hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子モデリングを利用した界面を分離場とした機能材料の設計

界面を分離場とした高性能な分子認識材料を調製するためには,分子認識発現のメカニズムを明らかにし,これまで以上に分子認識場を精密に制御する必要がある。本研究では,錯体化学的実験手法とコンピュータ分子モデリング手法を駆使して,金属イオン分離機構の解明に取り組む。これを足がかりに,より高性能な分子認識素子を設計し,分子モデリングを利用した分離材料の設計という新しい分子認識素子開発手法の確立を目指す。分離のターゲットは,これまでに多くの実績のある金属イオン(銅,亜鉛などの遷移金属およびランタノイド元素)とした。分子認識素子は,ターゲット分子の形状や化学的性質を高分子に刷り込む手法である界面分子インプリント法および抽出操作において有効であったリガンドを採用した。分子モデリングとしては,巨大な遷移金属およびランタノイド元素錯体を計算するのに最適なプログラムであるMOMECを用いた。MOMECは計算速度が非常に速い分子力学法に基づく計算手法であり,そのパラメータ群が金属錯体に最適化されている。昨年度は,二つのホスホン酸基をスペーサーによって連結したジホスホン酸型抽出剤について,ひずみエネルギーと抽出定数との定量的構造特性相関法(QSPR)を行ったところ,良好な直線関係が得られ,本手法の有用性を確認した。本年度は,分子モデリングで得られた情報を活用するために,分子動力学法による油水界面での分子認識素子のシミュレーションに着手した。それとともに,計算結果の評価を正確にするために、ポリマーマトリクスが分子認識能へ与える影響を実験的に評価した。その成果が,化学工学論文集に掲載された。現在,分子認識素子の構造のちょっとした違いで,油水界面での分子認識能が大きく変化すると考えられる系について,分子動力学計算を行っている。本年度は,二つのホスホン酸基をスペーサーによって連結したジホスホン酸型抽出剤について検討した。本抽出剤は,キレート効果による抽出能力の向上,およびスペーサーの立体的制約による金属イオン選択性の向上を目的として設計された抽出剤である。分子モデリングでは,まず分子軌道計算から得られたホスホン酸型抽出剤構造を再現するように,MOMECのパラメータを決定した。錯体モデルは,抽出平衡実験に基づいて,ランタノイド元素:抽出剤=1:4の八配位構造として計算を行い,それぞれの抽出剤のランタノイド元素錯体の最安定構造を求めた。さらに,その錯体のひずみエネルギーを算出し,ひずみエネルギーと抽出定数との定量的構造特性相関法(QSPR)を行ったところ,良好な直線関係が得られ,本手法の有用性を確認した。
分子修飾ポーラス電極の開発―燃料電池への応用―

本研究は,エネルギー変換効率が高く、環境負荷の低いエネルギー変換プロセスとしてその開発が期待されている燃料電池や空気電池における酸素電極の新たな開発を目的として行われ、次の成果を得た。1.金錯体水溶液のパルス電解析出法により、ナノメートルサイズの金微粒子を様々な電極基板上に作製できることを見出した。2.金ナノ微粒子修飾金電極は、金バルク電極と比較して酸性溶液中での酸素の過酸化水素及び過酸化水素の水への還元反応を著しく触媒する特異な電極触媒能を発現することをはじめて見出し、その速度論的解析を行った。3.金微粒子の特異な電極触媒作用は、それを構成する各単結晶面の比率と関連することを明らかにした。4.各種チオール化合物の自己組織化単分子膜を多結晶金電極のある特定の単結晶面だけに飽和吸着量以下吸着させる原理を確立した。Au(100)及びAu(110)面にチオールを吸着させた金多結晶電極では、酸素の過酸化水素への2電子還元反応は準可逆反応であることをはじめて発見し、その反応メカニズムを解明した。
東北地方における巫俗と冥界結婚の実態調査

東北地方においてイタコ、カミサマ、ゴミソなどと呼ばれる民間巫者を介して施行されている冥婚習俗の実態調査を行なった。まず金木町川倉地蔵堂、木造町弘法寺では、夭折した不幸な男女を供養する目的で、1955年頃から死霊結婚を具象する花嫁花婿人形の奉納が始まり、1970年代後半からその数が急増していることが判明した。これは、一般に言われているように冥界結婚が日本列島から消滅したのではなく、東北地方の一部では、むしろ新しい習俗として蘇生したことを意味している。おそらく、巫者の口寄せが人形製作者の商業主義とむすびついたと推察されるが、中牧弘允(民博助教授)の指摘するとおり、東北地方における深刻な農村の嫁不足に対応して、こうした冥婚習俗の施行が盛んになったと解釈されるのである。同様に、山形県山寺立石寺でも掲額されている死後結婚の絵、写真、肖像画、肖像写真は、現代風俗に合せた花嫁花婿人形に変りつつある。また、天童市鈴立山若松寺では、死者の彼岸での幸福な結婚を祈願して、婚礼場面を描いた絵馬が奉納されている。この種の絵馬は、この地方では「むかさり絵馬」と呼ばれ、古い風習として存続していた、「むかさり絵馬」の奉納者は山形県北部と宮城県の在住者が圧倒的に多いが、東京方面から奉納された絵馬も散見され、裾野の広いことが分る。通常、冥界結婚は民間巫者の口寄せ、すなわち、死者の結婚したいという烈しく切ない声を伝えることによって親兄弟等が死霊の怨念を除去するために施行されるが、最近では、病や事故で早世した未婚の子どもを不憫におもう親心から自主的に行なう事例が多くなってきた。東北地方の冥婚習俗はまだ調査を開始したばかりで、資料の整理も不十分であるが、民間巫者によって奉納物に変化があらわれても決して消滅しないものと考えられる。
多臓器不全発生に関与する脂質メディエーターと脳障害発症メカニズムの解明

