hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
真に機能的な転写因子複合体の精製とその構成因子の機能解析

E2A転写因子は核内でdot状の構造体(foci)を形成し、染色体ルーピングを介してT細胞受容体遺伝子の組換えを誘導する可能性が想定された。その分子機構を明らかにすることを目的として、E2Aの機能的複合体の構成因子を同定した。そのうちヒストンアセチル化酵素であるCBP/p300が、E2A fociと共局在し、E2A fociの形成に必要であった。さらに、E2AあるいはCBP/p300のノックダウンによりE2Aによる染色体ルーピングが阻害された。以上の結果から、E2A fociはCBP/p300に依存して形成されること、E2AとCBP/p300は染色体ルーピングに必要であることが明らかになった。細胞分化における遺伝子発現の変化には、染色体のルーピングによってエンハンサーとプロモーターが接近することが重要であることが明らかにされつつある。我々は抗原受容体遺伝子の再構成を対象に研究を行い、E2A転写因子が染色体ルーピングを介して組換えを誘導することや、その際E2Aが核内でdot状の構造体(focus)を形成することを明らかにしてきた。そこで本研究では、E2Aがこのdot状構造体を足場として染色体のループ構造を形成し、組換えを誘導する可能性を想定し、その分子機構を明らかにすることを目的として、E2Aとクロマチン上で相互作用する真に機能的な複合体をChIP条件下で精製し、質量分析によって構成因子を同定することを計画した。そのためには、均一で比較的多くの細胞数が必要であり、通常適した細胞株に目的遺伝子を安定的に発現させた細胞を用いるが、T細胞受容体遺伝子の再構成を誘導できる細胞株は存在しないため、組換え酵素であるRAG2ノックアウトマウスの胸腺細胞を用いる予定であった。しかしながら、当該マウスの繁殖に問題が生じ、解析に必要と思われる個体数(30-50匹程度)を得ることが困難であった。そこでT細胞系の細胞株を多数解析して、E2Aが発現し、核内でdot状の構造体を形成するものを選択した。そのうち、E2Aのdot状構造体が機能的かどうか調べるために、その細胞株で発現しているE2Aの標的遺伝子をプローブとしてImmuno-3D-FISHを行い、その遺伝子がE2Aのdot状構造体に近接するか検討した。さらに各種の薬剤や、E2Aの抑制因子であるId3を過剰発現させることで遺伝子発現が変化しないか解析を行ったところ、HDAC阻害剤で転写が上昇するものや、Id3の過剰発現で転写が抑制されるものがあることがわかった。そのためには、均一で比較的多数の細胞が必要であり、通常は適した細胞株に目的遺伝子を安定的に発現させた細胞を用いるが、T細胞受容体遺伝子の再構成に伴う染色体構造変化を誘導できる細胞株は存在しないため、組換え酵素であるRAG2ノックアウトマウスの胸腺細胞を用いる予定であった。そこでT細胞系の細胞株を多数解析し、E2Aが核内でdot状の構造体を形成し、さらにその細胞株で発現しているE2Aの標的遺伝子が、E2Aのdot状構造体に近接するものを選択した。それらの細胞株を用いてE2Aとクロマチン上で相互作用する機能的な複合体をChIP条件下で精製し、質量分析を行いその構成因子を複数同定した。上述のように、E2Aとクロマチン上で相互作用する真に機能的な複合体をChIP条件下で精製し、質量分析によって構成因子を同定することを計画していたが、そのために使用する予定であったRAG2ノックアウトマウスの繁殖に問題が生じ、解析に必要と思われる個体数を得ることが困難であった。そこで次善の策として、T細胞系の細胞株を用いることを考え、多くのT細胞系細胞株をスクリーニングし、E2Aが核内でdot状の構造体を形成し、さらにその細胞で発現しているE2Aの標的遺伝子をプローブとしてImmuno-3D-FISHを行い、それらの遺伝子が、E2Aのdot状構造体に近接するものを選択した。細胞分化における遺伝子発現の変化には、染色体のルーピングによってエンハンサーとプロモーターが接近することが重要である。我々は抗原受容体遺伝子の再構成を対象に研究を行い、E2A転写因子が染色体ルーピングを介して組換えを誘導することや、その際E2Aが核内でdot状の構造体(foci)を形成することを明らかにしてきた。

そこで本研究では、E2Aがfociを足場として染色体ルーピングを起こし、組換えを誘導する可能性を想定し、その分子機構を明らかにすることを目的として、E2Aとクロマチン上で相互作用する真に機能的な複合体をChIP条件下で精製し、構成因子を同定することを計画した。そのためにT細胞株の中で、E2Aがfociを形成するものを用いてE2A複合体を精製し質量分析を行ったところ、ヒストンアセチル化酵素であるCBP/p300や、染色体ルーピングに関わるMediatorなどの転写制御因子や、Runxなどの転写因子を同定した。さらにこれらの因子がE2A fociと共局在することを免疫染色で確認した。そこでE2A、あるいはCBP/p300のノックダウン(KD)を行ったところ、E2AのKDによりE2A fociは減弱したが、CBP/p300 fociは影響を受けなかったのに対して、CBP/p300のKDでは、CBP/p300 fociの減弱とともにE2A fociも減弱することが認められた。さらに、E2AとCBP/p300どちらのKDによってもE2Aによる染色体ルーピングが阻害された。以上の結果から、E2A fociはCBP/p300に依存して形成されることや、E2AとCBP/p300は染色体ルーピングに必要であることが明らかになった。このことは、ヒストンのアセチル化が染色体構造変化に影響する可能性を示唆するものであり、今後その分子機構に関してさらなる検討を行っていきたい。E2A転写因子は核内でdot状の構造体(foci)を形成し、染色体ルーピングを介してT細胞受容体遺伝子の組換えを誘導する可能性が想定された。その分子機構を明らかにすることを目的として、E2Aの機能的複合体の構成因子を同定した。そのうちヒストンアセチル化酵素であるCBP/p300が、E2A fociと共局在し、E2A fociの形成に必要であった。さらに、E2AあるいはCBP/p300のノックダウンによりE2Aによる染色体ルーピングが阻害された。以上の結果から、E2A fociはCBP/p300に依存して形成されること、E2AとCBP/p300は染色体ルーピングに必要であることが明らかになった。上述のように、E2Aとクロマチン上で相互作用する真に機能的な複合体をChIP条件下で精製し、質量分析によって構成因子を同定することを計画していたが、そのために使用する予定であったRAG2ノックアウトマウスの繁殖に問題が生じ、解析に必要と思われる個体数を得ることが困難であった。そこで次善の策として、T細胞系の細胞株を用いることを考え、多くのT細胞系細胞株をスクリーニングして、E2Aの発現や、核内でdot状の構造体を形成するものを選択する必要性が生じた。さらにE2Aがdot状構造体を形成していても、それがマウスの胸腺細胞と機能的に同等か確認する必要があったため、当初予想していなかった様々な解析を行って検討する必要が生じた。T細胞系細胞株のうち、E2Aが核内でdot状の構造体を形成し、その細胞で発現しているE2Aの標的遺伝子がE2Aのdot状構造体に近接する細胞株を用いて、E2Aの機能的な複合体をChIP条件下で精製し、質量分析を行いその構成因子を複数同定した。そこで、同定できた構成因子のうち、E2Aのdot状構造体と共局在するものに絞り込みをかけるとともに、ChIPを行い実際にE2Aと共沈するか確認する。
競争政策との交錯の視点からみた医療・介護保障法制の比較法研究

