hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炎症性肺疾患におけるサバイビンの分子病態の解明と新規遺伝子治療法の開発

サバイビンは細胞増殖・アポトーシス阻害機能の2つの役割をもつタンパク質で、間質性肺炎の病態に焦点を絞って本因子の作用メカニズムの解析研究を行った。ヒト間質性肺炎組織および様々な間質性肺炎疾患モデル動物において、傷害時に肺では再生性の肺胞上皮を中心にサバイビンの高発現を認めた。培養細胞においても傷害誘発にて同様の発現増加がみられ、サバイビンを抑制すると著しく細胞増殖が抑制された。原因を問わず様々な傷害において、再生上皮にサバイビン発現がみられることから、サバイビンは細胞傷害時の再生に必須であることが明かとなった。I:ヒト健常者肺及び種々の肺疾患でのサバイビンの発現、局在の検索において、正常症例と比較しびまん性肺胞障害で、肺胞上皮に明瞭なサバイビン発現を確認した。また慢性の肺線維症疾患では軽度のサバイビン発現がみられたものの、急性のびまん性肺胞障害と比較し、その発現は弱かった。その他のアポトーシスマーカーも同様の結果であったが、サバイビンはその違いが明瞭であった。増殖活性が高い場所にサバイビン発現がみられる傾向を認め、TUNELと二重陽性像が一部に見られたが、caspase-3発現との関連性は見いだせなかった。II:種々のマウス肺疾患病態モデルでのサバイビンの発現動態の解析において、LPS肺障害モデル、高濃度酸素暴露肺傷害モデルにても肺胞上皮細胞にサバイビン発現が増加することを確認し、TUNNELとの二重染色にて二重陽性像を認めた。また免疫組織化学およびmRNA発現増加を確認した。ウェスタンブロッティングに関しては現在進行中である。また放射線障害もでるについては、現在検討中である。III:種々の培養肺(上皮)細胞での傷害モデルを作製し、遺伝子操作してサバイビンの発現を抑制や亢進の調節をした際の傷害効果のin vitro検討において、LPSでの、in vitroで傷害を来した状況でのサバイビンの発現は増加することを確認した。現在、培養気道上皮細胞に遺伝子操作にてサバイビン発現を抑制、亢進の調節を行っている。I, II, IIIを通して、肺炎症性疾患におけるサバイビン発現は、より急性期にみられること考えられ、急性期での上皮傷害再生に関与している可能性が示唆された。I:マウス肺疾患病態モデルでのサバイビンの発現動態のin vivoの解析において、ブレオマイシン肺障害モデルの他、LPS肺障害モデル、高濃度酸素暴露肺傷害モデルなどにても肺胞上皮細胞主体にサバイビン発現が増加することを確認し、肺胞洗浄液蛋白濃度の上昇、MMP2,MMP9上昇、SP-D増加との相関を認めた。凍結肺組織においてもサバイビンおよびactive-caspase3上昇が蛋白およびmRNAレベルで確認されアポトーシスとの関連も示唆された。II:培養肺(上皮)細胞での傷害モデルで、サバイビンの発現を遺伝子操作して抑制や亢進の調節をした際の傷害効果をみるin vitro検討において、マウス肺胞上皮培養細胞であるMLE-12において、ブレオマイシンによる傷害を来すとヒトの肺胞上皮培養細胞と同様にマウスサバイビンの発現が増加することを確認した。また、マウス肺胞上皮培養細胞にリポフェクタミンおよびウィルスベクターによるshRNAを使った遺伝子操作でサバイビン発現を抑制すると、著しく細胞増殖が抑えられ、細胞数が減少し、ヒトの肺胞上皮培養細胞でsiRNAを用いてサバイビン発現を抑制した場合と同様であった。I, IIを通して、肺炎症性疾患におけるサバイビン発現は、より急性期にみられ、ヒト、マウス、培養細胞で普遍的にみられる現象であることが示唆された。サバイビン抑制は、細胞増殖を著明に低下させ、また、アポトーシスも促進され、結果細胞死へと至らせることから、サバイビン発現は急性炎症期の細胞再生、増殖、アポトーシスに関わること考えられた。急性期、慢性期炎症の再生過程にサバイビンが関与しているとの仮定の下、研究を進めているが、ヒト肺組織の検討や、マウス傷害モデル肺組織の検討、培養細胞を用いた検討により、特に急性期での細胞再生、増殖に関与していると考えられた。培養細胞を用いたサバイビン抑制実験では、著しい細胞増生の抑制と、傷害物質に対する細胞の脆弱性が確認されたが、予想していたよりもサバイビン抑制による細胞増殖抑制がみられ、再生後の細胞増生にサバイビンが寄与している可能性が強く、さらに抑制系の詳細な検討が必要である。当初、サバイビン抑制が強すぎた場合に培養細胞が生存しない現象がおこり、検討が困難であったが、長期のsiRNAであるshRNAをもちいた抑制系では細胞生存が可能で有り、抑制系のさらなる検討を進めている。サバイビンは細胞増殖・アポトーシス阻害機能の2重の役割を持つタンパク質で、我々は、間質性肺炎(IP)等の病態に焦点を絞った本因子の作用メカニズムの解析研究を行った。ヒトDAD肺やモデル動物(ブレオマイシン、LPS、高濃度酸素暴露、粉塵傷害)を作成し、傷害時の肺におけるサバイビン発現および局在の検討を行った。ヒトおよびモデル動物肺では、正常肺と比較し、傷害された肺胞上皮細胞を主体にサバイビンの著明な発現増加がみられ、肺胞洗浄液蛋白濃度の上昇、MMP2,MMP9上昇、SP-D増加との相関を認めた。凍結肺組織においてもサバイビンおよびactive-caspase3上昇が蛋白およびmRNAレベルで確認され、アポトーシスとの関連も示唆された。