従来我々が用いた手法に準じて以下の動物実験を行い、「Alice2for metabolome^<TM>」および多変量解析ソフト「AdomeWorks/Modelbuilder(富士通)」を用いて脳組織抽出物のNMRメタボロミクスによるデータ解析を行った。小腸虚血再潅流(I/R)におけるラット脳の水溶性抽出物の1H-NMRスペクトル測定を行うと、(1)1・3・5・7日のI/Rとshamの各データ群は主成分分析によるマッピングで異なる領域にクラスター化して分布し、SIMCA法でも明らかに各群を分類することが可能であった。(2)コントロール群およびI/R群の1日目のデータと3・5・7日それぞれの組み合わせで解析を行ったところ、いずれのデータ群も主成分分析で1日目のデータ群とは離れた領域に分布し、明らかに異なる代謝像を示した。エネルギー代謝関連物質として重要なATP、クレアチンリン酸、無機リンなどの化合物の測定には、31P-MRSの測定が必須と考え、新たに31P-MRS測定用のサーフェイスコイルを作成した。本法を用いると、生体膜成分として重要なリン脂質の合成前駆物質や分解産物の測定が可能となり、今後脳組織内の代謝学的な変化に関する評価を行う上で有効な手段となり得ると考える。また、ラット出血性ショック前後の腸管および肺の代謝像を調べると、腸管では蘇生後120分でショック前の代謝像に近づく傾向を示したのに対し、肺組織では120分後においても、ショック前とは異なる代謝像となる傾向が認められた。出血性ショックにおける血漿・リンパ液成分をNMRデータを用いたメタボロミクスによる解析を行ったところ、試料中の低分子化合物と脂質系の物質の組成について、ショック前後および蘇生後の変化を可視化することができた。「小腸虚血再潅流が脳代謝に及ぼす影響」について、予定した実験計画に従って以下の検討を行った。(1)メタボロミクスに最適なNMR測定試料の調整方法:過去の研究で用いた過塩素酸溶液による除蛋白処理・水溶性低分子化合物の抽出方法を見直した。組織内のすべての代謝物を分析対象とするため、脂溶性および水溶性低分子代謝物と蛋白等の高分子化合物の同時分離抽出が望ましいと考え、従来のメタノール・クロロフォルム・水混合液による抽出法を本研究用に最適化した。(2)NMR測定条件:300MHzのFT-NMR装置を用いて、メタボローム解析に最適な測定パラメータの設定と自動化プログラムの作成を行った。(3)NMRデータ処理ソフトの改良:平川が日本電子(株)と共同開発したソフトに、個々の試料のスペクトルデータを確認しながら基本的な多変量解析を行えるプログラムを新たに追加して改良を加え、その成果物を製品化した(第33回日本磁気共鳴医学会大会にて発表)。(4)改良版ソフトを用いたメタボロミクスの実践:過塩素酸処理による低分子代謝物抽出液の1H NMRデータを用いて各種の生体組織についてのメタボローム解析を行ったところ、実験条件や時間経過による組織内の代謝像の変化を特徴づけることができた(The 1st Asia-Pacific NMR Symposiumにて発表)。本研究で用いる小腸虚血再潅流モデルについてはまだ試行的な解析しか行っていないが、経日的な脳組織全体の代謝像の変化を捉えることが可能であった。(5)多変量解析法の選択とカスタマイズ:市販のソフトウェア製品を用いてメタボロミクス用の多変量解析手法の選択と最適化に関する検討を行った。「小腸虚血再潅流が脳代謝に及ぼす影響」について、平成18年度は、脳組織のNMRSテータを収集し、メタボロミクスの手法によって経日的な大脳の代謝像の変化を追跡した。<方法>

SDラット(雄性)を用いて小腸虚血再潅流(IR)群では麻酔後に開腹、上腸間膜動脈をクリップにて血行を遮断、45分後に血行再開した。術後1(day1),3(day3),5(day5),7(day7)日目に麻酔後に断頭、大脳を摘出し液体窒素にて急速冷凍保存した。Sham群は麻酔と開腹および45分後の閉腹の外科操作のみを加え、Control(C)群は麻酔直後に断頭し、同様の処理を行った。凍結プレス破砕後に水溶性代謝物を抽出して1H-NMRスペクトル測定を行った。我々が開発製品化したメタボロミクス用NMRデータ処理ソフトAlice2 for metabolome^<TM>にてパターン認識用にデータを数値化し、主成分分析とSIMCA法によるデータの可視化・特徴抽出・分類などを試みた。<結果>C群、day1day7のIRおよびsham群について以下の結果が得られた。(1)day1、day3、day5およびday7のIRとshamの各データ群はPCAのスコアプロット上で異なる領域にクラスターとして分布し、SIMCA法でも明らかに各群を分類することができた。また、C群およびIR群のday1のデータとday3・day5・day7それぞれの組み合わせで解析を行った結果、いずれのデータ群もPCAのスコアプロット上でday1のデータ群とは離れた領域に分布し、異なる代謝像を示すことが明らかになった。また、sham群についての解析でもC群とは異なる代謝像を示す結果が得られており、今後、解析結果の解釈について、外科的侵襲による影響も考慮に入れる必要もあると考えられた。今後脂溶性代謝物の解析が進めば、代謝像の変化がより明確になると考えられる。「小腸虚血再潅流が脳代謝に及ぼす影響」について、平成19年度は、平成18年度までに収集したラット摘出脳組織の水溶性代謝物に関する1H-NMRスペクトルデータについて、メタボロミクスの手法による解析をさらに推し進めると共に、得られた知見について多角的な考察を行う目的で、以下の研究を行った。(1)出血性ショック時に腸管内であらたに産生された代謝物が血液やリンパ液に移行し、遠隔臓器障害を引き起こす可能性を調べるために、出血性ショック前後のラット腸管組織や血漿・リンパ液を採取し、lH-NMRスペクトルを用いたメタボロミクスによる解析を行った。この結果、出血性ショックの処置前後では腸管の代謝像は明らかに異なり、血漿・リンパ液の成分も時系列的に変化する様子を捉えることができた。(2)小腸虚血再潅流や出血性ショックに続発する遠隔臓器障害として、我々の過去の研究で明らかになっている肺障害に関連し、出血性ショック前後のラット摘出肺組織の水溶性代謝物について1H-NMRスペクトルを用いたメタボロミクスによる解析を行ったところ、肺組織の代謝像が明らかに変化する様子を捉えることができた。(3)脳組織内のエネルギー代謝やリン脂質成分の変化は摘出臓器の抽出物分析では精度の高い成績を得ることが困難であったため、あらたに小動物実験用MRI装置を用いたin vivo MRS測定によるリアルタイムでの代謝追跡の可否を検討する目的で、あらたに31P MRS測定用のサーフェイスコイルを作成した。
iPS 細胞を用いた粒子状物質の新規リスク評価

