hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビスホスホネート長期投与による歯科治療後の顎骨壊死に関する研究

ビスホスホネート(BPs)は強力な骨吸収抑制活性を持ち、骨粗鬆症、高カルシウム血症、乳癌や前立腺癌などによる腫瘍性骨破壊、骨パジェット病などの骨吸収の亢進した病態に対して治療に使用されている。一方、これらの疾患に対するパミドロネートやゾレドロン酸などの長期投与により顎の疼痛、軟組織の種脹ならびに感染、歯牙動揺、骨露出などの症状をともなった顎骨壊死を生ずるという報告がある。これらは-過性あるいは永続性の顎骨への血液供給不足が原因であると推測されているがBPsとの関連性について十分な説明はなされていない。そこで本研究においてはBPsによる顎骨壊死の機序につき検討することとした。抜歯など口腔内の観血的処置に発症することから感染との関連が推測されたので、骨芽細胞における自然免疫系につき検討した。骨芽細胞細胞様MC3T3-E1細胞にはToll様受容体(TLR)-1,3,4,5,6,7が発現していることが明らかになった。これらの中でウイルス由来2本鎖RNAを認識するTLR-3に注目し、以降研究を行った。MC3T3-E1細胞にTLR-3のリガガンドであるpoly(I):poly(C)を作用させると抗ウイルス作用を有するインターフェロンβ(IFN一β)の産生を促し、このIFN-βはautocrinに作用してSTAT-1を介して自らのTLR-3発現を増強することが明らかになった。マクロファージ様RAW264.7細胞をアレンドロネートで前処理した後にLPSを作用させるど細胞死が促進されることや高濃度のクロドロネート、エチドロネート、パミドロネートがRAW264.7細胞におけるインターロイキン(IL)-1β、6、腫瘍壊死因子α(TNF一α)などの炎症性サイトカインの産生を抑制することが知られており、骨芽細胞においても高濃度のBPsにより自然免疫系が抑制されていることが推測される。ビスホスホネート(BP)は強力な骨吸収活性を持ち、骨粗鬆症、高カルシウム血症、乳癌や前立腺癌などによる腫瘍整骨破壊、骨パジェット病などの骨吸収が亢進した疾患の治療に臨床応用されている。一方でこれらの治療の目的でパミドロネートなどのBP長期投与により顎の疼痛、軟組織の腫脹ならびに感染、歯牙動揺、骨露出などの症状を伴った顎骨壊死が生ずるとの報告がなされている。本研究はこの発症機構解明を明らかにするとともに予防策や治療法の開発の一助となる研究を行うことを目的とした。本件における顎骨壊死には破骨細胞の活性抑制による骨吸収抑制の他にも骨芽細胞の活性化による骨形成促進が原因になっている可能性が推測される。そこで本年度は2種類のBPを骨芽細胞に添加し,骨芽細胞に対するBPの効果を長期に観察した.骨芽細胞はアルカリ性ホスファターゼ(ALP)活性が増加し,石灰化した骨様組織を形成することからBSの作用の評価に適するMC3T3-E1細胞を選択した.窒素含有BPであるYM-529を添加した際,骨芽細胞の石灰化期にコントロール群と比較してALP活性が増加し,カルシウム染色により,石灰化も亢進していることが判明した.一方,窒素を含まないBPであるetidronateを添加した際には,分化期後期にALP活性に差が認められたことから,2種類のBPに作用時期の違いがあることが示唆された.

また,BPの骨吸収抑制作用には,破骨細胞に対する作用だけでなく,骨芽細胞に対する直接的促進作用も関与している可能性が示唆された。来年度以降は、本年度と同様の実験をパミドロネートやゾレドロン酸を用いて行うとともに、BPによる顎骨壊死の一因と推測されている血管形成に対するBPの作用について明らかにし、動物実験との併用により本メカニズムの臨床適用への可能性について検討する予定である。ビスホスホネート(BPs)は強力な骨吸収抑制活性を持ち、骨粗鬆症、高カルシウム血症、乳癌や前立腺癌などによる腫瘍性骨破壊、骨パジェット病などの骨吸収の亢進した病態に対して治療に使用されている。一方、これらの疾患に対するパミドロネートやゾレドロン酸などの長期投与により顎の疼痛、軟組織の腫脹ならびに感染、歯牙動揺、骨露出などの症状をともなった顎骨壊死を生ずるという報告がある。これらは一過性あるいは永続性の顎骨への血液供給不足が原因であると推測されているがBPsとの関連性について十分な説明はなされていない。そこで本研究においてはBPsによる顎骨壊死の機序につき検討することとした。抜歯など口腔内の観血的処置に発症することから感染との関連が推測されたので、骨芽細胞における自然免疫系につき検討した。骨芽細胞細胞様MC3T3-E1細胞にはTo11様受容体(TLR)-1,3,4,5,6,7が発現していることが明らかになった。これらの中でウイルス由来2本鎖RNAを認識するTLR-3に注目し、以降研究を行った。MC3T3-E1細胞にTLR-3のりガンドであるpoly(I):poly(C)を作用させると抗ウイルス作用を有するインターフェロンβ(IFN-β)の産生を促し、このIFN-βはautocrinに作用してSTAT-1を介して自らのTLR-3発現を増強することが明らかになった。マクロファージ様RAW264.7細胞をアレンドロネートで前処理した後にLPSを作用させると細胞死が促進されることや高濃度のクロドロネート、エチドロネート、パミドロネートがRAW264.7細胞におけるインターロイキン(IL)-1β、6、腫瘍壊死因子α(TNF-α)などの炎症性サイトカインの産生を抑制することが知られており、骨芽細胞においても高濃度のBPsにより自然免疫系が抑制されていることが推測される。
高シアル化ＩｇＧの調製とその抗炎症作用機序