形態的に再生性の変化を伴う上皮細胞にサバイビン発現がみられ、細胞の再生起点に関わっている可能性が考えられた。このことから、サバイビンの肺上皮細胞への再生作用機序を明らかとするため、培養肺上皮系細胞を用いin vitroでのサバイビンshRNAや過剰発現による検討を行った。培養実験においても、ブレオマイシンの他、粉塵、高濃度酸素等で上皮細胞に傷害を加えると、サバイビン発現が誘導された。マウス肺胞上皮培養細胞にリポフェクタミンおよびウィルスベクターによるshRNAを使った遺伝子操作でサバイビン発現を抑制すると、著しく細胞増殖が抑制された。このことから、サバイビンは細胞障害時の再生に必須であることが明らかとなった。サバイビン抑制による影響をin vivoで確認するため、サバイビンshRNAベクターをアデノ随伴ウィルス(AAV)を用いてモデル動物への導入を試みた。AAVの感染によりベクター導入は主に肝臓にみられたが、肺への導入効率が低く、現在は経気道的にウィルスベクターを用いたサバイビンshRNA導入を引き続き行っている。サバイビンは細胞増殖・アポトーシス阻害機能の2つの役割をもつタンパク質で、間質性肺炎の病態に焦点を絞って本因子の作用メカニズムの解析研究を行った。ヒト間質性肺炎組織および様々な間質性肺炎疾患モデル動物において、傷害時に肺では再生性の肺胞上皮を中心にサバイビンの高発現を認めた。培養細胞においても傷害誘発にて同様の発現増加がみられ、サバイビンを抑制すると著しく細胞増殖が抑制された。原因を問わず様々な傷害において、再生上皮にサバイビン発現がみられることから、サバイビンは細胞傷害時の再生に必須であることが明かとなった。急性期、慢性期における再生過程にサバイビンが関与しているとの仮定の下、研究をおこなっているが、特に炎症急性期における再生過程にサバイビンが関与している可能性が示唆された。また、サバイビン発現部位が、特に上皮細胞にみられることからも、上皮傷害に関与していると考えられた。炎症初期に上皮傷害が強く起こるモデルほど、サバイビン発現が明瞭で、比較的緩徐な過程を示す炎症モデルでは、発現増加がみられるものの、急性期より低い傾向がみられていることは、当初の過程とはやや異なったものであった。このことより、今後の研究では、傷害の種類を限定してのさらなる検討が必要であると考える。また培養細胞では、サバイビン抑制により細胞分裂が阻害され、培養細胞が生存できなくなることから、抑制系のモデル検討は困難であった。現在サバイビン亢進系モデルでの検討を進めている。今後はサバイビンのin vivoでの機能を明らかにするため、現在マウスブレオマイシン肺障害においてサバイビンの発現を抑制した場合のin vivoでの効果を、サバイビンshRNAとアデノ随伴ウィルスベクター(AAV)を用い検討する導入準備として感染するとGFPでラベルがされるコントロールアデノ随伴ウィルスベクター(AAV)をマウス注射し、4週後の肺における感染細胞の確認を抗GFP抗体により可視化して行い、肺上皮細胞への感染、遺伝子導入を確認している。また、in vivoでの肺でのサバイビン抑制および亢進系を検討可能にする為、特にマウス肺に集積する4型のアデノ随伴ウィルスを用いサバイビンshRNA導入したAAVベクターを構築中である。
メダカ初期胚深部細胞の偽足伸長と細胞移動における分子生理学的研究

脊椎動物胚神経発生は襄胚形成過程で未決定外胚葉が中胚葉の裏打ちによる誘導のためと考えられている。この過程では細胞移動が適切な細胞相互作用のために重要であると考えられる。本研究では、胞胚期後期の単離深部細胞の一部(約80%)において細胞接着因子であるfibronectionをionophoresisにより細胞体の一部に局所投与した際に数十秒の時間経過で投与部位に一致してpseudopodが伸長が観察された。細胞体の直径は20-25μmであるがpseudopodは約5μmである。このpseudopodは出現後数十秒間のうちに消退するがこの際に細胞全体がpseudopodの方向へ移動することがビデオカメラで観察された。futa-2を用いた実験では、fibronection投与により細胞内Ca濃度は投与部位において顕著に増加するが数十秒の時間経過で再び減少する。このCa濃度変化は細胞外Ca-free溶液中でも観察された。この細胞内Ca濃度の減少に一致してpseudopodの消退及び細胞移動が観察されたため、細胞内Ca濃度増加によるアクチン解離によりpseudopodが伸長し、続くCa濃度減少によりアクチンが再重合し、細胞が移動すると考えられる。Na-free細胞外液中では細胞内Ca濃度は持続的に増加した。アクチン再重合による細胞移動にNa-Ca exchagerによるcaの細胞外への汲出しがCa濃度減少に必要であると考えられた。またBCECFよる計測で、細胞内pHも一過性に局所的に約0.1上昇した後Caと同様の時間経過で減少し、アクチン解離とそれに続く再重合を促進すると考えられた。細胞内Ca濃度はfibronectionを投与されていない部位でも軽度の上昇が観察されることがあるが、pHの局所的上昇はアクチン解離を局所的に限局する役割があり、pseudopodの局所的伸長及び特定の方向への移動に寄与すると考えられる。このCa濃度とpHによるpseudopodの2重の制御は胚細胞が実際に胚体中でfibronectionの濃度勾配を認識し、特定方向へ移動するために極めて重要であると考えられた。
蛋白質複合体構造解析のためのNMR手法の開発

大腸菌由来のリボヌクレアーゼHIを用いて遺伝融合2量体を作成した。構成単量体が順方向にN末C末でポリペプチド鎖(リンカー)を介してつながっている。長さと組成の異なるリンカーを2種類くみこみ、2種類の人工的リボヌクレアーゼ2量体を作った。この内8残基のペプチドをリンカーとした2量体についてその構造をNMRの種々の手法(T_1,T_2,NEO,緩和剤の影響等)を駆使して単量体と比較しながら調べた。T_1,T_2の単量体の差、2量体でNOEが新しく出現すること、緩和剤が2量体接合部に入らない事などからこの2量体はコンパクトな会合体を作り、その接触部位はリンカーの結合部位(N末とC末)の近傍にあることが分かった。
体細胞クローン胎子の胎盤機能に関する基礎研究:分娩遅延の要因解明

