしてアメリカの大学に籍を置き、図書館でリサーチをすすめ、またこの分野に関わる教員及び、大学院生らとの議論を活用し、研究の推進に役立てたい。次年度使用額は千円単位での発生となっており、計画通りに使用した結果の適正な範囲内での差額であり、翌年度分使用時の消費税分の調整で相殺できると考えられる。以下の三点が主な理由として挙げられる:1想定していた国際学会への応募が一部受理されなかったこと2分析のための資料購入が予想を下回ったこと3次年度の在外研究で出費が増えることを想定して支出を控えたこと次年度は所属学科より推薦頂いた在外研究が大学から認められたため、1海外での施設利用や資料収集にかかる費用、2主に北米における学会参加や研究会の開催などで必要とされる費用、を使用計画として考えている。
認知行動モデルによる、看護師のための新規コミュニケーション教育プログラムの開発

本研究の目的は看護師・助産師・保健師のための認知行動モデルに基づいたコミュニケーション教育プログラムを開発し、その有効性を検証することである。看護師・助産師・保健師は患者や妊産婦、その家族と生死に関わる危機的で重要な時間を共に過ごす。「共感」「傾聴」が看護師として当然の姿勢と教育されるが、具体的な方法を訓練される機会は限定的であり、看護師個々の素質や性格に委ねられている。一方、コミュニケーショントレーニングが看護の質の発展やメンタルヘルスの向上に役立つことが米国等で示されている。これらの知見から、認知行動モデルに基づいたコミュニケーション教育プログラムを開発しその有効性を検証する.本研究の目的は看護師・助産師・保健師のための認知行動モデルに基づいたコミュニケーション教育プログラムを開発し、その有効性を検証することである。これらの知見から、認知行動モデルに基づいたコミュニケーション教育プログラムを開発しその有効性を検証する.
トリパノソーマ感染宿主細胞のCa^<2+>動態と細胞内情報伝達系の解析

1.TrypanosomacruziとHeLa細胞を宿主細胞としたin vitro感染モデル系を確立したので、このモデル系を、顕微分光システムで測定できるよう改変した。Poly-L-lysineであらかじめcoatingしたカバーグラスを60mmシャーレに入れ、対数増殖期のHeLa細胞(5 x 10^3 cells/ml)を5ml分注し、2日後に、感染培養細胞上清から得たトリポマスティゴ-ト(5 x 10^4 cells)を感染させた。2.カルシウム濃度測定用ケイ光指示薬であるfura-2をHeLa細胞に導入する方法を検討した。Fura-2のアセトキシメチル体であるfrua-2AMは哺乳類細胞に取り込まれやすく、細胞内のエステラーゼによりfura-2に変換されることが知られている。そこで、fura-2 AM (1μM)をT.cruzi感染HeLa細胞または非感染細胞に導入し、37°Cで45分間インキュベートした。HeLa細胞に取り込ませたfura-2-AMは、この条件でfura-2への変換が起こっていることを確認した。3.高感度ケイ光顕微分光システムに画像解析システムを連結した装置を用い、T.cruzi感染HeLa細胞または非感染細胞内の遊離カルシウムイオン濃度([Ca^<2+>]_i)を定量した。各々50個の細胞について[Ca^<2+>]_iを測定したところ、非感染細胞は通常の哺乳類[Ca^<2+>]_iと同レベルの115±8nM、感染細胞では304±28nMであり、約2.6倍感染細胞の方が高い値を示した。以上より、T.cruziの感染により宿主細胞のCa^<2+>動態が変化していることが明らかとなり、感染宿主細胞および宿主内原虫の情報伝達系への影響に興味がもたれる。今年度は当初の研究実施計画の95%が達成された。1.Trypanosoma cruziとHeLa細胞を宿主細胞としたin vitro感染モデル系を確立したので、このモデル系を、顕微分光システムで測定できるよう改変した。
高感度大腸癌腫瘍マーカーの開発

