hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔癌幹細胞ニッチにおけるサイトカインネットワーク維持機構とその診断治療への応用

本研究では、ヒト口腔扁平上皮癌(OSCC)における癌幹細胞を標的とした新しい診断・治療法を開発することを目指し、未分化多能性幹細胞の細胞表面上に発現する特異的な糖鎖構造を認識するレクチンであるrBC2LCNを利用し、ヒト口腔扁平上皮癌由来細胞株より分離したrBC2LCN認識糖鎖陽性細胞群の細胞・分子生物学的特性の解析を行った。さらに自己複製能と分化能を制御しているニッチ(niche)機構を明らかにし、ニッチ機能維持に必要なサイトカインネットワーク分子・シグナル群の同定を通して、その細胞・分子生物学的特徴を明らかにし、癌幹細胞を標的とした新しい癌の診断・治療法の確立を目指す。本研究では、これまでに報告のないES/iPS細胞などの多能性幹細胞糖鎖マーカーであるリコンビナントBC2レクチンrBC2LCNのがん幹細胞(CSC)マーカーとしての可能性を、当科で樹立した口腔扁平上皮がん細胞株Ho-1-U-1とHo-1-N-1株、外陰部扁平上皮癌細胞株A431を用いて検討した。DMEM/F12(DF)培地に5%ウシ血清添加条件で維持培養しフローサイトメトリー(FCM)にて検討した結果、いずれの細胞株も1-2%程度のrBC2LCN陽性細胞を認めた。さらにDF6Fにて長期培養した各細胞株では陽性細胞率が顕著に増加した。レクチン陽性・陰性細胞をセルソーターにてソーティングし無血清単層培養後ライブセルイメージング(LCE)とウエスタンブロット(WB)にて検討した結果、A431とHo-1-U-1株ではLCE及びWBにて、陽性細胞群では陰性群にくらべ強い発現を示した。細胞低吸着ディッシュ上にレクチン陽性・陰性細胞をそれぞれ播種し、CSCの特徴であるスフェア形成能を検討した結果、レクチン陽性細胞群は陰性細胞群と比較して早期に多数の大きなスフェアを形成した。口腔CSCマーカーとして報告のあるCD133との関連についても検討した。FCMにてCD133とrBC2LCNを二重染色で検討したところ、各マーカーの発現は独立しており、これらマーカー発現はオーバーラップしていなかったが、レクチン陽性細胞と陰性細胞をソーティング後にそれぞれ単層培養後、CD133陽性細胞率をFCM法にて検討すると陽性細胞群ではCD133発現が高い傾向が認められた。ドロップレットデジタルPCRによる定量発現検討でも同様にレクチン陽性群はCD133遺伝子の発現が上昇していた。口腔がん細胞株におけるrBC2LCN陽性細胞はスフェア形成能というがん幹細胞の特徴を示し、がん幹細胞と関連をもつマーカーである可能性が明らかとなった。CD133や薬剤排出ポンプ系分子に注目していたが、新たなリコンビナントBC2レクチンrBC2LCNが、口腔がん幹細胞(CSC)マーカーとして有用である可能性が発見された。がん幹細胞マーカーであるCD133陽性細胞は足場を持たない浮遊培養条件でも増殖し、浮遊培養塊(Sphere)を形成するが、CD133陰性細胞は形成しない。口腔がんにはCD133陽性細胞が約0.5%存在することを明らかにした。さらに、ES細胞やiPS細胞などの未分化幹細胞が発現していると考えられていた、rBC2LCNが認識する糖鎖構造を、口腔扁平上皮がん細胞や扁平上皮癌細胞においても発現されていることを明らかにした。さらに、rBC2LCN認識糖鎖発現口腔扁平上皮がん細胞(扁平上皮がん細胞)(rBC2LCN(+)OSCC)は無血清浮遊培養系で高いsphere形成能を有することを明らかにし、rBC2LCN認識糖鎖発現口腔扁平上皮がん細胞は幹細胞としての性質を持っていることが考えられた。さらに、rBC2LCN認識糖鎖発現口腔扁平上皮がん細胞と非発現細胞間で、DNAマイクロアレイ解析にて発現遺伝子群の検討をした結果、rBC2LCN(+)OSCCはinsulin like growthfactor-2 (IGF-2)を陰性細胞と比較して10倍以上発現していることを明らかにし、またタンパクレベルでもそれが証明された。さらに、rBC2LCN(+)OSCCにおいてはIGF-2の下流シグナルが亢進していることもリン酸化の検討で明らかとなった。rBC2LCN(+)OSCC細胞及びrBC2LCN(-)OSCCの培養上清からexosomeを精製しその機能を解析した結果、rBC2LCN(+)OSCC由来exosomeはrBC2LCN(-)OSCCのshpere形成能を促進した。以上の結果から、口腔扁平上皮がんのmicroenvironmentにおいて、rBC2LCN(+)OSCCはがん幹細胞としての形質を保持していることが考えられ、同細胞を標的とした治療の有用性が考えられた。昨年度明らかにした、rBC2LCN(+)OSCC細胞由来exosomeはrBC2LCN(-)OSCCのsphere形成能を促進し、さらにrBC2LCN(+)OSCCにおいてはIGF-2の発現が亢進し、そのシグナル系も亢進していることが明らかとなった。この結果から、rBC2LCN(+)OSCCは口腔扁平上皮がんのがん幹細胞としての形質を保持していることが考えられ、同細胞を標的とした治療の有用性が考えられた。我々はビタミンD誘導体(ED-71)がビタミンDレセプター(VDR)ーNF-kBシグナル伝達経路を介しHBp17/FGFBP-1の発現を抑制することでin vitro及びin vivoで扁平上皮癌(SCC)の増殖を抑制することを報告してきた。

