hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経細胞におけるセラミドキナーゼの役割

セラミド(Cer)は近年、細胞内脂質セカンドメッセンジャーとして細胞周期の停止やアポトーシスの誘導に関与する事が明らかになり注目を集めてきた。しかし、Cerの細胞内における直接のターゲットが明らかになっていない為に、Cerの代謝産物や代謝酵素のCerシグナリングにおける役割も最重視されつつある。我々はCer代謝酵素であるセラミドキナーゼ(CERK)に注目し、本酵素の生理的役割を明らかにすべく本研究を遂行している。本年度我々はCERK遺伝子を欠損したマウスの解析をすすめ、その中で、CERKがマウス小脳プルキンエ細胞に高く発現している事を見いだした。さらに、CERK遺伝子の欠損により、通常の運動能力等には支障が無いが、情動性に異常が見られる事を明らかにし報告した(Biochem. Biophys. Res. Commun., 2007)。また、前年に開発したCERK阻害剤K1の酵素阻害様式を明らかにした(Biosci. Biotech. Biochem., 2007)一方、神経細胞以外でのCERKの解析もすすみ、CERKが前骨髄性白血病細胞HL60の分化時に発現が変動する事を見いだし報告した(In vitro Cell. Dev. Biol.-Anim. 2007)。本年度は、本研究計画の最終年であったので、これらの内容や過去のCERKに関する報告を総説として発表した(Prog. Lipid Res. 2007)。セラミド近年、セラミド(Cer)は細胞内脂質セカンドメッセンジャーとして細胞周期の停止やアポトーシスの誘導に関与することが明らかになり注目を集めてきた。しかし、Cerの細胞内における直接のターゲットが明らかになっていない為に、Cerの代謝産物や代謝酵素のCerシグナルにおける役割も重要視されつつある。我々はCer代謝酵素であるセラミドキナーゼ(CERK)に注目し、本酵素の生理的役割を明らかにすべく本研究を遂行してしる。本年度の研究計画では、(1)抗CERK抗体の作製、(2)CERKのCa^<2+>による活性化機構の解明、(3)PHドメインを中心とした機能解析を行なうこととなっている。(1)に関しては、CERK全長を抗原とした抗体を作製し、その特異性を確認し現在CERKの機能解析に用いている。(2)に関しては、CERKがカルモジュリンを介してCa^<2+>に対する親和性を上げ、細胞内で活性化されていることを明らかにし、米生化学会誌において発表した(J.Biol.Chem. 2005)。(3)に関しては、CERKの細胞膜への移動にはPHドメインとプォスフォイノシチドとの結合が重要であることを明らかにし現在論文を投稿中である。また、このPHドメインがCERKの活性にも重要であることを明らかにした(FEBS lett. 2005)。さらに、これらの研究計画以外にも、CERKの機能解析に有用であるCERK阻害剤,類似酵素であるスフィンゴシンキナーゼの阻害剤の開発に成功した(Bioorg.Med.Chem.2005)。興味深い事に、この阻害剤は、以前の研究でCERKの関連が示唆されていたマスト細胞モデル細胞(RBL-2H3)の脱顆粒を阻害した(Biochim Biophys Acta.2005)。この結果から、顆粒の放出にCERKが関与することを確認する事ができた。神経細胞におけるCERKの役割が、神経伝達物質の放出等にある可能性が示唆された。また、CERKの基質となるCerがケラチノサイトに於いては、異なる産生経路を持つことを提唱した(J.Biochem.)。CERKはCerをリン酸化しCer1-リン酸(C1P)を生成する酵素で、これまでそのN末端にPleckstrin homology (PH)domainを持っている事が知られていた。しかしその生理的な役割は不明であった。本年度我々はこのCERKのPHドメインが細胞膜のフォスファチジルイノシチド(4,5)二リン酸に結合する事で、CERKが膜へ移行し、細胞内のC1P量が上昇する事を明らかにした(Biochem.Biophys.Res.Commun.2005)。また昨年報告したCERK阻害剤が、マスト細胞の脱顆粒を抑制する事を確認し、アレルギーを標的とした新しい創薬のターゲットとなる可能悔を示した(バイオサイエンスとインダストリー2006、Sphingolipid Biology 2006)。創薬のターゲットを示す一方で、食物に含まれるセラミドの代謝も解析し、食物に含まれる脂質代謝がアレルギーに対して何らかの影響がある可能性を示唆した(J.Dermatol.Sci.)。その他にCERKに関して、現在CERK遺伝子欠損マウスを用いた解析を遂行中で、いくつかの興味深い知見を得ている。19年度は本研究の最終年度なので、これらCERK遺伝子欠損マウスの解析結果を発表する予定である。

しかし、Cerの細胞内における直接のターゲットが明らかになっていない為に、Cerの代謝産物や代謝酵素のCerシグナリングにおける役割も最重視されつつある。我々はCer代謝酵素であるセラミドキナーゼ(CERK)に注目し、本酵素の生理的役割を明らかにすべく本研究を遂行している。本年度我々はCERK遺伝子を欠損したマウスの解析をすすめ、その中で、CERKがマウス小脳プルキンエ細胞に高く発現している事を見いだした。さらに、CERK遺伝子の欠損により、通常の運動能力等には支障が無いが、情動性に異常が見られる事を明らかにし報告した(Biochem. Biophys. Res. Commun., 2007)。また、前年に開発したCERK阻害剤K1の酵素阻害様式を明らかにした(Biosci. Biotech. Biochem., 2007)一方、神経細胞以外でのCERKの解析もすすみ、CERKが前骨髄性白血病細胞HL60の分化時に発現が変動する事を見いだし報告した(In vitro Cell. Dev. Biol.-Anim. 2007)。本年度は、本研究計画の最終年であったので、これらの内容や過去のCERKに関する報告を総説として発表した(Prog. Lipid Res. 2007)。
アレルギー関連遺伝子発現制御機構に関する構造生物学的、遺伝生化学的研究

