hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
C型肝炎ウイルス蛋白による宿主自然免疫からの回避機構の解明

C型肝炎ウイルス(HCV)感染において、持続感染しやすい要因の一つとしてウイルス蛋白による自然免疫応答の阻害があげられる。本研究ではそのメカニズムの一つとして、HCVの非構造蛋白であるNS4Bがinterferon(IFN)応答に関わるSTINGという分子を標的として、抗ウイルス物質であるIFNβおよびIFNλを抑制する機能を有する事を明らかにした。この成果は、更なる新規抗HCV薬の開発に有用な知見であると考えられる。研究代表者らは、C型肝炎ウイルス(HCV)のウイルス蛋白によるIFN-λおよびIFN-β誘導経路の抑制作用の検証とそのメカニズムの解析、HCV-NS4Bを標的とした抗ウイルス薬の抗ウイルス効果と作用機構の解析を行う事によって、HCVの新規抗ウイルス薬の開発、あるいは抗ウイルス薬の薬理作用解明のための基盤を形成することを目的として研究を行い以下の実績を得た。HCVのウイルス蛋白によるIFN-λ誘導経路の抑制機構に関する解析: reporterassayおよびreal time PCRによる遺伝子発現の検討において、IFN-β発現経路に関わる分子として知られるSTINGがIFN-λ発現経路の活性化にも関わる分子であることを明らかにした。ウイルス刺激を模倣したpoly ICでの刺激、およびIFN-λ誘導経路に関わるとされるシグナル分子の発現によりIFN-λ発現が活性化されることが検証された。さらに、ウイルス蛋白の発現プラスミドを用いることにより、活性化されたIFN-λ発現経路がHCVの非構造蛋白であるNS3/4AやNS4Bによって抑制されることが示された(JDDW2013第16回日本肝臓学会大会にて発表)。HCV-NS4B蛋白によるIFN-β応答系の抑制機構に関する解析: NS4B蛋白がIFN-β応答系シグナル伝達を阻害する事の検証、そのメカニズムの解析に関して、reporter assay等の系を用いた研究を進行し、結果を解析中である。NS4Bを標的とする既知の薬剤の抗ウイルス効果の検証:抗NS4B薬として作用すると考えられている低分子化合物について、HCVレプリコン発現細胞を用いてその抗ウイルス効果、およびHCVのgenotypeによる抗ウイルス効果の差を検証した。これらの薬剤について、抗ウイルス効果がNS4BのIFN抑制作用を標的としているものかということを含め、そのメカニズムに関する解析を行う予定である。研究代表者らは、新規抗C型肝炎ウイルス(HCV)薬の開発や抗HCV薬の薬理作用解明のための基盤を形成することを目的として、H25年度に得た結果を基に更に研究を発展させ、HCVのNS4B蛋白による宿主のIFN応答阻害機構に関する検討を行い、以下の結果を得た。1. NS4BのIFN抑制作用に重要なアミノ酸配列の同定:研究代表者らは以前にNS4B蛋白のN末端側(アミノ酸1-84)のいずれかのドメインがIFN-β経路の抑制に必要であることを示した(Nitta, et al. Hepatology 2012)。NS4B 1-84番目のアミノ酸を4アミノ酸ずつアラニン置換した変異体を網羅的に作成し、promoter assayを施行したところ、24-27番目のアミノ酸を置換した変異NS4B(NS4Bm24-27)がIFN-βpromoter活性の抑制に重要であることが示された。免疫染色では、野生型NS4Bと同様にNS4Bm24-27とSTINGとの共局在を認めた。3. NS4Bの変異が治療効果に及ぼす影響についての臨床病態学的解析:現在までに行った少数例の検討では、IFN治療無効例の血清から得たHCVの一部においてNS4BのN末端側に存在するアミノ酸変異を認めるものもあり、同領域の変異がIFN治療効果と関連を認める可能性が示唆されたウイルス性肝炎1. HCVのウイルス蛋白によるIFN-λ誘導経路の抑制機構に関する解析、に関しては当初の計画通り研究を進めることができ、一定の成果を得ることができた。すなわち、HCV感染時の抗ウイルス応答としてIFN-β誘導と同等あるいはそれ以上に重要であると近年提唱されているIFN-λ発現誘導に、STINGがシグナル分子として作用する事を初めて見出し、さらにIFN-λ発現経路をHCVのウイルス蛋白が抑制する事を明らかにした。以上の実績は、JDDW2013第16回日本肝臓学会大会を含む国内外における複数の学会・研究会等で報告した。2. HCV-NS4B蛋白によるIFN-β応答系の抑制機構に関する解析、に関してはreporter assayの検討から、NS4B蛋白がIFN-β応答系シグナル伝達をも阻害する事を示唆する結果を得ている。詳細な解析を進めることで、HCVの持続感染に関わるウイルス側の要因とそのメカニズムの一端を明らかにしうると予測している。さらに3. NS4Bを標的とする既知の薬剤の抗ウイルス効果の検証に関しては、抗NS4B効果を有するとされる化合物の抗ウイルス効果を検証する事が出来ただけでなく、HCVのgenotypeによる抗ウイルス効果の差を見出した。

1,2で明らかとなった、NS4B蛋白によるIFN-λ発現経路およびIFN-β応答経路の抑制作用と、化合物の薬理作用との関連に関して解析準備中であり、新規抗ウイルス薬開発の基盤を形成するという目標を達成するのに必要な研究を行うための成果が、現時点で得られているものと考える。以上のように、研究計画はおおむね順調に進展しているものと思われる。これまでの検討から、ウイルス蛋白によってIFN-λ発現経路が抑制されることが示唆された。そこで当初の計画通り、前年度行った研究を発展的に実施、継続していく。すなわち、ウイルス蛋白によるIFN-λ発現経路の抑制作用に関して、強制発現およびknock downの系、あるいはmicro arrayによる網羅的解析などの手法を用いてウイルス蛋白、特にNS4B蛋白が標的とする宿主分子を探索する。さらに、探索された分子とウイルス分子との分子間相互作用の解析やそれぞれの分子の局在の検討、また、HCV-JFH1感染培養系や、レプリコンシステムを用いた解析を行うことにより、そのメカニズムの詳細な解析を進めていく予定である。既知の抗NS4B作用を有するとされる化合物に関しては、特に今回抗ウイルス作用が示されたものに関して、その作用がNS4BのIFNシグナル抑制作用を標的としているものかを検証する。さらに、抗NS4B薬の探索・開発、薬理作用の解析にはNS4Bの機能部位の同定が重要であると考えられる。そこで、当初の計画に加えて、NS4BのIFNシグナルの抑制作用の発揮に重要なアミノ酸配列の同定を試みる。具体的にはNS4Bのアミノ酸配列の一部にアラニン置換によってアミノ酸変異を挿入した変異プラスミドを作成し、IFN抑制作用にもたらす影響について解析する。IFNシグナル抑制作用のkeyとなるアミノ酸が同定された場合には、同部位に変異を挿入したJFH1由来全長HCVを作成し細胞株に感染させる事によって、HCV複製増殖能への影響を解析する。また、臨床病態学的解析としてHCV感染患者血清中のウイルスのアミノ酸配列を解析し、そのIFN治療効果とNS4Bのアミノ酸配列との関連についての解析も検討する。試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。
キンギョの恐怖条件付け過程における小脳ニューロンの役割

