hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中海・宍道湖の環境変化に関する研究

4年間において主に自然分野の研究を中心としておこなった。中海・宍道湖についての音響探査は中海で250m,宍道湖で500m間隔の測線で精密なデータを得た。又、放射年代の測定により、湖底堆積物の年代やその埋積速度が明らかとなった。これらにより、両湖底地形の全体像および堆積物の年代やその埋積状況が詳細に把えられたといえる。一方、柱状採泥の微化石の検討から、とくに宍道湖において海→淡水→汽水の環境変化が起こっていたことをよみとることができた。これらは忠実に明らかな環境変化をよく反映している。ところで干拓・淡水化が事実上の中止となった現在、両湖の将来についての提言はどこからもなされておらず、私たちはこれまでの研究成果をふまえて海水導入による湖の浄化と積極利用をはかることを提案する。そのためには両湖の自然史をさらに詳細に復元し、将来予測をはかるための研究が急務である。現湖水の環境変化を追跡する水質動態の研究は中海での夏・冬の1週間にわたる連続観測を行ない、台風および季節風による湖底のかく乱が明らかとなった。水質に与えるヘドロの役割は重大であり、今後ヘドロの除去をどう行なうかを考慮せねばならない。ただし、従来の方法による〓〓では好結果は期待できない。周辺地域および水域の植生については現状が把握され、宍道湖周辺地域の植生図が完成した。河川における水草調査は基礎資料がつくられた。出雲平野においては電気探査が実施され、完新続地下構造が明らかになり平田市および周辺地域の水資源賦存状態についての基礎資料が完成した。希土類金属イオンの効率良いクロマト分離法が開発され、今後の有効利用への指針が得られた。60年度の調査地域を主として中海とし、かつ精密調査をおこなうために電波測位計をもちいて位置決定をおこなった。そのためと海況によって調査範囲は中海西南部に限定されたが、データとしては大変に良いものが得られた。最近の中海の地形変化はいくつかの地域でみとめられ数cm程度の堆積がおこっていることがアトラスデソ20による地形測量から判明した。また、ユニブームによる湖底下堆積層の解析は湖沼域でははじめてといってよい良好な記録が得られ、周辺地域の完新統との対比が可能となった。完新統中海層の下底の不整合は平坦なところが多いが数mまでの谷地形がきざまれており、古河川の流域が明らかにされた。また、湖沼域に多いいわゆる散乱層が広く分布することも明らかとなった。柱状採泥については宍道湖・中海の6地点で数10本の12mのコアを得た。これらを各専門分野ごとに分割し、研究が進行している。もっとも重要な鉛の同位体210による年代測定については地質調査所の松本英二氏との共同研究がすすみ、宍道湖域での堆積速度が0.040.19gr/【Cm^2】/yearであることが明らかになった。さらにセシウム234にもとづく1954年を示すピークの位置も認められ、両者の示す年代値はよく一致することから、宍道湖域での過去100数10年前までの年代の目盛を入れることに成功した。これにより土壌中の細菌類、重金属等の分布・濃集状況の解明に大きな手がかりを得ることができ、また花粉・珪薄などの変化ともあわせて、環境変遷史が明らかになりつつある。CHNコーダについては基礎的なチェックをおえ、湖底堆積層の迅速な処理が進行した。

宍道湖底資料についてはC/Nは明瞭な垂直変化を示し、花粉・珪薄、および鉛同位体年代とあわせて環境変化が追跡され、今後中海地域を含めた解析に見通しを得ることができた。自然史分野の研究では今年度は中海を中心におこなった。中海の2度にわたる音響探査により、その湖底状況を昨年度の調査とあわせて湖底地形,底質およびそれに含まれる有孔虫・貝の組成,底層水などについての系統的な資料が得られた。また、湖底下堆積層の厚さと構造が明らかにされた。柱状採泥については計7地点で実施し、【^(207)Pb】【^(134)Cs】,【^(14)C】にもとづく堆積速度の検討をおこなった。それによると中海の平均堆積速度は0.04gr/【cm^2】/yrとなり、この値は昨年宍道湖で得られた値のほぼ1/3である。このことは斐伊川が主な供給源であることからよく理解される。精密音響探査による水深測定の結果を20年前の国土地理院の測定と比較することができたが、この20年間の埋積と上記の堆積速度はよい一致を示している。正確な放射年代がクロスチェックされて測定されたのは宍道湖と中海のみであり、今後実際に年間の堆積量を測定するなどして、未来予測が可能となってきた。なお、陸域の調査は経費の面で割愛せざるを得なかった。環境モニタリングの研究では中海において2週間にわたって水質の垂直方向の連続観察をおこなった。これははじめての試みであり、大きな成果が得られた。従来の年何回かの観測による水質の将来予測については再検討が必要となった。廃水処理については基礎研究を続行した。自然残留磁気による編年では宍道湖のコアについての検討がなされ、約1mのコアのなかで、連続的に変化していることが明らかにされた。今後は磁北の決定や不撹乱資料の採取に工夫が必要である。周辺植生については水域も含めて地道な調査が実施され、大きな進展をみせた。近い将来精密な植生分布図をつくれる見通しが得られた。以上の成果については発表文献とともに60・61年度をまとめた報告書に示した。1.自然史分野の研究では,おもに(1)宍道湖の精密音響探査,および(2)斐川平野地下の高密度比抵抗電気探査,を行なった. (1)では,すでに前年度までに終了した中海での同様な探査結果をふまえて,アトラスデソとユニブームを主に用いて精密な湖底地形と湖底下推積層の構造を解析した.その結果,過去24年間に宍道湖では平均30cmの埋積が進行しており,その速度は中海の場合の23倍に達すること,湖底推積層の主要部である中海層の基底が西に向う複雑な谷地形をしていることが明らかになった. (2)では現湖岸より西方にある平野部において斐伊川河口の三角州や扇状地を形成しながら湖水域を埋めたてていく状況が明瞭になり,既在のボーリング資料を解釈する上で重要な基礎資料を得た.さらに,前年度までに得た湖底推積物の試料について,環境指標となりうる各種微化石について,本年度購入した顕微鏡撮影装置を用いて多くの写真を撮影し,同定のための資料を蓄積した.2.現湖水の環境変化を追跡するための水質動態の研究は,中海において夏と冬に連続観測を行なった.その結果,夏は台風で,また冬は当地特有の強い季節風により湖底のかく乱が認められ,気象と水質動態との関係を解析する手掛りを得た.環境保全と資源の有効利用を指向した研究としては,昨年度に開発したオリゴアミンの部位選択的誘導化の方法をさらに発展させた.また,希土類金属イオンの効率良いクロマト分離法を破発し,それに基いた安価な希土類金属イオンのセンサー開発研究を進めた.3.周辺地域および水域の植生についても,ほぼ現況が把握できるまでに研究が進展はした.
