hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマテリアルコートによる循環大腸癌細胞の培養と薬剤感受性試験系の構築

本研究では誘電泳動法を用いて末梢循環癌細胞(Circulating Tumor Cell; CTC)採取を行い、単一細胞遺伝子解析法の確立を目指した。大腸癌細胞株を用いたスパイク試験の結果、75%程度の細胞を回収した。また、回収したシングルセルの遺伝子変異を高い確率で検出出来た。さらに、患者サンプルを用いた検討においてもシングルセルレベルでの遺伝子変異検出が可能であった。特に上皮性マーカー陰性のCTCでもPIK3CA, KRAS遺伝子に変異が認められたことから、EpCAM抗体のみによるCTCの検出には限界がある事を示している。CTC検出器を用いて大腸癌のCTCが検出可能かどうかを調べるため、スパイク試験による性能評価を行った。Healthy donor血3mlに大腸癌細胞株(HT29)12,23,72個を加えて、CTC検出器を用いて計測したところ、検出率は約75%であった。検出した細胞が真に癌細胞であることを証明するためには、その細胞の遺伝子変異を確認する必要がある。同検出器を用いて4つの大腸癌細胞株(DLDー1,HCT116,HT29,RKO)誘電泳動力にて1細胞ずつを微細孔にいれこみ、これをマイクロマニュピレータにて採取した。その後、大腸癌細胞株の単細胞の遺伝子変異解析を行った。複数の方法で全ゲノム増幅実験を行い、最も安定した方法を確立した後に、KRAS,BRAF,PIK3CA領域のPCRを行いサンガーシーケンスにて変異解析を行った。シーケンスは高確率で可能であり、遺伝子変異も既存の報告と同じ結果であり単細胞遺伝子変異解析手法は確立されたと考えられた。次に大腸癌患者24名の血液よりCTCを採取し遺伝子変異解析を行った。24例中14例にCTCと思われる細胞を検出し、合計34細胞を単細胞にて採取した。そのうち、20細胞はサイトケラチン陰性の細胞であった。それらの遺伝子変異解析をKRAS,BRAF,PIK3CAにて行ったところKRAS変異(G13S)を1細胞に、PIK3CA変異(H1047R)を4細胞に認めた。サイトケラチン陰性の細胞のうち、2細胞に変異を認めた。これまでの結果はサイトケラチン陰性のような上皮系マーカーが消失している細胞でも、癌細胞が含まれているということの証明になったという意味で意義深く、血液循環癌細胞をEpCAMなどの上皮細胞マーカーだけで単離する従来の検出方法を見直さなければならないということを示唆する。単離した細胞が真に癌細胞かどうかを決定するために単一細胞遺伝子解析はパワフルな手法であり、本研究で確立した方法は、大腸癌のみならず多種の癌に応用可能である。血中の癌細胞(循環腫瘍細胞CTC:circulating tumor cell)の検出に際しては、上皮性を失い間葉転換した癌細胞は見逃がされる可能性が指摘されている。本研究では、EpCAMなどの上皮性マーカーをCTC選別のための絶対的な条件とせず、流体力学と細胞電荷を利用した細胞分離装置を利用した。この器機には微細孔からひとつの細胞を拾い上げる機能も備わっている。29年度には、大腸癌患者24名からCTCの分離を試みた。微細孔に捕らえられた細胞はCD45と上皮性マーカーのサイトケラチンで染色し、形態学的特徴(核の巨大化、球状化、核小体の明瞭化、細胞サイズの巨大化、クロマチン増加など)も踏まえて癌細胞と思われる細胞の候補をひとつずつチューブに回収した。この時、サイトケラチンが陽性でなくても形態学的に癌細胞と思われる細胞もCTCの候補に含めた。シングルセルからの全ゲノム増幅、PCR,サンガーシーケンスによってKRAS, BRAF, PIK3CAの遺伝子変異を確定した。シングルセルからの全ゲノム増幅は、ホルマリン固定された細胞を扱うため容易ではなかったが、最終的に安定した結果を得ることができた。結果として、サイトケラチン陽性の癌細胞候補を7例に、陰性の癌細胞候補を9例に認め、それぞれ18個と25個の癌細胞候補を回収した。遺伝子変異検索の結果、陽性群では3個と陰性群2個に変異を検出し、CTCの中には上皮性の分子発現を欠く細胞も存在することを証明できた。E-cad-Fcマトリックス上で癌細胞株は、紡錘状の形態変化とE-cadherinの減少とSnail-1など間葉系マーカーの増加がみられ、EMTのシグナルが細胞内に伝導された。EMTは細胞の遊走や浸潤を促進するので、細胞活動の活性化という点で、CTC培養の一翼を担う可能性が考えられ、今後に繋がる成果である。今後はEpCAMに加えて間葉系細胞マーカーも加えて、大腸癌患者血液よりCTCの単離をおこない、採取した細胞を培養する条件についても最適化して、研究を遂行していく。消化器外科
創薬ツールとしてのプロテインキナーゼ活性網羅的解析を目指した新規リン酸基認識錯体