初めに、人工多能性幹細胞(induced pluripotent stem cell; iPS)から循環器系細胞(心筋細胞、血管内皮細胞等)への分化培養条件を検討し確立した。次に、心血管(循環器)系毒性がヒト、in vivoで示唆されている粒子状環境汚染物質(ディーゼル微粒子:DEP)やその構成成分を対象に同培養系を用いた影響評価を行った。結果、DEP曝露によりiPSから分化した心筋細胞の拍動が抑制される傾向にあることが明らかとなった。平成23年度は、マウスiPS細胞から心筋細胞、血管内皮細胞等循環器系細胞への分化培養系の条件を検討した。具体的にはiPS細胞から分化誘導後時系列を追って、中胚葉、心筋細胞、血管内皮細胞の分化マーカーの発現をRT-PCR法および免疫組織化学的手法によりフローサイトメーターや蛍光顕微鏡等で解析した。次に、循環器系に対して毒性が疫学的および実験的に報告されているディーゼル排気微粒子(DEP)をモデル粒子状物質として選択し、DEPをin vitroで曝露した際の毒性影響を、上記iPS細胞から心筋細胞や血管内皮細胞へ分化する培養系で評価することを試みた。詳細には、iPS細胞からの各分化・成熟段階にDEPを曝露し、それぞれEB、中胚葉、心筋細胞・血管内皮細胞への分化や各種細胞分化後の性質等に与える影響を、遺伝子発現レベルや表面抗原マーカー等から調べた。iPS細胞からの血管内皮細胞への分化系は再現性がいまだとれておらず、難航しているが、それ以外の研究は概ね予定通り進めているため。引き続き、iPS細胞からの血管内皮細胞への分化系の再現性実験を先行して行う。その後当初の予定通り、粒子状物質の構成成分を代えて影響を検討するとともに、影響メカニズムを分子レベルで解明する。具体的には、経時的に、DNAマイクロアレイ(Affymetrix、GeneChip)を用いた包括的遺伝子解析を行う。変動の明らかな遺伝子に関しては、定量的PCRでさらに詳細な検討を加える。また、対応するタンパク質の発現変動を、Western blottingとELISAで検討する。さらに、これらの遺伝子の転写に関わる核内レセプターと転写因子について、その活性化や発現の変化を経時的に評価する。以上より、影響の鍵を握る分子(critical molecule)を明らかにする。また、酸化ストレス、カルボニルストレスマーカーの動態に関する結果も総合し、適切、かつ、評価の容易なバイオマーカーを選定する。また、影響に関連する予防的バイオマーカーの探索も行う。さらには、上記の検討を総合して、環境汚染物質の新規毒性スクリーニング手法確立の手掛かりを探る。対象物質としては、疫学研究等で心血管毒性影響が示唆されているDEP(環境ナノ粒子を多くふくむDEPも含む)や、その構成成分(脂溶性化学物質、ベンツピレン、キノン系化学物質等)を選する。また、心筋毒性をもつことが明らかとされているドキソルビシン等の薬剤やコエンザイムQ10等の心筋代謝改善物質、ニフェジピン等のCaイオンチャネル阻害剤等も対照物質として用い同アッセイ系への影響を併せて調べることで、DEP等の影響との比較検証も行う予定。PCR用プライマー類やELISAキット、さらにはタンパク分析用の各種抗体等の生物系実験用消耗品を購入予定。
完全無容器状態でのタンパク質結晶成長技術の開発

本研究は、タンパク質結晶成長過程において結晶本体に歪や応力などの負荷を与えない条件(無容器条件)を実現し、高品質結晶の実現を目指している。核発生直後の段階から結晶を制御する必要があるため、磁気力ブースターを使って磁気力の鉛直方向のほかに、半径方向の磁気力も同時に制御した。磁気力ブースターとは2000年ごろに物質・材料研究機構が特許化し、その後、権利を放棄した技術であるが、我々は形状・材質が全く異なる新しい磁気力ブースターを独自に考案した。そしてタンパク結晶を一度も固体面に接触させずに、溶液中で浮上したまま成長させることに初めて成功した。磁気浮上による完全無容器条件下での結晶成長を実現するため、本研究予算で購入した高磁場2方向観察記録装置とサンプル全処理観察装置を用いて研究を行っている。2016年1月にJapanese Journal of Applied Physics 55, 035505 (2016)に磁気浮上結晶化技術に成果発表した。この研究と関連し、磁気熱対流の側面からの可視化に初めて成功した。第28回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会でその成果を発表した。詳細は、現在、論文執筆中である。磁気浮上化技術を応用し、おそらく世界で初めてとなるタンパク質結晶(卵白リゾチーム)の熱伝導率と熱拡散率の計測に成功した。本研究成果は国際学会IGNITE2016で初めて報告したが、詳細は2016年3月に日本熱物性学会に学術論文を投稿した。現在、査読結果待ちである。また国際学会のATPC2016でも発表予定(参加登録済)である。2016年度は磁気力ブースターを用いて高性能な磁気浮上結晶化を行う。既に実験系の設計が終了し、業者と開発中である(5月後半に完成予定)。またタンパク質から不純物を除去するための精製も行っている。条件探索は既にほとんど終了し、6月から大量精製の予定である。数値計算による磁場中での物質拡散や対流効果に関する解析も行っている。その一部は国際学会のICMS2015で発表した。詳細をまとめた論文を執筆し、投稿も済ませた。現在、査読結果待ち状態である。当初は磁気浮上結晶化だけを考えて研究を進め、論文化も行ったが、購入した機器のおかげで、新しい知見も蓄積することができた。当初考えていなかったような成果(磁気熱対流の可視化やタンパク質結晶の熱物性計測)の成果も上げることができ、順調に研究を遂行できていると思う。完全無容器結晶成長を実現する磁気力ブースターの開発を行った.物質・材料研究機構(NIMS)のデータを参考に製作して臨んだが,全く成功しなかった.そこで形状や材質を変更しながら,試行錯誤で独自形状の磁気力ブースターを開発した. 8回目の試作機でようやく期待される結晶条件を実現した(2016年12月17日).更に改良した9回目と10回目の試作機は,思ったほどの効果は出なかった.8回目の試作機の特許化を,阪大,東大, NIMSなど売り込みに行っている.現在、NIMSと交渉中である.ほかに,磁気浮上技術を応用し,非定常短細線加熱法による卵白リゾチーム結晶の熱伝導率と熱拡散率の同時測定を行った(論文[1]の成果).タンパク質結晶の熱物性値計測に成功したおそらく世界初の成果であり,日本熱物性学会から高く評価された.そのほか,密度勾配項に作用する磁気力の効果を熱対流をモデルに検討した(論文[2]).理論的には密度勾配項の無次元化に成功した点と,密度勾配項に作用する磁気力の効果が無視できるくらい小さいことを初めて示した.超電導マグネットコイル中心の軸対称磁気力が熱対流に及ぼす効果を三次元数値計算で解析した(論文[3]).[1]牧祥,藤原誠之,前川龍之介,田中誠一,萩原政幸, “非定常短細線加熱法と磁気アルキメデス効果を用いた卵白リゾチーム結晶の熱伝導率と熱拡散率の同時測定",熱物性Vol. 30 (3), pp. 131-139 (2016).磁気力ブースターの試作機はNIMSの形状と大きく異なっていたが、独自の三次元数値計算プログラムを使って、大まかに形状を予測することが出来た。また2015年次に開発した可視化装置により、細かい結晶粒子の挙動をリアルタイムで観察できたおかげで、結晶条件の高度化と最適設置位置を定量的に決定することが出来た。こうした理由により、当初の予想以上に進捗し、さらに熱物性値計測など新しい知見も得ることが出来た。本研究は、タンパク質結晶成長プロセスにおいて結晶に歪や応力などの負荷を与えない条件(無容器条件)を実現し、高品質結晶化を目指す技術開発研究である。本研究では常磁性物質を沈殿剤として使用し、溶液に作用する磁気力の反作用を結晶の磁気浮上のために活用した。これを磁気アルキメデス効果といい、小さな鉛直方向磁気力でも効果的に重力を相殺して磁気浮上を実現できる。また半径方向磁気力は結晶をマグネットの軸中心に凝集させる効果がある。ただし市販の超電導マグネットは半径方向磁気力が弱すぎるため凝集効果は乏しい。そこで本研究では磁気力ブースターという技術に注目した。磁気力ブースターは磁性材料で出来た部品で、磁場中で磁化することでその周囲に局所的に急峻な磁場勾配を発生させる。従来の磁気力ブースターは大きく、磁場中で使用する場合は安全のために頑丈な支持台で固定する必要があった。