脳卒中片麻痺患者の麻痺側下肢に対するペダリング運動の効果

ペダリングは両脚交互運動のモデルとして注目され、片麻痺患者の筋再教育に有効な可能性がある。本研究では、ペダリングが、麻痺側下肢筋活動の促通と選択的・相的な活性化に有効であるという仮説を検証し、効果の神経生理学的機序と影響因子を明らかにする目的で、以下の研究を行った。1.麻痺側下肢への効果:膝の随意的伸展が困難な慢性期脳卒中片麻痺患者17名を対象に、5Nmの負荷で5分間ペダリングを行わせ、下肢筋活動の変化を検討した。その結果、ペダリング中に麻痺側下肢伸筋群と屈筋群に非麻痺側と相反的な相的活動が誘発され、大腿四頭筋と前脛骨筋の活動は随意的膝伸展時より有意に増加し、その効果は30分後まで持続した。以上からペダリングにより、重度片麻痺患者の下肢に相的かつ協調的な筋活動を誘発しうることが示された。2.H波の変化と麻痺筋への促通:片麻痺患者を対象にペダリング前後のH波の変化を検討し、Hmax/Mmaxの著明な減少を認めた(n=4)。さらに、歩行中の下肢筋活動を比較し(n=6)、ペダリング後に立脚期の麻痺側大腿四頭筋活動の促通を観察した。以上からペダリングは痙縮の調節や麻痺筋の促通を通して歩行能力を改善させることが示唆された。3.筋活動への影響因子:駆動姿勢の変化、駆動速度、ピッチ音のとり方、最大膝伸展角度の変化による筋活動への影響を検討し、臨床応用を行う上で有用な知見を得た。4.RCTの開始:以上を踏まえ、ペダリングの有効性を検証するためのRCTを開始した。介入群では、負荷5Nmでペダリングを1日1回7分間、週5回、4週間、対照群は、麻痺側膝屈伸運動を行わせた。ベースラインと4週後に、麻痺側ヒラメ筋Hmax/Mmax、歩行所要時間、歩数、両下肢筋活動を評価した。現在までに介入群5名、対照群4名が登録され、今後、各群10名程度を目標にエントリーした上で、結果を解析する予定である。脳卒中片麻痺患者において、共同運動や痙縮の存在は、歩行中に必要な筋を適切な時相で活性化させることを妨げ、歩行障害をもたらす。ペダリング運動は、歩行などの両脚交互運動のモデルとして注目され、立位・歩行が困難な重度片麻痺患者の筋再教育の手段として有効な可能性がある。ペダリングが、麻痺側下肢筋活動の促通と選択的・相的な活性化に有効であるという仮説を検証するために本年度は以下の研究を行った。【方法】慢性期脳卒中片麻痺患者17名(発症後3か月以降、SIAS膝伸展スコア2/5以下)を対象とした。StrengthErgo^<TR>上で座位をとらせ、膝関節最大伸展時に伸展角度が-10°になるようにシート高、位置を調整し、バックレストとシートベルトで体幹を安定させ、以下の測定を行った。1)麻痺側の随意的膝伸展時の筋活動を表面電極で記録。

2)5分間の休憩後、負荷量5Nm、等張性モードで、安楽な速度で5分間、ペダリングを実施。3)90°ずつ4相に分け、各相の大腿四頭筋、内側ハムストリングス、前脛骨筋、内側腓腹筋の筋活動積分値を表面電極で求め、各相の筋活動量の全サイクルの活動量に対する%を比較。4)麻痺側膝伸展時の大腿四頭筋筋電積分値をペダリング前、直後、30分後に測定。【結果】1)ペダリング中に麻痺側下肢の伸筋群と屈筋群に非麻痺側とantiphasicな相的筋活動が誘発された。2)ペダリング中の大腿四頭筋と前脛骨筋の筋活動は、随意的膝伸展時より有意に増加し、ハムストリングスは不変、腓腹筋は減少していた。その効果は、ペダリング終了後30分後にも観察された。【結論】ペダリングにより、重度片麻痺患者の下肢に相的かつ協調的な筋活動が誘発され、筋再教育の手段として有効な可能性が示された。今後、その効果の神経生理学的機序の解明およびランダム化比較試験による治療手段としての有効性の検証を行う予定である。両脚交互運動のモデルとして注目されているペダリング運動が、脳卒中片麻痺患者において、麻痺側下肢筋活動の促通と選択的・相的な活性化に有効であるという仮説を検証するために、平成16年度は以下の研究を行った。1.ペダリング前後の電気生理学的評価:脳卒中片麻痺患者5名を対象に、StrengthErgo240(三菱電機社製)を用いて5Nmの負荷で7分間ペダリング運動を行い、前後で麻痺側ヒラメ筋よりH波、M波を誘発した。さらに、運動前後の歩行中の両下肢筋活動を表面筋電にて記録した。その結果、H波最大振幅(Hmax)/M波最大振幅(Mmax)が大きい症例や臨床的に筋緊張が高い症例では、ペダリングにより、著明にHmax/Mmaxが減少した。また、立脚期を中心に麻痺側大腿四頭筋筋活動が促通される傾向がみられ、ペダリング運動の効果が示唆された。2.ランダム化比較試験(RCT)による効果の検証:1.の結果を踏まえて、十分なインフォームドコンセントのもとに、慢性期脳卒中片麻痺患者(発症後1か月以降、SIAS膝伸展スコア3/5以下)を対象としたRCTを開始した。介入群では、StrengthErgo240を用いて、アイソメトリックモード、負荷5Nmで任意のスピードでペダリング運動を1日1回7分間、週4-5回、4週間施行させた。対照群は、麻痺側膝関節屈伸運動を任意のスピードで行わせた。ベースラインと介入4週問後に、1)麻痺側ヒラメ筋Hmax/Mmax、2)歩行指標:時間、歩数、両下肢筋活動(立脚期積分値/遊脚期積分値)、3)運動麻痺(SIASスコア)、痙性(modified Ashworth Scale : MAS)の変化を評価した。