現代社会において多くの人を悩ませているアレルギー疾患治療には、IgE受容体を介したマスト細胞活性化キナーゼカスケードによる細胞の脱顆粒や遺伝子発現に至る経路を遮断することが有効であると考えられている。本研究ではこのIgE受容体の遺伝子発見機構に着目し、その複数の転写制御因子による制御機構を構造生物学的、遺伝生化学的に明らかにすることを目的としている。これまでにIgE受容体αサブユニット遺伝子は、2つのプロモーター領域を持ち、GATA-1やPU.1をはじめとする様々な転写因子が結合することで正と負の制御を受けることが知られている。そこで、これらの転写因子とIgE受容体αサブユニットのプロモーターDNAとの複合体の結晶構造を決定することで転写調節機構を明らかにすることを目指している。本年度は、ヒト由来のGATA-1やPU.1、さらにこれらと相互作用し、IgE受容体αサブユニットの遺伝子発現制御に関わると予想されるIRF8の組換えタンパク質の取得を目指して実験を行った。大腸菌を宿主として様々な条件でそれぞれのタンパク質の異種発現を試みた所、pColdベクターを用いた系で可溶性の発見が確認された。今後精製条件を検討し、結晶化条件の探索を試みる。また、IgE受容体αサブユニット遺伝子のプロモーター上のGATA-1結合部位には一塩基多型(SNP)が存在しており、GATA-1が持つ2つのZn-fingerドメインがSNPによって生じる2か所の結合部位に強固に結合し、αサブユニットの発現を調節していることが示唆されている。この仕組みを構造生物学的に明らかにするため、GATA-1のZn-fingerドメインの異種発現系を構築し、すでに発現の確認ができている。今後、合成DNAを用いてZn-fingerドメインとの結合の強さをITC(isothermal calorimeter)を用いて評価することや、DNAとの複合体の結晶構造解析を進めていき、SNPによるIgE受容体αサブユニット遺伝子発現機構を明らかにする予定である。GATA-1やPU.1などの結晶構造解析に向け、まず異種発現系の構築を試みたが、これらのタンパク質を可溶化させるのが困難であった。しかし、最終的にこれらの可溶化に成功し、今後の結晶化に向けての準備ができたと考えている。GATA-1やPU.1の結晶構造決定に向け、様々な添加剤などを使用して安定に精製できる条件を探索し、結晶化条件のスクリーニングを行う。また、結晶構造解析が困難な場合も想定し、転写因子の部位特異的変異体を作製し、変異型転写因子-DNA間の相互作用をITCなどを用いて評価し、細胞における転写活性に与える影響をレポーターアッセイや定量的PCRなどを用いて解析することで、各転写因子の構造-機能相関を明らかにしていく予定である。
慢性頚部痛に対する頚部深部筋トレーニングの確立

慢性頚部痛を有する人に対して、頚部深部筋のトレーニングを行い、f-mMRIを用いて効果が高い運動療法を検討した。まずMRIのT2値を用いて、頚長筋の筋活動を計測する方法を確立した。その後、慢性頚部痛者に対して、ゴムバンド、ゴムボール、伸張バンドをそれぞれ用いた3種類のトレーニング方法の運動療法を2ヶ月間行わせた。効果検証としては、MRI内にてうなずき運動を行わせ、運動前後における頚長筋と胸鎖乳突筋のT2変化率とした。その結果、ゴムバンドを頭部後方に置き、頭部位置を保持しながらゴムバンドを前方へひく運動と頭部位置を保持したままゴムボールを壁に押しつける運動が最も効果的であった。身体では身体の奥にある深部筋の重要性が強調され、頚部でも頚部深部筋の重要性が言われている。慢性頚部痛者やむち打ち患者にはこの筋群の機能不全があると報告されている。しかし、頚部深部筋を評価するためにはワイヤー電極を鼻孔から挿入するなど、侵襲的な方法かあるいは表在筋群の活動から深部筋の活動を推測する方法しかなく、非侵襲的に直接深部筋の活動を評価する方法は存在しない。そこで頚部深部筋の活動を、MRI信号強度の変化を用いて評価する方法を確立することがまずこの研究の第一の目的である。その後この方法を用いて頚部深部筋を効果的にトレーニングする方法を確立することが本研究の第二の目的である。頚部深部筋MRIは気道や食道の下に小さな筋として存在しているため、MRIによる筋活動を同定することが他の筋群に比べ非常に困難である。平成25年度はMRIにて頚部深部筋群を同定し、T2画像にて筋活動をとらえることを確かめる研究を行ってきた。MRIは本学のMRI装置を用いて研究を行った。筋活動反映にはEPI法も存在するが、より正確に筋群の血流量を反映するT2法による測定を行った。目的とする頚部深部筋である頚長筋を撮像することはでき、T2値をとらえることはできた。ただ運動による水分量変化をまだ正確に捉えきれていなく、その検証が不十分であり、その段階に現時点で取り組んでいる所である。この検証がすんでから、次の運動による筋活動の研究に進んでいく。本研究は頚部深部筋の活動を効果的に行う運動を開発することである。頚部深部筋の筋活動をMRIにて捉えることで、効果的な運動方法を調べるものであるが、まずは筋活動を測定するシークエンスを確立することが重要となる。このシークエンスをもとに、頚部深部筋の筋活動を計測し、最も頚部深部筋を働かせるトレーニング方法を検討することが本実験の目的である。筋運動をMRIにて測定するシークエンス開発のために、まず体幹筋において検証を行った。体幹の運動により腹横筋や多裂筋の筋活動変化をMRIにてとらえることができた。この方法を頚部へ利用し、頚部の筋活動をとらえることが出来るようになった。頚部のトレーニング方法として、スリングを用いたトレーニング方法、うなずき運動器具を用いたトレーニング方法、セラバンドを用いたトレーニング方法を検討している。ただMRI機器が故障してしまったために、現時点ではMRIによる検証が出来ていない。MRIが平成27年4月より稼働したため、このトレーニング方法による筋活動の違いについてMRIで検証して、効果的な頚部深部筋トレーニング方法を今後明らかにする。本研究は、頚部深部筋の活動を効果的に行う運動を開発することである。頚部深部筋の筋活動をMRIにて捉えることで、効果的な運動方法を調べることである。まず筋活動をMRIにて測定するシークエンスを確立し、そのシークエンスをもとに、頚部深部筋の筋活動を計測し、最も頚部深部筋を働かせるトレーニング方法を検討することが本研究の目的である。頚部深部筋の活動をMRIにて捉えるシークエンスは、体幹筋や肩関節などで行ってきた方法を改良し、MRI信号強度の変化により筋活動を捉えることができるようになった。頚部トレーニング方法においては、バンドを使用した方法やうなずき運動器具を用いたトレーニング方法を検討してきているが、現時点ではどのトレーニング方法では深部筋だけでなく、表在筋も同様に活動してしましまう。効果的なトレーニング方法の確立ができておらず、まだ健常人における効果検証段階であり、頚部痛のある人への対応ができていない。平成28年度中にトレーニング方法を確立し、頚部痛者への運動療法の効果検証を行う。MRIの稼働が止まってしまった間に遅れてしまった遅延を取り戻せていない。また頚部筋トレーニングの方法確立に難渋してしまっており、頚部痛者を対象に研究を行う段階へ到達していない。頚部痛を有する人に対して、どのようなトレーニングが頚部筋に対して有効かの検討を行い、有効なトレーニング方法を検討した。頚部痛を有する人に対して、頚部のうなずき運動を200回行い、その前後において、MRI撮像を行い、頚部筋群のT2値の変化を計測した。その後2ヶ月間トレーニングを行ってもらい、再度同様の検査を行いT2値の変化を比較した。行ったトレーニングは座位にてセラバンドを用いて後頭部に圧をかけて姿勢を保持させる方法、同じように座位にてエロンゲーションバンドを用いてゴムを伸ばすことを意識させながら姿勢を保持させる方法、壁に柔らかいゴムボールを置き、そのボールを額で押しつける方法とした。運動は毎日10分を2セット行うように指示をした。