IgG抗体のFc部位アスパラギン297に結合した糖鎖は抗体のエフェクター機能発現に必須である。近年糖鎖の末端にシアル酸を持つIgGは抗炎症作用を媒介すると示されている。我々はIgG1のPhe243Ala変異体をヒトおよびげっ歯類細胞株にて産生し、シアル化が著明に増強されることを明らかにした。その抗体を用いてIgG-Fc糖鎖末端のシアル酸が、DC-SIGN発現樹状細胞に対してどのように作用して抗炎症作用を発揮するか調べた。前年度は高シアル化IgG産生用変異体IgG1-Phe243Ala (FA243)を哺乳類細胞株を用いて発現させたが、無血清培地における発現量が極めて低く糖鎖構造や機能解析等が困難であった。平成24年度は、その発現ベクターをFlp-Inシステム(Life Technologies社)を用いて新たに構築し、293細胞株とCHO細胞株をFlp-Inシステム用ホスト細胞として改変しIgG産生量増加に成功した。糖鎖構造解析では、IgG1-FA243のalpha2-6シアル化が野生型に比べ大幅に増加することを確認し、初めてヒト細胞株で高シアル化IgG産生に成功した。更にシアル酸付加を増強する培養条件も探索し、10%程度増加がみられた。またシアル化IgGに特異的に結合すると推察されている受容体DC-SIGNの発現ベクターを構築し、現在単球細胞株に遺伝子導入し、そのstable transfectantの作成中である。シアル化IgGを単離する方法として、レクチンアガロースカラムを用いたが、シアル化IgG中の一部のグリコフォームだけが結合し、80%以上のシアル化IgGはカラムを素通りすることが判明した。高シアル化IgGをレクチンカラムを用いて単離する事は非効率であるため、酵素的に高シアル化IgGを調製し、次年度の機能解析に用いる予定である。平成25年度は高シアル化IgG変異体IgG1-Phe243Ala (F243A)の抗体依存性細胞傷害(ADCC)活性をシアリダーゼ処理前後、また野生型IgG1を含めて比較した。F243A変異によりADCC活性は野生型よりも低下したが、a2-6結合シアル酸の有無はF243AのADCC活性に影響しなかった。しかしF243Aのシアル化レベルは30-40%であったため、生物学的活性の検出には更なるシアル化レベルの増加が必要と思われた。シアル化増強の為、無血清培地から血清培地への変更や補酵素添加等の培養条件の至適化、in vitroでの酵素的シアル化を行った。またシアル化IgGはヒトにおいてDC-SIGNを受容体とし、抗炎症性因子の分泌を誘導するとの仮説を検証するため、DC-SIGN遺伝子を単球細胞株で強制発現した。しかし、導入後数日で細胞死に至り使用できなかった。そこで、末梢血単核球からCD14マイクロビーズによりCD14陽性単球を選択し、IL-4やGM-CSF存在下でDC-SIGN陽性樹状細胞へ分化誘導を行った。シアル化IgGおよび非シアル化IgGに対して、DC-SIGN陽性樹状細胞がどのような応答を示すか解析した。当初、培養細胞からのシアル化IgGの産生量が極めて低かったため、機能解析が実施できなかった。また、シアル化IgG精製のため文献に従いレクチンカラムを用いたが、大部分はカラムに結合しなかった。そのため、高純度のシアル化IgG調製のため酵素等の選択や至適条件検討に時間を要した。IgG1産生量が無血清培地では予想以上に低かったこと、マウス宿主細胞J558L細胞にてPhe243Ala変異体を発現した場合ではシアル化が起こらなかったため。ヒト細胞かハムスター細胞を用いる事が必須であることが本研究過程で判明した。高シアル化IgGの調製後、そのFcエフェクター機能解析、DC-SIGNとの相互作用について調べる。単球細胞に発現したDC-SIGNとシアル化IgGとの結合の結果起こるといわれる抗炎症作用機序も検討する。シアル化IgG調製後、その糖鎖構造の詳細を解析、またシアル化によるIgGの機能の変化を補体結合能、抗体依存性細胞傷害活性等のFcエフェクター活性について調べる。また、シアル化IgG受容体と推察されているDC-SIGNを単球細胞株で発現させ、その相互作用を調べる準備を行う。高シアル化IgG調製用として無血清培地、糖転移酵素類、プロテインGセファロースビーズ等を購入する。DC-SIGNとの相互作用後に単球細胞から分泌される液性因子の同定のため網羅的サイトカイン測定用試薬(Bio-Plex, Bio-Rad社)を購入し、DNAマイクロアレイ解析受託サービスを利用する。また、フローサイトメトリー測定用蛍光標識抗体を購入する。IgG

1糖鎖解析の為の糖加水分解酵素類や糖鎖蛍光標識キット、Fcエフェクター活性測定必要量のIgGを精製する為のbioreactor等の培養機器を購入する。またシアル化IgGのみを分離精製するために、プロテインGセファロースビーズとレクチン結合セファロースビーズを使用する。またFcエフェクター機能活性測定にはcytotoxicity assayキットなどの消耗品を使用する。
認知症高齢者の「攻撃行動」に対する意味づけが介護者のストレス反応に与える影響

認知症を抱える高齢者が介護職員に対して示す「攻撃的言動」は、介護ストレスの主要な原因の一つとされている。本研究は、おもにベテラン職員に注目して、「攻撃的言動」への認知的評価と対処法について調査した。ベテラン職員は、「攻撃的言動」の原因には、介護者が努力しだいで解決できる問題のみならず、独力ではすぐには解決できない問題も含まれることを認識していた。帰属した原因に応じて、ベテラン職員は、利用者の苦痛を理解して取り除こうとする対処(共感型対処)と、「攻撃的言動」を受け流したり、その経験を忘れようとする対処(切替型対処)の二つを使い分けていた。これら二種類の対処は職員のストレス反応と関連しており、とくに後者の対処がストレス反応を有効に軽減させることが示された。介護現場で重篤なストレッサーとなっているものに、いわゆる「攻撃行動」がある。ここでいう「攻撃行動」とは、認知症患者が介護者に対して示す「ののしる」「おどす」「わめく」「たたく」「つかむ」「ける」「押す」「ものを投げる」「ひっかく」「かむ」「変な音をたてる」などの行為をさす。本研究は「攻撃行動」がうみだす介護ストレスの軽減を目的としている。ストレスの精神的負担を規定する要因の一つに、ストレッサーに対する当事者の意味づけがある。意味づけを構成する要素のなかでも、ストレスフルな出来事がなぜ生じるのかという原因帰属は、精神的負担の程度を大きく規定することが知られている。3年計画の初年度にあたる今年は、探索研究として、ベテラン介護者が「攻撃行動」に対しておこなう原因帰属と対応法の内容を幅広く収集し、そこから精神的負担の軽減に結びつく原因帰属の特徴を明らかにすることを目的とした。はじめに介護職従事者35名を対象とした質問紙調査をおこなった。その結果、「攻撃的行動」が生じる主な原因は、患者に欲求不満を生みだすような介護の仕方であり、介護の仕方を改善することにより「攻撃的行動」をコントロールできると考えられていることが明らかになった。つづいて質問紙調査の回答者8名に対してより詳細な面接調査をおこなった。その結果、「攻撃的行動」を生みだす原因は、介護の仕方の他にも、患者と介護者の相性があわないことなどがあり、これらの原因をコントロールすることは難しいと考えられていることが明らかになった。以上の調査結果から、状況に応じて複数の原因帰属を使い分け、対応の仕方を柔軟に変えることが、介護ストレスの軽減に有効であるという仮説が導き出された。本年度の成果を踏まえて、来年度は関東地方在住の介護者を無作為抽出し、質問紙調査を実施することで、本仮説を定量的に検証していく予定である。前年度の探索的研究より、"「攻撃的言動」に対して柔軟な原因帰属を行い、状況に応じて対処法を使いわけることにより、介護者のストレス反応は軽減されるという"仮説が導出された。3年計画の2年目にあたる本年は、規模の比較的大きな質問紙調査を通して本仮説を検証した。質問紙は1)属性、2)攻撃的言動の経験頻度、3)対処可能感尺度(前年度の調査結果等に基づき独自に作成)、4)心理的ストレス反応、5)ストレッサー尺度、6)自尊感情尺度、から構成した。茨城県、埼玉県、栃木県、東京都の認知症対応型グループホームから計800ケ所を無作為抽出して郵送調査を行い、461名から回答を得た。対処可能感尺度に対して因子分析を行った結果、2因子構造が確認された。第1因子(「共感」)は、攻撃的言動を防ぐために、"利用者を共感的に理解できる"、"利用者と信頼関係を築くことができる"などの自信を表す項目から構成された。第2因子(「割切」)は、攻撃的言動を受けたときに、その経験を"仕事として割切ることができる"、"すぐに忘れられる"などの自信を表す項目から構成された。両尺度は比較的高い信頼性と、一定の基準関連妥当性を有することが確認された。「共感」尺度とストレス反応とは弱い負の相関を示したことから、利用者を共感的に理解する自信を有する者は、ストレス反応が小さいことが示唆された。「割切」尺度とストレス反応とは中程度の負の相関を示したことから、利用者との葛藤を、状況に応じて仕事と割切れる自信を有する者は、ストレス反応が小さいことが示された。以上の結果より、「攻撃的言動」に対しては、暖かく共感的な対応と、冷静で割切った対応という、一見すると相反して見えるような対処を状況に応じて使い分けることが有効であることが示された。以上の結果は本研究の仮説を支持するものであった。本年度は、3年計画の最終年度に当たる。