1.不動化キンギョにおける、情動性条件付けに関わる小脳領域を同定するため、特に小脳体に注目して局所破壊実験を行った。条件刺激としては魚体右方においた発光ダイオードの点灯を用い、無条件刺激として体表への弱い電撃を与えた。条件反応として除脈反応を観察した。その結果、局所破壊部位と学習成績との間に明白な関係は認められなかったものの、条件刺激を与える側とは反対側の小脳体の損傷が大きい方が学習効率が悪くなる傾向があった。2.上記条件付けに関わる小脳ニューロンを同定するため、まず、小脳を構成しているニューロン種と細胞外記録波形との関係を明らかにした。細胞外記録にはタングステン電極を用い、記録部位を焼灼標識することにより、記録部位と小脳の細胞構築との関係を解析した。その結果、プルキンエ細胞におけるシンプルスパイクとコンプレックススパイク、顆粒細胞のスパイク、および広樹状突起細胞のスパイクと思われる波形の特徴を記載することに成功した。3.条件付け過程における小脳ニューロン活動の記録に成功した。その結果、プルキンエ細胞のものと思われるスパイクの発火頻度が学習の進行に伴って変化することを見いだした。すなわち、条件付け前には条件刺激に対して何ら反応しなかったのに対し、条件付けが成立すると、条件刺激呈示中に顕著に発火頻度が減少した。これは、条件付けによって小脳のニューロン連絡に可塑的な変化が生じたことを示している。このニューロン活動の変化が、学習課程においてどのような役割を担っているかはあきらかではないが、情動状態の想起もしくは表出における脳の状態を表現している可能性がある。この実験系は、情動性の学習に関わるニューロンネットワークの解明に大きく貢献するであろう。1.不動化キンギョにおける心拍を指標とした情動性条件付け手法の向上のため、発光ダイオードの点灯を条件刺激とし、体表への電撃を無条件刺激とした恐怖条件付けを行い、徐脈反応を条件反応の指標として諸条件を検討した。その結果、条件刺激は5秒から10秒、試行間隔は50秒から100秒とすることで、安定した条件付けを起こすことが可能であることが分かった。さらに、キンギョにとっては新奇な刺激である発光ダイオードの点灯に対する馴化とその条件を確定した。2.小脳体の全除去が上記条件付けに及ぼす影響を検討したところ、小脳体の大部分を除去した個体においては、条件刺激の受容、及び心拍調節機能には障害が認められないにもかかわらず、条件付けが著しく阻害されることが明らかとなった。このことは、古典的な恐怖条件付け過程において、小脳体がその成立に関与していることを示唆する。また、小脳体の大部分を除去した個体においても、わずかながら条件付けが進行することから、小脳弁あるいは他の領域の補助的関与も示唆された。3.上記結果に基づき、小脳体の微小領域の除去によって、条件付けに関わる領域の特定を試みた。局所除去には、当初予定していた通電もしくは化学的破壊ではなく、局所吸引法を用いた。その理由は、現段階ではより確実な除去を行うことが重要と判断されたためである。上記検討の結果、小脳体のある特定の領域が条件付け過程に関わるというよりも、除去量による影響の方が大きいと考えられた。このことは、条件付けに関わる神経機能は、小脳に分散的に配分されていることを示唆している。
カルシトニン受容体の機能制御を行う破骨細胞特異抗原:免疫電顕及び抗原解析

ラット破骨細胞が特異的に発現するKat1抗原の発現パターンを免疫電顕的に解析したところ、次のような結果が得られた。1)Kat1抗原は破骨細胞系列の細胞のみに発現されていた。2)骨梁に付着した単核の前破骨細胞は本こうげん発現していた。3)吸収窩を形成する前の段階にある破骨細胞は、その膜表面全体に渡って本抗原を発現していた。4)吸収窩を形成しており典型的な刷子縁を有する破骨細胞では、その骨髄腔側に非常に多くのKat1抗原の発現が認められた。(5)細胞内空胞が多数存在し、退行期にあると考えられる破骨細胞の膜表面には非常に低いレベルの発現(Kat1抗原の)しか認められなかった。したがって、Kat1抗原は前破骨細胞の段階から発現し始め、機能中の破骨細胞においてその発現のピークを迎え、破骨細胞の機能低下とともに、その発現が停止する、という非常に興味深い知見が得られた。この結果より、骨より単離した破骨細胞の中にKat1陽性のものと陰性のものが存在する理由が説明できる。即ち、本抗原を認識するモノクローナル抗体Kat1が機能状態(あるいは形成されて間もない)にある破骨細胞にのみ反応し、機能を失ないつつある破骨細胞にはもはや反応しない為であると考えられた。一方、骨吸収系に於いてKat1抗原が破骨細胞による吸収窩形成を阻害した。これらの結果により、Kat1陽性破骨細胞は機能状態にある破骨細胞である、と結論することができた。Kat1抗原陽性単核細胞が破骨細胞の前駆細胞(即ち前破骨細胞)であること、免疫磁気ビーズ細胞分離システム(NACS)を用いて確認することができた。本抗原をウエスタンブロッティング法で解析したところ、分子量90KDa(非還元状態)の膜表面タンパク質であるという結果が得られた。今後、本抗原分子の詳細な性状について分子生物学的に解析していく予定である。
新しい電子構造の定量的研究手法

炭素系物質は、近年、各種フラーレンおよびその固体相、ナノチューブ相など、無限ともいえる様々なネットワーク構造を取り得ることが明らかにされ、新物質・新素材として、さらには、新しい物性の舞台として、非常に注目が集まっている。これら多様な、しかも、単位胞の大きな系を系統的に研究する現実的手法として、定量的タイトバインディング法が、再び注目されている。本プロジェクトでは、フラーレンがイオン化するときのクーロン反発と、イオン結晶としての長距離静電相互作用とを加えることにより、アルカリドープフラーレン固体系に用いることのできるタイトバインディング法の開発を行なってきている。今年度は、同手法のK_1C_<60>ポリマー相への適用を行ない、電荷密度波状態(CDW状態)の安定度の研究を展開した。さらに、長距離静電相互作用のより精密な計算により、アルカリイオンのオフセンター位置への変位が、CDW状態のさらなる安定化をもたらす可能性が高いことを発見した。他方、タイトバインディング法による計算にスピン分極の自由度を持たせることにより、スピン密度波状態を議論できるモデルへの拡張可能性を探究した。これは、今後の重要な発展方向となると考えられる。様々な定量的電子構造計算の研究手法のなかで、物理学分野で現在最も広く用いられているものに密度汎関数法がある。さらにこの手法では、全エネルギーを原子配置の関数として求められるため、構造最適化をも行うことが可能がある。しかし、扱う系(無限系であればそのユニットセルサイズ)の大きさが増すにつれ、指数関数的に計算時間が増大する。特に、セルフコンシステントに電子密度を求める過程で、収束するまで同一の計算を繰り返し行う必要がある。そのため、精度を落とさずにより簡便な計算で置き換える計算手法(定量的タイトバインディング法)の開発が炭素系の分野などで最近、再び注目されている。我々は、炭素クラスターであるフラーレンとアルカリ金属との化合物(イオン結晶)にも適用できるように、長距離クーロン相互作用と、フラーレン上のクーロン反発とを取り込んだ新たなタイトバインディング手法を開発した。この新手法を用いることにより、これまでは大型計算機を用いても研究が困難であったアルカリ-フラーレン化合物系での長距離秩序の出現可能性を、巨大ユニットセルを用いて直接研究することが可能となった。特に、アルカリ金属原子(K、Pb、Cs)をC60に対して1個ドープした系で発見されている、フラーレン1次元ポリマー結晶系における電荷密度波状態の出現可能性の研究に適用し、新しい知見を得ることができた。他方、タイトバインディング法による計算にスピン分極の自由度を持たせることにより、スピン密度波状態を議論できるモデルへの拡張可能性を探求した。
放射線治療後に肺がんが再発し悪性化する機構の解明

