hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フレキシブルデバイスのための塗布型逆構造有機発光ダイオードの学理と製作

有機分子からなるアモルファス相を分子シミュレーションに基づきモデル作成し、独自の統計手法を用いることでホール移動度を計算する手法を開発した。本手法を用いて実測値の正孔移動度を高い信頼性で再現できることを確認した。任意の分子について計算化学的に正孔移動度が予測できることから、目的の分子軌道エネルギー準位や正孔移動度をもつ分子設計を可能とする道が拓けた。スルホニル基を有する新規熱活性化遅延蛍光(TADF)材料を数種類合成し、溶液および固体で明確なTADFを示すことを明らかにした。特に、溶媒極性等を変化させることで、電荷移動準位のTADFの発現を制御できることを確認した。加えて、結晶状態で0.2秒程度の長寿命を有する蛍光現象を見出した。りん光発光材料に関しては、キャリア輸送部位を有する有機イリジウム錯体を開発した。この錯体を発光層とする積層型有機発光ダイオード(OLED)を、直交溶媒を用いた溶液塗布法によって作製することに成功した。発光層ホストマトリクスに関しては、ビニル官能基化カルバゾール誘導体のラジカル重合を試み、架橋による高分子量成分を含む多分散性高分子を得た。この高分子をゲルろ過法で分取し、架橋のない比較的低分子量のホストマトリクスを得た。実際に動作している逆構造OLEDにおいて、インピーダンス分光により、電荷輸送特性(電子、正孔のドリフト移動度、局在準位分布、二分子再結合定数)を評価する理論を提案した。実験的にこれらの電荷輸送特性が評価できることを示した。分子設計を効率的に進めるためには、経験的な勘だけに頼るのではなく統計的にも理論的にも有効性が裏付けられた最適な解析手法が必要不可欠といえる。これを実現するために本年度は、近年注目させている機械学習のひとつであるランダムフォレスト法を取り入れて、分子がもつ特徴量と正孔移動度の関係を分析する道筋をたてることに成功した。ドナー部分を変更した新規TADF材料を数種類合成し、青色発光材料の合成を検討した。ドナーの電子的要因だけでなく立体的要因もTADF挙動に関与することを見出した。TADF合成およびその光物性の解明に関しては、当初の予想以上に進捗している。りん光発光材料に関しては、溶液塗布型OLEDに展開できる有機イリジウム錯体を開発し、実際にデバイス作製を行えるようになった。発光層高分子ホストマトリクスに関しては、分子量・分子量分布の制御に時間を要したが、最終的に合成に成功した。複注入有機ダイオードにおいて、電荷輸送特性をインピーダンススペクトルから評価する手法の理論構築を完了した。TADF材料を絶縁性バインダポリマーに分子分散した逆構造OLEDを作製し、約14%の外部量子効率を実証した。実際に動作する逆構造OLEDにおいて、電荷輸送特性を評価できることを実証した。機械学習を用いることで、物性を目的値に向けて調整するために必要となる分子修飾の方向性を示すことが可能となってきた。一方、信頼性の向上にとって機械学習に用いている教師データは、統一された条件下での値であることが要求される。現在は、報告されている分子と正孔移動度の条件を用いているため、これらを同一条件の分子シミュレーションで置き換えることにより、第一原理的に分子設計を可能にするため方法を確立する予定である。OLEDの特性を向上させる新規TADF材料の合成を中心に研究を進める。より高効率な発光を示す材料を合成するとともに、青色や赤色のTADF材料を合成する。これらの光物性を明らかにするとともに、TADF材料を用いた高効率塗布型逆構造OLEDを実現する。りん光発光材料に関しては、逆構造型OLEDの作製と高効率化を目指してデバイスの作り込みを行い、内部量子効率100%の塗布型逆構造OLEDを実現する。発光層ホストマトリクスに関しては、成膜性や電荷移動度の評価を行うとともに、実際にTADF材料をホストマトリクス中に分子分散させた逆構造型OLEDを作製することによりその有用性を示す。様々な逆構造OLEDで電荷輸送特性を評価することで、評価した物性値とデバイスシミュレーションにより、OLED構造を効率的に設計する手法を確立する。遅延蛍光過程を解釈するために、各分子の基底状態および励起状態における構造と振動解析を実行し、さらに無輻射遷移の速度および輻射遷移によるスペクトルを記述するためのプログラム作成を行った。発光層ホストマトリックスに関して、理論的に電荷移動度を算出するための基盤となる、統計論に基づく電荷移動度予測の新規な理論的手法として、Successive Conduction (SC)モデルを開発した。SCモデルの特徴は、統計誤差が小さく、高速かつ高い信頼性をもつ点にある。これにより、正孔輸送部位と電子輸送部位を有する分子についても高速計算が可能となった。りん光発光材料については、直交系溶媒への溶解を可能にする分子修飾を施した、有機白金(II)および有機イリジウム(III)錯体を開発し、溶液塗布による積層型素子の作製に成功した。発光層ホストマトリクスに関しては、高い三重項準位をもつカルバゾール誘導体をビニル官能基化し、ラジカル重合による高分子化を試みた。また、溶液塗布型素子を指向した低分子電子輸送性ホスト材料の開発に成功した。ビフェニル置換したメチレンシクロプロパン誘導体の薄膜を作製し、ホスト材料からの励起エネルギー移動が起こることを確認した。OLEDを試作したところ、エネルギー移動によりビラジカルが発生し、赤色ELを示した。スルホニル基を有する新規TADF

材料を合成し、溶液および固体で緑色発光を示すことを明らかにし、塗布法により作製した逆構造OLEDが緑色ELを示すことを確認した。逆構造OLEDの電子注入層として用いられているポリエチレンイミンの電子注入機構を明らかにした。TADF材料をPMMAに分子分散させた発光層を塗布法で製膜し、逆構造OLEDを作製した(外部量子効率12%を達成した)。逆構造OLEDにおいてインピーダンス分光から二分子再結合定数を決定する手法を提案した。TADF分子におけるCz基、CN基の構造上の位置と発光速度の関連を明らかにするために、最も簡単な系である、o-CzBN、m-CzBN、p-CzBNに加えて、参考分子としてPhCzを取り上げ、吸収スペクトル、発光スペクトルおよびISC速度定数(rISC速度定数も)を理論的に考察し、現在、論文執筆中である。電荷移動度を高速に予測することが可能な独自の理論(SC法)を開発することに成功した。SC法はパラメータフリーな手法であり、分子構造を与えれば理論計算のみで、電荷移動度を見積もることが可能となる。任意の分子について、高速に適用できる環境を整え良好な電荷輸送性を示す塗布型ホストマトリックスの設計につなげる基礎を確立した。りん光発光材料については、溶液塗布型素子に展開できる分子設計をほぼ確立することができた。一方、発光層ホストマトリクスに関しては、カルバゾール誘導体をビニル官能基化し、ラジカル重合によって高分子化を確認できたものの、分子量分布が広く、分子量・分子量分布の制御に時間を要している。エネルギー移動により駆動するラジカルELの成果は、論文執筆中である。新規TADF材料の合成ルートを詳細に検討し、赤・緑・青のフルカラー材料を短期間で合成できる有用なルートが確立できた。また、TADFに関与する高励起三重項状態の制御など、最新の知見を取り入れることも容易であり、この点では当初の予想以上に進捗している。逆構造OLEDにおいて金属酸化物からの効率的な電子注入を行うためのポリエチレンイミンの電子注入機構を明らかにした。TADF材料をPMMAに分子分散させた発光層を塗布法で製膜し、逆構造OLEDにおいて外部量子効率12%を達成すると同時に、TADF材料(4CzIPN)に電子、正孔輸送性を見出した。従来にはなかったインピーダンススペクトルから二分子再結合定数を決定する手法を提案し、現在、論文執筆中である。以上より、概ね計画通りに進んでいると判断した。有機分子からなるアモルファス相を分子シミュレーションに基づきモデル作成し、独自の統計手法を用いることでホール移動度を計算する手法を開発した。本手法を用いて実測値の正孔移動度を高い信頼性で再現できることを確認した。任意の分子について計算化学的に正孔移動度が予測できることから、目的の分子軌道エネルギー準位や正孔移動度をもつ分子設計を可能とする道が拓けた。スルホニル基を有する新規熱活性化遅延蛍光(TADF)材料を数種類合成し、溶液および固体で明確なTADFを示すことを明らかにした。
都市のイメージと表現

