hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症歯周組織におけるアデノシンの作用およびその作用機序に関する解析

炎症反応のregulatorとして重要な役割を演じていると考えられているアデノシンが、歯周組織構成細胞の機能に如何なる影響を及ぼすかについて検討した。その結果、歯肉線維芽細胞はアデノシンレセプターサブタイプA1,A2a, A2bのmRNAを発現していること、アデノシンおよびアデノシンレセブターアゴニストの刺激により歯肉線維芽細胞からIL-6,IL-8産生が誘導されること、またその制御機構として歯肉線維芽細胞内のcAMPレベルの上昇、PKA, PKCおよびPLCがそのシグナル伝達に関与していることが示唆された。さらにアデノシンによる刺激は歯肉線維芽細胞からのヒアルロン酸合成酵素mRNAの発現亢進、およびIL-1β刺激により誘導されるICAM-1発現の抑制を惹起することも明らかにされた。次に歯肉上皮細胞へのアデノシンの作用を検討したところ、歯肉上皮細胞もアデノシンレセプターサブタイプA1,A2a, A2bのmRNAを発現していることが明らかにされ、アデノシンレセプターアゴニストの刺激によりiNOSmRNAの発現が亢進し、NO_2^-/NO_3^-の産生も亢進することが示された。また、このNO生産制御には、細胞内cAMPレベルの上昇およびCREBのリン酸化が関与していることも明らかになった。さらに歯肉上皮細胞からのNO産生に関しては、IL-15による制御も受けていることが明らかにされ、その産生制御にはERK1/2の活性化が関与し七いる可能性が示唆された。これらの結果は、歯周組織を構成している細胞群の機能がアデノシンによる制御を受けている可能性を強く示唆している。in vitroにて継代培養しているヒト歯肉線維芽細胞(HGF)のサイトカイン産生、とりわけ炎症性サイトカインの一つとして歯周病の病態形成に密接に関連していると考えられるIL-6の産生に及ぼすアデノシン、アデノシンレセプターアゴニストの影響につき検討を加えた。その結果、アデノシンおよびアデノシンレセプターアゴニストの1つである2-chloroadenosine(2-CADO)にてHGFを刺激することによりIL-6の産生が惹起されることがELISAの結果より明らかとなった。また、細胞内cAMPを上昇させることが知られているProstaglandin E1あるいはforskolinの刺激でHGFからのIL-6産生が誘導されること、アデノシンあるいは2-CADOがHGF内のcAMP濃度を高めること、プロテインキナーゼA(PKA)の阻害剤であるH89でアデノシンによるIL-6産生誘導が阻害されることから、cAMPおよびPKA経路がアデノシンによるHGF内刺激伝達において重要な役割を演じていることが示された。また、アデノシンレセプターサブタイプ特異的なアンタゴニストを用いた阻害実験から、アデノシンA2bレセプターが相対的に重要な役割を演じていることが示唆された。また、HGFをアデノシンおよび2-CADOで刺激することによりヒアルロン酸合成酵素(HAS)のmRNAレベルの亢進が認められており、この作用発現にcAMPおよびPKAの関与が認められるか否かを現在検討している。また、歯肉組織より選択培地を使用することにより歯肉上皮細胞を単離培養することにすでに成功しており、次年度はこの上皮系細胞のサイトカイン産生を本年度と同様の手法により検討する予定である。歯肉上皮細胞の細胞機能に対するアデノシンおよびアデノシンレセプターアゴニストの影響につき検討を加えるため、まず歯肉上皮細胞の単離培養を行った。さらに、さら上記細胞をSV-40T抗原を用いてtransformし、不死化細胞株epi4の樹立に成功した。

本年度はこれら細胞を用いて、歯肉上皮細胞における一酸化窒素(NO)産生およびiNOSmRNA発現に対する種々のアデノシンレセブターアゴニストの影響を検討した。RT-PCRによる解析から、歯肉上皮細胞はアデノシンレセプターサブタイプA1,A2a,A2bのmRNAを発現していることが明らかとなった。サブタイプA3のmRNAの発現は検出されなかった。アデノシンレセプターアゴニストである2-chloroadenosine(2-CADO)を歯肉上皮細胞ならびにepi4に作用させたところ、これら細胞におけるiNOS mRNAの発現が亢進することが確認された。この2-CADO刺激により誘導されるiNOS mRNA発現はアデノシンレセプターアンタゴニストのxanthine amine congener(XAC)の添加により特異的に抑制された。また、2-CADO刺激によりepi4からのNO_2^-/NO_3^-の産生も亢進し、その産生亢進がiNOSの選択的阻害剤であるAMTにより抑制されることが確認された。さらに、A1,A2aアデノシンレセプターサブタイプ選択的アゴニストであるCPAおよびCGS-21680刺激にて同様にNO_2^-/NO_3^-が亢進することより、歯肉上皮細胞からのNO産生制御にアデノシンレセプターA1およびA2aが関与していることが示唆された。次年度は歯根膜細胞、歯肉上皮細胞におけるヒアルロン酸合成酵素(HAS)、ヒアルロン酸分解酵素発現に及ぼすアデノシンの影響を検討する予定である。歯肉上皮細胞における一酸化窒素(NO)産生に及ぼすアデノシンの影響を検討したところ、アデノシンレセプターアゴニストである2-CADO, CPAおよびCGS-21680の刺激により歯肉上皮細胞のiNOS発現およびNO_2/NO_3産生が亢進することから、歯肉上皮細胞からのNO産生制御にアデノシンレセプターA1およびA2aが関与している可能性が示唆された。さらに、同上刺激により歯肉上皮細胞内のcAMP濃度が上昇しcAMP responsive element binding protein(CREB)のリン酸化亢進が認められ、アデノシン刺激による歯肉上皮細胞のNO産生制御には、これらの細胞内シグナル伝達系路が関与している可能性が示唆された。また、歯肉上皮細胞によるNO産生に関しては、IL-15刺激により同上細胞からのNO産生が亢進され、その作用がCytochalasinDにより阻害されたことから、IL-15によるNO産生制御にはERK1/2の活性化が関与している可能性が示唆され、歯肉上皮細胞によるNO産生が複数の細胞内シグナル伝達系路を介して制御されていることが明らかとなった。次に、歯肉線維芽細胞による炎症性サイトカインおよびヒアルロン酸産生に対するアデノシンの影響を検討したところ、IL-1β刺激で誘導されるIL-6, IL-8の産生およびヒアルロン酸合成酵素(HAS)mRNAの発現亢進が2-CADO, CPA, CGS21680刺激および2-CADO、CPA刺激によりそれぞれ相乗的に亢進することが明らかとなった。また、アデノシンによるIL-6およびIL-8の産生亢進がH89, Ro31-8220およびU73122の添加により抑制されることから、歯肉線維芽細胞内のPKA, PKCおよびPLCがそのシグナル伝達に関与しているものと示唆された。
チフス菌 Vi多糖の生合成に関する研究