MRIの撮像により、解析対象とした筋は頚長筋と胸鎖乳突筋とした。うなずき運動により、どの介入方法も両筋においてT2値の上昇を認めた。運動開始前と運動開始後の変化率を、トレーニング前後で比較したところ、頚長筋については前後の主効果と交互作用を認め、セラバンドとエロンゲーションバンドの有意な上昇を認めた。胸鎖乳突筋については、運動開始前後の変化率の比較において、交互作用を認め、エロンゲーションバンドの上昇を認めた。頚部痛者に対して、表在筋をあまり働かせずに、頚部深部筋である頚長筋のみを有意にトレーニングする方法としては、セラバンドによるトレーニングが効果的であることが示された。慢性頚部痛を有する人に対して、頚部深部筋のトレーニングを行い、f-mMRIを用いて効果が高い運動療法を検討した。まずMRIのT2値を用いて、頚長筋の筋活動を計測する方法を確立した。その後、慢性頚部痛者に対して、ゴムバンド、ゴムボール、伸張バンドをそれぞれ用いた3種類のトレーニング方法の運動療法を2ヶ月間行わせた。効果検証としては、MRI内にてうなずき運動を行わせ、運動前後における頚長筋と胸鎖乳突筋のT2変化率とした。その結果、ゴムバンドを頭部後方に置き、頭部位置を保持しながらゴムバンドを前方へひく運動と頭部位置を保持したままゴムボールを壁に押しつける運動が最も効果的であった。本学MRIが事故により半年ほど稼働停止してしまった。そのため、筋活動の測定が出来なくなり、頚部深部筋の活動を計測する点で実験がストップしてしまった。トレーニング方法について、研究協力者と話し合い、再検討し進めていく。運動器理学療法4月よりMRIが再稼働したため、集中的に実験を行い、頚部深部筋トレーニング方法を検討する。なおMRIのシークエンスはできあがっている。運動によるT2値変化の検証に時間を要している。正確に運動の変化を捉えられる設定を調節している。頚部痛者への効果検証が完了していないため、平成28年度にこの研究分の費用が持ち越しとなった。平成26年度後半はMRI停止により実験がストップしてしまった。そのため被験者謝礼等の支出がなかった。平成28年度に頚部痛者を集め、運動の効果検証を行うために、物品購入や謝金に使用する。運動によるT2値の変化を再度検証し、MRI撮像方法を確立した後に、運動の検証を行っていく。物品費としてMRI解析ソフト(10万円)を購入。また平成27年度前半に集中的に実験を行い、その際に被験者謝礼として使用する。MRI撮像に使用する耳栓等は学内研究費で購入したものがあったために、今年度はそちらを利用した。またT2値の調整に時間がかかっているために、平成25年度は運動療法まで進行せず、運動療法の機材購入をしていないため。平成26年度に運動療法機器を購入予定。
舌の機能的発達におけるオトガイ舌筋活動，舌骨上筋群活動と舌圧との関連に関する検討

申請者は,発達期障害の中でも比較的頻度の高いDown症患者を対象とし,接触センサーシステムを用いて水嚥下時における舌圧を測定し,Down症患者は健常者と比較して,嚥下時の舌圧が口蓋全体で低く,特に口蓋正中前方部で舌圧が顕著に低いこと,また口蓋正中部の舌と口蓋との接触様相が弱いことを明らかにした。さらにDown症候群に特徴的な狭小な口蓋形態が口蓋正中中央と後方の舌圧発現と関連していることを明らかにした。このことから,Down症患者の口蓋正中前方部と舌との弱い接触様相は,舌の機能的な発達遅延や運動系の異常に起因することが推測された。一方,ヒトの咀嚼・嚥下運動に関わる因子として,テクスチャー等の食品性状が挙げられる。咀嚼・嚥下機能の客観的評価方法としては,筋電図を利用した方法がある。一方で,ヒトの感覚による主観的評価方法として,実際に食品を食し,味,食感,香りおよびおいしさの程度を評価する官能評価がある。野口らは,4つテクスチャー:弾力,硬さ,しなやかさ,歯切れの良さの特性を持つモデルゲルにて咀嚼中の筋電位測定を行い,各テクスチャーを客観的に評価した.しかし,これらは嚥下を含まない咀嚼初期の検討であり,咀嚼後半から嚥下までを含めた客観的評価手法の検討が必要である.本研究では、任意にぼそぼそ感を設定できるモデルゲルを用いて,ヒトの咀嚼・嚥下時の筋活動と官能評価による食感とを比較検討、またその関連について検索し,ぼそぼそ感における物理量と感覚量の関連性の検討を行った。その結果,食品のぼそぼそ感の強さは,官能評価から飲み込みにくさに関連しており,さらに筋電図学的評価から嚥下時の舌骨上筋群の筋活動時間に影響を及ぼすことが明らかとなった.このことから,嚥下時の舌骨上筋群の筋活動時間は,食品の飲み込みやすさを測る指標となり得ることが示された.発達障害児者の中には,舌の機能的な発達遅延により,摂食嚥下時に舌突出を認める者がいる。この舌突出に関与しているオトガイ舌筋がどのように舌の機能的発達に関わるのかは明らかではなく,舌圧との関連も不明である。本研究では,舌突出を認める発達障害児者を被験者として舌挙上訓練を行い,その効果を舌突出の状態の観察評価,オトガイ舌筋活動,舌骨上筋群活動,舌圧により判定することで,より効果的な舌機能訓練法の構築に寄与する。さらに舌突出の状態の観察評価,オトガイ舌筋活動,舌骨上筋群活動と舌圧との関連を明らかにすることを目的とした。舌突出の状態の観察評価からオトガイ舌筋と舌骨上筋群の活動様相,舌圧発現様相を知ることが可能となれば,舌の機能的発達を促すための摂食機能療法の確立に貢献できる。本研究では,摂食嚥下時に舌突出を認める発達障害児者対して上記のシステムを用いて舌挙上訓練を行用い,その効果を嚥下時に舌筋とともに協調して嚥下に寄与する舌骨上筋群と舌の突出に関連するオトガイ舌筋の筋電図記録、舌圧測定によって客観的に評価するとともに、舌突出の状態を観察評価し、さらに、発達障害児者の摂食嚥下時における舌の位置の観察評価と、オトガイ舌筋と舌骨上筋群の筋活動の様相、舌圧発現様相との関連について明らかにするすることを最終目的とする。本研究では、その最初のステップとして、健常有歯顎者の正常時の嚥下と舌突出した際の嚥下時の関連筋群の活動や舌圧について比較検討し、その特徴について検討する。平成28年度は,顎口腔系に異常を認めない健常有歯顎者を被験者とし,オトガイ舌筋ならびに舌骨上筋群の筋活動を導出し,舌突出した状態での嚥下がオトガイ舌筋活動に及ぼす影響を検索した。また,舌と口蓋との接触圧を同時計測し,成人嚥下時と舌突出した状態での嚥下時におけるオトガイ舌筋,舌骨上筋群活動と舌圧とを時系列的に比較検討した。現在、詳細な実験データの解析を行っている。発達障害児者の中には,舌の機能的な発達遅延により,摂食嚥下時に舌突出を認める者がいる。