ヒトの体内で生体制御を行っているタンパク質リン酸化酵素(プロテインキナーゼ:PK)の過剰な酵素活性は、がんに繋がることが知られている。そのため、PKの過剰な酵素活性を抑制するPK阻害剤は、抗がん剤になり得る。阻害剤がPK活性をどれほど抑制するかという阻害能の評価には、PK活性検出法が不可欠であるが、従来法は、安全管理の面や利用する抗リン酸化アミノ酸抗体の特異性の低さといった問題から、その普及が限定されている。そこで本研究では、リン酸基認識錯体を利用し、これらの問題を克服することで、汎用性の高い新規PK活性検出法の開発を目指した。申請者は、リン酸基認識錯体を用いた新規PK活性検出システムを自ら考案した。本法では、従来法の問題の原因となっていた放射性同位体や抗リン酸化アミノ酸抗体などの利用がなく、その代替としてリン酸基認識錯体を用いる。さらに、蛍光を発するナノ粒子である量子ドット(QD)と組み合わせることで、より感度の高い検出法の開発を試みた。具体的に行った研究としては、利用する材料の合成と検出条件の最適化である。本法で利用する材料は蛍光基を修飾したPK基質ペプチドとリン酸基認識錯体を表面修飾したQDである。これらの合成、調製後、混合モル比の最適化等の条件検討を行った。リン酸基認識錯体修飾QDの精製や検出条件の最適化に苦労したが、精製にはカラムを利用し、条件の最適化には溶媒中のイオンの濃度なども含めた総括的な条件の検討を行うことで解決することができた。条件の最適化が完了したことで、本検出法の感度を最大限にすることができると期待され、意義のある結果が得られたと考えられる。今後は、実際の酵素を利用し、PK酵素活性検出が可能かどうかを評価していく予定である。上述したように、リン酸基認識錯体修飾QDの精製や検出条件の最適化において問題が生じた。しかし、学会参加による当該分野の研究者の方々とのディスカッションや文献調査等を通して多くの情報を収集し、その情報に基づいて様々な策を講じた結果、上述した問題を解決することができた。解決に時間を要したものの、最終的には期待していた通りの結果が得られ、また当初の計画であった、条件の最適化という段階までしっかりと研究を進めることができた。今後も順調に進展すれば、当初の予定よりもさらに先の実験を進めることができると期待できる。したがって、現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると言える。これからも学会、特に国際学会へ積極的に参加することで、日本人のみならず海外の研究者の方々ともより交流を深め、研究を遂行する上で何か問題が生じても、人的ネットワークや文献調査能力を駆使し、粘り強く研究に邁進していきたいと考えている。前述したように、これまで蛍光基を修飾したPK基質ペプチド、リン酸基認識錯体を表面修飾したQDの2つを組み合わせたPK活性検出法を考案し、各材料の合成や調製、および検出条件の最適化を行ってきた。そこで、今後は、まず実際にPK活性検出が可能かどうかを評価していく。これまでに決定したリン酸化前後で最大の蛍光変化が期待される、つまり検出感度が最も高くなる最適な検出条件において、実際にPK精製酵素の活性検出を行う。具体的には、蛍光修飾PK基質ペプチドに加えるPKの濃度を変化させ、リン酸化率を変化させることで、蛍光強度に変化が見られ、PKの活性検出に有用かどうかを確認する。活性検出に成功した場合、次はH-89のようなPK特異的な阻害剤を用いて、その阻害剤の50%阻害濃度(IC50)を算出する。具体的には、蛍光修飾PK基質ペプチドのリン酸化反応を異なる濃度の阻害剤共存下で行い、その結果から得られたIC50と既報値を比較する。これにより、本検出システムが阻害剤探索に有用であることを示す。また、上記の実験に成功した場合、同様のPK活性検出、阻害剤探索を精製酵素ではなく、細胞破砕液でも行っていく。さらに、ターゲットとするPKの種類も現在用いているPKA以外のSrcなどへと展開していく予定である。本研究では新規リン酸基認識錯体の開発及びその実用化を目的とする。がんに関わる生体内酵素であるプロテインキナーゼ(PK)の解析は、疾患の原因究明や診断・創薬のため広く利用されている。多くのPKは別のPKにリン酸化されることで活性化するため、PKの解析はPKにリン酸化されたタンパク質の解析とも言える。このリン酸化タンパク質解析手法の多くはPKにリン酸化されたタンパク質のリン酸化部位の選択的認識を利用するため、この認識技術は重要な技術と言える。申請者は、新規リン酸基認識錯体を開発するため、アルカリフォスファターゼというリン酸基認識・捕捉能を有する酵素のリン酸基認識機構を模倣した配位子を設計し、さらに設計した配位子を収率良く得る合成法をペプチド合成法に基づき確立しようと試みた。分子模型を用いて最適な分子設計を決定し、申請者の有するペプチド合成のノウハウを駆使し目的分子の合成を試みた。その結果、目的分子を合成できたが、その収率は非常に低かった。合成のあるステップで反応溶液がゲル状になる現象が見られたため、これが反応効率を抑制し、収率を下げている原因であると考えられた。そこで新たな合成スキームを考案した。新たな合成スキームでは市販されていないアミノ酸を用いる必要があったため、まずそのアミノ酸の合成を試みた。

しかし、合成はできたものの単離精製することができなかった。外部委託も試みたが、やはり単離精製が困難という理由からこの新たな合成スキームは断念した。上記のように、目的の分子を収率良く合成することはできなかった。そこで、今後は合成スキームではなく分子設計自体を新たにデザインし、その新しい分子の合成を行っていく予定である。当初は、目的分子の収率の良い合成方法の確立を完了させる予定であった。しかし、上でも記載したように、目的分子の合成には成功したものの、その収率は非常に低かった。これは目的分子の反応中に反応溶液がゲル化するという予期せぬ問題が発生したためであった。そこでこのゲル化の原因を考察しそれを回避できるような新たな合成方法を考案したが、これも実際の実験段階で予想外の壁にぶち当たってしまった。高い収率を実現する合成法の確立には至らなかったため、新たな分子の設計を余儀なくされ、当初考えていた研究計画よりもやや遅れが生じてしまった。そこで、広い視点から新たな解決策を模索するため、ただ上記の実験から問題の原因を考察するだけでなく、アメリカのNational Institutes of Healthに留学し多くの方々とディスカッションを重ねた。その結果、今まで見えていなかった解決策を見出すことができ、新たな分子設計を行うに至った。今後はその解決案に基づいて研究を進めていく予定である。ヒトの体内で生体制御を行っているタンパク質リン酸化酵素(プロテインキナーゼ:PK)の過剰な酵素活性は、がんに繋がることが知られている。そのため、PKの過剰な酵素活性を抑制するPK阻害剤は、抗がん剤になり得る。阻害剤がPK活性をどれほど抑制するかという阻害能の評価には、PK活性検出法が不可欠であるが、従来法は、安全管理の面や利用する抗リン酸化アミノ酸抗体の特異性の低さといった問題から、その普及が限定されている。そこで本研究では、リン酸基認識錯体を利用し、これらの問題を克服することで、汎用性の高い新規PK活性検出法の開発を目指した。申請者は、リン酸基認識錯体を用いた新規PK活性検出システムを自ら考案した。本法では、従来法の問題の原因となっていた放射性同位体や抗リン酸化アミノ酸抗体などの利用がなく、その代替としてリン酸基認識錯体を用いる。さらに、蛍光を発するナノ粒子である量子ドット(QD)と組み合わせることで、より感度の高い検出法の開発を試みた。具体的に行った研究としては、利用する材料の合成と検出条件の最適化である。本法で利用する材料は蛍光基を修飾したPK基質ペプチドとリン酸基認識錯体を表面修飾したQDである。これらの合成、調製後、混合モル比の最適化等の条件検討を行った。リン酸基認識錯体修飾QDの精製や検出条件の最適化に苦労したが、精製にはカラムを利用し、条件の最適化には溶媒中のイオンの濃度なども含めた総括的な条件の検討を行うことで解決することができた。条件の最適化が完了したことで、本検出法の感度を最大限にすることができると期待され、意義のある結果が得られたと考えられる。今後は、実際の酵素を利用し、PK酵素活性検出が可能かどうかを評価していく予定である。上述したように、リン酸基認識錯体修飾QDの精製や検出条件の最適化において問題が生じた。
子宮癌治療における抗腫瘍活性マクロファージの誘導