チフス菌の病原因子として重要なvi多糖体(Gal NAcAからなるホモポリマー)の生合成に必要な4つの遺伝子のうち、vipA産物の機能について解析した。vipA遺伝をtacプロモーター下流にクローニングし、大腸菌XL1-Blueに導入、IPTGで誘導しvipA産物を大量発現させた。菌体をソニケートで破壊、遠心し上清を粗酵素液として使用した。これをNAD存在下で低濃度のUDP-GlcNAc(20μM)と30Cで反応させると、新規化合物が形成されることがわかった。化合物のろ紙クロマトグラフィー上での移動度を調べたところUDP-GlcNAcからPseudomonas ATCC25020の菌体抽出液を作用して作製したUDP-GlcNAcA標品と同じ移動度を示すことがわかった。またカルボジイミドで還元後、ホスホジエステラーゼ、アルカリホスファターゼで処理すると、GlcNAc標品と同じ移動を示したことから、この化合物をUDP-GlcNAcAと同定し、vipA産物はUDP-GlcNAc dehydrogenase活性を示すことがわかった。この酵素の至適pHは9.0で0.1M以上の硫酸アンモニウムにより活性化され0.1mM p-Chloromercuribenzoateにより阻害されることからMicrococcus luteus由来の同酵素と類似の性状を示すことがわかった。また抽出液を種々の濃度のUDP-GlcNAcと作用させると、0.5mM以上ではアッセイ系に含まれるUDP-GlcNAc-2-epimeraseとUDP-ManNAcA dehydroqenaseの影響を強くうけ主にUDP-ManNAcAの生成がみられた。これらの酵素をコードする遺伝子rffE、rffDをTn10で不活化した大腸菌をプラスミドホストに使用することでこの影響を除くことができた。チフス菌のVi抗原はGalNAcAのホモポリマーからなり、この菌の重要な病原因子と考えられている。Salmonella dublin、S.paratyphiC、Citrobacter freundiiにも同じ抗原性をもつ莢膜多糖、これらもViと呼ばれている、が分布することが知られているが、これらについては遺伝学的な解析が進んでいない。チフスのViとこれら莢膜との系統関係を明らかにすることはViの生合成や進化を考える上でも重要と考え、チフス菌のVi遺伝子クラスターの先頭に位置するvipR塩基配列からPCRプライマーを作成し、他菌からDNAを増幅しその塩基配列を比較した。使用したすべてのVi陽性株から期待したサイズのPCR産物、約750-bpが増幅された。vipR変異を持つチフス菌を使った相補試験により、他のVi陽性株においてもvipR産物の機能が保存されていることを確認した。塩基配列の解析からVi抗原はチフスを含むサルモネラグループとC.freundiiとに分類されることがわかった。サルモネラのvipR遺伝子は非常によく保存されており実験に使ったすべての血清型、菌株間で完全に一致した。ごく最近サルモネラ間でVi遺伝子クラスターを含むDNAの水平伝播が起こった可能性が示唆される。C.freundiiとサルモネラグループとではアミノ酸レベルで68%の相同性しか示さず、これらは共通の祖先遺伝子から派生してきたが比較的早い時期に分岐したと考えられる。
二次元高分子組織体の光駆動制御

我々は、アゾベンゼンを側鎖に持つポリビニルアルコールの水面単分子膜が光照射で従来になく大きくかつ再現性の良い面積変化をもたらすことを見いだし、この現象の理解に向けての研究を進めている。そこで本領域研究の本年度は、微視的視野での応答挙動に関する知見を得る目的で、ブリュースター角顕微鏡(BAM)を用いて、光異性化状態と単分子膜の特徴、及び光照射に伴う形態変化の直接観測を進めた。ごく最近、単独のドメイン膜小片を追尾観測できる光照射型可動トラフ装置を製作することにより、従来得られなかった多くの新知見を得ることができるようになった。6Azn-PVAのトランス体及びシス体(約90%含量)単分子膜の圧縮過程での各段階のBAM像を得た。圧縮前のトランス体単分子膜は固い直線的な輪郭を持つ多くの氷山様ドメインよりなり、圧縮に伴う表面圧の増大とともに完全ではないがしだいに均一化した。トランス体の膜は、力学的応力によって、クラックを生じ、剛性の高い膜であることがわかった。単分子膜の崩壊後は圧縮方向に垂直なストライプ状模様を与えた。一方、シス体の単分子膜は流動的で容易に変形するものであり、圧縮によって容易に均一な膜が得られた。単分子膜の崩壊後も反射率が大きく増大するのみで、均一な膜であった。圧縮前0mN/mでのトランス体の膜へ紫外光をあてた際の6Azn-PVA単分子膜の形態変化を観測した。UV照射によりいずれもトランス体の膜で見られる直線的な輪郭を持つ氷山様のドメイン構造は失われ、にわかに流動化した。その過程はスペ-サ長の違いにより差異を生じた。2mN/mの圧縮下、UV→Visのサイクルで光化学的にトランス型の膜を容易に均一化できることも分かった。下部から光照射が可能でX-Yステージを備えた小型トラフを自作し、単独膜ドメインの光照射下での追尾BAM観測を行った。この測定により、膜の伸縮挙動における光照射強度依存性、約5倍にも及ぶ非圧縮下での固有の膜変形挙動、膜の膨張過程での誘導時間の存在、可視光照射下での自己収縮性等、従来型のトラフでは得られなかった多くの情報を得ることができた。
新世界ザル採食果実の匂い物質から模索する霊長類の感覚生態

