hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
(p,n)反応の高分解能測定による新しい原子核の励起様式の研究

最終年度に当る61年度に於いては、1)質量数が20から40までの原子核を対象としてEp=35Mevの(p,n)反応についての精度の良いデータを蓄積し、更に理論的な解析を行い成果をあげ、2)【O^+】→【O^-】型遷移の研究を【(1/2)^+】→【(1/2)^-】や【1^+】→【1^-】遷移にまで拡張して新しい原子核の励起様式を研究する目的で本報告書にかかる研究を行った。まず【^(22)Ne】,【^(30)Si】並びに【^(34)S】の中性子数が陽子のそれより2個多いN=Z+2核を標的とした(p,n)反応の実験を行いデータを蓄積した。これらの反応は余った中性子が2個もあるので反応断面積が大である一方、励起準位の数が増える。ここで本研究において完成した高分解能測定の装置並びに技術が威力を発揮し、良好な結果を得ることができた。特に【^(34)S】(p,n)【^(34)Cl】反応による実験結果をミシガン州立大学のAlex Bvown博士等の波動関数を使って解析したところきわめて合理的な一致を得ることができた。このBrown-Wildenthalの波動関数は現在宇宙における核合成などの計算に使用されているものであり、その検証が待たれていたものである。今回の我々のデータはこの点重要な貢献をしたこととなり、Brown博士も共著者の一人として成果をまとめた。(文献5参照)(p,n)反応による【O^+】→【O^-】遷移は核内における中間子のふるまいを探り、原子核の新しい励起様式をみるよいプローブとされてきたが、観測可能な例が【^(16)O】(p,n)【^(16)F】や【^(14)C】(p,n)【^(14)N】などきわめて少なく、より系統的な研究をするため、他の可能性が求められていた。本研究においては【(1/2)^+】→【(1/2) ̈-】遷移に△【J^π】=【1^-】とともに含まれる△【J^π】=【O^-】に着目し、また【1^+】→【1^-】遷移も含めて研究した。結果は見事に△【J^π】=【O^-】遷移の観測に成功し、まず第一歩として【O^+】→【O^-】に含まれる中間子交換のテンソルカの検証としてまとめPnysicsLettensに近く公表の予定である。(文献3)最終年度に当る61年度に於いては、1)質量数が20から40までの原子核を対象としてEp=35Mevの(p,n)反応についての精度の良いデータを蓄積し、更に理論的な解析を行い成果をあげ、2)【O^+】→【O^-】型遷移の研究を【(1/2)^+】→【(1/2)^-】や【1^+】→【1^-】遷移にまで拡張して新しい原子核の励起様式を研究する目的で本報告書にかかる研究を行った。(文献3)
サルコイドーシスの慢性化に関する免疫学的・分子遺伝学的研究

肺サルコイドーシスにおいて、血清ACEは活性化マクロファージ、類上皮細胞から産生され、全体としての病変の量を反映しているとされている。しかし、ACEの病態生理学的役割については、十分に解明されていない。私達はすでに、BAL液マクロファージのT細胞に対するアクセサリー機能がangiotensinllによって増強される現象が慢性化した症例で認められることを報告した。この現象は、活性化マクロファージより産生されるACEがangiotensinlを病変部位で11に変換し、これがマクロファージの特異的なレセプターに結合してそのアクセサリー機能を増強するという炎症の自已増幅反応をおこし、T細胞性肺胞炎が維持される可能性を示している。本検討では、臨床症例の検討から、病変持続および炎症反応増幅に関連した因子の検討を行った。結果として;1)病変持続例の臨床的検討から血清ACE値は慢性症例でも発見後時間がたっていない症例でも高値で、持続に関連していないとは言えない。2)肺外病変の存在は、肺病変部位のT細胞増加と関連していた。肺外病変のない症例では、血清ACEとBAL液T細胞の割合とは正の相関を示したが、肺外病変のある場合には、血清ACEが正常化してもT細胞の割合は高値をとる症例が多かった。この所見は経時的に観察しても認められた。3)肺における免疫反応増強という病態に重点をおいて検討すると、angiotensinllのBAL液マクロファージのアクセサリー機能増強は、特異的なレセプターがマクロファージの上にあるのではないかと想定してレセプター結合実験を行った。この結果、37°Cの条件で、特異的結合を示唆する成績が得られた。4)BAL液マクロファージにおけるangiotensinIIreceptorの遺伝子発現をRTーPCR法にて検討し、相当するバンドを得た。肺サルコイド-ジスにおいて,類上皮細胞肉芽腫症病変の形成・持続は,炎症の慢性化をきたし,線維化病変形成による機能障害がもたらす要因である。したがって,炎症の自然寛解化,慢性化を区別する因子の解明は,サルコイド-ジスの臨床におけるきわめて重要な課題である。本研雪においては,自験700症歴の各種病期症例を対象とし,気管支肺胞洗浄液(BALF)細胞を用いて慢性化因子の検索をすすめた。慢性化症例の肺胞マクロファ-ジにおけるアンギオテンシンII・レセプタ-の局在に関する検討:サルコイド-ジスの慢性症例のマクロファ-ジでは,T細胞増殖・活性化を指標としたアクセサリ-機能は,アンギオテンシンIIを添加することにより増強される。この機序を検討したところ,アンギオテンシンIIに対するレセプタ-は,細胞膜上ではなく細胞質内の存在することが示された。本レセプタ-の出現機序,アンギオテンシンIIとレセプタ-との結合の各種マクロファ-ジ機能におよぼす影響に関する検討は今後の課題である。マクロファ-ジにおけるILー1β,TNFα産生遺伝子の活性化状況に関する検討:発病後まもない活動期症例,慢性症例のマクロファ-ジを対象として,PCR法にて,肉芽腫症病変形成への関与が指摘されているILー1β,TNFαの産生遺伝子の活性化状況を検索し,健常人における状況と比較した。健常人,慢性症例では,ILー1β,TNFα,いずれのmRNAも発現していた。しかし,活動期症例では,ILー1βのみ発現しており,TNFαの発現していない症例が40%に認められた。このことは,TNFαのmRNA発現にregurationの働いている事実を示すものである。