細胞が培養上清中に産生する増殖因子やexosomeなどのChemical mediator (CheM)が細胞機能に重要な役割を果たしていることから、ED-71のOSCC細胞が産生するCheMに及ぼす影響をマイクロアレイ解析にて明らかにするとともにOSCCに及ぼす機能解析を行った。OSCC細胞株としてHO-1-N-1(NA)、KO、Ca9-22およびSCC細胞株A431を用いた。無血清培養系でED-71処理後の各細胞株より培養上清(CM)を採取しCM中のエクソソームを精製した。マイクロアレイ解析でED-71で特異的に発現上昇するmiR群を同定した。リポフェクション法にて、miR-X mimicをSCC/OSCC細胞に導入しmiR-X mimic過剰発現OSCC (OSCC-miR-X)を分離し、同細胞及び対照細胞の細胞増殖能及びHBp17/FGFBP-1発現を定量RT-PCR法で比較検討した。OSCC-miR-Xの増殖及びHBp17/FGFBP-1遺伝子の発現は対照と比較して有意に低下した(いずれもP<0.05)。ビタミンD及びビタミンD誘導体であるED-71はVDR-NF-kBシグナルを介してHBp17/FGFBP-1の発現抑制することでOSCCの増殖を抑制するとともに、miR-Xの発現上昇を誘導し、exosome中に包含されcheMとして細胞外に分泌されることで、paracrine的に周辺の腫瘍細胞にも影響を及ぼしていることが考えられ、miR-Xを用いたOSCC治療の有用性が考えられた。本研究では、ヒト口腔扁平上皮癌(OSCC)における癌幹細胞を標的とした新しい診断・治療法を開発することを目指し、未分化多能性幹細胞の細胞表面上に発現する特異的な糖鎖構造を認識するレクチンであるrBC2LCNを利用し、ヒト口腔扁平上皮癌由来細胞株より分離したrBC2LCN認識糖鎖陽性細胞群の細胞・分子生物学的特性の解析を行った。さらに自己複製能と分化能を制御しているニッチ(niche)機構を明らかにし、ニッチ機能維持に必要なサイトカインネットワーク分子・シグナル群の同定を通して、その細胞・分子生物学的特徴を明らかにし、癌幹細胞を標的とした新しい癌の診断・治療法の確立を目指す。リコンビナントBC2レクチンrBC2LCNのがん幹細胞(CSC)マーカーとしての可能性が示唆されたことから、従来からCSCマーカーとして用いられているCD133やsp細胞との細胞・分子生物学的特徴を明らかにして、新たな分子標的としての可能性を探求したい。幹細胞の増殖と分化を制御するニッチ機構の解明とそのサイトカインネットワークを標的とした診断、分化誘導治療や遺伝子治療の開発研究。1. OSCC臨床組織からの無血清培養系で癌細胞初代培養と癌幹細胞の分離。2. siRNA、miRNA導入などによる発現抑制、さらにTalen,Crisprなどゲノム編集法を用いた遺伝子のノックダウンおよび発現低下(抑制)遺伝子の癌幹細胞への遺伝子導入によるIn vitroでの細胞特性の解析と分化誘導法の開発研究。3.ヌードマウス移植OSCC腫瘍を用いた分化誘導治療・遺伝子治療の開発研究。
地域資料調査に基づく四国遍路の総合的研究

1)4月14日、愛媛大学で公開講演会を行い、「四国遍路の世界発信」について、モートン常慈(徳島大学)・胡光(愛媛大学)の報告を行った。7月29日、公開研究会を行い、寺内浩(愛媛大学)・町田哲(鳴門教育大学)が空海や民衆の実像について報告した。仙龍寺への現地研修は台風のため中止した。2)10月27・28日、愛媛大学にて講演会・シンポジウム等を行い、研究の進展と市民への成果公開を図った。今年度の特集テーマを「巡礼の諸相ー四国遍路への影響と展開」とし、小嶋博巳(ノートルダム清心女子大学)の基調講演を軸に、胡光・山口由等(愛媛大学)・田井静明(瀬戸内海歴史民俗資料館)も登壇し、議論を深め、西耕生ほかの個別報告も行った。その成果は『四国遍路と世界の巡礼』4号に掲載した。3)夏季休業・春期休業期間を中心に「霊場」の学際的総合調査を集中的に行った。今年度は、75番善通寺(香川県善通寺市)、浄明院(愛媛県松山市)、大洲八幡神社(愛媛県大洲市)、金胎廃寺・三崎八幡神社(愛媛県伊方町)等の調査を実施し、札所とそれ以外の霊場についての比較研究により、札所成立過程解明への端緒を開いた。次年度の調査に向けて、地蔵寺(徳島県小松島市)の予備調査も行った。4)四国の「霊場」以外にも、四国遍路道の景観や宿の現状調査、知多半島や小豆島の移し霊場調査、俵札やアンケートによる遍路の実態調査などを実施した。西日本豪雨で遍路統制文書を含む旧立間村文書(宇和島市)が被災したため、救出活動を行い、修復と内容調査を実施した。5)愛媛大学ミュージアムにおいて、8月1日から1月8日まで「明治維新150年・明治時代の四国遍路展」を企画し、金胎廃寺で発見した愛媛県最古の遍路日記など最新の研究成果を展示公開した。愛媛県歴史文化博物館でも4月8日まで、特別展「研究最前線四国遍路と愛媛の霊場」で合同研究の成果が公開された。1)今年度は、大洲八幡神社(愛媛県大洲市)の調査を通年で行い、調査をおおむね終了した。近世・近代の祭礼文書が大量に発見され、祭礼の変遷が解明された。同社は空海が修行したという出石寺の場所にあったと伝わるが、文書でも確認でき、現在の大洲総鎮守ではなく喜多郡総鎮守と呼ばれていたことも判明した。次年度には報告書を刊行する予定である。ほかに調査を行った75番善通寺(香川県善通寺市)、浄明院(愛媛県松山市)、三崎八幡神社(愛媛県伊方町)については、膨大な資料が確認されたため、調査を継続中である。昨年度調査を終了した久妙寺(愛媛県西条市)で新たな資料が発見されたため、次年度に補足調査を実施する。また、番外札所地蔵寺(徳島県小松島市)の予備調査を行い、仏像・仏画を確認した。次年度に総合調査を実施したい。2)霊場周辺に関わるものとして、現在の遍路へのアンケート調査や遍路が奉納した納札(俵札)の調査も継続している。新たに遍路宿へのアンケート調査も行い、遍路の実態を明らかとし、マスコミからの注目も集めた。ほかに、小豆島や知多半島の移し霊場調査も実施した。3)計画通り、研究会を開催し、公開講演会等では400名以上の市民を集め、成果を公開できた。愛媛大学と愛媛県歴史文化博物館の展示でも最新の研究成果が公開され、多くの観覧者を集めた。研究会時の現地研修は、台風で中止されたため、今後実施したい。4)特定のテーマを設け、集中的に四国遍路の研究を進め、多くの論文を刊行し、学会報告・講演などを行うことができた。5)オール四国体制での調査・研究を目指し、実施できた。1)歴史学、国文学、考古学、民俗学、地理学、社会学、美術史など数多くの学問分野の研究者を結集し、各自の専門性を活かしながら連携して「霊場」の学際的総合的な調査研究を進める。整理した諸資料はデータベース化し、広く研究に活用できるようにする。調査対象地は、75番札所善通寺(香川県善通寺市)、浄明院(愛媛県松山市)、大洲八幡神社(愛媛県大洲市)、三崎八幡神社(愛媛県伊方町)、久妙寺(愛媛県西条市)について調査を継続する。43番札所明石寺(愛媛県西予市)、地蔵寺(徳島県小松島市)の調査を新たに実施する。他にも霊場と交渉の上、調査研究を展開する。2)霊場周辺に関わる、遍路へのアンケート調査、遍路の納札調査などを継続し、遍路の実態や地域との関係を明らかにする。3)年2回、全メンバーによる研究会・シンポジウム等を開催し、調査結果を検討するとともに、論点に基づき霊場の歴史について徹底した議論を行う(一般にも公開)。報告内容を論文化し、刊行する。ほかに四国4県と共催して、四国遍路に関わる国際シンポジウムを愛媛大学で行う。4)大学ミュージアムにおいて、愛媛県と共同で最新の研究成果を広く公開する。大学外の博物館でも、展示や研究の要望があれば、協力する。