1.重点領域研究全体会議および各研究班会議(5月2122日、東京)において本年度はJ班との合同研究を進めることとし、9月11日、両班の準備打合せ会を拓殖大学で開催し、両班長から本年度研究計画を提案し、10月2930日、東大にて、映像による都市のイメージの具体的把握をテーマとして、イスラーム都市と中国都市の比較を論じあう第一回合同研究会を持った。特にイスラーム都市の迷路的イメージと羅城にかこまれた中国都市の整然としたイメージとが議論の中心になった。2.第二回合同研究会は11月1920日関西大学で開かれ、都市の生活文化を都市民・非都市民の立場から多角的、広域的に捉えることを主テーマとし、中央アジア、アラブ、アフリカにおけるテーマに沿った研究発表がなされた。ここではアフリカにおけるイスラーム化と綿布の交易、服装文化の変相に議論が集中した。3.第三回合同研究会は12月1718日東大において開催され、現代文学に表現された都市を主テーマとして、アラブ、イラン、中国、日本を取りあげた。特に都市民の持つ都市へのイメージは都市からの移動を契機として顕在化されるという説がなされ、これをめぐって、討論がなされた。またこの研究会でイスラーム都市の異称、美称について、古典資料を用いて研究を進めることとした。4.第四回合同研究会は2月1920日金沢で開催され、イスラームにおける服装文化、生活文化におけるモビリティー、イスラームの都市名、および旅行記を資料とした12世紀のイラクおよびシリアの都市など広範なテーマ設定のもとに研究報告をし、次年度に向けての研究領域の拡大と深化の方向を探った。各研究会には毎回、研究班員以外の研究者を含め230名の参加を得ることが出来た。
植物エストロゲンの体内動態と生体防御・解毒機構に及ぼす影響解析

植物エストロゲン・ゲニステイン(GEN)の体内動態を雌雄ラットで検討するとともに、GENを中心とした各種内分泌撹乱物質のcytochrome 450(CYP3A)およびATP依存的な異物排出ポンプP-glycoprotein(P-gp)の機能に及ぼす影響を検討した。GENの体内動態:GEN静注投与後、4時間までの胆汁および尿への未変化体GENの排泄率は、雌雄ラットともそれぞれ投与量の0.3%以下であり、全身血漿クリアランスはほぼ肝血流量に匹敵した。またGENを消化管ループ内に投与した場合、血漿中GEN濃度は極めて低く、GENはラット肝において速やかに代謝されることが示された。さらに、GENの組織分布には明らかな組織間差および性差が認められ、雄ラットでは肝や腎に多く分布し、精巣への分布は低いのに対し、雌では消化管や肝、腎に加え卵巣や子宮にも比較的多く分布した。CYP3Aへの阻害作用:GEN 1μMの共存によって、ラット肝ミクロソーム画分におけるエリスロマイシンの代謝は阻害された。またGENは、ラット空腸内に投与したCYP3A基質ミダゾラムの血漿中濃度を有意に増大し、比較的強いCYP3A阻害作用を示した。P-gpへの阻害作用:17β-エストラジオール、プロゲステロン、ヘキセストロール、ビスフェノールA、トリブチルスズ、GEN、β-ゼアラレノールは有意なP-gp阻害活性を示した。なかでもGENは代表的な内因性P-gp阻害物質プロゲステロンや合成ホルモンであるヘキセストロールと同程度の比較的強い阻害活性を示した。GENの経上皮輸送機構:Caco-2細胞において、GENのbasal(b)からapical(a)方向の輸送は、a→b方向に比べて高く、またその輸送はP-gp阻害剤ベラパミルにより有意に低下した。一方、MRP2阻害剤プロベネシドでは変化は認められなかった。これらより、Caco-2細胞におけるGENの経上皮輸送にP-gpが関与している可能性が示された。
住空間デザインの志向性からみた住文化の類型化に関する研究

本研究の目的は、住空間デザインの志向性からみた住文化の典型的な型を抽出し、居住者の属性からみた各型の規定要因を明らかにすることにある。調査項目は、(1)住宅の外観デザインに対する志向性、(2)接客室の室内デザインに対する志向性、(3)住宅の内外空間構成要素に対する志向性、(4)居住空間の名称に対する志向性、(5)生活行事に対する志向性の5項目である。調査は、都市・農山村の女性を対象に実施し、901名の有効解答を得た。分析の結果、次の2つの典型的な型が抽出された。(1)「伝統和風志向」型......伝統和風の外観デザイン、伝統和風の室内デザイン、神棚、仏壇・床の間などの伝統的な室内空間構成要素や灯篭・庭石・築山などの伝統的な外部空間構成要素、続き間座敷・茶の間などの伝統的な空間名称、七草・月見・お盆・正月などの伝統的生活行事を志向する。(2)「現代洋風志向」型......現代的な「ペンション風」の外観デザイン、現代的な洋風の室内デザイン、吹抜け・大テーブル・フローリング・テラス・バルコニー・芝生などの現代的で洋風の内外空間構成要素、大きな居間・アトリエ・ホビールームなどの現代的な洋風の空間名称、誕生日・結婚記念日・聖バレンタインデー・クリスマスなどの現代的な洋風の生活行事を志向する。この2つの型は対立しあう関係にある。すなわち、「伝統和風志向」型は「現代洋風志向」型の要素を志向せず、「現代洋風志向」型は「伝統和風志向」型の要素を志向しない。この2つの型を規定する大きな要因は、年齢と都市・農山村という居住地の差異である。すなわち、若年層には「現代洋風志向」型が多く、高年層には「伝統和風志向」型が多い。また、都市居住者には「現代洋風志向」型が多く、農山村居住者には「伝統和風志向」型が多い。大阪市内の都心マンション及び公営住宅,大阪府周辺の郊外住宅及び農村住宅の4種類の住宅の居住者(主婦)を調査対象として、次の調査を実施した。(1)外観デザインの写真サンプル12枚を呈示し、住みたいと思う写真を選択させた。(2)接客室の室内デザインの写真サンプル15枚を呈示し、接客室として使いたいと思う写真を選択させた。(3)住宅の内外空間の構成要素を表す単語を呈示し、理想的な住宅に必要だと思われるものを選択させた。(4)住宅内の空間・部屋を表す単語を呈示し、理想的な住宅に必要だと思われるものを選択させた。(5)生活行事名を呈示し、重要だと思われるものを選択させた。(6)各種情報誌名を呈示し、興味を持って読むものを選択させた。(7)接客室(公空間)、家族のあつまり部屋(共空間)、寝室(私空間)の分離結合関係の志向性をたずねた。上記の(1)(6)の因子分析を行い、各因子の相互関係から、住空間デザイン志向のパタ-ンとしてろうの型を抽出した。第1の型は、「伝統和風志向」型で、「和風の家」「仏壇・神棚・床の間」「お盆・正月・被岸...」を志向し、住空間デザイン志向と生活行事志向が伝統志向である。この型は40歳代以上に分布する。第2の型は、「反伝統脱近代洋風志向」型で、住空間デザイン志向と生活行事志向が反伝統志向であり、「ペンション風の家」