ヒトを含めて霊長類は視覚の動物と考えられ、特に色覚は熟した果実の採食に重要と考えられてきた。しかし、霊長類の果実採食において、匂い嗅ぎ行動が頻繁に観察されることや、色覚において不利とみられてきた「赤緑色弱」が、昆虫などのカモフラージュ資源の獲得に有利であるという近年の知見などから、ヒトを含めた霊長類の感覚進化を再考する必要が生じた。果実は熟するにつれ、色や匂いを変化させ、果実食動物を惹きつける。動物の果実選択における色の効果は多く研究されてきたが、果実の匂い、動物の嗅覚、視覚の相互関係については知見が乏しかった。そこで本課題は、野生のシロガオオマキザル(Cebus imitator)の行動観察と、その採食果実の色度及び匂い物質の測定の統合を試みた。その結果、熟するにつれて匂い総量が増加する果実ほどサルは匂い嗅ぎ行動をより頻繁にとる、即ち、匂い嗅ぎ行動の頻度と果実の成熟に伴う匂い総量の増加に正の相関があることを明らかにした。また、2色型色覚(「赤緑色弱」)個体は3色型色覚(「正常色覚」)個体よりも頻繁に匂い嗅ぎを行い、色覚の不利を補う戦略をとっていることを明らかにした。これらの結果により、果実の物性、植物の種子散布戦略、動物の感覚、動物の採食戦略が複雑に相互作用している実態を明らかにし、霊長類の多様な採食行動への理解を深めた。本課題は、様々な植物種に対して、果実の色や匂いの多様な変化パターンに応じて、霊長類が色覚や嗅覚を相補的に、柔軟に使い分ける戦略をとっている実態を明らかにした。霊長類は、視覚や聴覚、嗅覚といった感覚を通じて外界の情報を認知している。中でも視覚に関する知見は多く、3色型色覚を持つ霊長類は、遠方の果実などの食べ物を見分ける際に有利であると考えられてきた。しかし、近年の研究から従来の視覚重視の考えに疑問が持たれるようになってきた。ただし、霊長類が食する果実の匂い成分が、成熟に応じてどのように変化しているのか、またこれらの匂いが霊長類の果実の選好性にどのように関与しているのかは、未知である。匂いの他にも、果実は、成熟に応じて色や大きさ、固さなどの様々な性質を変化させることが知られており、霊長類が、果実採食においてどのような特徴を重視し、選択するのかを解明することは、霊長類がどのような感覚を使って採食するのかを理解するうえで非常に重要である。そこで本研究はコスタリカのグアナカステ保全区内サンタロサ地区において、色覚多様性が既知であるノドジロオマキザル(Cebus capucinus)が実際に食する果実の採集を行う。果実は、シリカ母材のカーボングラファイト含有である吸着剤とともに密閉したオーブンバッグに入れ、匂いを捕集した。果実1種につき成熟段階ごとに3段階に分け、それぞれ5回ずつ匂い捕集を行った。現在、4種の果実の成分分析、及び分析結果を基にした主成分分析までが完了している。その結果、いくつかの果実において、成熟段階に応じて果実の揮発性有機物(VOC)の総量や組成が変化していることわかった。また、種によっては熟度による色の変化よりも匂いの変化の方が大きいという結果も得られている。今後より詳細な解析と検討が必要だが、今回の分析の結果、果実の匂いが霊長類の採食行動に大きな手掛かりとなっていることが予想される。野外調査により、ノドジロオマキザルの野生群が実際に食する果実の採集を行うことができた。そして、匂いの吸着剤の材質、吸着条件の検討を進展させた。いくつかの果実において、成熟段階に応じて果実の揮発性有機物(VOC)の総量や組成が変化していることわかり、種によっては熟度による色の変化よりも匂いの変化の方が大きいという結果は、今後の研究の弾みとなる。本研究はコスタリカのグアナカステ保全区内サンタロサ地区において、色覚多様性が既知であるノドジロオマキザル(Cebus capucinus)が実際に食する果実の採集を行い、シリカ母材のカーボングラファイト含有である吸着剤とともに密閉したオーブンバッグに果実を入れ、匂いを捕集し、果実1種につき成熟段階ごとに3段階に分け、それぞれ5回ずつ匂い捕集を行い、昨年に引き続き、果実の成分分析、及び分析結果を基にした主成分分析を行っている。いくつかの果実において、成熟段階に応じて果実の揮発性有機物(VOC)の総量や組成が変化していることわかり、種によっては熟度による色の変化よりも匂いの変化の方が大きいという傾向が示された。

成熟段階に応じて果実の揮発性有機物(VOC)の総量や組成が変化していることわかり、種によっては熟度による色の変化よりも匂いの変化の方が大きいという傾向は、今後の解析に検証項目として有効となる。ヒトを含めて霊長類は視覚の動物と考えられ、特に色覚は熟した果実の採食に重要と考えられてきた。しかし、霊長類の果実採食において、匂い嗅ぎ行動が頻繁に観察されることや、色覚において不利とみられてきた「赤緑色弱」が、昆虫などのカモフラージュ資源の獲得に有利であるという近年の知見などから、ヒトを含めた霊長類の感覚進化を再考する必要が生じた。果実は熟するにつれ、色や匂いを変化させ、果実食動物を惹きつける。動物の果実選択における色の効果は多く研究されてきたが、果実の匂い、動物の嗅覚、視覚の相互関係については知見が乏しかった。そこで本課題は、野生のシロガオオマキザル(Cebus imitator)の行動観察と、その採食果実の色度及び匂い物質の測定の統合を試みた。その結果、熟するにつれて匂い総量が増加する果実ほどサルは匂い嗅ぎ行動をより頻繁にとる、即ち、匂い嗅ぎ行動の頻度と果実の成熟に伴う匂い総量の増加に正の相関があることを明らかにした。また、2色型色覚(「赤緑色弱」)個体は3色型色覚(「正常色覚」)個体よりも頻繁に匂い嗅ぎを行い、色覚の不利を補う戦略をとっていることを明らかにした。これらの結果により、果実の物性、植物の種子散布戦略、動物の感覚、動物の採食戦略が複雑に相互作用している実態を明らかにし、霊長類の多様な採食行動への理解を深めた。本課題は、様々な植物種に対して、果実の色や匂いの多様な変化パターンに応じて、霊長類が色覚や嗅覚を相補的に、柔軟に使い分ける戦略をとっている実態を明らかにした。得られた匂い成分データと果実種の違い、熟度の違い、サルの採食行動の違い、果実の他の物性(サイズ、硬度、反射分光特性など)とのより詳細な統計分析を行う。引き続き、得られた匂い成分データと果実種の違い、熟度の違い、サルの採食行動の違い、果実の他の物性(サイズ、硬度、反射分光特性など)とのより詳細な統計分析を行う。試料の匂い測定法の検討により経費の節減ができたため。理由:昨年に引き続き、試料の匂い測定法の検討により経費の節減ができたため。使用計画:当初の予定より果実の測定数を増やし、より多くの試料の分析を行う。当初の予定より果実の測定数を増やし、より多くの試料の分析を行う。
バイオマスエネルギー作成と利用のための最適条件の探索