1)7月8日、愛媛大学で四国遍路科研会議・研究会を行い、「石手寺の総合研究」として岡本佑弥(徳島城博物館)・松原潔(善通寺宝物館)・高嶋賢二(町見郷土館)・今村賢司(愛媛県歴史文化博物館)・胡光(愛媛大学)の報告、「出石寺」について寺内浩(愛媛大学)の報告を行うとともに研究計画をたてた。7月9日、同上会議現地研修として、出石寺、龍光寺、仏木寺、明石寺(大洲・宇和島・西予市)を訪問した。2)10月28・29日、愛媛大学にて講演会・シンポジウム等を行い、研究の進展と市民への成果公開を図った。今年度の特集テーマを「四国遍路形成史論」とし、長谷川賢二(徳島県立博物館)の基調講演を軸に、胡光・川岡勉(愛媛大学)・守田逸人(香川大学)も登壇し、議論を深め、今村賢司ほかの個別報告も行った。その成果は『四国遍路と世界の巡礼』3号に掲載した。3)夏季休業・春期休業期間を中心に「霊場」の学際的総合調査を集中的に行った。今年度は、番外霊場久妙寺(愛媛県西条市)の調査を完了し、報告書を刊行した。75番善通寺(香川県善通寺市)、83番一宮寺(香川県高松市)、浄明院(愛媛県松山市)、出石寺・大洲八幡神社(愛媛県大洲市)、三崎八幡神社(愛媛県伊方町)等の調査を実施し、札所とそれ以外の霊場についての比較研究により、札所成立過程解明への端緒を開いた。4)四国の「霊場」以外にも、四国遍路道の景観や宿の現状調査、知多半島の移し霊場調査、山口県文書館の遍路関係史料調査、俵札やアンケートによる遍路の実態調査などを実施した。5)愛媛大学ミュージアムにおいて、8月2日から1月8日まで「弘法大師展」を企画し、最新の研究成果を展示公開した。さらに、合同研究(研究協力者)を行っている愛媛県歴史文化博物館でも、2月17日から4月8日まで、特別展「研究最前線四国遍路と愛媛の霊場」が開催され、本研究の成果が広く公開された。1)今年度は、番外霊場久妙寺(愛媛県西条市)の調査を完了し、報告書を刊行した。久妙寺調査では、鎌倉時代に遡る仏像や霊場との関係を記す古文書の発見などの成果があり、研究の進展もみた。ほかに調査を行った75番善通寺(香川県善通寺市)、83番一宮寺(香川県高松市)、浄明院(愛媛県松山市)、大洲八幡神社(愛媛県大洲市)、三崎八幡神社(愛媛県伊方町)については、膨大な資料が確認されたため、調査を継続する。52番札所太山寺でも科学的手法による追加調査を行ったので、その分析を継続する。2)計画通り、研究会を開催し、公開講演会等では200名以上の市民を集め、成果を公開できた。愛媛大学と愛媛県歴史文化博物館の展示でも最新の研究成果が公開され、多くの観覧者を集めた。3)特定のテーマを設け、集中的に四国遍路の研究を進め、多くの論文・研究書を刊行することができた。4)オール四国体制での調査・研究を目指し、実施できた。1)4月14日、愛媛大学で公開講演会を行い、「四国遍路の世界発信」について、モートン常慈(徳島大学)・胡光(愛媛大学)の報告を行った。7月29日、公開研究会を行い、寺内浩(愛媛大学)・町田哲(鳴門教育大学)が空海や民衆の実像について報告した。仙龍寺への現地研修は台風のため中止した。2)10月27・28日、愛媛大学にて講演会・シンポジウム等を行い、研究の進展と市民への成果公開を図った。今年度の特集テーマを「巡礼の諸相ー四国遍路への影響と展開」とし、小嶋博巳(ノートルダム清心女子大学)の基調講演を軸に、胡光・山口由等(愛媛大学)・田井静明(瀬戸内海歴史民俗資料館)も登壇し、議論を深め、西耕生ほかの個別報告も行った。その成果は『四国遍路と世界の巡礼』4号に掲載した。
ミリスチル化タンパク質の生体内モニタリングとその定量解析法の確立

本研究では、ゼブラフィッシュをモデル動物として、受精卵(1細胞)からの発生・分化過程に関与するタンパク質の脂肪酸修飾を触媒するN-ミリスチル転移酵素(NMT)に焦点を絞り、ミリスチル化タンパク質の生体内モニタリングとその定量解析法の確立を目指した。そこでまず、ゼブラフィッシュの初期発生過程におけるNMT遺伝子ならびにミリスチル化関連酵素(MetAP)についての生体内発現局在をホールマウントin situハイブリダイゼーション(WISH)法で調べた。その結果、受精後24時間の胚ではNMT遺伝子は頭部の内部に発現が見られるのに対して、MetAP遺伝子は頭部表層および全身に発現していた。さらに、受精後48時間の胚では、両遺伝子は頭部においてほぼ同様に発現しており、全身に発現していたMetAP遺伝子は消失していた。また、市販の抗ヒトNMT抗体を用いたホールマウント免疫組織染色を行った。その結果、NMT1タンパク質は受精後1日(dpf)から頭部および体幹の表層部、卵黄嚢の後端部、眼部、膜鰭に認められ、23dpfでは孵化腺、胸鰭および膜鰭で発現していた。さらに、4dpf以降では内耳および体表の神経丘、ならびに眼周辺部でも発現が認められた。一方、エストラジオールを曝露した個体では血島でのNMTタンパク質の発現が増大していた。以上の結果から、NMTタンパク質はゼブラフィッシュの発生過程において広範な組織で発現し、感覚器でも発現していることが新たに明らかになった。
食品の必須脂肪酸バランスが高次の脳・神経機能に影響を及ぼす機構の解析

リノール酸含量の高いベニハナ油とα-リノレン酸含量の高いシソ油を含む飼料を与えると、後者を与えた群の明度識別学習能が高いことが証明できている。本年度は、この学習能の差がリノール酸、α-リノレン酸以外の未知の要素による可能性を探ることを目的とした。α-リノレン酸系列のドコサヘキサエン酸の多い魚油(DHA油)およびα-リノレン酸のエチルエステルを主とする油(エステル油)をラットに与え、明度識別型学習能を比較した。その結果、DHA油食もエステル油食もシソ油食と同程度に高い学習能を示した。すなわち、精製したエチルエステル油でも元の油(グリセリド)と同じ効果を示すこと、DHAやアイコサペンタエン酸でもα-リノレン酸と同じ効果を示すことから、学習能を高く保つ効果のある物質は未知の成分ではなく、α-リノレン酸系列の脂肪酸であると結論した。本研究では、食物の選択によりラットの学習能が変わることを示したものであるが、リノール酸、α-リノレン酸の代謝はヒトもラットも本質的な差はない。したがって、ヒトの胎児期、幼児期における食品の選択の重要性を示しており、昨今の食環境の変化に照らして重要な問題を提起している。
エネルギースペクトルが直読可能な2重計数管方式中性子スペクトロメーターの研究開発