現在までに介入群5名、対照群5名がエントリーされており、引き続き、各群10名程度を目標に症例数を増やした上で、結果の解析を行う予定である。両脚交互運動のモデルとして注目されているペダリング運動の麻痺側下肢筋に対する促通効果を検証するために、H18年度は以下の研究を行った。1.駆動条件に関する基礎的研究:より選択的、効果的な促通のための駆動条件を明らかにする目的で、健常人5名を対象に、等張性モード、3Nmの負荷で、駆動速度、ピッチ音、肢位の変化が下肢筋活動と関節角度に与える影響を評価した。その結果、1)駆動速度の増加によりすべての被検筋の活動量が増加したが、筋活動パターンの変化は、大腿直筋と内側ハムストリングスのみにみられた。2)ピッチ音のとりかたは筋活動パターンには変化をもたらさなかったが、筋活動量はピッチ側のヒラメ筋、内側広筋、内側ハムストリングスで増加し、腓腹筋内側頭で低下した。3)最大膝伸展角度の変化に伴い、大腿直筋では屈曲角度が強まるほど、1周期における活動開始が早まる傾向を示した。筋活動量は腓腹筋内側頭、内側ハムストリングスにおいて屈曲角度の増加とともに、著明に減少した。
潅流臓器を用いた環境因子の複合影響評価のための実験系の開発

1、環境衛生学的な観点から複合影響を評価する系として、ラット潅流肝臓系を作成した。定常状態時において酸素消費率は1.92±0.34umol/g liver/minであった。また、エピネフリン受容体も正常に機能していたことから、作成した潅流肝臓は生理的状態を長時間保持し、今後の実験に供するに充分な系であると結論した。2、同様にラット潅流賢臓系を作成した。潅流賢臓のエネルギ-産生系に対して基質として寄与する程度が大きいと考えられるLー乳酸、αーケトグルタル酸を潅流液に組み込むことは、賢臓を生理的状態に保持するために効果的であると考えられた。両物質とグルコ-ス、アスパラギン酸ナトリウムを添加した潅流液を用いて作成した潅流賢臓系は、生理的状態を長時間保持し、今後の実験に供するに充分な系であると結論した。3、肝臓におけるトリクロロエチレン代謝は実際の血中濃度として存在しうる10nMエピネフリンによって、こう進されることが示唆された。4、エタノ-ルによってスチレン肝取り込み率は抑制された。また、栄養状態によって、この取り込み率が変化する可能性が示唆された。5、(1)フルフェナム酸は肝臓におけるエタノ-ル代謝を抑制することが明かとなった。これは、ALDH活性に対する阻害物応による可能性が強いと推測された。また、エタノ-ル酸化反応におけるフルフェナム酸の影響は栄養状態によって変化することが示唆された。(2)非ステロイド系抗炎症剤によって、賢細胞内エネルギ-代謝動態に変化を引き起こす可能性が示唆された。特に、顕著な変化を示したフルフェナム酸においては、Na,Ca再吸収率が大きく減少した。これは、アンカップリング作用によってATP産生が抑制された状態の賢尿細管細胞内では、エネルギ-依存性イオン輸送系の機能が低下し、その結果、細胞内イオン濃度が上昇することにより再吸収率の低下がもたらされたものと推察された。1.本年度は環境因子の複合影響を評価する系として、ラット灌流肝臓系を確立した。動物はWister系雄性ラットを使用した。血液成分を含まない灌流液(Krebs-Henseleit bicarbonate buffer)を用い、non-recirculating systemで定流灌流(灌流量30-35ml/min,灌流温度31°C)を行った。定常状態において、灌流圧は4.4±1.1mmHg、酸素消費量(Q02)は1.92±0.34μmol/g liver/minであった。また、10nM±エピネフリンを負荷すると、還元型ピリジンヌクレオチド(PN)量、cyt c、cyt aa3に変化が認められた。以上より作成した灌流肝臓は生理的状態を長時間保持し、今後の実験に供するに充分な系であると結論した。2.i)摂食、絶食ラット灌流肝臓にethanolおよびethanol+100μM flufenamic acid(非ステロイド系抗炎症剤)を負荷し、栄養状態が異なる環境下の複合影響を観察した。ethanol負荷により、摂食時、絶食時共に、PN量は増加した。(46.4±5.9、51.2±6.9%)。

ethanol取り込み量はそれぞれ1.6±0.4、1.3±0.2μmol/g liver/minを示し、両群間に有意差が認められた。同時に100μM flufenamic acidを負荷すると、絶食時のPN量は著しく減少(-202%)し、摂食時のPN減少率(-50.5%)の4倍を示した。また、ethanol取り込み量は共に減少したが、その減少率を比較すると絶食時の方が少ないことが明らかになった。ii)10nMエピネフリンとトリクロロエチレン(TCEL)を同時に負荷し、その複合影響について検討した。TCEL負荷により減少したPN量(-48%)は、エピネフリンを同時に負荷するとさらに減少した(-82%)。また、TCEL代謝率は、エピネフリン負荷により約27%増加した。以上より、実際の血中濃度として存在しうる10nMエピネフリンによりTCEL代謝のこう進が示唆された。この機序に関しては現在検討中である。3.さらに、灌流腎臓系を作成し、各種基質の負荷を行った。結果の詳細は第60回日本衛生学会総会で報告する。1、本年度はラット潅流腎臓系を確立した。動物はSD系雌性ラットを用いた。