本研究では微量なタンパク質溶液に対応できる小型の磁気力ブースターを数値計算によって設計し、試作機を10機以上開発した。そして2017年初頭にタンパク質を液中で完全に磁気浮上させながら結晶化させる磁気力ブースターの開発に成功した。この磁気力ブースターは従来のそれとは形状も大きさも全く異なる斬新なものであり、磁場中での負荷は従来の約1/100以下しかない。そのため安全性と使いやすさが格段に向上した。本研究では磁気力ブースターを使ったタンパク質結晶成長過程を側面から観察・録画できる可視化装置も開発した。その結果、これまで見たことも無い特異な凝集と成長過程を実現した。こうした成果は自分が知る限り世界初であり、現在、新しい完全無容器結晶成長技術として特許化を目指して活動中である。本研究では、可視化装置を利用してタンパク質溶液と同じ常磁性溶液の磁気熱対流の可視化も成功した。この成果は英文誌に論文投稿を済ませ、回答を待っている状態である。本研究は、タンパク質結晶成長過程において結晶本体に歪や応力などの負荷を与えない条件(無容器条件)を実現し、高品質結晶の実現を目指している。核発生直後の段階から結晶を制御する必要があるため、磁気力ブースターを使って磁気力の鉛直方向のほかに、半径方向の磁気力も同時に制御した。磁気力ブースターとは2000年ごろに物質・材料研究機構が特許化し、その後、権利を放棄した技術であるが、我々は形状・材質が全く異なる新しい磁気力ブースターを独自に考案した。そしてタンパク結晶を一度も固体面に接触させずに、溶液中で浮上したまま成長させることに初めて成功した。今年度から行う磁気力ブースターを適用した磁気浮上結晶化技術はこれまで例がなく、新しい知見が期待できる。理論的には本手法に問題はなく、装置開発も順調に進んでいるので、なるべく今年度中に成功し、当初課題の大部分を終わらせるつもりで努力する。磁気力ブースターの特許化の目処がまだ立っていないので、論文化が遅れそうな気配である。一方、2015年度に行った可視化実験の論文化、2016年度に行った熱物性値の温度依存性の実験データの論文化を急ぐつもりである。三次元数値計算による磁気熱対流の解析がほぼ終わりつつあり、この論文化も急ぐつもりである。最終年度としてふさわしい成果を量産できるように研究を今以上に加速するつもりである。機械工学装置等の開発のために物品費に重点配分したため。当初予定していた消耗品(塩化ガドリニウム)の使用が少なくて済んだため。2016年度は磁気力ブースター等の開発予定があるため、2015年度同様、物品費に重点配分する必要が発生するかもしれないが、当初の予定していた予算内に収まるように努める。今年度は常磁性沈殿剤を塩化ガドリニウム以外に拡大した実験も行う。
のどの渇きのメカニズム:浸透圧受容とナトリウム受容

のどの渇きは口渇中枢(脳室周囲器官および視床下部を含む領域)を刺激することによって起こる。その口渇中枢の一部である脳弓下器官ニューロン(SFO)のニューロンの浸透圧およびナトリウム感受性について調べた。本年度は、前年度の実験を継続する形で行った。サンプル数を増加し、結果の確証を行った。実験にはマウススライス標本を用い、パッチクランプ下にて電気活動を記録した。SFOニューロンは、膜電流固定下において高張溶液刺激に対して、活動電位を伴う脱分極応答を示した。脱分極の振幅を等張の30mMNaClと60mMマンニトール刺激を比較すると、30mM NaCl刺激の方が有意に大きかった。また、膜電位固定下においては、内向き電流を発生し、その振幅もNaCl刺激の方が有意に大きかった。シナプス後電流については、両高張溶液刺激に対して、EPSCは頻度を増大させ、IPSCは頻度を減少した。EPSCにおける頻度の増大、IPSCの頻度の減少の程度はいずれも有意にNaCl刺激の方が大きかった。EPSC、IPSC共に刺激前後のシナプス後電流の振幅に変化は認められなかった。これにより浸透圧刺激に対する反応にシナプス前膜の機構が関与していることが示唆された。抑制性シナプス後電流に対する同じ一価の陽イオンの塩であるNaClとLiCl刺激の反応を比較すると、NaClの方が抑制率は大きく、LiClはマンニトールと同程度の抑制率を示した。浸透圧は変えず、Na濃度のみが変化した場合でも、内向き電流が観察された。以上の結果より、SFOニューロンは浸透圧とNa濃度が共に変化する場合、浸透圧とNa探知を相関して行い、浸透圧単独の場合と比較し相加的な効果を示すことが示唆された。のどの渇きは口渇中枢を刺激することによって起こる。口渇中枢の一部である脳弓下器官ニューロン(SFO)のニューロンの浸透圧およびナトリウム感受性について調べた。実験にはラットスライス標本を用い、パッチクランプ下にて電気活動を記録した。以上の結果より、次のようなことが示唆された。SFOニューロンは浸透圧とNa濃度が共に変化する場合、浸透圧とNa探知を相関して行い、浸透圧単独の場合と比較し相加的な効果を示す。また、Na濃度のみの変化に対しても感受性を有しているということが示唆された。