およそ10keVから1MeVの中性子エネルギー範囲に亙って、アンフォールディングの必要がなく、パルス波高分布から中性子エネルギースペクトルを直読することが可能な、2重計数管方式全エネルギー吸収型中性子スペクトロメーターの研究開発を実施した。1.高い中性子検出効率を得るため、3気圧のプロパンガスを充填した大容積(約5リットル)の中空円筒型多線陽極構造の反跳陽子比例計数管を設計・製作し、この内側に市販の高圧力^3He中性子捕獲計数管を同軸で組み込んだ。反跳陽子計数管のエネルギー分解能は、プロパンガスにエネルギー校正用として混入した^3Heの熱中性子捕獲に伴いパルス波高分布上に生じた764keVの吸収ピークに対して23%が得られ、また、中性子信号とγ線信号との間でパルス立上り時間の違いを利用した波形弁別を行った結果、^<60>Coγ線に対し95%のγ線除去率を達成できた。2.反跳陽子計数管に入射し、プロパン中の水素による弾性散乱で大きくエネルギーを失った中性子が内側の^3He計数管で捕獲され、2重パルスを発生したとき、後続信号で先行の反跳陽子信号の波高分析を実施するよう、遅延同時計数処理を行うためのロジック信号処理装置を設計・製作すると共に、エレクトロニクス系を構築した。3.スペクトロメーターに80から600keVの種々のエネルギーの単色中性子を照射すると、モンテカルロ計算により求められたエネルギー応答関数と同様に、各中性子エネルギーで波高分布上に中性子の全エネルギー吸収に対応した単一ピークが得られ、これより、ピーク波高値と中性子エネルギーとの関係(エネルギー校正曲線)が求められた。中性子検出効率はモンテカルロ計算結果と同程度(10^<-5>程度)の値が得られ、モンテカルロ計算の信頼性を確認した。およそ10 KeVから1 MeVの中性子エネルギー範囲に互って、アンフォールディングの必要がなく、パルス波高分布から中性子エネルギースペクトルを直読することが可能な、2重計数管方式全エネルギー吸収型中性子スペクトロメーターの研究開発を実施した。同軸2重円筒構造を有し、2種類の異なる計数管から構成される中性子検出器を設計・製作した。この内、容積約5リットルの外側の多線陽極型反跳陽子比例計数管を組み立て、これに純度99.9%のプロパンガス、さらに、エネルギー校正用として、約4%の^3Heを添加した混合ガスを3気圧で充填した。その結果、1 MeVの中性子に対しても10%程度の高い水素による弾性散乱確率を得ることが可能になった。熱中性子を照射してパルス波高分布を測定すると、764 KeVのエネルギー校正点において、最適動作電圧3.2 kVで22%のエネルギー分解能が得られた。中性子信号とバックグラウンドγ線信号との間で、パルス立ち上がり時間の違いを利用し、波形弁別を行なった結果、約80%のγ線成分除去が可能になった。反跳陽子計数管の内側に市販の高圧力^3He計数管を組み合わせ、速中性子が外側計数管で反跳陽子信号を発生してから内側計数管で捕獲されるまでの時間分布を測定し、90%以上の確率で同時計数するよう、各計数管によりトリガーされる同時計数ゲートのパルス巾および遅延時間を決定した。これを基に、ディジタル信号処理回路を設計・製作し、同時計数信号で反跳陽子パルスの波高分析を実施するシステムを構築した。大型計算機を用いて、スペクトロメーターのエネルギー応答関数をモンテカルロ法で計算した結果、対象とする中性子エネルギー範囲に互って、鋭い単一ピークが得られることが確認された。検出効率は10-200 KeVの中性子に対して約0.002%、また、γ線除去率は実測の結果99.99%以上になることがわかった。

およそ10KeVから1MeVの中性子エネルギー範囲に亙って、アンフォールディングの必要がなく、パルス波高分布から中性子エネルギースペクトルを直読することが可能な、2重計数管方式全エネルギー吸収型中性子スペクトロメーターの研究開発を実施した。1.前年度製作した中性子スペクトロメーターに対する単色中性子の予備照射実験で問題となった、共存γ線の影響によるパルス波高分布の歪を除去するため、プロパン反跳陽子計数管から得られるリニア信号を、遅延増幅器(本年度購入)を通して波形弁別信号に同期させ、リニアゲートを用いて波高分析信号に含まれるγ線成分の大半を除去するよう改良を施した。2.スペクトロメーターを電子技術総合研究所の標準中性子場中に持ち込み、80から600KeVの種々のエネルギーの単色中性子を照射してパルス波高分布を測定した。その結果、各中性子エネルギーで、分解能は劣るものの波高分布に中性子の全エネルギー吸収に対応した単一ピークが得られることが確認され、これより、ピーク波高値と中性子エネルギーとの対応関係(エネルギー校正曲線)を求めた。検出効率は、波高分布に含まれるバックグラウンド成分の評価ができないため精度良く測定することはできなかったが、モンテカルロ計算結果と同程度(10^<-5>程度)の値が得られ、モンテカルロ計算の信頼性を確認した。3.実験から求めたエネルギー校正曲線、並びに、検出効率のエネルギー依存性のモンテカルロ計算結果を用いることにより、測定したパルス波高分布から中性子の大略のエネルギースペクトルを直読することが可能なシステムを構築できた。
癌性細胞接着因子の活性発現調節因子であるヘパリン、ヘパラン硫酸の構造と機能の解析

癌性細胞接着因子アンジオモデュリンの持つ血管新生促進活性は、ヘパリン(Hep)との相互作用によって阻害されることが証明されているが、そのHepの活性に必要な糖鎖上の微細修飾構造は不明である。構造と活性の相関関係を明らかにするためには、構造が明確に分かったオリゴ糖が必要である。ブタ小腸粘膜由来のHepをヘパリナーゼで徹底消化し、ゲルろ過によって得た八糖画分について構造解析し、その結果、新規の硫酸化八糖の構造を明らかにすることができた。また、オリゴ糖を調製する過程において、Hepオリゴ糖の構造の異性化反応が起こりうることを明らかにした。さらに、ブタ小腸粘膜由来のHep中に混入していたデルマタン硫酸から新規の硫酸化オリゴ糖を単離し、その構造を明らかにした。これらの研究成果はそれぞれ論文として報告した。アンジオモデュリンと種々のHep/ヘパラン硫酸(HS)との直接の結合についても調べた。^3Hで放射標識したHep/HSについて、ニトロセルロース膜を用いた結合実験を行い、アンジオモデュリンとの相互作用に必要な硫酸化修飾構造に関する情報を得た。さらに、培養細胞をもちいて、実際にアンジオモデュリンが血管新生促進活性を示す際におけるHep/HSの関与についても調べた。血管新生とアンジオモデュリンとの関連が知られている細胞(ヒト臍帯由来ECV304細胞)を培養し、ECV304細胞の細胞表面あるいは細胞外マトリックス中にHSが存在することを証明し、その構成二糖組成を決定した。また、ECV304細胞の培地中に種々のHcp/HSを添加して細胞の血管様構造の形成能への影響を顕微鏡下で観察した。上述の結合実験で得られたアンジオモデュリンとの相互作用に必要なHep/HSの硫酸化修飾構造の特徴は、ECV304細胞の血管様構造の形成を阻害するHep/HSの構造の特徴と類似していた。これらの研究成果の一部は学会で報告し、現在論文を作成中である。構造と活性の相関関係を明らかにするためには、構造が明確に分かったHepのオリゴ糖が必要である。既に、多数の硫酸化二六糖が得られているので、今年度は八糖について解析した。ブタ小腸粘膜由来のHepをヘパリナーゼで徹底消化し、ゲルろ過によって八糖画分を得た。この画分をポリアミンカラムを用いたHPLCによってさらに細かく分画した。各画分について、各種酵素による消化物のHPLC分析や500 MHz ^1H NMR解析などによって構造を決定した。その結果、3種類の新規の硫酸化八糖の構造を明らかにすることができた。この研究成果の一部は学会で報告し、現在論文を作成中である。^3Hで放射標識したHep/HSについて、ニトロセルロース膜用いた結合実験を行い、アンジオモデュリンとの相互作用に必要な硫酸化修飾構造に関する情報を得た。さらに現在、培養細胞をもちいて、実際にアンジオモデュリンが血管新生促進活性を示す際におけるHep/HSの影響についても調べている。血管新生とアンジオモデュリンとの関連が知られている細胞(ヒト臍帯由来ECV304細胞)を培養し、培地中に種々のHep/HSを添加して細胞の血管様構造の形成能を顕微鏡下で観察している。Hep/HSの添加と血管新生活性との関係を調べ、上述の結合実験で得られたアンジオモデュリンとの相互作用に必要な硫酸化修飾構造との相関性を検討中である。