本研究では,摂食嚥下時に舌突出を認める発達障害児者対して上記のシステムを用いて舌挙上訓練を行用い,その効果を嚥下時に舌筋とともに協調して嚥下に寄与する舌骨上筋群と舌の突出に関連するオトガイ舌筋の筋電図記録、舌圧測定によって客観的に評価するとともに、舌突出の状態を観察評価し、さらに、発達障害児者の摂食嚥下時における舌の位置の観察評価と、オトガイ舌筋と舌骨上筋群の筋活動の様相、舌圧発現様相との関連について明らかにするすることを最終目的とする。本研究では、その最初のステップとして、健常有歯顎者の正常時の嚥下と舌突出した際の嚥下時の関連筋群の活動や舌圧について、唾液嚥下と水嚥下時の違いや筋活動と舌圧の時系列的な関連について比較検討し、その特徴について検討する。平成29年度は,顎口腔系に異常を認めない健常有歯顎者を被験者とし,オトガイ舌筋ならびに舌骨上筋群の筋活動を導出し,舌突出した状態での嚥下がオトガイ舌筋活動に及ぼす影響を検索した。また,舌と口蓋との接触圧を同時計測し,成人嚥下時と舌突出した状態での嚥下時におけるオトガイ舌筋,舌骨上筋群活動と舌圧とを時系列的に比較検討した。舌突出した状態での嚥下時では正常嚥下と比べて、嚥下中の舌筋活動,舌骨上筋群活動のタイミングが異なることが明らかとなった。舌圧と筋活動の詳細な関連について実験データの解析を行っている。申請者は,発達期障害の中でも比較的頻度の高いDown症患者を対象とし,接触センサーシステムを用いて水嚥下時における舌圧を測定し,Down症患者は健常者と比較して,嚥下時の舌圧が口蓋全体で低く,特に口蓋正中前方部で舌圧が顕著に低いこと,また口蓋正中部の舌と口蓋との接触様相が弱いことを明らかにした。さらにDown症候群に特徴的な狭小な口蓋形態が口蓋正中中央と後方の舌圧発現と関連していることを明らかにした。このことから,Down症患者の口蓋正中前方部と舌との弱い接触様相は,舌の機能的な発達遅延や運動系の異常に起因することが推測された。一方,ヒトの咀嚼・嚥下運動に関わる因子として,テクスチャー等の食品性状が挙げられる。咀嚼・嚥下機能の客観的評価方法としては,筋電図を利用した方法がある。一方で,ヒトの感覚による主観的評価方法として,実際に食品を食し,味,食感,香りおよびおいしさの程度を評価する官能評価がある。野口らは,4つテクスチャー:弾力,硬さ,しなやかさ,歯切れの良さの特性を持つモデルゲルにて咀嚼中の筋電位測定を行い,各テクスチャーを客観的に評価した.しかし,これらは嚥下を含まない咀嚼初期の検討であり,咀嚼後半から嚥下までを含めた客観的評価手法の検討が必要である.本研究では、任意にぼそぼそ感を設定できるモデルゲルを用いて,ヒトの咀嚼・嚥下時の筋活動と官能評価による食感とを比較検討、またその関連について検索し,ぼそぼそ感における物理量と感覚量の関連性の検討を行った。その結果,食品のぼそぼそ感の強さは,官能評価から飲み込みにくさに関連しており,さらに筋電図学的評価から嚥下時の舌骨上筋群の筋活動時間に影響を及ぼすことが明らかとなった.このことから,嚥下時の舌骨上筋群の筋活動時間は,食品の飲み込みやすさを測る指標となり得ることが示された.今年度は,実験データ解析を早期に完了し,その結果をもとに実験タスクや解析項目を検討し、健常有歯顎者において追加実験を行い、実験方法および解析方法を確立し、舌突出時の嚥下時の舌筋活動の特徴を明らかにする。さらに、確立した手法にて、舌突出の程度や嚥下タスクの違い(自発嚥下と随意嚥下)などの影響について詳細に検討を行う。H30年度は,実験データ解析を早期に完了し,その結果をもとに実験タスクや解析項目を検討し、必要に応じて健常有歯顎者において追加実験を行い、舌突出時の嚥下時の舌筋活動の特徴を明らかにする。さらに、確立した手法にて、舌突出の程度や嚥下タスクの違い(自発嚥下と随意嚥下)などの影響についても検討を加える。次年度使用額は,当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴う発生した未使用額であり,平成29年度の研究遂行により使用する予定である。(理由)次年度使用額は,当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴う発生した未使用額であり,平成30年度の研究遂行により使用する予定である。(使用計画)
(e,2e)運動量分光法による電子軌道と化学結合の研究

