hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗癌剤の分子標的としての転写関連蛋白の発現機能解析と新治療法の開発

抗癌剤による癌細胞の示す早期応答ストレスのシグナル伝達と最終標的である転写因子に着目し、その発現や機能解析を基盤にして新しい癌治療法を考案することを目的として、今年度は我々の同定した分子標的として転写因子であるYB-1を中心に解析をすすめた。一方、抗癌剤、特にDNA損傷により誘導される遺伝子の同定とその制御領域の単離をすすめ、新しい分子標的のを転写因子を中心にすすめ、転写因子の制御からみた新しい治療法の考案を目指している。今年度の成果として、1.YB-1遺伝子のゲノム構造を明らかにし、特徴的な核酸結合領域であるCold Shock Domainのエキソン構造から、この遺伝子の進化的考察を行った。2.YB-1の蛋白の細胞内局在とGFPとのフュージョン蛋白の発現によりストレス応答による核内移行の機序の存在を明らかにした。またこの移行にはリン酸化が関与することが判明した。3.ストレス応答によるMDRIの発現上昇がYB-1の核内移行とカップルすることを、レポーターを導入した細胞株にアンチセンスを発現することより証明した。4.MDRIプロモーターの発現にはYB-1の結合のみならず給合部位近傍のメチル化の状態が関与することをMDR1遭伝子を持つ人工酵母染色体の導入株の解析で明らかにした。5.YB-1の結合部位を持つプロモーターとしてDNAトポイソメラーゼIIαに注目しDNAトポイソメラーゼIIの遺伝子のHeat Shockによる発言誘導にYB-1が結合しうるinvertedCCAATbox(Y-box)が関与することを示した。現在YB-1を中心とした細胞内の会合分子の同定をすすめている。一方MDR1プロモーターを用いたトポIを標的とする新しい治療法の開発は進行中である。
新規食中毒原因貝毒アザスピロ酸類の合成研究とその作用機作の解明

アザスピロ酸類はアイルランド産養殖ムラサキイガイから単離された新規食中毒原因貝毒であり、その分子内にアザスピロ環、ジオキサビシクロノナン環、トリスピロ環など特長的な構造を有していることから、合成化学的にも非常に興味深い化合物である。その生物活性についてはいくつかの報告がなされているが、詳細な生物活性発現の機構についてはいまだ明らかとなっていない。以上のようなことから報告者は、アザスピロ酸類の生物活性発現の機構解明を目的として合成研究を行った。本年度においては、アザスピロ酸のFGHI環部分の合成について検討を行った。アザスピロ酸FGHI環部分については、いくつかの研究グループによりその合成が報告されているが、より効率的な合成法の開発を目指し研究を行った。合成計画としては、FGHI環部分を大きく2つのフラグメントへと分割し、各々のフラグメントを別途合成した後カップリングを行うことによって、アザスピロ酸FGHI環部分が得られるものと考えた。まずI環部分については、既知の方法により容易に合成可能な光学活性なラクトンより数工程を経ることで合成することができた。またFGH環部分については、安価で入手容易なD-グルコースを出発原料とし、その既存の立体化学を利用することによりC30位のメチル基を立体選択的に導入することができた。さらに増炭、保護基の付け替え、官能基変換を適宜行うことによって、アザスピロ酸FG環部分に相当するアセタール化合物を得ることに成功した。このことにより、アザスピロ酸FGHI環部分のC36位アセタール炭素を除いた、全不斉中心を含む2つのフラグメントの合成を行うことができた。アザスピロ酸はアイルランド産養殖ムラサキイガイから単離された新規食中毒原因貝毒であり、その絶対立体配置、およびC_1-C_<25>位部分とC_<28>-C_<40>位部分との相対立体配置は明かとなっていない。また、アザスピロ酸はその分子内にアザスピロ環、ジオキサビシクロノナン環、トリスピロ環など特長的な構造を有していることから、合成化学的にも非常に興味深い化合物である。以上のようなことから報告者はアザスピロ酸の絶対立体配置および相対立体配置の決定、およびその生物活性発現の機構解明を目的として、合成研究を開始した。当初、報告者は通常のアセタール化反応によってABCD環部分の合成を行うことを試みた。すなわち環化前駆体に対しメタントリフラートを活性化剤として用いるアセタール化反応に付したところ、トリスピロ環梼造を持つ化合物を得た。しかしながら、この化合物は望みとする化合物のC_<13>位におけるジアステレオマーである非天然型の環化様式を持つものであった。そこで、B環およびC環部分を硫黄原子で架橋することによってC_<13>位のスピロアセタールの立体化学を制御し、天然型の化合物を得る新たな合成計画を立案し、以下のように研究を進めることとした。まずC_<13>位のスピロアセタールの制御についてモデル化合物を用いて検討を行った。その結果、イットリビウムトリフラートを用いるアセタール化反応によって目的とするアセタール構造を持つ化合物を得る事ができた。また、ラネーニッケルによる脱硫を経てモデル化合物であるアザスピロ酸BCD環部分の合成に成功した。モデル実験で得られた知見をもとにアザスピロ酸ABCD環部分の合成を行った。硫黄原子を導入した環化前駆体を合成し、モデル実験と同様にルイス酸を用いたアセタール化反応、ラネーニッケルによる脱硫を行ったところ、望みとする天然型アザスピロ酸ABCD環部分の合成を達成した。
日本中世後期・近世初期における飢饉と戦争の研究・史料所在調査と年表の作成から