「大きな居間」を構成要素とする現代的な洋風空間は志向する。この型は40歳代以下の分布する。第3の型は、「近代洋風志向」型で、「フラットル-フの家」「天窓・テラス・大テ-ブル...」「プレイル-ム・アトリエ...」の構成要素とする近代的な洋風空間を志向する。しかし、「伝統和風志向」型の構成要素については伝統志向とも反伝統志向とも言えない。この型は50歳代と2030歳代に分かれて分布する。1)大阪市内の都心マンション及び公営住宅、大阪府周辺の郊外住宅の3種類の住宅の居住者(主婦)を対象に調査を実施し、合計315名の有効回答を得た。次いで、和歌山県美里町の山村居住者(主婦)を対象に調査を実施し、115名の有効回答を得た。2)上記の調査で得られたデータについて因子分折を行なった結果、住空間デザイン志向の型として「伝統和風志向」型、「近代洋風志向」型、「反伝統脱近代洋風志向」型の3つが存在することが確認された。3)「伝統和風志向」型は年令層が高くなるにつれて増加するのに対して、「反伝統脱近代洋風志向」型はその逆の傾向を示すこと、「近代洋風志向」型を支持する者は年令的な特徴がみられないこと、が明らかになった。4)都市居住者の場合、住宅階層(都心マンション、公営住宅、郊外住宅)別にみた住空間デザイン志向の差異は認められず、むしろ、都市居住者と山村居住者の差異が著しいことが明らかになった。すなわち、都市居住者は「伝統和風」を志向する者より「反伝統脱近代洋風」を志向する者の方が多く、山村居住者は「反伝統脱近代洋風」を志向する者より「伝統和風」を志向する者が多いことが明らかになった。5)上記4)の結果は、山村居住者のデータが少ない段階での結果であるため、和歌山県中津村の山村居住者と滋賀県近江八幡市浅小井町の平地農村居住者を対象に追加調査を実施した。それらのデータを加えて分析を行なった結果、4)に述べた傾向が追認された。また、同じ農村部でも、山村居住者と平地農村居住の間には住空間デザイン志向に差異がないことが明らかになった。平成5年度には、平成4年度までに収集した調査データの集計・分析を継続して行ない、研究成果報告書のとりまとめを行なった。平成5年度に新たに得られた知見は以下の通りである。1)住宅の外観デザイン志向には対立しあう2つの型がある。一つは伝統志向、反現代志向の「和風志向」型で、もう一つは反伝統志向、現代志向「ペンション志向」型である。外観デザイン志向の型を規定する大きな要因は年齢層と都市・農山村という居住地の差異である。すなわち、「和風志向」型は年齢が高くなるにつれて増加し、都市より農山村の方が多い。逆に、「ペンション志向」型は年齢が高くなるにつれて減少し、農山村より都市の方が多い。「ペンション志向」型は、都市では40歳代までに圧倒的に多く、農山村でも20歳代に多くなっている。人数の上で「ペンション志向」型と「和風志向」型が拮抗する年齢層は、都市では40歳代後半から50歳代前半、農山村では30歳代である。2)住宅の室内デザイン志向にも「伝統志向」型と「現代志向」型の2つの対立しある型がある。室内デザイン志向の型を規定する大きな要因は年齢層と都市・農山村という居住地の差異で、外観デザイン志向の場合と似たような傾向を持つ。しかし、「伝統志向」型と「現代志向」型は、都市では20歳代から40歳代までの間で、農山村では20歳代で拮抗した状態になっている。
種々の位置選択脂質過酸化物の合成法の開発

1.リノ-ル酸を自動酸化することにより、9位及び13位のヒドロペルオキシ体が得られたが、リレノン酸やアラキジン酸など不飽和結合が3以上になると、環状ペルオキシドが副生成した。しかし抗酸化剤などの水素供与体を添加することにより、リノレン酸からは4種類、アラキドン酸からは6種類のヒドロペルオキシドを得た。以上のヒドロペルオキシドは高速液体クロマトグラフィ-により分離精製することができた。2.リノ-ル酸などの高度不飽和脂肪酸を含むリン脂質、トリグリセリド、コレステロ-ルエステルの自動酸化により、これらのヒドロペルオキシドを合成することができた。しかしその立体異性体の分離は容易ではなかった。3.健常人の血漿中に約3nμのコレステロ-ルエステルヒドロペルオキシドを検出した。高速液体クロマトグラフィ-の保持時間から、これはコレステロ-ルリノレ-トとコレステロ-ルアラキドネ-ト由来のヒドロペルオキシドと推定された。一方、健常人の血漿中にリン脂質ヒドロベルオキシドを検出することは出来なかった。4.脂肪酸酸化生成物の超微量分析法(ピコモルレベル)として、モノダンシルカダペリン誘導化法を開発した。これは上記の生体由来の脂質過酸化物の立体異性の同定等に有用であると考えられる。以上、種々の脂質過酸化物を容易に合成・精製することが可能になり、また脂肪酸については立体特異的な過酸化物を簡単に得ることも可能になった。生体中に脂質過酸化物が非酵素的に生成するかどうかは、老化や成人病のフリ-ラジカル原因説と関連して非常に重要である。本研究で明らかにされた知見がこの問題の解決に役立つことが期待される。1.リノール酸を自動酸化することにより9位あるいは13位にヒドロペルオキシド基を導入した。得られたヒドロペルオキシドは高速液体クロマトグラフィーにより、分離精製した。2.同様にアラキドン酸を自動酸化することにより、5位、8位、9位、11位、12位そして15位にヒドロペルオキシド基を導入した。得られたヒドロペルオキシドは高速液体クロマトグラフィーにより分離精製した。3.リポキシダーゼを用いてリノール酸とアラキドン酸から位置選択脂肪酸ヒドロペルオキシドを合成し、高速液体クロマトグラフィーにより精製した。4.得られた脂肪酸ヒドロペルオキシドは異性化を起こすことが明らかになった。しかし、メタノール溶媒中では異性化をかなり抑制できることも明らかになった。5.脂肪酸ヒドロペルオキシドからコレステロールエステルヒドロペルオキシドやトリブリセリドヒドロペルオキシドの変換は現在検討中である。6.自動酸化により、トリグリセリドヒドロペルオキシド、ホスファチジルコンヒドロペルオキシド、ホスファチジルエタノールアミンヒドロペルオキシド、コレステロールヒドロペルオキシドを合成し、高速液体クロマトグラフィーにより精製した。ヒドロペルオキシド基の位置の違いによる分離は現在検討中である。1.リノ-ル酸を自動酸化することにより、9位および13位のヒドロペルオキシ体が得られたが、リノレン酸やアラキドン酸など不飽和結合が3以上になると環状ペルオキシドが副生成した。しかし抗酸化剤などの水素供与体を添加することにより、リノレン酸からは4種類、アラキドニ酸からは6種類のヒドロペルオキシドを得た。2.リノ-ル酸などの高度不飽和脂肪酸を含むリン脂質、トリグリセリド、コレステロ-ルエステルの自動酸化により、これらのヒドロペルオキシドを合成することが出来た。3.健常人の血しょう中に約3nMのコレステロ-ルエステルヒドロペルオキシドを検出した。