ヤトロファ種子のBDF利用に関してこれまで多くの報告がある.種子からのより多くの油を回収するには機械化によるコスト増加や投入エネルギーの増加があり,ビジネス化のネックとなっている.低コストで搾油率を高めることができれば,ビジネス化が大きく前進すると考えられる.これまで,水中での衝撃波処理が植物細胞の崩壊を引き起こすことが報告されているが,搾油効率に対しての効果は研究されていない.試験の結果,種子そのままの状態で衝撃波を与えても影響が見られなかったが,破砕した種子に液中で衝撃波を加えることで搾油率の著しい向上が見られた.したがって,種子油のBDF化に着眼し,搾油後に転化されるメタノールを溶媒として破砕種子を実験に供試した.本研究では,種子に対するメタノールの割合と浸漬処理,衝撃波による処理回数が搾油率に与える影響およびその処理特性について調査した.なお,浸漬処理は20°C,2時間の弱浸漬処理,55°C,10日間の強浸漬処理の2処理区を設け,搾油は圧搾機を用いて圧力一定条件(7.14MPa)で行った.研究の結果,弱浸漬処理の場合,衝撃波の回数および種子に対するメタノールの割合を増やす程,搾油効率が増加した.一方,強浸漬処理の場合,種子:メタノール=1:3.5(重量比)以上で搾油効率が増加しないことが明らかとなった.強浸漬処理の方が搾油率が高く,最大搾油効率は94%であった.機械化による食糧油の搾油率が9割弱であることを考慮すると,今回の前処理によって高い搾油率が達成された.走査電子顕微鏡による観察により,衝撃波を与えた種子(仁)が崩壊している様子が確認された.また,比表面積の増加が見られた.これらの結果から,衝撃波による物理的な細胞崩壊によって搾油率が向上したことが示唆された.また,衝撃波処理によって搾油残渣のメタン発酵が促進されていた.本実験では,ヤトロファ種子と溶媒浸漬,衝撃波処理によって搾油効率の増加が確認された.溶媒を添加させることで,搾油効率が増加することはこれまでの研究で知られているが,メタノールを溶媒に利用することで,搾油後の回収率を低下させることなくBDF化の行程へとスムーズに進むことができる利点がある.さらに,浸漬時間,温度を調整することで搾油コストを抑えられる可能性がある.また,衝撃波による種子処理が搾油残渣のメタン発酵化に対しても効果が期待でき,今後さらに調査,研究を行いたい.これらの結果を取り纏め国際学会誌に投稿し2報は既に受理され,残り2報は審査中である.ヤトロファ種子のBDF利用に関してこれまで多くの報告がある.種子からのより多くの油を回収するには機械化によるコスト増加や投入エネルギーの増加があり,ビジネス化のネックとなっている.低コストで搾油率を高めることができれば,ビジネス化が大きく前進すると考えられる.これまで,水中での衝撃波処理が植物細胞の崩壊を引き起こすことが報告されているが,搾油効率に対しての効果は研究されていない.試験の結果,種子そのままの状態で衝撃波を与えても影響が見られなかったが,破砕した種子に液中で衝撃波を加えることで搾油率の向上が見られた.したがって,種子油のBDF化に着眼し,搾油後に転化されるメタノールを溶媒として破砕種子を実験に供試した.本研究では,種子に対するメタノールの割合と浸漬処理,衝撃波による処理回数が搾油率に与える影響およびその処理特性について調査した.なお,浸漬処理は20°C,2時間の弱浸漬処理,55°C,10日間の強浸漬処理の2処理区を設け,搾油は圧搾機で圧力一定条件(7.14MPa)で行った.研究の結果,弱浸漬処理の場合,衝撃波の回数および種子に対するメタノールの割合を増やす程,搾油効率が増加した.一方,強浸漬処理の場合,種子:メタノール=1:3.5(重量比)以上で搾油効率が増加しないことが明らかとなった.強浸漬処理の方が搾油率が高く,最大搾油効率は94%であった.機械化による食糧油の搾油率が9割弱であることを考慮すると,今回の前処理によって高い搾油率が達成された.走査電子顕微鏡による観察により,衝撃波を与えた種子(仁)が崩壊している様子が確認された.また,比表面積の増加が見られた.これらの結果から,衝撃波による物理的な細胞崩壊によって搾油率が向上したことが示唆された.また,衝撃波処理によって搾油残渣のメタン発酵が促進されていた.本実験では,ヤトロファ種子と溶媒浸漬,衝撃波処理によって搾油効率の増加が確認された.溶媒を添加させることで,搾油効率が増加することはこれまでの研究で知られているが,メタノールを溶媒に利用することで,搾油後の回収率を低下させることなくBDF化の行程へとスムーズに進むことができる利点がある.さらに,浸漬時間,温度を調整することで搾油コストを抑えられる可能性がある.また,衝撃波による種子処理が搾油残渣のメタン発酵化に対しても効果が期待でき,今後さらに調査,研究を行いたい.これらの結果を現在,投稿論文としてまとめ国際学会誌に投稿中である.ヤトロファ種子のBDF利用に関してこれまで多くの報告がある.種子からのより多くの油を回収するには機械化によるコスト増加や投入エネルギーの増加があり,ビジネス化のネックとなっている.低コストで搾油率を高めることができれば,ビジネス化が大きく前進すると考えられる.

これまで,水中での衝撃波処理が植物細胞の崩壊を引き起こすことが報告されているが,搾油効率に対しての効果は研究されていない.試験の結果,種子そのままの状態で衝撃波を与えても影響が見られなかったが,破砕した種子に液中で衝撃波を加えることで搾油率の著しい向上が見られた.したがって,種子油のBDF化に着眼し,搾油後に転化されるメタノールを溶媒として破砕種子を実験に供試した.本研究では,種子に対するメタノールの割合と浸漬処理,衝撃波による処理回数が搾油率に与える影響およびその処理特性について調査した.なお,浸漬処理は20°C,2時間の弱浸漬処理,55°C,10日間の強浸漬処理の2処理区を設け,搾油は圧搾機を用いて圧力一定条件(7.14MPa)で行った.研究の結果,弱浸漬処理の場合,衝撃波の回数および種子に対するメタノールの割合を増やす程,搾油効率が増加した.一方,強浸漬処理の場合,種子:メタノール=1:3.5(重量比)以上で搾油効率が増加しないことが明らかとなった.強浸漬処理の方が搾油率が高く,最大搾油効率は94%であった.機械化による食糧油の搾油率が9割弱であることを考慮すると,今回の前処理によって高い搾油率が達成された.走査電子顕微鏡による観察により,衝撃波を与えた種子(仁)が崩壊している様子が確認された.また,比表面積の増加が見られた.これらの結果から,衝撃波による物理的な細胞崩壊によって搾油率が向上したことが示唆された.また,衝撃波処理によって搾油残渣のメタン発酵が促進されていた.本実験では,ヤトロファ種子と溶媒浸漬,衝撃波処理によって搾油効率の増加が確認された.溶媒を添加させることで,搾油効率が増加することはこれまでの研究で知られているが,メタノールを溶媒に利用することで,搾油後の回収率を低下させることなくBDF化の行程へとスムーズに進むことができる利点がある.さらに,浸漬時間,温度を調整することで搾油コストを抑えられる可能性がある.また,衝撃波による種子処理が搾油残渣のメタン発酵化に対しても効果が期待でき,今後さらに調査,研究を行いたい.これらの結果を取り纏め国際学会誌に投稿し2報は既に受理され,残り2報は審査中である.本国チェコとは環境が異なり,実験テーマおよび供試材料の選定に時間を要したが,ユニークなテーマと供試材料を得ることができ,実験も軌道に乗り始めたため.また,実験からある程度の結果が得られているため.今後は,これまで得られた結果をもとに,実験をさらに発展させる.これまでのテーマは変えず,バイオマス利用にバイオマス残渣の2次,3次的な利用も含め研究を進めていく.
冠虚血危険因子による心筋コンディショニング阻害の分子機序とその制御