本研究は、婦人科悪性腫瘍組織内における腫瘍関連マクロファージ(tumor-associated macrophage : TAM)の機能、特に宿主免疫能に与える影響に関して検討することでがんの免疫療法の発展を目指すことを目的としている。1.悪性腫瘍細胞が産生する因子とマクロファージ機能との関係ヒト子宮体癌原発巣組織(70例)を用いて、in vitro等の実験系でマクロファージの細胞傷害活性・抗原提示能を抑制するとされているcycloocygenase (COX) -2およびmucinの腫瘍細胞における発現量と腫瘍細胞巣へのTAMの浸潤の程度および固形腫瘍における抗腫瘍免疫の指標とされる腫瘍細胞巣への細胞傷害性T細胞(cytotoxic T lymphoxyte : CTL)の浸潤の程度に及ぼす影響について検討を行った。その結果、腫瘍細胞のCOX-2高発現群において、腫瘍細胞巣へのTAMおよびCTLの浸潤の程度は、低発現群に比べ低値となった(それぞれ、p<0.01、p<0.001)。また、腫瘍細胞のmucin高発現群において腫瘍細胞巣へのCTLの浸潤の程度は、低発現群に比べ低値となった(p<0.05)。また腫瘍細胞のmucin発現は、腫瘍細胞およびTAMにおけるCOX-2の発現と相関しており、腫瘍細胞の産生するmucinが、COX-2を介した免疫抑制に関与していることが示唆された。2.マクロファージを活性化させる天然物質の探索抗腫瘍活性マクロファージの誘導を目的として、ヒト単球由来の培養細胞(THP-1)を用いて、天然物質による活性化を検討した。当年度はフランス海岸松エキス(ピクノジェノール)による、THP-1の形態的・機能的変化を検討したところ、CD86の発現増強などTHP-1の樹状細胞化が確認された。本研究の目的は、子宮体癌原発巣組織(70例)を用いて、未だ不明な点の多い腫瘍細胞と腫瘍関連マクロファージ(tumor-associated macrophage : TAM)との相互作用について検討を行う。当年度は、in vitro、動物実験等でマクロファージの細胞傷害活性および抗原提示能を抑制するとされているcycloocygenase(COX)-2、mucinの腫瘍細胞における相対的発現量を免疫組織化学染色にて検討した。その上で今までの我々の研究において子宮体癌における予後予測因子であることが示唆されている腫瘍細胞巣へのTAM(CD68陽性細胞)の浸潤の程度および固形腫瘍における抗腫瘍免疫の指標とされる腫瘍細胞巣へのT cell(CD8陽性細胞)の浸澗の程度に及ぼす影響について統計学的解析を行った。その結果、腫瘍細胞COX-2高発現群において、腫瘍細胞巣へのTAMおよびT cellの浸潤の程度は、低発現群に比べ統計学的有意差をもって低値となった(それぞれ、p<0.01、p<0.001)(Int J Cancerにて報告)。また、腫瘍細胞mucin高発現群において腫瘍細胞巣へのT cellの浸潤の程度は、低発現群に比べ統計学的有意差をもって低値となった(p<0.05)。また腫瘍細胞のmucin発現は、腫瘍細胞およびTAMにおけるCOX-2の発現と相関しており、COX-2を介した免疫抑制に関与していることが示唆された。さらに、当年度において、マクロファージの活性を抑制するその他の因子として、vascular endothelial growth factor(VEGF)、tumor growthfactor(TGF)-βの免疫組織化学染色を行った。
カーボンナノチューブから電界蒸発法により生成される新規炭素クラスターの探索

本研究は,現有設備の単収束磁場型質量分析計(Mass)を用いて,カーボンナノチューブ(CNT)から電界蒸発により生成される炭素クラスターの質量数を正確に同定し,これまで既に発見されているC_<20>^+の大量生成条件を調べると共に,高質量域での新規マジッククラスターの探索を行なうことを目的とした。平成13年度は,質量数同定の精度を上げるためにMassの排気系を総てオイルフリーなポンプに交換し,さらにガス導入系を増設した。そして,電界蒸発実験中のMass試料室内に高純度キセノンを導入し,その同位体の電界電離スペクトルをレファレンスとして同定を行った。その結果,作製方法および精製法の異なる7種類のCNT試料において,C_<20>^+はマジッククラスターとしては観測されず,新たにC_<29>^+およびC_<32>^+が,これら7種類のCNTに共通のマジッククラスターであることが判った。気相成長炭素繊維以外の未精製の試料では,炭化水素群C_mH_n+(m≧10,1≦n<12)が検出された。C_<20>^+が観測されなかった理由は今なお不明であるが,排気系交換によりMass試料室内の到達圧力は12桁向上しており,C_<20>^+の生成過程に真空槽内の雰囲気が強く影響しているものと思われる。平成14年度は,印加電界強度に対する各種イオン強度を測定し,C_<29>H_n+およびC_<32>H_n+が約5[V/nm]から生成され始めることが判った。測定後の試料から得られる電界放出顕微鏡像は,多くのリング状のパターンを示し,CNT先端で電界蒸発が起こり,先端が開いていると考えられる。本研究で得られた知見は、炭素系ネットワーク針状物質を陽極に用いることで、特定の質量数(C_<29>およびC_<32>)の炭素クラスターイオンビームを得る新しいイオン源開発の可能性を示すものである。本研究は、現有設備の単収束磁場型質量分析計(Mass)を用いて、カーボンナノチューブから電界蒸発により生成される炭素クラスターの質量数を正確に同定し、これまで既に発見しているC^+_<20>の大量生成条件を調べると共に、高質量域での新規マジッククラスターの探索を行なうことを目的としている。本年度は、更に正確な質量数の同定を行なうために電界蒸発実験中のMass試料室内にキセノンを導入し、その同位体の電界電離質量スペクトルをレファレンスに用いた。そして、作製方法および精製方法が異なる7種類のカーボンナノチューブを試料に用いて、観測されるカーボンクラスターの質量数を同定した。その結果、C^+_<20>はマジッククラスターとしては観測されず、新たにC^+_<29>およびC^+_<32>が、これら7種類のカーボンナノチューブに共通のマジッククラスターであることが判った。C^+_<20>が観測されなかった理由は現在のところ不明であるが、昨年度にMassの排気系を総べてドライなポンプに交換し、到達真空度も1桁以上向上していることから、C^+_<20>の生成過程に真空槽内の雰囲気影響を与えている可能性がある。來年度に詳細な検討を行なう予定である。