現代の化学は物性、反応性の理解の基礎を波動関数においている。ノ-ベル賞の福井理論はその一例である。しかし、普通には波動関数は実測されるものではなく、抽象的な概念として捉えられているのが実状である。波動関数を直接測定する手段は殆どないからである。本研究ではこの波動関数を運動量空間で実測するための(e,2e)分光の確立を目指し、球形電子アナライザーと多チャンネル検出器を利用した測定装置を開発した。その結果、分解能1.5eV運動量分解能0.2au.、測定可能範囲3.5au.の性能の測定装置の製作に成功した。最大の特徴は検出器をマルチ(10)チャンネルにしたことにより大幅な測定時間の短縮を図った点にある。また、本装置を利用して硫化水素を含むチオール類、およびフランの電子状態の研究を行い、種々の知見を得たが、詳細は文献にゆずる。これまでに(e,2e)測定装置は一応の完成をみた。現在得られている主な性能は以下の通りである。・励起用電子線特性1200eV,1μA・電子分光器エネルギーFWHM 1.8ev(1/4に減速後)・検出器10チャンネル、5×5=25チャンネルで同期検出可能これまでHeの1s、Arの2s,2pなど既知の軌道について結合エネルギースペクトルおよび(e,2e)スペクトルを測定したところ、所期の性能を示していることが確認できた。以上の測定装置の製作と性能の詳細については科研報告第43巻に報告した。ついでチオエタノール類のHOMOについて(e,2e)スペクトルを測定して運動量分布を得た。同時にいろいろなレベルでのab initio計算(STO-3G6-31G*)を行って比較したところ、実測の運動量分布と計算値とは中高運動量領域ではよく一致したが、低運動量領域では相違が見られた。これはこの軌道が予測されているよりも分子内に拡がっていることを示している。現在他のチオアルコール類、硫化水素などについて測定を行い、上記の傾向が他の分子についても当てはまるがどうか検討中である。また、装置の性能アップとして分解能を更に向上させるため、減速比をより高くすることを試みている。標的原子・分子にエネルギー・運動量既知の単色電子線を衝突させ、電離電子および非弾性散乱電子の同期をとってそのエネルギー・運動量を測定すれば衝突前後のエネルギー保存則および運動量保存則から衝突前の標的原子・分子の中の電子の状態毎にその運動量空間での波動関数を決定することができる。これが(e,2e)分光であり、固有エネルギーではなく、物質の性質を決定する波動関数の形そのものを見ることができる殆ど唯一の方法である。本研究期間中に測定装置の製作を完了し、電子銃の性能(1200V,1μA)、分光器の分解能(1.5eV)、エレクトロニクスのスピード(1nsec)、チェンバーの真空度(10-^7Torr)などのチェックを行い、所期の性能を得ていることを確認した。本装置の特徴は検出器をマルチ(10)チャンネルにしたことにより大幅な測定時間の短縮を図った点にある。次いで波動関数が正確に知られているHe,Arなどの稀ガスについて測定を行い、解析結果が計算値および既に報告されているものと一致することを確かめた。更に数種のチオール類について測定を行い、最高被占準位である孤立電子対の分子内への拡がりの程度を調べたところ、トランス-イソプロピルチオールの場合にのみ特異的に拡がることが判明し、その原因について考察を行った。現在フラン、シクロヘキサジエンについて測定を完了し、解析を行いつつあると共に、いくつかの分子について測定を行っている段階である。
PAR1の消化管癌浸潤・転移における関与の解析とその制御の確立

当科でPAR1が胃癌において薬剤耐性に関与するRPN2の発現を誘導することを見出しており、さらに化学療法との関与を確認するために、進行再発胃癌で用いられているDCS(Docetaxel+cisplatin+S-1)療法においてRPN2発現がBiomarkerとなりうるかを検討した。RPN2発現がDCS療法の不応と関与していることを見出した。PAR1ーRPN2と薬剤耐性の関連の可能性が示唆された。PAR1の直接的な抗腫瘍効果を確かめるために、MKN45/PAR1を用いたマウスの胃癌腹膜播種モデルに対するパクリタキセル及びPAR1 antagonist (SCH79797)の効果を確かめた。PAR1 antagonist (SCH79797)は単独でも一定の増殖抑制効果は認めるものの、パクリタキセルの抑制効果には及ばず、併用しても有意な上乗せ効果は得られなかった。大腸癌におけるPAR1の役割を確かめるため、大腸癌切除症例でのPAR1発現の検討を行い、各臨床病理学的因子や予後との検討を行った。進行度とともに増加傾向はあるものの、深達度や脈管侵襲などとは相関がなく、リンパ節転移や肝転移も亢進例に多い傾向はあるものの有意な相関までは得られず、予後にも有意差は認めなかった。大腸癌におけるPAR1の役割を確かめるため、Envision法を用いて大腸癌切除症例でのPAR1発現を免疫組織学的に検討している。現在のところまだ検討症例が少ないため、発現と各臨床病理学的因子との間に有意な相関を認めていないが、症例を増やしてさらに検討を進めている。同様に予後との関連も検討中である。また、消化管癌におけるPAR1の役割を明らかにする目的で、当科で継代している大腸癌細胞株にPAR1を強制発現させようと発現ベクターを作成してトランスフェクションを試みているが、まだstable cell lineは得られていない。また、他の浸潤・転移関連遺伝子との関連をみる目的で、大腸癌の進展に大きな役割を果たしていることを当科で調べてきたPK1(Prokineticin 1)およびPK2との関連も現在検討している。免疫組織学的検討において、正確な関連を調べるためにまだ症例を増やしていく必要がありそうだ。また、強制発現をさせた大腸癌細胞株の樹立に難渋しているため、次の実験へとまだ進められていない。胃癌では、当科でPAR1が薬剤耐性に関与するRPN2の発現を誘導することを見出しており(Oncotarget 2015)、さらに化学療法との関与を確認するために、進行再発胃癌で用いられているDCS(Docetaxel+cisplatin+S-1)療法においてRPN2発現がBiomarkerとなりうるかを検討した。PAR1ーRPN2と薬剤耐性の関連をさらに検討する予定である。大腸癌におけるPAR1の役割を確かめるため、大腸癌切除症例でのPAR1発現の免疫組織学的検討を続けているが、現在のところまだ症例が不十分で、発現と各臨床病理学的因子や予後との関連は明らかになっていない。また消化管癌におけるPAR1の役割を明らかにする目的で、当科で継代している大腸癌細胞株へのPAR1強制発現を試みているが、まだstable cell lineは得られていない。大腸癌の免疫組織学的検討において、正確な関連を調べるためにまだ症例を増やしていく必要がありそうである。また強制発現をさせた大腸癌細胞株の樹立に依然難渋しているため、次の実験へとまだ進めていない。他の消化器癌についてはまだ検討が出来ていない。免疫組織化学染色については、当科の切除標本をさらに追加準備しており、現在院内の追加研究申請を行っている最中である。強制発現株の樹立については、他の細胞株で行うか、siRNAによる発現抑制によって働きを明らかにする方法も検討する。PAR1と関連することが判明している遺伝子RPN2などを検討したり、他の浸潤・転移関連遺伝子(PK1やPK2)とPAR1の関連をみることで総合的に消化管癌の進展のメカニズムを解明したい。PAR1ーRPN2と薬剤耐性の関連をさらに検討するため、PAR1を抑制することでRPN2発現を減少させ、感受性を高めることが出来るかを検討する。免疫組織

化学染色は当科の切除標本をさらに追加準備しており、現在院内の追加研究申請を行っている最中である。強制発現株の樹立は他の細胞株で行うか、siRNAによる発現抑制によって働きを明らかにする方法も検討する。総合的に消化管癌の進展のメカニズムを解明したい。
IL-7レセプターの発現制御による免疫監視システムの形成と維持機構