当初の計画にしたがい、おもに2つの取り組みをおこなった。第1に、研究成果の公表・発信である。調査から得られた成果を日本心理学会で発表した後に、学術雑誌に論文として公表した。第2に、介護職従事者に対して、研究成果をフィードバックした。フィードバックの材料として、ストレス対処に関するリーフレットを作成した。このリーフレットには、ストレス理論に関する既存の知識・理論と、本研究から得られた新たな知見の両者を盛りこんだ。本研究で得られた知見とは、「攻撃的言動」に対する、ベテラン介護者の原因帰属と対応の仕方である。調査の結果、「攻撃的言動」の原因として、「介護に対する欲求不満」、「病を受容することにともなう苛立ち」、「入居者と介護者との相性」、そのほか多様な要因を明らかにすることができた。こうした原因帰属をおこなうとき、新人職員は、もっぱら一つの原因に注目する傾向があった。それに対して、ベテラン職員は、状況に応じて帰属する原因を柔軟に変えるという特徴がみられた。さらにベテラン職員は、帰属した原因に応じて、「共感的な対応」と「相手と距離をとる対応」を使い分けていることが明らかになった。こうしたベテラン職員の特徴を分かりやすく伝えるリーフレットを用いて、ストレスマネジメント教育としてのフィードバックをおこなった。今後、フィードバックの効果を定量的に評価していく予定である。
国内外来爬虫類が分布拡大の最前線で在来生態系に与える影響

本研究では、移入種が分布拡大の最前線で在来生態系へ与えるインパクトを評価するため、国内外来種であるオキナワキノボリトカゲJapalura polygonata polygonataを対象として、分布域、個体数、食性、低温耐性、移入経路、定着メカニズム等を分析する。2年目にあたる今年度は、昨年度と同様に正確な分布域の調査および低温低温飼育実験を行うと同時に、地元住民への聞き取り調査を行った。分布調査については、徒歩による目視調査を行い、昨年度の調査で分布の確認できていない地域でオキナワキノボリトカゲの移入個体を発見した。昨年度の調査では個体の発見と同時に駆除も行っていることを考えると、駆除無しではこれ以上の分布拡大が起こっていた可能性があると判断できる。また現在の分布拡大状況を考えると、現分布地の周辺部が分布拡大の最前線であると判断でき、希少生物の補食に対して正確な評価が行えるものと期待される。特に今回は3月という比較的気温の低い時期に調査を行い、オキナワキノボリトカゲの活動を確認できた。低温耐性実験の結果も合わせると、予想以上に低温耐性が高いことを示唆している。同時に今年度も引き続き発見個体の駆除に努めた。オキナワキノボリトカゲ外来個体群が定着した宮崎県では爆発的な個体数増加が起こった後に駆除を開始し、個体数の減少に成功したが、駆除活動中止後には再び個体数が回復してしまっている。今回のように駆除を継続的に行うことが、屋久島の在来生態系への影響を最小限に押さえることに繋がると思われる。また地域の住民への説明会を開催し、国内外来種であるオキナワキノボリトカゲが在来生態系へ与えるインパクトを説明した。昨年度は目視や聞き取りによる分布調査、越冬耐性に関する予備実験を行った。これに対して今年度も引き続き、5月、6月、7月、9月、10月、3月にのべ18日間の徒歩による目視による分布調査を行い、国内外来種オキナワキノボリトカゲ122個体を発見し、うち61個体を捕獲した。昨年度の135個体発見中80個体捕獲に比べると捕獲効率は低くなっているが、同程度の発見個体数であり、個体数増加は抑えられているものの減少にまでは繋がっていないと判断できる。今年度発見した個体の中には、幼体や卵をもったメスも少なからず含まれており、オキナワキノボリトカゲの繁殖が継続していると思われる。併行して、住民への聞き取り調査も行い、まだ発見されていない場所での生息を示唆するような情報も得た。実際に、昨年度に分布が確認されていない場所でも個体が発見された。このように分布域が引き続き拡大していることから、本調査が急務であることを示している。また、3月という比較的温度が低い時期においても、活動中のオキナワキノボリトカゲを発見できた。併行して越冬耐性に関する予備実験も行った。昨年度に引き続き、本州(静岡県)の野外飼育下においてオキナワキノボリトカゲが越冬した。これらは、従来予想された環境よりも低い温度条件でも十分活動できることを示唆している。このように調査回数は、予算や天候の関係で当初の計画よりも減らさざるを得なかったが、個体数増加を抑えることに成功し、3月という予想外に時期の活動も確認できたことは、大きな進展である。また地域の住民への説明会を開催し、国内外来種であるオキナワキノボリトカゲが在来生態系へ与えるインパクトを説明し、今後の調査への協力を依頼することができたことも一つの成果である。次年度についての当初の予定では、昨年度や今年度で集めたオキナワキノボリトカゲ標本を用いて胃内容物分析や移入経路特定を中心に行う予定であった。しかし、台風の影響により実施できない調査があったこと、駆除作業の効果が表れ、個体数増加をコントロールできそうなことを考慮して、昨年度や今年度と同様に屋久島において、分布域、個体数、選好環境、食性に関する野外調査も継続する。分布域については、過去の目撃地および周辺地区を中心に、これまで記録がなかった地域についても目視調査を行う。また、国内外来種の駆除に対する短期の効果を評価するため、モニタリング調査を行い、駆除個体数と分布個体数の関係等を分析する。駆除した個体の一部は、低温耐性を調べるため飼育し、様々な環境に置き、行動変化を調べる。これを自然分布域の野外データと比較し、生態特性の急激な適応の有無や程度を調べる。同時に、当初の予定通り、オキナワキノボリトカゲの食性についての分析を本格的に行う。駆除した個体を解剖により胃内容物を摘出し、形態学的に餌生物の種同定をする。形態学的な特性により、餌生物の体の一部があれば、目レベルまでの分類は可能であると思われる。科レベル以下については、エタノール中に保存された駆除個体の組織の胃内容物からDNAを抽出し、DNAバーコーディングを利用して種・亜種レベルにまで同定する。同定に必要なDNAバーコーディングは既に公開されているDNAデータベース情報を利用し、データベースにないときは自ら餌生物候補の塩基配列を決定する。分子系統学的な手法を用いての原産地特定も併行して行う。住民への移入経路特定に繋がる情報の聞き取り調査、および現状で得ている聞き取り調査に対する裏付け調査についても行う。