本研究は当初の計画よりも順調に進められた。本研究では、放射線治療後に肺がんが悪性化する機構の解明を目指した。特に、転写因子Activating transcription factor 5(ATF5)に着目し、この分子が肺がん細胞の放射線耐性・悪性度亢進に寄与するかどうかを調べた。そして主に以下の点を明らかにした。(1)ATF5は肺がん細胞の放射線耐性を増強させる。(2)肺がん細胞におけるATF5の発現および放射線耐性は、細胞周期のG1後期S期で上昇する。(3)放射線照射後に生き残った肺がん細胞は、ATF5を高発現させる。(4)ATF5は、肺がん細胞の増殖能を亢進させる。(5)ATF5は、肺がん細胞の浸潤能を増強させる。(6)ATF5は、細胞-基質間接着および細胞内張力を介して肺がん細胞の浸潤能を制御する。上記の通り、ATF5は肺がん細胞の放射線耐性および悪性度を上昇させることが明らかになった。これらの結果は、ATF5の阻害と放射線治療の併用が、肺がん治療に有効であることを示唆するものである。我々は本研究の成果を学術論文として発表した(Ishihara et al., Oncotarget, 6, 4602-4614)。この論文はOncotarget誌のPriority Research Paperとして大きく紹介された。さらに、本研究の成果は4回の国際・国内学会等で発表された。特に、「平成26年度がん若手研究者ワークショップ」(2014年9月3日9月6日、長野・蓼科温泉)では、「優秀演者賞」を受賞した。また、「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動公開シンポジウム」においても発表した。以上の通り、本研究を順調に進めることができ、その成果を発表することができた。
中高年男性のパタニティブルーズとうつ病発症との関連に関する研究

乳幼児の子育て期間に気分障害を発症した中高年の父親と生後1か月の子どもを持つ父親を対象に研究を行った。男性更年期外来の受診患者109名中、パートナーの妊娠期から乳幼児の子育て期間に気分障害を発症した父親は13例であった。生後1か月の子どもの父親のうつ状態の最も強い関連要因は、父親が非正規雇用であることであった。父親の年齢との関連は認められなかった。今後は、パートナーの妊娠中から産後にかけての父親のうつ状態の推移と関連要因を明らかにする必要がある。研究I【目的・方法】我が国では中高年男性の自殺が増加しており、その原因としてうつ病が問題になっている。また、晩産化の影響により、中高年男性が妻の出産を経験することも多くなってきている。うつ病に対して脆弱な時期にある中高年男性が妻の出産を経験した場合には、うつ病発症のリスクが高くなると考えられる。従って、周産期において父親の精神状態を把握することは、うつ病の早期発見につながると考える。父親の産後のうつ病の関連要因として母親の産後うつ病が国外の研究で報告されているが、これまでの研究では対象者数が少なく、うつ病の一般的な原因である職業上のストレスに関して十分に検討されていない。そこで、父親の産後のうつ病の関連要因を明らかにするために産後1か月健診に来院した510組の夫婦に質問紙調査を実施した。【結果】父親151名(29.6%)、母親181名(35.5%)、夫婦149組(29.2%)を分析対象とした。父親のうつ状態に関連のある項目は、契約社員や派遣社員など不安定な雇用形態、妻の妊娠を望んでいなかった、育児に対する不安がある、精神的な問題で医療機関を受診した経験がある、養育体験として母親からの愛情不足と母親の過干渉であった。夫婦のうつ状態の関連、要因に関して、現在さらに分析申である。研究II【方法】抑うつや不安を主訴に男性更年期外来を受診した109名の患者の家族構成を調査し、子どもの年齢と精神症状発症との関連を調査した。【結果】13名の患者が、妻の妊娠期から子どもが乳幼児の時期に精神症状を発症していた。発症時の患者の平均年齢は、40.2±3.2SD歳(3645歳)であった。DSM-IVの大うつ病診断基準を満たす者は5名であった。SDSは平均51.1±8.9SD(3569)、日本版STAIの特性不安は平均60.9±9.6SD(4674)、状態不安は平均56.3±11.6SD(3570)であり、高値を示した。子どもの出生後8週の時点で父親がうつ状態である場合、その子どもが3歳半の時点の感情と行動の問題のリスクは2倍であり、7歳での精神疾患のリスクは1.7倍であることが報告されている。そこで、産後早期の父親のうつ状態の関連要因を明らかにするために、平成19年度に、兵庫県の病院1施設と診療所2施設、大阪府の病院1施設において、産後1か月健診に来院した510組の夫婦を対象に自己記入式質問紙調査を行った。父親からの回収数は156名、回収率は30.6%であった。156名中、うつ状態の父親は22名(14.1%)であった。ロジステック回帰分析の結果、父親のうつ状態の関連要因は、(1)非正規雇用者であること、(2)妊娠を望んでいなかったこと、(3)精神的な問題での医療機関への受診歴があることであった。父親と母親のうつ状態に関連は認められなかった。父親からの調査票の回収率は約30%と低い結果であった。そこで平成20年度は、父親への調査を行う方法として、近年、利用者の増加がみられるインターネットのテレビ電話を利用した調査の有用性について検討した。日常的にインターネットを使用する看護学の教員4名と大学事務職員2名にインターネットのテレビ電話の接続を依頼し、接続時における問題点、ウェブカメラの画像と音声について検討した。その結果、接続には約30分程度の時間を要し、接続確認には電話でのコミュニケーションが必要であること、画像は静止画500万画素・画像センサー130万画素の場合、表情の変化を認識することが可能であること、音声については問題がないことが明らかとなった。医歯薬学
固相重合法による構造制御された含ヘテロポリ酸有機ポリマーの創製とその機能

