hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全身性麻酔薬プロポフォール注入症候群を誘発する薬物代謝酵素障害性因子の探索

ヒト肝ミクロゾームでのプロポフォール水酸化酵素活性に個人差が認められ、さらにその要因として各個体のP450分子種含量の違いが考えられたことから、4-水酸化およびω-水酸化酵素活性とCYP2B6およびCYP3A4含量との相関性について検討を行なった。その結果プロポフォール4-水酸化活性と、CYP2B6含量に最も高い相関性が認められ(r=0.84)ついでCYP3A4含量との間に相関性が認められた。一方、プロポフォールω-水酸化活性とCYP2B6含量との間に高い相関性認められた。個体間での含量の変動には遺伝的多型の影響が考えられたことから、これまで報告されているCYP2B6に関する遺伝子多型のうちで、活性低下を伴うCYP2B6*6とCYP2B6*9に関して検討を行なったところ、CYP2B6*6をホモ変異で有している場合、通常のおよそ1/2の活性低値を示し,明らかに多型との関連性が示唆された。一方、CYP2B6*9ホモ変異で有する場合でも酵素活性の著しい低下は認められなかった。このことから、CYP2B6の516変異がプロポフォールの代謝を考える上で重要な因子であると考えられた。アジア系人種ではこの変異の発現頻度は比較的高いことから、臨床でのプロポフォール処置時の覚醒遅延の危険性を評価するうえで、本成果は有効な情報であると示唆された。そこで、実際にプロポフォール麻酔施行患者の血中プロポフォール濃度推移を測定するための条件および迅速な測定系を確立した。これまで行なわれていた煩雑な抽出法を改良した蛍光検出器を用いた測定系は臨床現場での実施に充分適応できると考えられた。白人および日本人肝ミクロゾームサンプルについて、プロポフォール水酸化活性測定を行なった。その結果、個体間で4-水酸化およびω-水酸化活性に著しい差が認められた。これらの活性の差の要因について、各個体でCYP3A4,CYP1A2およびCYP2B6の指標基質、テストステロン6β-水酸化活性、7-エトキシレゾルフィン脱エチル化活性およびテストステロン16β-水酸化活性との相関について検討したところ、特に、プロポフォールの4位-水酸化活性に関しては、テストステロン6β-および16β-水酸化活性と、またω-水酸化活性においてはテストステロン16β-水酸化活性と有意な相関性が認められた。従って、ヒト肝でのプロポフォール水酸化活性はこれら酵素活性および含量に依存することが示唆された。このP450分子種に関しては、いずれも遺伝的多型が報告されており、多型に伴った酵素含量の変動や活性値の減少が個体差の一要因であると示唆された。特に、4およびω-両水酸化活性に関与しているCYP2B6に関して、活性の減少を伴ったCYP2B6*6に関して、活性測定に用いた肝ミクロゾームと対応するゲノムDNAについてPCR-RFLP法を用いた多型判定を行なったところ、明らかに変異を有する個体に関して、プロポフォール水酸化活性の低下が認められた。以上のことから、プロポフォール使用時の覚醒遅延の要因の1つに肝チトクロームP450分子種のうち、CYP2B6の遺伝的多型との関連性が強く示唆された。この結果は、今後の臨床でのプロポフォール使用時の副作用に関して、あらかじめ予測するために有効であると考えている。その結果

プロポフォール4-水酸化活性と、CYP2B6含量に最も高い相関性が認められ(r=0.84)ついでCYP3A4含量との間に相関性が認められた。一方、プロポフォールω-水酸化活性とCYP2B6含量との間に高い相関性認められた。個体間での含量の変動には遺伝的多型の影響が考えられたことから、これまで報告されているCYP2B6に関する遺伝子多型のうちで、活性低下を伴うCYP2B6*6とCYP2B6*9に関して検討を行なったところ、CYP2B6*6をホモ変異で有している場合、通常のおよそ1/2の活性低値を示し,明らかに多型との関連性が示唆された。一方、CYP2B6*9ホモ変異で有する場合でも酵素活性の著しい低下は認められなかった。このことから、CYP2B6の516変異がプロポフォールの代謝を考える上で重要な因子であると考えられた。アジア系人種ではこの変異の発現頻度は比較的高いことから、臨床でのプロポフォール処置時の覚醒遅延の危険性を評価するうえで、本成果は有効な情報であると示唆された。そこで、実際にプロポフォール麻酔施行患者の血中プロポフォール濃度推移を測定するための条件および迅速な測定系を確立した。これまで行なわれていた煩雑な抽出法を改良した蛍光検出器を用いた測定系は臨床現場での実施に充分適応できると考えられた。
星間アモルファス氷の普遍的な過冷却液体化の可能性とその物性