強心薬(ミルリノンン;MIL、レボシメンダン;LEV)による心筋保護効果について検討した。MIL、LEVの心筋虚血後投与は心筋梗塞サイズを有意に縮小させ、LEVによる保護効果は選択的シクロオキシゲナーゼ2阻害薬により抑制された。現在、ウエスタンブロッティング法を用いてシクロオキシゲナーゼ2の発現または活性化を評価するべく実験を継続している。また、MIL、LEVの心筋虚血前投与は心筋梗塞サイズを縮小させる傾向を認めたが有意差は認めなかった。また、プロポフォールはこれらの縮小傾向を抑制する傾向を認めたが有意差は認めなかった。欧米の食文化の浸透によりメタボリックシンドロームが社会的に大きな問題となっており、本邦における医療経済にも大きな負担を強いている。虚血性心疾患患者に対する治療法は従来の心臓カテーテル治療を中心とする内科的治療、冠動脈バイパス術に代表される外科的治療に関しては一定のレベルに到達しているといえる。しかしながら、心筋コンディショニング(心筋虚血に対して、先行する虚血刺激や薬剤投与によって耐性を惹起し心筋を保護する方法)に関しては動物実験を中心に多数の報告があるとはいえ、実際の臨床において十分応用されているとは言い難い状況である。個々の症例に適した薬理学的な心筋保護法を開発することは、確立した虚血性心疾患患者の急性期管理、周術期管理にさらなる予後の改善をもたらす可能性がある。我々は、強心薬(PDE3阻害薬、カルシウムセンシタイザー)を中心に薬理学的ポストコンディショニングの研究を行い、成果を報告してきた。強心薬によって、その分子機序が異なることも判明している。今回は、麻酔薬(プロポフォール)が各強心薬の心筋保護効果にもたらす影響について検討を行っている。麻酔薬であるプロポフォールは、心筋虚血プレコンディショニングを阻害する可能性が動物実験で報告されている。プロポフォールのミトコンドリアATP感受性カリウムチャネルを介するカリウムイオンの流れを阻害する機序、またはフリーラジカルスカベンジャーとしての性質がその機序として指摘されている。吸入麻酔薬であるセボフルレンの心筋保護効果はすでに人間で証明されており臨床応用されているが、近年は吸入麻酔薬による全身麻酔に代わり、プロポフォールによる全静脈麻酔による全身麻酔が増加傾向にある。その、短時間作用性により非常に調節性が良く、速やかな覚醒が得られるのが全静脈麻酔薬の長所である。心臓血管麻酔においてもよく使用される薬剤であるが、上記のとおりプロポフォールは心筋保護の観点からは抑制的に働く可能性がある。今回、本邦でも心臓血管手術周術期に使用される強心薬であるミルリノンと、欧州を中心に使用されているレボシメンダンの薬理学的プレコンディショニングがプロポフォール投与によって阻害されるかどうかを検討してみた。雄性ウイスターラットを用いて、コントロール群、ミルリノン投与群、ミルリノン+プロポフォール投与群、レボシメンダン群、レボシメンダン+プロポフォール投与群の5郡に分けて、それぞれ30分間の虚血刺激と120分間の再灌流時間を設けて、心筋梗塞サイズの比較検討を行っている。現在、実験進行中であり今後データがそろい次第解析に移行する予定である。本研究の目的は虚血性心疾患患者の周術期管理に有効な多様な薬理学的心筋保護法の確立をすることであった。強心薬は心筋を虚血刺激から保護する効果があること、また糖尿病などの病態によりその保護効果が抑制されることも報告されている。今回、異なる2種類の強心薬(レボシメンダン;LEV、ミルリノン;MIL)を用い、その心筋保護メカニズムの検討を行った。1実験はラット心筋虚血モデル(30分間の心筋虚血刺激後に120分間の再潅流時間を設定、その後心筋の摘出)を用いて行い、強心薬は再潅流直前に投与を行った(LEV10μg or MIL20μg)。選択的シクロオキシゲナーゼ2阻害薬を用いてLEVによる心筋保護効果が抑制されることは、すでに以前報告済みであったが、今回はウエスタンブロッティングにより実際のシクロオキシゲナーゼ蛋白の発現および活性の測定を行っている。現在、心筋切片のホモジナイズの段階で実験プロトコールの再検討を行っているところである。2心筋保護効果に関与するミトコンドリアATP感受性カリウムチャネルの抑制効果があるプロポフォール;Pro筋虚血モデルに持続投与したうえで心筋虚血刺激を与えた。強心薬は30分間の心筋虚血開始直前に投与し、それぞれの心筋梗塞サイズを測定した。以下の様に群分けを行った。(コントロール群、MIL群、LEV群、Pro+MIL群、Pro+LEV群)。MILおよびLEV群はコントロール群に比べて心筋梗塞サイズは縮小傾向にあったが有意差は認めなかった。

また、MIL、LEV群に比較し、Pro+MIL群、Pro+LEV群の心筋梗塞サイズは拡大傾向認めたが、有意差は認めなかった。今回測定値としては有意差はでなかったが、Proは心筋梗塞サイズを拡大させる可能性が示唆されたため、今後もそのメカニズムについて検討を行っていきたい。麻酔蘇生学仮説で予想した結果と異なる実験結果となっている。また、その原因として、心筋虚血モデルのコントロール群を検証した結果、虚血サイズにバラつきがあり、それが今回の実験結果に影響をもたらしている可能性がある。今後はコントロール群の実験手技の安定化を図った上で、再度仮説の検証実験を行う予定である。現在、薬理学的プレコンディショニングにより心筋保護効果が期待できるレボシメンダン群に心筋保護効果が認められていないこと、またミルリノン群も心筋梗塞サイズの縮小傾向はあるものの、コントロール群と比較し有意差は出ていないことが実験の進行を遅らせている今後はコントロール群の実験手技の安定化を図った上で、再度仮説の検証実験を行う予定である。また、上記強心薬によるポストコンディショニングに影響を及ぼす病態の動物モデルを使用し、実験を行っていきたい。薬理学的プレコンディショニングが発揮されなかった原因を現在検討中である。薬剤の投与量、投与タイミング、実験手技、呼吸管理法、循環管理と様々な要因が絡んでく可能性があるので、一つ一つの要素を評価し、過去の報告に照らし合わせて期待される効果が得られるよう、実験プロトコール全体の修正を図っている。他の研究者とも議論し修正ポイントが確定次第、再度追加実験を行う予定としている。今回の研究において、実験前に設定した仮説と実際の実験データに乖離があった。また、心筋虚血モデルのコントロール群の心筋梗塞サイズも安定しなかったことで、実験全体の手技の見直しを図らなければならず、本実験に入る前の予備実験に時間を費やすことになってしまった。その影響で、計画していた外注での蛋白泳動や組織染色等の段階に進むことが出来ず、その分に費やす予定であった資金に余剰が生じてしまった。予備実験にも試薬、動物、実験道具にも経費がかかるので、実験データが安定化するまでに経費をその費用分に使用することを考えている。また、本実験に入れた段階で、繰り越し費用分も含め、外注分の費用に充てていくことを考えている。心筋プレコンディショニングの中でも、レイトプレコンディショニングに関与する因子としてシクロオキシゲナーゼ2が報告されてきた。われわれのグループではレボシメンダンによるポストコンディショニング、またセボフルレンによるプレコンディショニング、ポストコンディショニングによる心筋保護効果がシクロオキシゲナーゼ2阻害薬により阻害されることを報告してきた。今回は、レボシメンダンおよびミルリノンのプレコンディショニングにシクロオキシゲナーゼ2が関与するかどうかを検討する。今年度の研究費は、ウイスターラット、ミルリノン、レボシメンダン、実験に必要な糸、針、輸液、試薬類等に使用する予定である。また、小動物用の人工呼吸器の購入や、解析ソフトの購入なども検討中である。
感染症診断の新しいアプローチ‐B型肝炎ウイルス感染における爪と毛髪の有用性の検討

