hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞機能障害時における中枢コリン作動性神経変性過程の解析

海馬における興奮性神経伝達物質としてはグルタミン酸とアセチルコリンがあると考えられており、いずれも学習、記憶の過程に強く関わっている可能性が示唆されている。特にグルタミン酸に関してはNMDA受容体を介した興奮性細胞死やシナプス可塑性のメカニズムが集中的に研究されているが、コリン作動性神経に関するそのような検討はあまり行われてはいない。今回我々は海馬におけるコリン作動性神経の特質を明らかにするひとつのアプロ-チとしてグルタミン酸によるコリン作動性神経活性の調節機構の存在の可能性を検討した。ラット海馬より切片を調製しin vitroでの潅流実験を行った。外液中のマグネシウムの存在の有無に関わらずグルタミン酸はアセチルコリンを遊離させなかった。このことは海馬におけるコリン作動性神経がほとんどすべて外来性(中隔ー海馬系に由来する)であり、介在ニュ-ロンとしては存在していないことを示唆している。また、弱電流連続刺激(3Hz,3mA)誘発のアセチルコリン遊離に対してもグルタミン酸は影響しなかった。このことから海馬コリン作動性神経終末にはイオンチャネル型グルタミン酸受容体は存在せず、さらに代謝型グルタミン酸受容体もコリン作動性神経活性調節には関与していない可能性が示唆された。また、海馬に微量透析法を用いて直接NMDAを投与した場合においても、2週間以内ではアセチルコリン遊離能に変化はみられなかった。このことよりNMDA受容体を介した海馬細胞死の過程でコリン作動性神経終末が直接変性する可能性は低いものと考えられる。
微小重力環境における内耳末梢前庭器の遺伝子発現解析

本研究では、異なる重力環境が前庭系の神経伝達機構に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、宇宙サンプルおよび加重力サンプルを用いて、微小重力環境が内耳末梢前庭に及ぼす影響を遺伝子発現解析により同定し、また、過重力(2G)環境滞在マウス内耳サンプルとの発現比較による重力変化応答遺伝子解析を行うことで、重力変化が前庭系神経伝達機構に及ぼす影響を総合的に解明することを計画した。その結果、微小重力環境への適応に関しては、少なくとも早期適応と考えられる遺伝子発現変化と、後期適応と考えられる遺伝子発現変化の2つのフェーズがあることが示唆される結果となった。スペースシャトルプログラムSTS-129(90日間滞在, n=3),STS-131(15日間滞在, n=16)に搭乗したマウスおよびそれぞれに対する地上コントロールマウスより、前庭(平衡斑・半規管・前庭神経節)および蝸牛を摘出し、DNAマイクロアレイにより網羅的発現解析を行い、90日間滞在群と15日間滞在群で発現が大きく異なる遺伝子についてreal-time PCRにて定量的発現比較解析を行った。内因性遺伝子であるActBの変化が乏しいにもかかわらず、カルシウム結合タンパクであるS100a8,9や耳石タンパクであるOc90などは90日間滞在群で大幅に発現減少しており、長期の微小重力環境滞在による耳石代謝の変化を表していると思われた。また、熱ストレス応答蛋白遺伝子のHspb7の発現は15日間滞在群で地上群の約3倍にまで達していたが、90日間滞在群ではその半分程度まで発現が減少しており、長期滞在を経て微小重力環境へ適応しストレスが軽減している様子がうかがえた。一方、15日間滞在群で発現が大きく減少していたGabra2は、90日間滞在群で5倍以上に増加していた。長期の微小重力環境滞在によって慢性化した前庭系へのシグナル入力減少を補うため、Gabra2の発現を増加させることで神経活動を増強している可能性があると思われた。またこのことは、Ross MD(2000)によって報告された、微小重力環境滞在による末梢前庭系の1次神経終末シナプス増加と深く関係すると考えられた。STS-129(90日間滞在, n=3),STS-131(15日間滞在, n=16)の微小重力環境滞在マウス、およびそれぞれに対する地上コントロールマウスの前庭および蝸牛サンプルによる網羅的発現解析の比較実験として、同日間2G環境に滞在させたSTS-129と同系統のマウスの発現解析を行った。異なる重力環境下における遺伝子発現変化に関する共同実験を行っている大阪大学(大平、河野)にて、人工過重力(2G)環境下(90日間滞在, n=8)のマウス、および1Gコントロールマウスから摘出された前庭(平衡斑・半規管・前庭神経節)および蝸牛サンプルを用い、RNAを抽出後、マイクロアレイ(Agilent社, 62976遺伝子)による網羅的発現解析およびreal-time PCRによる定量的発現比較解析を行い、重力変化に共通して応答する遺伝子の同定を試みた。その結果、90日間宇宙滞在群で大幅に発現減少していたS100a8, S100a9, Oc90, Hspb7の遺伝子は、おもしろいことに2G環境下に90日間暴露しても同様の遺伝子発現変化を示していた。カルシウム結合タンパクであるS100a8,9や耳石タンパクであるOc90は、微小重力でも過重力でも長期に渡る異重力環境滞在によって発現抑制を受けることが明らかとなり、重力変化が耳石代謝に及ぼす変化を表していると思われた。一方、90日間宇宙滞在群で増加していたGabra2は、長期の微小重力環境滞在によって慢性化した前庭系へのシグナル入力減少を補うため発現を増加させることで神経活動を増強している可能性があると思われたが、2G環境下では発現抑制を受けていた。これは慢性的に増加した前庭系へのシグナル入力を減少させるために発現を抑制させ、神経活動を調整している可能性があると思われた。STS-129(90日間滞在, n=3),STS-131(15日間滞在, n=16)のマウス、およびそれぞれに対する地上コントロールマウスから摘出された前庭(平衡斑・半規管・前庭神経節)および蝸牛サンプルよりRNAを抽出後、クオリティチェックを行い、マイクロアレイ(Agilent社Gene sprint 3G, 62976遺伝子)による網羅的発現解析を行った。まず全体的な発現プロファイリングを90日間滞在群と15日間滞在群で比較してみたところ、前庭および蝸牛とも15日間滞在群に対して90日間滞在群では発現のバラツキが小さく、長期に微小重力環境下に滞在することによって新しい重力環境に適応してきている様子がうかがえた。続いて地上コントロール群と90日間滞在群の前庭における遺伝子発現を比較検討したところ、GABA