その口渇中枢の一部である脳弓下器官ニューロン(SFO)のニューロンの浸透圧およびナトリウム感受性について調べた。実験にはマウススライス標本を用い、パッチクランプ下にて電気活動を記録した。SFOニューロンは、膜電流固定下において高張溶液刺激に対して、活動電位を伴う脱分極応答を示した。脱分極の振幅を等張の30mMNaClと60mMマンニトール刺激を比較すると、30mM NaCl刺激の方が有意に大きかった。また、膜電位固定下においては、内向き電流を発生し、その振幅もNaCl刺激の方が有意に大きかった。シナプス後電流については、両高張溶液刺激に対して、EPSCは頻度を増大させ、IPSCは頻度を減少した。EPSCにおける頻度の増大、IPSCの頻度の減少の程度はいずれも有意にNaCl刺激の方が大きかった。EPSC、IPSC共に刺激前後のシナプス後電流の振幅に変化は認められなかった。これにより浸透圧刺激に対する反応にシナプス前膜の機構が関与していることが示唆された。抑制性シナプス後電流に対する同じ一価の陽イオンの塩であるNaClとLiCl刺激の反応を比較すると、NaClの方が抑制率は大きく、LiClはマンニトールと同程度の抑制率を示した。浸透圧は変えず、Na濃度のみが変化した場合でも、内向き電流が観察された。以上の結果より、次のようなことが示唆された。SFOニューロンは浸透圧とNa濃度が共に変化する場合、浸透圧とNa探知を相関して行い、浸透圧単独の場合と比較し相加的な効果を示すことが示唆された。現在、Na受容にアストロサイトが関与しているかどうかを検討している。
不斉ロジウム(II)錯体が結合したイリド形成を経る生物活性化合物の触媒的不斉合成

最近我々は、当研究室で開発したキラルなロジウム(II)錯体Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のイミドカルボニルイリドの分子内不斉1,3-双極付加環化反応を行うと、付加環化生成物が完壁なエンド選択性かつ最高66%の不斉収率で得られることを見出した。以上の知見に基づき、キラルなロジウム(II)錯体を用いるカルボニルイリドとインドールとの不斉1,3-双極付加環化反応を機軸とする生物活性天然物の触媒的不斉合成を検討し、本年度は以下の成果を得た。1.Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、トリクロロエチルエステル由来のエステルカルボニルイリドとN-メチルインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応を行うと、目的とするエキソ配置を持つインドール誘導体が収率良く得られ、最高97%の不斉収率を記録した。この結果は、エステルカルボニルイリドとインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応の初めての例である。2.本法で得られた付加環化生成物に酢酸存在下亜鉛を作用させると、オキサビシクロ環の開裂が起こり、多環式インドールアルカロイドの合成中間体となることが期待される3環式インドール誘導体が収率良く得られることを見出した。得られた化合物のインドリンの3位にシアノメチレン側鎖を導入し、シクロプロパンの開環を行った。当研究室ではこれまでに光学活性N-ベンゾフタロイルアミノ酸を架橋配位子として組み込んだロジウム(II)錯体をα-ジアゾケトンとアセチレンジカルボン酸との分子間付加環化反応に適用すると、最高不斉収率92%が得られることを見出し、付加環化段階でイリドとロジウム(II)錯体との結合が保持されていることを初めて示した。以上の知見に基づき、ロジウム(II)錯体を用いるカルボニルイリドと求双極子剤との不斉1,3-双極付加環化反応を機軸とする生物活性天然物の触媒的不斉合成を検討し、本年度は以下の成果を得た。1.分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステルを調製し、イミドカルボニルイリドとインドールとの分子内不斉1,3-双極付加環化反応を検討したところ、Rh_2(S-PTTL)_4のフタルイミド基を塩素原子で置換したRh_2(S-TCPTTL)_4を用いると付加環化生成物が完璧なエンド選択性かつ最高66%の不斉収率で得られることが分かった。2.本法で得られた環化生成物から生物活性多環式複素環化合物であるビンドロシンへの変換を検討した。得られた環化生成物にTMSIを作用させると、シクロプロパン環とオキサビシクロ環の開裂が同時に起こり、アスピドスペルマアルカロイドに属するビンドロシンの4環状骨格が収率良く得られることを見出した。最近我々は、当研究室で開発したキラルなロジウム(II)錯体Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、分子内の適当な位置にインドールを組み込んだα-ジアゾ-β-ケトエステル由来のイミドカルボニルイリドの分子内不斉1,3-双極付加環化反応を行うと、付加環化生成物が完璧なエンド選択性かつ最高66%の不斉収率で得られることを見出した。1.カルボニルイリドとインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応により得られる多環式インドール化合物からの生物活性インドールアルカロイドへの変換を考慮し、官能基変換が可能な酸素原子を組み込んだエステルカルボニルイリドを設定し、本反応を検討した。Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、トリクロロエチルエステル由来のエステルカルボニルイリドとN-メチルインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応を行うと、目的とするエキソ配置を持つインドール誘導体が収率良く得られ、不斉収率は最高97%を記録した。この結果は、エステルカルボニルイリドとインドールとの不斉1,3-双極付加環化反応の初めての例である。2.現在予備的検討結果であるが、本法で得られた付加環化生成物に酢酸存在下亜鉛を作用させると、オキサビシクロ環の開裂が起こり、多環式インドールアルカロイドの合成中間体となることが期待される3環式インドール誘導体が得られることを見出した。現在、本反応の収率の向上とその後の変換について検討中である。

以上の知見に基づき、キラルなロジウム(II)錯体を用いるカルボニルイリドとインドールとの不斉1,3-双極付加環化反応を機軸とする生物活性天然物の触媒的不斉合成を検討し、本年度は以下の成果を得た。1.Rh_2(S-TCPTTL)_4存在下、トリクロロエチルエステル由来のエステルカルボニルイリドとN-メチルインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応を行うと、目的とするエキソ配置を持つインドール誘導体が収率良く得られ、最高97%の不斉収率を記録した。この結果は、エステルカルボニルイリドとインドールとの分子間不斉1,3-双極付加環化反応の初めての例である。2.本法で得られた付加環化生成物に酢酸存在下亜鉛を作用させると、オキサビシクロ環の開裂が起こり、多環式インドールアルカロイドの合成中間体となることが期待される3環式インドール誘導体が収率良く得られることを見出した。得られた化合物のインドリンの3位にシアノメチレン側鎖を導入し、シクロプロパンの開環を行った。
洪水堆積物の放射性核種同定にもとづく沿岸域堆積過程の復原に関する比較流域研究