本研究は,現有設備の単収束磁場型質量分析計(Mass)を用いて,カーボンナノチューブ(CNT)から電界蒸発により生成される炭素クラスターの質量数を正確に同定し,これまで既に発見されているC_<20>^+の大量生成条件を調べると共に,高質量域での新規マジッククラスターの探索を行なうことを目的とした.平成13年度は,質量数同定の精度を上げるためにMassの排気系を総てオイルフリーなポンプに交換し,さらにガス導入系を増設した.そして,電界蒸発実験中のMass試料室内に高純度キセノンを導入し,その同位体の電界電離スペクトルをレファレンスとして同定を行った.その結果,作製方法および精製法の異なる7種類のCNT試料において,C_<20>^+はマジッククラスターとしては観測されず、新たにC_<29>^+およびC_<32>^+が,これら7種類のCNTに共通のマジッククラスターであることが判った.気相成長炭素繊維以外の未精製の試料では,炭化水素群C_mH_n^+(m≧10,1≦n<12)が検出された.C_<20>^+が観測されなかった理由は今なお不明であるが,排気系交換によりMass試料室内の到達圧力は12桁向上しており,C_<20>^+の生成過程に真空槽内の雰囲気が強く影響しているものと思われる.平成14年度は,印加電界強度に対する各種イオン強度を測定し,C_<29>H_n^+およびC_<32>H_n^+が約5[V/nm]から生成され始めることが判った.測定後の試料から得られる電界放出顕微鏡像は,多くのリング状のパターンを示し,CNT先端で電界蒸発が起こり,先端が開いていると考えられる。本研究で得られた知見は、炭素系ネットワーク針状物質を陽極に用いることで、特定の質量数(C_<29>およびC_<32>)の炭素クラスターイオンビームを得る新しいイオン源開発の可能性を示すものである。
歯髄象牙芽細胞複合体における痛覚の発生メカニズムの解析

今回われわれはヒト歯髄細胞およびマウスの象牙芽細胞において、温度感受性イオンチャネルTRPM8が発現していることを遺伝子レベル、タンパクレベルで確認した。また、象牙質歯髄複合体モデルとしてラットの切歯の薄切切片を用いて、象牙芽細胞にTRPM8が発現していることを明らかにした。このことから象牙芽細胞が感覚受容体として機能し近接する末梢神経に痛覚を伝えることにより、象牙質知覚過敏症に関わっている可能性を示すことが出来た。象牙質知覚過敏症において、動水力学説が現在最も広く受け入れられているが、この説だけでは十分に説明できない部分も残っている。最近では、象牙芽細胞自身が感覚受容細胞としての機能を持ち、外部からの刺激を痛覚神経繊維に伝えるという象牙芽細胞受容器説が研究されつつある。求心性の感覚神経には6つの温度感受性イオンチャンネルがあり、それらは異なる温度帯を閾値としている。熱刺激を感受するものではVR-1(>43°C)、冷刺激を感受するものではTRPM8(<25°C)があげられる。われわれは、これまでに1)VR-1がヒト歯随細胞において発現すること、2)温熱刺激によりVR-1が活性化し、歯髄炎を増悪する可能性があること、3)TRPM8が歯随細胞、象牙芽細胞に発現すること、4)ラット歯随の横断薄切標本におけるTRPM8の発現することを確認してきた。また、TRPM8の機能について検討するために、擬似的な冷刺激メントールで歯随細胞、象牙芽細胞を刺激し実験を行った結果、熱による刺激で発現し細胞を保護するとされるヒートショック蛋白(HSP70、HSP27)の発現の増加は特に認められなかったため、歯における温度刺激の引き起こす痛みに対するこれら蛋白の関与は否定された。しかし、TRPM8が発現していることから、歯髄・象牙芽細胞が温度刺激に反応すること、知覚過敏症においてなんらかの役割を担っていることは否定できない。今年度は、温度感受性イオンチャンネル以外の侵害刺激(浸透圧や機械的ストレス)に対するイオンチャンネル(TRPV2,TRPV4,TRPM3等)についての発現をRTーPCR等にて解析し、歯髄細胞、象牙芽細胞が温度以外のどのような痛みに関与しているかを検索した。今後さらにこれらの蛋白の発現の確認や、その機能の解析を行っていきたい。象牙質知覚過敏症において、動水力学説(歯の根面の露出等により、象牙細管の入り口が閉口し、外部刺激により象牙細管内溶液が動くことにより、歯髄や内層象牙質に存在する自由神経終末を機械的に刺激し、痛みを誘導する説)が現在最も広く受け入れられているが、この説だけでは十分に説明できない部分も残っている。最近では、象牙芽細胞自身が感覚受容体としての機能を持ち、外部からの刺激を痛覚神経線維に伝えるという象牙芽細胞受容器説が徐々に研究されつつある。われわれは、これまでに1)VR-1がヒト歯随細胞において発現すること、2)温熱刺激によりVR-1が活性化し、歯髄炎を増悪する可能性があること、3)TRPM8が歯随細胞、象牙芽細胞に発現すること、4)ラット歯随の横断薄切標本におけるTRPM8の発現を確認してきた。今年度においては、TRPM8の機能についてさらなる検討を加えるために、擬似的な冷刺激メントールで歯随細胞、象牙芽細胞を刺激し細胞の反応を解析した。結果、熱等による刺激を発現し細胞を保護するとされるタンパク、ヒートショック蛋白(HSP70、HSP27)の発現の増加は特に認められなかった。温度感受性イオンチャンネル(VR-1およびTRPM8)はヒト歯随細胞および象牙芽細胞において発現しており、歯における温度刺激の引き起こす痛み、知覚過敏症において何らかの役割を担っている可能性があるが、そのメカニズムはまだ分かっていない。今度さらにこれらの機能について検討していきたい。象牙質知覚過敏症において、動水力学説が現在最も広く受け入れられているが、この説だけでは十分に説明できない部分もまだ残っている。最近では、象牙芽細胞自身が感覚受容細胞としての機能を持ち、外部からの刺激を痛覚神経線維に伝えるという象牙芽細胞受容器説が徐々に研究されつつある。熱刺激を感受するものではVR-1 (>43°C)、冷刺激を感受するものではTRPM8 (<25°C)があげられる。われわれは、これまでに1) VR-1がヒト歯髄細胞において発現すること、2)温熱刺激によりVR-1が活性化し歯髄炎を増悪する可能性があること、3) TRPM8が歯髄細胞、象牙芽細胞に発現すること、4)ラット歯髄の横断薄切標本におけるTRPM8の発現を確認してきた。今年度においては、TRPM8の機能について更なる検討を加えるために、擬似的な冷刺激メントールで歯髄細胞、象牙芽細胞を刺激し細胞の反応を解析した。結果、熱等による刺激で発現し細胞を保護するとされるタンパク、ヒートショック蛋白(HSP70、HSP27)の発現の増加は特に認められなかった。