関連遺伝子、骨代謝関連遺伝子、DNAダメージ修復遺伝子などの424遺伝子について2倍以上の発現増加を認める一方で、カルシウム結合蛋白などの306遺伝子について1/2以下の発現減少を認めた。また興味深いことに、これら遺伝子群について15日間滞在群の発現を検討したところ、90日間滞在群で発現増加していたものは発現が減少し、90日間滞在群で発現減少していたものは発現が増加している事が明らかとなった。また、熱ストレス応答蛋白遺伝子の発現は15日間滞在群で地上群の約3倍にまで達していたが、90日間滞在群ではその半分程度まで発現が減少していた。ここからも、長期滞在による微小重力環境への適応の様子がうかがえる。さらにこれらの発現増加・減少している遺伝子群について、Taq-Man probeを用いたreal-time PCRにて定量的発現比較解析を行ったところ、マイクロアレイで認められた発現量変化とほぼ同等の発現量変化であることを確認した。当初の予定通り、スペースシャトルプログラムSTS-129(90日間滞在, n=3),STS-131(15日間滞在, n=16)に搭乗したマウスおよびそ地上コントロールマウスより前庭(平衡斑・半規管・前庭神経節)を摘出し、DNAマイクロアレイにより網羅的発現解析を行うとともにreal-time PCRにて定量的発現比較解析を行い遺伝子発現の変化を網羅的に解析することができた。特に、微小重力環境下において、カルシウム結合タンパクであるS100a8,9や耳石タンパクであるOc90などの発現に2つのフェーズがあることが明らかとなるなど、従来予測しなかった新たな知見が得られており、今後の検討により更なる成果が期待できる状況である。研究計画当初に予定していたDNAマイクロアレイの解析を実施できた。今後局在の確認を行い内耳における機能の推定などにより前庭機能におよぼす微小重力の影響が明らかにされると期待される。マイクロアレイの結果、微小重力環境下で遺伝子発現が大きく変化した遺伝子群が同定されたが、その中には内耳における発現部位が明確になっていない遺伝子も多数存在するため、in situ Hybridization法および組織免疫染色法により内耳における発現部位を同定するとともに、その機能的な意義を検討する。前年度までに同定された、微小重力空間に滞在したマウスの前庭で遺伝子発現量が2倍以上変化した遺伝子のうち、構造タンパク質だと考えられるものに関しては蛍光免疫染色により前庭における局在の解析を行う。また、併せて蝸牛での染色も行いその局在の比較検討を行う事で、宇宙良いに関与する遺伝子群の同定後の機能推定を進める計画である。マイクロアレイの結果、微小重力環境下で遺伝子発現が大きく変化した遺伝子群の遺伝子発現を確認するために必要なリアルタイムPCR用のプローブ、内耳における遺伝子発現部位を確認するために必要なin situ hybridizationに必要なプローブおよび試薬類、組織免疫染色に必要な抗体等を購入する計画である。微小重力空間に滞在したマウスの前庭で遺伝子発現量が2倍以上変化した構造タンパク質の前庭における局在の解析を行う計画であるため、抗体や蛍光を付加した2次抗体を購入する。また、TaqMan法で遺伝子発現量の指定量を行うとともに、DNAマイクロアレイ解析を追加して、発現量の少ない遺伝子の変化に関しても検討を行う。
ポリメトキシフラボノイドの角化誘導作用と表皮機能再生効果の検証

柑橘類にはフラボノイドの水酸基がメトキシ基に置換された“ポリメトキシフラボノイド"と呼ばれる一群の化合物類が含まれている。その代表的な化合物であるNobiletin(ノビレチン)の新規機能性として皮膚構成細胞の表皮細胞に対する角化誘導作用を見出した。Nobiletinによる角化誘導作用の分子メカニズムについて、Nobiletin類縁化合物を用いて分子構造と生物活性の関係を調べるとともに、Nobiletinが表皮細胞の細胞内シグナリングに与える作用を解析した。また、ヘアレスマウスを用いた表皮バリア機能障害モデルにおいて、Nobiletinの表皮機能再生効果(表皮バリア回復促進作用)を実証した。柑橘類にはNobiletin(ノビレチン)をはじめとするポリメトキシフラボノイドとよばれる機能性化合物が含まれており、我々はNobiletinにヒト表皮ケラチノサイトに対する強力な角化誘導作用があることを見出している。本研究課題は、Nobiletinの角化促進作用について、培養細胞系で構造活性相関解析を行うとともに、これら化合物の作用をモデル動物系で検証することを目的とする。初年度はポリメトキシフラボノイドの分子構造と角化誘導活性の関係を明らかにするため、Nobiletin、Sinensetin、Tangeretin等メトキシ基の数や位置が異なる化合物を用い、培養細胞系で構造活性相関解析を行った。2年目である当該年度は、ヘアレスマウスを用いた表皮バリア機能障害モデルにおけるNobiletinの表皮機能再生効果(表皮バリア回復促進作用)をin vivoで検証することを試みた。表皮バリア回復へ与える影響を検証するためには、何からの方法により一過性に表皮バリアを破壊する必要がある。本研究では、テープストリッピング法(粘着テープを皮膚に貼り付け、それを剥がすことで角質細胞をテープに写しとる方法)によって、一過性に表皮バリア機能を低下させたモデル動物系を用いた。テープストリッピングによって破壊されたバリア能は経時的に自然回復するが、被験部位にNobiletinを塗布(外用)することにより、その回復速度が高まることを見出した。応用開発の観点からも角化をコントロールする機能性物質の創製に寄与する重要な知見が得られた。柑橘類にはポリメトキシフラボノイドと呼ばれる一群の化合物類が含まれており、その代表的な化合物であるノビレチンには多彩な生物活性があることがわかってきた。我々はこれまでに、ノビレチンの新たな生物活性として皮膚の主要細胞である表皮細胞に対する角化誘導作用を見出している。本研究課題の初年度は、ポリメトキシフラボノイドの分子構造と角化誘導活性の相関関係を解析した。二年目は、表皮バリア機能を低下させた実験動物モデルを用いて、ノビレチンの表皮再生効果をin vivo系で実証した。三年目である本年度は、ノビレチンによるケラチン10(角化の固有マーカー)発現誘導作用について、転写因子cAMP-responsive element binding protein(CREB)を中心に、その活性制御に関わる細胞内シグナリングを解析した。表皮細胞のCREB発現をノックダウンしたところ、ノビレチンによるケラチン10発現誘導作用が抑制された。CREBはリン酸化されると活性化されるが、ノビレチンを細胞に添加するとCREBのリン酸化が亢進されることが示された。そこで、ノビレチンによるCREBのリン酸化が、どのシグナル経路を使っているかを調べるため、種々のタンパクリン酸化酵素に対する特異的阻害剤を用いて検討した。その結果、extracellular signal-regulated kinase(ERK)に対する阻害剤を予め添加した細胞において、ノビレチンによるCREBのリン酸化が抑制された。また、ノビレチンはERKのリン酸化を誘導し、その経時変化はCREBのリン酸化と経時的に一致した。すなわち、ノビレチンによるケラチン10発現誘導作用にERK-CREBシグナリングが関与する可能性が示唆された。なお、上記研究成果については現在投稿中(下記)である。柑橘類にはNobiletin(ノビレチン)をはじめとするポリメトキシフラボノイドとよばれる機能性化合物が含まれている。我々は、Nobiletinにヒト表皮ケラチノサイトに対する強力な角化誘導作用があることを見出している。本研究課題は、ポリメトキシフラボノイドの角化誘導作用について、培養細胞系で構造活性相関解析を行うとともに、これら化合物の作用をモデル動物系で検証することを目的とする。当該年度は、ヒト正常表皮ケラチノサイトを用いた培養細胞系での解析を行った。ポリメトキシフラボノイドの分子構造と角化誘導活性の関係を明らかにするため、Nobiletin、Sinensetin、Tangeretin等メトキシ基の数や位置が異なる化合物を用い、培養細胞系において構造活性相関解析を行った。ポリメトキシフラボノイドは構造上二つのベンゼン環(A環およびB環)を有するが、表皮ケラチノサイトに対する角化誘導作用はA環ではなくB環のメトキシ基の数が大きく影響することを見出し、評価した化合物の中でNobiletinが最も強い作用を示した。