IL-7Ra鎖はIL-7とThymic Stromal Lymphopoietin(TSLP)の共通のレセプターである。ヒト樹状細胞(DC)においてTSLPの刺激によりMHCクラスIIやCD86などの補助刺激分子の発現を上昇することが報告されており、IL-7Ra鎖は樹状細胞の機能を制御することを介して免疫応答に重要な働きをしている。そこで、まだ不明であるマウス樹状細胞の分化、増殖、活性化におけるIL-7とTSLPの機能を解析した。まず、脾臓および骨髄の樹状細胞において、TSLPRと共通g鎖については末梢T細胞と同レベルの高い発現が見られたが、IL-7Ra鎖の発現は低レベルであった。また、GM-CSFにより誘導される樹状細胞(BM-DC)においても、TSLPRと共通g鎖については培養早期から高レベルで発現が見られたが、IL-7Ra鎖は培養後期で初めて低レベルで誘導された。次に、IL-7Ra鎖KOマウスにおいて、樹状細胞は野生型マウスと有意な差がなく存在し、また、IL-7Ra鎖KOマウスからBM-DCが正常に誘導された。また、単離した樹状細胞をIL-7やTSLPとともに培養しても、生存率に影響はなかった。以上の結果から、IL-7やTSLPは樹状細胞の分化や増殖・生存には必須ではないことが示された。最後に、マウス樹状細胞の活性化におけるIL-7とTSLPの機能を解析した。まず、IL-7で培養すると、pDCにおいてMHCクラスIIの発現が上昇したが、cDCでは変化がなかった。一方、TSLPで培養すると、cDCでCD86の発現が上昇したが、pDCでは変化がなかった。以上の結果から、マウスのpDCとcDCは、それぞれIL-7とTSLPとに特異的に反応する可能性が示唆された。マウスでは、TSLPがcDCの活性化により適応免疫を誘導し、IL-7がpDCの活性化により免疫寛容を誘導する可能性が推察される。ヒト樹状細胞(DC)においてTSLPの刺激によりMHCクラスIIやCD86などの補助刺激分子の発現が上昇することが報告されており、樹状細胞におけるTSLPの機能が注目されている。そこで、マウス樹状細胞の分化、増殖、活性化におけるIL-7とTSLPの機能を解析した。まず、マウス樹状細胞におけるIL-7Rα鎖、TSLPR、共通γ鎖の発現を解析した。脾臓および骨髄の樹状細胞において、TSLPRと共通γ鎖については末梢T細胞と同レベルの高い発現が見られたが、IL-7Rα鎖の発現は低レベルであった。また、GM-CSFにより誘導される樹状細胞(BM-DC)においても、TSLPRと共通γ鎖については培養早期から高レベルで発現が見られたが、IL-7Rα鎖は培養後期で初めて低レベルで誘導された。次に、マウス樹状細胞の分化や増殖・生存に対するIL-7とTSLPの機能を解析した。まず、IL-7Rα鎖KOマウスにおいて、樹状細胞は野生型マウスと有意な差がなく存在し、また、IL-7Rα鎖KOマウスからBM-DCが正常に誘導された。

最後に、マウス樹状細胞の活性化におけるIL-7とTSLPの機能を解析した。まず、IL-7で培養すると、pDCにおいてMHCクラスIIの発現が上昇したが、cDCでは変化がなかった。一方、TSLPで培養すると、cDCでCD86の発現が上昇したが、pDCでは変化がなかった。以上の結果から、マウスのpDCとcDCは、それぞれIL-7とTSLPとに特異的に反応する可能性が示唆された。マウスでは、TSLPがcDCの活性化により適応免疫を誘導し、IL-7がpDCの活性化により免疫寛容を誘導する可能性が推察される。
汎用性の高い三次元有限要素電磁界解析モデリングシステムの研究開発

本モデリングシステムの今年度開発状況を以下の通り示す.1.各種OS上での動作検証本システムは,汎用性を重視しており様々なオペレーションシステム(OS)上で動作することが一つのテーマとなっていることから,WindowsXP, Red Hat Linuxの二つのOS上で動作検証を行い,両OS上で同様に動作することが確認された.また,その他のOSであるSolaris, MacOSX上での動作確認も早急に実施する予定である.2.モデル形状入力ツールの追加昨年度までのシステムでモデリングを行う際は,直方体形状,円柱(円筒含む)形状を組み合わせて解析モデルの作成を行わなければならなかった.様々な解析モデルのモデリングを行い本システムの検証を行った結果,解析モデルを正確にモデリングすることが困難な場合が生じたため,三角柱形状モデル作成ツールを開発した.三角柱モデル作成ツールとは,これまでの直方体形状,円柱形状モデル作成ツール同様に,パラメータの入力のみで簡単に三角柱形状が作成可能なツールである.3.モデル組み立てツール,モデル分割プログラムの改良三角柱モデル作成ツールの追加によって,モデル組み立てツール改良を行った.また,モデル分割プログラムの改良も併せて行った.要素分割は,直方体形状では,細かな直方体形状に分割し,直方体を四面体6つに分割,円柱形状では,三角柱形状に分割後,三角柱を四面体3つに分割,三角柱形状は,細かな三角柱に分割し,その後三角柱を四面体3つに分割している.問題点・三次元モデルのモデリングは,本システム上で可能であるが,解析モデル内に,直方体形状,円柱形状,三角柱形状モデルが混在する場合,それぞれのモデル間の繋がり情報が認識できていない.今後,認識情報の付加等を早急に行う予定である.また,モデリングの際に,容易に入力が可能な簡易入力機器並びに入力インターフェースの検討を行っている.本モデリングシステムの動作環境,モデリングデータ形式等は,以下の通り決定している.また,開発状況も合わせて記述する.1.動作環境...当初の予定通り,オブジェクト指向言語であるJava言語,三次元描画ライブラリであるJava3Dを用いて描画を行うこととした.これによって,Windows, UNIX, MacOS等のオペレーティングシステム(OS)に依存しないプログラムを作成可能である.また,近年のCPUの演算速度の高速化,パソコン実装メモリ量の増加によりJava言語を用いて開発した三次元描画ソフトウェアの実行は,容易となってきている.2.モデリングデータ形式...解析モデル作成後の各種解析ソフトウエアにおいて用いることが考えられるデータに対応させる形式とした.具体的な出力データの内容は,立体を形成する節点・立体の総数,節点座標,立体を形成している節点番号,立体を形成している辺の繋がりの情報とした.3.モデル入力手法...電子ペンを用いたモデリングが最終目標であるが,現在は,解析領域のモデリングによく用いられる立体(現在は,直方体形状,円柱形状,ドーナツ形状の3形状)を予め用意し,これらの立体を組み合わせてモデリングを行う形式とし,開発を進めている.このため,本システムは,ウィンドウを3つ(立体表示用,立体パラメータ用,立体合成用)を持ったシステムとして開発を行っている.また,現在は,要素分割形状は,四面体を採用しており,分割は基本的な方法を用いており,まず,立体を三角柱に分割しその後,1つの三角柱を四面体6つに分割している.開発は,Windows上で行っており,その他のOS上での動作確認は,Windows上においてエミュレータソフトウエアを動作させ,エミュレータ上に仮想コンピュータネットワークを構築し,パーソナルコンピュータ上で動作するUNIX系OSであるLinuxおよびMacOS上で行っている.本モデリングシステムの今年度開発状況を以下の通り示す.1.各種OS上での動作検証本システムは,汎用性を重視しており様々なオペレーションシステム(OS)上で動作することが一つのテーマとなっていることから,WindowsXP, Red Hat Linuxの二つのOS上で動作検証を行い,両OS上で同様に動作することが確認された.また,その他のOSであるSolaris, MacOSX上での動作確認も早急に実施する予定である.2.モデル形状入力ツールの追加昨年度までのシステムでモデリングを行う際は,直方体形状,円柱(円筒含む)形状を組み合わせて解析モデルの作成を行わなければならなかった.様々な解析モデルのモデリングを行い本システムの検証を行った結果,解析モデルを正確にモデリングすることが困難な場合が生じたため,三角柱形状モデル作成ツールを開発した.三角柱モデル作成ツールとは,これまでの直方体形状,円柱形状モデル作成ツール同様に,パラメータの入力のみで簡単に三角柱形状が作成可能なツールである.3.モデル組み立てツール,モデル分割プログラムの改良三角柱モデル作成ツールの追加によって,モデル組み立てツール改良を行った.また,モデル分割プログラムの改良も併せて行った.要素分割は,直方体形状では,細かな直方体形状に分割し,直方体を四面体6つに分割,円柱形状では,三角柱形状に分割後,三角柱を四面体3つに分割,三角柱形状は,細かな三角柱に分割し,その後三角柱を四面体3つに分割している.問題点・三次元モデルのモデリングは,本システム上で可能であるが,解析モデル内に,直方体形状,円柱形状,三角柱形状モデルが混在する場合,それぞれのモデル間の繋がり情報が認識できていない.今後,認識情報の付加等を早急に行う予定である.また,モデリングの際に,容易に入力が可能な簡易入力機器並びに入力インターフェースの検討を行っている.
20世紀前半に起こった北極温暖化の要因解明