これまでの研究をもとに、アメリカの医療分野における反トラスト法の展開過程を整理するならば、次のようなものとなる。第1期(1975年1980年代はじめ)は、医療分野での反トラスト法の適用が開始された時期である。従来、裁判所は、医療分野での反トラスト法の適用に消極的であったが、1975年のGoldberg判決を契機にこうした方針を変更し、医師会など同業者団体による競争制限的行為が問題とされるようになった。第2期(1980年代)には、政府による規制(医療計画、病床規制)と反トラスト法との関係が問題とされた。連邦最高裁判所は、医療計画に従った医療機関に対して、非常に限定された範囲で反トラスト法の適用を控えるという方向性を示した。また、連邦議会は制定法を通じて、病院内のピア・レビューと反トラスト法との調整を図った。第3期(1990年代)においては、マネジドケアに対抗して医療機関などが形成するネットワーク組織への反トラスト法の適用が問題となっている。司法省と連邦取引委員会は、3度にわたり、医療領域での反トラスト法の適用方針を示したガイドラインを公表している。当初、ガイドラインは、経済的な効率性の向上が期待できる統合事業のみを容認するという姿勢を示していたが、最新のガイドラインでは、診療ガイドラインの実施など診療面での統合事業を実施するネットワーク組織に対しても反トラスト法上容認される場合のあることが示されるようになった。本研究で検討した医療分野における反トラスト法の展開は、医療分野における市場と組織(自主規制、政府による規制)の役割分担を検討する上で重要な手がかりを提供するものである。今年度は、主に次の三つの観点から研究を進めた。第一は、裁判例の検討である。これまでの研究を踏まえて、今年度の前半は、医療機関の自主規制に対する反トラスト訴訟判決の検討を行った。最近のカリフォルニア歯科医師会事件連邦最高裁判決に至るまでの判決の流れを検討し、同業者団体が行う反競争的活動に対する判断基準のあり方、医療情報と広告規制の特殊性に関する考慮のあり方などについて分析を進めた。第二は、関連研究の分析である。今年度は、私の問題関心に近い視角から反トラスト法制について研究を行うWilliam Sage教授(コロンビア大学ロースクール)とPeter Hammer助教授(ミシガン大学ロースクール)の研究論文に接することができた。そこで、今年度の後半は、彼らの研究をてがかりとしながら、(1)反トラスト法における品質競争の性質と医療制度への含意、(2)品質に関わる情報と消費者・保険者の選択、(3)品質競争と技術革新、(4)マネジドケアとの関連、などの基本的論点について関連する裁判例や法制度の動向を検討した。第三は、診療報酬制度の検討である。診療報酬の統制による価格規制が医療市場に与える影響を検討することは、わが国における競争政策と医療法制との交錯の問題を検討する上で重要な論点であると考えた。そこで、わが国の診療報酬制度に関する検討を行い、論文など二本を公表した。上記の三点については研究を一定程度進めることができたが、その反面、当初予定していた法人組織のあり方と反トラスト法制とのかかわりについての検討は十分に行うことができなかった。この点に関しては次年度の課題としたい。本年度の前半は、最近のアメリカの反トラスト法裁判例と連邦取引委員会・司法省の医療分野での活動に関して検討をすすめた。2003年に医療分野における競争法をテーマに連邦取引委員会の公聴会が開催されており、これに関する資料が多数公開されているため、検討にあたっては、これらを参照しつつ研究をすすめた。後半は、1990年代にアメリカで大きく展開された保険者と各種医療機関の統合化の過程で生じた競争政策上の諸問題について裁判例および行政実務を検討した。このほか、医療計画や同僚審査に関する連邦法及び州法の内容が反トラスト法の方針に抵触する場合に、両者を調整するためにこれまでに提案された様々な理論(明示及び黙示の適用除外、州行為免責理論)に関して検討を進めた。以上の検討にあたっては、反トラスト法訴訟において、裁判所が医療サービス市場における「市場の失敗」をどのように認識してきたのかを分析の視点とした。とりわけ後半の検討を通じて、アメリカにおける最近の医療の統合化に関して以下の類型化を行い、競争政策上の論点を明らかにした。(1)病院組織と医師組織の排他的な契約により、他の医師(集団)が排除されるケース。(2)病院組織と医師組織の排他的な契約により、他の病院が排除されるケース。(3)保険会社と医療機関との契約により、他の保険者が排除されるケース。(4)保険会社と医療機関との契約により、他の医療機関が排除されるケース。この問題の検討にあたっては、医療以外の規制分野における裁判例との関連性にも配慮しながら作業を進めた。

連邦最高裁判所は、医療計画に従った医療機関に対して、非常に限定された範囲で反トラスト法の適用を控えるという方向性を示した。また、連邦議会は制定法を通じて、病院内のピア・レビューと反トラスト法との調整を図った。第3期(1990年代)においては、マネジドケアに対抗して医療機関などが形成するネットワーク組織への反トラスト法の適用が問題となっている。司法省と連邦取引委員会は、3度にわたり、医療領域での反トラスト法の適用方針を示したガイドラインを公表している。当初、ガイドラインは、経済的な効率性の向上が期待できる統合事業のみを容認するという姿勢を示していたが、最新のガイドラインでは、診療ガイドラインの実施など診療面での統合事業を実施するネットワーク組織に対しても反トラスト法上容認される場合のあることが示されるようになった。本研究で検討した医療分野における反トラスト法の展開は、医療分野における市場と組織(自主規制、政府による規制)の役割分担を検討する上で重要な手がかりを提供するものである。
電界効果を利用した機能的な半導体レーザの研究