その作用について、表皮ケラチノサイトの角化誘導刺激として知られる高カルシウム(CaCl2)添加と比較した。角化マーカーとしてK10(ケラチン10)およびInvolucrinのタンパク質発現誘導パターンを調べたところ、カルシウム刺激はK10よりもInvolucrin発現を強く誘導するのに対し、NobiletinはInvolucrinよりもK10発現を強く誘導した。これらの結果はNobiletinの角化誘導メカニズムはカルシウムとは異なり、ケラチンの発現調節が優位である可能性を示唆した。初年度は、ポリメトキシフラボノイドの分子構造と角化誘導活性の関係を明らかにするため、メトキシ基の数や位置が異なるポリメトキシフラボノイドを用い、ヒト表皮ケラチノサイトにおいて構造活性相関解析を行った。本年度は、ポリメトキシフラボノイド(特にNobiletin)のin vivo系における作用検証を行うために、表皮バリア機能を低下させた実験動物モデル系を用いて、Nobiletinの表皮機能再生効果を実証した。3年間の研究期間のうち、2年が経過したが、当初の予定どおり進展している。ポリメトキシフラボノイドの機能性研究はNobiletinを中心に行われているが、天然にはメトキシ基の数や位置の違いのみならず、特定箇所のメトキシ基が水酸基になった化合物など多様なポリメトキシフラボノイドが存在する。初年度は、メトキシ基の数や位置が異なる化合物ならびに水酸基をもったヒドロキシタイプの化合物など、種々のポリメトキシフラボノイド化合物の角化誘導活性についてヒト正常表皮ケラチノサイトを用いて評価した。構造活性相関解析は、細胞固有の角化マーカー(ケラチンやエンベロープ蛋白質など)を指標に、(1)メトキシ基の数、(2)メトキシ基の結合位置、(3)官能基の違い(メトキシ基と水酸基)による活性の差違について詳細に検討した。ポリメトキシフラボノイドはA環およびB環とよばれる二つのベンゼン環をもっているが、表皮ケラチノサイトに対する角化誘導作用はB環のメトキシ基の数によって大きく影響を受けることが分かった。さらに、構造活性相関解析からポリメトキシフラボノイドの中でも、特にNobiletinが高い角化誘導活性を示した。本研究は、培養細胞系でポリメトキシフラボノイドの構造活性相関と作用メカニズムの解析を行い、角化誘導活性の高いポリメトキシフラボノイドを選抜した後、実験動物モデルで、表皮機能再生効果の評価を行い、in vitroおよびin vivoの実験系で有用性が検証されたポリメトキシフラボノイドを同定していく。研究は当初の予定通り進展している。
媒介マダニ体内におけるバベシア原虫の変動現象:原虫蛋白質の発現動態解析から

本研究はバベシア原虫感染症に対して本原虫の生活史を総合的に鑑み、制圧に最も重要と考えられる媒介マダニ体内ステージにおける適応という観点からバベシア原虫の変動現象の解明を目的として行われた。以下に本年度の研究成果の概要を述べる。1.イヌのバベシア原虫であるBabesia gibsoniの薬剤標的遺伝子であるcytochromeb遺伝子をクローニングし、塩基配列を決定した。加えて、薬剤耐化した原虫はcytochrome b遺伝子が変異を起こしている事を確認した。2.イヌのバベシア原虫であるBabesia gibsoniの分泌蛋白質をコードする遺伝子をクローニングした。この蛋白質は診断用抗原としても有用性が高いという事が確認された。3.ウマのバベシア原虫であるBabesia equiのメロゾイト抗原をコードする遺伝子をクローニングした。この蛋白質は赤血球内蛋白質と接着し、本原虫の細胞内寄生時における何らかの恒常性に関与する蛋白質である事が示唆された。またこの蛋白質は、マダニの唾液腺内ステージで発現する蛋白質と非常に相同性が高く、今後マダニ体内での寄生時における恒常性という観点から発現動態を解析する事により、新たな知見が得られる可能性を示した。4.バベシア原虫生活史において重要な増殖の場であるマダニ体内における動態観察のため、バベシア原虫感染マダニ作出を実験的に行い、原虫の動態観察を行った。本実験的感染法を用いた場合において、経時的にマダニ体内におけるより詳細な原虫動態観察を可能とした。この方法を用いる事によって、ウマのバベシア原虫の一つBabesia equiが、今まで宿主として明らかにされていなかったフタトゲチマダニにより媒介される可能性が強く示唆された。本実験的感染法を用いた場合において、経時的にマダニ体内におけるより詳細な原虫動態観察を可能とした(投稿準備中)。
英語翻訳における日本近現代文学の正典（キャノン）形成の研究

本研究は、戦後から90年代にかけて、日本近現代文学が英語翻訳を通して世界の主要な文学(キャノン)になっていく過程を、英語翻訳の生産・出版・流通の側面から解明する。1)英語翻訳初動期のキャノン形成2)村上春樹の英語翻訳によるキャノンの変容を中心に据え、日本近現代文学研究に英語翻訳という新たな通史的な視野を拓く。文学研究における正典(キャノン)とは、その芸術的価値を権威によって跡づけられた作品を指す術語である。本研究では、日本近現代文学の英語翻訳における基準の確立とその変遷という観点から、日本文学が世界に普及する過程を明らかにする。
日本と英国における賃金構造と役員報酬に関する研究