今後,さらに複数の病変形成に関与する各種サイトカイン遺伝子発現状況と病期との関連性についての検討を進め,慢性化因子を明らかにすることを予定している。肺サルコイドーシスにおいて、血清ACEは活性化マクロファージ、類上皮細胞から産生され、全体としての病変の量を反映しているとされている。しかし、ACEの病態生理学的役割については、十分に解明されていない。私達はすでに、BAL液マクロファージのT細胞に対するアクセサリー機能がangiotensinIIによって増強される現象が慢性化した症例で認められることを報告した。この現象は、活性化マクロファージより産生されるACEがangiotensinIを病変部位でIIに変換し、これがマクロファージの特異的なレセプターに結合してそのアクセサリー機能を増強するという炎症の自己増幅反応をおこし、T細胞性肺胞炎が維持される可能性を示している。本検討では、臨床症例の検討から、病変持続および炎症反応増幅に関連した因子の検討を行った。結果として;1)病変持続例の臨床的検討から血清ACE値は慢性症例でも発見後時間がたっていない症例でも高値で、持続に関連していないとは言えない。2)肺外病変の存在は、肺病変部位のT細胞増加と関連していた。肺外病変のない症例では、血清ACEとBAL液T細胞の割合とは正の相関を示したが、肺外病変のある場合には、血清ACEが正常化してもT細胞の割合は高値をとる症例が多かった。この所見は経時的に観察しても認められた。3)肺における免疫反応増強という病態に重点をおいて検討すると、angiotensinIIのBAL液マクロファージのアクセサリー機能増強は、特異的なレセプターがマクロファージの上にあるのではないかと想定してレセプター結合実験を行った。この結果、37°Cの条件で、特異的結合を示唆する成績が得られた。4)BAL液マクロファージにおけるangiotensin II receptorの遺伝子発現をRT-PCR法にて検討し、相当するバンドを得た。
卵胞培養系を用いたハイスループット遺伝子機能解析

原始卵胞は成熟分化した卵子を供給するプールとして生殖期間をとおして存在し、このうちのごく一部のみが随時、成長期に移行するとともに完全な成長分化した卵胞となり、成熟して減数分裂を再開した卵子を排卵する。従って卵子の分化において原始卵胞の成長期へのコミットメントが重要な分岐点となっているがその実体は不明である。このコミットメントに関与する因子を知ることは卵子の分化機構を知るのみならず、多量に存在する原始卵胞のプールを活用を可能にし、不妊治療、畜産分野において多大な貢献をもたらすと考えられる。申請者らはこれまでにin vitroの培養系を用いてマウスの始原生殖細胞から成熟した卵子を作成するシステムを開発し、さらに卵子を用いて体外受精をへて仔を出産させることに成功している(Nature.418,497-498,2002)。またマイクロアレイを用いて原始卵胞から成長期への移行時に発現誘導される遺伝子のスクリーニングをおこなっており、多くの成長分化因子の遺伝子発現が顕著に変化していることがわかった。In vitroの培養系を用いることによりこれらの遺伝子が成長期へのコミットメントやその後の成長分化に関わるものであるかをハイスループットにスクリーニングし、FCF1の他、成長期への移行時に発現誘導される分化成長因子様遺伝子が多くみいだした。これらの因子は成長期への移行を促す因子である可能性と、すでに成長期に移行した卵胞の成長を促す因子の可能性がある。FCF1をCOS7細胞で発現させた上澄みを申請者らの開発したin vitro培養系に加え、原始卵胞の成長期への移行が促進されるか、あるいは成長期に移行した卵胞の成長が促進するか検定したところ成長期への移行が増加していることがわかった。
ジルコニアおよびチタン上培養細胞における骨芽細胞分化能の比較

本研究では歯・インプラント・顎骨・歯根膜の相互作用の解明について多方向よりアプローチし、成長因子の機能と細胞増殖分化制御に関する新たな知見を得た。1.ヒト歯根膜細胞6株を樹立し、すべての細胞株でTGF-βにより骨芽細胞分化が促進し、BMPによって抑制された。2.レーザー照射によって発現の上昇が認められたMMPは、細胞内TGF-βの活性化に関与する。3.幼若エナメル質ではTGF-β1が、成熟期エナメル質ではTGF-β1とβ3が共存する。4.樹立した歯髄細胞株は象牙芽細胞分化能を有しており、TGF-βおよびBMPによる分化誘導によってDSPP、MMP-20の遺伝子を発現した。本研究は歯周組織の再生治療や歯根膜付きインプラント開発における細胞ソースおよび歯(歯根)の代替材料を模索するため、優れた生体適合性と機械的強度を有するジルコニアをインプラントフィクスチャー(歯根部)として応用し、培養細胞を用いて生体適合性や骨芽細胞分化能について検討することを目的としている。(インプラント体について)オッセオインテグレーションを生体内で形成する材料の代表はチタンであり、生体親和性は高いが埋入後の生体アレルギー反応や審美面から新たな材料が要求されている。本研究では、アレルギー反応が起こりにくくチタンに近いオッセオインテグレーションを形成することから注目されているジルコニアのうち、性質に優れるセリア系ジルコニア/アルミナ複合体に着目した。セリア系ジルコニア/アルミナ複合体をディスク状に加工後、細胞をディスク上で培養し培養条件や分化条件を検討し生体に対する適合性があることを確認した。(細胞について)本研究はin vitroでの骨とインプラント体のオッセオインテグレーションを想定し、細胞を骨芽細胞へ分化させ、試料上に石灰化物を形成させた。骨芽細胞分化のための細胞ソースとして、本研究ではより歯周組織に近似させることを考慮し、ヒト歯根膜細胞を選択した。また、骨芽細胞分化のために一定の性質を必要とすることから、細胞の不死化条件を検討し、細胞に遺伝子導入し細胞を株化した。遺伝子導入により細胞分裂回数の増加、安定的な遺伝子型の維持、表現型の安定がみられた。骨芽細胞分化では、分化誘導による石灰化の指標であるアルカリフォスファターゼ活性値の上昇、石灰化物の形成等が表現型として求められることから、それらの発現を確認した。(インプラント体について)本研究では引き続きセリア系ジルコニア/アルミナ複合体とチタン、さらに歯科臨床で多く用いられているイットリア系ジルコニアとも比較し、どの試料上においても細胞は発育・増殖し、骨芽細胞分化が起こることが判明した。(細胞について)ヒト歯根膜細胞の株化のため、細胞に遺伝子導入し不死化させた。加えて、分化誘導条件を調整し、ヒト歯根膜細胞を骨芽細胞様に分化させる条件が明らかとなった。骨芽細胞分化においてグルココルチコイドのひとつであるデキサメタゾンを添加する培養系については多数報告があるが、本研究では活性型ビタミンD3およびトランスフォーミング増殖因子(TGF)-β1を使用し、分化誘導を行った。この方法により石灰化物が形成され、骨芽細胞への分化が認められた。本研究は、歯周組織再生医療の発展という観点から、細胞と成長因子の相互作用の解明による歯根膜付き歯科用インプラントの臨床応用を目的とする。歯根膜付きインプラントは再生医療の三要素(細胞・成長因子・足場)の相互作用の解明が困難なことから、開発が難航している。報告者は歯・インプラント・顎骨の界面に着目し、細胞と成長因子の相互作用の解明について多方向よりアプローチを行った。成長因子は細胞増殖分化を制御するTransforminggrowthfactor(TGF)スーパーファミリーのTGF-βとBMPについて検討した。歯と顎骨の界面である歯根膜の増殖分化制御は未だ不明な点が多い。成長因子に対し安定した反応性をもつヒト歯根膜細胞を株化し、ジルコニアおよび従来のインプラント材であるチタン上で株化歯根膜細胞を分化誘導し、反応性を比較することでインプラント歯根部としてのジルコニアの将来性を模索した。歯科治療に用いるEr:YAGレーザーを生体へ低出力照射するLow reactive Level Therapyは創傷治癒を促進する臨床的に有効な治療法だが、基礎的知見には不明な点が多い。報告者はTGF-βに着目し、ヒト歯根膜細胞を用いてその影響について検討した。研究成果は第28回日本レーザー歯学会学術大会において優秀発表賞を受賞した。TGF-βは生体内での分布等不明な点が多いことから、生体内硬組織である歯のエナメル質におけるTGF-βの存在様式、活性化・不活化、維持のメカニズムをヒト歯根膜細胞との反応性から確認した。TGF-βとBMPは細胞分化に影響を及ぼすことから、歯の形成過程においても関与が考えられる。ブタ歯髄細胞を株化し、成長因子と細胞分化の制御について検討した。研究成果は学術誌に投稿中である。上記の結果より、本研究は今後の発展性を含め非常に有意義であるといえる。