PNIPN構造の各ドープ層に電極を形成し、PNIP、NIPN、2種類のトランジスタのベース・コレクタ接合を活性層として共有する半導体レーザを提案してきた。提案するレーザは、活性層(または活性層近傍の電子走行層に)逆バイアスを印加しながら電流注入が可能で、レーザ発振を維持することができる。シミュレーションを通じて基本設計を実施してきたが、デバイス動作をいよいよ実験で確認するために、プロードエリアストライプ構造で、表面3電極、裏面1電極のデバイスを試作した。n+InP基板上に各ドープ層をInP層として成長し、活性層はQ1.25のInGaAsPをSCH層および障壁層とする1.55μmに発光ピークをもつ3重の歪み量子井戸構造である。電流注入と引き続くレーザ発振の達成を目的として、電子走行効果発現のためには重要となる電子走行領域層は省略する構造とした。作製した半導体レーザの電気特性評価を通じて、設計通りの極性をもつ成長層構造ではあったが、ベース層での不純物活性密度が低いことが電気特性上の問題になると判明した。これは、今回、結晶成長に利用したMOVPEシステムでは、導入不純物種の制約で、Si(N型)、Mg、C(P型)といった高濃度のドープに利用される材料が適用できないために、成長条件の改善では対応が困難である。結晶成長について外部業者に発注するなど、成長装置を乗り換える必要を指していて、本研究の年限内では解決が困難であった。ここでの電気特性上の問題とは、ベース層へのコンタクト抵抗とオーミック性の確保の2点である。このため、所望のデバイス電気特性(トランジスタ動作)を得るに至らなかった。上面より3電極、下面より1電極を形成するデバイス構造自体は、通常の半導体レーザ構造基板に同様のデバイスを製作し、発振動作を確認できたことから、ここにおける問題ではない。結晶成長を最適な材料を用いてやり直すことにより、提案するレーザの製作を再度行うことを予定している。PNIPN構造で各ドープ層に電極を有し、ペース・コレクタ接合を活性層として共有する半導体レーザを提案し、活性層(または近傍に)逆バイアスを印加しながら電流注入が可能で、レーザ発振することをシミュレーションで証明した。このようなデバイスの動作を実験で確認するために、光閉じ込めについてブロードエリアストライプ構造で、表面3電極、裏面1電極のデバイスを試作した。n+InP基板上に各ドープ層をInPで成長し、活性層はQ1.25のInGaAsPをSCH層および障壁層として1.55μmに発光ピークをもつ3重の歪み量子井戸構造である。レーザ発振の挙動を調べるため、ミリ波変調光波生成のためには重要となる電子走行領域層は含めない、簡素な構造とした。デバイス作製に必要なマスクは、50μm幅の単純な窓構造を有するラインパターンで、電子線描画装置を用いて自作したものである。各電極パターンはこのマスクパターンの繰り返しによって作りこまれる。レーザ構造中のベース層は極力薄いことが望まれるが、電極作製を容易にするために、蒸着金属膜の拡散が気にならない程度に厚いことを要請し、経験的にエッチングストップ層を含む200nm程度としている。上記の新規構造を有する多電極デバイスを駆動するために、実験系を構築した。デバイスは極性の異なる2つのトランジスタをベース・コレクタ層で共有した構造を有するため、駆動形態はトランジスタと類似する。実験系はベース・コレクタ層に印加する逆バイアス、更に両端のPN接合に印加する順バイアスをスイープして自動計測が可能なようにPC制御のソフトウェアを整えた。また、同じ実験系で通常のレーザダイオードも計測が可能であるので、試作した同一サンプルで両形態の駆動様式による動作の比較を行う予定でいる。

上面より3電極、下面より1電極を形成するデバイス構造自体は、通常の半導体レーザ構造基板に同様のデバイスを製作し、発振動作を確認できたことから、ここにおける問題ではない。結晶成長を最適な材料を用いてやり直すことにより、提案するレーザの製作を再度行うことを予定している。
ムハンマド伝の研究:ムハンマドの歴史的実像を求めて

イスラームを説き起こした預言者ムハンマドの歴史的実像は必ずしも明らかではない。本研究は、ムハンマドの生涯を伝えたもっとも古い記録であるイブン・イスハークの『預言者伝』の全体を邦訳し、それを他の歴史資料とつきあわせて、多分に奇跡物語を含んだ歴史資料の全体像を提示することを目的とした。研究成果は、上記のムハンマド伝の、詳細な注を付した邦訳を4巻本として、2002年度から順次公刊することによって示される。ムハンマドの歴史的実像を探るための基礎資料であるイブン・イスハーク原著、イブン・ヒシャーム編注『預言者伝』を、以下のように総合的に検討した。1)歴史的出来事を、タバリー、バラーズリー、ワーキディー、イブン・サアドなどが伝える同一の出来事と照合した。この作業は8割程度終了した。2)伝承の経路を、イブン・サアドなどの各種の伝承者の伝記集を参照して、網羅的に整理した。この作業は、3割程度終了した。3)個人や集団の系譜について、イブン・カルビーなどの系譜集と照合し、問題点を洗い出した。この作業は、8割程度終了した。4)コーランの文言を、各種の注釈書と照合し、その日本語訳を決定した。この作業は9割程度終了した。5)詩とことわざを、詩人個人の詩集の採録されているものと照合し、日本語訳を定めた。この作業はほぼ完了した。以上の作業を、研究代表者,研究分担者、3名の研究協力者を中心に行い、各自の作業結果を毎週木曜日に持ち寄って、共同作業として整理していった。本研究は、平成20年度で完成し、21年度より、『預言者伝』の日本語訳として、岩波書店より4巻本で出版する予定である。研究代表者後藤と,研究分担者医王に加えて、研究協力者として高田康一(慶応大学非常勤講師)、高野太輔(大東文化大学)、森山央朗(日本学術振興会研究員)の協力をえて、イブン・イスハーク原著・イブン・ヒシャーム編注『預言者伝』を底本にして、次の作業をおこなった。1)『預言者伝』に記載されている出来事を、他の歴史資料と照合する作業。2)個人・集団の系譜を、他の系譜集と照合し、その異同を確認する作業。3)引用されているコーランの文言を現行コーランと照合し、その異同を確認し、その訳を確定する作業。4)引用されているムハンマドの言葉を、他の伝承集と照合する作業。5)伝承の経路を、伝承学者の伝記集と照合し、確認する作業。夷j方の作業を通じて、ムハンマド伝の根本資料である『預言者伝』の性格を解明しつつある。その成果は、翻訳というかたちで平成21年度より4巻本として刊行し、またムハンマドの歴史的実像をめぐる研究成果を、研究代表者、分担者、協力者の個別の論文として、今後発表していく。また、ムハンマド伝研究の世界的権威の一人である、ヘブライ大学のレッカー教授が来日されていたのを機会に、わが国の研究者を集めてシンポジウムを開催し、われわれの研究の中間発表をおこなうと同時に、世界のムハンマド伝研究の現状の把握に努めた。
摂食障害の予防と啓蒙についての調査研究ー痩せすぎモデル規制の影響の検討ー