温度感受性イオンチャンネル(VR-1およびTRPM8)はヒト歯髄細胞および象牙芽細胞において発現しており、歯における温度刺激の引き起こす痛み、知覚過敏症において何らかの役割を担っている可能性があるが、それにヒートショックプロテインの関与はしていないことが分かった。今後さらにこれらの機能について検討していきたい。象牙質知覚過敏症において、動水力学説が現在最も広く受け入れられているが、この説だけでは十分に説明できない部分もまだ残っている。最近では、象牙芽細胞自身が感覚受容細胞としての機能を持ち、外部からの刺激を痛覚神経線維に伝えるという象牙芽細胞受容器説が徐々に研究されつつある。求心性の感覚神経には6つの温度感受性イオンチャンネルがあり、それらは異なる温度帯を閾値としている。熱刺激を感受するものではVR-1 (>43°C)、冷刺激を感受するものではTRPM8 (<25°C)があげられる。われわれは、これまでに1) VR-1がヒト歯髄細胞において発現すること、2)温熱刺激によりVR-1が活性化し歯髄炎を増悪する可能性があること、3) TRPM8が歯髄細胞、象牙芽細胞に発現すること、4)ラット歯髄の横断薄切標本におけるTRPM8の発現を確認してきた。今年度においては、TRPM8の機能について更なる検討を加えるために、擬似的な冷刺激メントールで歯髄細胞、象牙芽細胞を刺激し細胞の反応を解析した。結果、熱等による刺激で発現し細胞を保護するとされるタンパク、ヒートショック蛋白(HSP70、HSP27)の発現の増加は特に認められなかった。最近では、象牙が細胞自身が感覚需要細胞としての機能を持ち、外部からの刺激を痛覚神経線維に伝えるという象牙芽細胞受容器説が徐々に研究されつつある。求心性の感覚神経には6つの温度感覚性イオンチャンネルが有り、それらは異なる温度帯を閾値としている。熱刺激を感受するものではVR-1 (>43°C)、冷刺激を感受するものではTRPM8 (<25°C)が挙げられる。われわれは、これまでに、1)VR-1がヒト歯髄細胞において発現すること、2)温度刺激によりVR-1が活性化し歯髄炎を増悪する可能性があること、3)TRPM8が歯髄細胞、象牙芽細胞に発現すること、4)ラット歯髄の横断薄切標本におけるTRPM8の発現を確認してきた。結果、熱などによる刺激で発現し細胞を保護するとされるタンパク、ヒートショックプロテイン(HSP70、HSP27)の発現の増強、抑制ともに見られなかった。温度感受性イオンチャンネル(VR-1およびTRPM8)はヒト歯髄細胞、および象牙芽細胞に発現しており、歯における温度刺激の引き起こす痛み、知覚過敏症において何らかの役割を担っている可能性はあるが、それにヒートショックプロテインの関与はしていないことがわかった。今回われわれはヒト歯髄細胞およびマウスの象牙芽細胞において、
法と経済学の法哲学的総合研究

本研究では、法と経済学に関して、法哲学を基軸としつつ経済哲学的・実定法学的な視点も導入した学際的視座から、総合的かつ多角的な考察を実施した。(1)学問方法については、効率性・正義等の基本概念の分析、経済学的法観念と法学的法観念の比較検討、経済学的人間モデルの吟味、法解釈学の射程の論定、厚生経済学の批判的精査を、(2)学問対象については、経済学的研究が従来未開拓だった公的扶助、学校教育、民事訴訟での立証責任分配に関する分析を行った。法と経済学の方法に対する法哲学的観点からの総合研究がいまだ本格的に行われていない現況を踏まえ、法と経済学の方法について、法哲学を基軸としつつ経済哲学的および実定法学的な視点も導入した学際的視座から、総合的・多角的な考察を行うことが、本研究の目的である。これは、(1)法と経済学における基本概念の分析、(2)経済学的法解釈の可能性・射程の論定、(3)市場と法制度のあるべき関係の構想という具体的目的をふくむ。これらの具体的目的を効果的に達成するため、基本概念班(後藤、長谷川、吉原、那須)、法解釈方法班(山田、嶋津、吉原、宇佐美)、制度構想班(嶋津、後藤、常木、那須)の3つを組織した。ただし、各人は所属班のテーマを排他的に追究するのでなく、緊密かつ継続的な意見交換に基づいて他の班のテーマに関わる研究活動も積極的に行うこととした。その上で、基礎作業段階とされた本年度には、(1)学問的蓄積の共有化、(2)現在の研究状況の把握、(3)法哲学的・経済哲学的論点の析出、(4)先端的研究の把握を行った。より具体的には、各人が文献の収集・分析を精力的に進め、3回の全体的研究会合と一部のメンバーによる2回の研究打合せ会とを開き、国内外の学会大会・シンポジウム等で先端的研究の把握や研究成果の発表を重ねた。上記の活動の結果、まず基本概念のなかでは、とりわけ正義に関する経済理論的分析を深化させることができた。具体的成果として、宇佐美による正義全般に関する考察と、後藤・吉原による分配的正義の分析がある。次に、法解釈方法論については、法理学を含む法学と経済学との接合可能性を多面的に論じた常木の著書が、間もなく上梓される。また、方法論に関連して、嶋津・山田・那須が法学教育論を展開した。制度構想の基礎理論をなす成果としては、後藤による法・経済・倫理という包括的視座からの不正義是正論や、吉原による搾取分析がある。法と経済学の方法に対する法哲学的観点からの総合的研究がいまだ本格的に行われていない現況を踏まえ、法と経済学の方法について、法哲学を基軸としつつ経済哲学的および実定法学的な視点も導入した学際的視座から、総合的・多角的な考察を行うことが、本研究の目的である。これは、(1)法と経済学における基本概念の分析、(2)経済学的法解釈の可能性・射程の論定、(3)市場と法制度のあるベき関係の構想という具体的目的に分節化される。その上で、構築・展開段階として位置づけられた本年度には、(1)先端的研究状況の把握の継続、(2)最終成果物の完成に向けた個別的研究活動と共同討議、(3)中間的成果の共同的・個別的発表を行った。より具体的には、5回に上る全体的研究会合と一部メンバーによる3回の研究打ち合わせ会を開催し、日本法哲学会学術大合において中間的成果の一部を発表し、さらに各種の国際会議や学会大会その他に参加して先端的研究の把握と中間的成果の発表とを重ねてきた。上記の活動の結果、まず基本概念については,効率性・正義・自由・平等の経済理論的分析を深化させることができた。法解釈方法論上は、法学と経済学の接合可能性の検討が進展し、また契約法の分析方法の精緻化を図れた。制度構想の基礎理論的作業としては、福祉社会の構想や社会政策の設計と自由な法秩序の展望の両面にわたり前進を遂げた。主要な成果には、日本法哲学会学術大会における法と経済学の基礎理論的論点に関する宇佐美の基調講演および嶋津・後藤の発表、常木による包括的な法と経済学の考究、山田の契約法理論、吉原による社会選択理論研究、法制度の基礎をなす遵法義務論に関する那須の検討などが含まれる。