申請者は、これまでにカリックスアレンC2のNa^+包接錯体とKeggin型ポリ酸アニオン[PW_<12>O_<40>]^<3_>(=PW)の3:1複合結晶[(C2-Na)_3PW_<12>O_<40>](C2-PW)中に、両パーツを内壁成分とするユニークな一次元のマイクロポア構造(4×8Å)が形成されることを明らかにしてきた。このポアに対するゲスト吸着測定を行なったところ、水よりも有機物であるアルコール類に対して高い吸着活性を示すことがわかった。有機物ゲストの中でも、特にカルボニル基、ニトリル基を有するゲスト吸着では、ソルバトクロミズムが観測されたことから、特定の有機官能基を認識するセンサーとしての展開も期待できる。さらに、種々のカリックスアレン(C2、IC3、C4)を用いて、一連の複合結晶を調製するとともに、他の有機ゲストに対する各複合体への吸着挙動について調べたところ、C2-PWは、極性を有するゲストのみならず、直鎖アルカンであるヘプタンに対して高い吸着活性を示すことがわかった。その一方で、枝分かれアルカンに対する吸着活性は著しく低下したことから、C2-PWがゲストのわずかな立体的差異を高度に認識することが明らかになった。さらに、環状炭化水素ゲストであるベンゼンは効率的にそのポアの内部に取り込まれるのに対し、シクロヘキセンは吸着活性をほとんど示さなかった。これら複合体における吸着活性は、末端エステル部位を分子設計することで調製することが可能である。例えば、iPr基(IC3)、n-Bu基(C4)を導入した複合体では、直鎖のcis-ltrans-アルケンや(IC3-PW)、シクロペンテンとシクロペンタジエンの分離(C4-PW)など、末端エステル基に依存したゲスト選択性が得られることが明らかになった。さらに、IC3-PWでは、一般的に不安定な有機物であるシクロペンタジエンをそのポア内部で長期間安定に保持できることも明らかになった。ヘテロポリ酸は、そのユニークな酸化還元活性、酸触媒能などを有することから、触媒、光機能材料、及び医療材料と幅広く研究されている。申請者はこれまでに、ホストーゲスト相互作用を用いて、ヘテロポリ酸と機能性有機ホスト化合物であるカリックスアレーンの両者からなる複合体を創製することに成功している。この複合体は、カリックスアレーンとヘテロポリ酸の混合比率が3:1の複合結晶であり、有機ホストの構造に応じて、三次元、一次元のマイクロポーラス構造などの多様な超構造をとることが明らかになっているものの、分子間相互作用によってのみ構造が維持されているものもあるため、材料への展開は難しい。実際に、三次元のマイクロポアを有する複合体のポア内部へMeOH等の吸着測定を行なったところ、吸着することなく結晶構造の崩壊が観測された。そこで、申請者は更なる展開として光重合性官能基であるシンナモイル基をカリックスアレーンのupper rim、lower rim両方に導入し、ヘテロポリ酸と複合結晶を調整した後に、光を照射することで構造をロックさせることを試みた。実際に、シンナモイル基を導入したカリックスアレーンモノマーを合成し、Na_3PW_<12>O_<40>と複合化させたところ、今まで得られている3次元のマイクロポーラス構造を有する複合体の粉末X線回折と同様のピーク形状を示したことから、ほぼ同じ構造であることがわかった。この複合結晶をシクロヘキサンに懸濁させた後、48時間紫外光を照射したところ、IRスペクトルからは複合中のモノマーの二重結合の消失を、およびPXRDから結晶構造が維持されていることがわかった。^1H NMRからは、ポリマー特有のブロードなピークが観測され、同時に光架橋による二重結合の消失とそれに伴うシクロ環の生成が確認された。さらに、光照射前ではクロロホルムに可溶であった複合体が、照射後には不溶化したごとからも、含ヘテロポリ酸有機ポリマーが得られたと考えられる。

例えば、iPr基(IC3)、n-Bu基(C4)を導入した複合体では、直鎖のcis-ltrans-アルケンや(IC3-PW)、シクロペンテンとシクロペンタジエンの分離(C4-PW)など、末端エステル基に依存したゲスト選択性が得られることが明らかになった。さらに、IC3-PWでは、一般的に不安定な有機物であるシクロペンタジエンをそのポア内部で長期間安定に保持できることも明らかになった。
高齢者の集う娯楽活動に運動プログラムを組み込むことによる運動継続効果

<目的>高齢者のための座業中心の趣味・娯楽活動は、日常生活活動に必要な動作能力の維持・改善には効果を期待できないのではないか、また高齢者の運動継続の要因について検討するために、4つの高齢者集団から測定と質問調査によるデータを得た。<方法>1年以上定期的な運動を実施していた常時運動群(42名)、公民館で座業中心の趣味活動を行っていた公民館群(15名)、高齢者入居施設のケアハウス(18名)、外出機会の少ない自宅群の4群(6名)に、生活体力、体組成、筋力を測定した。調査では、一般属性、疾病の管理状況、生活習慣、健康管理の自己効力感、体力に関する自己効力感を自己記入法で質問した。運動効果と継続要因の分析のために公民館群とケアハウス群には7ヶ月間の肘掛け椅子体操30分を週に1回の頻度で実施した。<結果>常時運動群の生活体力は有意に他の3群より高かった。体力に関する自己効力感は、速歩きや階段上がりは常時運動群に比べ、他の3群はより軽いレベルでできないと感じていた。掃き掃除、拭き掃除など数種の動作の組み合わせによるものは、歩行など単独動作に比べ、常時運動群と他の3群間の差が大きくなった。公民館群とケアハウス群では体操中の7ヶ月間の生活体力に差は見られなかった。筋肉量の変化も7ヶ月間で変化しなかった。公民館群とケアハウス群間の生活体力の差もなかった。公民館群の健康管理自己効力感は、4群の中でも低い方で、特に生活への運動の取り入れ方、運動の方法、利用できる施設などに関して、効力感が低くなっていた。<考察>座業中心の公民館での趣味活動を行っていた公民館群は、虚弱高齢者の多いケアハウスの高齢者と同様の生活体力であった。公民館群の体力に関する自己効力感もケアハウス群と類似していた。座業による活動だけでは生活体力の維持には不十分であり、座業活動者に対しては、生活に運動習慣を形成するような支援を要する。研究目的高齢者が継続的な運動を実施することで、生活機能動作を維持、改善できるかどうか、また運動の継続性への影響要因を明らかにする。現時点では、本目的に沿う計画を遂行、データ収集中である。研究実施計画の遂行状況1.研究参加対象者の決定(1)運動プログラム開始前、身体評価脈拍、血圧、体脂肪測定、問診などによって運動前の身体評価。(2)運動プログラム開始前、生活体力の測定生活体力測定用具によって、運動前の生活体力を測定している。(3)所属機関の倫理審査委員会に研究計画を報告、承認されている。2.運動プログラムを適用可能な施設について(1)運動プログラム作成安全面を考慮して、肘掛け椅子体操(生活体力の鍛錬目的)を作成した。(2)運動の継続にかかわる側面の評価運動継続に関しては、自己効力に関連する尺度を作成した。以上のような内容で計画を実施中であるが、運動プログラムに関しては、肘掛け椅子体操と異なる生活体力強化プログラムの作成、運動継続に関しては、継続を鼓舞する介入プログラムについて検討している。研究目的高齢者の運動継続を支援することで、生活機能動作を維持、改善できるか、また運動の継続に影響する要因を明らかにする。方法1.実施した運動教室への参加者運動教室内容:肘掛け椅子体操(Betty Switkess製作)と健康学習(毎回教材使用)運動期間:週1回30分を6ヶ月間実施運動