本研究は沿岸域の堆積物配分過程、堆積物収支の特性を明らかにすることを目的としている。本研究ではチェルノブイリ原発事故由来の放射性核種の流出が既往研究において指摘されているローヌ川河口域を調査対象として選定した。本研究では、ローヌ川河口の海底デルタ地形の3次元高精度地形計測、および、ピストンコアラーによる海底堆積層の柱状採取を実施した。その結果、堆積物の方位情報を付加したコア採取に成功した。さらに、堆積層の粒度分布プロフィールは明らかになったが、粒子配列による流況の復元については考察中である。一方、放射性核種については、採取コア中では検出されなかった。この原因については今後明らかにしていく。本研究は海岸侵食の根本的な課題である沿岸域の堆積物配分過程,すなわち,堆積物収支の特性を明らかにすることを目的としている.沿岸海底域における堆積層に含まれる放射性核種を時間情報の鍵として,最近100年スケールの堆積過程を同定する.調査流域として,当初はローヌ川(フランス),ポー川(イタリア)を候補として挙げ,チェルノブイリ原発事故(1986年)由来の放射性核種を鍵層とする計画としていた.平成26年度は文献調査および海外共同研究者(フランス人研究者)との綿密な研究打合せを実施した.その結果,現地調査エリアとしてローヌ川河口域が最適であることを確認し,設定した.現在,平成27年度の夏季集中調査に向けて,調査手法および調査資材の準備中である.本研究は海岸侵食の根本的な課題である沿岸域の堆積物配分過程,すなわち,堆積物収支の特性を明らかにする方法論を確立することが目的である.ここで,我々が着目する海岸侵食の時間スケールは最近100年程度であり,この期間に堆積した堆積層に時間情報を付加するには,放射性核種が鍵となると考えられる.そこで,チェルノブイリ原発事故で放射性核種の流出が既往研究において確認されている,ローヌ川河口域を調査エリアとして選定し,現地調査を実施した.まず,海底堆積層の採取に先立ち,詳細な海底地形測量を実施し,堆積物採取の効率的な実施に重要な地形データベースを得た.具体的には,2015年10月12日に高分解能フォーキャストマルチビーム測深機(Sonic2024型;R2 Sonic社製)を用いた,海底地形計測を実施した.沖合水深4mから開始し(これ以上浅い領域は調査船が座礁する恐れがあるため),水深50mまでの領域(幅0.5km,長さ1.5km)を1m格子の間隔で計測した.その後,この海底地形データベースをもとに,ローヌ川河口に直交するように採取測線を設定し,水深4m,8m,10m,20m,30m,50mの採取地点を選定した.翌10月13日にピストンコアラーによる定方位・低擾乱な堆積層採取を実施した(水深4m地点で実施するが粒径が粗く,採取不能であった).定方位の採取を計画していたが,処理作業(柱状コアの取り出し作業)の際に,機器の取り回しの条件から方位情報を確保できず,定方位サンプリングではなくなった(H28年度は採取方法の改善を行い,再度定方位採取を試行する予定である).採取した堆積層は1cm毎に分割・サンプリングを行った.現在,堆積過程の定性的な特性の把握に向けて,上記の採取堆積層の粒度分析,化学分析,帯磁性分析(試行)を行い,研究,分析を行っている.研究計画に記載していた調査エリアの選定を実施し、調査エリアにおける実施許可等のアレンジを依頼できる交流を確立した。また、調査エリアにおける海底地形測量では、最新鋭の測深機を用いて、高分解能な海底地形計測を実施できた。海底堆積層の採取においては、当初、堆積物の大きさが砂質であると、ピストンコアラーによるコア(層状)採取は不可能であると心配されたが、水深4m地点を除いては,約1mの低擾乱なコア(堆積層)が採取できた.現在それらの分析段階であるため,研究計画に照らし合わせておおむね順調に実施できていると考えている.本研究は海岸侵食の根本的な課題である沿岸域の堆積物配分過程、すなわち、堆積物収支の特性を明らかにする方法論を確立することを目的としている。ここで、本研究が着目する海岸侵食の時間スケールは最近100年程度である。この期間に堆積した堆積層に時間情報を付加するためには、通常の放射性炭素年代測定では、時間分解能が長過ぎ困難である。そこで、核実験などによって放出された放射性核種が堆積層の時間情報決定の鍵となる。本研究で調査エリアとして選定しているローヌ川河口域は、チェルノブイリ原発事故由来の放射性核種の流出が既往研究において指摘されている。本研究では昨年度(平成27年度)、ローヌ川河口の海底デルタ地形の3次元高精度地形計測を実施した。またこの海底地形データベースにもとづきピストンコアラーによる海底堆積層の柱状採取を実施した(水深4m、8m、10m、20m、30m、50mの6地点)。その際、定方位採取を試みたが、調査機器の取り回しの条件から方位情報が確保できなかった。本年度(平成28年度)は調査機器の改良を行い,再度ローヌ川河口デルタにおいて、海底堆積層の定方位柱状採取を実施した(平成28年10月10日から10月14日まで)。その結果、堆積物の方位情報を確保(水中ビデオ撮影)しつつ、採取することに成功した。

方位情報が付加された海底堆積物試料は極めて貴重である。なぜなら、粒子の配列を分析することにより、堆積時の流況を復元することが可能であり、河川から流出した際に堆積したのか、波浪の影響によって堆積したのか同定することが期待されるためである。現在、これら採取した堆積物試料の物理(粒度、配列)分析、化学分析を実施している段階である。平成28年度から研究代表者の研究環境(所属機関)が変更となり、当初予定していた堆積物の分析機器を使用するために時間を要するようになった。しかしながら、研究計画で予定していた海底堆積物を採取・確保できていることから、これらの分析は着実に実施できる環境にある。本研究は海岸侵食の根本的な課題である沿岸域の堆積物配分過程、すなわち、堆積物収支の特性を明らかにする方法論を確立することを目的としている。ここで、本研究が着目する海岸侵食の時間スケールは最近100年程度である。この期間に堆積した堆積層に時間情報を付加するためには、通常の放射性炭素年代測定では、時間分解能が長過ぎ困難である。そこで、核実験などによって放出された放射性核種が堆積層の時間情報決定の鍵となる。本研究で調査エリアとして選定しているローヌ川河口域は、チェルノブイリ原発事故由来の放射性核種の流出が既往研究において指摘されている。本研究では、ローヌ川河口の海底デルタ地形の3次元高精度地形計測を実施した。またこの海底地形データベースにもとづきピストンコアラーによる海底堆積層の柱状採取を実施した(水深4m、8m、10m、20m、30m、50mの6地点)。その際、堆積物の方位情報を確保(水中ビデオ撮影)しつつ、採取することに成功した。なぜなら、粒子の配列を分析することにより、堆積時の流況を復元することが可能になるためである。2018年5月現在、堆積層の粒度分布プロフィールは明らかになっているが、粒子配列による流況の復元については考察中である。また、放射性核種については、海底堆積層の表層(80cm厚)には検出されなかった。この原因については堆積物配分過程を含めて今後明らかにしていくことが望まれる。本研究は沿岸域の堆積物配分過程、堆積物収支の特性を明らかにすることを目的としている。本研究ではチェルノブイリ原発事故由来の放射性核種の流出が既往研究において指摘されているローヌ川河口域を調査対象として選定した。本研究では、ローヌ川河口の海底デルタ地形の3次元高精度地形計測、および、ピストンコアラーによる海底堆積層の柱状採取を実施した。その結果、堆積物の方位情報を付加したコア採取に成功した。さらに、堆積層の粒度分布プロフィールは明らかになったが、粒子配列による流況の復元については考察中である。一方、放射性核種については、採取コア中では検出されなかった。この原因については今後明らかにしていく。申請時の研究計画では1年目に海底堆積物の柱状採取の実施を予定していたが,調査作業に関わる経費が不足するため,これらに充当するはずであった経費を2年目(平成27年度)に集中投資することにより,実施する予定である.したがって,当初の計画よりもやや遅れているが,2年目に確実に実施できると考えており,最終的な研究目的の達成度に関しては問題は生じないと考えている.H27年度の研究活動では、ローヌ川河口域の流出方向に沿った測線において、海底地形の高精度3次元地形計測を実施した。
大型ヘリカル装置における高速放射損失現象の先進的2次元CT