本研究は、現行の外来生物法では外来種に相当しない国内外来生物という新しい問題に着目したものである。同時に対象が自然分布域である沖縄諸島では絶滅危惧種の指定を受けるため、駆除と保全という相異なる問題を扱うユニークな研究でもある。開始年度にあたる今年度は、まず正確な分布域の調査および今後の研究の予備的な実験を行った。分布調査については、過去の論文および昨年度までの予備調査で分布の確認できていない地域で移入個体が発見された。これは分布拡大が起こっていることと同時に、この地域が分布の最前線であることを意味する。移入種が在来生態系に与える影響は、定着して年月が経った地域では、捕食された個体群は既に消失している可能性が高いが、分布拡大の最前線である本調査地では、移入種に関する様々な項目、特に分布拡大の最前線での希少生物の補食、に対して正確な評価が行えるものと期待される。同時に本研究では発見個体の駆除に努めた。同外来個体群が定着した宮崎県では対応が遅れ、爆発的な個体数増加が起こっている。外来種は、生息環境の物理的破壊や化学的汚染に匹敵する脅威となること、また上位捕食者で在来捕食者と異なる特性を有する場合に急激な影響を及ぼすことが指摘されている。実際に小笠原諸島では、外来トカゲが定着した結果、餌生物や在来トカゲが激減し、場所によってはほとんど消滅してしまっている。これに対して、今回の駆除は比較的早めに着手できおり、屋久島の在来生態系への影響を最小限で抑えていると思われる。今年度は5月、7月、8月、9月、10月にのべ14日間の徒歩による目視調査および聞き取り調査を行い、国内外来種オキナワキノボリトカゲ135個体を発見し、うち80個体を捕獲した。これらの中には、幼体や卵をもったメスも少なからず含まれていた。分布域については、過去の論文で分布が報告された地域よりも広範囲な隣接地域で移入個体が発見された。これは、拡大速度は遅いながらも確実に分布拡大が起こっていることを意味し、本研究における成果の一つである。また、活動性の季節変動も明らかになり、少なくとも5月から10月にかけては、移入地でも十分活動できることが明らかになった。越冬耐性に関する予備実験も行った。実験できたのは4匹と少数ながら、うち2匹が本州(静岡県)の野外飼育下において越冬した。静岡県は比較的温暖ではあるが、12月から3月にかけては平均最低気温が摂氏5度を下回り、原産地の平均最低気温よりも10度以上低い環境下でも生息できることが示唆された。しかし、現地での野外調査の回数は、申請額より配分が減額されたため月2回を予定していたものを1回に減らす必要が生じた。さらに、その1回も台風等の影響で日程変更を余儀なくされたり、実施できた調査においても天候悪化による活動性の低下のための発見率低下に繋がったりした。このため、胃内容分析や次年度以降の調査項目に対する予備実験のための十分な個体数を採集することができなかった。この部分の遅れがあり、「やや遅れている」と判断した。
超高圧反応を基軸とする高効率官能基変換プロセスの開発

本研究は、高効率な官能基変換プロセス実現のために、超高圧反応場の有用性を明らかにするとともに、そこから得られる情報を最大限に活用し、革新的な有機合成反応の開発に繋げることにある。その結果、以下の成果を得ることに成功した。1.超高圧条件下でのアミド/尿素系化合物の共役付加反応:弱い求核剤であるアミド/尿素系化合物の共役付加反応は、通常強力な塩基や酸触媒の使用を必要とする。これに対し、p-TsOH触媒存在下高圧反応を行うと、望む1, 4-付加生成物がきれいに得られることを見つけた。2.超高圧条件下での含窒素複素環化合物のα, β-不飽和エノン類への共役付加反応:上記反応の延長として、α, β-不飽和エノン類への含窒素複素環化合物の共役付加反応を検討した。この種の反応も通常強力な塩基や酸触媒の使用を必要とする。種々検討した結果、超高圧条件下水中で反応を行うと、無触媒でも望む1, 4-付加生成物がきれいに得られることを見つけた。本反応は種々の基質に対して有効である。3.マイクロウェーヴ反応場での含窒素複素芳香環化合物の活性化シクロプロパン誘導体へのホモ共役付加付加反応:活性化シクロプロパン誘導体をアクセプターとする含窒素複素芳香環化合物のホモ共役付加反応について、触媒量のLa(OTf)_3存在下、マイクロウェーヴ照射させアセトニトリル中で反応を行うと、目的とするγ-アミノ置換カルボニル系化合物が収率よく得られることを見つけた。4.その他:その他として、チオ尿素系有機触媒を用いる活性化ケトン類の高圧ヘテロDiels-Alder反応、水系で有効なDMAP関連有機触媒の開発とMichae1付加反応への適用、シリカゲル吸着ヘテロポリ酸を活用した種々の官能基変換反応等を開発することに成功した。これに対し、p-TsOH触媒存在下高圧反応を行うと、望む1,4-付加生成物がきれいに得られることを見つけた。2.超高圧条件下での含窒素複素環化合物のα,β-エノン類への共役付加反応:上記反応の延長として、α,β-エノン類への含窒素複素環化合物の共役付加反応を検討した。種々検討した結果、超高圧条件下水中で反応を行うと、無触媒でも望む1,4-付加生成物がきれいに得られることを見つけた。3.超高圧/チオ尿素系触媒を利用するケトン類の新規ヘテロDiels-Alder反応:カルボニル化合物のヘテロDiels-Alder反応は、ピロンあるいはピラノン類合成の最も直接的な手法である。しかし、これをケトン類で成功させた例は少ない。今回、チオ尿素系化合物を有機触媒とする高圧反応で、目的のヘテロDiels-Alder反応がきれいに進行することを見つけた。4.超高圧ヘテロDiels-Alder反応を駆使した(+)-Boronolideのエナンチオ選択的合成:有機不斉触媒の利用を目的とした天然物合成研究の一環として、抗マラリア活性剤(+)-Boronolideのエナンチオ選択的合成を検討した。その結果、最終ステップとなるピロン環構築に超高圧ヘテロDiels-Alder反応が有効であり、これにより目的物の不斉全合成を達成することに成功した。