KrebsーHenseleit bicarbonate bufferにdextranを添加した潅流液を用い、nonーrecirculating systemによって潅流を行った(潅流温度31°C)。i)腎潅流に適切な基質の組成について検討した。Lーlactate、αーketoglutarateによって還元型ピリジンヌクレオチド(PN)量、cyt c、aa3の還元型が増加した(Lーlactate:PN量29.8%,cyt c11.0%,αーketoglutarate:PN32.4%,cyt c12.5%,cyt aa36.7%)。このことは両物質によりミトコンドリア電子伝達系で電子輸送速度が促進していることを示唆している。従って潅流液の組成にLーlactateとαーketoglutarateを基質として組み込むことは、腎臓を生理的状態に保持するために効果的であると考えられた。ii)基質として5mM Glc.,5mM Asp Na,5mMαーketoglutarate,4mM Lーlactate,を加えた潅流液を用いて潅流腎臓細胞内エネルギ-状態および腎機能を観察した。潅流圧80ー100mmHg,潅流量10ー12ml/g kidney/min,QO26.8±0.3μmol/min,PN量52.2±1.6%,cyt c22.1±1.5%,cyt aa3 15.5±2.2%,creatininecrealance0.34±0.05ml/g kidney/min,Na再吸収率(FRNa)94ー98%であった。以上より作成した潅流腎臓は生理的状態を長時間保持し、今後の実験に供するに充分な系であると結論した。2、摂食ラット潅流腎臓にflufenamic acidを負荷し、腎細胞エネルギ-代謝に及ぼす影響を観察した。100μM flufenamic acid負荷によるPN量は70%減少した。またFRNa,Caは67.5%,70.7%まで有意に減少した。以上よりアンカップリング作用の結果エネルギ-依存性イオン輸送系機能低下が起こり、細胞内イオン濃度が上昇した。その結果再吸収率の低下がもたらされたと推定された。3、摂食、絶食ラット潅流
「世界史」との関連を重視した理科教材の開発研究

本研究により、科学と「世界史」の関わりについて多角的な視点から科学知識の普及を図る教材の作製を試みたが、その際にSSH指定校、小中学校の授業や教員研修等の場を提供していただくなど教育機関との連携が図られた。さらに教科を超えた総合的な教材作成のために県内に所在する様々な機関(博物館・科学館・公設の試験研究機関・美術館・図書館等)との協力体制を築き、本研究で扱った理科教材作製の方法を掲げることができたことは大きな成果と言えよう。本研究では歴史上著名な科学者等が行った再現実験から得られた当該時代の素材等の物質的な基盤、技術、文化等の歴史的背景との関わりを抽出し、多角的な視点から科学知識の普及を図る手段を構築することと、その成果を活用し学校教育において各教科間とりわけ理科と世界史の密接な関わりを提示できる理科教材を製作すること目的とした。本年度は(1)収集済みの資料の分析(2)文献資料の収集(3)実物・レプリカ等の資料(4)開発教材の試行を計画した。おおむね達成できた。また本研究における「歴史学」の視点を理科教材に導入するという点が、各種教育現場や博物館等の業界からも注目された。その成果は地域の科学講座や下記の特許庁主催事業の講師として、あるいは地元のスーパーサイエンスハイスクール事業指定高校等で実践することができ、大きな成果を得られたと同時に、本研究へのニーズや関心の高さをあらためてうかがい知ることができた。また年度当初マレーシア政府の知的財産記念イベントに招かれ、そこでも本研究の成果をサイエンスワークショップという形で現地の子どもから一般市民にまで触れる機会を得られたことは本年度の大きな成果であったといえる。【本研究成果を活用した科学講座等】・10月福島県立福島高校スーパーサイエンスハイスクール事業(講義「歴史に見る科学と人間の関わり」)・8月9月特許庁主催知的創造サイクル啓発事業講師(沖縄・宮崎・広島・岐阜・奈良・福島)指導者講習会講演「ものづくりにみる科学・技術・社会」子ども向け実践講座「100年前の実験に挑戦」・マレーシア政府国内行政消費者取引省・マレーシア知的財産公社主催、My IPO Award 2009(知的財産の日記念イベント2009.4.2326)で研究成果を発表本研究では昨年度に引き続き、歴史上著名な科学者等が行った実験などと当該時代の素材等の物質的な基盤、技術、文化等の歴史的背景との関わりを抽出し、多角的な視点から科学知識の普及を図る手段を構築すること、その成果を活用し学校教育において各教科間とりわけ理科と世界史の密接な関わりを提示できる理科教材を製作し、学校現場等で実践することを目的とした。特に(1)昨年度までに収集した諸資料を教材として作成し、(2)学校現場で実際に活用し、(3)学校現場以外での科学講座や所属大学の講義等での活用も目指した。成果の一部は論文としてH22年度前半期に発表予定である。また特筆すべきは「歴史学」の視点を理科教材に導入するという点が、各種教育現場や博物館等の業界からも注目され、下記の通り、高等学校での活用(特別授業や部活動、教師の研究協力等)をはじめ関東経済産業局主催事業での講師、マレーシア政府の知的財産記念イベントでの日本展示館での科学ワークショップ、その他全国各地で各種講座を年間30件程実施し、そこで得られた実践的な研究成果を学会等で発表することができた。