B型肝炎ウイルス(HBV)の撲滅は世界規模の重要な課題である。通常、HBV感染は血液を用いて血清学的あるいは核酸増幅法にて診断されるが、血液は感染性があるため、保管・輸送などの取り扱いには注意を要する。一方、爪と毛髪は高度にケラチン化された化学的・物理的に安定した生体試料であり、採取や保存・輸送も容易で、感染のリスクも低いと考えられ、その安定した特性から微量元素の測定や法医学の遺伝子解析に利用されている。しかし、ウイルス感染症における爪と毛髪の有用性については不明である。本研究の目的は、HBV持続感染患者の爪と毛髪を用いて、HBV DNAの検出と定量、HBV蛋白の検出と定量、HBV遺伝子遺伝子解析、免疫組織染色、電子顕微鏡観察、ヒト肝細胞キメラマウスを用いた感染実験、次世代シークエンサーを用いたde novo sequencingを行い、HBV感染症における爪と毛髪の有用性を明らかにすることである。本研究は各施設の倫理委員会の承認を得ている。倫理委員会の承認が得られた同意・説明文書に基づいて、被験者に対して本試験の内容等を十分に説明する。個人情報に関しては連結可能匿名化を実施する。匿名化対応表は、個人情報管理者が管理・保管する。データ及び試料等は、パスワード設定・独立の鍵の掛かる場所に厳重に管理し、細心の注意を払う。研究成果の公表に際しては、個人が特定されることのないように十分配慮する。現在までに約70-80検体が得られており、研究は順調に進んでいる。爪と毛髪からのDNA抽出も確実に実施できており、爪と毛髪からHBV DNAがPCR法にて高率に検出されている。また、爪と毛髪から得られたHBV DNAを用いてHBV遺伝子解析を行い、感染源の同定も可能であることを確認している。さらに、爪からHBVウイルス蛋白も検出できている。次世代シークエンサーを用いたde novo sequencingと感染実験に関しては実験方法の詳細を検討中である。個人情報の保護に関しては細心の注意を払っており、問題は生じていない。検体収集は目標の約100人(児55人、キャリア母親40人、キャリア父5人)を目指す。爪・毛髪のDNA抽出方法は確立できており、real-time PCR法による爪・毛髪のHBV DNA量の測定を順次進めていく。爪や毛髪にてHBV遺伝子解析が行われた報告はなく、爪と毛髪を用いて、HBV遺伝子解析を試みる。ダイレクトシークエンス法でHBV全遺伝子解析を行う。爪表面からトリプシンなどが含まれた培養細胞剥離剤を加えて、HBV蛋白を爪組織から遊離させ、市販のキットを用いてHBs抗原蛋白の定量を行う。また、次世代シークエンサーを用いて血液と爪や毛髪が含むHBV遺伝子のダイレクトシークエンス法との違いを検討する。HBV抗原蛋白が爪に含まれていることを視覚的に証明するため、HBs抗体とHBc抗体を用いて爪の免疫組織染色を行い、HBV抗原蛋白の存在を組織学的に明らかにする。爪DNAからウイルス特異的プライマーを使用しないde novo sequencing(次世代シークエンサー)を行い、爪DNAからHBV DNAの検出することが可能かを検討する。もし、HBV DNAが検出できれば、他のウイルス感染症にも爪が応用できる可能性がある。最後にヒト肝細胞キメラマウスを用いて、爪の感染性に関する実験を行う。今後も個人情報の保護に関して、十分な注意を払って実験を継続する。

個人情報の保護に関しては細心の注意を払っており、問題は生じていない。検体収集は目標の約100人(児55人、キャリア母親40人、キャリア父5人)を目指す。爪・毛髪のDNA抽出方法は確立できており、real-time PCR法による爪・毛髪のHBV DNA量の測定を順次進めていく。爪や毛髪にてHBV遺伝子解析が行われた報告はなく、爪と毛髪を用いて、HBV遺伝子解析を試みる。ダイレクトシークエンス法でHBV全遺伝子解析を行う。爪表面からトリプシンなどが含まれた培養細胞剥離剤を加えて、HBV蛋白を爪組織から遊離させ、市販のキットを用いてHBs抗原蛋白の定量を行う。また、次世代シークエンサーを用いて血液と爪や毛髪が含むHBV遺伝子のダイレクトシークエンス法との違いを検討する。HBV抗原蛋白が爪に含まれていることを視覚的に証明するため、HBs抗体とHBc抗体を用いて爪の免疫組織染色を行い、HBV抗原蛋白の存在を組織学的に明らかにする。爪DNAからウイルス特異的プライマーを使用しないde novo sequencing(次世代シークエンサー)を行い、爪DNAからHBV DNAの検出することが可能かを検討する。もし、HBV DNAが検出できれば、他のウイルス感染症にも爪が応用できる可能性がある。最後にヒト肝細胞キメラマウスを用いて、爪の感染性に関する実験を行う。今後も個人情報の保護に関して、十分な注意を払って実験を継続する。次年度実施予定の次世代シークエンスに高額の費用がかかると予想され、今年度の費用の一部を残して次年度に使用する予定。
戦前の沖縄における郷土研究に関する研究