これまですべての研究者がアモルファス氷(pure H2O,不純物を含むもの,紫外線照射をしたもの)を広い温度範囲で固体と考えてきた.しかし,代表者らは不純物を含むアモルファス氷(H2O:NH3:CH3OH=10:1:1)に10Kで紫外線を照射した試料を,その後,紫外線照射をやめて昇温させると,70-140Kで液体になっていることを発見した.本研究計画では,アモルファス(固体)と液体を区別する一般的手法である誘電測定により,広い組成,紫外線照射の有無でこれまでアモルファス氷と考えてきたものが,固体であるか液体であるかを明らかにする.これは,惑星科学的にもこれまでの描像を全面的に書き換えるかもしれない重要な課題であり,物理化学的にも興味深い.昨年度に引き続き,氷薄膜の誘電率の温度依存性の測定を試みている.昨年度測定が困難であったと考えた理由は次の2点であった.(1) LCRメーターの低周波数領域(1mHzから12316;1Hz)での性能が悪い,(2)作製した氷試料が薄い.これらの問題を解決すべく,以下を試みた.高性能の誘電率測定装置を借用し,さらに,厚い氷薄膜を作製して誘電率測定を行なった.その結果,試料ホルダーにガタがあることが判明した.透過型電子顕微鏡を用いた実験では, 10Kで紫外線照射を行ったアモルファス氷は,その後の温度上昇過程で液化現象を示すことを再確認した.しかし,80Kで作製したアモルファス氷に80-120K紫外線を照射しても液化は全く観察されず,むしろ結晶化を促進するという驚くべき結果が得られた.氷薄膜の誘電率の温度依存性の測定では,昨年度の問題を克服すべく,高性能の誘電率測定装置を借用して厚い氷薄膜を作製して誘電率測定を行なった.その結果,試料ホルダーにガタがあることが判明した.現状では信頼できる測定が困難であることがわかり,試料ホルダーの改良を行っている.この観点からみると,計画より研究の進展が若干遅れていると判断される.いっぽう,透過型電子顕微鏡を用いた実験では,80Kで作製したアモルファス氷に80K以上の温度で紫外線を照射しても液化は全く観察されず,むしろ結晶化を促進する結果が得られた.これは,当初の計画にはなかった非常に興味深い結果である.これは液化のメカニズムを議論する上で重要な情報になると考えている.上記の2点を総合的に勘案して,研究は「計画通りおおむね順調に実施できた」と判断した.試料ホルダーを改善してガタをなくすようにする.最終的には当初目的の誘電率の温度依存性の測定を達成したい.液化のメカニズムに関しては,本年度に80Kでアモルファス氷に紫外線を照射しても液化するどころかむしろ結晶化を促進することが分かったので,液化のメカニズムを考察して行きたい.以上の研究方法により,当初の研究目的を十分に達成することができると考えている.これまですべての研究者がアモルファス氷(pure H2O,不純物を含むもの,紫外線照射をしたもの)を広い温度範囲で固体と考えてきた.しかし,代表者らは不純物を含むアモルファス氷(H2O:NH3:CH3OH=10:1:1)に10Kで紫外線を照射した試料を,その後,紫外線照射をやめて昇温させると,70-140Kで液体になっていることを発見した.本研究計画では,アモルファス(固体)と液体を区別する一般的手法である誘電測定により,広い組成,紫外線照射の有無でこれまでアモルファス氷と考えてきたものが,固体であるか液体であるかを明らかにする.これは,惑星科学的にもこれまでの描像を全面的に書き換えるかもしれない重要な課題であり,物理化学的にも興味深い.これまでの実験では,冷凍機の振動のため,冷凍機を停止しないと信頼性のある物性測定はできなかった.そこで,本年度は,振動の影響がなく誘電測定が可能な真空チャンバーおよび誘電測定系を製作した.冷凍機の振動が真空チャンバーおよび試料に伝わらない工夫を施した.前者は冷凍機と真空チャンバー間を柔らかいベローズでつなぎ,かつ冷凍機を載せる架台を重量のあるものにし,それを床にアンカーで固定した.後者は冷凍機の先端と試料を超高純度の無酸素銅極細細線を束ねたもので接続した.さらに,誘電測定用のアモルファス氷(pure H2O, H2O:NH3:CH3OHなど)を蒸着するための試料ホルダーも製作した.交付申請書に記載した通り,振動の影響がなく誘電測定が可能な真空チャンバーおよび誘電測定系を製作した.冷凍機の振動が真空チャンバーおよび試料に伝わらない工夫を施した.前者は冷凍機と真空チャンバー間を柔らかいベローズでつなぎ,かつ冷凍機を載せる架台を重量のあるものにし,それを床にアンカーで固定した.後者は冷凍機の先端と試料を超高純度の無酸素銅極細細線を束ねたもので接続した.さらに,誘電測定用のアモルファス氷(pure H2O, H2O:NH3:CH3OHなど)を蒸着するための試料ホルダーも製作した.以上から,計画通り順調に実施できたと判断した.これまですべての研究者がアモルファス氷(pure H2O,不純物を含むもの,紫外線照射をしたもの)を広い温度範囲で固体と考えてきた.

しかし,代表者らは不純物を含むアモルファス氷(H2O:NH3:CH3OH=10:1:1)に10Kで紫外線を照射した試料を,その後,紫外線照射をやめて昇温させると,70-140Kで液体になっていることを発見した.本研究計画では,アモルファス(固体)と液体を区別する一般的手法である誘電測定により,広い組成,紫外線照射の有無でこれまでアモルファス氷と考えてきたものが,固体であるか液体であるかを明らかにする.これは,惑星科学的にもこれまでの描像を全面的に書き換えるかもしれない重要な課題であり,物理化学的にも興味深い.昨年度までに作製した,振動の影響がなく誘電測定が可能な真空チャンバーおよび誘電測定系,および現有のLCRメーターを用いて,誘電率の測定を試みた.しかし,氷薄膜が薄いため,さらに,LCRメーターの低周波数領域(1mHz-1Hz)での性能が悪いために信頼できる測定ができなかった.透過型電子顕微鏡を用いた実験では,蒸着法で作製したアモルファス氷に10Kで紫外線を照射し,その後温度を上昇させ,アモルファス氷のハローパターンのd-spaceの温度依存性を測定した.その結果,昨年度までにおこなった氷結晶に紫外線を照射して観察した結果と同じになり,形状変化を観察しなくてもd-spaceの測定だけで液化現象を確認できることを示した.実験装置や試料ホルダー等の製作は計画通り,順調に進展した.ところが,氷薄膜の測定は,上述のように,氷薄膜が薄いため,さらに,LCRメーターの低周波数領域(1mHz-1Hz)での性能が悪いために信頼できる測定ができなかった.この観点からみると,計画より研究の進展が若干遅れていると判断される.いっぽう,透過型電子顕微鏡を用いた実験では,形状変化を観察しなくてもd-spaceの測定だけで液化現象を確認できることを示した.これは,当初の計画にはなかった非常に興味深い結果である.上記の2点を総合的に勘案して,研究は「計画通りおおむね順調に実施できた」と判断した.これまですべての研究者がアモルファス氷(pure H2O,不純物を含むもの,紫外線照射をしたもの)を広い温度範囲で固体と考えてきた.しかし,代表者らは不純物を含むアモルファス氷(H2O:NH3:CH3OH=10:1:1)に10Kで紫外線を照射した試料を,その後,紫外線照射をやめて昇温させると,70-140Kで液体になっていることを発見した.本研究計画では,アモルファス(固体)と液体を区別する一般的手法である誘電測定により,広い組成,紫外線照射の有無でこれまでアモルファス氷と考えてきたものが,固体であるか液体であるかを明らかにする.これは,惑星科学的にもこれまでの描像を全面的に書き換えるかもしれない重要な課題であり,物理化学的にも興味深い.昨年度に引き続き,氷薄膜の誘電率の温度依存性の測定を試みている.昨年度測定が困難であったと考えた理由は次の2点であった.(1) LCRメーターの低周波数領域(1mHzから12316;1Hz)での性能が悪い,(2)作製した氷試料が薄い.これらの問題を解決すべく,以下を試みた.高性能の誘電率測定装置を借用し,さらに,厚い氷薄膜を作製して誘電率測定を行なった.その結果,試料ホルダーにガタがあることが判明した.透過型電子顕微鏡を用いた実験では, 10Kで紫外線照射を行ったアモルファス氷は,その後の温度上昇過程で液化現象を示すことを再確認した.しかし,80Kで作製したアモルファス氷に80-120K紫外線を照射しても液化は全く観察されず,むしろ結晶化を促進するという驚くべき結果が得られた.氷薄膜の誘電率の温度依存性の測定では,昨年度の問題を克服すべく,高性能の誘電率測定装置を借用して厚い氷薄膜を作製して誘電率測定を行なった.その結果,試料ホルダーにガタがあることが判明した.現状では信頼できる測定が困難であることがわかり,試料ホルダーの改良を行っている.
エンドトキシンの培養肝細胞に及ぼす毒性に関する生化学的研究