体細胞クローン胎子の受胎牛は、分娩兆候が弱く難産が起こりやすい。そこで母牛の血中ホルモン濃度や胎盤機能からその原因の解明を試みた。クローン胎子を受胎した牛は、妊娠末期になっても産道の軟化や乳房の発達に必要なエストロジェンの血中濃度が低く、反対に不活性型のエストロジェンの濃度が高いことから、低い活性型/不活性型エストロジェン比が分娩兆候の微弱化の原因であると考えられた。これは、胎盤におけるエストロジェンの活性を制御する遺伝子の発現に異常があることが原因であり、その他にも分娩の進行に関連する遺伝子の発現異常が示唆された。体細胞クローンの受胎牛における分娩徴候の欠如や微弱化の原因を解析するために、受胎牛および新生子牛の内分泌学的解析を行った。また、体細胞クローン牛の分娩状況、生時体重および生存性を調査した。体細胞クローン牛の生後1週間以内の死亡率は、帝王切開で分娩した場合は67%(10/15)と最も高く、膣を経由して分娩した場合も47%(9/19)であり、いずれも対照の0%(0/9)に比較して高い値を示した。生時体重は、帝王切開で55.9±3.9kgと最も高く、経膣の場合も43.3±2.1kgと、いずれも対照の29.0±1.6kgに比較して高い値を示した。体細胞クローン受胎牛における分娩前3-0日のエストロンおよびエストラジオール17β濃度は対照に比較して低値であった。しかし、エストロンサルフェート濃度は対照に比較して高い傾向を示した。体細胞クローン受胎牛のプロジェステロン濃度は対照と同様に分娩前に低下した。これらのことから、体細胞クローン受胎牛ではエストロジェン合成の不足あるいはエストロンからエストロンサルフェートへの過剰な変換のために、分娩時のエストロジェン濃度の上昇が弱く、分娩徴候の微弱化を引き起こしていると考えられた。新生子牛における血中コルチゾル濃度は、帝王切開で出生した体細胞クローン牛で低い傾向を示したが、経膣で出生した体細胞クローン牛は対照と同様の値を示した。このことから、体細胞クローン牛は、胎子から母体へ分娩開始を知らせるシグナルであるコルチゾルを正常に分泌する能力を持つことが示された。これまでの研究から、クローン胎子の受胎牛では分娩前に血中の活性型エストロジェンであるエストロン(E1)およびエストラジオール-17β(E2)が増加せず、不活性型エストロジェンであるエストロンサルフェート(E1S)が高いことが示されている。平成19年度は、胎盤におけるエストロジェンの活性制御と生産に関わる、エストロジェンサルファトランスフェラーゼ(SULT1E1)、エストロジェンサルファターゼ(STS)およびアロマターゼ(CYP19)の遺伝子発現を解析し、母体のエストロジェン濃度との関係を分析した。1.分娩時の胎盤では、SULT1E1発現量は胎子胎盤と母胎盤で差がなく、クローン胎子の受胎牛(経膣分娩および帝王切開による分娩)は対照(体内受精胚の移植による妊娠)に比較して有意に高い値を示した。STS発現量は母胎盤で有意に高く、クローン胎子の受胎牛と対照の差はなかった。CYP19発現量は胎子胎盤で有意に高く、クローン胎子の受胎牛と対照の差はなかった。2.胎盤におけるSULT1E1発現量は、母体血漿中のE1濃度と負の、E1S濃度と正の相関を示した。STSおよびCYP19発現量は、母体のE2濃度と正の相関を示した。以上の結果から、胎盤における過剰なステロイドへの硫酸付加が母体血漿中のE1S濃度を上昇させ、E1およびE2濃度の上昇を妨げていることが示唆された。本年度は、クローン胎子を受胎した妊娠牛(クローン受胎牛)の分娩時胎盤において遺伝子発現が亢進していたエストロジェンサルファトランスフェラーゼ(SULTIEI)、ならびに正常であったエストロジェンサルファターゼ(STS)およびアロマターゼ(CYP19)の発現部位をin situ hybridizationあるいは免疫染色により解析するとともに、これらの遺伝子を発現していた二核細胞数をカウントした。また、分娩時胎盤におけるプロスタグランジン(PG)合成関連遺伝子(COX-2、PGES、PGFS)の遺伝子発現量を解析した。1.SULTIEIは胎子胎盤における二核細胞において特異的に発現していた。STSおよびCYP19は二核細胞と母胎盤における上皮細胞で発現していた。分娩時の胎盤における二核細胞数は、クローン受胎牛と対照牛の間で差はみられなかった。

2.クローン受胎牛の胎子胎盤および母胎盤におけるCOX-2およびPGFSの遺伝子発現量は対照と比較して差がなかったが、クローン受胎牛では胎子胎盤におけるPGESの発現量が有意に低下していた。以上の結果から、クローン受胎牛の分娩時に血中の活性型エストロジェン濃度の上昇を妨げているSULTIEIが二核細胞に特異的に発現していることが示された。また、クローン受胎牛では、分娩時に胎子性コルチゾルの分泌を促すと考えられているPGE2を生産するために必要なPGESの発現量が少ないことが示された。
室町～江戸初期における書物移動と大名文庫の蔵書形成に関する総合的研究

1333年(南北朝期)1640年代(寛永年間)の記録類を中心とした書物の移動のデータベースを構築した。データベースは「書物の移動」「書物の伝授」「題簽・色紙・短冊・経典類の移動」に三分類し、データは「移動の発生した年月日」・「書物等の名称」・「誰から」・「誰へ」・「移動(伝授)の種類」・「依拠史料」・「史料類別」・「記録者」・「備考」等からなる。松平文庫の創設者松平忠房の蒐集本の調査データを現在までのところ200点あまり作成した。26年度の研究実績は以下の通りである。1,西暦一三三三年約一七〇〇年までの書物の移動データベース構築作業を研究代表者・研究分担者・研究協力者が分担して作成している。これと共に、夏・冬・春に実施して、取られたデータのチェック作業も行っている。その結果、最大の情報量を誇る『実隆公記』についてはチェックを終了した。以後、その他のデータに移る予定である。2,8月17日21日まで、熊本大学附属図書館寄託永青文庫・島原市立図書館松平文庫の調査を行った。また、九州地区担当の研究分担者である渡瀬氏と共に臼杵藩の文庫の調査も開始した。さらに、近畿地区の研究分担者である岡﨑氏は柳沢文庫、東北地区担当の松本氏は磐城の内藤氏などの調査も開始された。3,科研研究会を計二回開催した(5月25日、11月1日)。研究会の内容は、1データベース構築作業の進捗状況、2科研テーマに絡む研究発表(松本大「『年中行事歌合』と『河海抄』、松本麻子「磐城城主内藤義概の和歌活動」3花鳥余情講読(前田・渡瀬氏)4科研の進め方の検討などである。その折、大名文庫形成をいかに押さえていくかという問題で、科研全体としては、松平文庫を大名文庫形成のモデルとして、文庫形成者である松平忠房が蒐集した書物群(いずれも「尚舎源忠房印」がある)については科研期間で悉皆調査を行うことに決まった。なぜなら、松平文庫は林家・伊達文庫・祐徳稲荷文庫との深い関係を有しており、モデルとするに相応しいからである。27年度の研究実績は以下の通りである。これと共に、夏・冬・春に実施して、採られたデータのチェック作業も行っている。その結果、最大の情報量を誇る『実隆公記』はやり終え、現在は、分担を変えて、残りの日記データから書物の移動情報を採取し、それらをチェックしている。全体的にはかなり見通しがついてきたが、五山関係の日記などもあり、慎重かつ敏速に進めたく思っている。2,8月18日21日まで、島原市立図書館松平文庫の調査を行った。また、九州地区担当の研究分担者である渡瀬氏と共に臼杵藩の調査を行った(9月1日)。江戸前期の松平文庫と江戸後期の臼杵藩文庫との比較は大名文庫のありようを探る上で重要である。3,科研研究会を二度実施した(4月25日、11月28日)。研究会の内容は1データベース構築作業の進捗状況、2科研テーマに絡む研究発表(渡瀬淳子氏「殿様の文事ー『舟水和歌集』にみる臼杵藩稲葉擁通公の古典学」、原克昭氏「寺院聖教目録の再構築と活用方策ーいわき宝聚院聖教を基盤として」など)、3科研をめぐる提案・意見。昨年度、決定されたことにしたがって、今年から島原松平文庫の忠房蒐集・書写させた書物(「尚舎印忠房」印本)の悉皆調査をすることになり、これを夏に実施したが、夏の調査では、約70点くらいしかできず、これを今後どれだけ充実させるかが課題である。やや文献調査において若干の遅れがみられるけれども、取り返しは可能であり、予定通り新着していると見ている。28年度の成果は以下の通りである。これと共に、夏・冬・春の五日間程度で、採られたデータのチェック作業を行っている。その結果、室町期の代表的な日記である『看聞日記』のチェック作業を終了した。現在、近世初期の『時慶記』、『梵旧記』、室町期の禅僧日記(『鹿苑日録』など)に移っているが、当初予定であった一七〇〇年までというのはいささか厳しいかと思われるが、可能な限りのデータを採集およびチェックして、中世後期近世における書物の移動データの全容を明らかにしたいと考えている。2,8月17日19日まで、大名文庫の蔵書形成の例として、島原市の肥前島原松平文庫を訪れ、文庫創設者である松平忠房が集めた、書写させた書物を二泊三日の日程で四人で一点ごと調査した。毎回、60点くらいの書物を調査できるが、だいたいの蒐集傾向は分かってきたと思われる。3,科研研究会を二度実施した(5月14日・11月20日)。