場所:公民館(参加者数初回15名、最終回13名、平均幅:70歳82歳、性別:全員女性):老人保健施設ケアハウス(参加者数初回20名、最終回10名、年齢幅:77歳88歳、女性)2.継続的な他の運動実施群との比較グランドゴルフ群:20名ストレッチ体操・ヨガ群:20名3.運動と運動継続評価生活体力:起居能力、身辺作業能力、手腕作業能力、歩行能力、筋力(握力による)対組成:体重、体脂肪率、推定筋肉量などを測定。自己効力(Self-efficacy):運動に関する自己効力尺度結果1.生活体力:肘掛け椅子体操群(2,4,6ヶ月の測定数値は継続期間が長くなるほど高くなったが、有意差はなかった。しかし、数値の低下は見られなかった。2.肘掛け椅子群は、グランドゴルフ群、ストレッチ・ヨガ体操群と自己効力において差がなかった。3.肘掛け椅子群の公民館で実施した健常者高齢者の運動継続率は高かった。運動プログラムのみでなく健康学習や運動仲間との接触を通して、健康意識が増したこと、参加者同士に友好関係が生じたことも継続を支えた一因であった。
半導体材料のナノ構造エンジニアリングを駆使した高効率水の酸化光アノードの開発

2-(hexadecylaminomethyl)pyridine(PAL2-16)は、臨界ミセル濃度以上で棒状ミセル構造をとることが知られている。PAL 2-16とWO3の前駆体である過酸化タングステン酸を含む溶液を基板上にキャストして溶媒を除去することにより、前駆体メソコンポジットを合成した。透過型電子顕微鏡(TEM)観察において、前駆体メソコンポジットが均一で規則的な六角形状のメソポーラス構造を有することが示された。前駆体メソコンポジットを空気下で焼結処理(450°C)したときのTEM像では、メソポーラス構造は観察されなかった。しかし、これを窒素雰囲気下、450°Cで2時間焼結した後、酸素雰囲気下で引き続き450°Cで4時間焼結したところ、規則性の低下が若干見られるもののメソポーラス構造を有するWO3が合成されることが示された。550°Cで同様の実験(窒素/酸素雰囲気を切り替えて)を行ったところ、比較的不規則な構造となるが、細孔は保持されることが分かった。合成したWO3の窒素吸着等温線を測定した。450°Cおよび550°Cで焼結処理したWO3は、PAL2-16テンプレートを用いずに合成した場合、および窒素/酸素雰囲気切り替えなしで合成した場合に比べ、高い窒素吸着量を示した。450°Cおよび550°Cで焼結したWO3の比表面積は、それぞれ197および158 m2g-1で、PAL2-16テンプレートを用いずに合成した場合(9 m2 g-1)の1822倍高い値を示した。Barrett-Joyner-Halenda (BJH)法で解析した細孔の直径は2.5 nmと算出された。テンプレートのin situ炭化法(焼結によりテンプレートを炭化させ、その後炭化残渣を除去する方法)による結晶性メソポーラスWO3の合成法では、空気下において、前駆体メソコンポジットを焼結(450°Cまたは550°C)したとき、WO3の生成・結晶化が進行すると共に、PAL2-16が熱分解するため、メソポーラス構造が形成されなかったと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。【緒言】酸化チタン(Tio_2)は安定なn型半導体光触媒として広く研究されている。酸化タングステン(WO_3)は酸性条件下で光腐食耐性のn型半導体であり、そのバンドギャップは2.52.7eVとTiO_2よりも低いため、可視光で駆動する光触媒の開発が期待される。しかしながら、WO_3の光触媒や光電気化学特性の研究はTio_2に比べ非常に少ない。本研究では、WO_3ナノパウダーを用いて作製したWO_3膜の光電気触媒活性を研究した。【結果と考察】WO_3ナノパウダー懸濁液に増粘剤としてPEGおよびマーポローズを加えた前駆体ペーストをITO基板上に塗布し、WO_3膜を焼成することで作製した。WO_3膜表面の走査型電子顕微鏡(SEM)像から粒径100nm程度のWO_3粒子が集積したナノポーラス構造が観察された(Fig.1)。リン酸バッファー(pH=6.0)中におけるWO_3膜のCVでは、-0.2V1.0V vs.Ag/AgClの掃引範囲で暗時ではアノード電流は見られなかったが、100mWcm^<-2>の可視光を照射すると、0.2V付近から水の酸化に基づく光アノード電流が立ち上がり、1.0Vで1.76mAcm^<-2>に達した。0.5Vの定電位下で可視光を照射して水の光電気化学的酸化を行った。開始1分後に0.7mAcm^<-2>の光電流を示したが、1時間後には0.37mAcm^<-2>(53%)まで減少した。0.1mMのCo^<2+>イオンを含むリン酸バッファー中、同条件のCVでは、1.0Vでの光電流は1.2倍増大した。水の光電気化学的酸化における光電流は、開始1分後に0.82mAcm^<-2>を示し、1時間後でも0.71mAcm^<-2>(87%)であったことから、Co^<2+>イオンの添加による光電流の安定性の向上が示された。酸素発生におけるファラデー効率も向上したことから、Co^<2+>イオンがWO_3膜の表面で水の酸化触媒として作用したため、光電気触媒活性が向上したと考えられる。〈緒言〉従来の化石燃料に代わるクリーンなエネルギー供給システムとして、人工光合成システムの構築に大きな関心が寄せられている。人工光合成システム構築において、可視光で駆動する高効率水系光酸素発生アノードの開発が重要である。酸化タングステン(WO_3)は水の酸化が熱力学的に可能な価電子帯エネルギー準位を有する安定な可視域半導体であるため、可視光水分解システムの光アノード材料として期待されている。^1本研究では、WO_3電極の光電気触媒活性の向上を目指して、両親媒性界面活性剤であるhexadecyl-2-pyridinylmethylamine (PAL2-16)を用いて新規かつ簡便な方法でメソポーラス構造を有する結晶性WO_3電極を作製した。本発表では結晶性メソポーラスWO_3電極の合成、キャラクタリゼーション、および光電気触媒活性について報告する。〈結果と考察〉