エンドトキシンの動物細胞に及ぼす障害機構を検討するため、生体全体の複雑な間接的影響を除外した系、すなわち培養肝細胞を用いた。エンドトキシンは直接肝細胞に障害性を示さなかった。エンドトキシン刺激したマクロファージ細胞の培養上清は培養肝細胞に対して細胞障害の指標となるLDHの放出を誘導した。またこの現象は腫瘍壊死因子(TNF)の作用でも認められ、また腫瘍壊死因子の受容体の欠損動物を用いた他研究者の研究(Cell(1993)73,457-467)から、in vivoにおけるエンドトキシンによる肝障害は腫瘍壊死因子の受容体を介した作用によるものであることが明らかとなってきた。エンドトキシンがマクロファージ系の細胞に作用して産生されるサイトカイン(IL-1,IL-6,TNF)を作用させるとTNFのみが処理後早期に障害の要因の一つである活性酸素を調節するタンパク質mnSOD(マンガナーゼスーパーオキシドジスムターゼ)を顕著に誘導した。mnSODはTNF処理後4時間目に約5倍上昇し、12時間目に20倍上昇した。また四塩化炭素や抗Fas抗体も肝障害性を示したが、mnSODは2倍程度上昇しただけであった。また障害機構の他の要因となるプロテアーゼの阻害因子であるPAI-2(プラスミノーゲンアクチベータ-インヒビタータイプ2)について検討すると、TNF処理により未処理の10倍以上増加した。またTNF処理後の肝細胞より核を分離してin vitroでリン酸化すると、分子量約34-kDaタンパク質のリン酸化が亢進することも見いだされ、これは処理後十数時間後に認められ30時間後もほとんど一定であった。TNFによる34-kDaタンパク質のリン酸化機構を推定すると共に、mnSOD,PAI-2および他の急性期タンパク質との関連を検討している。
地域で生活する造血器腫瘍患者の患者参加型支援プログラム開発に関する研究

今年度は、昨年までの聞き取り調査と文献をもとに支援プログラムの試案を作成、実施した。造血器腫瘍患者の特徴として、(1)入院期間が長期にわたり、医療的な知識を獲得している場合が多い、(2)感染予防等セルフケア能力が高い、(3)他のがん患者に比べ年齢が若い場合が多いなどがあった。そのためプログラムは、情報提供だけでなく、各個人が感情や体験を表出し、参加者全員が共有することでグループとしての一体感をもち、それぞれの生活への取り組む意欲につなげられることを目的とした。形式は、1回90分,参加人数56名,毎月1回計4回。内容は、(1)参加者間の関係性の形成と本プログラムの方向性の確認(2)(3)治療と生活について:どのような生活を送っているのか、最近の様子からそれぞれの問題について話す(4)将来について:これからの希望や不安、対処方法などについて。主旨を説明し、(1)(4)の内容を中心に患者の体験を、90分の中で終了できるように参加者達自身で考慮しながら進行してほしいことを伝えた。研究者はファシリテーターとして、全員が会話に参加できるよう、話の流れが大きく変わらないように必要時声をかけた。対象者の属性:外来掲示ポスターで募集した5名。平均年齢は56.2歳、男性2人,女性3人。全員が外来通院中で、復職している人は1人。4回終了時にアンケートを配布し、参加しての変化や感想を自由記載で答えてもらった。結果:各回、いずれも患者の体験や治療中のエピソードを中心にそれぞれの考えを述べ合う形で進めた。場合によっては医学的な知識を求めるケースもあり、今後情報提供と体験の共有のバランスをどのように取っていくか課題が残った。参加者の意見としては、他の患者と話す機会が少ないので、このような会に参加できて良かったが、話題によっては共有しにくい場合もあった。もっと治療に関する情報が欲しい、社会復帰している人と話したかったというものがあった。今年度は、地域で生活する造血器腫瘍患者の患者参加型支援プログラム開発のための研究の開始年度であった。そのためまず現状を把握するために、諸文献や書籍よりどのような支援プログラムが実施されているか、それぞれの特徴もふまえて概観した。さらに実際に行なわれている介入とその効果についても検討した。介入の際は、また、地域で生活する造血器腫瘍患者の現状とニーズ等を把握するため、都内総合病院血液内科外来通院中の患者を対象に、面接調査を行い質的な内容の把握を実施中である。現在インタビューガイドを修正し、データ収集と平行して、分析を進めている最中である。これらの途中経過をまとめてみると、がんと告知された患者を対象とした疾患の受容から対処に焦点を当てたものから、患者の心情の吐露と相互の支え合いを目的とした患者主体のセルフヘルプグループまでさまざまな活動があり、医療者からの情報伝達、介入中心のグループでは、5回程度のコースで終了していた。面接調査で現在得られている対象者の状況に加え、造血器腫瘍患者に特徴的な治療や療養形態を考慮すると、治療が長期にわたること、繰り返されることからそれに伴った身体症状の変化が大きいため、さらにそれに伴う社会的、心理的取り残され感が強くなる傾向があることから、実施可能な介入の形として、面接を通してこのような活動に興味を持った対象を中心に、患者同士が気軽に話ができるサロン形式で、それぞれの患者相互のサポートができるグループ作りを来年度に計画している。今年度は、昨年から引き続き地域で生活する造血器腫瘍患者を対象に、支援プログラムの内容、患者からのニーズを明らかにするための実態調査を継続して行なった。昨年度は都内総合病院の内科で外来フォローを受けている患者を対象としたが、今年度は施設による特徴も検討するため、がん専門病院で継続治療を受けている患者を対象として面接調査を行なっている。現在面接内容の分析を、面接調査に平行して実施している。途中経過から内容を概観してみると、がん専門病院のほうが、対象者の病気や治療に対する知識、闘病に対する思い、意欲などが豊かに語られる傾向にあり、それぞれに自分なりの価値観、主張がはっきりしているように感じられた。これには対象者の年齢や社会的な地位(職業についていた、ついている人である)、発病以来どのような病気や治療に対する説明が行なわれてきたか、といった情報提供のあり方が影響しているようである。この点に着目しながら、継続して面接調査を行い、外来通院中の地域で生活している造血器腫瘍患者の生活上における困難やニーズの特徴を秋かにしていきたいと考えている。また今年度は造血器腫瘍患者(骨髄移植を受けた患者を含む)と医師が共同で設立した、血液疾患患者の会の活動に参加し、活動内容などについて聞き取りを行なった。この患者の会は、自由に様々な情報を様々な治療経過にある患者同士が率直に話し合える場を提供しており、対外的な活動(啓蒙活動だけでなく入院冠者に対するレクリエーションの提供)を通じて療養生活における楽しみ、生活のはりをもたらすなど、患者同士のサークル活動的なものも重要視したセルフヘルプグループ的な組織であった。医療者からの情報提供やコースになった患者のためのサポートグループとは違い、患者会の中で中心的な存在となるコア患者の果たす役割、コア患者と医療者との連携、グループ活動の目的等の確認が重要であることが明らかになった。次年度はこれらの患者会の活動をさらに検討し、面接調査内容を考慮しながら、実際にグループへの介入を予定している。