本研究は、主として日本中世の「荒廃」と「飢餓」の問題を、飢饉と戦争の被害の問題としてとらえようとしたものである。戦争の時代ともいわれる日本中世の社会には、かなり深刻な飢饉や凶作がはりついており、極言すれば戦争と飢饉のあいつぐ時代といえる状況が、史料的に明らかになった。また、それらの被害が、同時代の社会史にとって重要な歴史的意味をもつことも明らかになってきた。これら二つは、それぞれが非常に大きな問題であるので、とりあえずは飢饉に焦点を絞り、飢饉のみならずそれに関係があると思われる自然災害について検討した。日本中世および近世初頭、すなわち1117世紀における自然災害に関する情報の蒐集を行い、所期の目的のごとく年表作成を行った。具体的には、風損(大風)・水損(洪水)・虫損(蝗害)・旱魃・凶作・飢饉・疫病に関する、史料情報を集めた。なお、地震も災害情報として重要であるが、すでに先人によって、優れた史料集成が刊行されているので、ここでは、そのごく一部を収録するにとどめた。情報蒐集の対象とした主な時代の範囲は、研究課題に即して、中世後期(南北朝期)から近世初頭(元和末年)を中心としたが、ごく大まかには11世紀から17世紀に及んでいる。情報項目のうち、災害の地域性を考慮して、情報の発信源もしくは事件の発生地を記し、あわせて災害と関係の深い改元事情も収めた。ただし、古文書類の検索には作業が及ばず、記録類に限定せざるをえなかったことは、時間的制約上やむをえないとはいえ残念なことである。本研究は、人間と自然とが即自的に至近関係にありつつも、近現代みおける人びとと風土との関係の起点ともなったところの日本中世、なかんずく南北朝期から江戸時代初期の寛永期(14世紀初頭-17世紀中期)までの〈荒廃〉と〈餓〉の問題を、飢饉と戦争の被害の問題としてとらえようとするものである。そのさいとくに、民衆にとって飢饉と戦争がもっている歴史的意味を、問いなおす観点からの研究をおこなうこととしている。本年度おこなった研究活動は以下のとおりである。1.3回の研究会をひらき、(1)この問題についての記録に関する史料学的検討をおこない、(2)研究史について、とくに戦国時代についての最近の研究成果についての検討をおこない、(3)収集史料を整理し研究討議をおこなった。2.文献資料のなかから、この時期の飢饉・戦争関係の史料の収集につとめた。刊行されている文献は複写をし、未完のものについては写真撮影や筆写などの方法で収集した。とくに本年は刊行されている記録類を中心に収集した。たとえば、『大日本史料』第6編-12編(約180冊)の検索をこない、関連する史料の全てを収集し記録、整理などの作業をおこなった。3.東北・九州地方などいくつかの地域について、飢饉と戦争に関する史料についての所在調査をおこなうとともに、年代記など、それらの史料の収集をはかった。その一環として、大分県立先哲史料館所蔵の稲葉家文書および渡辺文庫の数百冊についての悉皆調査をおこなうなどした。以上の活動による当面の成果は、以下のとおりである。(1)この時期、飢饉と戦争が頻発していた状況が明らかになりつつあり、飢饉・戦争の被害が、この時代の社会史にとって、重要な歴史的意味をもつことが明らかになってきた。(2)民衆が飢饉と戦争とによってうけた大きな被害の実体を明らかにすることは重要なことはいうまでもないが、さらに、民衆がその被害のなかかで鍛えあげてきたもの、掴みとったものを、歴史具体的に明らかにすることの重要性が痛感されてきた。次年度以降、この成果を生かしつつ、本課題の研究をすすめる所存である。

本研究は、日本中世および近世、なかんずく南北朝期から江戸時代初期の寛永期(14世紀初頭17世紀中期)までの<荒廃>と<餓>の問題を、飢饉と戦争の被害の問題としてとらえようとするものである。その際とくに、民衆にとって飢饉と戦争がもっている歴史的意味を、問いなおす観点からの研究をおこなうこととしている。本年度おこなった研究活動は以下のとおりである。1. 5回の研究会をひらき、(1)この問題についての記録に関する史料学的検討をおこない、(2)研究史について、とくに戦国・織豊時代についての最近の研究成果についての検討をおこない、(3)収集史料を整理し研究討議をおこなった。2.文献資料のなかから、この時期の飢饉・戦争関係の史料の収集につとめた。刊行されている文献は複写をし、未刊のものについては写真撮影や筆写などの方法で収集した。当初の予定では、南北朝期からを考えていたが、研究会を重ねた結果、中世前期も視野に入れるべきとの結論に達したので、本年度は鎌倉時代の史料の収集に着手した。たとえば、『大日本史料』第5編の検索をおこない、関連する史料を収集し、記録・整理などの作業をおこなった。3.九州地方などいくつかの地域について、飢饉と戦争に関する史料についての所在調査をおこなうとともに、年代記など、それらの史料の収集をはかった。以上の活動による当面の成果は、以下のとおりである。(1)この時期、飢饉と戦争がほとんど毎年のごとく頻発していた状況が明らかになりつつあり、飢饉・戦争の被害が、この時代の社会史にとって、重要な歴史的意味を持つことが明らかになってきた。(2)民衆が、飢饉と戦争とによって受けた被害の実態を明らかにするという意図とともに、さらに、民衆がその被害のなかで鍛えあげてきたもの、掴みとったものを、歴史的具体的に明らかにすることの重要性を再認識した。来年度も、この成果をいかにしつつ、本課題の研究をすすめ、それらをまとめて報告書を作成する。1.平成11年度の主な研究・史料調査の機関は以下のとおりである。神宮文庫大分県立先哲史料館・同図書館・同公文書館福井市郷土歴史博物館・福井県立一乗谷朝倉氏遺跡資料館・同博物館勝山市役所および平泉寺跡・丸岡町立歴史民俗資料館2.研究会主な研究会を5回開いた。11月以降は報告書作成のため、土・日曜日に都合のつく者が佐々木研究室に集まった。平成12年になってからは1週間に2回ぐらい集まって、報告書作成につとめた。3.研究の成果本研究の当初の目的は、日本中世後期・近世初期に限定して資料を収集して史料所在調査および年表などを作成することであった。しかし、2年間の共同研究の結果、それだけでは不十分であるので、中世前期までも視野に入れて史料を収集しようということになった。したがって、最終年度にあたる今年度は、主として中世前期に焦点を絞って収集を行った。中世後期・近世初頭の史料を集めながら、主として平安時代後期から鎌倉時代末までを中心とする史料収集に意を注いだ。研究課題の一つである戦争については、膨大な史料がありすぎるため、とりあえず対象からはずして、飢餓をはじめとする自然災害焦点を絞って、それに関する情報を集めた。具体的には、風損(大風)・水損(洪水)・虫損(蝗害)・旱魃・凶作・飢饉・疫病に関する、史料情報を収集した。しかし、それも時間的制約上、古文書類の検索までにはいたらず記録類に限定せざるをえなかった。しかしながら、これにより1117世紀における自然災害に関する情報を、不十分ではあるが収集しえた。
スピン量子十字構造を用いた超高密度メモリの作製とその評価