この研究の目的は、日本の経営者の金銭的インセンティブと企業内部の賃金体系の関係を分析することにある。1980年代以降、日本企業の組織・行動とアメリカ企業の相違点・類似点に関して、多くの実証分析がなされてきた。しかしながら、このような日本の大企業の内部組織や従業員がコーポレート・ガバナンスにどのような影響を与えているのか、また従業員がコーポレート・ガバナンスにどのような役割を果たすべきなのか、ということに関する議論はそれほど多くない。この研究では、経営者の金銭的なインセンティブと企業の内部労働市場の関係を実証的に計測した。経営者の報酬が従業員の利害と正の関係をもつように決定されているのであれば、経営者は従業員の利害をも考慮して企業を経営するインセンティブを持つ可能性がある。もし、経営者の報酬が従業員の利害と正の関係を持っているのであれば、経営者が従業員の利害を重視して企業を経営するという観察と整合的であると考えられる。この研究における最も重要な結果のひとつとして、日本の大企業において役員報酬と従業員賃金の間に強い正の相関を確認した。推計した全ての計測式において、従業員賃金の係数は統計的に1%基準で有意であり、この結果は操作変数を用いた場合でも用いない場合でも同様であった。さらに、被説明変数として役員報酬の水準を用いた場合でも変化を用いた場合でも同様の結果が得られた。これらのことから、経営者の報酬と従業員の賃金の間の正の関係は頑健であると考えることができよう。この結果は、役員のインセンテイブが企業の内部労働市場に影響されていることを示唆している。本年度の研究では、経営者のインセンティブ、企業の業績および安定したメインバンク関係の間の関係を分析した。過去の研究ではメインバンクと企業業績の変動の関係が賛否両面の立場からなされてきたが、この論文では、メインバンク関係が経営者のリスク、具体的には役員賞与の変動に対して与える影響に着目している。1989-1999年の電気機器産業56社のデータを用いた分析の結果、企業業績の変動などの要因をコントロールした上で、安定したメインバンク企業を持つ企業では経営者の賞与の変動が有意に小さいことが示された。すなわち、メインバンク企業を持つ企業の経営者は、より安定した賞与を得ているといえよう。また、確率的生産可能性フロンティアを用いた分析では、安定したメインバンクを持つ企業の業績は、それ以外の企業と比較してやや低いことが示されている。また、同時にメインバンクと企業内の所得格差の関係をもあわせて分析した。経営者と一般従業員の所得格差の分析にはトーナメントモデルがしばしば用いられてきている一方、役員報酬の分析にはエージェンシー理論が用いられることが多い。この研究では、トーナメントモデルとエージェンシーモデルを組み合わせることにより、企業内の所得格差と経営者のインセンティブを分析した。その結果、銀行から派遣された取締役が経営者に対するモニタリングの役割を果たしていること、トーナメントモデルが日本の企業内の所得格差を説明していることが明らかになった。
非線形フィルタリング問題における確率偏微分方程式の研究

現実上の様々なシステムの中には、ノイズに乱されて不確定な挙動をし、しかもその不確定性が制御する際に無視できない場合がある。そのようなシステムは数学的には確率微分方程式を用いてモデル化される。本研究では、有限次元空間上の確率微分方程式、即ち確率常微分方程式系で記述される非線形システムに対するフィルタリング問題を考察した。観測不可能なシステム過程の観測データに基ずく最適推定値を計算することがフィルタリング問題の目標であるが、本研究では特に非線形システムに対して、有限次元の確率微分方程式を用いて定められる手続きを見いだして、最小分散推定値を厳密に計算すること、あるいは近似的に計算することについて考察した。よく知られたKalman-Bucyフィルターの拡張として、観測不可能なシステム過程については線形であるが観測過程に関しては非線形なシステムで、初期分布がガウス分布に従わない場合に、最適推定値を厳密に計算する方法を得た。証明は以下の様にして成される。一般にシステムノイズと観測ノイズの相関があるノイズを対象としているため、まずブラウン運動の取り替えによりシステム方程式には観測ノイズが含まれない形に変換する。次にMakowskiの方法に従ってシステム過程を変換して初期分布が零になる様にする。この変換に伴って観測方程式に残る余分な項は、観測ノイズと合わせてGirsanovの定理を適用し、新たな確率測度に関してブラウン運動になる様にする。この確率測度の変更によって最適推定に現れるRadon-Nykodym密度関数も共に厳密に計算するために、システム方程式を拡張する。こうして得られたシステムにLiptzer-Shiryayevの理論を適用して観測過程に関する非線形性を処理し、結論を得る。本科学研究費で購入した計算機は、確率微分方程式に対する数値計算、情報の入手、データの整理などに利用された。
アスペルギルスによるバイオフィルムモデルの開発

アスペルギルスは肺に重篤な慢性感染を引き起こす病原性真菌である。本研究では、アスペルギルスが試験管内でバイオフィルムと呼ばれる構造物を形成すること、バイオフィルムを形成させたチューブをマウスの気管内に留置することによって、通常では困難であるアスペルギルスの慢性肺感染モデルを作成した。アスペルギルス菌をサブロー寒天培地上で35°Cで1週間発育させ、培地上から分生子のみを回収した。この分生子を1.0×10^7個/mlの濃度に生理食塩水で調整し、この分生子溶液にバイオフィルムの土台となる5mm大に切断した静脈内留置用カテーテルを浸し、チューブ上に37°Cで120分自然接着さ巷た。次にこのチューブを1%YPD液体培地液体培地へ移動し、37°Cで48時間培養することで、チューブ上にバイオフィルムを形成させることができた。形成されたバイオフィルムの量はXTTアッセイで定量化が可能であった。(XTTアッセイにより、上記の様々な条件、すなわち分生子溶液の濃度、液体培地の種類と濃度、分生子のチューブへの接着時間、バイオフィルム形成までの培養時間を最適化することができた。)また形成されたバイオフィルムを電子顕微鏡で観察し、チューブの外壁、内腔にアスペルギルスによる網目状のバイオフィルムが形成されていることを詳細に観察することが出来た。今後はこのアスペルギルスバイオフィルムが形成されたチューブを、マウスの気管支内に挿管・留置することにより、最終的な目標であるin vivo慢性肺アスペルギルス感染症動物モデルの開発を行う予定である。(目的)本研究は(1)in vitroアスペルギルス性バイオフィルムモデル作成、および(2)in vivo慢性肺アスペルギルス感染症動物モデルを作成することを主な目的としており、本年度は(2)の慢性肺アスペルギルス感染症動物モデルの作成を主として行った。(方法)昨年度の研究(1)により得られた成果による方法で、in vitroでプラスチックチューブ上にアスペルギルス性バイオフィルムを作成した後に、このチューブを麻酔下でマウスに経気管的に挿管・留置した。アスペルギルスは一般的に弱毒性であるために、より毒性の強い株を用いるために、成長速度、およびエラスターゼ活性の高い株を臨床株の中から選別した。またマウスは一般的にアスペルギルス感染に対して抵抗性を示すために、複数種(ICR, Balb/c, C57/BL6, DBA)のマウスに感染を試み、この中で最も良い感受性を示したDBAマウスを感染に用いた。(結果)アスペルギルスバイオフィルムチューブを感染させたマウスのうち、約4割が経過観察中(4週間)に死亡した。生存したマウスの肺を病理学的に検討したところ、末梢気道内に菌塊の形成が確認できた。(まとめ)一般的にアスペルギルスは弱毒性であるために、免疫正常のマウスに感染させても数日で肺内から排除されてしまう。今回新たに開発したアスペルギルスバイオフィルムチューブを留置による感染により、マウス慢性肺アスペルギルス症モデルを作成することが出来た。
弾塑性構造物の離散化解析法における循環剛性選択過程と整合剛性行列形成アルゴリズム