研究会の内容は、1データベース構築作業の進捗状況、2科研テーマに絡む研究発表(松本麻子氏「『近代百人一首』考ー近世初期大名の和歌文芸についてー」、『実隆公記』をめぐるミニ研究会、岡﨑真紀子氏「「浦島」をめぐる和歌と物語ー「源氏物語研究における文化研究の可能性」に向けて」など)、3科研をめぐる提案・意見。現科研をさらに発展するためには、書物を蒐集し文庫を形成した大名を残らず押さえる必要があるなど、貴重な意見があった。今後も着実に進んで次につなぎたいと思っている。大名文庫の調査は二泊三日で60点程度しかできていないこと、また、書物移動データベースが近世寛永以降は事実上諦めざるを得ないことなど。とはいえ、可能な限り、調査をし、データ収集・チェックを行う予定である。二つの研究目標(1室町江戸初期における書物移動、2大名文庫の蔵書形成)を掲げて、四年間の研究を行ったが、四年間で以下の成果を得られた。11333年1620年代における書物の移動については、約10500データベース(書物編・伝授編・色紙短冊経典編)が完成したことである。おそらく現状における最大級のデータベースであると自負している。掲載したデータの大部分は、『実隆公記』をはじめとする記録類であるが、一部、奥書類も含まれている。ともかく、このデータベースを活用することによって、南北朝期から江戸初期までの書物に関して、移動する、読まれる、講釈する、伝授する、題簽を記されるなどの記録がほぼ明らかになった。今後の古典認識を一変することはほぼ間違いだろう。データは、3月に刊行した研究成果報告書に収められている。なお、適宜修正した上で、勉誠出版から刊行する予定である。次に、2であるが、こちらは1と同様というわけにいかなかった。大名文庫蔵書形成を抑えるのに、最適とも言える蒐集者が松平忠房と判明し、それが書物の印記によって判明する肥前島原松平文庫を毎年調査したものの、現状では、調査結果は192点の書物に留まっている(成果は上記報告書に収めた)。よって、これは今後も調査を続ける必要がある。忠房が蒐集した書物は、ほぼ900点くらいであるが、今後は、松平文庫だけではなく、他の大名文庫の調査の調査を行いたい。幸い、新たな科研を獲得し、研究分担者が増えたので、期待できると考えている。以上、研究実績の概要を記した。1333年(南北朝期)1640年代(寛永年間)の記録類を中心とした書物の移動のデータベースを構築した。データベースは「書物の移動」「書物の伝授」「題簽・色紙・短冊・経典類の移動」に三分類し、データは「移動の発生した年月日」・「書物等の名称」・「誰から」・「誰へ」・「移動(伝授)の種類」・「依拠史料」・「史料類別」・「記録者」・「備考」等からなる。松平文庫の創設者松平忠房の蒐集本の調査データを現在までのところ200点あまり作成した。1,データベース構築作業とチェック体制が研究分担者・協力者の献身的働きにより、順調に進展している。あと四年で、目標とする一三三三年一七〇〇年の記録類・奥書に基づく書物の移動データベースを完成したい。2,大名文庫を全体としては島原に絞り込んだ結果、調査の集中とスピードアップが期待できる。分担者による島原以外の文庫(たとえば、臼杵市立図書館蔵の臼杵藩文庫など)も開始された。3,年に二回とはいえ、研究会活動も活発に展開している。今後の研究も上記の三本柱は変わらない。1)データベース構築2)文献調査(島原松平文庫が中心)3)科研研究会の実施である。(今後の推進方策)今後の研究も上記の三本柱は変わらない。1)データベース構築
びまん性神経周囲浸潤をきたす新規マウスグリオーマモデルを用いた新規治療法の開発

グリオーマは周囲脳組織にびまん性神経浸潤を起こすため全摘出が難しく根治が難しい。このためびまん性神経浸潤のメカニズムについては長らく研究者の興味の対象であったが、適切な腫瘍モデルがなく、手術検体など不均質な研究材料しか使用できないことから研究が進展してこなかった。これに対し我々は、これまでの研究でグリオーマのびまん性神経周囲浸潤を再現するマウスモデルの作成に成功した。そこで本研究ではこの新しいモデルを用い、びまん性神経周囲浸潤にかかわる遺伝子を同定する。加えて当該遺伝子産物の機能を阻害し、びまん性神経周囲浸潤を抑制する手法を開発する。
「平衡障害に対する新規治療法の開発」- iPS細胞による前庭再生医療 -