本研究は、20世紀前半に起こった北極域温暖化の要因を解明することを目的とした。研究手法は、(1)大気海洋の歴史的観測データセットを用いた統計解析、(2)大気大循環モデルを用いた数値実験、および(3) CMIP5の計37個の大気海洋結合モデルによる長期コントロール実験を用いた統計解析である。その結果、太平洋数十年規模振動と大西洋数十年規模振動が共に負から正へと位相変化したのに伴い,アリューシャン低気圧とユーラシア大陸北部における西風が強化されることが分かった。これらの大気循環の変化により北アメリカとユーラシア大陸の高緯度帯において暖気移流が強化され、北極圏全体が温暖化することを突き止めた。本研究の目的は、熱帯および中高緯度海面水温変動が引き起こす遠隔強制効果に着目し、20世紀前半に起こった北極域温暖化の要因を解明することである。具体的な研究目的は、(1) 20世紀前半の北極域温暖化と物理的に整合する海面水温変動パターンおよび北半球大気循環変動パターンを特定すること、(2)数十年規模変動をより忠実に表現した海面水温データセットと大気大循環モデルを用いて20世紀前半における北極域温暖化の再現すること、(3)北極域温暖化に対する強制源を特定し、熱帯および中高緯度海洋からの遠隔強制効果の影響を評価することの3点である。平成28年度は、歴史的気候データセットの統計解析によって、20世紀前半に観測された陸上気温、海面水温、海面気圧、海上風、陸上降水など複数の変数を解析し、20世紀前半の北極圏温暖化に伴う気候変動パターンを抽出した。さらに、大気大循環モデルNOAA/GFDL AM2.1と最新の海面水温データセットを用いて、20世紀前半における北極圏温暖化の再現実験を行った結果、太平洋および大西洋における数十年規模変動の効果をモデルに取り入れた場合に再現性が向上することが分かった。また、熱帯と中高緯度における海面水温変動はそれぞれ異なる大気循環変化を引き起こし、それら双方とも重要であることが分かった。外部強制を変化させない気候モデルにおいても同様な変動が存在することを明らかにした。これらの成果を学会等で発表し、査読付論文として投稿した。本年度の研究は概ね計画通り実施することができた。データ解析や大気大循環モデルを用いた数値実験により、20世紀前半における北極域温暖化の要因に関して幾つかの重要な知見を得た。これらの研究成果を学会等で発表し、査読付論文を投稿したことから、概ね順調に研究が進んでいると判断する。平成29年度は、前年度に実施した大気大循環モデル実験のアンサンブル数を増やし、さらに北大西洋の昇温効果のみを強制とする実験を実施した。その結果、北極圏のユーラシア大陸側で強化される大気下層の西風は北大西洋の昇温が主要因であることが分かり、それが地表付近の暖気移流を強化することによって温暖化を引き起こしていることを突き止めた。さらにCoupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5)の計37個の大気海洋結合モデルによる長期コントロール実験を用いた解析を詳細に行った。その結果、太平洋および大西洋における数十年規模変動が同位相で温暖位相にシフトする際には北極圏が温暖化し、同位相で寒冷位相にシフトする際には北極圏が寒冷化することを見出した。これらの結果は北極圏の気候変動に太平洋と大西洋の内部変動が大きく寄与していることを示唆している。これらの研究成果を国際学会で発表し、米国科学アカデミー紀要PNASで論文発表を行った。これに伴いプレスリリースを行い、国内外に向けた情報発信に努めた。本研究は概ね順調に進んでおり、基本的には当初の計画通り研究を実施する。さらに平成29年度は第5次結合モデル相互比較プロジェクトの気候シミュレーション結果を解析することを計画している。気候変動研究の進捗状況を考慮して予定していた海外出張を見送ったこと、および見込んでいた論文掲載が次年度に持ち越されたことによって次年度使用額が生じた。モデル出力結果を整備するため追加の大容量記憶装置とデータサーバ購入に使用する予定である。また、学会参加や研究打ち合わせのための国内・海外旅費、論文掲載に関わる費用、追加実験のための大型計算機使用料、データ解析や結果の可視化に関わるソフトウェア導入費が必要になる見込みである。
インダゾール環を含む不斉配位子の開発研究と動的速度論的光学分割法への適用