有限要素法などの離散化増分解析法による弾塑性構造物の挙動予測において,いくつかの要素が,塑性流れ則にしたがう可能性がある状況の下では,各要素のひずみ速度の符号と整合する剛性係数を選択して剛性行列を形成しなければならない。従来の弾塑性解析コードでは,試行解析結果のひずみ速度に基づいて要素の剛性係数を変更する試行修正過程が基本的に採用されているが,ときに循環剛性選択過程に陥ることがある。本研究の目的は,整合剛性行列形成問題に対する一般化理論の構築を試みるとともに,確実に整合剛性行列が形成できる弾塑性解析法用アルゴリズムを提供することである。整合剛性行列形成問題における循環剛性選択過程は,数値誤差による現象なのか,数値計算力学における力学問題なのかを明らかにするには,数値解析では避けられない誤差の問題を排除した解析的検討が必要である。本研究では,2つの弾塑性ばねを有する2自由度の単純モデルを採用し,慣用の試行修正過程を行った場合のばねの剛性係数の選択過程とそれに伴って生じる循環剛性選択過程について詳細な検討を行い,循環剛性選択過程についての以下の特性を明らかにした。(1)解析目的に応じて設定された増分制御変数において,もはやその変数を増加させる解がない場合に生じ,この場合,循環剛性選択過程は解析目的を満たす解が存在しないことを意味する。(2)前ステップで塑性負荷であった要素の除荷を厳密に捉えられない場合で,剛性行列の行列式の値の符号変化を捉えられない場合に循環剛性選択過程に陥る。この場合は増分制御が不十分で数値誤差のため循環剛性選択過程に陥ったと言える。循環剛性選択過程に陥るこれら二つの場合に共通する現象として,比較体の選択に対応する剛性行列の行列式の値が負になっている。このことから,比較体の剛性行列による速度解を用いた整合剛性行列形成アルゴリズムを示した。有限要素法などの離散化増分解析法による弾塑性構造物の挙動追跡において,いくつかの要素が塑性流れ則にしたがう可能性がある状況の下手は,各要素のひずみ速度の符号と整合する剛性係数を選択して剛性魚売れ鵜を形成しなければならない。従来の弾塑性解析コードでは,試行解析結果のひずみ速度に基づいて要素の剛性係数を変更する試行修正過程を基本的方法として採用しているが,ときにこの試行修正過程が堂々巡りに陥り,整合剛性行列が形成できない事態に遭遇することがある。このような事態が発生すると,それに対する何らかの対処法をプログラムが増えていない限り解析を打ち切らざるを得ない。本年度は,まず,これまで整合剛性行列形成問題が論じられたことがなく,解析制御が困難であるとされる塑性剛性が負勾配を有する(ひずみ軟化)場合の問題について検討を行った。対象としたモデルは,塑性剛性が負勾配の2本の弾塑性ばね(バイリニア劣化型ばね)に支えられた単純柱モデル(シャンレイ・モデル)を用い,試行修正過程によって整合剛性行列を形成していく過程を追跡した。その結果,以下の点が明らかになった:(1)荷重-変位平面上で整合剛性となる2本のばね剛性の組合わせがない領域が存在する。その領域では,静的つり合い状態が実現できない。(2)最初の試行組合わせによって整合となる組合わせが異なる領域がある。(3)前記(1)および(2)の領域の大きさは,負勾配の度合に依存し,勾配が零以上であれば存在しない。

本研究の目的は,有限要素法などの離散化増分型解析法による弾塑性構造物の挙動予測における整合剛性行列形成問題の循環剛性選択過程を明らかにし,確実に整合剛性行列が形成できる弾塑性解析法用アルゴリズムを提供することである。昨年度の塑性剛性が負勾配を有する(ひずみ軟化)場合の整合剛性行列問題について検討に加え,これまでに行ってきた塑性剛性が正勾配を有する(ひずみ硬化)場合についても再検討を行った。解析的検討を行うために対象としたモデルは,2本の弾塑性ばねに支えられた単純柱モデル(シャンレイ・モデル)である。その結果,循環剛性選択過程についての以下の特性を明らかにした。(1)解析目的に応じて設定された増分制御変数において,もはやその変数を増加させる解はない場合に生じ,この場合,循環剛性選択過程は解析目的を満たす解が存在しないことを意味する。(2)前ステッムで塑性負荷であった要素の除荷を厳密に捉えられない場合で,剛性行列の行列式の値の符号変化を捉えられない場合に循環剛性選択過程に陥る。この場合は増分制御が不十分で数値誤差のため循環剛性選択過程に陥ったと言える。循環剛性選択過程に陥るこれら二つの場合に共通する現象として,比較体の選択に対応する剛性行列の行列式の値が負になっている。またそのため,直前までの解ベクトルの方向が循環剛性選択過程に陥る場合に急変するという現象が見られる。このことから,慣用の試行修正過程が循環剛性選択過程に陥る場合の整合剛性行列形成アルゴリズムとして,比較体の剛性行列による速度解ベクトルの符号を逆転させたベクトルを用いた整合剛性行列を形成するアルゴリズムを示した。
新規に開発した水耕栽培法によるシロイヌナズナ植物体のAlストレス応答の解析