昨年度まで、マウスの後半規管からゲンタマイシンにて前庭有毛細胞に障害を与え、半規管もしくは卵円窓からマウスiPS細胞の移植を行っていたが、移植細胞の生着は殆ど認めなかった。今年度は、障害細胞および移植細胞を変更した。まず、神経障害を来たすとされるウアバインを用いて前庭神経節細胞障害モデルを作成した。また前庭動眼反射検査VORにて障害側に前庭機能的障害を確認できた。移植細胞としては、ヒトiPS由来神経幹細胞hNSCを用いた。ウアバインにてマウス前庭神経節を傷害し、hNSC細胞を移植したところ、4週間目に一部で前庭機能の回復を認めた。現在組織学的検討を行っている。また、VORでの前庭機能改善についてはサンプル数を増やすとともに、前庭代償の可能性も出来ず、現在コントロールと比較検討中である。また、マウス以外にもモルモットを用いて、前庭機能評価系を作成した。ヘッドステージには強力磁石を用い、体幹の固定にはナイロン布にてハンモック式に行った。マウスと同様にウアバインにて前庭神経節細胞を障害し、前庭動眼反射の低下を認めた。現在、hNSCの移植も行い、その効果を検討中である。代表者の所属が変わったために、実験以外の業務に多くに時間を割かなければならず、実験を行う物理的時間が少なかったため遅れている。移植細胞および障害細胞を変更したが、まだコントロールとの比較など、サンプル数が限られているため、移植の有効性が不明である。移植実験をハイペースで行い、有意なサンプル数を確保し、機能および組織学的評価を行う。まず、マウスの前庭にマウスiPS細胞を移植し、1週間後に移植細胞が生着可能かを2通りの移植方法で確認した。移植のiPS細胞は未分化なものを使用した。一つ目の方法はマウスのあぶみ骨底盤を外し、oval windowから移植する方法である。ハミルトンシリンジにて少量のマウスiPSをゆっくりと注入を試みたが、前庭組織に移植したiPS細胞を確認することは出来なかった。二つ目の方法としてはマウスの後半規管に超音波振動装置を用いて、小孔を開けてそこからiPS細胞を移植したところ、卵形嚢及び膨大部組織の端に緑色のiPS細胞の生着を確認できた。但し、周囲組織細胞への分化は確認できなかった。また、移植前にゲンタマイシンにて外側半規管より内耳障害を与えた後に、後半規管からiPS細胞の移植を試みたが、障害後の前庭組織には殆ど移植細胞の生着は認めなかった。恐らくゲンタマイシンによる障害で、前庭組織に瘢痕が生じたために、移植細胞の生着が困難であったと考えられる。障害後の前庭への移植細胞の生着が認められなかったため、その原因についての検討に時間を要しました。また臨床業務が多忙を極めたため、実験を行う時間が確保できなかったためと思われます。障害後の前庭組織での瘢痕形成について検討し、瘢痕予防対策を行う。瘢痕の原因と予想されるコラーゲンの働きを抑制するなどの方法を試行し、今後は瘢痕を抑制した状態でのiPS細胞の移植を試みる予定である。臨床業務の増加及び障害後の前庭組織に移植細胞の生着を認めなかったっために、様々な検討に時間を要したためと思われます。代表者の異動に伴い、実験が当初予定よりも大幅に遅れているため。
多重癌モデルによる発癌の促進並びに抑制要因の解析

発癌物質ならびに発癌プロモ-タ-やインヒビタ-などが相互に関連して作用することによりin vivoでの発癌がどのように修飾されるかを多重癌モデルを用いて個体レベルで総合的に解析した。F344雄ラットを用い,五種類の発癌物質,DEN,MNU,DHPN,BBN,DMHを短期間に順次投与し,その後2%BHA,0.8%カテコ-ル,2% 3ーメトキシカテコ-ル(3ーMC)を0.3%亜硝酸塩との同時投与,あるいはそれぞれを単独投与すると,前胃では扁平上皮癌の発生がカテコ-ル単独群に比較し,カテコ-ルと亜硝酸塩を同時投与した群で有意に増加した。またBHA,3ーMCの群では亜硝酸塩の同時投与による増強効果はみられなかった。腺胃では3ーMC投与による腺腫の発生が亜硝酸塩の同時投与により有意に減少した。食道においてカテコ-ル,3ーMC投与により増加傾向を示した乳頭腫の発生が亜硝酸塩の同時投与によりさらに増加した。このように酸化防止剤は亜硝酸塩の存在下では単独投与とは異なった修飾作用を示すことが明らかとなった。さらに,DEN,MNU,DHPN処置による多重癌モデルを用いて,ニンニクの抽出成分であるジアリル・サルファイド(DS)とジアリル・ジサルファイド(DDS)の発癌修飾作用を検索すると,これまで発癌抑制として注目されてきたDSは肝の前癌病変であるGSTーP陽性細胞巣と甲状腺の過形成の発生を促進させることが判明した。また,DDSは大腸と腎発癌を抑制した。その他の臓器の腫瘍の発生にはDS,DDSとも何らの修飾効果を及ぼさなかった。以上,亜硝酸の酸化防止剤への添加は酸化防止剤のもつ発癌修飾作用を相乗的に増強,あるいは抑制させ,またDSが肝及び甲状腺発癌を促進するという従来とは異なった発癌修飾作用が示された。さらに,この変動には標的臓器における細胞増殖が重要な鍵を握っていると推測された。
脳腫瘍の免疫反応におけるミクログリアの果たす役割 〜ミクログリアサブタイプの機能解析からのアプローチ〜