高速液体クロマトグラフィ-の保持時間から、これはコレステロ-ルリノレ-トとコレステロ-ルアラキドネ-ト由来のヒドロペルオキシドと推定された。3の立体異性から、これらが酵素的か非酵素的に生成したかを決めることが出来るが、現段階では微量なため同定には至っていない。4.健常人の血しょうにはリン脂質ヒドロペルオキシドは検出できなかった。5.脂肪酸酸化生成物の超微量分析法(ピコモルレベル)として、モノダンシルカダベリン誘導化法を開発した。これは上記の生体由来の脂質過酸化物の立体異性の同定等に有用であると考えられる。
ヒトiPS細胞を用いた脂肪萎縮症・肥満症の新規治療法の開発

ヒトiPS・ES細胞由来脂肪細胞が脂肪細胞機能を備え、移植後少なくとも4週間は生着・維持することを明らかにした(Stem Cells Dev 2013)。脂肪萎縮症iPS細胞については先天性脂肪萎縮症患者5例と後天性脂肪萎縮症患者2例と部分性脂肪萎縮症患者1例から樹立を行った。BSCL2遺伝子異常を有する先天性脂肪萎縮症iPS細胞は脂肪細胞分化誘導により健常者由来のiPS細胞と比較し著明な脂肪蓄積の低下を認め、脂肪細胞関連遺伝子の発現低下を認めた。これらの疾患特異的iPS細胞は脂肪萎縮の病態を再現し、病態解明の有用なツールとなりうることが明らかとなった(Metabolism 2016)。1効率的なヒトiPS細胞からの脂肪細胞分化誘導法の確立申請者らはこれまで胚様体(EB)形成を介する分化誘導法にてヒトiPS細胞がヒトES細胞に相当する脂肪細胞への分化能をもつことを報告した(FEBS Letters 2009)。またヒトiPS・ES細胞由来脂肪細胞はインスリン応答性や脂肪分解能を有し、皮下移植にて生着・維持することを示した(Stem Cells Dev 2013)。ヒトiPS細胞由来脂肪細胞の機能解析及び細胞治療には脂肪細胞の純化と分化効率の改善が大きな課題である。申請者らはこれまでの報告を基にヒトiPS・ES細胞由来間葉系前駆細胞を誘導した。これらの細胞は軟骨細胞への分化能は有したが脂肪細胞への分化能はほとんど有さなかった。細胞表面マーカーを解析したところ、骨髄由来間葉系幹細胞と比較してCD90は同様に高発現を示したが、CD73, CD105は低発現であった。高い脂肪細胞分化能を有する前駆細胞への分化誘導条件の改善が必須である。2脂肪萎縮症患者からの疾患特異的iPS細胞作製と脂肪細胞分化誘導京都大学医学研究科・医学部医の倫理委員会からの承認を得て、先天性脂肪萎縮症患者5例と後天性脂肪萎縮症患者2例と部分性脂肪萎縮症患者1例から疾患特異的iPS細胞の樹立を行った。さらにエピゾーマルベクターを用いた疾患特異的iPS細胞の樹立も行った。続いて上記のEB形成を介する分化誘導法で解析を行うとBSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症患者由来iPS細胞は健常人由来iPS細胞と比較して著明な脂肪蓄積の低下を認めた。またLMNA遺伝子異常を有する脂肪萎縮症患者由来iPS細胞は健常人由来iPS細胞と比較して脂肪蓄積に差は認めなかった。1効率的かつ細胞系譜特異的なヒトiPS細胞からの脂肪細胞分化誘導法の確立申請者らはこれまで胚様体(EB)形成を介する分化誘導法にてヒトiPS細胞がヒトES細胞に相当する脂肪細胞への分化能をもつことを報告した(FEBS Letters 2009)。さらにヒトiPS・ES細胞由来間葉系前駆細胞(MPC)を用いて脂肪細胞分化誘導に関して検討を行っている。胚様体形成を介する方法は異なる細胞集団が混在する分化誘導系であり、MPCは軟骨細胞分化能は有するものの脂肪細胞分化能に関して効率が非常に低いという課題がある。そこでMPCにエレクトロポレーション法でPPARG2遺伝子導入を試み、一部、脂肪蓄積を有する細胞は得られているが導入効率の改善が必要である。ウイルスベクター等を用いた導入法を現在進めている。上記の胚様体形成を介した分化誘導系ではBSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞は健常人由来iPS細胞と比較して著明な脂肪蓄積の低下を認めた。またBSCL2を過剰発現させると健常人由来iPS細胞と同程度の脂肪蓄積が認められた。一方、遺伝子異常が明らかでない先天性脂肪萎縮症患者あるいは後天性脂肪萎縮症患者由来のiPS細胞は健常人由来iPS細胞と比較して脂肪蓄積に差は認めなかった。脂肪萎縮症患者からの疾患特異的iPS細胞作製と脂肪細胞分化誘導先天性脂肪萎縮症患者5例と後天性脂肪萎縮症患者2例と部分性脂肪萎縮症患者1例から疾患特異的iPS細胞(脂肪萎縮症iPS細胞)の樹立を行い、続いて脂肪萎縮症iPS細胞の脂肪細胞分化誘導を行った。BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞は脂肪細胞分化誘導により健常者由来のiPS細胞と比較し著明な脂肪蓄積の低下を認め、脂肪細胞関連遺伝子の発現低下を認めた。さらにBSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞にBSCL2遺伝子を過剰発現させると脂肪蓄積の低下が回復した。また脂肪滴関連分子のADRPとBSCL2遺伝子がコードするSeipinの結合がSeipin遺伝子異常において阻害されていることがメカニズムの一つである可能性が示唆される。BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮

症iPS細胞は脂肪萎縮症の病態を再現し、病態解明の有用なツールとなりうることが明らかとなった(Metabolism 2016)。また後天性全身性脂肪萎縮症患者由来iPS細胞は脂肪細胞分化により脂肪の蓄積に関して健常者由来のiPS細胞と比較し有意な差を認めなかった。細胞系譜特異的な脂肪細胞分化誘導法の開発ヒトiPS細胞由来間葉系前駆細胞(Methods Mol Biol. 2011)を誘導し、CD29, CD34, CD73, CD90, CD105, CD140a, CD166などの表面マーカーの解析を行った。これらの細胞は軟骨細胞分化能は有するものの脂肪細胞分化能に関しては効率が非常に低いという結果が得られた。次にヒトiPS細胞由来間葉系前駆細胞に遺伝子導入を試みて脂肪細胞様細胞が得られることを確認した。しかし病態の治療法として考えた場合に遺伝子導入を介さない誘導法を最優先にする方針とした。脂肪萎縮症患者からの疾患特異的iPS細胞作製と脂肪細胞分化誘導先天性脂肪萎縮症患者5例と後天性脂肪萎縮症患者2例と部分性脂肪萎縮症患者1例から疾患特異的iPS細胞の樹立を行った。BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞は脂肪細胞分化誘導により健常者由来のiPS細胞と比較し著明な脂肪蓄積の低下を認め、脂肪細胞関連遺伝子の発現低下を認めた。さらにBSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞にBSCL2遺伝子を過剰発現させると脂肪蓄積の低下が回復した。BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞は脂肪萎縮症の病態を再現し、病態解明の有用なツールとなりうることが明らかとなった(Metabolism 2016)。脂肪萎縮症患者からの疾患特異的iPS細胞作製と脂肪細胞分化誘導BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞(2例)は脂肪細胞分化誘導により健常者由来のiPS細胞と比較し著明な脂肪蓄積の低下を認め、脂肪細胞関連遺伝子の発現低下を認めた。さらにBSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞にBSCL2遺伝子を過剰発現させると脂肪蓄積の低下が回復した(Metabolism 2016)。さらに1例のBSCL2遺伝子異常を有する患者由来iPS細胞を導入遺伝子がゲノムに取り込まれないエピゾーマルベクター法で作成し、解析を行った。上記2例と同様に脂肪細胞分化誘導で著明な脂肪蓄積の低下を認めた。BSCL2遺伝子異常を有する脂肪萎縮症iPS細胞は脂肪萎縮症の病態を再現し、病態解明の有用なツールとなりうることが明らかとなった。脂肪萎縮症の病因・病態の解明から脂肪萎縮症・肥満症の治療法の開発全身性脂肪萎縮症は全身の脂肪組織の消失により著明な高血糖、インスリン抵抗性、高中性脂肪血症、脂肪肝を呈する疾患であり生命予後不良な難治性疾患である。セイピンをコードするBSCL2遺伝子は先天性全身性脂肪萎縮症の原因遺伝子の一つであるがその機能は十分に明らかにされていない。
プロテオミクスによるアコヤガイ赤変病発症機構の解明

本課題では、アコヤガイ赤変病の発症機構を解明するため、プロテオーム解析により病原体由来および病気により変動するアコヤガイ由来のタンパク質を探索した。その結果、赤変病個体で発現が有意に増加しているタンパク質として、細胞骨格関連タンパク質、酸素運搬・貯蔵関連タンパク質、細菌由来タンパク質が同定された。今回の結果から、赤変病個体における細胞組織および呼吸機能の異常が推察され、衰弱による免疫力の低下が体内細菌数の増加をもたらしている可能性が推察された。さらに解析を進め、発症機構の解明を目指す予定である。養殖アコヤガイの軟体部の赤変化を伴う斃死、いわゆる赤変病は1994年に愛媛県で最初に確認されて以来、1996年から1998年の3年間で西日本の主要な真珠養殖漁場全域に一気に広がり壊滅的な被害をもたらした。現在は低水温飼育による発症抑制などの対処療法により、被害をある程度抑制することが可能となったが、赤変病によるアコヤガイの斃死は毎年発生し、被害を与え続けている。本疾病の病原体は未だ明らかになっておらず、発症機構は不明のままである。そこで本課題ではタンパク質を網羅的に解析する手法であるプロテオーム解析により、病原体由来のタンパク質、または感染・発症後に存在量が変動するアコヤガイ由来のタンパク質群を探索・同定し、発症機構を推定すること、さらには感染の早期発見のための分子指標の開発を目指している。本年度(H27年度)は、アコヤガイ閉殻筋より抽出したタンパク質を二次元電気泳動に供して染色後、検出されたタンパク質スポットについて、MALDI-TOF-MSを用いたPMFにより網羅的同定を実施し、アコヤガイのプロテオームマップを作製する予定であった。現在までに赤変病発症貝において有意に発現量が変動する10個程度のタンパク質スポットの同定を行ったが、発症を推定可能な情報は十分ではない。一方で、同定スポット数のさらなる増加を目指して、MALDI-TOF-MSによる同定手法の改良を検討するとともに、現在LCMS-IT-TOFによる同定の計画を進めている段階である。概要で述べたように同定スポット数が10個程度と当初の見込みよりも少ないため。原因は検討中であるが、今後の方策については次の項目にて述べる。これまでにアコヤガイの閉殻筋より抽出したタンパク質を二次元電気泳動に供して染色後、検出されたタンパク質スポットについて、病貝で変動しているタンパク質を中心に同定解析を進めている。H27年度はMALDI-TOF-MSを中心としたPMF解析により、H28年度はLCMS-IT-TOFを中心としたMS/MS解析を中心にタンパク質の同定解析を実施し、アコヤガイのプロテオームマップを作製中である。一方で、アコヤガイの血リンパにも感染力があるため、並行して研究協力者のミキモト真珠研究所から病貝および健常貝の血リンパを供与頂き、両サンプルのタンパク質発現量の差異を引き続き解析し、病原体および発病機構の解析を行っている。初年度にMALDI-TOF-MSを中心としたPMF解析を実施したが同定作業が当初予定より遅れたため、H28年度は方法を変更してLCMS-IT-TOFを中心としたMS/MS解析によるタンパク質同定を実施した。結果、若干の同定数の向上はあったが全体としてやや遅れていると判断している。タンパク質同定の進度が予定より若干遅延している原因は検討中である。

そこで本課題ではタンパク質を網羅的に解析する手法であるプロテオーム解析により、病原体由来のタンパク質、または感染・発症後に存在量が変動するアコヤガイ由来のタンパク質群を探索・同定し、発症機構を推定すること、さらには感染の早期発見のための分子指標の開発を目指している。これまでにアコヤガイの閉殻筋より抽出したタンパク質を二次元電気泳動に供して染色後、検出されたタンパク質スポットについて、病貝で変動しているタンパク質を中心に同定解析を進めている。H27年度はMALDI-TOF-MSを中心としたPMF解析により、H28年度はLCMS-IT-TOFを中心としたMS/MS解析を中心にタンパク質の同定解析を実施し、アコヤガイのプロテオームマップを作製中である。また、アコヤガイの血リンパにも感染力があるため、並行して研究協力者のミキモト真珠研究所から病貝および健常貝の血リンパを供与頂き、両サンプルのタンパク質発現量の差異を引き続き解析し、H29年度および科研支給期間終了の現時点においても引き続き発病機構の解析を行っている。同定スポット数のさらなる増加を目指して、MALDI-TOF-MSによる同定手法の改良を検討するとともに、現在LCMS-IT-TOFによる同定の計画を進めている段階である。また、H28年度計画の感染同居試験についても予定通り実施する。H29年度も閉殻筋由来のタンパク質同定作業の実施していく。並行して血リンパサンプルについてもタンパク質レベルでの発現変動を解析していく。血リンパには赤変病の感染力があるとされ、さらに閉殻筋に比べてタンパク質スポット数が少ないため、病原体由来のタンパク質を絞りやすいことが予想される。水産生物環境学
自律神経を介した代謝調節の加齢・肥満による変化の解析