4.その他:その他として、チオ尿素系有機触媒を用いる活性化ケトン類の高圧ヘテロDiels-Alder反応、水系で有効なDMAP関連有機触媒の開発とMichae1付加反応への適用、シリカゲル吸着ヘテロポリ酸を活用した種々の官能基変換反応等を開発することに成功した。
生体内ホルモンを指標とした周産期の不安・抑うつ症状に関する縦断的研究

約1/3の女性が妊娠中に不安や抑うつ症状を経験すると言われている。妊婦の不安や抑うつ症状と、早産や低出生体重児、産後うつ、生まれてきた子どもの行動面・感情面の問題との関連については多くの報告がみられる。本研究では、1妊娠中期の不安・抑うつ症状と分娩期の異常との関連、2妊娠中期の不安・抑うつ症状と産後3か月までの不安・うつ症状との関連、3分娩期の異常と産後3か月までの不安・うつ症状との関連の3つ明らかにすることを目的としている。2018年4月から、調査施設において研究参加者の募集を開始した。対象者は、子宮内胎児死亡の既往がない2040歳の初産婦である。妊娠20週までに対象者の募集を行い、同意の得られた参加者には妊娠中期から産後3か月までの期間において調査を行った。オキシトシンとコルチゾール測定のための唾液と血液の採取は、妊娠中期にそれぞれ1回ずつおこなっている。EPDSやSTAI等を含めた質問紙調査は、妊娠中期・妊娠後期・産後直後・産後1か月・産後3か月の5時点で実施し、産後直後と産後3か月の時点では研究者が妊娠・分娩・産後の母子の情報を診療録から収集している。2019年1月の時点で、研究参加者が135名に達したため、対象者の募集を終了した。2019年3月現在、参加者のうち54名が5回のすべての調査を終了し、のこりの81名は調査の途中である。81名のうち48名は産後直後までの調査を終了し、13名は妊娠後期まで、20名は妊娠中期の調査を終了している。なお、調査途中の81名は、2019年8月中に調査終了予定である。当初の計画では、研究参加者の募集を2018年の9月中に終える予定であったが、参加者の数が予定より少なかったため募集期間を12月中までに延長した。そのため、約3か月間の調査の遅れが生じている。調査は2019年8月中に終了予定である。研究課題ごとに、データが集積した時点で分析を開始する。独立変数間の多重共線性を確認後、独立変数に先行研究から考えられる交絡要因を含め、多重ロジスティック回帰分析を行う。研究成果をまとめ、学会発表・論文投稿を行っていく。調査に遅れが生じており、オキシトシンとコルチゾールの分析を2018年度中に終了できなかったため、未使用額が生じた。2019年度も継続して分析を行っていく予定であり、そのための分析費用や分析に必要な試料等の費用として使用する。
膜ラフトにおけるGタンパク質シグナルの分子制御

コレステロール、スフィンゴ脂質、GPI結合タンパク質、脂質修飾された膜タンパク質などの集積により形成される細胞膜のマイクロドメインは総称して脂質ラフト(lipid raft)と呼ばれる。ラフトには受容体、Srcファミリーチロシンキナーゼ、Gタンパク質などのシグナル伝達分子が集まり、細胞外のシグナルを迅速に効率良く伝達する場として重要な役割を果たすことが示唆されている。しかし、ラフトでのシグナル伝達機構はほとんど明らかになっていない。フロティリン(flotillin)はラフトに局在するタンパク質として見出された分子である。私共は、酵母Two-hybrid法を用いてGタンパク質αサブユニット(Gα)の一つであるGαqがフロティリン1と相互作用することを見出した。まず哺乳動物細胞のラフト画分にGαqとフロティリン1が共在すること、細胞での過剰発現系および組換え体タンパク質を用いたin vitro系で両者が相互作用することを確認した。次に、種々のGαとの相互作用を検討したところ、Gαi、Gα12、Gα13との相互作用は観察されずGαsとの弱い相互作用のみ認められたことから、フロティリン1とGαとの相互作用はGαqに特異的であることが明らかとなった。さらにフロティリン1のN末側の192アミノ酸からなるSPFHドメインとGαqのN末のαヘリックス含有領域が相互作用に必要であることを明らかにした。フロティリン1のsiRNAを調製し、Gqを介して引き起こされる細胞応答、例えば細胞内カルシウム応答、チロシンリン酸化、MAPキナーゼ活性化などへのフロティリン1ノックダウンの効果を検討中である。また、アダプタータンパク質Nck1が膜においてGqおよびSrcの下流で働き細胞遊走の調節に関係することを初めて明らかにした。
PCR法及び外来遺伝子発現系による薬物トランスポータ群の構造・機能解析

薬物の腸管吸収及び腎排泄はベクトル的な経細胞輸送過程であり、上皮細胞膜を構成する刷子縁膜(管腔側)と側底膜(血管側)に局在する輸送系(トランスポータ)の介在によって制御されている。本研究では、PCR法及び外来遺伝子発現系を応用し、薬物トランスポータ群のクローニングとそれに基づく構造・機能解析を目的とした。1)ペプチドトランスポータのcDNAクローニングと構造・機能及び組織分布家兎オリゴペプチドトランスポータPEPT1のアミノ酸配列を参考にPCR法を応用してラットに発現している2種類のペプチドトランスポータのcDNAを単離した。クローン化したラットPEPT1及びPEPT2は、それぞれ710個及び729個のアミノ酸からなる12回膜貫通型タンパク質であった。ノーザンブロット分析並びにPCRによって両トランスポータの臓器分布を調べた結果、PEPT1の発現は小腸に最も多く、腎皮質にも存在すること、一方PEPT2は腎にほぼ特異的に発現していることが示唆された。抗PEPT1抗体を用いてウェスタンブロッティングを行ったところ、PEPT1は十二指腸、空腸及び回腸に強く発現していたが、結腸や直腸では検出されなかった。さらに、免疫染色によってラット小腸並びに近位尿細管刷子縁膜にPEPT1の局在していることが確認された。外来遺伝子発現系を用いた機能解析によって、ラットPEPT1及びPEPT2はβ-ラクタム抗生物質等のペプチド類似薬物を認識し輸送することが明らかとなった。2)腎有機アニオントランスポータのcDNAクローニング及び構造機能解析肝有機アニオントランスポータ(oatp)のアミノ酸配列を基に、腎尿細管特異的に発現している新規有機アニオントランスポータ(OAT-K1)のcDNAをクローニングした。ラットOAT-K1は、一部の腎排泄型アニオン性薬物の尿細管側底膜輸送を媒介していることが示唆された。
災害前後に計測された航空レーザー測量データを利用した山地斜面の崩壊危険個所の特定