H21年度においては上記成果を得られたと同時に、本研究へのニーズや関心の高さをあらためてうかがい知ることができた。学会・論文発表以外にも本研究成果が、学校教育や社会教育等で実践活用できたことが大きな成果であった。【本研究成果を活用した科学講座等】・4月マレーシア政府国内行政消費者取引省・マレーシア知的財産公社主催、My IPO Award 2009(知的財産の日記念イベント2009.4.2326)日本展示館にて一般来館者向けに成果を発表・10月福島県立福島高校スーパーサイエンスハイスクール事業(講義「理科が嫌いになった人のための「科学と技術の社会史」)・10月11月地元高校科学部での研究発表に係る実践研究・1月平成21年度東北地区SSH指定校合同発表会記念講演・1月教員向けサイエンスセミナー「電磁石の歴史に関する理科教材」・9月1月関東経済産業局主催関東教育支援事業講師(埼玉・群馬・東京等)指導者講習会講演「「ペーパーブーメランの科学-ものづくりにみる科学・技術・社会」・子ども向け実践講座「100年前の実験に挑戦」(鶴岡市)「謎の水溶液を見破ろう-産業革命と科学」(福島市)

他多数本研究では、学校教育における理科教育に関して科学への興味関心を醸成し、さらにはより高度な知識の習得を目指すべく、通常はエピソードの紹介程度にしかふれられなかった科学史との関わり、特に著名な科学者等が行った再現実験から得られた、当該時代の素材等の物質的な基盤、技術、文化等の歴史的背景との関わりを抽出し、多角的な視点から科学知識の普及を図る手段(教材)を作成することを第一の目的とした。本年度はこれまでの歴史上の科学者の研究と世界史の関わりに加え、本県内に所在する様々な機関(博物館・科学館・公設の試験研究機関・美術館・図書館等)での科学イベントに係り、「科学」と各機関の特徴を強調するために本研究の成果を活用した。(一例をあげれば、県の農業総合センターの草木染体験の科学教室に企画段階より参加し、芸術・農業・歴史との関連から講師に美術史、農業の歴史などにも触れてもらうような企画を提案した。同様に火山に関する講座でも火山噴火の記録をたどるための古文書や世界各地の記録等の解析の重要性などについて)ここでの実践研究から当初目的に加え、地域の施設の特徴を活用して地域の理科教材(歴史や技術を包括する)の開発のために県内各機関との連携協力を築けたことが本研究の大きな成果であった。上記のとおり本研究においては学校教育の理科や社会科、科学史また過年度大きな問題となった高校における「世界史」未履修問題と関わって、上記の成果を活用し学校教育において各教科間とりわけ理科と世界史の密接な関わりを提示できる理科教材を製作については、スーパーサイエンスハイスクール指定校である高校に協力し、1年生向けの特別講座として電磁気学の歴史に関する工作体験を交えた授業を実践した。またそのことは同高校がSSH事業として、理科授業だけでなくひろく他教科との関連を重視した取り組みにもつながった。本年度は、これまで蓄積してきた「ものづくり」を通した世界史と技術そして科学との関わりから作成してきた理科教材プログラムを小学校(4校)、高等学校(2校、1校はSSH事業、1校は科学部活動)、教員研修(2件)の学校現場の協力を得て実践した。しかし多忙な学校現場ではそもそも本研究の実践等に係る協力を得ることが困難であって、単に研究者本人による授業での実践の他に、小中高教研理科部会等での紹介や協力、県市教委との連携協力が重要となるであろう。今後の課題である。
エイズ潜伏・発症に関与する新規ミリストイル化タンパク質のクローニングと機能解析

HIV-1感染刺激により新規発現する宿主細胞由来N-ミリストイル化タンパク質を介した細胞内情報伝達機構を解明することは,HIV-1感染によるCD4陽性リンパ球の減少阻止,AIDS発症抑制に貢献できるのもと考え本研究に着手した。ヒトリンパ球細胞にHIV-1(m.o.i=0.01)を感染させ,24-96時間培養後,申請者らが作製した抗ミリストイルグリシン単クローン抗体を用いたウエスタンブロット分析により,ミリストイル化タンパク質の検出を行った結果,分子量28kDa及び分子量75kDaの新規N-ミリストイル化タンパク質を見出した.N-ミリストイル-P28タンパク質は,非感染細胞(CEM)及びHIV-1急性感染細胞中には存在しないことから,HIV-1感染細胞の安定化・潜伏に必須のタンパク質であることが示唆された.また,同様に,申請者らが作製した,ミリストイル化を触媒する酵素N-ミリストイルトランスフェラーゼを認識する単クローン抗体を用いたウエスタンブロット分析により,HIV-1急性感染細胞内N-ミリストイルトランスフェラーゼの検出を行った結果,分子量88kDa,63kDa,及び57kDaのタンパク質が検出された。特に,分子量88kDaのタンパク質は,従来報告されているN-ミリストイルトランスフェラーゼではないことから,新たなN-ミリストイルトランスフェラーゼ相同性タンパク質であることが考えられ,HIV-1感染に関与する情報伝達タンパク質であることが示唆された。さらに,本タンパク質の構造解析を行った結果,抗原提示に関与していると考えられる,シャペロンタンパク質のホモログであることがわかった.このことは,HIV-1感染細胞が生体免疫系に及ぼす影響を明らかにするために極めて重要な知見である.HIV-1感染刺激により新規発硯する宿主細胞由来N-ミリストイル化タンパク質を介した細胞内情報伝達機構を解明することは,HIV-1感染によるCD4陽性リンパ球の減少阻止,AIDS発症抑制に貢献できるのもと考え本研究に着手した。