造血器腫瘍患者の特徴として、(1)入院期間が長期にわたり、医療的な知識を獲得している場合が多い、(2)感染予防等セルフケア能力が高い、(3)他のがん患者に比べ年齢が若い場合が多いなどがあった。そのためプログラムは、情報提供だけでなく、各個人が感情や体験を表出し、参加者全員が共有することでグループとしての一体感をもち、それぞれの生活への取り組む意欲につなげられることを目的とした。形式は、1回90分,参加人数56名,毎月1回計4回。内容は、(1)参加者間の関係性の形成と本プログラムの方向性の確認(2)(3)治療と生活について:どのような生活を送っているのか、最近の様子からそれぞれの問題について話す(4)将来について:これからの希望や不安、対処方法などについて。主旨を説明し、(1)(4)の内容を中心に患者の体験を、90分の中で終了できるように参加者達自身で考慮しながら進行してほしいことを伝えた。研究者はファシリテーターとして、全員が会話に参加できるよう、話の流れが大きく変わらないように必要時声をかけた。対象者の属性:外来掲示ポスターで募集した5名。平均年齢は56.2歳、男性2人,女性3人。全員が外来通院中で、復職している人は1人。4回終了時にアンケートを配布し、参加しての変化や感想を自由記載で答えてもらった。結果:各回、いずれも患者の体験や治療中のエピソードを中心にそれぞれの考えを述べ合う形で進めた。場合によっては医学的な知識を求めるケースもあり、今後情報提供と体験の共有のバランスをどのように取っていくか課題が残った。参加者の意見としては、他の患者と話す機会が少ないので、このような会に参加できて良かったが、話題によっては共有しにくい場合もあった。もっと治療に関する情報が欲しい、社会復帰している人と話したかったというものがあった。
生体メカノセンサーの制御操作による新規心不全治療法の開発

心不全とは、心臓のポンプ機能が低下し、全身の臓器に充分量の血液を運べなくなった状態である。心不全の疾患者数・医療費は、全疾患中トップであり、発症後の5年生存率は約50%と大変悪い。心不全の発症メカニズムについての研究は、心臓機能という臓器レベルの問題が主体であるために、遺伝子改変動物を用いた実験が可能となった最近になって、ようやく始まったばかりである。本研究では、心不全のトリガーは血行動態負荷であるため、心血管系・生体メカノセンサー感度を、分子レベルで操作する分子ツール・低分子化合物を開発し、生体での血行動態負荷を軽減させ、新しく効果的な心不全治療を開発することを目的としている。本年度は、メカノセンサー分子の分子内センサー部位の同定を試みた。具体的には、センサー分子の細胞内部位を短く欠損させた変異体を作製し、哺乳類培養細胞に強制発現した後、伸展刺激に対する応答を解析した。この結果、センサー分子内の特定部位の欠損が、メカノセンサー感度を調節するキーとなる部位であることが明らかとなった。現在は、この部位に結合する因子の解析を進めている。将来的には、この部位を操作する分子ツールの開発に繋げる予定である。血管内皮細胞でのメカニカルストレス感知は、心臓へ流入する血行動態を決定する重要な役割を担っている。心不全のトリガーは血行動態負荷でありながら、心血管系メカノセンサーの分子実体は不明であった。本研究において我々は、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)において、ストレッチセンサーとして機能する候補分子を同定した。さらに、このストレッチセンサー分子の作動機序のヒントとなるような膜直下細胞骨格構造の重要性と、ヒト血管内皮におけるストレッチセンサー分子の生理的役割を検討した。ストレッチセンサー分子をCHO、HEK細胞に強制発現させ、各細胞のストレッチ依存的Ca2+上昇を観察したところ、細胞種によってストレッチ刺激に対する感度が違うことが明らかとなった。各細胞の形質膜直下でのFアクチン構造を観察すると、面積あたりのFアクチンメッシュワークの密度が異なっており、著しくFアクチンメッシュワーク密度が低いCHO細胞では、ストレッチセンサー分子を強制発現してもストレッチ刺激に対してほとんど反応しないことが明らかとなった。このことは、チャネル近傍の細胞骨格タンパクが重要な役割を担うことを示している。さらに、HUVECのストレッチセンサー分子をノックダウンさせた場合、ストレッチ刺激依存的なFアクチン配勾減少が消失しただけでなく、HUVECでのNO産生が著しく減少することが明らかになった。このことは、HUVECにおいて、ストレッチセンサー分子は複合体の一部として機能しており、ストレッチ刺激依存的なNO産生に大きく関わっていることを示している。
ハッシュ連鎖の柔軟な構成法およびそれを応用した軽量認証法の研究