3.幼若エナメル質ではTGF-β1が、成熟期エナメル質ではTGF-β1とβ3が共存する。4.樹立した歯髄細胞株は象牙芽細胞分化能を有しており、TGF-βおよびBMPによる分化誘導によってDSPP、MMP-20の遺伝子を発現した。平成28年度は上記の結果に基づき、歯周組織再生や歯根膜付きインプラント開発を視野に入れ、引き続き基礎的実験を進めていく。(インプラント体について)オッセオインテグレーションのメカニズムの解明は基礎・臨床の両面から強く求められており、チタンにおいてはいくつか報告があるが、ジルコニアでの報告は少ない。各試料表面に吸着する骨性タンパク質、イオンの動態や骨ーインプラント体界面の構造確認、接着分子の発現など各試料について検討したい。上記の基礎的なデータを取り入れ、マウスへインプラント体を埋入し骨との親和性をin vivoから検討し、基礎研究へフィードバックしたいと考えている。(細胞について)骨芽細胞分化について検討を行ったが、ビタミンD3とTGF-β1を用いた報告は少ない。生体内に存在する活性物質での分化誘導は、生体内での反応により近いとの観点から、合成ステロイドであるデキサメタゾンを使用しない培養系として、今後さらに検討することで歯根膜という特殊な組織のメカニズムの解明に関与することが示唆された。また、株化した歯根膜細胞については、細胞培養や分化誘導にあたって性質が把握できていて結果の予測が比較的行いやすい細胞を安定して供給できることから、本研究で作製した株化細胞は多数の研究に応用することが可能であり、今後発展させていくべき意義があると考えられる。生化学分子生物学歯周病学歯科インプラント学
単結晶ナノリアクターの開発

採用期間中に開発したマイクログラム量の試料を含む溶液に細孔性錯体結晶を浸して包接するだけで、単結晶X線構造解析のための試料が調製できる手法「結晶スポンジ法」(Nature, 2013, 495, 461)を軸不斉化合物の絶対構造解析、NMRなどでは構造決定が難しい複雑な構造の化合物の構造解析へと応用した。軸性不斉を有する多様なビアリール類5μgをトリス(4-ピリジル)トリアジン(TPT)とZnI2からなる細孔性錯体[(ZnI2)3(TPT)2]n (結晶スポンジ)の細孔内に包接させた。包接された軸不斉化合物は、結晶構造解析の結果、その絶対構造までも容易に決定することができた。この成功により、結晶スポンジ法が軸性不斉化合物の絶対構造決定に非常に有効であることが示された。また、多置換ヘテロアレーンなどのNMRなどでは構造解析が難しい化合物についても、同様に結晶スポンジ法を用いることで、その置換位置を簡便かつ迅速に決定できる事が分かった。これは、有機合成の現場で手間のかかる2次元NMRなどを駆使して構造解析を行わなければならなかった化合物でも、結晶スポンジ法を用いれば迅速に解析出来る事が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は試料を結晶化することなく、単結晶細孔性錯体に包接するだけでX線構造解析する画期的な手法を開発した。単結晶X線構造解析は化合物の構造決定において最も強力な手法である反面、試料の単結晶が得られなければ測定すらできないという本質的な課題があった。しかし結晶スポンジと呼ばれる単結晶性の細孔性錯体に痕跡量の試料を含む溶液に浸すだけで、試料の結晶化の過程を経ることなくX線構造を得る手法を確立した。トリス(4-ピリジル)トリアジンとZnI2からなる細孔性錯体[(ZnI2)3(TPT)2]nの結晶1個(50脚角)を50ngのグアイアズレン(1)を含む溶液に浸漬させ、溶媒をゆっくりと揮発させるとゲスト包接錯体結晶が得られた。この結晶をX線結晶構造解析したところ、細孔内にゲスト(1)の構造を50%の占有率でディスオーダーすることなく観測できた(図1)。本手法は、100pm角の錯体結晶と5μgのゲストを用いることで一般化でき、汎用の単結晶X線回折装置を用いても光学活性なゲストや複雑な天然物など多数のゲスト分子が再現性良く決定できた。このような光学活性な化合物は、これまで誘導体化などの煩雑な化学変換が必要であったが本手法であれば、結晶スポンジを試料に浸すだけで包接・X線構造解析できるようになった。本研究成果はこれまでの単結晶X線構造解析の常識を変える可能性をもっており、製薬、天然物化学、食品分析、香料、科学捜査など後半に渡る応用が期待される。本年度は昨年度に開発した結晶化することなく結晶構造解析用試料を作製できる「結晶スポンジ法」の研究をさらに進展させ、爆発性化合物や不斉を有する化合物の構造決定に応用できることを見いだした。結晶スポンジをオゾン酸化反応の反応混合溶液5μLに浸し、新たに開発した低温条件での包接を行ったところ、二次オゾニドの構造解析に成功した。一般にオゾニドのような爆発性が危惧される化合物は実験スケールが制限され、分析が困難であり、これまで結晶構造はあまり報告されていなかった。しかし、本年度に開発した手法によって、結晶スポンジ法を用いれば、オゾニドのような爆発性化合物であっても微小スケールで安全に構造解析できることを見いだした。さらに、軸不斉を有する化合物は一般に絶対構造決定が難しく、誘導体化した後に単結晶X線構造解析によって決定する必要があった。ところが、このような軸不斉化合物についても、結晶スポンジに包接させ、構造解析を行うと、誘導体化や結晶化の手間無く、絶対構造を簡便に決定できる事が分かった。また、本手法を誰もが利用できる一般的な手法へと発展させるべく、本手法の適用できる化合物や、包接条件の基準作りについても研究を展開した。