高度情報化社会において、記録再生メモリの更なる微細化・高集積化が要求されている。現在までにリソグラフィー技術の発展により27nm線幅のメモリが作製可能となった。これは0.22 Tbit/inch^2に相当する。しかしながら、これを超える高密度メモリを作製するためには、リソグラフィー技術に替わる新たな作製方法が必要となる。そこで本研究では新たな超高密度メモリ作製方法を提案し、その単位構造であるスピン量子十字構造に関する研究を行うことを目的とする。初めに、巻取式真空蒸着装置を用いて、Ni薄膜/ポリエチレンナフタレート(PEN)有機膜を作製した。装置内には、Ni薄膜に磁気異方性を付与するために、成膜部近傍にフェライト永久磁石を設置した。次に、ラッピング装置を用い、Ni/PENエッジ面の平坦処理を行った。最後に、超高清浄環境システム内で、Ni/PENエッジ面を互いに対向するように貼り合わせ、スピン量子十字構造を作製した。Ni薄膜の膜厚測定、及び、構造解析にはレーザー透過光強度測定装置、及び、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた。Ni薄膜の表面観察には原子間力顕微鏡(AFM)を用いた。AFMによる表面観察結果から、PEN上のNi薄膜は膜厚が厚くなるに従い平坦化し、その表面粗さは0.6-0.7nm程度となることが明らかになった。特に、AFM観察スケールが膜厚と等しいとき、いずれの膜厚においても、その表面粗さは1-2原子層以下となることから、Ni/PENはスピン量子十字構造に適した構造となることがわかった。また、断面TEM像により、Ni原子はPEN膜に拡散せず、明瞭で均一な界面が得られることがわかり、最薄で20nmのNi膜が確認できた。本手法ではこれがメモリ線幅になるため、原理的にはリソグラフィー技術を超えた結果を得ることができた。高度情報化社会に伴い,高密度情報を記録・再生できるメモリの開発が要求されている.現在までにリソグラフィー技術の発展により30nm線幅のメモリが作製可能となった.これは28Gbit/cm^2に相当する.しかしながら,これを超える高密度メモリを作製するためには,リソグラフィー技術に替わる新たな作製方法が必要となる.そこで本研究では新たな超高密度メモリ作製方法を提案し,その単位構造であるスピン量子十字構造を作製することを目的とする.金薄膜(膜厚:5-20nm)/ポリエチレンナフタレート(=PEN)有機膜(膜厚:100μm)から構成される量子十字構造の作製には巻取式真空蒸着装置を用いた.膜厚測定にはレーザー透過光強度測定法を用いた.エッジ面の平坦加工には研磨装置FACT-200を用い,金薄膜の表面観察には原子間力顕微鏡NanoscopeIIIaを用いた.その結果,0.44nm/minのリニアーな金薄膜蒸着レートを得ることができ,5,10,15,20nmの膜厚制御が可能となった.1.5-1.9nmの表面粗さを得ることができ,極めて平坦な膜の作製に成功した.また,PEN有機膜上では金原子が島状成長し,そのグレイン径は30-60nm程度となることがわかった.これらの知見を基に平成19年度はスピン量子十字構造の創成に努める.理論計算では量子十字構造の電流電圧特性を明らかにした.金属エッジと金属エッジが互いに対向した構造において,自由電子モデルとWKB近似を適用し計算した.金属エッジ幅は5-30nmとした.その結果,金属エッジ幅が薄くなるに従い電流密度が小さくなることがわかった.これは従来の金属面と金属面が対向した構造には見られない新しい現象であり,上部電極と下部電極の面直方向の量子化に起因する.本計算結果は高密度メモリの実現可能性を示すものであり,スピン量子十字構造の創成に大きな寄与を示す.高度情報化社会において、記録再生メモリの更なる微細化・高集積化が要求されている。

また、断面TEM像により、Ni原子はPEN膜に拡散せず、明瞭で均一な界面が得られることがわかり、最薄で20nmのNi膜が確認できた。本手法ではこれがメモリ線幅になるため、原理的にはリソグラフィー技術を超えた結果を得ることができた。
受精・発生を支える精子細胞特異的に発現する遺伝子の欠失マウスの解析

生殖細胞特異的遺伝子群のクローニングと解析を行い、それら遺伝子の遺伝子欠失マウスを作成し、生殖細胞特異的遺伝子の特徴を捉え、生殖細胞の特質を明らかにしてきた。本研究では、私たちが独自に解析を進めてきたGENA遺伝子(仮称)とその遺伝子欠失マウスの生殖細胞について詳細な解析を進めた。GENA遺伝子は、生殖幹細胞の核に特異的に発現する蛋白質をコードする遺伝子で、生殖細胞特異的な遺伝子発現に関与していることが明らかになった。GENA遺伝子は、精巣、卵巣において生殖幹細胞に強く発現する。また、F9,ES細胞のコロニーの一部やGS細胞においても発現が観察されることから、生殖細胞系列に重要な遺伝子であること予想された。今回作製したGENA遺伝子欠失マウスは、雄において精子形成不全を示し、無精子症になった。また、マウスの系統によっては、雌において卵形成においても異常が観察される。これらの結果から、GENA遺伝子は生殖細胞系列に重要な機能を果たしている新規の遺伝子であることが明らかになった。今後、詳細な解析を進め、これらの結果を国際専門誌に発表する予定である。さらに、私たちが独自に解析を進めてきたt-actin1、t-actin2、Haspin、遺伝子欠失マウスの作製を終えた。これら精子細胞特異的遺伝子の欠失マウスの解析により受精とその後の胚発生における精子タンパク質の役割が明らかになるものと考えている。特定領域班内の研究協力によって新規生殖細胞特異的遺伝子GENAの解析を発展させることができた。今後もGENA遺伝子について解析を進める。生殖細胞の特質を理解するために、生殖細胞特異的遺伝子群のクローニングと解析を行い、さらに、それら遺伝子の遺伝子欠失マウスを作成しその解析から生殖細胞の特質に迫ることを目的に研究を進めてきた。本研究では、私たちが独自に解析を進めてきたHaprin遺伝子とその遺伝子欠失マウスの精子について詳細な解析を進めた。Haprin遺伝子は、精子の先体反応を調整するTRIM遺伝子ファミリーであることを私たちは明らかにしてきた。今回作製したHaprin遺伝子欠失マウスの精子は、雌雄ともに妊孕性が確認されたが、In Vitroでは受精卵を得ることができなかった。Haprin遺伝子欠失マウスの先体にGFPが発現し、精子ミトコンドリアにRFPがそれぞれ特異的に発現するマウスと掛け合わせ精子形態と先体反応について調べた。その結果、野生型マウスと比べ、遺伝子欠失マウスの先体反応性はわずかに低下するが、大きな差異は認められなかった。本マウスの精子を用い、人工授精培地の改良を進めた結果、この精子のIVFの妊孕性を回復させる生体分子を同定した。これらの結果を国際専門誌に発表する予定である。
糖転移酵素,α4GnT遺伝子をターゲットとした膵・胆道癌の分子診断法の開発