中枢神経(視床下部)が、自律神経を介して、肝臓の糖・エネルギー代謝を調節する仕組みの解明が進められている。研究代表者も、中枢神経インスリン作用による自律神経性の肝臓糖代謝調節のメカニズムの解明を行ってきた(Diabetes, 2012/2013)。肥満や加齢では生活習慣病が増加するが、その病因として、中枢神経インスリン抵抗性の関与が指摘されている。加齢・肥満における生活習慣病の病態理解を深め、新規予防法の開発へと繋げるために、本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行った。まず、迷走神経活動を抑制/活性化するDreaddマウスを作出した。マウスを評価するため、迷走神経活動を測定した。迷走神経活性化マウスでは、Dreaddの特異的アゴニスト薬剤であるCNOの投与直後から迷走神経活動が上昇し、1時間後には有意差を持って迷走神経活動の上昇が認められた。一方、迷走神経抑制マウスでも、CNO投与直後から迷走神経活動の低下が見られ、10分後から有意な抑制を認めた。すなわち、薬剤により迷走神経活動を制御できることを確認した。次に、迷走神経活動変化による膵内分泌の解析を行った。血糖値と膵内分泌について検討した結果、迷走神経活性化マウスは、CNO投与後に血糖値の上昇・インスリンおよびグルカゴン分泌の促進が見られた。グルカゴン値は1時間後にピークに達し、グルカゴン分泌の低下に伴い、血糖値も低下した。迷走神経抑制型マウスでは、CNO投与後に血糖値の上昇・インスリン分泌の抑制が見られた。グルカゴン分泌には変化がなかった。しかし、迷走神経活動の抑制/活性化のいずれも血糖値が上昇したことから、インスリン・グルカゴン以外のホルモンが血糖上昇に関与していると考え、現在さらなる解析を行っている。代表者も、これまで、中枢神経インスリン作用による自律神経性の肝臓糖代謝調節のメカニズムの解明を行ってきた。しかし、肥満や加齢によって、自律神経性の肝臓糖・エネルギー代謝調節がどのような影響を受け、その結果、生活習慣病の病態にどのように作用するかについては、解明されていない。そこで、加齢・肥満における生活習慣病の病態理解を深め、新規予防法の開発へと繋げるために、本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行った。まず、野生型マウスにおける自律神経を介した肝臓代謝調節の生理的重要性の解明について解析した。アセチルコリンニコチン受容体阻害剤であるChlorisondamineは、低用量では中枢神経に移行せず、交感・副交感神経の両者の作用を阻害する神経節遮断薬として使用することが可能である。実際に、低用量Chlorisondamine(0.25 mg/kg)投与により、脳室内インスリン投与による迷走神経性肝臓応答が障害(中枢神経性肝臓応答の作用分子である肝臓STAT3のリン酸化の減弱)された。同時に、肝糖新生酵素G6pcのインスリンによる発現抑制もChlorisondamine投与により阻害された。このことから、中枢神経性肝糖新生抑制には、迷走神経が重要な役割を持つことが示唆された。本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行う。平成28年度は、野生型マウスにおける自律神経を介した肝臓代謝調節の生理的重要性を解明することであったことから、おおむね予定通りに進展していると考えている。研究代表者も、中枢神経インスリン作用による自律神経性の肝臓糖代謝調節のメカニズムの解明を行ってきた(業績6/9;Diabetes, 2012/2013)。しかし、肥満や加齢によって、自律神経性の肝臓糖・エネルギー代謝調節がどのような影響を受け、その結果、生活習慣病(糖尿病・脂質異常症)の病態にどのように作用するかについては、解明されていない。加齢・肥満における生活習慣病の病態理解を深め、新規予防法の開発へと繋げるために、本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行う。これまでに、迷走神経の活動を抑制/活性化するDreaddマウスを作出した。まず、マウスの評価のため、神経活動を測定した。迷走神経活性化マウスでは、Dreaddの特異的アゴニスト薬剤であるclozapine-N-oxide(CNO)の投与直後から神経活動が上昇し、1時間後には有意差を持って神経活動の上昇が認められた。一方、迷走神経活動を抑制型マウスでも、CNO投与直後から神経活動の低下が見られ、10分後から有意な抑制を認めた。これらのマウスにおいて、迷走神経活動と膵内分泌の解析を行った。具体的には、1)自律神経を介した肝臓代謝調節の生理的重要性の解明、2)自律神経を介した肝臓代謝調節の肥満における変化の解析、3)自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢における変化の解析の小課題を実施する。

これまでに、迷走神経活動を抑制するマウスでは、神経活動の低下に一致し、インスリン分泌が抑制される一方、迷走神経活動を活性化するマウスでは、神経活動の活性化と一致し、インスリン分泌が急性的に増加することが分かった。中枢神経(視床下部)が、自律神経を介して、肝臓の糖・エネルギー代謝を調節する仕組みの解明が進められている。研究代表者も、中枢神経インスリン作用による自律神経性の肝臓糖代謝調節のメカニズムの解明を行ってきた(Diabetes, 2012/2013)。肥満や加齢では生活習慣病が増加するが、その病因として、中枢神経インスリン抵抗性の関与が指摘されている。加齢・肥満における生活習慣病の病態理解を深め、新規予防法の開発へと繋げるために、本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行った。まず、迷走神経活動を抑制/活性化するDreaddマウスを作出した。マウスを評価するため、迷走神経活動を測定した。迷走神経活性化マウスでは、Dreaddの特異的アゴニスト薬剤であるCNOの投与直後から迷走神経活動が上昇し、1時間後には有意差を持って迷走神経活動の上昇が認められた。一方、迷走神経抑制マウスでも、CNO投与直後から迷走神経活動の低下が見られ、10分後から有意な抑制を認めた。すなわち、薬剤により迷走神経活動を制御できることを確認した。次に、迷走神経活動変化による膵内分泌の解析を行った。血糖値と膵内分泌について検討した結果、迷走神経活性化マウスは、CNO投与後に血糖値の上昇・インスリンおよびグルカゴン分泌の促進が見られた。グルカゴン値は1時間後にピークに達し、グルカゴン分泌の低下に伴い、血糖値も低下した。迷走神経抑制型マウスでは、CNO投与後に血糖値の上昇・インスリン分泌の抑制が見られた。グルカゴン分泌には変化がなかった。しかし、迷走神経活動の抑制/活性化のいずれも血糖値が上昇したことから、インスリン・グルカゴン以外のホルモンが血糖上昇に関与していると考え、現在さらなる解析を行っている。本研究課題では、自律神経を介した肝臓代謝調節の加齢・肥満による変化の解明を行う。平成29年度は、自律神経を介した肝臓代謝調節の肥満における変化の解析を行う。具体的には、2週間から12週間までの高脂肪食負荷期間において、2週間ごとに、脳室内インスリン投与後のマウス肝臓を採取し、STAT3リン酸化の評価により、自律神経性肝臓応答障害を来す高脂肪食負荷期間を決定する。H30年度は1)自律神経を介した肝臓代謝調節の生理的重要性の解明するに当たり、臓糖脂質・エネルギー代謝における交感神経の作用メカニズムを検討する為に、交感神経α・β作用の阻害薬(プラゾシンまたはプロプラノロール)を用い、糖脂質・エネルギー代謝解析を行う。A7nAchR欠損マウスの糖脂質・エネルギー代謝の解析を行うとともに、肝臓代謝と密接に関与する可能性が指摘される交感神経β作用の解析に供するアドレナリンβ1/2/3のすべての受容体を欠損したβレスマウスの作出および、コロニーの拡充を行う。これらの解析を通し、交感神経・副交感神経の食事・運動後の肝臓糖脂質・エネルギー代謝への役割を検討する。
心臓リハビリテーションにおける運動療法：臓器保護効果の機序解明