ハッシュ連鎖は、効率よく一定数の認証値を計算できることから、特に、IoT環境等における軽量認証技術として重要である。本課題では、ハッシュ連鎖の柔軟な構成法およびそれを応用した軽量認証法について研究開発を行った。我々の提案手法は、暗号プリミティブとしてハッシュ関数のみ使用しており、さらに、任意のユーザ同士で、通信することなく鍵共有・認証できるという利点を持つ。また、我々が提案しているOWCN(One-Way Cross Networks)およびデュアルOWCNについて研究開発を行った。その他、ハッシュ関数を用いたワンタイム署名や、ホワイトボックス暗号などの応用について研究を行った。ハッシュ連鎖は,ある乱数を初期値とし,ハッシュ関数を繰り返し適用したものである.ハッシュ連鎖は,効率よく一定数の認証値を計算できることから,特に,モバイル端末やセンサー等,計算能力の高くない機器における軽量認証技術として,最も重要なものの一つとなっている.しかしながら,ハッシュ連鎖には,(i)ハッシュ関数を順に適用して認証値を生成するといった単純な構成であるため,一部分の認証値を公開するといった柔軟な認証ができない,(ii)ハッシュ連鎖における応用上の考察はいまだに不十分である,等の問題点がある.そこで,平成27年度は,研究課題1として,ハッシュ連鎖の柔軟な構成法の基本とその形式的な評価を中心に研究を実施してきた.本研究で提案するハッシュ連鎖の基本的な構成法においては,ある規則によって組み合わせられた複数のハッシュ連鎖が用意され,それによって柔軟で効率のよい認証が可能となる.この基本的な方式については,提案者の双紙が従来提案してきた方式を中心としているが,形式的なセキュリティ評価についてはまだ検討の余地があった.そこで,この研究課題1では,上記のハッシュ連鎖構成の形式的な表現の確立およびそのセキュリティの評価を実施した.その結果,提案ハッシュ連鎖構成の形式的な表現については確立することができた.また,それにより,セキュリティの評価も行うことができた.この結果は,至急まとめて適切な国際会議に論文投稿を行う予定である.また,その他の研究として,本年度は,われわれが提案しているOWCN (one-way cross networks)およびデュアルOWCNについて,新しい提案方式を考案することができた.これは,平成28年度の研究課題の一つである.その他,ブロック暗号を用いた新たなハッシュ関数の構成について研究し,成果をあげることができた.おおむね当初の計画通り,順調に研究が進んでいるといえる.ハッシュ連鎖は,ある乱数を初期値とし,ハッシュ関数を繰り返し適用したものである.ハッシュ連鎖は,効率よく一定数の認証値を計算できることから,特に,モバイル端末やセンサー等,計算能力の高くない機器における軽量認証技術として,最も重要なものの一つとなっている.しかしながら,ハッシュ連鎖には,(i)ハッシュ関数を順に適用して認証値を生成するといった単純な構成であるため,一部分の認証値を公開するといった柔軟な認証ができない,(ii)ハッシュ連鎖における応用上の考察はいまだに不十分である,等の問題点がある.そこで,平成28年度は,研究課題1として,ハッシュ連鎖の柔軟な構成法の形式的な記述,セキュリティ,性能について詳細な評価を行ってきた.その結果を簡単にここで述べると,提案方式は,攻撃者が一人の場合は安全であるが,攻撃者が二人以上結託して攻撃を行う場合には安全でなくなることを示した.また,鍵生成の際に必要となるハッシュ値の個数について詳細に評価し,提案方式においては,2個から4個のハッシュ値を利用することで,任意のユーザの組の鍵生成を行えることを示した.この結果は,Privacy, Security and Trustという権威ある国際会議で発表した.また,研究課題2としては,われわれが提案しているOWCN (one-way cross networks)およびデュアルOWCNについて,実験的な評価を行った.しかしながら,OWCNについては,詳細なセキュリティおよび性能の評価が課題として残されている.さらに,研究の過程で,ハッシュ関数を用いたワンタイム署名や,ホワイトボックス暗号などに関する新たな着想を得た.前者については,本年度中にまとめて,国際会議で発表したいと考えている.おおむね当初の計画通り,順調に研究が進んでいるといえる.ハッシュ連鎖は、ある乱数を初期値とし、ハッシュ関数を繰り返し適用したものである。ハッシュ連鎖は、効率よく一定数の認証値を計算できることから、特に、モバイル端末やセンサー等、計算能力の高くない機器における軽量認証技術として、最も重要なものの一つとなっている。本課題では、ハッシュ連鎖の柔軟な構成法およびそれを応用した軽量認証法について研究研究開発を行った。その際における我々のハッシュ連鎖構成法は独創的なものであり、他に類を見ない。また、提案方式のセキュリティについても評価を行った。提案方式は、攻撃者が一人の場合は安全であるが、攻撃者が二人以上結託して攻撃を行う場合には安全でなくなることを示した。また、鍵生成の際に必要となるハッシュ値の個数について詳細に評価し、提案方式においては、2個から4個のハッシュ値を利用することで、任意のユーザの組の鍵生成を行えることを示した。また、我々が提案しているOWCN (One-Way Cross Networks)およびデュアルOWCNについて研究開発を行った。OWCNは、単純に言えば、ハッシュ連鎖のネットワークであり、移動体の経路認証を行うことができる。しかし、アドホックネットワークなど、中継が行われている通信環境では、OWCNに対して、バッファリングの攻撃が考えられる。そこで、デュアルOWCNによる対策を考える。さらに、可能過去経路集合、可能未来経路集合を考えることにより、より精度の高い認証を行うことができる。

その他、ハッシュ関数を用いたワンタイム署名や、ホワイトボックス暗号など、ハッシュ連鎖の柔軟な構成法による軽量認証法の応用について研究を行った。ハッシュ連鎖は、効率よく一定数の認証値を計算できることから、特に、IoT環境等における軽量認証技術として重要である。本課題では、ハッシュ連鎖の柔軟な構成法およびそれを応用した軽量認証法について研究開発を行った。我々の提案手法は、暗号プリミティブとしてハッシュ関数のみ使用しており、さらに、任意のユーザ同士で、通信することなく鍵共有・認証できるという利点を持つ。また、我々が提案しているOWCN(One-Way Cross Networks)およびデュアルOWCNについて研究開発を行った。その他、ハッシュ関数を用いたワンタイム署名や、ホワイトボックス暗号などの応用について研究を行った。ほぼ当初の予定通り研究が進んでいるので,引き続き,計画通り研究を実施していく.当面の課題としては,提案方式の結果を,国際会議に投稿し,アクセプトを目指すことである.その後,ジャーナルに投稿する.また,当初の計画通り,平成28年度は,研究課題2を中心として研究を進めていく.ほぼ当初の予定通り研究が進んでいるので,引き続き,計画通り研究を実施していく.当面の課題としては,研究課題1については,新たに提案したハッシュ連鎖構成法の応用面をまとめ,ジャーナルに投稿する.研究課題2については,セキュリティや理論面について,詳細な評価を進める.最後に,ワンタイム署名やホワイトボックス暗号についてもまとめる.セキュリティ研究課題1の一つの研究課題である,提案ハッシュ連鎖構成法に関して,国際会議発表が間に合わなかったことが大きな原因である.次年度使用額は6,143円であり,ほぼ計画通りの予算執行ができたと考えるこの差額分については,研究課題1の一つの研究課題である,提案ハッシュ連鎖構成法に関して,国際会議発表を行えばちょうど予算執行できる.消耗品に使用する
拡張可能なドメイン専用言語に関する研究