本研究の目的は、大型ヘリカル装置(LHD)におけるAbsolute eXtreme Ultra-Violet photoDiode (AXUVD)アレイを用いた2次元コンピュータトモグラフィー(CT)システムに大幅な改良を施し、LHDプラズマにおいて特徴的な非対称構造を持つ放射崩壊現象、磁気島への不純物供給後に観測される局所的な放射損失などをより詳細に研究することである。それぞれ、ヘリカルプラズマにおける密度限界、粒子・不純物閉じ込めに対する磁気島の影響といったLHDにおいて現在最も重要な研究課題に密接に関連している。2次元CTシステムの改良として、まずは計算コードにおいてTikhonov-Phillips正則化法と最小Fisher情報量法を組み合わせるなどの新しいアルゴリズムを適用できるように整備した。また、逆問題を効率的かつ高速に解くため用いているNewton-Raphson法においても新しいアルゴリズムを開発した。これら新しく開発したアルゴリズムを用いることで、従来よりも格段に精度が向上したCT像が得られるようになった。機器の改良という点では、CT像の精度向上に本質的に貢献する3番目のAXUVDアレイを完成させて、平成18年度にLHDへ取り付けた。しかし、残念ながら真空容器中に設置した一部の機器の不具合により、計測開始は来年度の課題となっている。得られた研究成果の主なものの概要は次の通りである。(1)プラズマと全てのダイバータが非接触となる状態、デタッチメントが自己保持されるような放電では、ポロイダル方向に回転する放射損失帯が最外殻磁気面内側のプラズマ周辺部に現れることを明らかにした。(2)磁気島への不純物供給後に観測される局所的な放射損失をCT像で見ると、確かに局所的な放射損失は磁気島部を源としていることが分かった。また、その損失源が消失するまでの時間の長さから、磁気島が不純物粒子に対して高い保持性能を有している可能性が高いことが分かった。これらの結果は従来の解析手法では得られなかったものであり、改良を施した先進的2次元CTが高速放射損失現象の理解に非常に効果的であることを示している。本研究の目的は、大型ヘリカル装置(LHD)におけるAbsolute X-ray Ultra-Violet photoDiode(AXUVD)アレイを用いた2次元コンピュータトモグラフィー(CT)システムに画期的な改良を施し、LHDプラズマにおいて特徴的な非対称構造を持つ放射崩壊現象、トレーサ内蔵固体ペレットによる磁気島への局所的な不純物供給後に観測される局所的な放射損失及びMHD揺動に伴う放射損失をより詳細に研究することである。それぞれ、ヘリカルプラズマにおける密度限界、粒子・不純物閉じ込めに対する磁気島の影響、MHD揺動による磁場閉じ込め性能の劣化特性といったLHDにおいて現在最も重要な研究課題に密接に関連している。平成17年度では、AXUVDアレイによる2次元CTシステムの改良に関して、特にCT法自身についての改良を進めた。設備備品として購入したワークステーションの性能を充分に活用することで、現在、高速な最大エントロピー法、Tikhonov-Phillips正則化法や最小Fisher正則化法などの新しいアルゴリズムが適用できる環境が整備されつつある。整備途中ではあるが、新しいアルゴリズムをこれまでの結果に適用した結果、従来のアルゴリズムを適用した場合よりもCTによる2次元画像への再構成時に発生する偽信号が少なくなるなど、格段に精度が向上したCT像が得られた。これにより、新しいアルゴリズムの有効性をいち早く確認することができた。引き続き整備を行い、更なる精度向上を目指す。またこの他に、AXUVDの感度の経年変化を簡便に調べるためのその場較正法の検討やCT精度向上に本質的に貢献する3番目のAXUVDアレイの設計、製作に取りかかった。
プロテインC凝固制御系因子による腫瘍制御に関する分子病態学的研究