手術により心筋梗塞を作成したラットに1ヶ月間の回復、リモデリング期間を与え心不全ラットを作成した。心不全ラットは非運動群、運動群、カンデサルタン投与群に分け、その後8週間の飼育を行った。非運動群は通常飼育を継続し、運動群は小動物用トレッドミルによる運動療法を行った。運動強度は呼気ガス分析試験の結果に基づき、有酸素運動を行った。体重あたりの肺重量は運動群で低下し、体重あたりの心重量はカンデサルタン群にて低下した。心エコー検査ではカンデサルタン群の左室駆出率が改善傾向を示したが、運動群では見られなかった。現在血管作動物質やペリオスチンの変化について検討中である。麻酔下の観血的方法によりラットの冠状動脈を結紮し、ラット心筋梗塞モデルを作成した。手術後1ヶ月の回復、リモデリング期間を与え、麻酔下に心エコー検査を行った。心機能が十分に低下している、すなわち心筋梗塞となっているラットを運動群と非運動群に分け、トレッドミルによる運動療法を8週間行っている。運動条件はトレッドミルによる呼気ガス分析試験の結果に基づき、傾斜0度、速度は2025m/分で1回あたり60分間、一日1回、週5日間として行った。一般に今回の手術の生存率はおよそ50%、その中で心エコー評価による手術の成功率は50%程度とされている。最終の運動療法後48時間以上経過して、運動の急性効果が低下してから心エコー検査を行い、その後麻酔下にラットをと殺、採血し、その心を摘出した。ラット心は今後のタンパク質抽出およびRNA抽出、解析に用いるため-80°Cにて保存中である。肺重量/体重比は運動群で低下、今後血漿BNP濃度の測定も予定している。これまでの結果は、運動療法の心筋梗塞ラット心への効果として、心機能の改善、肺うっ血の軽減の可能性を示すものである。これまで言われていた末梢性の運動療法の効果とは別の効果の存在が示唆される。当初の予定通り25年度以降例数を増やして、心のタンパク質、RNA発現について検討を続けるべきであることを示している。また、薬物群はまだできていないが、運動群の例数が充足しだいとりかかる予定である。心機能が十分に低下している、すなわち心筋梗塞となっているラットを運動群と非運動群、アンギオテンシンII受容体拮抗薬であるカンデサルタン内服群に分け、トレッドミルによる運動療法あるいは薬剤内服を8週間行っている。運動群での運動条件はトレッドミルによる呼気ガス分析試験の結果に基づき、傾斜0度、速度は2025m/分で1回あたり60分間、一日1回、週5日間として行った。最終の運動療法後、内服終了後48時間以上経過して、運動、内服の急性効果が低下してから心エコー検査を行い、その後麻酔下にラットをと殺、採血し、その心を摘出した。当初の予定通り26年度も例数を増やして、心のタンパク質、RNA発現について検討を続けるべきであることを示している。手術後一ヶ月の回復、リモデリング期間を与え、麻酔下に心エコー検査を行った。心機能が十分に低下している、すなわち心不全となっているラットを運動群と非運動群、アンギオテンシンII受容体拮抗薬であるカンデサルタン内服群に分け、トレッドミルによる運動療法あるいは薬剤内服を8週間行った。運動群での運動条件はトレッドミルによる呼気ガス分析試験の結果に基づき、傾斜0度、速度は2025m/分で、一回あたり60分間、一日一回、週5日間として行った。最終の運動療法終了後、内服後48時間異常経過して、運動、内服の急性効果が低下してから心エコー検査を行い、その後麻酔下にラットをと殺、採血し、その心を摘出した。ラット心は-80°Cにて凍結保存後、タンパク抽出、RNA抽出を行った。肺重量/体重比は運動群で低下、心重量/体重比はカンデサルタン群にて低下した。

心エコー検査では、カンデサルタン群のLVEFに改善傾向が見られたが、運動群では見られなかった。心筋梗塞後の心不全ラットでは、運動により肺うっ血が軽減しており、心不全の重症度は低下している可能性が示唆された。心タンパクでは3型コラーゲンやペリオスチンの変化が見られているが、十分な検討が出来ていないためもう少し追加の実験を要する。26年度が最終年度であるため、記入しない。リハビリテーション26年度が最終年度であるため、記入しない。過去の結果と整合性のあるデータが得られており、今のところ手術の生存率がやや低いこと以外は成功率なども含め予想通りに進んでいる。過去の結果と整合性のあるデータが得られているが、今のところ手術の生存率がやや低いため、サンプル数が不十分である。計画通り手術、運動、薬物投与を行う。手術の生存率を上げるために、手術前後の酸素投与なども検討する。運動療法群のサンプル数が特に不足しており、手術、運動療法、更に薬物投与を行う予定である。ラットの購入時搬送手数料の差額で生じた直接経費9,483円の残額を含め、投与用の薬物購入などを行う。手術件数を、昨年度に比べ増やす。論文作成データが出揃わず校正依頼が発生していないため、またタンパク質解析、遺伝子解析がまだ進んでいないため、次年度に使用予定とした。次年度物品費および人件費・謝金に組み入れて、平成26年度請求額とあわせ、平成26年度の研究遂行に使用する予定。
膝前十字靱帯損傷の修復過程に及ぼすbFGFの役割に関する研究