本研究では、UMLベースの拡張可能なドメイン専用言語を開発した。この言語はUMLにアスペクト指向の概念を取り入れたものであり、AspectMと呼ばれる。AspectM開発支援ツールは、大きく分けて、モデルエディタとモデルコンパイラの2つからなる。AspectMモデルエディタでは、UMLダイアグラムとアスペクトダイアグラムの編集ができる。このエディタは、UMLのメタモデル拡張という機能を提供しており、MMAP(Meta Model Access Protocol)と呼ばれるプロトコルを通じて、開発者自身がUMLのメタモデルにアクセスしその機能を拡張することができる。UMLの拡張にUML自身が使用されるため、モデリングレベルのリフレクションと捉えることができる。拡張のためのモデル記述は部品として保存でき、これを利用することによりドメインに適したモデル表記を利用することが可能になる。AspectMモデルコンパイラは、モデルウィーバ(Weaver)とコードジェネレータから構成される。モデルベースの開発の利点として、プラットフォーム(OS、ミドルウェア、フレームワークなど)や実装言語を意識せずに、開発すべきソフトウェアの本質的な側面のみに着目してモデリングできることが挙げられる。モデルウィーバでは、モデルエディタで拡張したモデル表記を実際のプラットフォームに対応させるマッピング規則をアスペクトにより記述する。開発者自身がアスペクトを追加することによりモデルウィーバの機能を拡張することができる。本年度は,MDA(Model-Driven Architecture)のモデルコンパイラをアスペクト指向メカニズムに基づいて構築する方式を提案した.MDAは,UML(Unified Modeling Language)による設計モデルを特定のプラットフォームや実装技術に依存しないモデルPIM(Platform Independent Model)と依存するモデルPSM(Platform Specific Model)に分け,PIMからPSMへはモデルコンパイラを用いて自動変換する開発方式である.ソフトウェア開発にMDAを適用することにより,従来のコード中心の開発からモデル主導の開発にパラダイムシフトすることが可能になる.MDAで鍵となるのは,モデルコンパイラをどう実現するかである.現在のMDAツールの多くは対象となるプラットフォームごとにモデルコンパイラを用意している.簡単なカスタマイズを許しているツールもあるが,多くの場合,モデル作成者は予め用意されたモデルコンパイラを利用するだけである.しかしながら,モデル作成者自身がアプリケーションドメインの特性に応じてモデル変換規則を定義したい場合が多々あると考えられる.本年度は,このような問題を解決するため,拡張可能なモデルコンパイラを構築技法を考案した.また,このための道具として,アスペクトを記述するためのモデリング言語AspectM(Aspect for model transformation)をプロトタイプ実装した.モデル作成者はモデリングの一環としてアスペクトを定義することにより,アプリケーションドメインの特性に合った形にモデルコンパイラの機能を拡張できる.これはモデリングレベルのメタプログラミングと捉えられる.すなわち,モデル変換記述も通常のモデリングも同じ土俵で考えることが可能となる.本年度の主要な研究実績は,拡張可能なモデルコンパイラがアスペクト指向のメカニズムで構築可能であることを実際に示したことである.拡張可能なドメイン専用言語構築のための基盤となる成果である。本研究では,UML(Unified Modeling Language)ベースの拡張可能なドメイン専用言語(Extensible Domain Specific Language)を開発している.ドメイン専用言語とはアプリケーションやシステム機能の特性に合わせた専用の開発言語であり,これを利用することによりソフトウェア開発の生産性を飛躍的に向上させることができる.前年度は,拡張可能なドメイン言語実現のためのファーストステップとして,アスペクト指向に基づいたモデルコンパイラの構築技法を考案した.また,このための道具として,アスペクトを記述するためのモデリング言語AspectM(Aspect for modeling)をUMLのメタモデルを拡張することにより実装した.上流の分析・設計モデルとアスペクトをモデルコンパイラを用いて合成するととにより,下流の設計モデルが生成される.

モデル作成者は,モデリングの一環としてアスペクトを定義することにより,ドメインの特性に合った形にモデルコンパイラの機能を拡張できる.本年度は,前年度の成果を発展させ,モデリング言語であるAspectMそのものをドメインに合わせて拡張する方式について研究した.具体的には,1)拡張可能なモデルエディタ(AspectMのベースモデルとメタモデルが編集可能なモデルエディタ)の実現方式,2)拡張可能なアスペクト指向メカニズムの実現方式,を考案した.前者により,ドメインに特化したモデリング要素の導入が可能となる.また,後者により,導入したモデリング要素をどのようにアスペクト指向メカニズムの中で利用するかを指定できる.現在,プロトタイプを開発している段階である.最終年度(18年度)では,プロトタイプを用いて,今回考案した方式が実際のドメイン専用言語構築に有効であるかを評価する予定である.本研究では,UML(Unified Modeling Language)ベースの拡張可能なドメイン専用言語(Extensible Domain S pecifc Language)を開発している.ドメイン専用言語とはアプリケーションやシステム機能の特性に合わせた専用の開発言語であり,これを利用することによりソフトウェア開発の生産性を飛躍的に向上させることができる.本年度は本研究の最終年度であり,今までの研究成果の集大成を行った.また研究を通じて開発したソフトウェアを研究室のホームページ(http://posl.minnie.ai.kyutech.ac.jp/)より公開した.本研究の成果は以下の4点から構成される:1)UMLベースのアスペクト指向モデリング言語AspectM,2)メタモデル拡張によるAspectM言語拡張メカニズム,3)拡張可能なAspectMモデルエディタ,4)拡張可能なAspectMモデルコンパイラ.AspectMが提供する拡張メカニズムを使用することにより,UMLベースのドメイン専用言語を構築することができる.実際に,本研究が提案する方式の有効性を確認するため,組込みシステムの外部環境を分析するためのUMLプロファイルをAspectMモデルエディタの拡張機能を用いて実現した.この適用実験により,提案方式の有用性が実証された.
海洋無脊椎動物由来の新規抗腫瘍・抗菌蛋白質の構造と遺伝子の解析