α1,4-N-アセチルグルコサミン転移酵素(α4GnT)は主として胃・十二指腸粘膜や胃幽門腺化生を示した膵導管上皮から分泌される粘液に特徴的な糖鎖,GlcNAcα1→4Galβ残基を生成する糖転移酵素で,この酵素は胃癌細胞や膵・胆道癌細胞でも高頻度に発現している.α4GnTは末梢血有核細胞では殆ど検出されないことから,末梢血に流入した微量な膵癌細胞を検出する目的で膵癌患者33名,慢性膵炎患者10名,健常人70名を対象に定量RT-PCR法を用いて末梢血有核細胞画分におけるα4GnT mRNAの発現量を解析した.α4GnT cDNAのコピー数/GAPDH cDNAのコピー数を10^7倍した値をα4GnTの発現量とし,膵癌患者群と健常人群で得られたα4GnTの発現に対してROC曲線を作製することで両群間を判別するカット・オフ値,12を得た.従って,α4GnT発現量の基準値を"12以下"と定義することで各群を解析した.α4GnTは膵癌患者の81.1%に陽性であり,その発現量は44.48±8.35(平均±標準誤差)であった.膵内における癌の占拠部位別の検討では,膵頭部,体尾部のいずれにおいてもα4GnTは高頻度に陽性となった.さらに,α4GnTの発現量は癌病期の進行と伴に増加する傾向にあった.一方,α4GnTは慢性膵炎患者群の40.0%,健常人群の14.2%でも陽性となったが,α4GnTの発現量はそれぞれ17.87±6.98,7.15±0.91であり,慢性膵炎患者群,健常人群のいずれにおいてもα4GnTの発現量は膵癌患者群に比べて有意に低値であった.以上より,α4GnT遺伝子を対象とした本アッセイ法は膵癌のスクリーニングに有用と考えられた.α1,4-N-アセチルグルコサミン転移酵素(α4GnT)は主として胃・十二指腸粘膜や胃幽門腺化生を示した膵導管上皮から分泌される粘液に特徴的な糖鎖,GlcNAcα1→4Galβ残基を生成する糖転移酵素で,この酵素は胃癌細胞や膵・胆道癌細胞でも高頻度に発現している.α4GnTは末梢血有核細胞では殆ど検出されないことから,末梢血に流入した微量な膵癌細胞を検出する目的で膵癌患者33名,慢性膵炎患者10名,健常人70名を対象に定量RT-PCR法を用いて末梢血有核細胞画分におけるα4GnT mRNAの発現量を解析した.α4GnT cDNAのコピー数/GAPDH cDNAのコピー数を10^7倍した値をα4GnTの発現量とし,膵癌患者群と健常人群で得られたα4GnTの発現に対してROC曲線を作製することで両群間を判別するカット・オフ値,12を得た.従って,α4GnT発現量の基準値を"12以下"と定義することで各群を解析した.α4GnTは膵癌患者の81.1%に陽性であり,その発現量は44.48±8.35(平均±標準誤差)であった.膵内における癌の占拠部位別の検討では,膵頭部,体尾部のいずれにおいてもα4GnTは高頻度に陽性となった.さらに,α4GnTの発現量は癌病期の進行と伴に増加する傾向にあった.一方,α4GnTは慢性膵炎患者群の40.0%,健常人群の14.2%でも陽性となったが,α4GnTの発現量はそれぞれ17.87±6.98,7.15±0.91であり,慢性膵炎患者群,健常人群のいずれにおいてもα4GnTの発現量は膵癌患者群に比べて有意に低値であった.以上より,α4GnT遺伝子を対象とした本アッセイ法は膵癌のスクリーニングに有用と考えられた.
希土類元素の溶媒抽出の原子番号に伴う変化とそれを支配する因子

ルイス塩基としての強さの異なる二種類の中性抽出剤,トリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)とりん酸トリブチル(TBP)によるランタノイド(III)の抽出を対イオンの種類をかえて詳細に測定し,対イオンがClo_<4ー>のように不活性な場合,塩基性の強いTOPOでは重希土に向かうほど抽出がよく,塩基性の弱いTBPでは逆に軽希土の方が抽出がよいことを見つけた.また,対イオンをClO_<4ー>として同様の実験を温度を変えて行って求めた抽出定数と温度の関係から,抽出時のエンタルピ-変化とエントロピ-変化を算出した.そしてエンタルピ-変化のランタノイド(III)間のちがいはTBPによる抽出でもTOPOによる抽出でもあまり大きな差はないが,エントロピ-変数は重希土になるほど大きくなり,かつその増加の割合はTBPによる抽出に比べTOPOによる場合はずっと大きいことを指摘した.そして,このエントロピ-変化の寄与が大きいことが,TOPOによる抽出が重希土ほどよいことの一因であることを示唆した.さらにSCN^ーやNO_<3ー>の場合,抽出のされやすさの順序が必ずしも一方向性を示さないがこれはランタノイドイオンに配位する中性抽出剤の数が異なることによることを指摘した.(この研究は国際溶媒抽出会議で発表する予定)また,一連のランタノイド(III)の2ーテノイルトリフロロアセトン(TTA)と2ージフェニルヒドロキシ酢酸(慣用名ベンジル酸)等いくつかのカルボン酸によるクロロホルムへの抽出を測定し,関連する化学種のマスバランスからランタノイド(III)ーTTAキレ-トの作る付加錯体の生成定数を決定した.さらに,水容液中でのカルボン酸錯体生成時のエンタルピ-変化を等温型量計で測定した.これらの結果に基づいてランタノイド(III)配位数や電荷密度のちがいの,錯形成におよぼす効果,並びに,イオンサイズと錯形成剤の構造に関して考察した.ルイス塩基としての強さの異なる二種類の中性抽出剤,トリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)とりん酸トリブチル(TBP)によるランタノイド(III)の抽出を対イオンの種類をかえて詳細に測定し,対イオンがClo_<4ー>のように不活性な場合,塩基性の強いTOPOでは重希土に向かうほど抽出がよく,塩基性の弱いTBPでは逆に軽希土の方が抽出がよいことを見つけた.また,対イオンをClO_<4ー>として同様の実験を温度を変えて行って求めた抽出定数と温度の関係から,抽出時のエンタルピ-変化とエントロピ-変化を算出した.そしてエンタルピ-変化のランタノイド(III)間のちがいはTBPによる抽出でもTOPOによる抽出でもあまり大きな差はないが,エントロピ-変数は重希土になるほど大きくなり,かつその増加の割合はTBPによる抽出に比べTOPOによる場合はずっと大きいことを指摘した.そして,このエントロピ-変化の寄与が大きいことが,TOPOによる抽出が重希土ほどよいことの一因であることを示唆した.さらにSCN^ーやNO_<3ー>の場合,抽出のされやすさの順序が必ずしも一方向性を示さないがこれはランタノイドイオンに配位する中性抽出剤の数が異なることによることを指摘した.(この研究は国際溶媒抽出会議で発表する予定)また,一連のランタノイド(III)の2ーテノイルトリフロロアセトン(TTA)と2ージフェニルヒドロキシ酢酸(慣用名ベンジル酸)等いくつかのカルボン酸によるクロロホルムへの抽出を測定し,関連する化学種のマスバランスからランタノイド(III)ーTTAキレ-トの作る付加錯体の生成定数を決定した.さらに,水容液中でのカルボン酸錯体生成時のエンタルピ-変化を等温型量計で測定した.これらの結果に基づいてランタノイド(III)配位数や電荷密度のちがいの,錯形成におよぼす効果,並びに,イオンサイズと錯形成剤の構造に関して考察した.
運動障害児に対する自立歩行獲得のための骨盤6自由度動作アシスト技術の開発