TEM測定より、作製したWO_3/PAL2-16表面には直径約3nmの細孔が規則正しく形成されているのが確認された。窒素下で焼結(450°Cまたは550°C)した後、酸素雰囲気下に変更して焼結を続けると、WO_3が結晶化するため規則的な構造がやや壊れる傾向を示すものの、メソポーラス構造が保持されることが分かった。空気下で作製したWO_3サンプルでは、メソポーラス構造が保持されなかったことより、窒素/酸素の雰囲気変更が重要であることが示された。窒素下で焼結することによりPAL2-16キレート剤が炭化され、これがメソポーラス構造の支柱となるため、結晶性メソポーラス構造が保持されたと考えられる。WO_3/PAL2-16電極を用いた光触媒反応では、バルクのWO_3電極と比較して、電荷量が6.6倍向上し、酸素発生量も12倍に向上した。このように、結晶性メソポーラスWO_3電極が高い光電気触媒活性を示すことを明らかにした。2-(hexadecylaminomethyl)pyridine(PAL2-16)は、臨界ミセル濃度以上で棒状ミセル構造をとることが知られている。PAL 2-16とWO3の前駆体である過酸化タングステン酸を含む溶液を基板上にキャストして溶媒を除去することにより、前駆体メソコンポジットを合成した。透過型電子顕微鏡(TEM)観察において、前駆体メソコンポジットが均一で規則的な六角形状のメソポーラス構造を有することが示された。前駆体メソコンポジットを空気下で焼結処理(450°C)したときのTEM像では、メソポーラス構造は観察されなかった。しかし、これを窒素雰囲気下、450°Cで2時間焼結した後、酸素雰囲気下で引き続き450°Cで4時間焼結したところ、規則性の低下が若干見られるもののメソポーラス構造を有するWO3が合成されることが示された。550°Cで同様の実験(窒素/酸素雰囲気を切り替えて)を行ったところ、比較的不規則な構造となるが、細孔は保持されることが分かった。合成したWO3の窒素吸着等温線を測定した。450°Cおよび550°Cで焼結処理したWO3は、PAL2-16テンプレートを用いずに合成した場合、および窒素/酸素雰囲気切り替えなしで合成した場合に比べ、高い窒素吸着量を示した。450°Cおよび550°Cで焼結したWO3の比表面積は、それぞれ197および158 m2g-1で、PAL2-16テンプレートを用いずに合成した場合(9 m2 g-1)の1822倍高い値を示した。Barrett-Joyner-Halenda (BJH)法で解析した細孔の直径は2.5 nmと算出された。テンプレートのin situ炭化法(焼結によりテンプレートを炭化させ、その後炭化残渣を除去する方法)による結晶性メソポーラスWO3の合成法では、空気下において、前駆体メソコンポジットを焼結(450°Cまたは550°C)したとき、WO3の生成・結晶化が進行すると共に、PAL2-16が熱分解するため、メソポーラス構造が形成されなかったと考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。メソポーラス酸化チタンおよび酸化タングステンを合成するための新規構造制御有機テンプレート剤を効率よく合成できた。構造制御有機テンプレート剤として、長鎖アルキル基を有する2-ピリジルメチルアミンキレート分子、および親水部と疎水部を有するブロック共重合体の合成が計画通りに進行した。両親媒性界面活性剤を用いて、メソポーラス酸化タングステンの合成に成功した。従来の酸化タングステンに比べ、非常に高い光触媒活性を示すことを明らかにした。
イチジクの連続着果性を制御する花成分子機構の解明

イチジクは他の多くの果樹と異なり1年の中での着果期間が長く、特異な結果習性を有している。このような結果習性の背景が明らかになれば、新規な花成制御機構の解明につながると共に、他の作物における花成期間の制御に応用できる可能性がある。しかし、その詳細は明らかでない。本研究では、イチジクのフロリゲン遺伝子候補FcFT1を含む花成関連遺伝子群について解析を実施するとともに、FcFT1上流制御因子の探索と関係解明を試みた。その結果、フィトクロムB遺伝子領域におけるトランスポゾン様の挿入配列が、FcFT1の日長感受性喪失を介してイチジクの長期的花成に関与している可能性が示唆された。ESTデータベース検索及びゲノムライブラリーのスクリーニング等により、イチジクPEBP遺伝子計8種類を同定し、ゲノム構造を決定した。これら8種の遺伝子について花成ステージが異なる新梢各節位の葉と生長円錐体における発現量を調べた結果、FcFT1を含む2種遺伝子の発現量に空間的な勾配が見られ、同発現量と着果節との間に相関が認められた。FcFT1上流制御遺伝子候補としてCO遺伝子及び自律的経路上の遺伝子12種についても解析したところ、一部遺伝子の発現量に同様の勾配が見られ、FcFT1発現制御と関連がある可能性が考えられた。FcFT1の詳細解析では、FcFT1が葉と生長円錐体の両方で特異的に発現しており、光誘導性を有し、生育期間を通じて定常的に発現していることが明らかとなった。また、FcFT1プロモーター領域(3kbp)及びFcFT1以外のFTホモログ2種の機能解析のためのシロイヌナズナ形質転換体3系統を作出した。一連の結果から、イチジクにおいて生殖成長相が長期的に継続することの原因遺伝子は日長に関係なく光刺激により発現誘導されるFcFT1であると考えられ、その制御遺伝子候補のいくつかが推定された。また、FcFT1等遺伝子の発現量バランスの制御とその変遷に基づいたイチジク花成(着果)仮説モデルを構築した。本モデルはイチジクの花成時期だけでなく、花序の形成様式を説明できる点で有用であると考えられる。本モデルとモデル植物等の他の種における花成分子モデルとの比較を行うことにより、イチジクに特徴的な花成システムが明らかになると期待される。イチジクは他の多くの果樹と異なり結果枝の下位から上位に向けて順次果実が分化し、1年の中での着果期間が長いなど特異な花成の特徴を有している。本研究ではイチジクの花成関連遺伝子群の解析を通じて、その機構解明を試みた。前年度までに、3種類のFT遺伝子を含むイチジク花成関連遺伝子群を網羅的に同定し、その中の一つであるFcFT1の発現量が下位から上位方向に上昇し、かつ着果ステージと強い相関を有することを明らかにした。本遺伝子は機能解析実験により花成促進能を有することが確認され、かつ相対的長日・相対的短日の両方の光条件下で発現が誘導されることから、FcFT1がイチジクの着果制御遺伝子であり、光環境下で本遺伝子が活性化することでイチジクの着果が促進されることが予想された。FcFT1の発現に光が必要であることから、最終年度は光や日長に制御されることが知られるシロイヌナズナ花成経路上遺伝子群のイチジクホモログについて配列の詳細な調査を行った。その結果、イチジクフィトクロムB遺伝子の光情報伝達領域の一部にトランスポゾン様の挿入配列の存在が認められた。現時点でフィトクロムB遺伝子とイチジク花成様式との直接的な関係は明らかでないが、上記挿入配列によるフィトクロムB機能の変化が、FcFT1の日長感受性を介してイチジクの長期的花成に関与している可能性もある。現在、ゲノム支援を受けたRNA-seq解析によりFcFT1と発現が相関する遺伝子のスクリーニングを行っており、これまでに数種類の候補を得ている。上記の結果とRNA-seq解析の結果を総合することにより、イチジク花成制御系全体についてさらに解明が進むと考えられる。次世代シークエンス解析により23年度新たに休眠枝由来の約13万6千リードのESTを取得し、既得のリードと併せて計約58万リードのイチジク部位別ESTデータベースを構築した。この中から他植物の知見から花成に関与することが推定される遺伝子のホモログ計22種の配列を特定し、検出のための特異的プライマーセットを作製して、葉部における年間発現変動をリアルタイムRT-PCRにより調査した。