これは、有機合成の現場で手間のかかる2次元NMRなどを駆使して構造解析を行わなければならなかった化合物でも、結晶スポンジ法を用いれば迅速に解析出来る事が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は試料を結晶化することなく、単結晶細孔性錯体に包接するだけでX線構造解析する画期的な手法を開発した。これはこれまでの単結晶X線構造解析の常識を打ち破る画期的な成果であり、当初の予想を上回る結果を得ることができた。当初想定していなかった不安定化合物であるオゾニドや軸不斉を有する化合物まで結晶スポンジ法を拡張することに成功したため本年度の研究成果によって有機溶媒中で分子量500程度までの化合物を包接できるようになった。そこで本手法を用いて、不安定化合物や、これまでの手法ではX線構造解析できなかった化合物の構造解析を行っていく。また、細孔性錯体の細孔内に入らない大きな化合物や、水溶性化合物の包接、X線構造解析を行うための新規細孔性錯体の設計・合成を行っていく。今後は、有機合成研究者との共同研究などを通じて、最新の有機合成技術によって合成された化合物などの構造決定に結晶スポンジ法を応用していく。
脊髄神経磁気刺激による脳卒中片麻痺患者の歩行再建

脳血管障害の多くが後遺症として歩行障害を呈し、要介護の原因となっている。特に重症例に対する歩行再建において、麻痺筋に対する電気刺激療法が行われてきたが、電気刺激は疼痛が伴うため、充分な刺激が与えられなかった。また、刺激量が充分であったとしても単一筋への電気刺激では重症例の歩行再建は難しい。本研究では、電気刺激を、疼痛が生じにくいため強い刺激を与えることができる磁気刺激に置き換え、脊髄神経を刺激することで脳血管障害患者の歩行再建に有用かを検証するものである。本研究により、脊髄神経の磁気刺激が重症例にも有効であることが明らかになれば、有用な治療方法として確立でき、社会的意義は大きいと考える。
肺血栓塞栓症に対する術中超音波血栓溶解補助療法

A.まず,肺動脈血栓塞栓モデルを作成した.家兎を全身麻酔に気管切開,挿管,人工呼吸とした後,左開胸,左肺を露出した.右心室より左肺動脈にバルーンカテーテルを挿入し,さらに左肺動脈を剥離し,流量計プローブを装着した.1.当初の計画どおり左肺動脈単純遮断にて肺血流を遮断し血栓が作成されるかを検討した.1時間,3時間,6時間の単純遮断を行い,CCD顕微鏡にて肺末梢循環の変化を観察したが,単純遮断のみでは遮断時,肺組織末梢の血流は完全には消失せず,6時間まで遮断を行っても遮断解除後,末梢の血流は再開した.単純遮断のみでは肺動脈内に血栓を形成することが困難であることが判明した.2.肺動脈内に挿入したバルーンカテーテルにて左下肺動脈を閉塞し,線維素溶解阻害剤薬であるepsilon amino caproic acid (EACA)(150mg/kg)を20分間で投与,その後,15分してトロンビン(150NIH units/kg)を投与した.これにより肺末梢の血流が停止し,血栓が形成されたことがCCD顕微鏡による観察にて確認され,これを肺塞栓モデルとして使用することとした.B.Aの肺動脈閉塞モデルにt-PA(58万単位/kg)を投与した.CCD顕微鏡による観察で血流の再開が起こることを観察した.これにより血栓溶解療法の効果をCCD顕微鏡にて評価可能であることを証明した.C.当初予定した超音波発生装置が我々が使用する0.25から5w/cm^2程度の出力の範囲でのコントロールが困難で、組織の障害が強いことが判明したため,本田電子製の超音波発生装置,1MHz-20W(可変),及び300KHz-20W(可変)を選定,購入した.現在A.B.の実験で得られたモデルを1.コントロール群(生食投与群),2.ウロキナーゼ投与群,3.ウロキナーゼ投与+超音波照射群(1MHz,および300KHz,0.25Wから5W/cm^2連続照射)下の3群にわけ最も血栓溶解が早く,且つ組織障害の少ない条件を検討している.A.まず,肺動脈血栓塞栓モデルを作成した.家兎を全身麻酔に気管切開,挿管,人工呼吸とした後,左開胸,左肺を露出した.右心室より左肺動脈にバルーンカテーテルを挿入し,さらに左肺動脈を剥離し,流量計プローブを装着した.1.当初の計画どおり左肺動脈単純遮断にて肺血流を遮断し血栓が作成されるかを検討した.1時間,3時間,6時間の単純遮断を行い,CCD顕微鏡にて肺末梢循環の変化を観察したが,単純遮断のみでは遮断時,肺組織末梢の血流は完全には消失せず,6時間まで遮断を行っても遮断解除後,末梢の血流は再開した.単純遮断のみでは肺動脈内に血栓を形成することが困難であることが判明した.2.肺動脈内に挿入したバルーンカテーテルにて左下肺動脈を閉塞し,線維素溶解阻害剤薬であるepsilon amino caproic acid (EACA)(150mg/kg)を20分間で投与,その後,15分してトロンビン(150NIH units/kg)を投与した.これにより肺末梢の血流が停止し,血栓が形成されたことがCCD顕微鏡による観察にて確認され,これを肺塞栓モデルとして使用することとした.B.Aの肺動脈閉塞モデルにt-PA(58万単位/kg)を投与した.CCD顕微鏡による観察で血流の再開が起こることを観察した.これにより血栓溶解療法の効果をCCD顕微鏡にて評価可能であることを証明した.C.当初予定した超音波発生装置が我々が使用する0.25から5w/cm^2程度の出力の範囲でのコントロールが困難で、組織の障害が強いことが判明したため,本田電子製の超音波発生装置,1MHz-20W(可変),及び300KHz-20W(可変)を選定,購入した.現在A.B.の実験で得られたモデルを1.コントロール群(生食投与群),2.ウロキナーゼ投与群,3.ウロキナーゼ投与+超音波照射群(1MHz,および300KHz,0.25Wから5W/cm^2連続照射)下の3群にわけ最も血栓溶解が早く,且つ組織障害の少ない条件を検討している.
機能性酸化亜鉛膜の作製と光デバイスへの応用