我々は、大腸癌の新しい腫瘍マーカーを開発するために、大腸癌患者血清を用いた免疫スクリーニング(SEREX法)を施行した。その結果、新規遺伝子HL71aを同定し、極めて初期の大腸癌から発現が認められることをPCR法及びin situ hybridization法等を用いて示した。さらに、患者血清に於ける微量なHL71aの検出を目指すため、血中エクソソームを用いたHL71aのmRNA測定法の開発を試みた。現在、大腸癌において用いられている腫瘍マーカーは大腸癌特異的ではなく、またいずれもある程度進行した大腸癌でしか上昇が認められないという問題点がある。そのため、腫瘍発生早期から発現が上昇する新しい大腸癌マーカーの開発が世界的に期待されている。まず前実験として、大腸癌細胞株の培養上清よりエクソソーム分画中のmRNAを採取しGAPDHの検出を確認した。さらにこのtotal mRNAをシーケンシャルに増幅する手法を確立し、この培養上清中のエクソソームRNAからHL71aを検出することが可能であった。次年度は患者血清検体を用いてこれを試み、健常人血清検体との比較からHL71aが腫瘍マーカーとして有用であるか否かを検証する。上記核酸の定量と平行して、HL71a特異的な抗体の作成のため、人工的にペプチド合成を試みており、現在ELISA系の構築を行っている。これら2系統のアプローチにより、HL71aの有用性が今後確立されていくことが期待される。本年度は患者血清検体を用いてこれを試み、健常人血清検体との比較からHL71aが腫瘍マーカーとして有用であるか否かを検証したところ、患者サンプル数は多くないものの、健常人と比較してHL71aのmRNA発現が多い傾向を認めた。これら核酸の定量と平行して、HL71a特異的な抗体の作成のため、人工的にペプチド合成を行い、ELISA系の構築を行った。現在患者血清をこれに当てはめ、健常人サンプルと比較する作業を行っている。
走査型近接場ラマン分光法によるメゾスコピックナノ構造の解明

凝縮系における物質の構造は、微視的な原子配列によって単純に決まるのではなく、中間的なメゾスコピック構造を持ち、さらにそれが結合してより大きな高次の構造を形成することで、構造の階層を持つことが多い。本研究では、独自に開発した走査プローブ法の一種である走査型近接場ラマン分光法を用い、ナノ領域で現れるメゾスコピック構造からの分子内振動スペクトルを直接観測し、その温度依存性と空周分布を求め、クロスオーバーの振る舞いを明らかにすることを目的とた。本研究目的を達成するため、光の波長よりも小さい極微領域からの微弱な散乱光シグナルを、効率よく集光し、分光する光学系の開発が必須である。この開発は進展しており、特許申請「微小開口カンチレバーおよびそれを用いた近接場分光装置」に結びついている。さらに、メゾスコピックな性質が出現する温度領域まで、試料温度を制御することを目指し、新しいタイプの近接場ラマン分光測定用温度可変装置を試作した。装置に要求される性能として、真空系などからの振動が除去できていること、高い温度安定性を有し、窓材などからの光学損失が低いこと、近接場光学系が組み込めることなどが挙げられる。特に、メゾスコピック構造のクロスオーバーを解明するためには、温度依存性だけでなく、空間依存性も求める必要があり、試料の走査のためのピエゾ駆動素子も温度可変装置内に設定しなければならない。そのため、本研究では、微小開ロカンチレバーの試作と、市販の装置を改良し、既設の走査型近接場ラマン分光測定装置に組み込むことができる温度可変装置(可変温度範囲:-120300°C)の開発を行った。本研究で試作したシステムを用いて、近接場ラマンスペクトルを観測することに成功し、メゾスコッピクナノ構造を解明する体制が完成した。巨視的な物質の構造は、単に微視的な原子配列によって決まるのではなく、中間的なメゾスコピック構造を持ち、さらにそれが結合してより大きな構造を形成して、構造の階層を持つことが多い。本研究では、新規に開発した走査プローブ法の一種である近接場ラマン分光法を用い、メゾスコピックなスケールで現れるナノ構造からの分子内振動スペクトルを直接観測し、その温度依存性と空間分布を求め、クロスオーバーの振る舞いを明らかにすることを目的とする。さらに本手法は、さまざまなタイプのメゾスコピック系(相境界領域や量子強誘電体などの短距離秩序形成)の研究に応用可能であり、物性解明に大きな新展開をもたらすことが期待される。本研究目的のためには、メゾスコピックな性質が出現する温度領域まで、試料温度を制御することが必須である。しかし、市販の温度可変ステージでは、ナノスケールでの振動やカンチレーバーを含む光学系の設置に困難があり、新規に近接場ラマン分光測定用温度可変装置を開発する必要がある。そのため、本年度は、市販の装置を改良し、既設の走査型近接場ラマン分光測定装置に組み込むことができる温度可変装置(可変温度範囲:-120300°C)の開発を行った。