本研究では、プロテインC(PC)凝固制御系を抑制するヒトPCIの遺伝子導入(TG)マウスを用いて、接種したB16メラノーマ細胞の増殖と転移に及ぼす抗凝固因子の影響を解析した。その結果、PCIーTGマウスでは野生型マウスに比較して、B16細胞の増殖と肺転移は有意に促進されており、腫瘍組織でのフィブリン沈着も著しく増加していた。このPCI-TGマウスにみられるB16腫瘍細胞の増殖・転移促進作用は、抗ヒトPCI抗体、抗凝固因子の活性化PC(APC)及び遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)の投与で著しく抑制された。この結果から、PC凝固制御系因子は腫瘍の増殖・転移を制御していることが示唆された。本研究は、ヘパリンなどの抗凝固物質が抗腫瘍作用を示すことに着目し、生体諸臓器の機能維持に重要な抗凝固因子であるプロテインC(PC)制御系の因子が癌細胞の増殖と転移に及ぼす影響を解析し、腫瘍の新しい診断・治療・予防法の開発に向けた基盤的研究を行ものである。このため、25年度は、先ず、ヘパリン類似の糖鎖化合物である1-3βグルカンやラムナン硫酸がヒト白血球における凝固関連因子である組織因子・トロンボモジュリン(TM)・PC受容体(EPCR)などの遺伝子発現に及ぼす影響を解析した。その結果、真菌壁由来の1-3βグルカンと海藻由来のラムナン硫酸は、それぞれ異なった様式で白血球を活性化して形態変化を誘導した。また、1-3βグルカンは白血球における凝固惹起因子の組織因子遺伝子の発現を高め、この組織因子は実際に凝固促進活性を有していた。一方、PC凝固制御系の重要な抑制因子であるヒトPCインヒビター(PCI)の腫瘍肝細胞における発現動態を解析したところ、感染時の細胞傷害物質であるlipopolysaccharide(LPS)は腫瘍肝細胞におけるPCI産生を高め、また感染時に血中に増加するINF-γ、IL-1β、IL-6などのサイトカインはPCI産生を抑制した。さらに、PCIの腫瘍細胞の増殖・転移に及ぼす影響を調べるため、ヒトPCI導入マウスと正常マウスにおける腫瘍細胞の増殖・転移を解析したところ、PCIは腫瘍細胞の増殖を抑制し、腫瘍細胞の転移を促進することを示す結果を得た。以上の結果から、ヘパリンやその類似の糖鎖化合物は白血球の凝固活性化作用に影響を与え、また、PC凝固制御系因子は腫瘍の増殖と転異に影響を与える可能性があることが示唆された。本研究は、ヘパリンなどの抗凝固物質が抗腫瘍作用を示すことに着目し、血液流動性維持や生体諸臓器の機能維持に重要な血中の抗凝固因子であるプロテインC(PC)を中心とするPC凝固制御系因子が癌細胞の増殖と転移に及ぼす影響を解析し、腫瘍の新しい診断・治療・予防法の探索と開発に向けた基盤的研究を行うものである。前年度に引き続き、26年度は、ヘパリン類似の糖鎖化合物である真菌壁由来の1-3βグルカンがヒト白血球における凝固関連因子である組織因子・トロンボモジュリン(TM)・PC受容体(EPCR)などの遺伝子発現に及ぼす影響を解析した。その結果、1-3βグルカンは白血球における凝固惹起因子である組織因子の遺伝子発現を高めることを認めた。一方、PC凝固制御系の抑制因子であるPCインヒビター(PCI)の肝癌細胞における発現動態を解析したところ、感染時の細胞傷害物質であるlipopolysaccharide(LPS)やトロンビンは肝癌細胞におけるPCIの産生を高め、また感染時に血中に増加するINF-γ、IL-1β、ILー6などの炎症性サイトカインはPCIの産生を抑制することを認めた。他方、腫瘍細胞の増殖・転移に及ぼすPCIの影響を調べるため、ヒトPCI遺伝子導入マウスと正常マウスにおけるメラノーマ(黒色腫)細胞の増殖・転移を比較したところ、メラノーマ細胞から産生されるPCIは癌細胞の増殖を抑制し、また、マウス生体で産生されるヒトPCIはメラノーマ細胞の転移を促進することを認めた。以上の結果から、ヘパリン類似の糖鎖化合物1-3βグルカンは白血球を活性化して血液凝固反応を促進し、また、PC凝固制御系因子は腫瘍の増殖と転移に影響を与えることが示唆された。今年度は前年度に引き続き、プロテインC(PC)凝固制御系を抑制するヒトプロテインCインヒビター(PCI)の遺伝子導入(TG)マウスを用いて、PCIーTGマウスに接種したB16メラノーマ細胞の増殖と転移の動態、及びPCIーTGマウスに接種したB16細胞の増殖と転移に及ぼすPC凝固制御因子の影響を解析した。その結果、ヒトPCIーTGマウスでは野生型マウスに比較して、B16細胞の増殖は促進され、また肺転移は有意に促進されており、腫瘍組織でのフィブリン沈着も著しく増加していた。このヒトPCI-TGマウスにみられるB16腫瘍細胞の増殖・転移促進作用は、抗ヒトPCI抗体、PC凝固制御因子である活性化PC(APC)及び遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)の投与で著しく抑制された。この結果から、PC凝固制御系因子は腫瘍細胞の増殖と組織への転移を制御していることが示唆された。一方、ヘパリン類似の糖鎖化合物であるβ1-3グルカンを高濃度に含む茸類であるハナビラタケが腫瘍の増殖に及ぼす影響について、大腸がん細胞Colon-26を接種したSPFマウスを用いて解析した。

その結果、ハナビラタケ粉末顆粒摂食マウスでは、大腸がん細胞の増殖を、ハナビラタケの量及び摂食期間依存性(最大1ヶ月間)に抑制した。ハナビラタケ摂食マウスにおいては、非摂食マウスに比較して、腫瘍組織内にマクロファージ、好中球、NK細胞が著しく集積しており、また、アポトーシス細胞が有意に増加していることが観察された。以上の結果から、β1-3グルカンを含むハナビラタケを摂食したマウスでは、腸管系における自然免疫が活性化され、腫瘍細胞の増殖が抑制されることが示唆された。本研究では、プロテインC(PC)凝固制御系を抑制するヒトPCIの遺伝子導入(TG)マウスを用いて、接種したB16メラノーマ細胞の増殖と転移に及ぼす抗凝固因子の影響を解析した。その結果、PCIーTGマウスでは野生型マウスに比較して、B16細胞の増殖と肺転移は有意に促進されており、腫瘍組織でのフィブリン沈着も著しく増加していた。このPCI-TGマウスにみられるB16腫瘍細胞の増殖・転移促進作用は、抗ヒトPCI抗体、抗凝固因子の活性化PC(APC)及び遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)の投与で著しく抑制された。この結果から、PC凝固制御系因子は腫瘍の増殖・転移を制御していることが示唆された。本研究は、ヘパリン類似糖鎖化合物の1-3βグルカン、種々のPC凝固制御系因子、それらの因子特異抗体、腫瘍細胞、ヒトPCI遺伝子導入マウスで作製した担癌モデル動物などを用いて、腫瘍細胞などの増殖と転移に及ぼすヘパリン類似糖鎖化合物やPC凝固制御系因子の影響とその作用機構を解析するものであり、これらの研究成果に基づき、今後のPC凝固制御系因子を用いた腫瘍の新しい診断法・治療法・予防法の開発に向けた基盤的研究を行うものである。26年度の研究では、25年度に続き、糖鎖化合物や凝固関連因子が癌細胞の増殖と転移に及ぼす影響を解析することが出来たので、引き続き次年度以降に計画した課題について研究を継続したい。血栓止血学27年度以降は、引き続き、様々な腫瘍細胞の増殖や転移に及ぼす1-3βグルカン、ラムナン硫酸、活性化PC(APC)や遺伝子組み換えTMの影響とその作用機構について、in vitro実験ならびにin vivo実験で解析する計画である。このために必要な研究試薬や遺伝子改変動物の購入を進めて、研究の推進を図りたい。本研究では、申請の期間に、ヘパリンとその類似糖鎖化合物、種々のPC制御系因子とそれらに対する因子特異抗体、腫瘍細胞、ヒトPCI遺伝子導入マウスを用いて作製した担癌モデル動物などを用いて、ヘパリンと類似糖鎖化合物やPC制御系因子の腫瘍細胞などの増殖・転移に及ぼす影響とその分子機構を解析し、これらの研究成果に基づき、今後のPC制御系因子を用いた腫瘍の新しい診断法・治療法・予防法の開発に向けた研究へと展開させようとするものである。25年度の研究では、その基礎となる研究成果を概ね得ることが出来たので、引き続き次年度以降に計画した課題について研究を継続したい。26年度の収入額は繰越分を含め1,271,491円で、支出額は796,200円であり、残額は475,291円であった。支出の内訳は学会出張旅費及び試薬等の物品費であった。残額が生じた理由は、年度末に無理に不要な物品を購入するのを避け、次年度に入ってから、必要な物品の購入や人件費にあてる予定である。