本研究では、酸化亜鉛(ZnO)系光機能材料および次世代発光デバイスの創製を念頭に、不純物添加ZnO薄膜の作製とキャリア制御に取り組む。これまでに、添加元素の探索とデバイス作製の両方に有利なスパッタリング併用プラズマ化学気相堆積(CVD)装置を開発し、遷移金属元素添加ZnO薄膜の作製に成功している。本年度は、本装置を用いて無添加ZnO結晶の高品質化と希土類元素添加ZnO薄膜の作製に取り組み、以下の成果を得た。[1]サファイア基板上にc軸配向した無添加ZnO結晶が得られ、低温フォトルミネッセンス(PL)測定では自由励起子遷移が主体的なバンド端発光特性が観測された。[2]有機Er原料を用いたCVD法により、Er添加ZnO薄膜を作製することに成功した。成膜後に熱処理を施すとEr^<3+>イオンの4f殻内遷移に起因する1.5μm帯PLが得られ、その強度が900°C程度の酸素雰囲気中熱処理によって最大になることを見出した。[3]Er添加ZnO薄膜の1.5μm帯PLに関して、測定温度、励起波長および励起強度依存性を詳細に調査した。ZnO母体中の電子-正孔再結合を介してEr^<3+>イオンが励起される「間接励起」と、Er^<3+>イオン中の4f電子を直接励起する「直接励起」とを比較して、1.5μm帯発光を得るための励起効率は前者が優れていることを明らかにした。[4]ZnOのプラズマCVD成長中にEu_2O_3ターゲットのスパッタリングを生じさせてEu添加ZnO薄膜を作製し、as-grownの試料からEu^<3+>イオンの4f殻内遷移に起因する600-700nmの赤色発光を得ることに成功した。上記の結果は、本研究で開発した装置を用いて作製したEr添加およびEu添加ZnO薄膜が高性能ZnO系発光材料のベースとなり得る可能性を示しており、ZnO系赤外・可視域発光デバイス創出への寄与が見込まれる。本研究では、酸化亜鉛(ZnO)系光機能材料および次世代発光デバイスの創出を念頭に、不純物添加ZnO薄膜の作製とキャリア制御を行うことを目的とする。本研究ではまず、幅広い添加元素の探索とデバイス作製が可能な手法で不純物添加ZnO薄膜を作製するため、ヘテロ構造形成や大面積・低温プロセスに有利なプラズマ化学気相堆積(CVD)法をベースとした新手法を開発する。さらに、機能性不純物としてIII、V族元素、あるいは遷移金属・希土類元素に着目し、キャリア制御と発光機能付与を実現するための不純物添加技術の構築を目指す。本研究の最終目標は、不純物添加技術を効果的に活用した電流注入型の紫外・可視域発光デバイスの開発である。本年度は、不純物添加ZnO作製法の開発と、遷移金属添加ZnO薄膜の作製・評価に取り組み、以下の成果を得た。1.「スパッタ併用プラズマCVD装置」を独自開発した。本装置ではZnO薄膜のプラズマCVD成長中にRFスパッタリングによる不純物添加が可能で、所望のターゲットを設置することで幅広い添加元素の探索が可能である。2.スパッタ併用プラズマCVD装置を用いて遷移金属元素(Fe, Cr, Ni)添加ZnO薄膜の作製に成功した。ターゲットにステンレスを用いて遷移金属元素を添加し、c軸方向に高配向性を有する遷移金属添加ZnOが得られた。さらに、遷移金属元素ZnOに熱処理を施すことでZnOナノ構造が形成されることが明らかとなった。3.スパッタ併用プラズマCVD装置を用いてCu添加ZnO薄膜の作製に成功した。RF電力によるCu添加量の制御が可能であることを明らかにし、ppmオーダーでCuを添加したCu添加ZnOから緑色発光を得ることに成功した。

[4]ZnOのプラズマCVD成長中にEu_2O_3ターゲットのスパッタリングを生じさせてEu添加ZnO薄膜を作製し、as-grownの試料からEu^<3+>イオンの4f殻内遷移に起因する600-700nmの赤色発光を得ることに成功した。上記の結果は、本研究で開発した装置を用いて作製したEr添加およびEu添加ZnO薄膜が高性能ZnO系発光材料のベースとなり得る可能性を示しており、ZnO系赤外・可視域発光デバイス創出への寄与が見込まれる。
ストレングス視点を取り入れたポピュレーションアプローチ型健康増進プログラムの開発

初年度となる平成30年度には、ポピュレーションアプローチ型の健康増進プログラムで用いる「ストレングスセルフチェックシート(案)」の作成を行った。まず、先行研究で開発したストレングス測定尺度(36項目版)を基に素案を考えた。これは、ストレングス36項目をセルフチェックし、その結果をレーダーチャートにすることで、自己のストレングスのタイプを視覚化できるようにしたものである。本プログラムは、ポピュレーションアプローチ型の支援であるが、集団でのグループワークを取り入れた健康教育では、まず最初に自己のストレングスのタイプをセルフチェックしてもらう。次に、同じストレングスのタイプの参加者同士でグループ分けを行い、参加者間でストレングスを活かした生活習慣改善策を考え実施していくところに特徴がある。そのため、参加者が最初に自己のストレングスのタイプを認識できやすいツールである必要がある。実施計画では、生活習慣病予防の保健指導を担当している保健師・看護師・管理栄養士を対象としたグループインタビューを実施し、素案について意見をもらう予定であった。しかし、同時に進めていた個別指導用のツールの開発過程で、保健指導者を対象にしたグループインタビューを行った際、地域住民がまずストレングスとは何かということを十分理解する必要があるとの意見が多くあがった。そこで、あらためて一次予防におけるストレングスの概念について整理することにした。他領域におけるストレングスに関する文献検討と、これまで先行研究で明らかにしてきた一次予防におけるストレングスの特徴についてまとめることから始めた。以上のことから、現在、ストレングスセルフチェックシートについては、まだ案の段階である。ストレングスという概念を取り入れたポピュレーションアプローチ型の健康増進プログラムを実施するには、まず「ストレングス」の内容と、ストレングス視点を取り入れることの意義について、参加者にわかりやすく説明できることが重要であると、保健指導実践者からの意見を得た。そこで、プログラムで用いるストレングスセルフチェックシートの案を作成した時点で、先に一次予防におけるストレングスの概念を整理することになったため、当初の予定よりやや遅れている。今後は、一次予防におけるストレングスの概念について参加者にどのようにわかりやすく伝えることができるか、研究者間で議論を進める。同時に、令和元年には、保健指導実践者の意見を基に、ストレングスセルフチェックシートを完成させる。この後、具体的にプログラム内容を再検討したうえで、モデル的に少人数で実施し、評価・改善を加える予定である。本格的に地域から参加者を募り、ポピュレーション型の健康増進プログラムを実施するのは、令和2年とする。平成30年度は、プログラムでツールとして用いるストレングスセルフチェックシートを完成させるため、生活習慣病予防の保健指導を担当している保健指導者にグループインタビューを行う予定であった。しかし、同時に進めていた個別指導用のツール開発の研究のために行ったグループインタビューで、一次予防におけるストレングスの概念について、対象となる地域住民にわかりやすく説明する必要性が明らかになった。そこで、平成30年度は、ストレングスセルフチェックシートは案の段階まで作成し、次年度にグループインタビューを行うこととしたため、次年度使用額が生じた。
SPECT用糖代謝機能診断薬剤の開発とその臨床適用に関する基礎的研究