岩手宮城内陸地震前後に複数回計測された航空レーザー測量データを比較し、斜面に変形が認められる箇所を抽出し、現地で確認した。亀裂等の斜面の変形が認められた斜面では土質調査を行った。亀裂が発生した斜面では簡易貫入試験および土質断面調査から、N値が20以下の風化した層が厚く存在するとともにN値が10以下の脆弱な層も形成されていることが確認された。調査地では地震後の降雨により新たな崩壊が発生しているが、AMeDAS雨量データから土壌雨量指数と確率降雨を算出すると、地震発生以降の雨量では崩壊が発生する可能性は低いという結果となり、地震によって崩壊が相対的に発生しやすくなっていること明らかとなった。2008年6月18日に発生した岩手宮城内陸地震前後に複数回計測された航空レーザー測量(LiDAR)データから、陰影図、等高線図および断面図をそれぞれ作成した。断面図以外の作成した図はArcGIS上で重ね合わせ、比較することで斜面に変形が認められる箇所を抽出した。抽出した変形が認められる斜面については、その有無を現地で確認したところ、すでに崩壊が発生している箇所も見られたが、亀裂等の斜面の変形のみで崩壊に至っていない箇所が複数、認められた。これまでに亀裂が確認された斜面において土質調査を行い、亀裂が確認されていない斜面の状況と比較した。その結果、亀裂が発生している斜面では簡易貫入試験および土質断面調査から、N値が20以下の風化した層が厚く存在するとともに、N値が10以下の脆弱な層が風化が進んだ層内で形成されていることが確認され、相対的に崩壊が発生しやすくなっていることが推測された。また、調査地周辺のAMeDAS雨量データから土壌雨量指数および確率降雨を算出したところ、2008年の岩手・宮城内陸地震発生から地震後に崩壊の発生が確認された3か月間の雨量では崩壊が発生する可能性は低いという結果となり、地震によって地盤が脆弱化したために崩壊が発生したことが明らかとなった。得られた結果のうち、道路等への影響が判断された崩壊危険個所については関係する部署に場所と現在どのような状況となっているのかを伝え、対応をお願いした。2008年岩手・宮城内陸地震の災害地である宮城県栗原市において、入手した地震前後の空中レーザー測量(LiDAR)データから、陰影図および等高線図および断面図をそれぞれ作成した。断面図以外の作成した図はArcGIS上で重ね合わせ、比較することで、斜面に変形が認められる箇所を抽出した。特定した箇所については、現地を踏査することで亀裂の有無といった斜面の変形を確認した。これまでに確認した斜面の変形箇所では、すでに崩壊が発生している箇所も認められるものの、亀裂等の斜面の変形のみで崩壊に至っていない箇所が複数認められた。斜面の変形が確認された箇所については、次年度の調査のために、亀裂が発生した位置をGPSを使用して記録し、地図上に記載した。その一方で変形の痕跡が認められない箇所も複数認められた。この原因については計測されたデータの精度、データの処理(植生データを除去するフィルタリング作業など)、あるいはその後の解析作業にともない発生する誤差が原因であろうと推測された。このほかに、2011年3月11日に発生した東日本大震災後に計測されたLiDARデータを入手し、陰影図、等高線図および断面図を作成した。作成した図と上記の2008年岩手・宮城内陸地震後のLiDARデータから作成した図を比較し、斜面の変形箇所の有無を確認する作業を行った。作業結果については次年度に現地を踏査し、確認する予定である。東日本大震災後のLiDARデータの解析による震災による斜面の変形の有無は現在確認作業中であるが、当初の目的とした、複数の時期のLiDARデータの解析から斜面の変形箇所を抽出し、現地踏査から亀裂等の斜面の変形の痕跡を確認することはできているため、当初の目的を達成したと考える。前年度に引き続き解析結果の確認作業を行う。それとともに確認された斜面の変形の進行の有無および脆弱な層(すべり面)を確認するために、現地測量、貫入試験等による土質調査、土質断面調査などを実施する。さらに周辺の地形・地質および降水量のデータを収集し、これまでの降雨状況と崩壊の発生状況との関係を検討し、崩壊の危険性を評価する。備品および消耗品を購入した際に当初の予定金額よりも価格が下がり、余剰が生じた。余剰分は、これまでのデータの解析結果を確認するためには現地を踏査することが必要であるため、その経費とする。
高感度化学発光分析法による遺跡土質中の有機物質の迅速探査

1)化学発光分析装置が完成し,高速液体クロマトグラフィーと連結して選択的分離が行えるようになった。例えばアミノ酸を化学修飾後,この装置で分離定量することにより,従来法に比べて約100倍位検出感度が向上した。この方法を応用して考古遺物中の絹繊維の劣化状態等を研究中である。特に奈良県藤ノ木古墳からは各種の絹繊維が出土しているが発掘後,7,8年の年月が経過し,劣化も進行しているので顕微赤外,走査電顕等の結果と総合することにより詳細な成果が得られる。平成8年度の古文化財保存修復学会で発表後,すぐに投稿論文とする予定である。2)顕微赤外分析に関しても,日本各地の遺跡から出土する銅鏡や鉄剣に付着する絹,麻類について研究し,外見が織物状に見えても実質的には有機物質は分解し,銅や鉄の酸化物となっていることを明らかにした。イギリスのビクトリアアンドアルバ-ト美術館で昨年開催された文化財に対する赤外分析(FT-IR)の研究集会で成果を発表し,目下論文として投稿中である。3)日本各地の土壙墓,石棺内の遺体の置かれていた場所の土を採取し,脂質を検出後,特にコレステロール,コプラスタノールをGC-Massで検出する方法により遺体の性別推定の手がかりとなることを明らかにした。重点領域の計画班が実施した兵庫県七日市遺跡の場合は女性遺体と推定できた。成果は6月に日本文化財科学会で発表後,論文とする予定である。
加圧熱水による反応場を用いたデンプン・多糖類のナノ粒子分散系調製技術の開発