ヒトリンパ球細胞にHlV-1(m.0.i=0.01)を感染させ,24-96時間培養後,申請者らが作製した抗ミリストイルグリシン単クローン抗体を用いたウェスタンブロット分析により,ミリストイル化タンパク質の検出を行った結果,分子量28kDa及び分子量75kDaの新規N-ミリストイル化タンパク質を見出した.N-ミリストイル-p28タンパク質は,非感染細胞(CEM)及びHIV一1急性感染細胞中には存在しないことから,HlV-1感染細胞の安定化・潜伏に必須のタンパク質であることが示唆された.また,同様に,申請者らが作製した,ミリストイル化を触媒する酵素N-ミリストイルトランスフエラーゼを認織する単クローン抗体を用いたウェスタンブロット分析により,HlV-1急性感染細胞内N-ミリストイルトランスフエラーゼの検出を行った結果,分子量88kDa,63kDa,及び57kDaのタンパク質が検出された.特に,分子量88kDaのタンパク質は,従来報告されているN-ミリストイルトランスフエラーゼではないことから,新たなN-ミリストイルトランスフエラーゼ相同性タンパク質であることが考えられ,HlV-1感染に関与する情報伝達タンパク質であることが示唆される.現在,これらの新規タンパク貿に関して,生化学的・分子生物学的に解析中である。さらに,本タンパク質の構造解析を行った結果,抗原提示に関与していると考えられる,シャペロンタンパク質のホモログであることがわかった.このことは,HIV-1感染細胞が生体免疫系に及ぼす影響を明らかにするために極めて重要な知見である.
精原幹細胞の増殖因子の探求(精原細胞移植法および培養下での検討)

1)精原細胞移植による宿主マウスの妊孕化の試み未成熟マウス(8-20日齢)精巣内の自己生殖細胞を除去するためまず局所放射線照射を行い、その後にドナーマウスの精巣細胞を注入移植した。精子形成の広がりを1-2ヶ月後に検討した結果、宿主精巣の広い範囲でドナーマウスの精子形成が観察された。さらに雌マウスと自然交配させ宿主マウスがドナー由来の妊孕性をもつことも確認された。成熟マウスを宿主とした場合は移植後に妊孕性を獲得することは非常に稀であることから未成熟マウス精巣内において精原幹細胞が急激に増殖することが示された。移植後早期のドナー精原細胞の増殖状態を共焦点レーザー顕微鏡を用いて検討した。GnRH analogue投与群では精原細胞密度が高く、増殖が促進、もしくはアポトーシスが抑制されていることが推測された。またSl/Sl^dマウスを宿主に用いた結果から、SCFはこの効果に関与していないことが明らかとなった。3)精原幹細胞の培養GFPマウス精巣から採取した細胞を一定期間(23週間)培養後に回収し、未成熟マウス精巣内に移植して精原幹細胞の有無を検討した。培養条件はfeeder cell (STO細胞、15P-1細胞)を用いたもの、ラミニンやコラーゲンがcoatingしてある培養ディシュを用いたもの、基底膜器質であるマトリゲルマトリックスを用いたもの、等の試みを行った。これまでの結果からはマトリゲルマトリックス上で培養した精巣細胞に精原幹細胞が残存していることが確認された。1)精原幹細胞の自己増殖能の検討哺乳動物の雄が一生涯に産生する精子数は膨大であり、それ故、精原幹細胞の自己複製能力は無限であると一般に考えられている。しかし、精原幹細胞の実体は不明な点が多く、その増殖能に関する研究もこれまであまり成されていなかった。GFPマウスをドナーマウスとして利用することにより我々は精原幹細胞の自己増殖能を継代実験を通じて検討した。これまでの実験結果から精原細胞移植後のコロニーは移植後の飼育期間とともにその長さを一定の速度で増して行くこと、そしてそれに応じてその中の精原幹細胞(コロニー形成能)も増加することが示された。精原幹細胞は移植後100日間で50倍以上に増えることが推察された。現在までのところ4代に渡る精原幹細胞の継代移植に成功しており、継代代数を重ねても増殖速度が減衰する兆候は認められない。下垂体ホルモンやアンドロゲンが精子形成に重要な役割を果たしていることはよく知られているが、それらが精原細胞の細胞回転にどう影響するかは十分には解明されていない。我々は移植後早期のドナー精原細胞の増殖状態を共焦点レーザー顕微鏡を用いて検討した。LH-RH analogue投与群では精原細胞密度が高く、増殖が促進、もしくはアポトーシスが抑制されていることが推測された。さらに精子形成に重要なSCR c-kit系の関与を調べる目的で、膜結合型SCFが欠損しているSl/Sl^d突然変異マウスをレシピエントに用いた移植実験を行った。その結果、LH-RH analogueによる精原細胞の増殖促進効果はSCFを介していないことが明らかとなった。1)未熟マウスを用いた精原幹細胞の自己増殖能の検討精原細胞移植による精原幹細胞の増殖解析の結果から、その自己複製増殖は緩序ながら長期にわたり安定していることがこれまでに判った。本研究では宿主マウスに生後8-20日齢の未成熟マウスを用いて精原幹細胞をより急激に増殖させることを試みた。未成熟マウス精巣内の自己生殖細胞を除去するためまず局所放射線照射を行い、その後にドナーマウス(GFPトランスジェニックマウス)の精巣細胞を注入移植した。