臓器、組織におけるエネルギー産生系としての糖代謝は生体がその機能を維持するために根元的な生化学的反応であり、診断対象組織の質的診断を目的とする核医学検査において、この糖代謝機能評価は重要な診断目標である。そこで、糖代謝の重要な基質であるグルコースを母体構造として、利用の広汎性の高いSPECTによる組織糖代謝機能診断用放射性薬剤の新規開発研究を目的として、本研究を計画した。まず、これまでにインビトロでの実験系により、所期の通りヘキソキナーゼの反応に対して拮抗阻害を有する事が確認されているグルコサミン誘導体であるN-(p-iodophenethyl)-glucosamine(IBGA)について、インビボでの有用性を評価する目的で、まずヨウ素ヨウ素交換反応によりI-125標識体を得た。ついでその体内分布をマウスを用いて検討したところ、脳への移行は低いものの、心筋への高い取り込みを示した。この機序に関しては不明であるが、グルコースの代謝反応に関与した心筋の画像化の可能性が示されたものであり、非常に興味深い結果である。また、コンピューターシュミレーションによる構造活性相関の検討から、グルコースの2位に置換基を導入することの妥当性が確認されたので、インビボにおける置換基のサイズの影響を検討する目的で種々の置換基の導入が容易に行えるように、2位の水酸基をチオール基に置換したグルコース誘導体2-thioglucoseを合成した。プレリミナリーな検討として、このチオール基をC-11で標識されたヨウ化メチルを用いてメチル化し、その標識体の動物体内動態を検討した。その結果、母体化合物であるグルコースに比較してその取り込みは低いものの、集積型の時間放射能曲線が得られ、本研究によりデザインされた化合物の核医学診断薬剤としての可能性がさらに示されたものと考えられる。臓器、組織におけるエネルギー産生系として糖代謝は生体がその機能を維持するために根元的な生化学的反応であり、診断対象組織の質的診断を目的とする核医学検査において、この糖代謝機能評価は重要な診断目標である。そこでまず、本年度これまでにインビトロでの実験系により、所期の通りヘキソキナーゼの反応に対して拮抗阻害を有する事が確認されているグルコミサン誘導体であるN-(p-iodophenethyl)-glucosamine(IBGA)について、本年度購入したアルミブロックを用いて極微量での加熱標識反応の検討を行った。IBGAはその比放射能を高くする目的で、ヨウ素-スズ交換反応により標識することを計画したが、原料化合物の合成が困難であり、インビボでの有用性を評価する目的で、まずヨウ素ヨウ素交換反応によりI-125標識体を得た。分離精製はHPLCを用い、放射化学的収率65%、放射化学的純度96%以上で、I-125-IBGAを得ることが出来た。この機序に関しては、来年度、ヨウ素-スズ交換反応の検討を会わせて行う予定であるが、グルコースの代謝反応に関与した心筋の画像化の可能性が示されたものであり、非常に興味深い結果である。また、本化合物を基礎として、さらにヘキソキナーゼの酵素中心に関与しうる化合物を、酵素結晶解析のデータより立体的に考察し、N-(p-iodophenyloctyl)-glycosamine(OIBGA)をドラッグデザインした。

本カ号物は現在合成中であり、来年度中に合成を終了し、標識反応を行うと共に、その体内分布を検討する予定である。臓器、組織におけるエネルギー産生系としての糖代謝は生体がその機能を維持するために根元的な生化学的反応であり、診断対象組織の質的診断を目的とする核医学検査において、この糖代謝機能評価は重要な診断目標である。そこで、糖代謝の重要な基質であるグルコースを母体構造として、利用の広汎性の高いSPECTによる組織糖代謝機能診断用放射性薬剤の新規開発研究を目的として、本研究を計画した。本年度はまず、昨年度に開発、合成したグルコサミン誘導体であるN-(p-iodophenetyl)-glucosamine(IBGA)の高比放射能標識体を得る目的で、ヨウ素-スズ交換反応により標識することを計画し、IBGAのスズ体の合成を行った。また、コンピューターシュミレーションによる構造活性相関の検討から、グルコースの2位に置換基を導入することの妥当性が確認されたので、インビボにおける置換基のサイズの影響を検討する目的で種々の置換基の導入が容易に行えるように、2位の水酸基をチオール基に置換したグルコース誘導体2-thioglucoseを合成した。プレリミナリーな検討として、このチオール基をC-11で標識されたヨウ化メチルを用いてメチル化し、その標識体の動物体内動態を検討した。その結果、母体化合物であるグルコースに比較してその取り込みは低いものの、集積型の時間放射能曲線が得られ、本研究によりデザインされた化合物の核医学診断薬剤としての可能性がさらに示されたものと考えられる。
脊索動物誕生の進化発生学的基盤：脊索形質獲得進化とオタマジャクシ型幼生の出現