平成4年度に引き続き、同課題で、戦前の沖縄における郷土研究に関する資料の収集に主眼を置き、従来知られていない沖縄在住の教員・文化人らによる沖縄研究の内容を明らかにすることにつとめた。それにより、日本民族学の発展における沖縄の意義や、いわゆる沖縄学の萌芽期の様子を明らかにするのが最終的な目的であった。平成5年度も4回沖縄に赴き、沖縄県立図書館・沖縄市史編集室・浦添市立図書館・名護市史編さん室などの機関の協力を得て、戦前に発行された雑誌(「南島」「海邦」など)や、諸学校の発行した同窓会誌・校友会誌などの閲覧と複写を行うとともに、戦前の沖縄を調査した本土の研究者の著書や沖縄県の学校の記念誌(『百年誌』の類)および市町村字誌などの書籍の購入につとめた。これらの資料から、戦前の沖縄の教員が単独で郷土研究を行い、その成果を副教材にしていた例(今帰仁村兼次小学校の「御案内」)や、宮古教員部会発刊『宮古島郷土誌』に見られるような離島での共同研究の実態が少しずつ明らかになった。また、大正4年前後の沖縄県史編纂史料(県史は未刊に終る)が各地の郷土研究の契機となっいることも判明した。さらに、折口信夫旧蔵の戦前の沖縄の写真約200枚が國學院大学古代研究所に保管されていることも確認でき、その分析にとりかかることができた。このように、5年度も、昨年度同様、新資料の発掘ができ、戦前期の沖縄の郷土研究の内容を明らかにできたが、例えば、名護の宮城真治資料は所蔵者の都合で未だ半分しか内容の確認ができておらず、又、折口信夫の写真資料の分析も沖縄でなければ確認できないことが多く、今後も継続して調査をする必要があると考えている。
視覚と触覚の統合による三次元物体認識機構の解明

単一感覚のみを用いる物体認識と複数感覚を用いる物体認識では物体の表現方法が異なることが示唆されている(上田・齋木,2007)。本研究の目的は、物体認識課題中の眼球運動を測定し、どのような情報を得ることでこのような物体認識が達成されているのかを明らかにすることであった。実験では、三次元物体を視覚で学習し視覚で再認するintra-modal条件と、視覚で学習し触覚で再認するinter-modal条件を用意し、三次元物体の学習・再認課題を行った。実験協力者は課題前にどちらの条件で課題が行われるのかを教示されており、学習中の眼球運動は眼球運動測定装置によって記録された。その結果、学習中の眼球運動は再認感覚の違いによって、有意に異なることが示された。Inter-modal条件ではintra-modal条件に比べて、物体のコンポーネントの中心がより頻繁に注視され、コンポーネントの接続点での注視時間が有意に長かった。これはinter-modal条件において三次元物体がコンポーネントの組み合わせとして、よりカテゴリカルに表現されていることを示唆している。また眼球運動の時系列に関する分析を行ったところ、inter-modal条件ではより頻繁にコンポーネントの中心間を往復する運動が見られた。このこともinter-modal条件において三次元物体がコンポーネントの組み合わせとして表現されていることを支持する結果であると考えられる。これまで三次元物体がどのように学習されているのかについて、眼球運動を用いてそのストラテジーを明らかにしようとした研究はなく、本研究は眼球運動から物体の表現形式を明らかにしようとした非常に意義深い研究である。多くの物体認識の研究では視覚のみを標的としており、統覚的な物体認識についてはほとんど検討されてこなかった。申請者らは、ヒトが日常的には視覚と触覚の両方で物体形状を判断している点に着目し、視覚と触覚間での統覚的な物体認識を組織的に調べた。その結果、単一感覚での物体認識は視点依存的・独立的な表現形式が併用されているのに対し、異種感覚を含めた統覚的な物体認識では視点独立的な表現形式のみが用いられていることがわかった(上田・齋木,2007)。しかし、このような情報を取得するプロセス及び情報取得プロセスと表現形式の関係についての詳細は未だ明らかではない。そこで本研究では物体認識課題遂行時における探索経路を計測し、三次元物体の情報取得プロセスの解明を試みた。探索経路は、注意を向けるストラテジーを推定する有効な手段の1つである。実験ではモニタ上に呈示された新奇な三次元物体を2秒間学習した後、再認課題を行った。学習前には、協力者に視覚と触覚のどちらで三次元物体を再認するのかを教示した。学習時には協力者の眼球運動を記録した。再認課題では、テスト刺激を様々な角度で視覚もしくは触覚に呈示した。協力者は呈示されたテスト刺激が学習したものと同一物体であるかを解答した。実験の結果、記録された学習時の眼球運動のパターンは、予め教示された再認感覚に依存して異なった。学習感覚と再認感覚が視覚であった時(同一感覚条件)には、協力者は各物体の連結部分により注目していた。その一方で、再認感覚が触覚であった場合(異種感覚条件)では、協力者は物体の中でも比較的特徴的な部分に注目していた。このような眼球運動のパターンの違いは、各感覚における三次元物体の学習ストラテジーの違いを反映していると考えられる。この学習ストラテジーの違いが上田・齋木(2007)で示された物体認識の異なる表現形式を生みだしている可能性が示唆された。従来の国内外における多くの物体認識の研究は、視覚という単一感覚のみを標的としており、視覚的な物体認識についてはほとんど検討されてこなかった。申請者らは、我々が日常的には視覚と触覚の両方で物体形状を判断している点に着目し、視覚と触覚間での視覚的な物体認識を組織的に調べた。その結果、単一感覚での物体認識は視点依存的な表現形式が用いられているのに対し、異種感覚を含めた視覚的な物体認識では視点独立的な表現形式が用いられていることがわかった(上田・齋木,2007)。しかしながら、このような情報を取得するプロセス、及び情報取得プロセスと表現形式の関係についてはまだわかっていない。今年度の研究の目的は、物体認識課題において三次元物体学習中の眼球運動を計測することにより、観察者が物体のどのような特徴に注目しているのかを明らかにすることであった。実験では、モニタ上に呈示された新奇な三次元物体を2秒間学習した後、再認課題を行った。学習時には、実験協力者は視覚と触覚のどちらの感覚で三次元物体を再認するのかを教示されていた。物体を学習している間、協力者の眼球運動はEyeLink(SR Research社製)によって記録されていた。再認課題では、テスト刺激が様々な角度で視覚と触覚に呈示された。協力者は呈示されたテスト刺激が学習したものと同一物体であるかどうかを回答した。その結果、同一感覚条件では注視点の分布の中心は各物体の要素(sub-component)の連結部分であった。これに対して、異種感覚条件では注視点の分布の中心はsub-componentの中心と連結部分の両方にあった。