本研究の目的は、海洋軟体動物タツナミガイ(Dolabella auricularia)及びアメフラシ(Aplysia kurodai)から見いだした抗菌・抗腫瘍蛋白質の作用機序と構造の解析、更には生体防御因子としての進化的位置付けを明らかにする事である。平成6年度科学研究費補助金申請に際しては、特に蛋白質(ドラベラニンA)の1次構造解析を主たる目的として設定した。本報告書作製時における進捗状況は以下の通りである。1.タツナミガイ卵白線cDNAライブラリーを作製し、ランダムに40クローンを単離して配列解析を行ったが、ドラベラニンAcDNAは見いだせなかった。従って、平常時のドラベラニンAmRNAのコンテントは、蛋白質のコンテントから予想されるよりも低く、一過的に発現して安定なドラベラニンAが保存される事が考えられた。配列解析したクローンの中に、その非翻訳領域がMHCmRNA非翻訳領域と相同性の高いものが存在し、それについては翻訳領域解析を行う予定である。2.ストラテジーを予定に従って切り替え、オリゴヌクレオチドプローブを用いてスクリーニングを行った。その結果複数の陽性クローンを得ており、現在配列解析中である。3.ドラベラニンA限定分解物のアミノ酸配列解析を行っている。ドラベラニンAには、アミノ末端が全く相同で分子量の異なる類似蛋白質、ドラベラニンEが同一生物固体中に存在する。得られたcDNAが何れの配列をコードするものであるかを判断するために必要である。4.タツナミガイゲノムDNAライブラリーを作製した。このライブラリーを得られるドラベラニンcDNAでスクリーニングし、遺伝子構造を解析する予定である。現時点ではドラベラニンAのアミノ末端配列と完全に一致するcDNAクローンは得られていないが、蛋白質の中間部分のアミノ酸配列情報を利用するPCRクローニング法を導入して完全長のcDNAを得るべく作業中である。
心筋症の新たな重症化因子DHRS7Cが関与する細胞内Ca2+制御機構の解明

我々は心筋症の新たな重症化因子の特定を目指し、心不全患者の心筋組織内の遺伝子発現解析をマイクロアレイを用いて行い、左室収縮能(LVEF)と相関する遺伝子群を特定したきた。その結果、特に高い発現変動とLVEFとの高い相関を示した遺伝子は、DHRS7Cという機能未知タンパク質であった。本研究は心筋細胞におけるDHRS7Cの細胞内動態を解明し、心筋収縮の重症化との関連を明らかにすることを目的とし研究を行った結果、DHRS7Cが筋組織の小胞体においてカルシウム調節に関与していること、またそれにより細胞形態維持に関与していることが明らかになった。我々は、新規小胞体たんぱく質DHRS7Cがカルシウム調節因子として機能することを、培養細胞レベルで明らかにした(2014, ISHRにて発表)。現在は、DHRS7Cが小胞体のどの因子と相互作用しているのかを解析している。この分子が心不全心筋で発現低下することから、マウス心不全モデルにおけるDHRS7Cの重要性を調べるために本実験を遂行した。培養細胞では、DHRS7CのKOは顕著な細胞障害をきたすのに対し、マウス心筋でのKOにおいては表現型を示さず、また心不全モデルにおいても、Controlマウスと比較してDHRS7CKOおよび過剰発現型TGマウスは表現型を示さなかった。心筋収縮を細胞内分子レベルで説明する際、細胞内Ca2+のrelease/influx機構は欠かせない。Ca2+のrelease/influxの破綻は細胞肥大を誘発し、結果的に心筋収縮能の低下を引き起こす。我々は、Ca2+のrelease/influxに新規の機能未知タンパク質DHRS7Cが関与することを突き止めた。DHRS7C研究の発端は、我々が行った心筋症患者の心筋組織の遺伝子発現解析により、DHRS7Cが心不全重症度と極めて高い負の相関を示したことから始まった。本研究はDHRS7Cの心筋細胞肥大におけるCa2+のrelease/influxを分子細胞学的に解明することで、心不全重症化の分子メカニズムを臨床的にも説明できることを目的とした。現在までに、DHRS7Cは筋芽細胞においてER/SRも含めた細胞内Ca2+ホメオスターシスに重要な役割を果たしており、DHRS7Cの機能異常、機能消失によって細胞質内およびER/SRにおけるCa2+過剰状態を惹起し、この結果、カルパイン活性亢進を介してC2C12細胞の肥大が引き起こされていることが示された。以上のことより、DHRS7Cが筋小胞体のカルシウム調節因子として筋組織の機能維持に重要な因子の一つであることを明らかにした。培養レベルでの解析は計画通りに実行できているが、動物実験の結果が予測していた結果とならなかったため、計画を変更せざるをえなかたったた。分子生物学現在までに、DHRS7Cの心臓での重要性は証明できないままである。しかし、DHRS7Cは筋組織である骨格筋においても発現していること、さらにDHRS7Cの調節機構が骨格筋の小胞体膜タンパクであるRyR1への作用が強いことから(培養細胞C2C12にて証明済み)、来年度以降は骨格筋におけるDHRS7Cの機能解明を行っていく予定である。
細胞内イメージングに向けた超高感度核酸プローブの開発

mRNAの細胞内における局在性は細胞分裂や分化の過程において重要な役割を担っていることが近年明らかになりつつある。本研究では高感度な蛍光性核酸検出プローブの開発、及びそれを利用した細胞内mRNAイメージングを目指している。前年度においてCy3を複数導入した高感度インステムモレキュラービーコン(ISMB)の開発に成功している。本年度はISMBの酵素耐性向上を目指し末端を2'-OMeで修飾したISMBを合成した。まずターゲット検出能を評価したところ、未修飾ISMBと同程度の感度を示すことがわかった。Hela細胞溶解液中での発光強度を測定したところ、未修飾ISMBと比べて酵素耐性が2倍程度向上することが明らかとなった。また、Cy3複数導入ISMBを用いて内在性mRNAの検出を試みた。ターゲットとしては小胞体に局在することが知られているXbox結合タンパク質(XBP1)のmRNAとした。固定化されたHela細胞に対しISMBを導入し共焦点レーザー顕微鏡で観察を行った。その結果、各周囲からISMBが持つCy3の発光が観察された。小胞体に局在することが知られているジスルフィドイソメラーゼ(PDI)の免疫染色を行ったところ、ISMBの発光と一致した。従って、ISMBが小胞体に存在していることが明らかとなった。以上のことからISMBを用いて固定化された細胞における内在性mRNAを検出できることがわかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにCy3を一分子導入したモレキュラービーコンの開発に成功している。今年度は新規Cy3誘導体を合成し、これを複数導入したモレキュラービーコンの開発について検討した。まず、モデル系で検討行ったところ、合成したCy3誘導体は従来型と異なり二重鎖を不安定化せず、複数分子導入しても蛍光が消光しないことが分かった。そこで、実際にこの誘導体を複数導入したモレキュラービーコンを合成した。また、消光色素としてはニトロメチルレッドを導入した。ターゲットRNA存在下と非存在下で蛍光スペクトルを測定したところ、ターゲット存在下では非存在下と比べて発光強度が116倍増大することが分かった。従って、新規Cy3誘導体を利用することで従来よりも高感度なRNA検出に成功した。次にこのモレキュラービーコンを用いた細胞内mRNAイメージングを行った。GFPプラスミドを導入した細胞を固定化し、モレキュラービーコンを加えて共焦点レーザー顕微鏡で観察を行った。その結果、GFPプラスミドを加えていない細胞では傾向が観察されなかったのに対し、GFPプラスミドを導入した細胞では強い発光が観察された。以上のことから開発したモレキュラービーコンが細胞内mRNAに利用可能であることが明らかとなった。また、申請者らが開発した人工核酸であるSNAを用いたモレキュラービーコンを合成し、このモレキュラービーコンが高い酵素耐性を持つことを明らかにした。本年度は新規Cy3誘導体を用いたモレキュラービーコンの開発を主として行った。ターゲット非存在下と存在下の蛍光強度の比は116倍となったことから高感度な検出が可能であることを明らかにした。また、本研究の目的である細胞内mRNAイメージングについてもモデル系ではあるが実現することができた。モレキュラービーコンの酵素耐性や更なる高感度化など解決すべき課題はあるものの、当初の研究目標通りにおおむね進行していると考えている。今後は1人工核酸を利用した酵素耐性型モレキュラービーコンの開発、2細胞内におけるmRNAの時空間的解析について主として検討する。1については我々が開発したSNAを利用する。SNAは天然核酸と大きく構造が異なるものの、RNAと安定な二重鎖を形成することをこれまでに明らかにしている。また、高いヌクレアーゼ耐性を持つことも見出した。