脳性麻痺や神経筋疾患など生まれながら疾患を有する小児に対して,早期治療を実施することで,小児は障害を乗り越える新しい方法を獲得することが指摘されている.そのため,運動障害児に対して,自立歩行を獲得するため可能な限り早く開始できる歩行支援方法が求められている.本研究では,小児の早期の歩行動作に見られる脚を左右に広げ,立位姿勢を容易にしながら,片脚に体重をのせ左右の脚交互に体重移動を繰り返して進むといった左右側方の身体揺動(往復)運動を実現するため,骨盤の空間的動作に着目した運動障害児の自立歩行獲得のための骨盤6自由度動作アシスト技術を開発する.本研究によって,歩行を体重移動に基づく全身運動として捉えた歩行支援が可能となり,臨床現場で取り入れることができなかった早期歩行支援を提供することができる可能性があり,脳性麻痺や神経筋難病の小児に対し,これまで疾患により運動機会を失ってきた時期に実施可能な運動獲得(ハビリテーション)支援分野の開拓が期待される.当該年度は,以下の手順で研究を進めた.1)支援機器の要求として骨盤動作支援の設計に必要な仕様を決定するための健常小児の歩行獲得段階の早期歩行の解析を実施し,体重移動周期,歩行速度,歩幅,歩行ピッチ等を抽出した.2)骨盤を保持するサドルに対して,早期歩行時の揺動運動をアシストするための骨盤の回旋運動,挙上運動.固定動作を実現する機構を開発,ダミー人形を使用した実験とリハビリテーション医師との議論を通じて,問題点の抽出,アシスト機構の改良を実施した.当該年度は,以下の手順で研究を進めた.1)支援機器の要求として骨盤動作支援機構の設計に必要な仕様を決定するための健常小児の歩行獲得段階の早期歩行の解析を実施し,体重移動周期,歩行速度,歩幅,歩行ピッチ等を抽出した.2)骨盤動作支援機構に対して,早期歩行時の揺動運動をアシストするための骨盤の挙上運動,及び骨盤固定を実現する機構を開発し,ダミー人形を使用した実験とリハビリテーション医師との議論を通じて,問題点の抽出,アシスト機構の改良を実施した.歩行時の左右重心揺動運動の主な支援となる骨盤の挙上運動支援には,対象者の脚の背後にフレームを配置し,足部と同様に地面に2点接触する骨格構造(V字型の逆)を構築した.当該骨格構造にサドルを取り付け,当該骨格構造を左右に1点接触するように揺動させることで,骨盤の挙上運動(揺動運動)を実現させることを可能した.また,骨盤固定としては,左右の骨盤側面に固定用パッドを配置し,これらのパッドをベルトでつなげ,骨盤前面でベルトを閉めることで骨盤を安定的に支持できるようにした.ダミー人形による基礎試験,及びリハビリテーション医師との議論から,実際の揺動動作の支援には,セラピストなどが小児の歩行状態を常にモニタリングしながら適宜揺動動作を操作したほうが安全であるとの意見があったことから,骨盤動作支援機構にセラピストが揺動動作の操作が可能なハンドル機構を取り付けることとなり,次年度の開発課題となった.本年度は,昨年度の開発知見に基づき,引き続き骨盤動作アシスト技術の開発を実施すると共に対象患者による歩行支援機器の性能評価の準備を行う.(1)骨盤動作アシスト技術の開発:セラピストなどの補助者の操作により小児の歩行時の骨盤動作をアシストするサドル回転・揺動機構を開発し,歩行支援機器とする.サドル回転機構では,セラピストが操作するハンドルを小児が搭乗するサドル後方に設置し,ハンドルの回転に応じてサドルを水平方向に回転させることで歩行時の骨盤回旋のアシストを実現するリンク機構を開発する.サドル揺動機構では,小児の前額面方向の歩行動作のアシストを実現させるために,セラピストの前額面方向のステアリングハンドルの操作に応じて,サドルが移動することで歩行時の左右側方の体重移動をアシストすることが可能なリンク機構を開発する.また,体幹固定機能:骨盤の可動性を維持しながら,体幹上部を固定し,歩行時の立位姿勢を保つことを可能にし,脱着が容易な上半身サポート機能を開発する.さらに,開発したサドル機構の両側にホイールを取り付け,セラピストがステアリングハンドルを前方へ押すことによって前進移動が可能となる歩行支援機器とする.以上,開発した歩行支援システムに対して,小児用ダミー人形を使って,歩行アシスト実験を行い,アシスト時の支援機器の安全性の確認,及び,機能性能評価を実施し,抽出された技術課題を基に改良を行う.この実験ー評価ー改善からなる研究開発サイクルを繰り返し回して行き,臨床研究適用可能な水準の支援機器としていく.(2)対象者による歩行支援機器の性能評価:実証試験実施のための実験プロトコルを作成する.まず,支援歩行が可能な試験環境を構築すると共に,リスクアセスメントを実施し,十分な安全性を考慮した実験手法を設定する.次いで,対象者の選択基準,除外基準,および,リクルート方法を決定する.脳性麻痺や神経筋疾患など生まれながら疾患を有する小児に対して,早期治療を実施することで,小児は障害を乗り越える新しい方法を獲得することが指摘されている.

そのため,運動障害児に対して,自立歩行を獲得するため可能な限り早く開始できる歩行支援方法が求められている.本研究では,小児の早期の歩行動作に見られる脚を左右に広げ,立位姿勢を容易にしながら,片脚に体重をのせ左右の脚交互に体重移動を繰り返して進むといった左右側方の身体揺動(往復)運動を実現するため,骨盤の空間的動作に着目した運動障害児の自立歩行獲得のための骨盤6自由度動作アシスト技術を開発する.本研究によって,歩行を体重移動に基づく全身運動として捉えた歩行支援が可能となり,臨床現場で取り入れることができなかった早期歩行支援を提供することができる可能性があり,脳性麻痺や神経筋難病の小児に対し,これまで疾患により運動機会を失ってきた時期に実施可能な運動獲得(ハビリテーション)支援分野の開拓が期待される.当該年度は,以下の手順で研究を進めた.1)支援機器の要求として骨盤動作支援の設計に必要な仕様を決定するための健常小児の歩行獲得段階の早期歩行の解析を実施し,体重移動周期,歩行速度,歩幅,歩行ピッチ等を抽出した.2)骨盤を保持するサドルに対して,早期歩行時の揺動運動をアシストするための骨盤の回旋運動,挙上運動.固定動作を実現する機構を開発,ダミー人形を使用した実験とリハビリテーション医師との議論を通じて,問題点の抽出,アシスト機構の改良を実施した.当該年度は,以下の手順で研究を進めた.1)支援機器の要求として骨盤動作支援機構の設計に必要な仕様を決定するための健常小児の歩行獲得段階の早期歩行の解析を実施し,体重移動周期,歩行速度,歩幅,歩行ピッチ等を抽出した.2)骨盤動作支援機構に対して,早期歩行時の揺動運動をアシストするための骨盤の挙上運動,及び骨盤固定を実現する機構を開発し,ダミー人形を使用した実験とリハビリテーション医師との議論を通じて,問題点の抽出,アシスト機構の改良を実施した.歩行時の左右重心揺動運動の主な支援となる骨盤の挙上運動支援には,対象者の脚の背後にフレームを配置し,足部と同様に地面に2点接触する骨格構造(V字型の逆)を構築した.当該骨格構造にサドルを取り付け,当該骨格構造を左右に1点接触するように揺動させることで,骨盤の挙上運動(揺動運動)を実現させることを可能した.また,骨盤固定としては,左右の骨盤側面に固定用パッドを配置し,これらのパッドをベルトでつなげ,骨盤前面でベルトを閉めることで骨盤を安定的に支持できるようにした.ダミー人形による基礎試験,及びリハビリテーション医師との議論から,実際の揺動動作の支援には,セラピストなどが小児の歩行状態を常にモニタリングしながら適宜揺動動作を操作したほうが安全であるとの意見があったことから,骨盤動作支援機構にセラピストが揺動動作の操作が可能なハンドル機構を取り付けることとなり,次年度の開発課題となった.本年度は,昨年度の開発知見に基づき,引き続き骨盤動作アシスト技術の開発を実施すると共に対象患者による歩行支援機器の性能評価の準備を行う.(1)骨盤動作アシスト技術の開発:セラピストなどの補助者の操作により小児の歩行時の骨盤動作をアシストするサドル回転・揺動機構を開発し,歩行支援機器とする.サドル回転機構では,セラピストが操作するハンドルを小児が搭乗するサドル後方に設置し,ハンドルの回転に応じてサドルを水平方向に回転させることで歩行時の骨盤回旋のアシストを実現するリンク機構を開発する.サドル揺動機構では,小児の前額面方向の歩行動作のアシストを実現させるために,セラピストの前額面方向のステアリングハンドルの操作に応じて,サドルが移動することで歩行時の左右側方の体重移動をアシストすることが可能なリンク機構を開発する.また,体幹固定機能:骨盤の可動性を維持しながら,体幹上部を固定し,歩行時の立位姿勢を保つことを可能にし,脱着が容易な上半身サポート機能を開発する.
光学活性基含有ポリマ上で培養された動物細胞の応答性