2018年度は、痩せすぎモデルの摂食障害への影響と若年女性の痩せすぎの問題について、啓蒙を図るために、2度のシンポジウムの企画立案と発表を行った。2018年6月21日に第114回日本精神神経学会学術総会で「摂食障害、その人格病理、社会的背景の影響と治療的意味-痩せすぎモデル禁止法に向けて-」というシンポジウムでシンポジストとして発表を行った。また2018年11月8日に第22回日本摂食障害学会学術集会で「人格の病理としての摂食障害、痩せすぎモデル規制に向けて」というシンポジウムを企画し、シンポジストとして「痩せ礼賛文化の視点から」というテーマで発表を行った。本研究に関連する投稿も行っており、「無視されてきたダイエットと痩せすぎの危険性ー痩せすぎモデル禁止法に向けてー」を共著として執筆し、精神神経学雑誌第120巻第9号(2018)741-751頁に掲載されている。また「摂食障害に関する治療ガイドライン」を単著として執筆し、精神科治療学33巻第12号(2018)1399-1404に掲載されている。現在、精神神経学雑誌に「欧米での痩せすぎモデル規制ーメディアに氾濫する不健康なロールモデルに対するリーガルモデルと医学モデルー」を投稿中である。摂食障害治療者および当事者と家族、モデル事務所とメディアに対するアンケート調査の準備を進めており、アンケートの作成を行った。今後兵庫医科大学倫理審査委員会の倫理審査を経て調査を行う予定となっている。2018年度はアンケート調査を行いやすくするために啓蒙活動とアンケート調査を開始する予定であった。啓蒙活動は順調に進んでいる。アンケート活動は、当初の予定では2018年度末に開始する予定であったが、現在投稿中の論文のが受理されて、その公表と同時に行う予定としたことと、倫理審査委員会での審査の問題で、予定よりも遅れている。しかし2019年度前半には施行予定であり、全体スケジュールに大きな遅れはない。本研究のテーマについては、2019年度にも第115回日本精神神経学会学術総会と第23回日本摂食障害学会学術集会でのシンポジウムでこの問題について取り上げて発表する予定である。摂食障害治療者および当事者と家族、モデル事務所とメディアに対するアンケート調査の準備は進んでおり、兵庫医科大学倫理審査委員会の倫理審査終了後に、2019年度前半に施行し、その結果についてまとめる予定である。雑誌モデルのBMIの推移調査については、モデルの体重が公表されていない雑誌がほとんどであることが判明し、バスト/ヒップ比などの他の指標を使ってモデルの体型の変化を調査することを考えている。それらについては2020年度に調査する予定である。

摂食障害治療者、当事者とその家族、メディア関係者、モデル事務所などへのアンケート調査を2019年度に施行することになり、その費用の分が次年度使用額に繰越になった。
拡散を介した小脳異種シナプス抑制においてペリシナプス性制御機構が担う役割

脳幹の下オリーブ核から小脳への登上線維から放出された興奮性神経伝達物質(グルタミン酸と推定)は、シナプス外に拡散して介在ニューロンのAMPA型グルタミン酸受容体を活性化することにより、介在ニューロン-プルキンエ細胞間GABA作動性伝達にシナプス前抑制を引き起こすことを報告した。本研究では、スライスパッチクランプ法と免疫組織染色法を組み合わせて、拡散を介した小脳異種シナプス抑制においてグルタミン酸輸送体が担う役割について検討した。その過程で、(1)ニューロン型輸送体EAAT4とグリア型輸送体GLASTは、登上線維伝達物質がシナプス間隙から介在ニューロンの軸索終末に拡散していく過程をそれぞれ独立に制御できること、ならびに(2)異種シナプス抑制には、プルキンエ細胞のグルタミン酸輸送体発現量や輸送機能の変化(長期増強)に依存した逆行性制御メカニズムが存在することを示唆する結果を得た。グルタミン酸輸送体は、神経伝達物質の拡散動態に影響をおよぼすことにより、シナプス可塑性制御因子として機能すると考えられる。興奮性神経伝達物質のシナプス外拡散により仲介される小脳異種シナプス抑制において、グルタミン酸輸送体が担う役割をスライスパッチクランプ法により検討した。(1)ニューロン型とグリア型の比較:サブタイプ別機能検索ニューロンとグリア細胞では、異なるサブタイプのグルタミン酸輸送体が機能している(例えば、EAAT4はプルキンエ細胞特異的に発現し、GLASTとGLT-1はバーグマングリアに発現する)。伝達物質の拡散過程における各輸送体サブタイプの役割を検討するため、サブタイプ選択的阻害薬が登上線維刺激に伴う異種シナプス抑制におよぼす影響を観察した。EAAT4/GLT-1阻害薬threo-3-methylglutamic acid(IC_<50>=100μM)は、低濃度(30μM)で異種シナプス抑制を増強した。GLAST/GLT-1阻害薬(2S,3S)-3-[3-(4-methoxybenzoylamino)benzyloxy]aspartic acidも同様に、極めて低い濃度(0.1μM)で異種シナプス抑制を増強した。しかし、GLT-1阻害薬dihydrokainic acid(IC_<50>=20μM)は、高濃度(300μM)で投与しても異種シナプス抑制に無効であった。ニューロン型輸送体EAAT4とグリア型輸送体GLASTは、登上線維伝達物質がシナプス間隙から籠細胞終末に拡散していく過程をそれぞれ独立に制御できると結論した。(2)EAAT4発現量と異種シナプス抑制の相関性EAAT4タンパク質は、zebrin-II(aldolase C)と重複した様式でプルキンエ細胞に発現するため、小脳矢状断方向に明瞭な帯状分布パターンを示す(即ち、zebrin band)。EAAT4発現量と異種シナプス抑制の関連性を検討するため、パッチクランプ記録に免疫組織染色を組み合わせた二段階の実験を実施した[(1)登上線維刺激に伴う異種シナプス抑制を無作為に記録した後、(2)記録に供したプルキンエ細胞(記録電極からbiocytinを導入して同定)のEAAT4免疫蛍光シグナルを共焦点レーザー顕微鏡により観察]。異種シナプス抑制は、EAAT4低発現細胞でのみ誘起され、高発現細胞では誘起されなかった。小脳異種シナプス抑制には、プルキンエ細胞のEAAT4発現量に依存した『逆行性伝達物質を介することなく機能する逆行性制御機構』が存在すると考えられる。これまでに、下オリーブ核から小脳への登上線維からシナプス間隙外に拡散した興奮性神経伝達物質(グルタミン酸と推定)が、(1)介在ニューロン-プルキンエ細胞間のGABA作動性シナプス伝達を抑制すること、ならびに(2)このGABA伝達抑制がAMPA型グルタミン酸受容体で仲介されるシナプス前性機構により引き起こされていることを報告した。スライスパッチクランプ法により、拡散を介した小脳異種シナプス抑制においてグルタミン酸輸送体が担う役割について検討した。【1.ニューロン型グルタミン酸輸送体の長期増強が異種シナプス抑制におよぼす影響】昨年、小脳異種シナプス抑制には、プルキンエ細胞特異的に発現するグルタミン輸送体EAAT4に依存した、逆行性制御機構が存在することを示唆する結果を得た。