法と経済学の方法に対する法哲学的観点からの総合的研究がいまだ本格的に行われていない現況を踏まえ、法と経済学の方法について、法哲学を基軸としつつ経済哲学的および実定法学的な視点も導入した学際的視座から、総合的・多角的な考察を行うことが、本研究の目的である。これは、(1)法と経済学における基本概念等の分析、(2)経済学と法政策の関係の検討、(3)市場を視野に収めた法制度の経済学的な解明・展望という具体的目的に分節化される。これらの具体的目的を効果的に達成するため、3つの班に分かれて活動を行った。もっとも、各人は所属班の課題を排他的に追求するのでなく、緊密・継続的な意見交換に基づいて他班の活動にも積極的に関わることとした。その上で、総合・完成段階として位置づけられた本年度には、(1)共同討議による相互的な理論彫琢の継続、(2)成果の個別的発表の継続、(3)各成果の有機的統合、(4)成果の組織的発表を行った。具体的には、(a)すでに平成20年度末に開始した、各人の最終成果物論文の暫定稿を発表し共同討議を行う全体的研究会合を、今年度には2回開催した。(b)研究作業の進捗が良好だったため、当初の予定よりも早く10月に、3名のコメンテータを招き最終成果発表シンポジウムを開催した。(c)最終成果物の論文集の公刊に向けた作業を継続し、完了した。上記の活動の結果、(1)に関して、効率性・正義・権利等の基本概念の分析、経済学的および法学的な法観念の考察、経緕学的モデルの再検討を行った。(2)については、法政策の基礎理論としての経済学の可能性と射程に関して多角的に検討した。(3)では、社会福祉・学校教育・民事訴訟というわが国では経済理論的研究が未開拓である諸制度について分析した。これらをまとめた論文集が平成22年夏頃には公刊される予定である。他の主要成果には、中間成果物の発表として行った平成21年度日本法哲学会学術大会での宇佐美・嶋津・後藤による報告等の公刊、法と経済学に関する常木の諸論考、搾取概念を経済学的に分析した吉原の多数の英語・邦語論文が含まれる。
発育段階の制御における前胸腺刺激ホルモン受容体の機能解析

(1)前胸腺刺激ホルモン(PTTH)の受容体候補遺伝子(PGR)のショウジョウバエ相同分子の機能を遺伝学的に解析するために、PGRに対するRNAi系統を用いた表現型を脱皮変態の異常の有無を中心に解析している。RNAiによって90%以上の転写産物の低下を認めたが、目立った表現型はなかった。(2)PGRを介したPTTH刺激が、いかにして前胸腺のエクジソン合成を制御するのかを解析するために、前胸腺機能を反映する遺伝子マーカーが欲しい。前胸腺において特異的に機能する遺伝子の同定およびその機能解析を試みた。DNAマイクロアレイやdifferential displayを用いた解析から、複数の候補遺伝子を同定した。このうちの1つCyp306a1は、P450ファミリーに属する新規分子であり、エクジソン生合成の中間段階の代謝過程を担うことを生化学的に示した。さらに、ショウジョウバエにおける一次構造上の相同分子も前胸腺で特異的に発現しており、エクジソン生合成過程に必須の役割を果たすことを遺伝学的手法からも証明した。また、別の新規遺伝子neverlandもエクジソン生合成および昆虫の発育に必須であることを明らかにした。すなわち、neverland機能低下個体では、ショウジョウバエの発育が1齢幼虫期で停止するが、この表現型は食餌中にエクジソンを投与することによって回復した。neverlandは脊椎動物にも相同分子が存在しており、進化的に保存されたステロイド生合成経路の新規制御因子であることが示唆される。さらに、これらの遺伝子をマーカーとして、PTTHシグナルによって転写制御を受けるかどうかを検討した。その結果、検討した4つのマーカーのうち、disembodiedと呼ぶP450遺伝子のみがPTTHによって顕著な転写上昇を示した。PTTHの入力によるエクジソン生合成経路の遺伝子の制御には差があることが分かった。(1)前胸腺刺激ホルモン(PTTH)の受容体候補遺伝子(PGR)のショウジョウバエ相同分子の機能を、遺伝学的に解析することを試みた。まず、PGRに対するRNAi系統およびPGR遺伝子過剰発現系統の樹立を完了した。現在、RNAiあるいは遺伝子過剰発現を行った際の、脱皮あるいは変態の異常の有無を中心に表現型を検討している。(2)PGRの機能解析のためには、これまで未同定であったショウジョウバエPTTHが必要である。まず、ハマダラカで見出されていたPTTHとの配列相同性を元にして、脳由来のcDNAライブラリーよりショウジョウバエPTTH cDNAを単離した。次いで、ハエPTTHの発現部域を見るために、PTTH遺伝子のゲノム上流域とGFPを融合させたコンストラクトを作製し、トランスジェニックフライを作出した。その結果、前胸腺に軸索を伸ばすPTTH発現神経細胞を脳の左右2対に見出した。また、生化学的実験のために、ハエPTTHタンパク質を組み換えタンパク質として発現させた。ハエPTTHは、鱗翅目昆虫のPTTHと異なり、大腸菌中で極めて集合塊を作りやすいことが判明した。現在、精製条件の検討を試み、PTTHタンパク質の機能的再構成を目指している。(3)PGRを介したPTTH刺激が、いかにして前胸腺のエクジソン合成を制御するのかを解析するために、前胸腺機能を反映する遺伝子マーカーが欲しい。前胸腺において特異的に機能する遺伝子の同定を試みた。DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現比較から、エクジソン分泌が盛んな時期で発現が高く、かつ組織別に見て前胸腺において特異的に発現するカイコの遺伝子を5つ同定した。このうちの1つは、P450ファミリーに属する新規分子であり、エクジソン生合成の中間段階の代謝過程を担うことを生化学的に示した。さらに、ショウジョウバエにおける一次構造上の相同分子も前胸腺で特異的に発現しており、エクジソン生合成過程に必須の役割を果たすことを遺伝学的手法からも明らかにした。

その結果、検討した4つのマーカーのうち、disembodiedと呼ぶP450遺伝子のみがPTTHによって顕著な転写上昇を示した。PTTHの入力によるエクジソン生合成経路の遺伝子の制御には差があることが分かった。
サイトカイン固定化培養床を用いた免疫賦活化治療

今日、骨髄移植から末梢血移植、そして臍帯血移植へと造血系細胞の移植が様々に試みられるになってきた。また、体外循環により免疫系を賦活化して血液を患者に戻す治療も行われるようになってきている。本研究では、特にサイトカインを固定化した材料上でどの程度免疫細胞の賦活化ができるかを明らかにすることを目的とした。本年度は、これまでに造血細胞培養に必要とされているサイトカインとしてエリスロポエチン(EPO)を選び、これと接着因子を様々に固定化した基板を調製し、その上でEPO依存性細胞株(UT7/EPO)の成長を観測した。また、細胞成長因子と接着分子の複合体の合成も行い、この生理活性を観察した。ポリアリルアミンあるいはゼラチンにアジド安息香酸を反応させ、各々光反応性ポリアリルアミンあるいは光反応性ゼラチンを調製した。細胞培養用ポリスチレンプレートの上にこれらの光反応性高分子の水溶液を滴下した後、乾燥した。次に同じ場所にエリスロポエチンの水溶液を滴下し、乾燥した。その後、紫外線を照射した。このように調製した基板上でEPO依存性細胞株(UT7/EPO)を6日間培養したところ、溶解状態のエリスロポエチンを添加した場合と同程度の細胞増殖を観測することができた。特に光反応性ゼラチンをマトリックスとして用いてエリスロポエチンを固定化した基板上では高い細胞増殖性が観測された。このように一度細胞培養に用いた基板を洗浄に再度用いた場合にも細胞増殖活性が観測され、基板の繰り返し利用が可能であることがわかった。細胞成長因子と接着分子の複合体についても細胞成長活性を測定したところ、単独の場合より複合体にすることで高い活性が得られることがわかった。
マルチフェロイック物質における光のローレンツ力の観測とその外場制御