本研究課題では、ポリマー中の光学活性基が細胞の接着性やその機能にどのような効果を示すのかを明らかにすることを目的とした。培養には、神経伝達物質であるドーパミンを合成・分泌するPC12細胞を使用した。試験に使用した材料は、エナンチオマー(D-体とL-体)とラセミ体のそれぞれのモノマーからなる3種類のポリマーである。昨年度、確立した合成方法により、側鎖に水酸基を有する光学活性基なメタクリルアミド誘導体と、これらのモノマーを使い通常のラジカル重合によりポリマーを合成した。これらの材料は、元素分析、NMR,IR,GPCなどから同定を行い、旋光度測定からそれぞれのポリマーが特有の旋光性を確認した。各ポリマーのメタール溶液を、クリーンベンチ内で組織培養用シャーレ上に5ml注ぎ込んでコートして細胞培養床を作製した。ポリマー表面の物性評価として、接触角測定とXPSによる表面近傍の化学組成比測定を行った結果、いずれのポリマー表面上もほぼ同等の化学組成と親水性の性質を示すことが分かった。PC12細胞の基本増殖培地としてDMEM(5%ウマ血清、5%ウシ血清、Gentamycin(30μg/ml)含有)培地を使用した。DMEM培地の細胞懸濁液(2-3 X 10^5cells/ml)を各シャーレに播種し、5%CO_2インキュベーター内で所定時間培養した後、細胞形態の観察や増殖性の測定を行った。その結果、PC12細胞は、良好な接着性をいずれのポリマー表面に対しても示したものの、増殖性についてはエナンチオマー体からなるポリマー上でやや有意に抑制されることが分かった。このことは、光学活性なポリマー上の細胞の分化誘導の可能性を示唆しており、同じ化学構造を有するポリマーにおいて、光学活性な性質が細胞の機能に大切な働きを示すことが考えられた。本研究課題では、ポリマー中の光学活性基が細胞の接着性やその機能にどのような効果を示すのかを明らかにすることを目的としている。なお、これら全ての実験において、それぞれのエナンチオマー(D-体とL-体)とラセミ体のそれぞれのモノマーからなる3種類のポリマーを検討項目に入れた。側鎖に水酸基を有する光学活性基なメタクリルアミド誘導体を合成した。これらのモノマーについては、それぞれの鏡像異性体とラセミ体の3種類のモノマーを合成した。元素分析、NMR,IR,MS,旋光度計により合成物の同定を行った。ポリマーは、これらのモノマーを使い通常のラジカル重合により合成し、元素分析、NMR,IR,GPCなどから同定を行い、旋光度測定からそれぞれのポリマーが特有の旋光性を示していることが分かった。各ポリマーのメタール溶液をクリーンベンチ内で組織培養用シャーレ上に5ml注ぎ込んでコートして細胞培養床とした。ポリマー表面の物性評価として、接触角測定、XPSによる表面近傍の化学組成比測定を行った結果、いずれのポリマー表面上もほぼ同等の親水性な性質を示すことが分かった。DMEM培地の細胞懸濁液(2-3X10^5cells/ml)を各シャーレに播種し、5%CO_2インキュベータ-内で所定時間培養した後、細胞形態の観察や増殖性の測定を行った。その結果、PC12細胞は、良好な接着性をどのポリマー表面に対しても示しものの、増殖性についてはラセミ体からなるポリマー上でやや有意に促進されていた。次年度は、この現象について詳細に検討すると共に、細胞の機能評価についても行なう。

このことは、光学活性なポリマー上の細胞の分化誘導の可能性を示唆しており、同じ化学構造を有するポリマーにおいて、光学活性な性質が細胞の機能に大切な働きを示すことが考えられた。
ドーパミンによる辺縁皮質GABA作動性神経細胞の活動性調節の研究

本研究では、これらドーパミン、セロトニン、ノルアドレナリン、アセチルコリンという4種類の神経修飾因子の内側前頭前皮質に対する効果を、in vi troの電気生理学的手法で検討し、以下の結果を得た。1.DAのGABA作動性シナプス伝達に対する効果内側前頭前皮質の第5層錐体細胞から微小抑制性シナプス後電流を記録し、GABA性シナプス活動に対するドーパミン(20μK)の効果を解析した。A.解析したすべての錐体細胞において、DAはGABA性シナプスからのGABA放出を抑制した。B.GABA_A受容体感受性については錐体細胞によって異なり、増強、減弱という相反する効果が認められ、シナプス前のGABA作動性抑制細胞の亜型の違いに対応するDA感受性の相違が示唆された。2.GABA作動性抑制性神経細胞及び錐体細胞の膜電位に対するDAの効果(1)GABA作動性抑制性神経細胞:n=58の細胞から記録を行った。亜型別にみると、Fast-Spiking cellで3/16、low threshold-spiking cellで4/19、regular-spiking cellで8/23で脱分極からスパイク発火が生じた。すべての細胞においてD_2系受容体を介した効果であった。(2)グルタミン酸作動性錐体細胞:錐体細胞では有意な膜電位の変化は認めなかった(n=14)。3.錐体細胞スパイク発火後過分極の基礎となる膜電流に対するモノアミンの修飾効果(1)ドーパミン(20μM):膜電流、スパイク頻度ともに変化なし(n=6)。(2)ノルアドレナリン(20μM):膜電流を抑制し、スパイク頻度が増加(n=7)。(3)セロトニン(20μM):膜電流を抑制し、スパイク頻度が増加(n=12)。(4)カルバコール(20μM):膜電流を最も強力に抑制し、スパイク頻度も増加(n=11)。統合失調症の治療に使われる抗精神病薬は、薬理学的にドーパミンD_2受容体遮断作用を共有する。病型によって抗精神病薬の効果は異なるが、一部の統合失調症の病態生理にドーパミン(以下、DAと略記)が関与している可能性が高い。しかし、統合失調症で機能異常が想定されている内側前頭前皮質においてDAがどのような生理作用をもつか、という問題は未だに解決されていない。最近、統合失調症患者の内側前頭前皮質において、特定亜型のGABA作動性抑制神経細胞の脱落、機能低下が報告され、抑制の異常が統合失調症で想定されている。本研究では、ラット脳前頭前皮質スライスを用いて、GABA作動性神経細胞に対するDAの効果を電気生理学的に検討中であり、平成16年度は以下の結果を得た。1)DAのGABA作動性シナプス伝達に対する効果内側前頭前皮質の第5層錐体細胞から微小抑制性シナプス後性電流をホールセル記録し、GABA性シナプス活動に対するDA(20μM)の効果を解析した。B.GABA_A受容体感受性については錐体細胞によって異なり、増強、減弱という相反する効果が認められ、シナプス前のGABA作動性抑制細胞の亜型の違いに対応したDA感受性の相違が示唆された。2)DAのGABA作動性抑制神経細胞の活動性に対する効果現在までに、n=24のGABA