実験1:雄Wister系ラットの左膝内側側副靱帯と右膝前十字靱帯とに幅1mm、深さ1mmの損傷部を作成し、その修復過程を肉眼的・組織学的に検討した。まず内側側副靱帯への損傷は1週後までは明確に確認できるが、2週後には線維性組織で満たされて判別困難となり、4週後にはほぼ完全に修復されていた。これらの組織では修復過程早期の3日後、1週後にbFGF mRNAが損傷部を充填した線維芽細胞に強く見られた。抗bFGF抗体による染色性は、1週後に最も強く見られた。一方前十字靱帯損傷は、その捻れの複雑さから、組織学的に欠損部を明らかな間隙として捉えることは困難であったが、線維の走行性の乱れが見られ、肉眼的にも損傷部は8週後まで確認できた。2週後の5匹中1匹、4週後の5匹中2匹、8週後の5匹中1匹には、大腿骨付着部近傍に滑膜の増生を認めたが、欠損部を充填するには至らなかった。内因性のbFGFは、増生した滑膜に染色性とmRNAの発現が認められるが、靱帯組織にはいずれも認められなかった。これらの所見は、我々が当初予想した如く、内側側副靱帯と比較し前十字靱帯の自己修復能力が著しく低いことを裏付ける結果であった。実験2:成熟日本白色家兎の右膝前十字靱帯に幅1mm、深さ1mmの損傷部を作成し、外因性のbFGFがその修復過程を促進できるか否かを、生理食塩水投与群を対照として検討した。肉眼的には1週後より、bFGF投与群では大腿骨付着部からの滑膜増生が旺盛となり、1週後で5羽中2羽、2週後で5羽中3羽、4週後で5羽中2羽は靱帯損傷部を被覆していた。4週後の5羽中2羽、8週後の5羽中3羽では、靱帯損傷部が確認できなかった。対照群では損傷部が滑膜で被覆されたものはなく、いずれも損傷部を確認できた。現在これらの組織標本を作成中であり、今後bFGF投与による影響を組織・細胞レベルで明らかにする予定である。
ナイトレニウムイオン中間体の反応性とその有機合成反応への応用

ナイトレニウムイオン中間体は発がん剤の生理活性種となるのみならず,有機合成に対する有用な中間体として,最近興味が持たれてきた.トリフルオロ酢酸(TFA),トリフルオロメタンスルホン酸,または塩化アルミニウムの存在下,アリールアジドを室温で分解させるとアリールナイトレニウムイオンまたはアリールナイトレニウムー塩化アルミニウム錯体が中間体として生じることを,反応機構論的研究により明らかにした.これらの中間体を芳香族化合物やオレフィンと反応させると,ジアリールアミン誘導体やアジリジニウムイオンの開環生成物を得た.また,フェニルナイトレニウムイオンとアルキルスルフィドとの反応ではアルキルチオアニリン類の新合成法となった.アリールナイトレニウムー塩化アルミニウム錯体の分子内芳香族置換反応では,カルバゾール類やジヒドロアクリジンが高收率で得られた.アジドの代りにN-フェニルアミノピリジニウム塩を用いた熱分解でもフェニルナイトレニウムイオンが発生することを見い出した.N-アミノならびにアルキルアミノピリジニウム塩のTFA存在下での光分解で,親ナイトレニウムイオンならびにアルキルナイトレニウムイオンが生じ,これらによる芳香族化合物の一段階アミノ化反応が初めて逐成できた.上記のピリジニウム塩以外にも, S-アミノスルホニウム塩を用いても,同様に親ナイトレニウムイオンが発生した.β-アジドスチレンと各種のハロゲン化酢酸(TFA,ジフルオロ酢酸,トリクロロ酢酸,ジクロロ酢酸,およびクロロ酢酸)との反応で,ビニルナイトレニウムイン中間体が発生することを反応機構論研究により明らかにした.この反応では,ハロゲン原子を含む新規の化合物である4-フェニルー5-ハロメチルイソオキサゾール誘導体が得られた.ナイトレニウムイオン中間体は発がん剤の生理活性種となるのみならず,有機合成に対する有用な中間体として,最近興味が持たれてきた.トリフルオロ酢酸(TFA),トリフルオロメタンスルホン酸,または塩化アルミニウムの存在下,アリールアジドを室温で分解させるとアリールナイトレニウムイオンまたはアリールナイトレニウムー塩化アルミニウム錯体が中間体として生じることを,反応機構論的研究により明らかにした.これらの中間体を芳香族化合物やオレフィンと反応させると,ジアリールアミン誘導体やアジリジニウムイオンの開環生成物を得た.また,フェニルナイトレニウムイオンとアルキルスルフィドとの反応ではアルキルチオアニリン類の新合成法となった.アリールナイトレニウムー塩化アルミニウム錯体の分子内芳香族置換反応では,カルバゾール類やジヒドロアクリジンが高收率で得られた.アジドの代りにN-フェニルアミノピリジニウム塩を用いた熱分解でもフェニルナイトレニウムイオンが発生することを見い出した.N-アミノならびにアルキルアミノピリジニウム塩のTFA存在下での光分解で,親ナイトレニウムイオンならびにアルキルナイトレニウムイオンが生じ,これらによる芳香族化合物の一段階アミノ化反応が初めて逐成できた.上記のピリジニウム塩以外にも, S-アミノスルホニウム塩を用いても,同様に親ナイトレニウムイオンが発生した.β-アジドスチレンと各種のハロゲン化酢酸(TFA,ジフルオロ酢酸,トリクロロ酢酸,ジクロロ酢酸,およびクロロ酢酸)との反応で,ビニルナイトレニウムイン中間体が発生することを反応機構論研究により明らかにした.この反応では,ハロゲン原子を含む新規の化合物である4-フェニルー5-ハロメチルイソオキサゾール誘導体が得られた.1.アリールナイトレニウムイオン中間体の反応における置換基効果(1).基質の置換基効果:フェニルアジドより酸の存在で発生させたフェニルナイトレニウムイオン中間体(Ph【 ̈!N^+】HとPh【 ̈!N^+】-【!A】l【Cl_3】)と各種の置換ベンゼンとの反応では、ジアリールアミンがオルト・パラ配向性で得られそれらのHammett式のρ値は-4.5と-6.0となり、これらの中間体が高い電子欠損種であることをよく支持する結果が得られた。(2).アリールナイトレニウムイオン中間体の芳香核上の置換基効果:各種のアリールアジド(Ar【N_3】から芳香核上に置換基を有するアリールナイトレニウムイオン中間体を発生させベンゼンなどの芳香族と反応させたところ、強い電子吸引性置換基(N【O_2】やCN)を有する中間体は優先的なN-位の反応が、電子供与性置換基(MeやOMe)を有する場合はC位の反応(中間体の芳香核上の反応)が起こった。2,6-ジメチルフェニルアジドより発生させた中間体では、立体効果のためそのC-位の反応性がN-位と比較して優先した。2.アルキルナイトレニウムイオン中間体の反応性アルキルアジドから上記と同様に発生させたアルキルナイトレニウムイオン中間体は水素原子の引抜反応によってイミン誘導体になり、芳香族化合物との反応によるアニリン誘導体の生成は起こさなかった。しかし、各種のN-アミノまたはアルキルアミノ)ピリジニウム塩の光化学分解反応をトリフルオロ酢酸-芳香族化合物溶媒中で行ったところアニリン誘導体(オルト,メタパラの混合物)がかなり良好な収率で得られた。この反応が一重項の【 ̈!N^+】【H_2】またはアルキナイトレニウムイオン(R【 ̈!N^+】H)を中間体として経ていることは芳香族化合物との反応の置換基効果(Hammettのρ=-2.1),三重項生成物の検討,反応選択性に及ぼす各種のピリジニウム塩の影響などの反応機構論的な観点から確かめられた。