平成28年度は、マルチフェロイック物質CuB2O4における光のローレンツ力の測定を行い、光のローレンツ力に起因した光軸の微小変位を検出した。現在この実験結果を投稿論文にまとめている。また、平成27年度に行った「CuB2O4における発光の方向二色性」の研究成果はPhysical Review BのRapid Communicationsに掲載され、特に重要な論文としてEditor's Suggestionに選ばれた。さらに、博士論文は東京大学大学院新領域創成科学研究科長賞を受賞した。空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れたマルチフェロイック物質においては、スピン軌道相互作用を通じて電気応答と磁気応答が干渉しあい、新しい光学現象が生じることがわかってきた。その代表的な例が、屈折率が方向依存する方向複屈折である。最終年度に当たる平成28年度では、方向複屈折に由来する非相反な屈折現象について研究を行った。フェルマーの原理に基づくならば、光はあらゆる経路のうち、その所要時間が最小になる経路をたどる。したがってマルチフェロイック物質中では、光の通る経路も進行方向の反転によって変わるはずである。とくにCuB2O4においては、単一ドメインの状態で、試料と真空中の界面において行きと帰りで異なる方向に屈折することが予想される(光のローレンツ力)。本研究では、これを実験的に観測することを目的とした。実験的に光の進行方向を反転してずれを計測するのは困難であるため、それと等価である磁場反転による光軸の変位を計測した。実験の結果、約500nmの光軸の変位を計測した。さらに、温度依存性を調べ、観測された光軸の変位が傾角反強磁性相でのみ生じることを確認した。以上の結果は、光のローレンツ力の観測に成功したことを意味しており、現在結果を投稿論文にまとめているところである。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、メタホウ酸銅における方向二色性の強磁場効果を調べた。具体的には強磁場印加により方向二色性が巨大化することを明らかにした。この成果を日本物理学会第70回年次大会およびアメリカ物理学会March Meetingにおいて発表し、原著論文を近日中に投稿する予定である。空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れたマルチフェロイック物質においては、光に対する電気的な応答と磁気的な応答が干渉し、光学定数が光の進行方向によって変化することがある(電気磁気光学効果)。電気磁気光学効果の代表的な例として、方向二色性と光のローレンツ力が挙げられる。方向二色性とは、光の進行方向によって光吸収が変化する現象のことである。光のローレンツ力は、物質中のトロイダルモーメントがあたかもベクトルポテンシャルのように働き、光路が光の進行方向によって変化する現象のことである。光のローレンツ力は、光の進行方向の反転に伴う屈折率の変化量Δnに比例して大きくなる。しかし光学領域でのΔnの大きさは現状10のマイナス3乗程度と非常に小さいため、これが光のローレンツ力を観測する上で問題になっている。電気磁気光学効果を定量的に評価するためには、群論的な議論を超えて量子力学的に定式化することが必要となる。本研究では、対角化計算によってメタホウ酸銅中の銅イオンの電子状態を決定した。得られた電子状態を用いて、方向二色性を量子力学的に定式化し、強磁場中において方向二色性が巨大化することを予想した。実際に物性研究所において52テスラまでのパルス強磁場吸収スペクトル測定を行い、方向二色性が巨大化することを実験的にも確認した。この結果は電気磁気光学の機構を量子力学的に明らかにし、巨大化が可能であることを実験的に示したものであり、今後の電気磁気光学効果の応用への展開に向けた大きな指針となるものであると自負している。空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れたマルチフェロイック物質においては、光の進行方向の反転によって光学定数の大きさが変化することがある。光の進行方向の反転によって光吸収および屈折率が異なる現象のことを、それぞれ方向二色性と方向複屈折と呼ぶ。方向複屈折により物質中のトロイダルモーメントがあたかもベクトルポテンシャルのように働き、光路が光の進行方向の反転によって変化する現象(光のローレンツ力)が予想されている。本研究では、この光のローレンツ力を実験的に観測することを目的とした。対象物質CuB2O4は、21K以下の低温で傾角反強磁性的な磁気秩序を示す。CuB2O4はこの傾角反強磁性相において、888 nmの近赤外光に対して、吸収係数の比κ+/κ-が300%に及ぶ巨大な方向二色性を示すことが報告されている。今年度の研究では、c面が広い試料を用いて、Voigt配置で光のローレンツ力の検出を試みた。光源には888 nmのレーザーダイオードを選んだ。レーザーからの光を試料に入射し、その透過光をビームプロファイラによって検出することで、磁場反転による光軸の変位を測定した。本研究では、交流の外部磁場を印加し、光強度の重心位置の時間変化を逆フーリエ変換することで、磁場と同期した光軸の変位を検出した。実験の結果、外部磁場を[110]軸方向に印加したとき、光軸の重心位置が変位することを確認した。

さらに、温度依存性を調べたところ、傾角反強磁性相でのみ、光軸の変位が観測されることがわかった。この結果は、観測された光軸の変位が、確かに方向複屈折に起因したものであることを示唆している。しかし、光軸の変位方向が、理論から予想される方向だけではなく、[110]軸方向にも変位していた。そのため、観測された変位が光のローレンツ力によるものかどうかを、現在検証している段階である。平成27年度は、マルチフェロイック物質CuB2O4における光のローレンツ力の検証を行った。具体的には、この効果を検出するための光学系を立ち上げ、光のローレンツ力に起因したものと考えられる光の微小変位を検出した。現在この実験結果を解析している。また、同じくCuB2O4において、発光過程における方向二色性を観測することに成功した。観測された発光の方向二色性は、これまでに報告されていた値よりも100倍以上大きなものであり、応用への展開の可能性を拓くことができたと考えている。本結果は日本物理学会第71回年次大会において発表した。さらに、平成26年度に行った研究「CuB2O4における光の一方向透明現象」の成果を、Physical ReviewLettersに論文として発表した。本研究結果は朝日新聞等の各種新聞紙に掲載され、一般からの注目も集めている。以上のことから当初の計画以上に進展平成28年度は、マルチフェロイック物質CuB2O4における光のローレンツ力の測定を行い、光のローレンツ力に起因した光軸の微小変位を検出した。現在この実験結果を投稿論文にまとめている。また、平成27年度に行った「CuB2O4における発光の方向二色性」の研究成果はPhysical Review BのRapid Communicationsに掲載され、特に重要な論文としてEditor's Suggestionに選ばれた。さらに、博士論文は東京大学大学院新領域創成科学研究科長賞を受賞した。空間反転対称性と時間反転対称性が同時に破れたマルチフェロイック物質においては、スピン軌道相互作用を通じて電気応答と磁気応答が干渉しあい、新しい光学現象が生じることがわかってきた。その代表的な例が、屈折率が方向依存する方向複屈折である。最終年度に当たる平成28年度では、方向複屈折に由来する非相反な屈折現象について研究を行った。フェルマーの原理に基づくならば、光はあらゆる経路のうち、その所要時間が最小になる経路をたどる。したがってマルチフェロイック物質中では、光の通る経路も進行方向の反転によって変わるはずである。とくにCuB2O4においては、単一ドメインの状態で、試料と真空中の界面において行きと帰りで異なる方向に屈折することが予想される(光のローレンツ力)。本研究では、これを実験的に観測することを目的とした。実験的に光の進行方向を反転してずれを計測するのは困難であるため、それと等価である磁場反転による光軸の変位を計測した。実験の結果、約500nmの光軸の変位を計測した。さらに、温度依存性を調べ、観測された光軸の変位が傾角反強磁性相でのみ生じることを確認した。以上の結果は、光のローレンツ力の観測に成功したことを意味しており、現在結果を投稿論文にまとめているところである。
有機触媒を用いた新反応の開発