作動性抑制神経細胞に対するDA(20μM)の作用を検討したが、興奮性シナプス伝達を遮断した実験下において、Fast-spiking cellの一部が、脱分極からスパイク発射に至った(n=3)。残りのFast-spiking cellは58mVの脱分極を示した。他方、Regular-spiking cellは活動性の変化を示さず、DAの効果はGABA作動性神経の亜型に特異性を示した。抗精神病薬はドーパミンD_2受容体遮断作用を共有しており、統合失調症の病態生理の一部にドーパミン(以下、DAと略記)が関与している可能性が高い。しかし、臨床効果がある一方で、機能異常が想定されている内側前頭前皮質神経回路に対してDAがどのような生理作用をもつか、という問題は未解決である。平成16年度は、自発性抑制性シナプス後電流および微小抑制性シナプス抗電流に対するDAの効果を解析し、DAがGABA作動性シナプスに対して、GABAの放出を抑制すること、錐体細胞のGABA_A受容体の感受性を増強あるいは減弱する効果を示すことを明らかにした。平成17年度は、以下の2点について、スライスパッチクランプ法の全細胞記録の手法を用いて内側前頭前皮質局所神経回路を構成しているGABA作動性抑制性神経細胞及びグルタミン酸作動性錐体細胞に対するDA(20μM)の作用を検討した。1.GABA作動性抑制性神経細胞及び錐体細胞の膜電位に対するDAの効果(1)GABA作動性抑制性神経細胞:n=58の細胞から記録を行った。亜型別にみると、Fast-spiking cellで3/16、low threshold-spiking cellで4/19、regular-spiking cellで8/23で脱分極からスパイク発火が生じた。すべての細胞においてD_2系受容体を介した効果であった。(2)グルタミン酸作動性錐体細胞:錐体細胞では有意な膜電位の変化は認めなかった(n=14)。2.錐体細胞スパイク発火後の後過分極に関係するイオンチャネル膜電流に対するモノアミンの修飾効果(1)ドーパミン(20μM):膜電流、スパイク頻度ともに変化なし。(2)ノルアドレナリン(20μM):膜電流を抑制し、スパイク頻度が増加。(3)セロトニン(20μM):膜電流を抑制し、スパイク頻度が増加。
有機強塩基とリチウム塩の協同的触媒反応

リチウム反応剤は求核性が高く求電子剤との結合形成反応に用いられる。リチウム塩存在下で有機強塩基による反応剤を脱プロトン化すれば、リチウム反応剤が調製できると期待した。本手法は触媒反応へ適用できる可能性を秘めている。平成30年度は以下の成果を得た。1)アルケノールの環化反応、すなわち分子内アルケンに対するアルコールの付加反応をホスファゼン塩基触媒を用いて検討したところ、期待した環化反応が進行することを見出した。本環化反応は位置選択性が高く、5-exo選択的に環化反応が進行した。2)ホスファゼン塩基触媒を用いたアミノアルケンの分子内ヒドロアミノ化反応において、重水素化実験の結果より、窒素原子に隣接したベンジル位がプロトン源としてはたらいている可能性が示唆された。本結果はいまだ不明な反応機構の一端を解き明かすものである。3)触媒量のホスファゼン塩基を用いたアミノアルケンの分子内ヒドロアミノ化反応において、リチウム塩の添加効果を種々検討したが、顕著な反応加速効果は見られていない。4)アミノアルケンの分子内ヒドロアミノ化において、求核付加を受けるアルケンの置換基効果を検討した。スチレン構造に対しては効果的に環化が進行するものの、スチレンの芳香環上に電子供与性および電子求引性置換基を導入すると極端に収率が低下した。5)分子内ヒドロアミノ化を鍵とするベルベリンアルカロイドの合成において、C8位置換基の立体選択的構築法を確立した。有機強塩基による分子内ヒドロアミノ化反応において、リチウム塩の添加による顕著な反応加速は確認出来ていない。その一方で、アルコールの分子内アルケンに対する付加反応を見出した。アミンよりも求核性に劣るアルコールでもアルケンへの付加反応が進行する結果であり、興味深い位置選択性も見られた。平成30年度に見出した、アルコールの分子内アルケンに対する触媒的付加反応について引き続き検討する。また、ホスファゼン塩基触媒による分子内ヒドロアミノ化反応は、リチウムアミド触媒に比べ非常に反応が遅い。重水素化実験の結果を踏まえ、反応加速を目的としてプロトン源等の添加剤を検討する。平成29年度は以下の成果を得た。1)塩基触媒を用いたアミノアルケンの分子内ヒドロアミノ化反応について塩基の検討をした。無機塩基やトリエチルアミン、DBU等の一般に良く用いられる塩基では反応は全く進行しなかったが、極めて高い塩基性を示すホスファゼンP4塩基でアミノアルケンの5-exo環化反応が定量的に進行した。2)アミノアルケンの分子内ヒドロアミノ化について基質一般性を検討した。アミンとアルケンの間にベンゼン環構造を持つ場合は環化が早く、また5-exo環化の方が6-exo環化よりも反応が早かった。本法はテトラヒドロイソキノリンおよびイソインドリン骨格構築に有効であった。3)ホスファゼン塩基による分子内ヒドロアミノ化において、リチウム塩の添加を検討したが、現在のところ顕著な反応加速は見られていない。4) N-アリルアミンのα,β-不飽和エステルへの共役付加反応が、ホスファゼン塩基存在下進行することが分かった。5) N-アリルリチウムアミドのα,β-不飽和エステルへの不斉アザマイケル付加-環化連続反応が、不飽和エステルβ位に芳香族、脂肪族いずれの置換基を持つ場合においても高立体選択的に進行することを確認した。有機強塩基による触媒的分子内ヒドロアミノ化反応では広い基質一般性を確認することが出来たが、リチウム塩の添加による顕著な反応加速効果は十分に確認できていない。引き続き強塩基、アミン、リチウム塩の検討を行っていく。