本研究では,耐圧容器と加熱装置を用いてつくられる熱水の反応場で米澱粉のナノスケール微細化を進め,難分解性のモチ米澱粉を分解し,平均粒子径105.4 nmの澱粉ナノ粒子を調製することが可能であることを示した。亜臨界水のイオン積によって,加圧熱水の反応場の特性を評価できることが明らかになり,さらにイヌリン加水分解を試みた,本研究の目的である加圧熱水を用いた澱粉・多糖類のナノ粒子分散系調製技術についての新しい知見を得ることができた。これらの熱水ナノスケール微細化や反応場の評価法は,ナノ粒子調製リアクタの熱水の反応場制御に利用できると考えられる。本研究は,ある程度過酷な反応場(温度:200 °C(473.15 K),圧力:7 MPa)を加圧熱水システムにより作りだし,大きな目標として食品加工やバイオマス変換技術として広く応用の可能なデンプン・多糖類のナノ分散系調製のための加工基盤技術を開発することにある。具体的な課題として,加圧熱水システムの反応条件に基づいてデンプン・多糖類ナノ粒子分散系を調製するとともに,ナノ粒子化ための各種温度・圧力条件で得られた結果を取り纏めて反応条件と粒子径との関係を明らかにし,粒子径制御プロセスを提案する。ナノ分散系調製の条件検討:デンプン,ブナ由来キシランを供試し,耐圧容器内の条件を整えた後に,有機合成装置ヒータで昇温させながら,加圧熱水の反応場を創り出した。反応を始めてから設定温度到達までの過程における温度変化,圧力変化を計測しながら,具体的には,昇温時間を4段階18, 36, 54, 72 minに設定した。ナノスケール加工とナノ分散系の安定性:上記方法を用いて,デンプン・キシランのナノスケール加工を進めたところ,耐圧容器の初期圧力2.0 MPa,加熱時間72 minの条件(熱水の内部エネルギー約13.3 kJ/mol)で,最小ナノ粒子が調製され,これらナノ分散粒子の粒子径(D50)は,デンプンで52.9 nm,キシランで492 nmであった。ナノ粒子分散系の安定性評価を行うため,5°Cで1カ月貯蔵試験を行ったところ,最も小さなナノ粒子分散系では,凝集が認められず分散系のナノ粒子は,安定していることが明らかになった。走査型電子顕微鏡観察:ナノ分散系から調製された固体試料の走査型電子顕微鏡によって,様々の形状や大きさの粒子が観察された。乾式の粉砕方法では,破壊できない糯米デンプン粒が,ナノスケール加工されたナノ分散系の粒子においては,破壊されている状態が観察された。加圧熱水による反応場条件(温度:200°C,圧力:7 MPa)を耐圧容器と有機合成装置によって設定し,生物資源(バイオマス)の変換技術として応用することができるデンプン・多糖類ナノ分散系調製のための加工基盤技術(ナノ粒子調製リアクタ)の開発を進めた。ナノ粒子分散系の粒子径制御についての基礎的知見を得るために,加圧熱水反応場のイオン積とデンプンナノ粒子の平均粒子径との関係を調べた。分散液中の大粒子を遠心力によって取り除きより小さなデンプンナノ粒子の精製を行った。応用例として,ナノ粒子調製リアクタを用いてイヌリンの亜臨界水処理を行い,得られたイヌリン加水分解物について,質量分析を行った。ナノスケール微細化:ナノ粒子調製リアクタを用い,濃度5水準,初期圧力3水準,到達温度3水準の調製条件にて微細化を進めた。さらに,Marchall-Franckの式を用いてリアクタ温度と圧力からイオン積を求めた。遠心分離によるデンプンナノ粒子の生成:デンプン濃度2水準とし,回転数を15000 rpm,20000 rpm,25000 rpm,30000 rpmの4水準で操作,それぞれの条件での遠心分離の後,上澄みを採取し,粒子径と粒子径分布,ζポテンシャルの測定を行った。イヌリン加水分解物の質量分析:亜臨界水処理によって得られたイヌリン加水分解物の質量分析を行った。ナノ粒子調製リアクタ操作範囲の温度・圧力の制御により,目的とするナノ微細化粒子の平均粒子径を調製できることが示唆された。ナノ粒子分散系の平均粒子径の最小値は,73.9 nm(動的光散乱法キュムラント解析モード)であった。亜臨界処理水中のイヌリン加水分解物の質量分析を行った結果,DFAIII(ジフルクトース無水物III)を含むDFAsが構成成分として存在する知見を得た。

本研究は、ある程度過酷な反応場(温度:200 °C(473.15 K)、圧力:7 MPa)を加圧熱水システムにより作りだし、大きな目標として食品加工やバイオマス変換技術として広く応用の可能なデンプン・多糖類のナノ分散系調製のための加工基盤技術を開発することにある。具体的な課題として、加圧熱水システムを用いて各種温度・圧力条件に基づいてナノ粒子分散系を調製するとともに、ナノ粒子化ための各種反応条件で得られた結果を取り纏め、最適な反応条件を見いだす。糖質素材のサイズダウンによって生ずる融点低下、溶解度増大、結晶化、物性改良等の物理化学的性質の解明を進め、ナノ粒子分散系の新機能創出に向けた知見を提示する。今年度の研究の成果・具体的内容を以下に示す。ナノ分散系調製の条件検討:加圧熱水処理の試料として耐圧容器内の条件を整えた後に、反応容器を有機合成装置にセットし、加圧熱水の反応場を創り出した。反応を始めてから設定温度到達までの過程における温度変化、圧力変化を計測した。イオン化カルシウムの分析:デンプンとカルシウムイオンのナノ構造体を作製することを目指し、バイオマス素材として扱われるホタテ貝殻の緩衝液/酸・塩基抽出カルシウムの特性を明らかにするために、微粉末ホタテカルシウムの可溶化と、イオン化カルシウムの測定を行った。噴霧乾燥試験:溶解度の高い物質(具体的には尿素)のモデル液体を供給して、乾燥温度、空気供給圧力、二流体ノズル径数種を組み合せて噴霧乾燥実験を進め、噴霧乾燥機の運転条件の解明を行った。運転時の所用エネルギーや収率について測定を行い、噴霧乾燥機による溶解度の高いモデル液体の微粒子化についての特性を調べた。大きな成果としては,加圧熱水システムの条件を設定し,ナノスケール化を進め,乾式粉砕・分級方法では困難であった米デンプン粒子のナノスケール化が達成され,設定目標近くの平均粒径サイズまでデンプン粒子を小さくできたことにある。ナノ分散系調製の設定条件に基づいて,デンプン・キシランのナノスケール加工を進め,得られたナノ分散系の安定性についての知見が得られた。具体的成果としては,デンプン・キシランそれぞれのナノスケール加工を進めたところ,耐圧容器の初期圧力2.0 MPa,加熱時間72 minの条件で,最小ナノ粒子が調製され,これらナノ分散粒子の粒子径(D50)は,デンプンで52.9 nm,キシランで492 nmであった。さらに,ナノ粒子分散系の安定性評価を行うため,調製ナノ粒子をスクリューバイアル瓶に封入して5°Cで1カ月貯蔵試験を行ったところ,最も小さなナノ粒子分散系では,凝集が認められず分散系のナノ粒子は,安定していることが明らかになったことにある。さらに,これまでの本研究の取り組みで開発されたナノスケール加工技術による調製ナノ分散系粒子の走査型電子顕微鏡による微粒子構造においては,乾式の粉砕方法では,破壊できない糯米デンプン粒が,破壊されている状態が観察されるなど,新しい知見が得られている。加圧熱水による反応場を用いたナノ粒子分散系調製の条件検討は、本研究の中心的な課題である。大きな成果としては、加圧熱水システムの条件を設定し、微粒子化を進め、乾式粉砕・分級方法では困難であった米デンプン粒子のナノスケール化が達成され、設定目標近くの平均粒径サイズまでデンプン粒子を小さくできたことにある。また、カルシウムとデンプン複合ナノ粒子作製に向けた加工技術の提案のため、前処理としてカルシウムの可溶化と測定、同時に噴霧乾燥を用いたデンプン・多糖類ナノ粒子の固体結晶化についての実験を行った。ナノ分散系構築のための条件検討:平均粒子径約30 μmの米デンプン(0.6 g)、溶媒として超純水(60 ml)を耐圧容器(63 ml)に注入をする。耐圧容器内の空気を窒素ガスに置換した後、容器内を所定の圧力(大気圧3 MPa)に調整・密封する。
一酸化炭素直接挿入型、新規カルボニル化法の創出とチオカーボネート類合成への展開