この逆行性制御の分子的背景を追究するため、プルキンエ細胞で誘発したグルタミン酸輸送体増強が異種シナプス抑制におよぼす影響を観察した。登上線維の高頻度刺激(5Hz、30秒)に伴い、プルキンエ細胞において(1)AMPA受容体電流の長期抑圧と(2)グルタミン酸輸送体電流(synaptic transporter current)の長期増強が同時に惹起された。一方、異種シナプス抑制は、輸送体増強の誘発とともに顕著に減弱した。プルキンエ細胞のグルタミン酸輸送体は、細胞外の余剰グルタミン酸を回収する役割のみならず、シナプス活動に依存して回収機能を変化させることにより、伝達物質の拡散過程に影響をおよぼすシナプス可塑性制御因子としての役割も担っていると考えられる。【2.エタノールの異種シナプス抑制阻害作用】小脳異種シナプス抑制は、エタノールにより用量依存的(25100mM)に阻害されることを見出した。しかし、エタノール(50mM)は、登上線維のシナプス小胞放出確率ならびに放出多重性に有意な影響をおよぼさなかった。また、AMPA灌流投与に伴う介在ニューロンのGABA放出抑制にも無効であった。エタノールの異種シナプス抑制阻害作用は、登上線維の伝達物質放出過程や前シナプス性AMPA受容体の阻害などではなく、登上線維伝達物質がシナプス間隙から介在ニューロン終末に拡散する過程の阻害により惹起されたことを強く示唆している。
抗イディオタイプならびに改造分子モノクローナル抗体を用いた癌の新しい診断の基礎

腺癌関連糖鎖抗原YH206は、腺癌患者血中に高率に発現し、免疫組織染色でも高い陽性率を示す。他の糖鎖抗原とは免疫化学的に異ることも明らかにされている。しかし早期癌診断やターゲティング療法などにおいては、他の抗体同様未だ十分な有用性を示していない。本研究においてはこれらの点を改良すべく実験を進め以下の成績を得た。1.YH206抗原を認識する新たなモノクローナル抗体を開発し、YH206との間でdouble determinant assayを確立する目的で、YH206抗原を免疫原としてモノクローナル抗体BM2を作製した。本抗体とYH206とを用いて、double determinant assayを行った結果、YH206単独の測定系に比較して、癌患者における陽性率はやや低下するものの、YH206抗原陰性例で陽性を示す症例が存在し、YH206抗体との組み合わせによって陽性率を改善することが可能と考えられた。2.癌患者血中のYH206を検索する目的で、YH206を同系マウスに免疫し、抗イディオタイプモノクローナル抗体AI206を作製した。AI206はYH206に特異的に反応し、YH206抗原抗体反応を阻止した。AI206を用いて癌患者血中のYH206抗原に対する抗体価の測定を行った結果、胃癌及び膵癌患者の中に高値を示す例が存在した。YH206抗原がきわめて低値を示す症例の一部に高抗体価を示す例もあり、このような例においては抗体価の測定が腫瘍マーカーとしての価値を有する可能性が示唆された。またAI206を同系マウスに免疫して得られた抗血清は、YH206様の反応性を示すことから、AI206はYH206の内部イメージを有するものと思われた。さらにAI206の内部イメージをワクチンとして応用できるなら、糖鎖抗原に比較して大量精製・生産が可能となる。AI206ハイブリドーマよりgenomicライブラリーを作製して、V_HおよびV_L領域の遺伝子配列を解析すべく実験を計画中である。
バクテリアナノファイバーの構造制御と透明繊維強化材料の製造

バクテリアナノファイバーを用いた透明繊維強化材料の最も優れた特性は、高い透明性と低熱膨張性である。今回の研究課題では「セルロース化学処理」と「バクテリアナノファイバーネットワーク構造の活用」、「バクテリアナノファイバー積層構造の活用」を行い、これらの材料特性を著しく向上させることに成功した。これらの成果は、バクテリアナノファイバーに限らずナノファイバーコンポジット全般に利用できる極めて重要な知見である。1.セルロース化学処理セルロース化学処理の一例としてアセチル化を行い、汎用プラスチックの3倍以上あった吸湿性を汎用プラスチック並みにまで低減し、汎用プラスチック以上の高い耐熱性を達成した。また、本材料の特徴である透明性も大幅に向上し、低熱膨張性も更に低減できる可能性を示唆した。2.バクテリアナノファイバーネットワーク構造の活用ナノクレイなどを用いたナノパーティクルコンポジットは、少ないフィラー充填量で飛躍的に材料特性を向上させることが知られている。酢酸菌が構築する極めて精緻なナノファイバーネットワークを活用したコンポジットを作製すると、ナノパーティクル以上の極めて高い補強効果を示した。この結果は、ナノファイバーコンポジットのポテンシャルを示したものである。3.バクテリアナノファイバー積層構造の活用研究代表者はバクテリアナノファイバーを用いて、繊維径がナノサイズであることを活かし透明補強を実現し、クモの巣状ネットワーク構造を用いて優れた機械的特性を引き出してきた。そこで、バクテリアナノファイバーを3次元的に構造制御し、これまであらゆる材料が成し得なかった「柔らかいのに熱膨張しない(変形しやすいのに変形しない)」という極めてユニークな材料を開発した。今後の研究において、更に詳細なメカニズムの検討を行なう。
脳および頭蓋の形態発達と進化