本研究では、独自に開発した走査プローブ法の一種である走査型近接場ラマン分光法を用い、ナノ領域で現れるメゾスコピック構造からの分子内振動スペクトルを直接観測し、その温度依存性と空間分布を求め、クロスオーバーの振る舞いを明らかにすることを目的としている。さらに本手法は、さまざまなタイプのメゾスコピック系(相境界領域や量子強誘電体などの短距離秩序形成)の研究に応用可能なだけでなく、ナノ構造を持つ物性の解明に大きな新展開をもたらすことが期待される。本研究目的のためには、光の波長よりも小さい極微領域からの微弱な散乱光シグナルを、効率よく集光し、分光する光学系の開発が必須である。この開発は進展しており、特許申請「微小開口カンチレバーおよびそれを用いた近接場分光装置」に結びついている。さらに装置の性能向上を目指し、カンチレバーの材質・形状の検討を行っており、研究は継続中である。さらに、メゾスコピックな性質が出現する温度領域まで、試料温度を制御することを目指し、新しいタイプの近接場ラマン分光測定用温度可変装置を試作している。装置に要求される性能として、真空系などからの振動が除去できていること、高い温度安定性を有し、窓材などからの光学損失が低いこと、近接場光学系が組み込めることなどが挙げられる。特に、メゾスコピック構造のクロスオーバーを解明するためには、温度依存性だけでなく、空間依存性も求める必要があり、試料の走査のためのピエゾ駆動素子も温度可変装置内に設定しなければならない。そのため、前年度に引き続き今年度も、市販の装置を改良し、既設の走査型近接場ラマン分光測定装置に組み込むことができる温度可変装置(可変温度範囲:-120300°C)の開発を行った。凝縮系における物質の構造は、微視的な原子配列によって単純に決まるのではなく、中間的なメゾスコピック構造を持ち、さらにそれが結合してより大きな高次の構造を形成することで、構造の階層を持つことが多い。
水を溶媒とした無保護アミノ酸の反応の開発と麦角アルカロイド類の短行程合成への応用

1.無保護アミノ酸類の安定性およびラセミ化が水溶液と有機溶媒でどのように異なるかを検討した.その結果,無保護アミノ酸類は,塩基性あるいは酸性条件下で加熱するとDMF,DMSO,エチレングリコール等の極性有機溶媒では分解すると同時に回収されたアミノ酸も大きくラセミ化していたが,水溶液中では,ラセミ化,分解とも抑制されることが明らかになった.アミノ酸のような水溶性生体成分が,水を溶媒とした場合に最も安定であるという知見は,合成上の観点ばかりでなく生体内反応との関係からも興味が持たれる.2.無保護アミノ酸の水を溶媒とした実用的な合成反応の開発を目指し,アミノ酸類の直接プロム化を検討した。60%以上の硫酸溶液にフェニルアラニンを溶解させておき、プロモイソシアヌル酸ナトリウムをブロム化剤として用いた。その結果、ortho-およびpara-ブロモフェニルアラニンがそれぞれ36%、58%の収率で得られた。3.ベンズ[f]トリプトファンは、インドール-2,3-ジオキシゲナーゼ阻害剤として知られている。我々は、インドールとセリンを反応させた後、アシラーゼで分割を行うことにより2行程で光学活性トリプトファン誘導体を得ることに成功している。この反応を利用して3種のベンズ[e],[f],[g]インドールより、それぞれ対応する光学活性ベンズトリプトファン3種を合成することに成功した。4.光学活性リゼルギン酸合成の良い中間体である(R)-N-メチル-N-カルボベンジロキシ-1-トシルトリプトファンメチルエステルの効率的な合成法を、我々の開発した合成法で容易に得られるdl-N-アセチルトリブトファンから3行程で得ることに成功した。1無保護アミノ酸の水を溶媒とした実用的な合成反応の開発を目指し,アミノ酸類の安定性およびラセミ化が水溶液と有機溶媒でどのように異なるかを検討した.その結果,無保護アミノ酸類は,塩基性あるいは酸性条件下で加熱するとDMF,DMSO,エチレングリコール等の極性有機溶媒では分解すると同時に回収されたアミノ酸も大きくラセミ化していたが,水溶液中では,ラセミ化,分解とも抑制されることが明らかになった(J.Chem.Soc.,Perkin Translation 1,2001,1431-1434).無保護アミノ酸を用いた反応を開発する上では,水を溶媒として用いた方が溶解度点から望ましいが,アミノ酸のような水溶性生体成分が,水を溶媒とした場合に安定であるという知見は,合成上の観点からばかりでなく生体内反応との関係からも興味が持たれる.2我々は,パラジウム触媒存在下,無保護アミノ酸である4-BromotryptophanとAllylalcoholとの反応において塩基性条件下では4位へのビニル化反応(Heck反応)が,中性条件ではN-Allyl化が進行することを既に見いだしている[Tetrahedron Lett.,40,7803-7806(1999)].この様な選択性の発現がアミノ基を有する芳香族ブロマイドでも観察されるかどうかを検討した.その結果,各種ブロモアニリン類,ブロモベンジルアミン等と種々のAllylalcoholとの反応において,同様な選択性の発現が見られた(論文作成中).この様な選択性は有機溶媒を用いた場合には観察されず,反応溶媒としての水の有用性が示された.さらに,反応性の高い官能基が存在しても水溶液の液性を変えるだけで反応部位をコントロールできた事は,保護基を用いない合成反応の開発の可能性を示した点で,大きな意義があるものと考えている.1無保護アミノ酸の水を溶媒とした実用的な合成反応の開発を目指し,アミノ酸類の直接ブロム化を検討した。