また、ECV304細胞の培地中に種々のHcp/HSを添加して細胞の血管様構造の形成能への影響を顕微鏡下で観察した。上述の結合実験で得られたアンジオモデュリンとの相互作用に必要なHep/HSの硫酸化修飾構造の特徴は、ECV304細胞の血管様構造の形成を阻害するHep/HSの構造の特徴と類似していた。これらの研究成果の一部は学会で報告し、現在論文を作成中である。
健康データマイニングによる個人の特質クラスタ解析に関する研究

個人の日々のエネルギー消費・摂取量と体脂肪率変化の時系列相関解析において、最大の相関係数をもたらすエネルギー消費・摂取量の時系列加算処理の重み付パターンを求めた。重み付パターンは2つのパラメータで表現され、その組み合わせが個人の健康に関する特質を表すとの想定の元に解析を行った結果、(1)ある個人の長期的な時系列データにおいて、加齢や季節に関係なくパラメータの組み合わせはある偏りを示す、(2)複数の被験者の時系列データでは、パラメータの組み合わせは大きく2つのグループに分かれる傾向がある、ことなどが判った。携帯電話を情報端末として、個人の生活習慣と日常の健康に関するビッグデータをインターネット上のサーバに蓄積し、サーバ上で生活習慣と健康状態の相関ルールを抽出(健康データマイニング)し個人に通知する、クラウドコンピューティングをいち早く具現化した健康管理システムを開発してきた。本研究では、開発したシステムを活用し、生活習慣と健康状態の相関の個人差を特徴付けるパラメータを抽出して、健康に関する特質のクラスタ解析を試みる。これによりシステムのユーザを特質別にグループ分けし、グループごとに適切な保健指導を行えるようにする。今年度は、以下の成果を得た。(1)システムのユーザ数を増やすために、情報端末として普及が著しいスマートフォンでも使用できるようにシステムをバージョンアップした。(2)昨年度の研究により、運動による消費エネルギー/食事による摂取エネルギーと体脂肪率変化との相関において、個人の特質を表す可能性のある重み付関数のパラメータの組み合わせ(μ, σ)を見出したが、今年度はさらに、個人の血圧や体脂肪率の長期にわたる変動の中にも個人の特質を表す要素が潜んでいることが明らかになった。あるユーザで、1収縮期および拡張期血圧とも顕著な生理学的季節変動を示し、夏冬の変動幅は、疫学的研究で得られている値より有意に大きくそれぞれ、約20 mmHg、10 mmHgであった。2血圧ほど顕著ではないが、脈拍数においても生理的な季節変動がみられ、冬場は夏場に比べ平均約10回/分多かった。さらにこのユーザの場合には加齢とともに平均脈拍数が高くなっていた。3体脂肪率も夏に低く冬に高いという顕著な季節変動を示し、加齢とともに変動幅が年々増加するという特徴がみられた。これらから、生活習慣との関係において健康に関する個人の特質を調べるだけでなく、季節や加齢よる変化にも着目する必要があることが判った。携帯電話を情報端末として、個人の生活習慣と日常の健康に関するデータを時系列的にインターネット上のサーバに蓄積し、サーバ上で生活習慣と健康状態の相関ルールを抽出(健康データマイニング)を行って個人に通知する、クラウド型の健康管理システムを開発してきた。本研究では、開発したシステムを活用し、生活習慣と健康状態の相関の個人差を特徴付けるパラメータを抽出して、健康に関する特質のクラスタ解析を試みた。平成2324年度の主な成果を以下に纏める。(2)運動による消費エネルギー/食事による摂取エネルギーと体脂肪率変化との相関において、個人の特質を表す可能性のある重み付関数のパラメータの組み合わせ(μ, σ)を抽出し、1比較的短期間に遅延なく体脂肪率変化する型と2長期に亘って遅延しながら体脂肪率変化する型にクラスタ化される傾向を見出した。(3)個人の血圧や体脂肪率の長期にわたる変動の中にも個人の特質を表す要素が潜んでおり、これにより生活習慣との関係において健康に関する個人の特質を調べるだけでなく、季節や加齢よる変化にも着目する必要があることが判った。最終年度(平成25年度)はこれらの知見を踏まえ、ボランティアユーザにおいて蓄積されたデータに基づいて健康データマイニングのアルゴリズムが導き出すルールの妥当性を検証した。その結果、(1)個人差と季節変動を考慮することにより、ほぼ適切に相関ルールが自動生成されるが、生活習慣と健康状態に強い非線形の相関がある場合に、誤りではないがユーザを混乱させるルールが抽出されることがある、(2)上記の場合、生活習慣データの範囲に制限を設けることにより適切に健康状態との間の相関ルールが抽出される、ことが判った。携帯電話を情報端末として、個人の生活習慣と日常の健康に関するデータをインターネット上のサーバに蓄積し、サーバ上で生活習慣と健康状態の相関ルール抽出(健康データマイニング)を行って個人に通知する、クラウドコンピューティングをいち早く具現化した健康管理システムを開発してきた。本研究では、開発したシステムを活用し、生活習慣と健康状態の相関の個人差を特徴付けるパラメータを抽出して、健康に関する個人の特質のクラスタ解析を試みる。これによりシステムのユーザを特質別にグループ化し、グループごとに適切な保健指導を行えるようにする。