【目的】CD40とそのligandの相互作用がマクロファージや樹状細胞と同様に細胞性免疫に決定的な役割を果たすことが知られている。そこで我々はligandを遺伝子導入した神経膠腫細胞とCD40を発現させたミクログリアを共培養して抗腫瘍効果が増強するか検討した。【結果】マウス由来のミクログリア株を確立し、LPSやINF-αで刺激することでCD40を発現した。次に可溶性CD40 ligandを上清に添加するだけでミクログリアはTNF-αとNOをより多く産生した。この上清はligandを加えない上清に比べ抗腫瘍効果が強く、特に遺伝子導入腫瘍細胞で顕著であった。以上の結果をもとに活性型ミクログリアと遺伝子導入した脳腫瘍細胞を共培養したところ、他の条件にくらべて明らかに殺細胞効果が高いことを確認した。この効果は、それぞれanti-CD40、anti-TNF-α、anti-NO(L-MNNA)を加えるごとに徐々に減少した。以上からミクログリアがCD40-CD40 ligand interactionを介して、本来の細胞性免疫の始動という役目のみならず、少なくともTNF-α、NOを産生を通して、脳腫瘍細胞と直接感作し、腫瘍細胞死を誘導しうることが確認された。ミクログリアは中枢神経系に特異的に存在し、中枢神経系における免疫応答に深く関与することが徐々に知られつつある。今年度我々は、研究分担者である澤田らが株化に成功した4種のミクログリア(マウス由来)の機能解析から、ミクログリアには免疫学的サブタイプが存在し、抗原提示作用を有する細胞群とT細胞の増殖を抑制する細胞群があることを同定、中枢神経系には重篤な自己免疫疾患が存在する一方で、過剰な免疫反応が回避される事象が多いという免疫学的な二面性にミクログリアが深く関与している可能性を示した。次にこの結果を最終的に脳腫瘍治療への応用を目指す立場から、その基礎実験として、株化したミクログリアのそれぞれをγ-INFやLPSで刺激することにより、IL-12、TNF-αなどのサイトカインを分泌することを確認し、その中から特に抗腫瘍活性の高いTNF-αを多く分泌する株を抽出し、in vitroで株化脳腫瘍細胞と共培養を行ったところ、高い抗脳腫瘍活性を得ることに成功した。以上の結果を踏まえ、次年度はまずin vitroにおいてミクログリアサブタイプがより強力な抗腫瘍活性を得る条件を確立し、ミクログリアを用いた細胞療法の基礎を確立したいと考える。またTNF-αだけでなく、IL-12などにも着目し、T-cellを介したいわゆる細胞性免疫機序による抗腫瘍効果についても検討したいと考えている。これまでに確立することができた複数の株化ミクログリアに対し、ミクログリアに対して活性化作用があるとされるサイトカインなどで刺激を加え、TNF-αを中心にいくつかの抗腫瘍因子の分泌程度の差を明らかにすることと、それに基づき、抗腫瘍効果の高いと予想される株と脳腫瘍細胞株を共培養し、in vitroでのミクログリアの抗腫瘍効果を明らかにすることが本研究のテーマであった。その結果、ミクログリアはTNF-α、NOを産生し、直接的な抗腫瘍効果ならびに抗原提示細胞としても機能する事が示され、CD40は抗原提示細胞の細胞膜に発現する分化因子であり近年同定されたものであるが、我々の樹立したミクログリアにも発現が確認された。そこで、CD40蛋白でミクログリアを刺激すると、TNF-a NOおよびIL-12が同時に産生されることが示された。さらにCD40をglioma cellに遺伝子導入しミクログリアと共培養すると、抗腫瘍効果がみられ、上清にTNF-α、NO、IL-12の産生が確認された。結論として、直接的なミクログリアによる抗腫瘍効果と免疫誘導の可能性が示唆するものと考えられた。本研究を通して、生体マウス内に作成した脳腫瘍に対し活性化ミクログリアを作用させ抗腫瘍効果を得られる方法論(細胞療法基礎)は確立し得たと考える。
胎仔肢芽培養法を用いた環境汚染化学物質の混合物の胎仔毒性リスク評価法に関する研究

本研究では胎仔肢芽培養法を用いて混合物の胎仔毒性を検索し、用量一反応曲線から相互作用を解析し、胎仔肢芽培養法の混合物の胎仔毒性リスク評価法としての有用性を明らかにすることを目的とした。相互作用のよく知られた水銀とセレンをモデル物質として、相互作用の解析の方法の検討を行い、isobole diagramによる方法が、簡便で視覚的にもわかりやすく、相互作用の解析方法として適当だと診断された。胎仔肢芽培養法では、細胞増殖への影響、細胞分化への影響のそれぞれへ相互作用の他に、胎仔毒性のポテンシャルの指標となる、それらの比(P/D比)に対する相互作用の情報も得られ、胎仔毒性の評価に有用と考えられた。環境汚染化学物質としては、環境中のサンプルから高頻度で検出される9種類の有機塩素化合物を対象とした。それらは、p-ジクロロベンゼン(pDCB)、o-ジクロロベンゼン(oDCB)、p-クロロアニリン(pCA)、3,4-ジクロロアニリン(DCA)、リン酸トリス(2-クロロエチル)(TCEP)、2,5-ジクロロフェノール(DP)、2,5-ジクロロアニソール(DA)、Triclosan(IR)、Triclocarban(TC)である。それぞれの単独の胎仔毒性を胎仔肢芽培養法を用いてスクリーニングした結果、毒性の強かったpCA、IR、TC、P/D比の高かったTCEP、DPと、細胞増殖作用の知られているpDCBの中から2つの化合物から成る混合物6種類をつくり、胎仔肢芽培養法で得られた結果をisobolediagramで解析した。IR-TCの組み合わせでは混合物の作用は相加的であった。これに対し、pDCB-TCEP、pDCB-pCAでは、細胞増殖に対してより毒性軽減作用がみられ、pDCB-DPでは、細胞分化に対してより毒性軽減作用が認められた。混合物の混合比によってP/Dが変わり、胎仔毒性のポテンシャルが変わる可能性が示唆された。胎仔肢芽培養法は、混合物の胎仔毒性リスク評価に有用な情報を提供すると考えられた。胎仔肢芽培養法を用いて混合物の相互作用を解析するために、相互作用のよく知られた水銀とセレンをモデル物質として、まず、相互作用の解析の方法の検討を行った。用量-反応曲線のワイブル関数、ロジスティック関数への当てはめによる方法、isobole diagramによる方法を検討した。その結果、関数へのあてはめは用量-反応曲線の形によっては収束せず、解析が困難な場合もあった。これに対し、isobole diagramによる方法は簡便で、視覚的にもわかりやすく、相互作用の解析方法として適当だと判断された。胎仔肢芽培養法では、細胞への影響、分化への影響のそれぞれへの相互作用の他に、胎仔毒性のポテンシャルの指標となるそれらの比に対する相互作用の情報も得られ、胎仔毒性の評価に有用と考えられた。環境汚染化学物質としては、その使用量の多さ、難分解性、有毒性から環境汚染に大きな比重を占めると考えられる有機塩素化合物を取り上げた。環境中のサンプルから高頻度で検出されるp-クロロアニリン、3,4-ジクロロアニリン、p-ジクロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、リン酸トリス2-クロロエチルについて、単独の胎仔毒性を胎仔肢芽培養法を用いてスクリーニングした。その結果、胎仔毒性のポテンシャルの指標であるP/D比はp-クロロアニリン、リン酸トリス2-クロロエチルで高かった。そこでこの両者の混合物の相互作用をisobole diagramを用いて解析した。混合物の毒性は、細胞増殖に対しては相加的よりも強い作用がみられたのに対し、分化に対しては相加的よりもやや弱く、細胞増殖と分化への影響に対する作用点が異なることが示唆された。