本研究では,新規に開発したシロイヌナズナの水耕栽培装置を用いて,その水耕条件下における,Alストレス応答を解析した.その結果,シロイヌナズナは水耕条件下で極めてAlイオンに対して感受性が高く,Al耐性を分子レベルで解析する場合の宿主として十分な感受性を有していると考えられた.しかし,この植物は水素イオンに対しても感受性が高く,研究過程ではこの点に十分配慮する必要があることが分かった.この点に関して特に注目されることは,それぞれの障害における,根の損傷パターンは蛍光染色法により明確に区別できることである.これまでのところ,Al耐性と同様に水素イオンの過剰障害に対しても,分子レベルでの解明は進んでおらず,本研究の手法は水素イオンに起因する酸性障害に対するモデル実験系としても有効であると考えられた.また本研究では,予め変異増幅を施した種子集団から,水耕条件下でのAl耐性系統の選抜を行った.これまでのところ,約3万粒の種子から,20系統以上の耐性候補を選抜し,更に自殖により種子後代を獲得した.これらは,Al耐性を分子レベルで解明する場合,有力な研究材料となると考えられるため,その耐性特性の解析を行った.その結果,1)Al非添加区での伸長量が増加したもののAl存在下での生育阻害率は野性型と差がないもの,及び2)根伸長量に差がないもののAl添加区での伸長阻害率が減少したものの2種に大別された.今後は2)に分類される系統の耐性機構を解明する必要がある.本研究では,新規に開発したシロイヌナズナの水耕栽培装置を用いて,その水耕条件下における,Alストレス応答を解析した.その結果,シロイヌナズナは水耕条件下で極めてAlイオンに対して感受性が高く,Al耐性を分子レベルで解析する場合の宿主として十分な感受性を有していると考えられた.しかし,この植物は水素イオンに対しても感受性が高く,研究過程ではこの点に十分配慮する必要があることが分かった.この点に関して特に注目されることは,それぞれの障害における,根の損傷パターンは蛍光染色法により明確に区別できることである.これまでのところ,Al耐性と同様に水素イオンの過剰障害に対しても,分子レベルでの解明は進んでおらず,本研究の手法は水素イオンに起因する酸性障害に対するモデル実験系としても有効であると考えられた.また本研究では,予め変異増幅を施した種子集団から,水耕条件下でのAl耐性系統の選抜を行った.これまでのところ,約3万粒の種子から,20系統以上の耐性候補を選抜し,更に自殖により種子後代を獲得した.これらは,Al耐性を分子レベルで解明する場合,有力な研究材料となると考えられるため,その耐性特性の解析を行った.その結果,1)Al非添加区での伸長量が増加したもののAl存在下での生育阻害率は野性型と差がないもの,及び2)根伸長量に差がないもののAl添加区での伸長阻害率が減少したものの2種に大別された.今後は2)に分類される系統の耐性機構を解明する必要がある.
カルシウムシグナルを発生させる光機能性分子の創生

カルシウムシグナルを発生させる分子(ケージドカルシウム)の性能向上及び新たなメカニズムで機能する分子の開発を目指し研究を行った。カルシウムキレート剤BAPTA骨格を有するケージドカルシウムではカルシウム放出の反応は見られたが効率が著しく低かった。これは基底状態での電荷移動錯体の形成によるものと判明した。また、ケージドカルシウムに用いることができる一連の新規光分解性保護基を開発し、それらの高性能化に成功し高い分解量子収率(0.5以上)を達成した。細胞イメージング技術は近年飛躍的に向上し、あらゆる生命科学分野で用いられているが、未だに分子レベルでの作用機序や、物質の局在の状態については、ほとんど分かっていない。細胞内分子の動きをより詳細に理解するためには、見る技術(GFP、Fluo2等)だけではなく、物質を光放出する技術(ケージド化合物)が有用である。ケージド化合物とは、生命活動に必要な活性物質と光分解性保護基(ケージング基)とを組み合わせた分子で、光分解により瞬時に活性物質を放出する機能を持つ。ケージド化合物に用いられる光分解性保護基の種類はそれほど多くないが、近年の可視化技術のハード面の発展と共に、光分解性保護基自体の発展も必要とされてきているため、本研究ではケージド化合物に使うための新規光分解性保護基の開発を行ってきた。本研究で新たに開発されたニトロアニリン骨格を持つ光分解性保護基は、カルボン酸部位を有する生理活性物質を保護するのに適している。この新規光分解性保護基に関して、まず光で酢酸を放出するテスト化合物を複数合成し、置換基の導入位置の違いによる光物性の違いを検討し、構造最適化を行ってきた。その結果、ケージド化合物に必要とされる物性、例えば暗所での安定性、350nm付近の紫外線の吸収効率、光分解による生理活性物質の放出効率に優れていることが示された。この光分解性保護基光で酢酸酸を放出することが確認された。光分解の量子収率は0.08で、この値はすでにケージドグルタミン酸としての実用化されている化合物と同程度の値であり、新しいケージド化合物のプラットフォームとしての有用性が示された。本研究では、細胞機能解明の基盤手技術として、有機蛍光色素を利用した見る技術だけではなく、物質を光放出する技術(ケージド化合物)の有用性に着目し研究を行っている。ケージド化合物は、生命活動に必要な主に情報伝達にかかわる生理活性物質と、光分解性保護基(ケージング基)とを組み合わせた分子で、光分解により瞬時に活性物質を放出する機能を持つ。ケージド化合物に用いられる光分解性保護基の種類はそれほど多くない。しかし近年の可視化技術のハード面の発展と共に、光分解性保護基自体の発展も必要とされてきているため、本研究ではケージド化合物に使うための新規光分解性保護基の開発を行ってきた。本研究で新たに開発されたジニトロベンゼン骨格を持つ光分解性保護基は、カルシウムイオンを放出するケージドカルシウムに用いることができる。この新規光分解性保護基に関して、まず合成法の検討から行い、アルコールを放出するテスト化合物を合成した。その結果、ケージドカルシウムに必要とされる物性、350nm付近の紫外線の吸収効率、光分解量子収率ともに、現在市販されているケージドカルシウムより優れていることが示された。また、以前我々が開発したケージドカルシウムにより、カルシウム誘発性カルシウム放出(細胞外からカルシウムイオンが流入すると、そのカルシウムイオンは筋小胞体上のリアノジン受容体を活性化し、筋小胞体からカルシウムイオンを放出させる)の哺乳類と両生類での挙動の違いを明らかにした。さらに今年度は我々が以前開発したケージドGABAの生体中における有用性を明らかにした。本研究では、細胞機能解明の基盤技術として、特にシグナル伝達物質を光放出する技術(ケージド化合物)の高性能化のための研究を行っている。特に今回は、細胞の興奮性(カルシウムスパイク)や、細胞外酵素の活性化物質をしての役割も有するカルシウムイオンを光で発生させる新しい光機能性分子として、カルシウムキレート試薬として広く用いられているBAPTAの分子骨格を利用した新規分子を合成した。BAPTAのカルシウムイオン、マグネシウムイオンとの安定度定数はlogKCa=6.97, logKMg=1.77、であり、中性付近でのCa2+に対する高選択的キレート剤である。BAPTAのベンゼン環に、非常に効率の良い光反応を起こす2,4-ジニトロベンジル基を導入した。これに光照射を行うと、ジニトロベンジル基が光分解反応を起こしてBAPTAのベンゼン環と、ジニトロベンジル基がC=O部位を介して共役したベンゾフェノン骨格が生成するため、BAPTA部位のカルシウム親和性が大きく低下すると考えた。しかし、実際は光反応性が著しく低下することが分かった。これは、基底状態でBAPTA部位とジニトロベンジル基が電荷移動相互作用をするからと考えられる。また別の新規光分解性保護基として、ニトロアニリン骨格を用いた一連のケージド化合物を合成し光分解反応を確認した。