2つの条件で連結部分を中心に分布している注視点の停留時間を比較したところ、異種感覚条件での停留時間が同一感覚条件に比べて有意に長いことがわかった。この結果は2つの条件で異なる情報を基に物体を表現していることを示唆している。単一感覚のみを用いる物体認識と複数感覚を用いる物体認識では物体の表現方法が異なることが示唆されている(上田・齋木,2007)。本研究の目的は、物体認識課題中の眼球運動を測定し、どのような情報を得ることでこのような物体認識が達成されているのかを明らかにすることであった。実験では、三次元物体を視覚で学習し視覚で再認するintra-modal条件と、視覚で学習し触覚で再認するinter-modal条件を用意し、三次元物体の学習・再認課題を行った。実験協力者は課題前にどちらの条件で課題が行われるのかを教示されており、学習中の眼球運動は眼球運動測定装置によって記録された。その結果、学習中の眼球運動は再認感覚の違いによって、有意に異なることが示された。Inter-modal条件ではintra-modal条件に比べて、物体のコンポーネントの中心がより頻繁に注視され、コンポーネントの接続点での注視時間が有意に長かった。これはinter-modal条件において三次元物体がコンポーネントの組み合わせとして、よりカテゴリカルに表現されていることを示唆している。また眼球運動の時系列に関する分析を行ったところ、inter-modal条件ではより頻繁にコンポーネントの中心間を往復する運動が見られた。このこともinter-modal条件において三次元物体がコンポーネントの組み合わせとして表現されていることを支持する結果であると考えられる。これまで三次元物体がどのように学習されているのかについて、眼球運動を用いてそのストラテジーを明らかにしようとした研究はなく、本研究は眼球運動から物体の表現形式を明らかにしようとした非常に意義深い研究である。
分子認識における新規結合サイト:シクロアリン、シクロマンニンとその誘導体創製

2,3-エピチオアロースにより構成された環状オリゴ糖の構成糖残基全てを、2,3-ジデヒドロキシグルコースへとほぼ定量的に変換し、続くオスミウム酸化により、構成糖残基をすべてマンースに変換したβ-シクロマンニンを合成することに成功した。また、β-シクロマンニンの構造及び機能を検討し、その高い水溶性とゲスト分子包接機能を明らかにした。1.研究の概要β-cyclodextrin (β-CD)から4段階の反応により得られるper-(2,3-dideoxy-2,3-epithio)-β-cycloallin (1)を出発原料とし、per(2,3-didehydroxy)-β-CD (2)をほぼ定量的に合成した。次に、2の2,3-二重結合をオスミウム酸化することにより、構成糖をすべてマンノピラノシドに変換したβ-cyclomannin (3)の合成に成功(収率64%)し、その構造及び機能を検討した。2.新規に得られた知見(1)2の2,3-二重結合をもつ糖残基と隣接糖残基間のα-1,4グルコシル結合は、容易に酸加水分解される。これは、CDを出発原料とする糖鎖合成において有用な知見である。(2)2のオスミウム酸化による2,3-二重結合への水酸基のシン付加では、選択的にマンノピラノシドが生成し、2,3-二重結合の反対側から水酸基が付加したアロピラノシドは生成しない。(3)NMRスペクトルから、3はC_7対称な環構造を持ち、構成マンノピラノシドの立体配座は^4C_1型であることが分かった。また、3の構成糖残基の二級水酸基間に分子内水素結合が存在しないことが判明した。(4)3は、β-cyclodextrinと比較して非常に高い水溶性を示した。(5)3はメチルオレンジ(MO)に対して、β-CDと同程度の結合力を示した。3はβ-CDと比較して、環構造の剛直性が低い分、基質結合力が低下するが、一方で、2-OHが空洞の外側に配向し疎水空洞が広くなる分、基質結合力が亢進される。これらの正負の要因が打ち消しあって3はβ-CDと同程度の基質結合力を示すと考えられる。(6)3/MO錯体とβ-CD/MO錯体の円偏向二色性スペクトルは、相互に有意の差異を示し、3とβ-CDが異なるキラリティを基質MOに誘起する事がわかった。1.研究の概要シクロデキストリン(以下CDと略)の構成糖残基1つ全部を非グルコース糖残基に変換することにより、従来法(純化学合成や酵素合成)と比較して効率的に非グルコース環状オリゴ糖を合成した。また、CD構成糖の一つを特定の糖残基に変換すると、変換された糖残基とその還元末端側に隣接する糖残基間のα-1,4結合が、弱酸性条件において選択的に加溶媒分解されるようになることを発見した。さらに、このCD誘導体の選択的一ヶ所開裂を利用することにより、効率的鎖状オリゴ糖合成が可能であることを明らかにした。2.新規に得られた知見CDの一つの糖残基を2,3-didehydroxyglucoside(あるいは2,3-epithioalloside)に変換すると、その変換された糖残基のα-1,4結合は、弱酸性条件の水(あるいはエチレングリコール)中において容易に加溶媒分解されることを明らかにした。次に、研究代表者らが近年発見した2^A,2^B-O,O-di(mesitylenesulfonyl)-β-CDのモノエポキシモノスルホナートへの選択的変換法を利用し、A糖にaltroside(あるいはmannoside)を持ち、B糖に2,3-didehydroxyglucoside(あるいは2,3-epithioalloside)を持つCD誘導体を合成し、これを弱酸性条件下、加溶媒分解することにより、非還元末端にaltroside(あるいはmannoside)を持つ鎖状オリゴ糖を合成した。以上のように、CD構成糖を化学変換する非グルコース環状オリゴ糖の合成研究は、新規糖鎖合成法へと発展してきた。一連の非グルコース環状(および鎖状)オリゴ糖の新規合成法は、オリゴ糖の機能性研究に必要な量と純度のサンプルを供給できる有用な手段になると期待される。1.研究概要シクロデキストリン(以下CDと略)構成糖残基1つ全部を非グルコース糖残基に変換することにより、効率的に新規環状オリゴ糖を合成した。また、CD構成糖の一つを特定の糖残基に変換すると、変換された糖残基と隣接糖残基間のα-1, 4結合が紫外線照射により選択的に加溶媒分解されることを発見した。また、一連の非グルコース環状オリゴ糖合成法の探索過程において、隣接糖残基間のC2位同士を硫黄原子1つで架橋したユニークな環構造を持つ新規環状オリゴ糖の合成法を発見した。

2.新規知見光化学反応によるアジ化物からのナイトレン(-C-N)生成と続く加水分解によるケトン(-C=0)生成という既知反応を3^A-azido-mono-altro-β-CDに適用し、3^A-dehydro-β-CDを合成しようと試みた結果、予想されたCD誘導体ではなく既知の鎖状オリゴ糖maltohexaoseが主に生成することが明らかとなった。本反応は、光反応によりCDから糖残基をまるごと1つ脱離させることにより直鎖オリゴ糖を生じる初めての例である。一連の非グルコース環状(及び鎖状)オリゴ糖の新規合成法は、オリゴ糖の合成研究において有用な知見になると期待される。