インダゾール環は医薬品の部分骨格として採用され始めているが,機能性物質開発への応用例の報告は少ない.そこで,インダゾールのC3位にオルト位にヘテロ原子を有するベンゼン環を導入した化合物の合成方法を確立し,効率的な不斉配位子として用いることを企画した.まず,C3-C3aとC7a-N1結合を同時に形成してインダゾール環を構築するベンザインを経由する手法に着目した.検討の結果,1-trifluorometanesulfonyloxy-2-trimethylsilylbenzeneとbutyllithiumから生成したベンザインと2-bromobenzaldehydeとN-tosylhydrazineから合成したヒドラゾンを反応させることにより,付加環化反応とトシル基の脱離反応を伴う芳香化が一挙に進行し,3-(2-bromophenyl)indazoleを良好な収率で合成することができた.これまでの研究では,C1位にトシル基が存在する場合にはdiphenylphoshonyl単位とのクロスカップリングが,全く反応が進行しなかった.しかし,トシル基が存在しない基質では,立体的にも電子的にも臭素原子が結合している炭素原子の環境は大きく異なることは明らかである.検討の結果,cuprous iodide,cesium carbonate, N,N-dimethylethylenediamine,diphenylphosphine oxideを用いた場合にクロスカップリング反応が良好に進行し,ジフェニルホスフィンオキシド単位を導入することに成功した.現在,1位の窒素原子への不斉炭素を含むアルキル基の導入を検討しており,導入完了後はホスフィンオキシドのホスフィンへの還元を行い,不斉配位子としての機能の確認と誘導体合成による改良を行う予定である.必要な官能基を有するインダゾール環を一挙に構築する反応条件を確立できたことは,予想以上の進展であると考えている.また,これまでの検討では,全く得ることができなかったインダゾールのC3位に結合している芳香環のオルト位にリン原子を含む官能基をもつ化合物を合成することができたことは,本研究を実践する上では大きな成果であると考えている.現在,不斉配位子として機能させるためには必須である不斉源の導入の検討を行なっているが,窒素原子へのアルキル化が予想以上に困難であり,収率の改善が必須である.また,インダゾールのC3位に結合している芳香環のオルト位の置換基が大きいために自由回転が阻害され,回転異性体が生成している可能性を示唆している結果も得られている.これらの結果は,N1位に不斉炭素をもつ官能基を導入してもジアステレオマーが生成する可能性を示しており,合成した化合物の配位子としての評価とさらなる改良のための大きな障害となる可能性がある.回転異性体に関しては,今後の研究の展開にも大きく関わることであると考えているため,2019年度はアルキル化の反応条件の改良と共に精査していく予定である.現在までの進捗状況にも記載したように,基本骨格の簡易合成とC3位に結合している芳香環の官能基化に成功しているので,今後はN1位への不斉炭素を有する置換基の効率的導入法の開発が解決すべき問題となる.この反応は既に検討を開始しているが,得られた生成物のC3位の芳香環が立体障害のために自由回転が妨げられている可能性が示唆される結果が得られている.N1位に不斉炭素をもつ官能基を導入することに成功してもジアステレオマーが生成する可能性があり,合成した化合物の配位子としての評価と改良のための大きな障害となる可能性がある.回転異性体に関しては,今後の研究の展開にも大きく関わることであると考えているため,2019年度はアルキル化の反応条件の改善と共に精査していく予定である.インダゾール環は医薬品の部分骨格として採用され始めているが,機能性物質開発への応用例の報告は少ない.そこで,インダゾールのC3位にオルト位にヘテロ原子を有するベンゼン環を導入した化合物の合成方法を確立し,効率的な不斉配位子として用いることを企画した.まず,C3-C3aとC7a-N1結合を同時に形成してインダゾール環を構築するベンザインを経由する手法に着目した.検討の結果,1-trifluorometanesulfonyloxy-2-trimethylsilylbenzeneとbutyllithiumから生成したベンザインと2-bromobenzaldehydeとN-tosylhydrazineから合成したヒドラゾンを反応させることにより,付加環化反応とトシル基の脱離反応を伴う芳香化が一挙に進行し,3-(2-bromophenyl)indazoleを良好な収率で合成することができた.これまでの研究では,C1位にトシル基が存在する場合にはdiphenylphoshonyl単位とのクロスカップリングが,全く反応が進行しなかった.しかし,トシル基が存在しない基質では,立体的にも電子的にも臭素原子が結合している炭素原子の環境は大きく異なることは明らかである.検討の結果,cuprous iodide,cesium carbonate, N,N-dimethylethylenediamine,diphenylphosphine oxideを用いた場合にクロスカップリング反応が良好に進行し,ジフェニルホスフィンオキシド単位を導入することに成功した.

現在,1位の窒素原子への不斉炭素を含むアルキル基の導入を検討しており,導入完了後はホスフィンオキシドのホスフィンへの還元を行い,不斉配位子としての機能の確認と誘導体合成による改良を行う予定である.必要な官能基を有するインダゾール環を一挙に構築する反応条件を確立できたことは,予想以上の進展であると考えている.また,これまでの検討では,全く得ることができなかったインダゾールのC3位に結合している芳香環のオルト位にリン原子を含む官能基をもつ化合物を合成することができたことは,本研究を実践する上では大きな成果であると考えている.現在,不斉配位子として機能させるためには必須である不斉源の導入の検討を行なっているが,窒素原子へのアルキル化が予想以上に困難であり,収率の改善が必須である.また,インダゾールのC3位に結合している芳香環のオルト位の置換基が大きいために自由回転が阻害され,回転異性体が生成している可能性を示唆している結果も得られている.これらの結果は,N1位に不斉炭素をもつ官能基を導入してもジアステレオマーが生成する可能性を示しており,合成した化合物の配位子としての評価とさらなる改良のための大きな障害となる可能性がある.回転異性体に関しては,今後の研究の展開にも大きく関わることであると考えているため,2019年度はアルキル化の反応条件の改良と共に精査していく予定である.現在までの進捗状況にも記載したように,基本骨格の簡易合成とC3位に結合している芳香環の官能基化に成功しているので,今後はN1位への不斉炭素を有する置換基の効率的導入法の開発が解決すべき問題となる.この反応は既に検討を開始しているが,得られた生成物のC3位の芳香環が立体障害のために自由回転が妨げられている可能性が示唆される結果が得られている.N1位に不斉炭素をもつ官能基を導入することに成功してもジアステレオマーが生成する可能性があり,合成した化合物の配位子としての評価と改良のための大きな障害となる可能性がある.回転異性体に関しては,今後の研究の展開にも大きく関わることであると考えているため,2019年度はアルキル化の反応条件の改善と共に精査していく予定である.2018年度に予定していた学会発表を都合により取りやめたため,旅費として計上していた100,000円を使用しきれずに52,210円の繰越が生じてしまった.繰越額は2019年度の物品費として使用する予定である.