今年度は、(1)クラスタ解析を行うには多数のユーザが必要になるため、システムのユーザインターフェースを、健康管理のレベルに応じて階層分けして、ダイエットなどを目的とする一般の初心者でも容易に使えるようにし、(2)先行的に少数のユーザの時系列データを基に、生活習慣(ここでは、運動による消費エネルギーと食事による摂取エネルギー)の蓄積を表すデータ加算の、重み付関数の2つのパラメータの組み合わせ(μ, σ)が、健康状態(ここでは体脂肪率)の変化との相関において、個人の特質を表すとの想定のもとに解析を行った。その結果、(1)1ユーザの7年余りに亘る時系列データを3カ月(季節)毎に区切って解析し、生活習慣データの重み付加算と健康状態の変化の時系列相関が最大を示す前記パラメータの組み合わせ(μ, σ)が、季節や加齢に依らずに特定の組み合わせ範囲に偏っている、(2)20ユーザの半年間の時系列データを3カ月毎に区切って解析し、前記パラメータの組み合わせ(μ, σ)が季節に依らずに2つのタイプにグループ分けされる傾向がある、ことなどが判った。これらにより、前記重み付関数のパラメータの組み合わせ(μ, σ)が個人の特質を反映し、2つのタイプに分かれることが示唆された。生活習慣との関係における個人の健康の特質に注目して、そのパターン別にグループ分けすることを試みているが、血圧や体脂肪率などの健康状態そのものの季節変動が想定していたよりも大きく、その中にも個人の特徴がでてくる可能性があることが判った。従って、当初予想していたよりもパターン別解析が難しくなっており、また、システムのユーザ数も未だ目標数の1/3程度であるが、既ユーザにおけるデータ解析は進んでおり研究としてはおおむね順調といえる。クラスタ解析には多数のユーザ数が必要になるため、研究計画通り、システムのユーザインターフェースを、健康管理の3つのレベルに応じて階層分けして、ダイエットなどを目的とする一般の初心者でも容易に使えるようにした。さらに、先行的にシステムの既ユーザの時系列データを対象にして、生活習慣データ(ここでは、運動による消費エネルギーと食事による摂取エネルギー)の加算時の重み付に正規分布関数を活用するアイデアで解析を行い、正規分布関数の2つのパラメータの組み合わせ(μ, σ)が、少なくとも消費エネルギーおよび摂取エネルギーと体脂肪率の時系列相関において個人を特徴づける可能性が示唆された。これにより、今後の研究の方向付けが明確になった。クラウド型健康管理システムの情報端末として普及の著しいスマートフォンでも使えるようにバージョンアップしたので、今後システムユーザ数の増加が期待できる。具体的には、今年度も8月末開催予定のイノベーション・ジャパンで展示することにより、システムの有効性をアピールする計画である(展示申込み登録済み)。また学内の学生ボランティアのデータも活用する。今年度の研究で、先行的にシステムの既ユーザの時系列データを解析して、研究の方向性が見えてきたので、今後ユーザ数を増やしての解析を試みる。具体的には、イノベーション・ジャパンなどの展示会への出展や、大学の公開講座での説明会開催、インターネットコミュニティでのポータルサイト紹介などを通して、普及を図る。
代替パーフルオロカーボンプラズマ中で生成する有害物質の高感度検出

H15年度はプラズマ中に存在するCF_4を高感度かつ簡便に測定する手法として、70eV電子衝撃イオン化でCF_4だけから生成するCF_3^<2+>イオンが利用できることを見出した。これにより、地球温暖化係数(GWP)が大きなCF_4がSiO_2のエッチング領域以降でも生成していることを明らかにした。H16年度は、パーフルオロカーボン(PFC)プラズマ中で生成する種々のPFC分子を高感度に観測するために低圧型リチウムイオン付着質量分析計(IAMS)を導入し、その性能について検討した。通常の電子衝撃イオン化法では、PFC分子は解離を起こし、親分子を同定することは困難となる。この現象は大きな分子ほど顕著である。リチウムイオン付着イオン化法では、PFC分子をフラグメントフリーでイオン化できるため、親分子にリチウムイオンが付着したイオンだけを観測できる。したがって、あいまいさなく親分子を同定できるという利点がある。プロセシングに利用するPFCプラズマでは、多くの場合全圧が数Paと低圧であるため、このような低圧でも利用可能なIAMSを導入した。この装置では3体衝突によるリチウム付着イオンの安定化が期待できないために、CF_4のような小さな分子の検出効率は悪いが、大きなPFCでは並進エネルギーが振動エネルギーに速やかに分配されるため、高確率でリチウムイオン付着が起こる。この装置を用いてAr/CF_4プラズマ下流における中性分子の質量分析を行ったところ、C_7F_<16>やC_8F_<16>のような大きなPFCが生成していることを発見した。一般に、飽和PFCは化学的に安定で人体には無害であるがGWPが大きい。一方、不飽和PFCでは反応性が高いためにGWPは小さいが、人体に有害である。以上、科学研究費の研究期間において、CF_4のような小さな分子からC_7F_<16>やC_8F_<16>のような大きなPFCまで高感度に測定できる技術を確立した。LSIプロセスにおける地球温暖化ガス削減を目的として、代替パーフルオロカーボン(代替PFC)の開発や非PFCプロセスが盛んに検討されている。しかしその一方で、代替PFCプラズマプロセスではCF_4のような高い地球温暖化能力を有するガスが、非PFCプロセスではCN系化合物のような有害物質が再合成されてしまうという新たな問題を生じている。本研究ではこのような有害物質の生成機構を研究し、さらに、エッチングプロセスに影響を及ぼさずに有害物質の発生を抑制する方法を探索することを目的としている。今年度は、まず、PFCプラズマプロセスで再合成されるCF_4の生成機構について研究を行った。プラズマ中でCF_4を選択的かつ定量的に分析する方法として、質量分析法でCF_3^<2+>イオンを利用できることを検証した。この2価イオンは他の安定なPFC化合物からは生成しないことがこれまでの研究で知られている。PFCプラズマ中に多量に存在するCF_3ラジカルのイオン化でこの2価イオンが生成するかどうかを確認するために、CF_3Iを熱分解することでCF_3ラジカルを多量に発生させ、その質量スペクトルを測定した。その結果、CF_3ラジカルのイオン化でもCF_3^<2+>イオンの生成は無視できることが明らかとなった。以上のことから、CF_3^<2+>イオンはCF_4の定量分析に利用できることが判明した。

この手法を用いて、PFCプラズマプロセス下流におけるCF_4の生成量をプラズマ中でのそれと比較したところ、25%(c-C_4F_8)から69%(CF_4)の増加が観測された。この事実は、PFCプラズマ中のみならず、その下流においてもCF_4の生成が進行していることを示しており、エッチングプロセスにあまり影響を与えずにプラズマプロセス中でCF_4の生成を抑制することが原理的には可能であることを示唆している。昨年度はプラズマ中に存在するCF_4を高感度かつ簡便に測定する手法として、70eV電子衝撃イオン化でCF_4だけから生成するCF_3^<2+>イオンが利用できることを見出した。これにより、地球温暖化係数(GWP)が大きなCF_4がSiO_2のエッチング領域以降でも生成していることを明らかにした。今年度は、パーフルオロカーボン(PFC)プラズマ中で生成する種々のPFC分子を高感度に観測するために低圧型リチウムイオン付着質量分析計(IAMS)を導入し、その性能について検討した。通常の電子衝撃イオン化法では、PFC分子は解離を起こし、親分子を同定することは困難となる。この現象は大きな分子ほど顕著である。リチウムイオン付着イオン化法では、PFC分子をフラグメントフリーでイオン化できるため、親分子にリチウムイオンが付着したイオンだけを観測できる。したがって、あいまいさなく親分子を固定できるという利点がある。プロセシングに利用するPFCプラズマでは、多くの場合全圧が数Paと低圧であるため、このような低圧でも利用可能なIAMSを導入した。この装置では3体衝突によるリチウム付着イオンの安定化が期待できないために、CF_4のような小さな分子の検出効率は悪いが、大きなPFCでは並進エネルギーが振動エネルギーに速やかに分配されるため、高確率でリチウムイオン付着が起こる。この装置を用いてAr/CF_4プラズマ下流における中性分子の質量分析を行ったところ、C_7F_<16>やC_8F_<16>のような大きなPFCが生成していることを発見した。一般に、飽和PFCは化学的に安定で人体には無害であるがGWPが大きい。一方、不飽和PFCでは反応性が高いためにGWPは少ないが、人体に有害である。今回の研究において、低圧型IAMSを用いることにより各種PFCを高感度で測定できることが判明した。
実条件の課題を考慮した先導的環境触媒反応の開拓