アミド結合を芳香環の2-位のニトロ基によって解裂させる光分解部位を有しおり、保護基とカルボン酸がアミド結合によって結合していることから暗所での安定性が高いという利点がある。また、アミド結合を形成している窒素原子に親水性の置換基を導入することで水溶性を向上させており、水溶性を保持したまま、芳香環に様々な置換基を導入することが可能である。すなわちこれらは生体内の環境に近い中性水溶液中での光物性や置換基効果について検討するために適した骨格であると言える。有機合成が計画通りに進行しないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はケージドカルシウムのカルシウムキレート部位の合成を迅速に進めるとともに、光吸収効率および分解量子収率を大幅に高めた新規光分解性保護基の開発を行う。
種々の生活パターンにおける血圧・体温など生体諸変数の日内変動に関する研究III

睡眠-覚醒のパターンを夜間就眠・徹夜・昼間就眠とシフトさせた時、生体変数のリズム特性におこる変化を検討している。環境因子や生活行動を標準化し、体温・体重・血圧・脈拍などの生理的変数や、各種物質の血中濃度と尿中排泄量を連続的に時系列で測定した。前回までに男子大学生16名の結果を集積しており、項目により固有のリズムを保つもの、睡眠のシフトや付随する食事摂取の量・時間変化に影響されるものなど様々であること、同じ項目でも血中濃度と尿中排泄量との間には乖離がみられること、また新時制への移行速度は個人差が大きいことを報告している。今回はリズム特性の変化に及ぼす性別の影響を検討するため、女子学生4名を含め合計14名の被験者を測定した。測定項目の日内リズムは平均値には性差を認めるが、変動パターンは略両性とも同様であった。一部の項目では振幅に性差が見られた。また今回、生体の日内リズムの指標であるメラトニンの尿中排泄量を測定した。健常人においてメラトニンは夜間に増加する変動パターンを示し、急性の睡眠パターンシフトでは僅かずつしか偏位しないことをリズム分析にて検出した。男女大学生を対象に春季夏季にかけて34週間の生活時間記録を蓄積し、休日の生活パターンは平日より12時間遅れるが、特に朝食を欠食する学生では遅れが大きいことを報告してきた。今回は冬季の生活習慣を約70余名につき34週間、活動記録モニターによる身体活動強度もあわせて記録した。大学の授業時間による標準化のために、季節による生活習慣の差異は明らかでなかったが、両季節とも性差や朝食の有無による差異は大きかった。現代のように夜間でも照度や心身の活動量が昼間と変わらず多い場合や、海外旅行やシフト勤務などで強制的に睡眠-覚醒のパターンを偏位させた場合には、"不眠症"や"体調不良"などの不定愁訴が出現しやすいと報告されている。平成8年および11年、健常な若年者を対象として、睡眠-覚醒のパターンを通常の睡眠時間から、断眠(一晩中眠らない)、その後、睡眠時刻を12時間シフトさせ、生体諸変数の日内リズムに現れる変化を検討した。頂点の時刻が急速に変位し、1日で新時制に一致する変数や、1日に数時間ずつしか偏位しない変数まで、種々の変動が混在し、項目間の同調は失われた。またシフトに対する反応の速度や型は個人差が大きい事を報告してきた。睡眠-覚醒のパターンを12時間シフトすることによって生体諸変数の日内リズムに現れる変化の個人差を検討するために、対象数を集積することを目指して、今年度も同様のプロトコールを実施した。対象は健康な若年成人志願者、男子10名女子4名であった。生体リズムに影響を及ぼす環境因子や食事などの生活行動を一定化し、就床時間を1日目は通常00:0007:00、2日目は断眠、3日目は睡眠時刻を12時間シフトさせた。起床中、体位と行動の自己記録を続け、血圧・脈拍は携帯型自動装置を用いて15分毎に、口内温は1時間毎、自他覚症状と体重は概ね3時間毎にチェックした。滞在中12回の血液採取と22回の分割蓄尿を行った。心拍変動から算出した自律神経機能検査も行った。72時間の施設内実験の前後に2週間ずつライフコーダによる生活習慣記録も行った。現在は各種測定データの入力をし、血液および尿検体の生化学的・内分泌学的変数を測定している段階である。来年度は結果の入力が終わり次第、順次リズム分析を開始する予定である。また今回はリズム特性の変化に及ぼす性別の影響も検討する。

環境因子や生活行動を標準化し、体温・体重・血圧・脈拍などの生理的変数や、各種物質の血中濃度と尿中排泄量を連続的に時系列で測定した。前回までに男子大学生16名の結果を集積している。項目により固有のリズムを保つもの、睡眠のシフトや付随する食事摂取の量・時間変化に影響されるものなど様々であること、同じ項目でも血中濃度と尿中排泄量との間には乖離がみられること、また新時制への移行速度は個人差が大きいことを報告している。今回はリズム特性の変化に及ぼす性別の影響を検討するため、女子学生4名を含め合計14名被験者を測定した。現在測定結果を入力中であり、入力完了後はリズム分析を実施して、する予定である。また今回は新たに、生体の日内リズムの指標であるメラトニンの尿中排泄量を測定した。健常人においてメラトニンは夜間に増加する変動パターンを示し、急性の睡眠パターンシフトでは巨視的には僅かずつしか変化しないことを検出したが、尿中メラトニン排泄量についてもリズム分析により詳細に検討する予定である。更に男女大学生を対象に春季夏季にかけて34週間の生活時間記録を蓄積してきたが、今回は約70余名につき冬季の生活習慣を34週間、モニターによる身体活動強度もあわせて記録した。季節による生活習慣の差異、および身体活動強度のリズム特性を分析すべく準備中である。睡眠-覚醒のパターンを夜間就眠・徹夜・昼間就眠とシフトさせた時、生体変数のリズム特性におこる変化を検討している。各項目のリズム補正平均値一日排泄量には有意の性差を認めたが変動パターン・頂点位相は性差を認めなかった。今後、女性の例数を蓄積する予定である。今回新たに測定した、生体の日内リズムの指標であるメラトニンの尿中排泄量は、健常人において夜間に増加する変動パターンを示し、急性の睡眠パターンシフトでは巨視的には僅かずつしか変化しないことを検出した。リズム分析では僅かながら有意の偏位を示し、コーチゾールの偏位と同様であった。男女大学生を対象に春季夏季にかけて34週間の生活時間記録を蓄積してきたが、今回は約70余名につき冬季の生活習慣を記録した。平日の生活パターンは春季・冬季とも変化がなく、授業による時制によって、生活パターンが標準化されたためと考えられた。休日の起床時刻は春季夏季が1時間程度の遅れに対して、冬季ではより遅れる傾向を認めた。食事・就床時刻には季節によって差がなかった。今後は性別や身体活動量の多寡を考慮した分析を行う予定である。
非プロテイン性シグナル分子を基盤とする新規抗炎症薬の開発