精子形成の広がりを1-2ヶ月後に検討した結果、精巣の50%以上におよぶ広範囲でドナーマウスの精子形成が観察された。さらに雌マウスと自然交配させ宿主マウスがドナー由来の妊孕性をもつことも確認された。成熟マウスを宿主とした場合は移植後に妊孕性を獲得することは非常に稀であることからも未成熟マウス精巣内において精原幹細胞が急激も増殖することが示された。2)精原幹細胞の培養精原幹細胞の培養で一番の課題は、その同定・検定であると考える。我々は未成熟マウスを宿主とした精原細胞移植による解析を行った。GFPマウス精巣から採取した細胞を一定期間(12週間)培養後に回収し、未成熟マウス精巣内に移植して精原幹細胞の有無を検討した。培養条件はfeeder cell (STO細胞、15P-1細胞)を用いたもの、ラミニンやコラーゲンがcoatingしてある培養ディシュを用いたもの、基底膜器質であるマトリゲルマトリックスを用いたもの、等の試みを行った。これまでの結果からはマトリゲルマトリックス上で培養した精巣細胞に精原幹細胞が存在していることが示された。
遷移金属錯体による連鎖および逐次同時ラジカル重合系の開発

遷移金属錯体を用いたリビングラジカル重合の第一段階である有機ハロゲン化物のオレフィンへの付加(Kharasch反応)は、高い選択性を有する炭素-炭素結合形成反応である。これまでにこの反応を連鎖機構ではなく逐次機構に展開することで新規なラジカル重付加反応を見いだしている。本研究では、この逐次重合を連鎖的に進行するリビングラジカル重合と組み合わせることで、連鎖重合と逐次重合が同時に進行する全く報告例のない重合方法を開発し、確立することを目的としている。そこで本年度は、まず同一分子内に非等量の二重結合と炭素-ハロゲン結合を有する化合物をAB_x型逐次重付加モノマーとして用いることで、ビニルモノマーとの共重合を行い、分岐間の長さがそろったハイパーブランチポリマーの合成について検討した。この重合の反応初期においては、逐次重付加モノマーの炭素-ハロゲン結合がリビングラジカル重合の開始剤として作用し、ビニルモノマーの連鎖リビング重合が選択的に進行した。重合後期ではポリマー間での重付加反応が進行することで、最終的にビニルモノマーのリビングポリマーをAB_x型モノマーでつないだハイパーブランチポリマーを生成することがわかった。さらに、本反応を用いることで自己分解が可能な新たな抗菌性ポリマーの合成についても検討を行った。側鎖に一級のアンモニウム塩を有するアクリル酸エスエルのポリマーは、比較的高い抗菌性を示すことがわかった。またポリマーは水溶液中で自己分解が進行し、低分子量のオリゴマーまで分解することがわかった。これまでにこの反応を逐次機構に展開することで新規なラジカル重付加反応を見いだしている。本研究では、この逐次重合を連鎖的に進行するリビングラジカル重合と組み合わせることで、全く報告例のない連鎖重合と逐次重合が同時に進行する重合方法を開発し、確立することを目的としている。本年度は、とくに種々の骨格や官能基を有するモノマーの組み合わせに対して連鎖および逐次同時ラジカル重合を検討した。種々の連鎖重合性共役ビニルモノマーと逐次重付加モノマーを用いて共重合を検討した。いずれの場合においても重合は進行し、生成ポリマーの主鎖にエーテル鎖や分解性ジスルフィド結合など様々な官能基が組み込まれたポリアクリレートやポリスチレンが合成できることがわかった。ビニルモノマーとしてN-イソプロピルアクリルアミドを用いた場合、ポリマーの分解やモノマー仕込み比を変えることによって、水溶液の相転移温度を変化できることがわかった。また、重合によって得られた新規共重合体の側鎖に定量的にアンモニウム塩を導入することで、自己分解可能な抗菌性ポリマーを合成できることがわかった。以上のように本重合法は全く新しい重合概念としてだけではなく、新規機能性材料設計に有用であることが示されつつある。
血漿中遊離変異DNA定量による食道癌モニタリングシステムの開発

本研究課題では食道扁平上皮癌を対象に、独自デザインによる遺伝子パネルを用いた次世代シークエンサーによる変異スクリーニングを行い、高い変異アリル頻度(VAF)を有する症例特異的変異についてdigital PCRによる癌細胞由来の血漿中遊離DNA (Circulating tumor DNA: ctDNA)をモニタリングするシステムの構築を目標としている。これまでに60症例が登録され順調に症例集積、治療経過中の血漿サンプルを集積しており、研究は順調に経過している。36例までの解析で原発巣変異解析では平均4.2個の遺伝子変異が検出された(VAF>5%)。症例特異的変異を標的とするPrimer/Probeを独自にデザインし、すでに60変異に対するPrimer/Probeを作成し、原発巣DNAを用いた動作確認を行った。これらのProbeを用いたctDNAモニタリングシステムは、Stage IA表在癌ではctDNAは検出されなかったが、tumor volumeが3.8cm3以上、Stage IB以上ではctDNA陽性であった。化学療法の正確な効果判定、治療後の遺残腫瘍の存在の推定、3-6か月早い再発診断、予後予測に有用である可能性を示した。治療後早期にctDNAが陰性化する症例は、陽性持続例に比較し有意に予後良好であった。食道癌では本システムにより、intensiveなctDNAモニタリングが予後、治療効果予測に役立つことが示唆された、follow中にctDNAが陽性となった症例で、早期にPET検査などの画像検査や補助療法などの介入により予後を改善しうるか、ctDNA検査の介入を評価する研究を次の課題と考えている。