水素化脱硫のグループでは金属酸化物/ゼオライト複合体が比較的高い活性を示し、Moと相互作用したCoが活性点であることを見出した。一方、NO接触除去用のゼオライト触媒中では銅イオンが2段階で酸化を受け、反応温度とイオン交換率に依存していることを見出した。また、NOをNO_2へ酸化する触媒とNO_x還元触媒の中間で還元剤を添加することにより還元剤の有効利用率が格段に向上することを明らかにした。NO排出量低減では、NOの発生そのものを低減する方法の研究、生成したNOを接触除去する方法の検討を実施した。江口は同研究室で開発された高温燃焼用ヘキサアルミネート系触媒の高活性化、高機能化について検討するとともに、低温着火用Pd触媒についても研究した。また、鈴木らはCH_4からCOとH_2を選択的に生成する触媒の探索を行った。排出されたNOあるいはN_2Oを低減するための研究班は、炭化水素系還元剤による接触除去技術の開発グループ、炭素系材料あるいは光触媒を用いた新しいNO低減技術の開発グループ、の二つに分かれている。岩本、鹿川、黒田は銅イオン交換ゼオライト系触媒の作用機構、活性劣化機構、銅イオンの存在状態等について新しい知見を見出した。特に、岩本は還元剤をNO酸化触媒とNO_x還元触媒の中間で添加することによって還元剤の利用効率が格段に向上することを指摘し、これまでの触媒探索方針とは異なる方策が可能であることを明らかにした。本研究班では現実に重要な課題となっている二つの環境対策、即ち、軽油の深度脱硫と燃焼時のNO排出量低減に関する基礎研究を実施した。深度脱硫に関する研究は持田(九大)、山田(東北大)が担当した。持田は減圧軽油の脱硫および水素化分解反応をニッケル担持Y型ゼオライト上で調べ、難脱硫性硫黄化合物である4,6-ジメチルジベンゾチオフェンが比較的容易に反応することを見いだした。山田はNO吸着、IR測定の結果に基づいて脱硫反応に高い活性を示すCo-Mo/Al_2O_3触媒の活性点は配位不飽和なCoサイトであると推測している。NOの排出量そのものを減少させる研究は荒井(九大)が分担した。荒井は同研究室で開発された高温燃焼用ヘキサアルミネート系触媒の高活性化、高機能化について検討するとともに、低温着火用触媒についても研究を始めた。排出されたNOを低減するための研究では、炭化水素系還元剤による接触除去技術の開発を検討した。岩本(北大)と鹿川(長崎大)が銅イオン交換ゼオライト系触媒の作用機構、活性劣化機構、銅イオンの存在状態等について新しい知見を見出した。以上、本研究班では実用との関連を重視しつつ、将来の発展の基礎となる事項に重点を置いて検討を進めてきた。当初計画通りに進展した研究、予期しない結果に遭遇し、予定より遅れている研究等様々であるが、全体的にはほぼ順調に展開中といえよう。深度脱硫に関する県有は持田(九大)、山田(東北大)が担当した。持田は減圧軽油の脱硫および水素化分解反応を各種モリブデン系硫化物ならびにRu添加モリブデン系触媒上で調べ、難脱硫性硫黄化合物である4,6-ジメチルジベンゾチオフェンが比較的容易に反応することを見いだした。山田は試作した高圧用EXAFSセルを用いてCo-Mo/Al_2O_3触媒のMo周囲の微細構造を作動条件下で調べ、活性点はMoと相互作用したCoサイトであると推測した。荒井は同研究室で開発された高温燃焼用ヘキサアルミネート系触媒の高活性化、高機能化について検討するとともに、低温着火用Pd触媒についても研究した。岩本(北大)と鹿川(長崎大)が銅イオン交換

ゼオライト系触媒の作用機構、活性劣化機構、銅イオンの存在状態等について新しい知見を見出した。特に、前者は還元剤をNO酸化触媒とNOx還元触媒の中間で添加することによって還元剤の利用効率が格段に向上することをはじめて指摘し、これまでの触媒深索方針とは異なる方策が可能であることを明らかにした.以上、本研究班では実用との関連を重視しつつ、将来の発展の基礎となる事項に重点を置いて検討を進めてきた。全体的にはほぼ順調に展開中といえよう。本研究班では現在その解決が急務とされている二つの環境対策、軽油の深度脱硫と窒素酸化物低減に関する基礎研究を実施した。深度脱硫に関する研究では、まず持田が減圧軽油および重質油高度精製、水素化分解反応の設計を検討した。アルミナ系複合酸化物あるいは各種炭素担体担持CoMo、NiMo硫化物触媒を調製し、チタニアやリン酸添加によって脱硫活性が向上すること、炭素担持Mo系触媒はアルミナ担持触媒に比べて脱硫反応速度を増大させることを明らかにした。一方、山田は深度脱硫触媒の作用状態における表面構造解析を行った。本年度は、実際にCo-Mo/Al_2O_3上でチオフェンの高圧水素化脱硫反応を行った直後の表面をin situで観察した。その結果、山田らが以前から提案していた′′Co-Mo′′複合サイトが実際に水素化脱硫反応に関与していることを結論した。NOの排出量そのものを減少させる研究は江口が担当し、高温燃焼触媒の機構と材料設計を検討した。高いメタン酸化活性を示すPd/SnO_2触媒上には複数の酸素の吸着状態が生じ、Pdの熱力学的分解温度よりも高い温度まで酸化状態が維持されることを解明した。電子顕微鏡観察で10-30nmのSnO_2微粒子をPdが殻状に包んだ微構造を有していることも明らかとなった。排出NOの低減対策では鹿川と岩本が検討を行った。鹿川は、まずメソポーラスアルミノシリケート中のCuイオンの担持状態とNOx除去特性の解明、およびミクロ、メソ細孔内にイオン交換担持されたCuイオンの電気化学的キャラクタリゼーションを行った。酸化物系では、Pdとペロブスカイト間の相互作用の解明と触媒特性、SnO_2のHC-SCR活性に対する添加物効果等を明らかにした。岩本は、MF1中の銅イオンの酸化還元特性を明らかにする一方、還元剤の中間添加法を開発し、還元剤としての炭化水素の有効性を格段に向上させることに成功した。以上、将来の発展の基礎になる事項に関して重要な知見を得ることができ、全体としてほぼ順調に進展した。
二重結合解離制御に基づくケイ素π電子系化合物の合成