脊索動物の進化は、繊毛を使って遊泳する幼生から、筋肉を備えた尾を使って遊泳するオタマジャクシ型の幼生の出現に起因する。脊索は脊索動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴づける最も重要な形質である。その脊索形成にはBrachyury遺伝子が重要な役割を果たす。しかし、Brachyury遺伝子の役割は脊索形成に特化したものではなく、もともと原腸形成に関連した役割を持っていたものが、脊索動物の進化の際に脊索形成に関わったものと考えられる。そこで、Brachyury遺伝子が担う脊索形成の機能を獲得する進化プロセスを明らかにすることから、脊索動物誕生の進化発生学的基盤の解明を目指した。「脊索」は脊椎動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴付ける最も重要な形質である。したがって、脊索形成の分子メカニズムの解明は脊椎動物体制構築の解明につながると同時に、脊索動物進化のメカニズムの理解に直結する。脊索形成にはT-box転写因子であるBrachyuryが重要な役割を果たす。しかし、Brachyuryの役割は脊索形成に特化したものではなく、もともと原腸形成に関連した役割をもっていたものが、脊索動物進化の際に脊索形成に関わったものと考えられる。そこで、Brachyury遺伝子が担う脊索形成の機能を獲得する進化プロセスを明らかにすることから、脊索動物門誕生の進化発生学的基盤の解明に迫ることを目指している。1.脊索形成獲得進化の分子的基盤最も祖先的な脊索動物の形質を残す頭索動物ナメクジウオの脊索細胞を顕微鏡下で単離しRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにナメクジウオ成体の脊索細胞にBrachyury遺伝子が発現していることが初めて明らかになり、特徴的な筋肉性の脊索形質であることが示された。2.原腸形成と脊索形成を制御するBrachyury遺伝子ネットワーク進化の解析これまでに、明らかにしてきた尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析に加えて、頭索動物ナメクジウオのBrachyury発現制御機構の解析を進めている。その結果、ナメクジウオにおいては原口、筋肉、脊索に発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきた。脊索動物門誕生の進化プロセスを解明する際に鍵となる祖先的な動物群である頭索動物ナメクジウオを用いたRNA-Seq解析に成功した。これまでに、明らかにしてきた尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析に加えて、ナメクジウオのBrachyury発現制御機構の解析を進めて、ナメクジウオにおいては原口、筋肉、脊索に発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきた。脊索動物の進化は繊毛を使って遊泳する幼生から、筋肉を備えた尾を使って遊泳するオタマジャクシ型の幼生の出現に起因する。しかし、Brachyuryの役割は脊索形成に特化したものではなく、もともと原腸形成に関連した役割を持っていたものが、脊索動物進化の過程で脊索形成に関わったものと考えられる。1.脊索形成獲得進化の分子的基盤最も祖先的な脊索動物の形質を残す頭索動物ナメクジウオの脊索細胞を顕微鏡下で単離してRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにナメクジウオ成体の脊索細胞にBrachyury遺伝子が発現していることが初めて明らかになり、特徴的な筋肉性の脊索形質であることが示唆された。さらに、筋肉細胞と神経細胞の単離解析の結果を統合して解析を進めている。2.原腸形成と脊索形成を制御するBrachyury遺伝子ネットワーク進化の解析頭索動物ナメクジウオと尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析を進めている。さらにナメクジウオのBrachyuryゲノム領域には原口、筋肉、脊索での発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきた。さらに、ナメクジウオゲノム比較情報をもとに解析を進めている。脊索動物門誕生の進化プロセスを解明する際に鍵となる祖先的な動物群である頭索動物ナメクジウオの成体を用いたRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにこれまで発生初期の原腸胚期から尾芽胚期の形態形成期に脊索細胞での発現が報告されていたBrachyury遺伝子がナメクジウオにおいては成体の脊索細胞にも発現していることが初めて示された。また、ナメクジウオに特徴的な筋肉性の脊索形質の分子的な基盤を提示することができた。

一方、尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析に加えて、ナメクジウオのBrachyury発現制御機構の解析をホヤ胚を用いることで進めることが可能となり、原口、筋肉、脊索での発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになってきている。さらに発現制御領域を限定するためのコンストラクトを作成して解析を進めている。脊索動物の進化は繊毛を使って遊泳する幼生から、筋肉を備えた尾を使って遊泳するオタマジャクシ型の幼生の出現に起因する。「脊索」は脊椎動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴付ける最も重要な形質である。したがって、脊索形成の分子メカニズムの解明は脊椎動物体制構築の解明につながると同時に、脊索動物進化のメカニズムの理解に直結する。脊索形成にはT-box転写因子であるBrachyuryが重要な役割を果たす。しかし、Brachyuryの役割は脊索形成に特化したものではなくもともと原腸形成に関連した役割を持っていたものが、脊索動物進化の過程で脊索形成に関わったものと考えられる。そこで、Brachyury遺伝子が担う脊索形成の機能を獲得する進化プロセスを明らかにすることから、脊索動物門誕生の進化発生学的基盤の解明に迫ることを目指している。1.脊索形成獲得進化の分子的基盤最も祖先的な脊索動物の形質を残す頭索動物ナメクジウオの脊索細胞を顕微鏡下で単離してRNA-Seq解析に成功した。その結果、興味深いことにナメクジウオ成体の脊索細胞にBrachyury遺伝子が発現していることが初めて明らかになり、特徴的な筋肉性の脊索形質であることが示唆された。さらに、筋肉細胞と神経細胞の解析の結果を統合することによって、脊索動物の起源を探るために重要となるナメクジウオの脊索細胞、筋肉細胞、神経細胞の分子的基盤を示した。2.原腸形成と脊索形成を制御するBrachyury遺伝子ネットワーク進化の解析頭索動物ナメクジウオと尾索動物ホヤのBrachyury発現制御機構の解析を進めてきた。ナメクジウオのBrachyuryゲノム領域には原口、筋肉、脊索での発現を制御する領域がそれぞれ存在することが明らかになった。さらに、ナメクジウオゲノム比較情報をもとに解析を進めた。脊索動物の進化は、繊毛を使って遊泳する幼生から、筋肉を備えた尾を使って遊泳するオタマジャクシ型の幼生の出現に起因する。脊索は脊索動物体制における中軸器官であると同時に、脊索動物を特徴づける最も重要な形質である。その脊索形成にはBrachyury遺伝子が重要な役割を果たす。しかし、Brachyury遺伝子の役割は脊索形成に特化したものではなく、もともと原腸形成に関連した役割を持っていたものが、脊索動物の進化の際に脊索形成に関わったものと考えられる。そこで、Brachyury遺伝子が担う脊索形成の機能を獲得する進化プロセスを明らかにすることから、脊索動物誕生の進化発生学的基盤の解明を目指した。これまでに、頭索動物ナメクジウオと尾索動物ホヤを用いた研究を中心に据えて解析を進めてきたが、今後は脊索を持たない動物群である半索動物ギボシムシおよび棘皮動物ヒトデを用いた解析をさらに推進していく。また、これまで各動物群のBrachyuryタンパク質に対する特異的抗体の作成を様々な方法により試みてきたが、ChIP解析によって安定的な結果が得られる抗体の作成には至っていない。
染色体凝縮タンパク質複合体コンデンシンの基本機能と分子構造の解析