生後3ヶ月から22ヶ月の16名のヒト乳幼児の頭部の磁気共鳴画像(MRI)を用いて、脳と頭蓋の形態の特徴点を抽出し、サイズと形態の変化について分析を行った。脳の特定の領域に形態の変異の大きな場所があること、頭蓋は前後左右で異方的に成長すること、脳と頭蓋の特徴点の相対的な位置関係は安定していることが明らかになった。発達における脳と頭蓋の形態の多様性が、脳の進化につながる可能性を議論した。新生児から成人に至る脳と頭蓋の形態の特徴点を抽出し、発達によるサイズと形態の変化を明らかにすることを目的とする研究を行った。・発達期の頭部MRI画像から頭蓋及び脳の特徴点の抽出生後2ヶ月から22ヶ月の乳幼児の頭部の磁気共鳴画像(MRI)16ケースを分析の対象とした。頭蓋の特徴点として、鼻根・後頭極・左右耳等の点を定義した。また、大脳皮質の脳回や脳溝の形態を反映する特徴点として、片半球あたり20箇所の点を定義した。複数の判定者が、脳表の再構成画像とスライス画像を参照しながら、特徴点の3次元位置座標を抽出し、それらを元に最終的に解剖学的な見地から特徴点の座標を決定した。・頭蓋及び脳の形態の分析(a)サイズ分析異なる月齢(年齢)の個人ごとに得られた特徴点の3次元座標から、特徴点どうしの距離を求めた。頭蓋及び脳の全体のサイズや特定の領域ごとのサイズの発達曲線を求めた。前頭葉・頭頂葉・側頭葉・後頭葉あるいは脳回それぞれにおいて、成長速度の違いの有無を検討した。現時点の解析では、サイズの発達に関する領域間の違いに明らかな傾向は認められなかった。(b)形態分析(プロクラステス解析、主成分分析等)異なる月齢(年齢)の個人ごとに得られた特徴点の3次元座標から、サイズに依存しない形態のパターンを抽出するために、プロクラステス解析を行った。プロクラステス変換後の特徴点座標に主成分分析を行った結果、特徴点の個人間変動が、両半球の中心溝内側端および左半球のシルヴィウス溝後枝の屈曲点で大きいことがわかった。この結果は、脳領域間のプロポーションは、生後おおむね定まっている一方、個人間で多様性や左右の非対称性の大きな領域があることを示唆するものである。上記研究に関連して、頭部MRI画像における定量的頭表ランドマーク設定法について新たな方法の開発も行った。当初設定した16名の乳幼児の頭部画像から特徴点を抽出し、サイズおよび形態の分析を行い、形態において多様性を示す領域を見いだすに至った。新生児から成人に至る脳と頭蓋の形態の特徴点を抽出し、発達によるサイズと形態の変化を明らかにするため、生後2ヶ月から22ヶ月の16名の乳幼児の頭部の磁気共鳴画像(MRI)を用いた分析を行ってきた。昨年度は、大脳皮質の脳回や脳溝の形態を反映する特徴点を片半球あたり20個定め、それらの3次元位置座標を用いて、ユークリッド座標系上でのサイズ分析やプロクラステス分析を用いた形態分析を行なった。その結果、相対的な変位の大きな脳領域があることが明らかになった。本年度はさらに、頭蓋について、鼻根、後頭極、左右耳の点をMRI上で定めた後、バーチャルレジストレーション法を用いて、脳波チャンネル10-20に相当する頭蓋上の3次元座標を求め、それらの点について、サイズ分析と形態分析を行なった。その結果、主要な頭蓋の形態の変化としては、発達にともなって前後方にが伸び、左右方向には縮むことが明らかになった。さらに、脳波チャンネル10-10システムに対応する頭蓋上の3次元座標をバーチャルレジストレーション法で求め、脳の特徴点との位置関係を調べたところ、脳の特徴点の位置のばらつきは、10-10システムのピッチより十分に小さいことが明らかになった。したがって、脳領域に応じて、発達にともなう形態変化の大きな領域はあると考えられるものの、脳波10-10システムで定められる頭表座標系のピッチを超えるものではないことがわかった。本研究で分析対象として計画していた、生後2ヶ月から22ヶ月児の磁気共鳴画像全データの分析が終了し、結果を論文としてまとめ投稿した。本研究は、ヒトの脳と頭蓋の形態の発達に焦点を当て、新生児から幼児の頭部の形態分析を行い、発達期における形態的な変異の多様性を明らかにすることで、進化との関係を追求することを目指したものである。そのために、生後2ヶ月から22ヶ月の16名の乳幼児の頭部の磁気共鳴画像(MRI)を用いて、脳と頭蓋の形態の特徴点を抽出し、発達によるサイズと形態の変化について分析を行ってきた。昨年度までに、形態の幾何学的計量手法を用い、特徴点にプロクラステス解析を適応し、主成分分析を行った結果、発達にともなう形態変化の変動の大きな点が、左半球のシルヴィウス溝後枝の屈曲点に見られることがわかった。また、脳の特徴点の位置のばらつきが、頭部の脳波チャンネルの10-10システムで定められる座標系のピッチの範囲内であることがかわった。本年度は、脳及び頭蓋のサイズについての発達曲線の検討を行った。また、結果の信頼性を保証するための特徴点の判定者間での一致率の再検討を行った。さらに、本研究で得られた結果が脳と頭蓋の発達と進化にどのような示唆を与えるかについて考察を行い、海外のこの分野の専門家とも議論を行った。

脳と頭蓋の特徴点の位置の関係性が発達過程で比較的保たれていることは、脳と頭蓋骨の発達が共通の要因によって制御されているという仮説を支持するものと考えられた。さらに、左半球の側頭頭頂部が、発達におけるヘテロトピーを示したことは、この領域の変異の多様性が、言語等の認知進化に関連する可能性を示唆するものと考えられた。生後3ヶ月から22ヶ月の16名のヒト乳幼児の頭部の磁気共鳴画像(MRI)を用いて、脳と頭蓋の形態の特徴点を抽出し、サイズと形態の変化について分析を行った。脳の特定の領域に形態の変異の大きな場所があること、頭蓋は前後左右で異方的に成長すること、脳と頭蓋の特徴点の相対的な位置関係は安定していることが明らかになった。発達における脳と頭蓋の形態の多様性が、脳の進化につながる可能性を議論した。継続して、分析対象とする画像のケースを増やし、特徴点の抽出を行うとともに、頭蓋及び脳のサイズと形態に関して、他の分析方法も試み、現時点で得られている結果の安定性を検証する。さらに、頭蓋及び脳の発達に関する部位間のヘテロクロニーと、成長拡大のヘテロトピーの性質に関する理論的考察を進める。分析対象を国内外で公開されている乳幼児の脳画像等にも拡げ、脳と頭蓋の特徴点の分析を行う。脳と頭蓋の発達と進化の関連性についてのモデルを検討する。発達脳科学本年度予定していたケースのデータの処理が予定より早く終了し、そのための人件費(謝金)が発生しなかったため。解析対象として予定していた16例の脳画像の解析が、予定よりも早く終了したため。次年度の新たなデータ処理のための謝金として使用する計画である。解析対象を拡げて、研究を実施する予定である。
タブレット端末を用いた複合的口腔機能評価プログラムの開発とその応用性の検討