4種のFTホモログについてはうち3種において一定量以上の発現と変動傾向が認められ、FcFT1が季節性を有さない持続的発現を、FcFT2が新梢伸長期の5月に発現のピークを、FcFT3が5月と9-10月に発現ピークを示した。FTホモログ以外の遺伝子群についてはFcCO1を含む複数の遺伝子でFcFT1に似た持続的発現性を示し、FcDAM2は休眠解除とともに発現低下していた。FcFT1のゲノム構造解析ではプロモーター領域及びイントロン領域を含む遺伝子全域に光反応性が推定されるシスエレメント配列を多数確認した。さらにFcFT1発現の日長反応を見たところ24時間暗期では低レベルで推移したのに対し、相対的長日区と相対的短日区では共に明瞭な上昇が認められた。以上の結果からイチジクの連続着果性の制御においては光経路を介したFcFT1の持続的発現や複数FT遺伝子の冗長的な作用が重要である可能性が示唆された。今後4種のFcFTについてさらに機能・制御解析を進めることで、イチジクの連続着果性を規定する遺伝要因の一部が明らかとなることが期待される。PEBP遺伝子ファミリーの網羅的同定及び花成ステージが異なる各節位における同遺伝子群の発現解析に基づき、主要な花成制御因子をFcFT1とFcTFL1-2の2種類に絞り込むとともに、同遺伝子の発現様式に基づいたイチジクの基本的な着果花成モデルを構築することができた。FcFT1の主な制御経路が光依存的(光)経路と自律的経路であることを明らかにするとともに、いくつかの上流制御因子候補を推定した。加えて、FcFT1プロモーター機能解析のためのシロイヌナズナ形質転換体を作出することができた。上記で明らかとなった、また今後明らかとなるイチジクの花成制御メカニズムを他の植物種におけるメカニズムと対比することにより、イチジク着果モデルの特異性を解明することが可能であると考えている。成果の公表については平成24年度にFcFT1の特徴とPEBP遺伝子ファミリーの同定について2回の学会発表を行い、現在前者について論文投稿中であり、後者について論文作成中である。また平成25年度にはイチジクの花成制御モデル仮説について成果の公表を行う予定である。以上のことからおおむね当初の計画通りに課題は進行していると判断する。平成23年度に計画していた次世代シークエンス解析によるEST情報の拡充や主要花成関連遺伝子群の同定を達成し、遺伝子発現解析によりFTホモログを含めた主要な花成関連遺伝子群の発現動態を把握することができた。花成関連遺伝子の発現解析及びゲノム構造解析によりFcFT1の主な制御経路が光経路であることを推定するとともに、FcFT1の持続的発現性の制御要因の一部であると予想される複数のトランスエレメント候補(DOF、GT-1転写因子等)を選定することができた。また複数のFTホモログの冗長的な働きがイチジクの連続着果性に関与している可能性を見出すとともに、次年度以降の詳細な解析に向けてイチジクゲノムライブラリーを新たに構築してFTホモログのゲノミッククローンを複数特定した。特徴的性質を有するFcFT1遺伝子の解析結果については平成24年に学会発表予定であり、現在論文投稿中である。23年度の研究結果からFcFT1の主な制御経路が光経路であると考えられたことから、24年度以降は光経路上の遺伝子群について重点的に解析を行う。イチジク連続着果性の主要因であると予想されるFcFT1の制御因子の探索については、光受容体、概日時計因子、その他の主要なトランス制御転写因子群を含めて追加の遺伝子発現解析を行いさらなる絞り込みを行う。
顎顔面の神経因性疼痛発症機構の組織化学的および神経化学的研究

悪性腫瘍の進展や外傷の結果,患部体表への微弱刺激が激痛を起こすことがある。こうした麻薬性鎮痛薬すら無効な疼痛が神経因性疼痛である。本研究ではラットを用い,顎顔面領域の神経因性疼痛における三叉神経脊髄路核尾側亜核のPKCγおよびグルタミン合成酵素の役割について検討した。また痛みの影響を強く受けることが指摘されている中脳辺縁系ドパミン(DA)神経の主たる投射領域の側坐核のDA神経活動の制御機構についても検討を加えた。〔行動学・免疫組織化学・薬理学的実験〕三叉神経領域の神経因性疼痛の維持における延髄のPKCγの関与について検討した。実験には,片側の眼窩下神経(ION)を4.0クロミックガットで緩く2糸結紮して眼窩下神経障害(ION-CCI)を行ったラットを用いた。ION-CCIラットは,術前と比べ術後114日目まで障害側の口髭部への機械刺激に対する逃避閾値が低下し続けた。このラットの延髄の障害側では,術後3,7,14日目にそれぞれPKCγが増加した。PKCγ抑制剤のchelerythrineをION-CCI手術後17日目まで髄腔内投与したところ,機械刺激に対する逃避閾値の低下と延髄のPKCγの増加はそれぞれ打ち消されたが,いずれもこのchelerythrine処置を中止すると再び認められた。以上のことから,延髄のPKCγはION領域での神経因性疼痛の維持に関わることが示唆された。〔神経化学的実験〕D_1受容体作動薬のSKF38393(SKF)のラットの線条体への局所投与による同部位のドパミン(DA)放出を,Ca^2+除去灌流液が抑制するか脳微小透析法で検討した。Ca^<2+>の減少で血管が拡張し,DAは血流へ移行すると推測されるので,Ca^<2+>除去下でSKF処置後にみられたDAを血管収縮薬(oxymetazoline,felypressin)が増加するかについても検討した。SKFの線条体への投与(0.5興g)で同部位のDAは増加したが,投与後40180分の効果がCa^<2+>除去灌流液で消失し,D1受容体拮抗薬(SCH23390)で減弱した。灌流液のCa^<2+>を除去しSKF処置をしたところ,本処置後のDAを血管収縮薬は増加した。以上の結果から,SKFのCa^<2+>依存性DA放出にD_1受容体刺激が一部関わること,また,Ca^<2+>非存在下ではSKFにより増加した細胞外DAの血流への移行が高まることが示唆された〔行動学・電気生理学・薬理学的検討〕慢性歯髄炎による顔面皮膚の痛覚過敏に関与する延髄侵害受容性ニューロンの応答性変化に対するアストログリアの関与について,片側の下顎第一大臼歯の咬合面を歯科用ドリルにて切削し露髄させた慢性歯髄炎モデルラットを用いて検討した。行動解析の結果,オトガイ皮膚の機械刺激に対する逃避閾値は,歯髄開放後3日目より有意に低下した。つぎに,三叉神経脊髄路核尾側亜核(Vc)より記録した侵害受容ニューロンの基礎的な活動へ,アストログリアのグルタミン合成酵素(GS)の抑制剤であるmethionine sulfbximine(MSO)の脳脊髄液への添加が及ぼす効果を電気生理学的に解析した。その結果,この侵害受容ニューロンの機械刺激誘発反応は増加しており,この増加をMSO処置は抑制した。以上のことから,慢性歯髄炎モデル動物における機械刺激に対する閾値の低下は,アストログリアによるVcニューロンの感作により引き起こされている可能性が示唆された。〔神経化学的検討〕GABA合成阻害薬のallylglycine(AG)の側坐核への灌流投与が惹起した同部位のドパミン(DA)遊離に対するGABA受容体サブタイプの関与について,無麻酔非拘束ラットを用いin vivo脳微小透析法により検討した。その結果,AGの側坐核への灌流投与は,同部位のDA遊離を用量依存的に約200%まで増加させた。このAGの効果はGABA_A受容体系薬物(muscimol,bicuculline)の影響を受けなかったが,GABA_B受容体作動薬(baclofen)により抑制された。このbaclofenの抑制効果は,GABA_B受容体拮抗薬(saclofen)の併用によって消失した。以上の結果から,AGの局所灌流投与が誘発した側坐核のDA遊離の亢進は,同部位のGABA_B受容体の活性化によって抑制されることが示された。青斑核などからのNA(ノルアドレナリン)神経は,中脳辺縁系DA(ドパミン)神経の投射領域である側坐核へ入力する。このNAとDA神経の機能的相互関係を,側坐核のα