アミンよりも求核性に劣るアルコールでもアルケンへの付加反応が進行する結果であり、興味深い位置選択性も見られた。ホスファゼン塩基による触媒的分子内ヒドロアミノ化環化反応では、基質によっては反応速度が極めて遅いことが明らかとなった。当研究室で以前に報告したリチウムアミド触媒による分子内ヒドロアミノ化反応に比べるとホスファゼン触媒反応は極めて遅く、これはリチウムによる分子内アルケンの活性化が重要である可能性を示唆している。ホスファゼン触媒反応におけるリチウム塩の反応加速効果を引き続き検討していく。平成30年度に見出した、アルコールの分子内アルケンに対する触媒的付加反応について引き続き検討する。また、ホスファゼン塩基触媒による分子内ヒドロアミノ化反応は、リチウムアミド触媒に比べ非常に反応が遅い。重水素化実験の結果を踏まえ、反応加速を目的としてプロトン源等の添加剤を検討する。試薬等の物品費の一部を他予算で充足できたため試薬等の物品費の一部を他予算で充足できたため
フェノール性硫酸化代謝物の生理機能に関する研究

第二相薬物代謝反応におけるフェノール性化合物の硫酸化抱合は、活性成分の不活性化に寄与すると通常は考えられている。本研究では1-naphthol (1-Nap)と2-naphthol (2-Nap)およびこれらの硫酸化代謝物の1-naphthyl sulfate (1-NapS)と2-naphthyl sulfate (2-NapS)を硫酸化前後のモデル化合物として使用し、これらのフリーラジカル消去作用について既存の手法を用いて比較検証を試みた。その結果、Nap異性体の硫酸化抱合が常に抗酸化活性を軽減させる訳ではなく、その活性は硫酸化される部位に依存しうるということが本研究により明らかになった。農学と医薬学の境界領域に位置する食品機能科学は、ポリフェノール等の食品由来生理活性因子が生体リズムの調節を担う低分子化学物質の本体であるとし、生活習慣病予防またはリスク低減を目指した研究分野として発展してきた。近年、食品や薬剤摂取後に体内で生じる代謝物(メタボライト)が直接要因となり体調調節機能を発現しうる可能性が提唱されつつある。本研究は主に硫酸化代謝物に着目し、フェノール性化合物の「メタボライト」の生理機能を検証することを最終目的とする。初年度には、マイクロプレートリーダーを用いた抗酸化活性の評価法の導入を試みた。当初計画していたうち1,1-diphenyl-2-picrylhydrazylラジカル消去活性試験、スーパーオキシドアニオンラジカル消去活性試験、キサンチンオキシダーゼを介したスーパーオキシドアニオンラジカル産生抑制活性試験をはじめとする機能性評価法の確立を行なった。これらに加えて、2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)カチオンラジカル消去活性試験、galvinoxylラジカル消去活性試験、chlorpromazineカチオンラジカル消去活性試験の導入を行い、これらの実施を可能とした。本研究は主に硫酸化代謝物に着目し、フェノール性化合物の「メタボライト」の生理機能を検証するものである。初年度には評価法の導入に注力したものの、おおむね順調に進展している。2016年度には、4-methylumbelliferone (4-MU)とその硫酸化代謝物の4-methylumbelliferyl sulfate (4-MUS)を硫酸化前後のモデル化合物として使用し、これらの活性酸素産生調節作用について比較検証を試みた。4-MUを例としたフェノール性化合物によっては硫酸体になることで活性酸素(スーパーオキシドアニオンラジカル、O2- radical)産生を調節する場合があることが示された。さらにヒト由来の顆粒球細胞が刺激を受けて産生する活性酸素に対し、非硫酸体4-MUのほうが抑制効果は強いものの、硫酸体4-MUSでも効能の一部は保持される可能性を見出した。本研究は主に硫酸化代謝物に注目し、フェノール性化合物の「メタボライト」の生理機能を検証するものである。2016年度には熊本地震による影響で実験が実施できない空白期間があったものの、おおむね順調に進展している。第二相薬物代謝反応におけるフェノール性化合物の硫酸化抱合は、通常不活性化に寄与することと考えられている。近年、食品や薬剤摂取後に体内で生じる代謝物(メタボライト)が直接要因となり体調調節機能を発現しうる可能性が提唱されつつあるものの、未だ不明な部分も多く残る。2017年度には、1-naphthol (1-Nap)と2-naphthol (2-Nap)およびこれらの硫酸化代謝物の1-naphthyl sulfate (1-NapS)と2-naphthyl sulfate (2-NapS)を硫酸化前後のモデル化合物として使用し、これらのフリーラジカル消去作用について既存の手法を用いて比較検証を試みた。得られたEC50値をもとに抗酸化力を比較した結果、1-NapSでは1-Napよりも6.73-7.35倍の低い活性が得られた。その反面、2-NapSは2-Napと同等の活性を示すことを見出した。これらの結果より、Nap異性体の硫酸化抱合が常に抗酸化活性を軽減させる訳ではなく、その活性は硫酸化される部位に依存しうるということが明らかになった。

その結果、Nap異性体の硫酸化抱合が常に抗酸化活性を軽減させる訳ではなく、その活性は硫酸化される部位に依存しうるということが本研究により明らかになった。初年度に引き続き、評価法の導入を継続して行う。抗炎症・抗アレルギー活性の指標には、ヒアルロニダーゼ阻害活性試験、リポキシゲナーゼ阻害活性試験を実施する。硫酸化酵素研究において良い基質として多用されるものに、ニトロフェノール、ニトロカテコールおよびナフトール等がある。硫酸化前後のモデル化合物としてこれらとその硫酸体を使用し、抗酸化作用に加えて抗炎症作用を中心に機能性の有無と差異を試験管レベルで明らかにしていく。現状ではフェノール性化合物の硫酸体は入手困難な場合が多いため、食品または薬剤由来の硫酸体合成法の検討を開始する。前年度に引き続き、評価法の導入を継続して行う。硫酸化酵素研究または脱硫酸化酵素研究において良い基質として多用されるものに、4-methylumbelliferoneのほか、ニトロフェノール、ニトロカテコールおよびナフトール等がある。硫酸化前後のモデル化合物としてこれらとその硫酸体を使用し、抗酸化作用を中心に機能性の有無と差異を試験管レベルで明らかにしていく。現状ではフェノール性化合物の硫酸体は入手困難な場合が多いため、平行して食品または薬剤由来の硫酸体合成法の開発を行っていく。食品機能科学、食品生化学、薬物代謝化学、健康食品学当該年度には実験機器の導入と実験条件の設定を主に行なったため、消耗品費として計上していた一部に次年度使用額が生じたものの、概ね予定通りの使用額であった。概ね予定通りの使用額であった。次年度には、研究費のうち消耗品費として実験材料消耗品にガラス、プラスチック器具、試薬類の購入を予定しており、成果発表のための経費を計上する。なお、1品若しくは1式の価格が50万円以上の物品の購入は現在予定していない。