これに対し、pDCB-TCEP、pDCB-pCAでは、細胞増殖に対してより毒性軽減作用がみられ、pDCB-DPでは、細胞分化に対してより毒性軽減作用が認められた。混合物の混合比によってP/Dが変わり、胎仔毒性のポテンシャルが変わる可能性が示唆された。胎仔肢芽培養法は、混合物の胎仔毒性リスク評価に有用な情報を提供すると考えられた。混合物の胎仔毒性リスクを胎仔肢芽培養法を用いて評価するため、混合物の相互作用の解析を、昨年度の成果に基づき、isobole diagramを用いて行った。環境汚染化学物質としては昨年同様、有機塩素化合物を取り上げ、新たに、p-ジクロロベンゼンの環境中での代謝物である2,5-ジクロロフェノール(DP)、2,5-ジクロロアニソール(DA)、殺菌剤、デオドラント剤として広く用いられているトリクロサン(IR)、トリクロロカルバン(TC)を対象に加えた。まず、単独の胎仔毒性を胎仔肢芽培養法を用いてスクリーニングした。その結果、トリクロサン、トリクロロカルバンの毒性は、これまでスクリーニングした有機塩素化合物の中でももっとも強かった。しかし、胎仔毒性のポテンシャルの指標であるP/D比は1前後であった。ジクロロフェノールのP/D比は、6.1以上と非常に高く、胎仔毒性を検討するプライオリティが高いと考えられた。混合物としては、細胞増殖作用の認められているp-ジクロロベンゼン(pDCB)と、p-クロロアニリン(pCA)、リン酸トリス(2-クロロエチル)(TCEP)、ジクロロフェノール、トリクロロカルバンの4種の化合物との組み合わせおよび、トリクロサンとトリクロロカルバンの組み合わせの5種類について、混合物の相互作用をisobole diagramを用いて解析した。IRとTCとの組み合わせでは混合物の作用は相加的であった。
不定値計量をもつ空間内の空間的曲面とその特異点の研究

微分幾何学において、曲面(はめ込み)の大域的な性質は、主に20世紀以降研究されてきた。近年、特異点を許容したより広いクラスの曲面を考えることで、今まであまり光を当てられなかった曲面についても、その大域的な性質が活発に研究されるようになりつつある。本研究ではその中でも特に不定値計量をもつ空間内の空間的曲面とその特異点に関する研究を行った。1.Wayne Rossman、梅原雅顕、山田光太郎、Seong-Deog Yang各氏と共同で、de Sitter空間内の平均曲率1をもつ空間的曲面とその特異点研究を行った。特に曲面の無限遠方における挙動を解析し、特異点が無限に伸びる条件を明らかにした。また、この結果を用いて、曲面が満たすOsserman型不等式と呼ばれる不等式を等号条件まで込めて証明した。2.國分雅敏、Wayne Rossman、梅原雅顕、山田光太郎各氏と共同で、光錐の曲面に関する研究を起ち上げた。光錐の幾何を研究することで、これまで個別に研究されてきた双曲空間とde Sitter空間の幾何を統一的に扱うことができる。3.庄田敏宏氏と共同で、3次元Euclid空間内の代数的極小曲面で2つのエンドをもつ例を構成した。この例は偶数個の種数をもち、懸垂面を除く2つのエンドをもつ極小曲面の中で、Osserman不等式の最良の評価を与えている。また、Bjorling問題の観点からも興味深い例である。1. Matthias Weber氏と共同で,3重周期をもつ極小曲面に関する研究を行った.曲面のガウス写像をヤコビのテータ関数で記述することで,古典的な例を周期問題を考えずに構成することができ,また周期問題を考えることで新たな例も構成することができた.2. Francisco J. Lopez氏と共同で,ミンコフスキー空間内の向き付け不可能な空間的極大曲面とその特異点に関する研究を行った.このような曲面は,ガウス写像の写像度が必ず偶数になるという著しい性質をもつことを証明し,このことを用いて,ガウス写像の写像度が小さい場合の曲面の分類を行った.メビウスの帯と同相は極大曲面や,クラインの壺から1点を除いたものと同相な曲面も具体的に構成した.3. Wayne Rossman,梅原雅顕,山田光太郎, Seong-Deog Yang各氏と共同で,ドジッター空間内の平均曲率1をもつ空間的曲面とその特異点に関する研究を行った.特に3つの端をもつ曲面の分類を行った.また,ミンコフスキー空間内の空間的極大曲面を変形させる理論を開発し,これを用いて2つの端と任意の種数をもつ例を構成した.4. Wayne Rossman氏と共同で,双曲空間内の平均曲率1をもつ曲面に関する研究を行った.Rossman氏と佐藤勝憲氏によって得られていた2つの端をもつ種数1の例を改良して,任意の種数で2つの端をもつ曲面が存在することを示唆し,実際に種数が20以下の曲面をコンピュータによる数値解析を用いて構成した.また,同様の方法で,ドジッター空間内の平均曲率1をもつ曲面も構成した.
クラスター間隙ナノ空間の自在制御と機能開発