【目的】タブレット端末を用いた口腔機能評価アプリケーションを開発し,その妥当性と信頼性を検証した.アプリケーション開発にあたっては,これまでの我々の研究から得られた知見をもとに,オーラルディアドコキネシス(ODK)に着目し,口腔機能評価アプリケーションを開発した.【方法】開発にあたっては,後期高齢者歯科健診での応用を念頭に,集団を対象とした測定場面を想定し,iPad用のプログラムとした.信頼性評価については,同一ODK音声の繰り返し測定による精度を用いて検証した.妥当性については,高齢者27名を対象とし,ICボイスレコーダーで収音し音声分析ソフトで解析したIC法と比較することによって行った.また,測定の際には,iPadの内蔵マイクを用いる方法と,外付けのマイクを用いる方法の両者について検証した.【結果ならびに考察】10回繰り返し測定による精度は±1回の範囲内(標準偏差±0.00-0.52)であり,十分な信頼性を有していた.また,IC法の比較による妥当性の検証については,外付けマイクを使用した場合は,/pa/,/ta/,/ka/のいずれの音節発声時においても,相関係数が0.85以上と極めて高い相関性を示していた.また,内蔵マイクのみの場合でも,概ね0.8程度の相関係数を示していた.これらの結果より,本研究で開発したODK評価に基づく口腔機能評価アプリケーションは簡便性に優れ,集団健診などの高齢者歯科保健活動において,十分な信頼性と妥当性を有することが示唆された.また,これまでの我々の研究知見をもとに,口腔機能低下者を簡便に検出することができた.懸案事項であった口腔機能アプリケーションを開発・公開することができた.また,評価アプリケーションの信頼性・妥当性を検証した論文を発表することができた.公開した口腔機能評価アプリケーションの精度をさらに高めるためのバージョンアップを行うととともに,アプリケーションを用いた地域歯科保健研究をさらに推進し,高齢者の口腔機能と関連する心身の活動状況との相互関係について,共分散構造分析等の手法を用いて分析を行う.【目的】口腔機能低下リスクを有する地域在住高齢者への口腔管理を推進するために、後期高齢者歯科健診でのオーラルディアドコキネシス等の定量的口腔機能評価の活用は大きな意義を有する。本研究では、音声デジタル技術を活用し、タブレット端末による高齢者歯科健診用のオーラルディアドコキネシスアプリケーションの開発を行い、口腔機能低下リスクのスクリーニング法としての有用性を検討した。【方法】iPad miniに対応した集団健診用オーラルディアドコキネシス評価アプリの開発を行った。開発アプリβ版においては、iPad miniのマイクシステムを用いて、被験者に単音節/pa/、/ta/、/ka/を各々5秒間繰り返し発音させた音声を集音・録音し、単位時間あたりの秒数を提示するとともに、これまでの調査・研究から得られた性別・年代別基準値をもとに、機能低下リスクを評価できる機能を付与した。このβ版の妥当性について検証するために、20名の成人と27名の高齢者の音声データを用いて、ゴールドスタンダードであるIC法による結果との相関関係を調べた。【結果】成人20名における開発β版アプリ評価値とIC法による評価値との相関係数は/pa/ではr=0.78、/ta/ではr=0.87、/ka/ではr=0.92であり、いずれも有意な相関性を示した(p<0.01)。また、高齢者27名についても、同様に相関係数を求めたところ、/pa/ではr=0.68、/ta/ではr=0.84、/ka/ではr=0.79であり、いずれも有意な相関性を示した(p<0.01)。【結論】これらの結果より、本研究で開発したアプリによる口腔機能評価は、高齢期の歯科口腔保健状況を評価するスクリーニングとして十分な妥当性を有していることが示唆された。タブレット端末を用いての口腔機能評価は実用可能なレベルまで達している。栄養状態の評価ならびに身体機能・認知機能の評価についてもデータ収集を行ったところであるが、共同研究者の人事異動等もあり、共分散構造分析等の多変量解析については進捗状況がやや遅れている。【目的】タブレット端末を用いた口腔機能評価アプリケーションを開発し,その妥当性と信頼性を検証した.アプリケーション開発にあたっては,これまでの我々の研究から得られた知見をもとに,オーラルディアドコキネシス(ODK)に着目し,口腔機能評価アプリケーションを開発した.【方法】開発にあたっては,後期高齢者歯科健診での応用を念頭に,集団を対象とした測定場面を想定し,iPad用のプログラムとした.信頼性評価については,同一ODK音声の繰り返し測定による精度を用いて検証した.妥当性については,高齢者27名を対象とし,ICボイスレコーダーで収音し音声分析ソフトで解析したIC法と比較することによって行った.また,測定の際には,iPadの内蔵マイクを用いる方法と,外付けのマイクを用いる方法の両者について検証した.【結果ならびに考察】10回繰り返し測定による精度は±1回の範囲内(標準偏差±0.00-0.52)であり,十分な信頼性を有していた.また,IC法の比較による妥当性の検証については,外付けマイクを使用した場合は,/pa/,/ta/,/ka/のいずれの音節発声時においても,相関係数が0.85以上と極めて高い相関性を示していた.また,内蔵マイクのみの場合でも,概ね0.8程度の相関係数を示していた.これらの結果より,本研究で開発したODK評価に基づく口腔機能評価

アプリケーションは簡便性に優れ,集団健診などの高齢者歯科保健活動において,十分な信頼性と妥当性を有することが示唆された.また,これまでの我々の研究知見をもとに,口腔機能低下者を簡便に検出することができた.懸案事項であった口腔機能アプリケーションを開発・公開することができた.また,評価アプリケーションの信頼性・妥当性を検証した論文を発表することができた.口腔機能評価に関するタブレット端末アプリケーションについて公開し、広く使用してもらうように学会発表ならびに論文化を進める。また、共分散構造分析等の多変量解析を進め、高齢者の口腔、栄養、心身機能等の各要因との相互関連性について論理モデリングを行う。その論理モデリングをもとに、栄養と心身機能の状況を加味した複合的口腔機能評価方法を開発する。公開した口腔機能評価アプリケーションの精度をさらに高めるためのバージョンアップを行うととともに,アプリケーションを用いた地域歯科保健研究をさらに推進し,高齢者の口腔機能と関連する心身の活動状況との相互関係について,共分散構造分析等の手法を用いて分析を行う.平成29年度に予定していたフィールド調査の開始時期が遅れてしまったため、共分散構造分析への着手が平成30年度となった。そのため、共分散構造分析を行ううえで必須の統計プログラムSPSSーAMOSの購入について、平成30年度に行うこととした。アプリケーション開発費用として見込んでいた当初金額よりも安価に作成できたことと,予定していた研究打ち合わせについて,学会出張時に行うなどの工夫をしたため,繰り越し金を得ることができた.この繰り越し金については,2019年度に予定している分析のための統計パッケージソフトウェアとコンピュータの購入に活用する.研究知見の広報周知と開発したアプリケーションの無償提供を行うためのホームページを開設した.
高次構造を有するポリケチド系生理活性天然有機化合物の全合成研究