1およびα2受容体が同部位のNAとDA放出制御に果たす役割の面から解明するため,これらの受容体へ作用する薬物が無麻酔非拘束ラットの側坐核の細胞外NAおよびDA量に及ぼす効果を指標として,in vivo脳微小透析法実験を行った。α1受容体系薬物(拮抗薬のprazosin,作動薬のmethoxamine),α2受容体系薬物(拮抗薬のRX 821002,作動薬のclonidineまたはUK 14,304)はいずれも灌流液に溶解して,単独または併用して側坐核へ微小透析プローブを介して逆透析により灌流投与した。以上の結果から,側坐核ではNA神経終末に分布するα1受容体が同部位のNA放出を,また,DA神経終末に分布するα1受容体が同部位のDA放出を,それぞれ抑制的に制御することが示された。また,同部位に分布するα2受容体は側坐核のNAおよびDA神経活動制御には目立った役割を果たさないことが示唆された。当該年度の交付申請書の「研究の目的」の通り,慢性歯髄炎モデルラットの疼痛閾値の低下において三叉神経脊髄路核尾側亜核のアストログリアが果たす役割を,同部位の神経活動を指標として捉えることができた。また,神経障害処置を受けていないラットで観察されたGABA合成酵素の阻害薬のallylglycineが示す側坐核のドパミン遊離促進の発現には,GABA_AではなくGABA_B受容体の刺激の低下が関与することが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き,顎顔面の神経障害を伴う個体における「痛み」に関連する神経核の活動制御の特徴を解明するため,当初計画の通りに行動学・電気生理学・組織化学に基づく手法を組合せた実験を進める。本研究で集積しつつある神経障害を伴わない個体を用いた神経化学的実験で得た知見を,顎顔面の難治性疼痛の発症機構の解明や治療薬開発のヒントにつなげていくため,参考となる学術論文等の情報の収集を促進することが次年度の課題である。
キラル・ヘテロバッキーボウル類の合成

おわん型の構造を持つ炭素化合物バッキーボウルは、フラーレン同様の構造を持つ炭素化合物として、学術的に興味深い物性を持つと共に、新しい材料となり得る物質である。このようなバッキーボウルの新しい合成法の研究を行い、右手型と左手型のバッキーボウルの作り分け、炭素以外の元素を持つヘテロバッキーボウルの前駆体、置換基を持つバッキーボウルの合成法を新たに開発した。またこれらの物質の基礎的な性質を明らかにした。独自の合成方法論に基づいてC3対称を有するキラルバッキーボウルの一つ、トリメチルスマネンの不斉合成研究を行い、これまでの方法論では困難であったボウルキラリティを有するキラルバッキーボウルの不斉合成に世界で初めて成功した。ノルボルナジエンから触媒的不斉ヒドロシリル化反応と続く酸化反応によって得られるホモキラルなノルボルナンジオールから、ホモキラルなヨードノルボルネン誘導体を3段階にて合成した。次に独自に開発したパラジウムナノクラスター触媒を用いたsyn選択的な環化三量化によってsyn体のトリスノルボルナベンゼン誘導体の光学活性体を選択的に合成した。続くカルボニル基の変換によって、メチル基を導入した後、開環/閉環オレフィンメタセシス反応によっておわん構造を構築し、低温での酸化的脱水素反応によって、目的のトリメチルスマネンを光学活性体として合成した。合成した光学活性なトリメチルスマネンの不斉は円二色性スペクトル測定によって確認された。以上のように、sp3炭素不斉を有する出発物質からボウル不斉を持つ化合物への不斉転写が、段階的な合成方法論で達成されることを初めて示した。同時にこれまで困難であったスマネン骨格への位置選択的な置換基の導入にも同方法論で成功した。円二色スペクトルの測定から、トリメチルスマネンのボウル反転エネルギーを決定することに成功し、ボウル反転エネルギーの決定に円二色性スペクトル測定が有効であることを示した。1) sp^3不斉炭素に由来する不斉をおわん不斉に転写する段階的液相合成戦略に基づいて、C_3対称キラルバッキーボウル、トリメチルスマネンの不斉合成研究を行い、Pd触媒syn選択的環化三量化反応による光学活性syn-トリス(ノルボルネノ)ベンゼンの合成、タンデム開環/閉環オレフィンメタセシス反応、低温での酸化的芳香環化を鍵段階としてに世界で初めておわん不斉を有するキラルバッキーボウルの不斉合成に成功した。(2)ラセミ体のトリメチルスマネン誘導体であるトリメチルトリス(トリメチルシリル)スマネン、トリメチルスマネントリオンのキラルHPLCを用いた光学分割に取り組み、キラルバッキーボウルの光学分割を世界で初めて達成し、光学活性なスマネン置換体を調製する手法を確立した。(3)不斉合成または光学分割によって得られた光学活性なスマネン置換体のCDスペクトル測定よりそのボウル反転エネルギーを実験的に決定する手法を確立し、これらのボウル反転エネルギーを決定した。この結果、バッキーボウルの構造とボウル反転エネルギーの相関に関する新たな知見を明らかにした。(4) C_3対称スマネン置換体の汎用的合成法としてトリス(ヒドロキシメチル)スマネンの合成法を確立し、これによって種々の置換基を有するC_3対称スマネン置換体の合成が可能となった。(5)トリアザスマネンの合成研究として、置換スマネン合成法と同様にして、酸化前駆体であるハイドロトリアザスマネンの合成の合成を達成した。