anti-β-ヒドロキシ-α-アミノ酸誘導体の不斉合成を目指し、2-アミノマロン酸モノエステルと種々のアルデヒドとの脱炭酸型アルドール反応を検討した。触媒に関しては、ベンゾチアジアジン系触媒よりも水素結合供与能の低いスルホンアミド触媒が高い選択性を与え、中でも2,3,4位にメトキシ基を3つ持つスルホンアミド触媒が最高のエナンチオ選択性を与えた。また、反応基質のアミノマロン酸ハーフエステルに関しては、アミノ基の保護基としてFmoc基を有するフェニルエステル誘導体が最適であった。最後に、シンコニジンからシンコニン由来のスルホンアミドに変更した触媒を用いCPME中でカルボン酸(C6F5CO2H)を触媒量添加した反応条件下で、4-ニトロベンズアルデヒドとアルドール反応を行うことで、最高のエナンチオ選択性(90%ee)を達成することができた。上記で見出した最適条件下でアルデヒドの基質適用範囲の検討を行った結果、本反応は電子求引基を持つ種々の芳香族アルデヒドについては反応性と選択性共に遜色無く適用可能であり、対応するanti付加体を主生成物として84-90% eeのエナンチオ選択性で得ることができた。しかしながら、電子供与基を有するベンズアルデヒドでは反応速度が低下し、収率は中程度になったが(23-62%)、まずまずのエナンチオ選択性で(68-88% ee)anti付加体が生成することを明らかにした。(2)3ーケトグルタル酸ハーフエステルとアルデヒドとの脱炭酸型アルドール反応を検討し、軸性不斉を有するベンゾチアジアジン触媒を用いることで、所望のsyn-δ,β-ジヒドロキシカルボン酸を最高74% eeで得ることに成功した。後者については、更なる選択性向上の検討が必要ではあるが、前者については研究成果がまとまったので、学術雑誌に投稿するため論文を作成中である27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。βーヒドロキシカルボニル化合物はカルボニル化合物のβ位に水酸基を有する化合物群であり、様々な天然物や医薬品の合成中間体である。そのため、本化合物群の立体選択的な合成は重要な研究課題であり、数多くの研究者によってその合成法の開発がおこなわれている。しかし、これまでに報告されている強塩基を用いるアルデヒドとケトンとの反応条件では逆反応などの解決すべき問題点がある。今回我々はこれらの問題点を克服すべく、温和な条件で反応を行うことを計画し研究に着手した。本目的を達成するために、我々はβーケト酸と種々のアルデヒドとの脱炭酸型アルドール反応に注目した。本反応は温和な条件化で脱炭酸を伴う炭素一炭素結合形成反応が行えるだけでなく、我々の研究室で独自に開発された多機能性チオ尿素触媒を利用できると考えた。まず、初期検討として容易に入手可能であるβーケト酸と芳香族アルデヒドを用い、種々の骨格(チオ尿素、キナゾリン、ベンゾチアジアジン、スクアルアミド、ベンズイミダゾールなど)を有する多機能性有機分子触媒存在下にて反応の検討を行った。その結果、反応の従来の多機能性チオ尿素触媒よりも水素結合供与能の高い多機能性ベンゾチアジアジン触媒を用いた場合に反応の加速効果が見られ、エナンチオ選択性も向上することを見出した。さらに、触媒のアミン部位の塩基性をチューニングすることにより、エナンチオ過剰率は60%程度まで向上することがわかった。また、得られる生成物の絶対立体配置はその比旋光度を文献値と比較することにより(R)体であると決定した。今後、本結果を元に反応の遷移状態の探索を行い、得られた知見を触媒設計にフィードバックさせることでさらに有効な触媒の開発を目指す。δ-ヒドロキシ-β-ケトカルボン酸やβ-ヒドロキシ-α-アミノ酸は、多くの生物活性天然物のみならず脂質異常症治療薬であるスタチン類、抗菌剤に見られる重要な化学構造であり、活性発現のために必須のファーマコフォアーとして知られている。そこで、これらのフラグメント構造を効率的かつ触媒的に不斉合成する新たな手法を開発すべく研究に着手した。その合成戦略は、アルデヒドに対して3-ケトグルタル酸ハーフエステルあるいは2-アミノマロン酸ハーフエステルを反応させる脱炭酸型アルドール反応を利用するものであり、下記のような成果を得た。δ-ヒドロキシ-β-ケトカルボン酸を目指した不斉反応では、収率の面では改善できたが、エナンチオ選択性に関しては最適化には至っていない。しかしチオ尿素やスクアルアミド触媒よりも最近我々が開発したベンゾチアジアジン型触媒が本反応には有効であること、そして第三級アミン部分を嵩高いビナフチル型にすることで68%eeまでエナンチオ選択性が向上することを明らかにした。一方、β-ヒドロキシ-α-アミノ酸の合成を目指した研究では、2-アミノマロン酸ハーフエステルと芳香族アルデヒドとの反応をモデル反応として精査した。その結果、求核剤のアミン部はFmoc基でエステル部はPh基で保護したものが収率とエナンチオ選択性の面で好結果を与えること、さらに触媒に関しては、上記の結果とは逆に、チオ尿素、スクアルアミド触媒、ベンゾチアジアジン型触媒はいずれも低い選択性しか与えず、唯一スルホンアミド型触媒が良好なエナンチオ選択性を発現した。さらなる構造最適化を重ねることで、シンコニン骨格を有するスルホンアミド型触媒を新たに見出し最高80%eeまで選択性を向上させることに成功した。