本研究は、II型ポリケチド生合成経路に由来する複雑多様な構造(高次構造)を有する生理活性物質の合成経路の開拓を目的とする。本年度においては、プルラマイシン類の合成研究に進展がみられた。すなわち、以前より検討を重ねてきたO→C-グリコシド転位反応と新たに開発したヒドロキシアミンを利用するγ-ピラン骨格構築法を組み合わせ、類縁体の一つであるサプトマイシンHの基本骨格の構築に成功した。一方、フラバン系ポリフェノールの合成研究においては、ジオキシ基とジチオ基をそれぞれ有するフラバン単位を用いたオルトゴナルアヌレーション法を利用し、連続した二重連結構造を持つカテキンとエピカテキン複合四量体の初の全合成に成功した。また、以前より検討を進めてきたベニバナの色素成分、カルタミンの合成研究においては、前述のO→Cグリコシド転位によるC-グリコシド構造の形成および酸化的脱芳香化、分子対称性を活かした不斉誘導法などを駆使し、本化合物の構成単位の立体選択的合成に成功した。さらに、ビニロガスアナロジーの概念に着目した反応設計を行い、懸案であった擬二量化に成功した。そして最終的に初の全合成を達成することができた。また、開発したナフトキノンの立体特異的光酸化還元反応を活用したオキサビシクロ骨格形成法を見出した。この反応においては、ナフトキノンに光を照射すると、スピロエーテルが生じ、さらに分子内でヒドロキノンとベンゾキノンが酸化度を速やかに交換し立体特異的に対応するビシクロ化合物へと変換される。一方、この反応が暗所下でも進行することが見出され、しかも、その場合は生成物の立体化学が逆転することが分った。そこで、この現象を積極的に活用したところ、特異なオキサビシクロ骨格を持つスピロキシンAの両エナンチオマーの初の全合成を達成することができた。研究対象とする二量化構造の生理活性は、各単量体の単なる加算からは予測できない、創発的な側面がある。この視点からポリケチド由来の単量体がオリゴマー化した構造の天然物に取り組んだ結果、当該構造を有するアクチノロジンの合成研究も進め、初の全合成を達成した。一方、フラバン系ポリフェノールのオリゴマーの合成においても予期以上の成果を得ている。焦点を当てたのは、従来ほとんど研究例のない二重連結(A型)構造を有するオリゴマーである。研究の前提条件として、天然から得られないフラバン単量体の入手性の問題があったが、我々の研究背景が活き、以前報告したカテキン類のde novo合成法により立体選択的、かつオリゴマー化に適切な形で調製することができた。これらの単量体を用い、A型構造の構築法(アヌレーション法)および反復オリゴマー化法(オルトゴナル連結法)を駆使することにより、エスクリタンニンCを含む、複数のA型構造が連続した構造の構築に成功した。こうして初の全合成に成功したセリグアエインAについては、甘味研究との関連で興味深い初期的知見が得られている。さらに特異な二量化構造を有するベニバナの色素成分カルタミンの合成についても大きな成果が得られた。すなわち、キノカルコンCーグリコシドの立体選択的合成経路を開拓することができたことを受け、全構造の構築に向け、中央に一炭素をはさんだ特異な擬二量化構造の構築法をビニローガス概念に基づいて設計し、それを用いて合成を進めたところ、初の全合成に成功した。これまでの研究成果を踏まえ、今後も新規効率合成手法の開発と、それらを活かしたポリケチド系天然有機化合物の全合成経路の開拓に全力で取り組む。また、合成の最終段階に近づきつつある化合物については、その精製方法や同定方法などに、あらたな技術、原理を活用した多面的な構造分析法の確立を合わせて行う予定である。一方、合成した種々の化合物については、その生理活性や物性評価など、研究協力者との連携を図りながら新たな生理作用や機能の発見に力を入れて検討を進めてゆく。本研究では、II型ポリケチド生合成経路に由来する複雑多様な構造(高次構造)を有する生理活性物質の合成経路の開拓を目的としている。具体的には、合成標的化合物の生合成において高次構造が発現する過程に着目し、そこから得られる知見を活かして新たな合成反応や合成戦略を開発することを目的としている。本年度はまず、合成標的となるポリケチド系生理活性天然有機化合物ごとに、その構造的高次性の起源を吟味し、合成経路を慎重に計画することにより、幾つかの重要な研究成果を挙げることができた。まず、ナフトキノン系抗生物質の合成研究においては、特異なビシクロ構造を有するエンゲルハーキノンの初の不斉全合成に成功した。本研究の成功の鍵は、キラルなロジウム触媒を不斉マイケル付加反応による不斉炭素中心の導入およびチオラートを用いるナフトキノンアセタールの還元的環化反応をうまく利用し、母格となるビシクロ構造を構築した点にある。一方、フラバン系ポリフェノールの合成研究においては、以前開発したフラバン構造のアヌレーション法とオルトゴナル連結法を組み合わせて用いることにより、Selligueain Aの初の全合成に成功した。本化合物は、アフゼレキンおよびエピアフゼレキン単位から構成されるフラバン三量体であるが、本来渋味成分と知られるフラバン類が強い甘味を示すということから注目されている化合物である。

また、イソフラボノイド系化合物の1つであるロテノンの合成研究を行い、フルオロベンゼン誘導体の1,2-転位反応を鍵とする立体選択的な全合成経路の開拓にも成功した。さらに、エモジン系ポリケチドの1つであるプレオプスジオンの合成研究に取り組み、本化合物に特徴的な高度に酸素官能基化された多環骨格を立体選択的に構築することにも成功した。初年となる本年度の研究において、申請時に計画した天然有機化合物の幾つかを全合成することに成功した。また、それ以外の合成標的についても大きな進展がみられ、着実に成果を上げつつある。特に多環芳香族骨格を有するポリケチドおよびポリフェノールの合成に関しては、当初計画したよりも大きな成果が得られ、すでに幾つかの目的天然物の全合成を達成した。一方、天然物の合成への応用を指向した方法論開拓についても、これまでにない効率的な新規分子変換法の開発に道筋が見つつある。本研究は、II型ポリケチド生合成経路に由来する複雑多様な構造(高次構造)を有する生理活性物質の合成経路の開拓を目的とする。具体的には、合成標的化合物の生合成において高次構造が発現する過程に着目し、そこから得られる知見を活かして新たな合成反応や合成戦略を開発することを目指している。本年度においては、開発に成功したチオラートを用いるナフトキノンアセタールの還元的環化反応を利用し、ナフトキノン系抗生物質の1つであるナフトサイクリノン類の合成研究を行った。母核の基本構成単位であるピラノナフトキノン構造を有するモデル化合物に本法を適用させたところ、様々な置換様式を持つ誘導体に適用可能であることが確認できた。この結果より、標的化合物の全合成への具体的な見通しを立てることができた。一方、フラバン系ポリフェノールの合成研究においては、以前開発したフラバン構造のde novo合成技術を基盤とし、これにアヌレーション法とオルトゴナル連結法を組合せて用いることにより、強い甘味を呈するSelligueain Aの初の効率全合成に成功した。また、本化合物の構造的特徴の一つである二重連結構造が連続して存在する複雑なフラバンオリゴマー(累積二重連結型オリゴマー)の合成に向け、ジオキシ基とジチオ基をそれぞれ有するフラバン単位を用いたオルトゴナルアヌレーション法の開発に取り組み、大きな成果を得た。実際にこれを活用し、二重連結型構造が三つ連続した複雑な構造を選択的に構築することができた。さらに、ナフトキノン誘導体に対する光レドックス反応を集中的に検討し、γ-ルブロマイシン類の不斉合成に向けた基礎的知見を得ることができた。研究提案時に合成標的として挙げた幾つかの化合物については、当初の予定よりも早く全合成を達成することができたので、さらなる合成標的を設定した。また、研究の途上で予期せぬ知見が得られたものに関しては、適宜研究協力者と連携しながら、その生理活性評価や物性評価を開始する段階に至っている。一方、天然物の合成への応用を指向した方法論開拓についても、従来にない効率的な新規分子変換法の開発が順調に進んでいる。今後は、当初の予定で未達成な合成標的の合成研究を集中的に進めるとともに、新たに得られた知見について発展的に検討を進める。本年度においては、プルラマイシン類の合成研究に進展がみられた。すなわち、以前より検討を重ねてきたO→C-