コンデンシンは、SMC2/SMC4の二つのATPaseタンパク質と、三つのnon-SMCタンパク質からなるタンパク質複合体で、分裂期(M期)染色体凝縮に必須な因子である。近年、修復、チェックポイントの活性化、転写抑制にもこの酵素が関与することが報告されている。精製したコンデンシンはATP依存的にDNAに正のらせんを導入する活性を持ち、この活性が細胞内のクロマチン構造の制御に寄与する。高等真核生物ではコンデンシンIとコンデンシンIIの二つのタイプのコンデンシンが存在している。申請者は、コンデンシンIが間期においてM期と別な場所がCK2によりリン酸化されていることを見出した。M期リン酸化とは逆に、間期リン酸化はコンデンシンIの活性を著しく抑制した。細胞周期におけるこの抑制的なリン酸化の時間的空間的な制御機構を解析したところ、M期において染色体に結合したコンデンシンIでCK2リン酸化のレベルが低下していた。さらに、ツメガエル卵抽出液の系において、コンデンシンIのCK2リン酸化を上昇させると、染色体の凝縮は阻害された。これらの結果から、細胞周期においてコンデンシンIの機能は、M期キナーゼCdc2だけではなくCK2によっても制御されていることが示唆された。また、申請者はコンデンシンIIのM期における染色体結合にCdc2の活性化に加えて、PP2Aが必須であることを見出した。興味深いことに、コンデンシンIIの染色体結合にはPP2Aのボスファターゼ活性は不必要で、PP2Aは酵素としてではなく、運搬タンパク質として機能することが示唆された。コンデンシンは、SMC2/SMC4の二つのSMC ATPaseタンパク質と三つのnon-SMCタンパク質からなるタンパク質複合体で、M期の染色体凝縮に必須の因子である。近年、修復、チェックポイントの活性化、転写制御にもこの酵素が関与することが報告されている。コンデンシンは、in vitroでATP依存的にDNAに正の超らせんを導入する活性を持つ。我々は、コンデンシンが間期においてM期とは別の部位がCK2によりリン酸化されていることを見いだした。M期でのリン酸化とは逆に、間期リン酸化はコンデンシンの活性を著しく抑制した。細胞周期における、このCK2による抑制的なリン酸化の制御を調べたところ、M期染色体上でCK2部位のリン酸化レベルが著しく低下していた。さらに、ツメガエルの卵抽出液の系において、コンデンシンのCK2コンセンサス部位のリン酸化レベルを上昇させると、染色体の凝縮は阻害された。これらの結果から、細胞周期においてコンデンシンの機能は、M期キナーゼCdc2だけでなく、CK2によっても制御されていることが示唆された。また、コンデンシンの機能をさらに詳細に解析するために、昆虫細胞でコンデンシンの組換タンパク質を発現させ精製した。この組換えタンパク質は、内在性のコンデンシンを相補した。今後は、ATP結合部位やリン酸化部位のアミノ酸残基を置換した、コンデンシンの変異体を作製して、その機能を解析する予定である。コンデンシンは、細胞分裂期(M期)染色体凝縮において中心的な役割を担うタンパク質複合体である。真核生物にはコンデンシンIとコンデンシンIIの二つのタイプのコンデンシンが存在し、染色体凝縮において協調的にしかしながら別個に機能している。申請者は、コンデンシンの二つのアイソフォームの染色体結合の制御機構を詳細に解析した。その結果、コンデンシンの染色体結合の大部分はCdc2キナーゼによって制御されているが、その一部はヒストンH3の生理的なリン酸化キナーゼであるAurora Bによって制御されていることが明らかになった。コンデンシンIとコンデンシンIIの染色体結合の時期や、染色体結合の安定性は異なることから別個の制御機構が存在することが予想される。申請者は、M期の代表的な脱リン酸化酵素であるPP2AがコンデンシンIIの染色体結合を制御することを明らかにした。

一方、コンデンシンIの染色体結合はPP2Aには非依存的であった。さらに興味深いことに、ホスファターゼ活性を持たない変異体のPP2Aも、野生型のPP2Aと同様にコンデンシンIIを染色体にリクルートすることができることを明らかにした。これらの実験結果から、PP2Aにはホスファターゼとしての機能以外に、コンデンシンIIをM期特異的に染色体にリクルートするホスファターゼ活性に依存しない新規機能が存在することが示唆された。また、PP2Aのホスファターゼ活性の阻害剤であるオカダ酸は、PP2Aのリクルーターとしての機能も阻害することを明らかにした。
新規疎水性触媒システムを用いる水中での脱水反応の開発

水中での有機合成反応、中でも反応基質に対して極少量の触媒を用いる触媒的合成反応の開発は、環境調和型化学反応開発の観点から、極めて重要な課題である。更に、水が有する特異な性質を積極的に活用することにより、有機溶媒中では実現できなかった反応性・反応選択性を具現できる可能性があり、反応化学の視点からも興味深い研究領域である。筆者らは以前に、界面活性剤とBronsted酸との性質を併せ持つ分子であるドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)が、水中での脱水エステル合成反応に有効な触媒であることを報告した。このような「水中での脱水反応」は、従来の化学の常識から逸脱したユニークなものである。本年度は、この反応系を発展させ、以下の触媒反応系を開発した。(1)ポリスチレン樹脂に長鎖アルキル基を導入した高疎水性高分子型スルホン酸触媒を開発し、水媒体中での種々の反応(エステル、チオエステル、アセタール、ケイ素エーテルの加水分解等)に有効であることを示した。本触媒系では、触媒の構造と、スルホン酸残基の導入率が、触媒活性に重要であることを明らかにした。(2)アリルアルコール類をアリル化剤として用いる、パラジウム触媒による水媒体中でのアリル位置換反応を開発した。本反応は一種の脱水反応であり、大量の水が媒体として存在している反応系でも効率的に進行するという点で、重要かつ興味深い触媒システムである。また、本反応の高速化に、ある種のカルボン酸の添加が有効であることを見出した。以上の研究成果は、水中での新触媒システムの開発に重要な指針を与えるものであると考えられる。筆者らはすでに、界面活性剤とBronsted酸との性質を併せ持つ分子であるドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)が、水中での脱水エステル合成反応に有効な触媒であることを報告した。本研究ではこの反応系を発展させ、以下の触媒反応系を開発した。(1)DBSAを用いる水中での脱水的エーテル化反応、チオエーテル化反応、ジチオアセタール化反応、トランスエステル化反応を開発した。また、これらの水中脱水反応の効率を支配する因子について明らかにした。(2)高疎水性高分子担持型スルホン酸触媒が、水中での脱水エステル化反応に有効であることを見出した。本触媒は、反応終了後に回収し、再使用することが可能である。また、本触媒において、高分子へのスルホン酸残基の導入率が触媒能に大きく影響を与えることを明らかにした。(3)上記の高疎水性高分子担持型スルホン酸触媒が、水のみを溶媒として用いるチオエステルの加水分解反応に、他の酸触媒と比較して遥かに有効であることを見出した。また、チオエステルからチオエーテルへの官能基変換反応も効率的に進行することも明らかにした。