平成15、16年度の本研究課題の研究により、セレンを触媒量加え、ジアルキルジスルフィドと一酸化炭素とを強塩基であるDBU共存下反応を行うと、形式上ジアルキルジスルフィドのイオウ-イオウ結合間に一酸化炭素が導入されたジアルキルジチオカーボネートが得られるとの結果を得た。そこで本年度は、この反応の一般性に関する知見を得る目的で、様々なジアルキルならびにジアリールジスルフィドと一酸化炭素とを強塩基であるDBU共存下で反応を行った。その結果、直鎖のアルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは効率良く反応が進行し、対応するジアルキルジチオカーボネートが収率良く得られるとの結果を得た。しかし枝分かれしたアルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは、立体的な込み合いが大きくなるに従い収率が低下し、特に、第三級のアルキル基を有するジ(t-ブチル)ジスルフィドではジ(t-ブチル)ジチオカーボネートは全く得られなかった。また、ジアリールジスルフィドと一酸化炭素との反応を行ったところ、イオウ-イオウ結合の解裂したチオールは生成したが、ジアリールジチオカーボネートは全く生成しなかった。次に、この反応過程に関する知見を得るため様々な検討を行ったところ、この反応が平衡反応であること、またこの反応の開始段階は、ジスルフィドのイオウーイオウ結合のDBUによる解裂で生成したチオレートアニオンのセレン化カルボニルへの求核攻撃であり、またそれらチオレートアニオンの求核性が生成物の収率に大きな影響を与えていることも明らかとなった。医薬,農薬,潤滑油をはじめ各種化成品として利用されている化合物には、基本骨格あるいは官能基としてカルボチオアルコキシ基(-C(=O)S-)等を有する化合物が多数存在する。これらの化合物の合成ではこのような官能基をどのように構築・導入するかが重要なポイントとなる。そのため、カルボチオアルコキシ基の簡便かつ高効率導入法の開発は合成化学的にも、また有機工業化学的にも極めて重要な研究課題である。従来のカルボチオアルコキシ基の代表的導入法は、まず高温・高圧下(300°C,150気圧)一酸化炭素と元素硫黄をCo_2S_3触媒により反応させ、硫化カルボニルを発生させ、それと種々の求核剤,アルキル化剤等を順次反応させるという多段階合成法が採用されている。本研究により、セレンを触媒としジブチルジスルフィド(BuSSBu)と一酸化炭素を加圧下で反応させるとジブチルジカーボネートBuSC(=0)SBuが一段で得られるとの結果を得た。また、他のジアルキルジスルフィドを用いても同様の反応が進行し、この反応が一般性を有し、ジアルキルジカーボネートの一段階合成法となることが明らかとなった。この新しく見出された反応は比較的温和な条件(100°C以下,一酸化炭素50気圧以下)で進み、セレン触媒により硫黄-硫黄のヘテロ原子間結合に一酸化炭素が形式上そのまま挿入され、ジチオカーボネートが一段で生成するという、基礎,応用の両面からみて極めて興味深い新反応である。前年度、セレンを触媒量加え、ジブチルジスルフィドと一酸化炭素とを強有機塩基であるDBU共存下反応を行うと、形式上ジブチルジスルフィドの硫黄-硫黄結合間に一酸化炭素が導入されたジブチルジチオカ-ボネートが得られるとの知見を得た。そこで本年度は、その反応で得られるジブチルジチオカ-ボネートの収率の向上を目指し、さらなる検討を加えた。

その結果、トリエチルアミンやN-メチルピロリジン等の第三級アミンを用いた反応ではジブチルジチオカ-ボネートが全く生成しないのに対し、DBUやDBN等の強有機塩基を用いると反応は速やかに進行し、ジブチルジチオカ-ボネートが中程度の収率で得られることが明らかとなった。これら塩基による反応性の差は、様々な実験の結果、ジブチルジスルフィドの硫黄-硫黄結合がDBUやDBN等の強有機塩基を用いると容易に解裂するのに対し、トリエチルアミンやN-メチルピロリジン等の第三級アミンでは全く解裂せず、その結果、トリエチルアミンやN-メチルピロリジン等の第三級アミンでは、ジブチルジチオカ-ボネートが全く生成しないとの結果となったと推測された。また、様々な検討よりこの反応が平衡反応であるとの知見も得た。この反応を様々なジアルキルジスルフィドと一酸化炭素の反応に基づくジアルキルジチオカ-ボネート合成に適用したところ、直鎖アルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは収率良く反応が進行するのに対し、枝分かれしたアルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは、立体的な込み合いが大きくなるに従い収率が低下するとの結果となった。平成15、16年度の本研究課題の研究により、セレンを触媒量加え、ジアルキルジスルフィドと一酸化炭素とを強塩基であるDBU共存下反応を行うと、形式上ジアルキルジスルフィドのイオウ-イオウ結合間に一酸化炭素が導入されたジアルキルジチオカーボネートが得られるとの結果を得た。そこで本年度は、この反応の一般性に関する知見を得る目的で、様々なジアルキルならびにジアリールジスルフィドと一酸化炭素とを強塩基であるDBU共存下で反応を行った。その結果、直鎖のアルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは効率良く反応が進行し、対応するジアルキルジチオカーボネートが収率良く得られるとの結果を得た。しかし枝分かれしたアルキル基を持つジアルキルジスルフィドでは、立体的な込み合いが大きくなるに従い収率が低下し、特に、第三級のアルキル基を有するジ(t-ブチル)ジスルフィドではジ(t-ブチル)ジチオカーボネートは全く得られなかった。また、ジアリールジスルフィドと一酸化炭素との反応を行ったところ、イオウ-イオウ結合の解裂したチオールは生成したが、ジアリールジチオカーボネートは全く生成しなかった。次に、この反応過程に関する知見を得るため様々な検討を行ったところ、この反応が平衡反応であること、またこの反応の開始段階は、ジスルフィドのイオウ-イオウ結合のDBUによる解裂で生成したチオレートアニオンのセレン化カルボニルへの求核攻撃であり、またそれらチオレートアニオンの求核性が生成物の収率に大きな影響を与えていることも明らかとなった。
転移性腎がん免疫治療への血中循環腫瘍細胞とレパトア解析によるバイオマーカー探索

当科で加療を受ける一次治療のipilimumabおよびnivolumab併用療法、また2次治療のnivolumab治療のIO治療を施行される進行性腎がん患者から、腫瘍側の解析としてCTCを回収して用い、薬剤の標的分子発現やがん抗原、とくにPD-L1分子などの免疫関連分子発現を解析する。また患者側の免疫学的な解析として、末梢血レパトア解析での網羅的解析を行い、免疫機能プロファイリングを構築する。これと各症例の患者背景や臨床経過などを解析することで、薬剤効果予測や重篤なirAE予測因子など有効な個別化治療に向けての新規バイオマーカー探索を目標とする。