そこでこのSNAを骨格に持つモレキュラービーコンを開発することで、酵素耐性を持ったモレキュラービーコンを開発する。また、SNAは相補的なSNAと極めて安定な二重鎖を形成するため、ターゲット検出感度の更なる向上も期待できる。2の細胞内mRNAイメージングに関しては、これまでに遺伝子導入したGFPのmRNA検出に成功している。今後は内在性のmRNAイメージングについて検討する。更に精細胞イメージングについても検討を行う。また、現在進めている共同研究を更に推し進めることによってmRNAの細胞周期に伴う変化や細胞におけるmRNAの局在性について詳細な検討を行う予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
人工受容体を固液キャリアーとした新しい糖合成プロセスの開発

1.新しく設計したポリマー型人工ホスト分子の糖に対する固液抽出能の調査前年度は従来の人工ホスト分子を用いた系において、糖のベンゾイル化に特徴的な位置選択性が得られることが分かった。本年度はその特長をさらに強めることを目指し、改めて人工ホスト分子の再設計から取り組んだ。まず、従来の人工ホスト分子の認識部位であったトリピリジン骨格に着目し、これを長鎖状に連ねて2,6-エチニルピリジンポリマーとすることで、より強い分子認識能とそれに伴う固液抽出能が得られるのではないかと考えた。2,6-ジブロモピリジンを出発原料とし、薗頭反応を繰り返すことにより、2,6-エチニルピリジンポリマーを効率よく合成することに成功した。そのポリマーに、塩化メチレン中で各種オクチルグリコシドを作用させたところ、ホストーゲスト会合と、それに伴うらせん型高次構造の形成が観測された。続いて、有機溶媒に不溶な天然型のヘキソースに対し、ポリマーの塩化メチレン溶液を加え、その懸濁液(固液複相系)を撹拌した。すると、固相中の天然型の糖が液相中に抽出され、さらにオクチルグリコシドの場合と同様にらせん型高次構造の形成が観測された。2.ポリマー型人工ホスト触媒分子の設計と合成前項において、ポリマー型人工ホスト分子が糖に対して固液抽出能を示すことが確認された。そこで、本研究課題で目指す糖合成プロセスを構築するにあたり、触媒としてそのポリマー骨格を利用することにした。様々な求電子型反応の触媒として知られる4-(ジアルキルアミノ)ピリジンの2,6位を、アセチレン結合を介して連結し、前項の人工ホスト分子と同様の構造を持つポリマーを合成した。このポリマーは、触媒に必要な性能として、糖に対する分子認識能と固液抽出能をともに備えていることが円二色性スペクトルにより観測された。1.人工ホスト分子の糖に対する固液抽出能の調査有機溶媒に不溶な各種糖化合物が、糖を認識する人工ホスト分子の作用によって、結晶状態から有機層中への抽出が可能かどうか調べた。まず、様々な単糖を重クロロホルム中に懸濁液とし、超音波を一定時間照射後にメンブランフィルターを通して不溶物を除いた後にNMR測定を行い、主要なヘキソースおよびそのメチルグルコシド、リボースについて、それぞれ単独では重クロロホルム中に不溶であることを確かめた。引き続いて、我々の研究グループで開発したトリピリジン部位を有する人工ホスト分子1を系中に共存させ、他は同じ条件で抽出実験を行った。その結果、5種類のメチルグリコシド、リボースに対し、1による抽出作用が観測された。2.抽出後の液相中における反応の検討抽出実験で得た糖化合物を含む液相中で、化学反応が制御できる可能性を調べた。具体的には、人工ホスト分子1の有無が反応に与える影響を観察した。まず、有機溶媒に可溶なオクチルグリコシドを基質とした均一・低温系中における糖水酸基のベンゾイル化反応に1を共存させたときの影響を観察した。原料の消費速度が1の有無により大きく異なっており、興味深いことにオクチル-β-グルコシドのベンゾイル化の場合では1は阻害剤として、オクチル-β-ガラクトシドの場合では逆に促進剤として働くことが分かった。次に、固-液複相系中におけるメチルグリコシドのベンゾイル化反応についてホスト分子1の関与の可能性を調べた。糖を塩化メチレン中に懸濁液として1とベンゾイル化剤を加え、一定時間超音波照射を施し、1を加えない対照実験とベンゾイル化の様子を比較した。その結果、例えばメチル-β-グルコシドの複相系ベンゾイル化は6-ベンゾイル体と3,6-ジベンゾイル体を主生成物とするが、1を共存させると6-ベンゾイル体の比率を向上させることが分かった。様々な求電子型反応の触媒として知られる4-(ジアルキルアミノ)

ピリジンの2,6位を、アセチレン結合を介して連結し、前項の人工ホスト分子と同様の構造を持つポリマーを合成した。このポリマーは、触媒に必要な性能として、糖に対する分子認識能と固液抽出能をともに備えていることが円二色性スペクトルにより観測された。