ジシレン(ケイ素-ケイ素二重結合化合物)のケイ素-ケイ素二重結合の解離を鍵反応とした、新たな含ケイ素多重結合化合物の合成法開拓を目的として研究を進めた。アントリル基で置換されたトリアルキルジシレンとイソシアニドとの反応で、形式的にケイ素-ケイ素二重結合が解離した生成物であるアントリル置換シラエテン(ケイ素-炭素二重結合化合物)の生成を見出した。この反応は、ジシレンとイソシアニドの[1+2]環化、それに引き続くシリル基の1,3-転位により進行しているものと推定した。この新規シラエテンは、芳香族基が電子受容体、ケイ素-炭素二重結合が電子供与体として働く分子内電荷移動吸収を示した。これはケイ素-炭素二重結合化合物が分子内電荷移動吸収を示した初めての例である。また、トリアルキルジシレニド(R_2Si=Si(t-Bu)K,Rはアルキル基)と嵩高い芳香族ブロミド(2,4,6トリイソプロピルフェニルブロミド(TipBr))との反応で、ジシレン(t-Bu)TipSi=SiTip(t-Bu)が生成することを見出した。この反応はまず、新規ジシレンR_2Si=Si(t-Bu)Tipが生成したのち、このジシレンのケイ素-ケイ素二重結合が解離して生成したシリレンSi(t-Bu)Tipが分子間で二量化したものと推定される。この反応は形式的にはオレフィンメタセシスのケイ素版に当たるものである。この反応は嵩の低い芳香族ブロミドとの反応では進行しないことから、置換基の立体的影響を大きく受けることが明らかになった。また、新たにデザインした二座アルキル基を持つジシレンを合成したところ、溶液中では二重結合が解離したシリレンとの平衡にあることを見出し、ジシレンのケイ素-ケイ素二重結合の解離が、不飽和ケイ素上のアルキル基のかさ高さに顕著に依存することを見出した。本研究では、ケイ素-ケイ素二重結合化合物(ジシレン)のケイ素-ケイ素二重結合の解離を鍵とした新たな不飽和ケイ素化合物の合成法の開拓を目的としている。まず、ケイ素-ケイ素二重結合解離反応の開拓を目的として、ジシレンとLewis塩基との反応を検討した。先に我々が合成したトリアルキルアントリルジシレン1に対して、アリールイソシアニドを作用させたところ、[2+1]付加体であるアザメチレンジシラシクロプロパン2を与えた。さらにこの化合物3は分子内1,3-シリル転位を伴い熱異性化し、三員環構造を持つシレン(ケイ素-炭素二重結合化合物)であるシラアジリジン3を収率よく与えた。化合物2および3はどちらも空気に不安定な結晶として単離し、構造をX線構造解析で明らかにした。化合物3は三員環骨格と環外ケイ素-炭素二重結合をもつシラエテンとして初めての化合物である。単結晶中ケイ素-炭素二重結合距離は単結晶中環内の窒素回りはほぼ平面であった。一般にジアジリンの環内窒素回りはピラミッド化していることが知られているが、これとは対照的な結果である。これは窒素と結合している電子供与性置換基であるシリル基の電子的効果によるものと推定された。ジシレンとイソシアニドとの反応で[2+1]付加体を与えることは知られているが、シラアジリジンに異性化する反応はこれまでにない反応であり、形式的にケイ素-ケイ素二重結合が解離した化合物と捉えられる。同様な反応はトルアルキルフェナントリルジシレンでも観測された。

また、新たにデザインした二座アルキル基を持つジシレンを合成したところ、溶液中では二重結合が解離したシリレンとの平衡にあることを見出し、ジシレンのケイ素-ケイ素二重結合の解離が、不飽和ケイ素上のアルキル基のかさ高さに顕著に依存することを見出した。
プロスタグランジン受容体キメラ分子を用いた同受容体構造の機能的領域の解析

プロスタノイド受容体はロドプシン型受容体ファミリーに属する7回膜貫通型受容体である。その中でプロスタノイド受容体に特徴的な構造がすべてのプロスタノイド受容体に存在している。したがって、リガンドのこれらの受容体への結合においては、この共通構造がプロスタノイドの基本骨格を認識し、非共通部分が各プロスタノイドに対する結合特異性を決定すると考えられる。プロスタノイド受容体ファミリー中の異なる2種の受容体を組み合わせたキメラ受容体を作成し、リガンド結合親和性を比較することにより、リガンドの特異的結合を決定するリガンド構造を認識する受容体領域の同定を行った。[方法]マウスプロスタノイド受容体の中では比較的相同性が高く(アミノ酸配列で約40%の相同性)、セカンドメッセンジャーとして共にアデニル酸シクラーゼを活性化するプロスタグランジン(PG)D_2受容体(mDP)とPGI_2受容体(mIP)を用い、N末端側がmDPの対応する部位で置き換えられたmIP、および、N末端側がmIPで置き換えられたmDP、という構造のキメラ受容体cDNAを10種類作成した。これらをCOS細胞に発現させ、IPアゴニストのiloprost、carbacycline、及びPGD_2、PGE_1、PGE_2、PGF_2αのキメラ受容体への結合親和性を検討した。[結果および考察]作成したキメラ受容体は、mIPまたはmDPと異なるリガンド結合の特徴を示した。プロスタノイド分子の五員環構造と側鎖の二重結合の有無がキメラ受容体によるリガンド認識に大きく影響していた。これらの解析から、プロスタノイド受容体の第6、7膜貫通領域がプロスタノイド側鎖の二重結合の有無によるリガンド構造の識別に寄与が大きく、第3膜貫通領域はPGリガンドの五員環構造の違いを認識することが明らかとなった。
リーシュマニア原虫の8-アミノレブリン酸シンターゼ・フェロキラターゼについて

1)リーシュマニア原虫のferrochelataseのcDNAを同定するため、今まで報告されたferrochelataseの塩基配列、またアミノ酸配列も同様に検索し、ヒト、マウス、ウシ、ニワトリ、カエル、カビに共通な部分に4対のprimerを設定した。対象としたリーシュマニア原虫は、WHOに登録された14株、またコントロールとしてナマケモノから樹立されたエンドトリパーヌムの2株を用いた。継代・培養した16種のリーシュマニア原虫から、total RNAを抽出し、cDNAを作製した。そのcDNAをtemplateとして、上記primerの組み合わせを用いてRT-PCRを行った。予想サイズに一致するいくつかのPCR産物が得られ、ゲルから切り出し、そのDNA断片をpT7 blue T vectorに組み込み、5HdαE.Coliを形質転換した。さらにplasmidを回収し、HITACHI SQ5500 sequencerでDNA断片の塩基配列を解読したが、ferrochelataseの塩基配列と相同性の高い結果は得られなかった。今後、PCRの条件やprimerを変えて、検討していく予定である。2)対象にした原虫のうち、ナマケモノから得られたEndotrypanumに単一のバンドが得られ、その塩基配列がリーシュマニア原虫とエンドトリパーヌムを区別可能であることが推測されたため、Am.J.Trop.Med.Hyg.に投稿したが、データが不十分とのコメントがあり、再投稿準備中である。