植物の防御システム機構である過敏性反応に深く関与している化合物に、無毒性シグナル分子(エリサイター)と呼ばれる化合物群がある.1993年に従来とは全く異なった非プロテイン性の低分子エリサター、syringolideが単離された.また、より単純な構造を持つ、secosyrin及びsyributinが相次いで単離されている.申請者は、syringolideの全合成並びにsecosyrin及びsyributinの最初の全合成を効率よく行うことにより、その絶対構造を含む立体化学を確立すると共に、それら3種の化合物の大量供給ルートの確保及び類縁化合物を数多く合成し、それらの生物活性を検討することを目的として、本研究を遂行した.その結果、以下の成果を得た.1 D-酒石酸エステルを出発原料として、水酸基の保護、増炭反応、γ-ラクトン環の構築、脱保護を連続的に行い、単環性のsyributin1及び2を効率よく合成し、その構造を確実なものとした.2 D-酒石酸エステルを出発原料として、三重結合部の導入、更なる増炭反応等によりsccosyrin合成に必要な全ての炭素骨格を構築した.次に三重結合部を対応するアルキン-コバルト錯体とした後、ルイス酸処理を行い、secosyrinと同一の立体化学を有するテトラヒドロフラン誘導体を高立体選択的に合成し.3次に化学修飾とスピロ環構築を行い、脱保護後、二環性のsecosyrin1及び2を光学的に純粋な形で合成した.本合成がsecosyrin1及び2の最初の全合成であり、本合成によりsecosyrin1及び2の立体化学が確定した.4上記の結果を基にsyringolideを検討し、その側鎖の導入とテトラヒドロフラン環構築まで達成した.現在、更なる化学変換を検討中である.植物の防御システム機構である過敏性反応に深く関与している化合物に、無毒性シグナル分子(エリサイター)と呼ばれる化合物群がある.1993年に従来とは全く異なった非プロテイン性の低分子エリサター、syringolideが単離された.また、より単純な構造を持つ、secosyrin及びsyributinが相次いで単離されている.申請者は、syringolideの全合成並びにsecosyrin及びsyributinの最初の全合成を効率よく行うことにより、その絶対構造を含む立体化学を確立すると共に、それら3種の化合物の大量供給ルートの確保及び類縁化合物を数多く合成し、それらの生物活性を検討することを目的として、本研究を遂行した.その結果、以下の成果を得た.1 D-酒石酸エステルを出発原料として、水酸基の保護、増炭反応、γ-ラクトン環の構築、脱保護を連続的に行い、単環性のsyributin1及び2を効率よく合成し、その構造を確実なものとした.2 D-酒石酸エステルを出発原料として、三重結合部の導入、更なる増炭反応等によりsccosyrin合成に必要な全ての炭素骨格を構築した.次に三重結合部を対応するアルキン-コバルト錯体とした後、ルイス酸処理を行い、secosyrinと同一の立体化学を有するテトラヒドロフラン誘導体を高立体選択的に合成し.3次に化学修飾とスピロ環構築を行い、脱保護後、二環性のsecosyrin1及び2を光学的に純粋な形で合成した.本合成がsecosyrin1及び2の最初の全合成であり、本合成によりsecosyrin1及び2の立体化学が確定した.4上記の結果を基にsyringolideを検討し、その側鎖の導入とテトラヒドロフラン環構築まで達成した.現在、更なる化学変換を検討中である.植物の防御システム機構である過敏性反応に深く関与している化合物に、無毒性シグナル分子(エリサイタ-)と呼ばれる化合物群がある.1993年に従来とは全く異なった非プロテイン性の低分子エリサイタ-、syringolideが単離された.また、より単純な構造を持つ、secosyrin及びsyributinが相次いで単離されている.申請者は、syringolideの全合成を視野に入れつつ、secosyrin及びsyributinの全合成を効率よく行うことにより、その絶対構造を含む立体化学を確立すると共に、それら化合物の大量供給ルートの確保を目指し、更に類縁化合物を数多く合成してその生物活性を検討することを目的として、本研究を遂行した.その結果、以下の成果を得た.1 D-酒石酸エステルを出発原料として、水酸基の保護、増炭反応、γ-ラクトン環の構築、脱保護を連続的に行い、単環性のsyributin1及び2を効率よく合成し、その構造を確実なものとした.2 D-酒石酸エステルを出発原料として、三重結合部の導入、更なる増炭反応等によりsecosyrin合成に必要な全ての炭素骨格を構築した.3三重結合部を対応するアルキン-コバルト錯体とした後、ルイス酸処理を行い、secosyrinと同一の立体化学を有するテトラヒドロフラン誘導体を高立体選択的に合成した.4次に化学修飾とスピロ環構築を行い、脱保護後、二環性のsecosyrinl及び2を光学的に純粋な形で合成した.本合成がsecosyrin1及び2の最初の全合成であり、本合成によりsecosyrin1及び2の立体化学が確定した.以上、今回secosyrin及びsyributinの効率よい合成ルートの開発に成功した.植物の防御システム機構である過敏性反応に深く関与している化合物に、無毒性シグナル分子(エリサイター)と呼ばれる化合物群がある.1993年に従来とは全く異なった非プロテイン性の低分子エリサター、syringolideが単離された.

また、より単純な構造を持つ、secosyrin及びsyributinが相次いで単離されている.申請者は、最近、より単純な構造を有するsecosyrin及びsyributun類の全合成を達成したので、次に確率した合成経路に沿って、syringolideの全合成を目的として合成研究を行った.1) D-酒石酸エステルを出発原料として、水酸基の保護、還元、増炭反応等により、末端に三重結合を有するケトン体とした.このケトン体とtert-butyl 3-oxooctanethioateとのKnoevengagel型反応により、sylingolide側鎖の構築を種々の条件下検討したが、目的の化合物を得るには至っていない.また、thioateの代わりにメチルエステルを用いたが、やはり反応は進行しなかった.2) D-酒石酸エステルを出発原料として、三重結合部の導入と酸化によりalkynone体とした後、連続的なthioacetateとのアルドール反応並びにhexanoyl基の導入により、1)で得られなかったsylingolide側鎖の導入に成功した.続いて、末端水酸基によるテトラヒドロフラン環構築を試みたが、反応は全く進行しなかった.3) 2)の結果を踏まえ、thioester部をメチルエステルに変換したところ、閉環反応は進行しテトラヒドロフラン化合物が得られた.次に、三重結合部還元してオレフィン体へと導いた.現在、オレフィンの酸化的開裂とsylingolide類への誘導を検討中である.