本研究計画では,正電荷あるいは負電荷をもつナノサイズ多核金属クラスターを様々な対イオンの添加により集積化し,大きな間隙空間をもつ固体材料の構築を目指した.その結果,球状八核クラスターアニオン([Rh4Zn4(cys)12O]6-)と棒状5核クラスターアニオン([Co2Au3(pen)]3-)から,それぞれ高い水分子包接能を示すクラスター集積材料を得た.本研究計画では,ナノサイズ間隙空間の構造制御と機能開発を達成するため,クラスター集積化合物におけるクラスター空間配列制御を目指している。本年度は、L-システイン(L-H2cys)をもつ混合金属型ロジウム(III)-亜鉛(II)八核クラスターアニオン([Rh4Zn4(L-cys)12O]6-; [1]6-)について、対カチオンのサイズによる空間配列制御を試みた。八核クラスターのカリウム塩(K6[1])の水溶液に対して、類似の混合金属型ロジウム(III)-亜鉛(II)八核クラスターカチオン([Rh4Zn4(aet)12O]6+; [2]6+)を含む水溶液を三層重層法によりゆっくりと拡散させることにより、2種類の八核クラスターを含むクラスター塩([2][1])の結晶化に成功した。単結晶X線解析の結果、K6[1]中のクラスターアニオンは、隣接する3つのクラスターアニオンとNH...O水素結合を形成しlcy型の水素結合フレームワークを形成していたのに対し、[2][1]においては、1つのクラスターアニオンが4方向に水素結合を形成したdia型のフレームワークを形成していた。この結果から、含硫アミノ酸クラスターの空間配列が、クラスターカチオンのサイズによって制御可能であることが示された。本研究の過程で、八核クラスターアニオンに対して、対カチオンとして銀(I)イオンを添加した場合には、塩形成ではなく金属置換反応が進行し、硫黄架橋ロジウム(III)-銀(I)五核錯体([Rh2Ag3(L-cys)6]3-)が生成することを見出している。本研究計画では、ナノサイズ間隙空間の構造制御と機能開発を達成するため、クラスター集積化合物におけるクラスター空間配列制御を目指している。前年度は、6ーと6+の電荷を持つアニオン性およびカチオン性を示すチオラト金属多核クラスター錯体同士を混合し、クラスター間化合物の合成に成功している。このクラスター間化合物は、予想通り大きな間隙空間を示す一方で、空間充填率が高く、当初目標である60%の空隙率の達成には至っていなかった。そこで本年度では、より積極的な空間配列制御が可能になるよう、前年度の成果を受けて、多様なチオラト錯体配位子群を用いて、クラスター集積化合物の素材となる多核金属錯体の開発を集中的に実施した。その結果、発光性/pH応答性/酸化還元応答性/キラル集積特性などを示す、数種のイオン性多核金属クラスター錯体の合成に成功している。得られた成果は、計8報の査読付き英文学術雑誌に投稿、受理されている他、招待講演1件を含む4回の学会発表により公開している。本研究計画では、ナノサイズ間隙空間の構造制御と機能開発を達成するため、クラスター集積化合物におけるクラスター種の空間配列制御を目指している。最終年度となる平成27年度では、平成26年度に引き続き、クラスター集積化合物の素材となりうる多核金属錯体の開発を継続した。その結果、以下のような興味深いクラスター変換反応を見出している:(i)チオラト錯体によるホスフィン保護金9核クラスター([Au9(PPh3)8]3+)の金8核クラスター([Au8(PPh3)8]2+)への構造変換、(ii)ピリジンチオールによる環状パラジウム3核錯体([Pd3(L)3])の環状4核錯体([Pd4(L)4(Pyt)3)への構造変換、(iii)加熱脱溶媒による硫黄架橋銅14核クラスター([Cu14(pen)12Cl]5-)の構造ひずみ反応。さらに、金属クラスター種の集積構造制御にも継続して取り組んでおり、硫黄架橋5核錯体アニオン([Co2Au3(pen)6]3-)とアクアコバルト(II)イオン種を組み合わせることにより、空隙率が80%、60%、および30%と、互いに大きく異なる3種類の多孔性イオン結晶の作り分けに成功している。これらの結晶の制御は、共存イオン種の結晶成長速度を調整することにより達成しており、結晶化速度がイオン性固体の空隙率制御の鍵であることを明らかにした。さらに、これらの多孔性イオン結晶中の間隙空間は、水を大量に吸着する一方でエタノールやアセトンは全く吸着しない、といった分子選択的吸着特性を示した。これは、イオン結晶中の間隙空間は、強力な内部電場により極めて高い親水性を獲得した「超親水性」とも言うべき性質に由来すると考えている。以上のように、本研究では、新しいクラスター間隙空間の制御法と珍しい分子包接特性を同時に見出しており、一定の成果を挙げられたと言える。本研究計画では,正電荷あるいは負電荷をもつナノサイズ多核金属クラスターを様々な対イオンの添加により集積化し,大きな間隙空間をもつ固体材料の構築を目指した.その結果,球状八核クラスターアニオン([Rh4Zn4(cys)12O]6-)と棒状5核クラスターアニオン([Co2Au3(pen)]

3-)から,それぞれ高い水分子包接能を示すクラスター集積材料を得た.当初目的の通り、本年度は多くのイオン性多核金属クラスター錯体の合成に成功している。しかしながら、その中で、ジホスフィン(Ph2P(CH2)nPPh2)とペニシラミンをもつ金(I)二核の錯体配位子と銅(II)イオンとの反応においては、意外にもポリマー状の無限鎖錯体が得られている。この系では、n = 3, 4, 5のジホスフィンをもつ錯体配位子から形状の異なる超分子ヘリックスが得られ、形成されるヘリックスの形状とキラリティーがジホスフィンのアルキル鎖の偶奇性とペニシラミンのキラリティーによってそれぞれ変化することが明らかになった。この成果は日本化学会のBCSJ賞を受賞するなど、高い評価を得ている。当初研究目的に関する部分では、未発表の研究内容であるが、クラスターアニオンに対してアクア金属錯体を対カチオンとして用いることにより、反応濃度に応答して空間充填率を30%-80%まで自在に制御可能である系を見出している。この結果をまとめ、発表することにより当初研究計画に掲げたクラスター間隙化学の概念の確立に大きく寄与できると考えている。以上の結果から、本研究計画は概ね順調に進展していると判断した。錯体化学、超分子化学今後は、本年度発見した、アニオン間隙空間のサイズを自在に調整できるアクア金属イオンを対カチオンとして用いる系について、早急に検証実験と必要な特性調査の実験を進め、ハイインパクトの論文誌への投稿と学会発表を目指す計画である。未発表情報であるが、前述のロジウム(III)-亜鉛(II)八核クラスターアニオンは、pH調整により、マイナス6価からプラス6価までの幅広い電荷状態を取りうることを見出している。様々なカチオン種/アニオン種を添加して結晶化を試みた結果、計4種のクラスター集積体(1面心格子構造、2ダイヤモンド配列構造、3底心格子構造、4中空らせん鎖状構造)の生成が単結晶X線解析により確認された。4種類のクラスター集積体の交流インピーダンス測定による粉末サンプルの伝導性の評価を行ったところ、いずれもGrottus機構による典型的なプロトン伝導の存在が示唆された。しかしながら、その伝導率の値には劇的な違いが存在し、最大3000倍の伝導率差が観測された。以上の結果から、金属クラスター集積体において、クラスターの空間配列の違いがその固体伝導特性に大きな影響を与えることを見出している。前項目の結果と合わせて、金属クラスターの空間配列の変化のみならず、その変化に応じた固体物性の劇的変化を見出した。よって、本研究計画の進展は概ね順調であると判断した。本年度中に、金属クラスターの集積様式を調整する有効な手法として、アクア金属イオンを対カチオンとして利用する方法を見出している。この手法により得られた数種の化合物の特性調査が終了していないため、本年度中の成果公開を次年度に持ち越すこととした。このため、予算の一部を次年度に繰り越すこととなった前述の通り、本年度は混合金属型ロジウム(III)-亜鉛(II)八核クラスターアニオンの逐次集積によるクラスター集積化合物の特性解明を推進してきた。次年度は、前述の未発表データ(空間配列の違いによるプロトン伝導特性の変化)について、早急に学会発表ならびに論文発表を行う。また、本研究計画のもう一つの合成戦略である、ポスト修飾法によるクラスター集積体の構造調整にも取り組んでいく。