食道扁平上皮癌36例までの結果で現在論文作成中である。36例中有効な変異が検出されなかった1例を除いた35例でdigital PCR解析が行われた。Digital PCRは1解析あたりのコストが低く解析も簡便であるため繰り返し検査にすぐれる。intensiveなctDNAモニタリングは早期再発発見や正確な治療効果判定を可能とすることが示された。現在60例まで治療前原発巣組織および治療前および手術、化学療法、放射線化学療法などの治療中、治療後の血漿サンプルを収集中であるが、次のセットでは化学療法投与後24-48hrの早期でのctDNA変動を検討中である。当初症例特異的変異を検出するPrimer/Probeの合成に難渋することが予想されたが、動作確認での成功率は90%ほどと良好である。また食道癌の他大腸癌、胃癌、乳癌について同様の解析をしこうしているが、TP53変異が症例間で重複することが多いため、TP53変異のProbe libraryを作成し、Database上頻度の高いTP53変異についてはPrimer/Probeをデザイン済みである。これにより原発巣変異解析からdigital PCR primer/probeを作成するまでの時間を短縮することができ、より臨床に実践しやすいよう準備をすすめている。症例の観察期間中央値は473日で、計471の血漿サンプルのctDNA解析を施行され、進捗状況も良好である。今後の研究推進方策の1つとして、本研究で用いている「癌腫特異的遺伝子パネルを用いた次世代シークエンサーによる変異スクリーニングを行い、高VAFを有する検出変異のdigital PCRによるctDNAモニタリングシステム」の有用性を明らかにすることがある。現在ctDNA研究では、複数の遺伝子領域を解析可能な次世代シークエンサーによる血漿DNA解析やKRAS, EGFR, PIK3CA, BRAFなどのActionableなhotspot変異をdigital PCRでモニタリングに関する報告が多い。数週間ごとの化学療法サイクルの効果判定、再発疑い時の短期間での繰り返し検査、癌の5年のfollow upなど個々の患者の検査回数を考慮すると、1解析で数万10万円のコストを要し解析に専門的知識・時間を要するNGSは臨床現場での血漿サンプルのモニタリングには実践困難と思われる。Digital PCR解析は1解析のコストは1000円程度、解析時間は数時間であり臨床実践は容易であるが、市販のHotspot変異assay以外の血漿モニタリングはほとんど行われていない。本研究で用いているシステムはHotspot変異を有さない食道癌のような癌腫を含めすべての悪性腫瘍に適用可能である。食道癌の解析をすすめるとともに胃癌、大腸癌、乳癌をはじめ多種の癌腫でも解析を行っていく予定である。本年度よりゲノム医療がスタートとなるが、これまでの報告ではゲノム検査によりactionableな変異が同定され、治療に結びついたとされる症例は10%程とされている。われわれのシステムではActionableな変異がなくても、検出された変異をモニタリングに使用可能である。コンベンショナルな治療の早期介入や投与延長などの指標にも使用でき、またゲノム検査からの分子標的治療が有効に作用しているか、いつまで継続すべきかの判断材料ともなりえ、今後その重要性が認識されるものと考えている。本研究課題では食道扁平上皮癌を対象に、癌腫特異的遺伝子パネルを用いた次世代シークエンサーによる変異スクリーニングを行い、高MAFを有する検出変異のdigital PCRによる癌細胞由来の血漿中遊離DNA (Circulating tumor DNA: ctDNA)をモニタリングするシステムの構築を目標としている。これまでに36症例が登録され順調に症例集積、治療経過中の血漿サンプルを集積しており、研究は順調に経過している。独自デザインの31遺伝子を標的とした食道癌パネルを用いた治療前原発巣の次世代シークエンス解析では平均9個の遺伝子変異が検出された。ctDNAモニタリングするための症例

特異的変異を標的とするPrimer/Probeの作成が一つの課題であったが、すでに60変異に対するPrimer/Probeを作成し、原発巣DNAを用いた動作確認を行った。これらのProbeを用いたctDNAモニタリングシステムは、Stage I症例のようなtumor burdenの小さい腫瘍の診断(早期診断)は難しいものの、Stage II以上の進行癌では化学療法の正確な効果判定、治療後の遺残腫瘍の存在の推定、3-6か月早い再発診断、予後予測に有用である可能性が示唆されている。本システムにより、食道癌の解析をすすめるとともに胃癌、大腸癌、乳癌をはじめ多種の癌腫でも解析を行っていく予定である。現段階では、症例特異的変異Probe/Primerの作成に時間とコストを要しており、多くの癌腫で変異が認められるTP53遺伝子を中心に、レア変異に対するProbeライブラリーの作成をすすめている。食道扁平上皮癌36例が研究に登録済であり、治療前原発巣組織および治療前および手術、化学療法、放射線化学療法などの治療中、治療後の血漿サンプルを収集中である。独自デザインの31遺伝子を標的とした食道癌パネルを用いた治療前原発巣の次世代シークエンス解析では平均9個の遺伝子変異が検出された。症例特異的変異を標的とするPrimer/Probeを1症例につき1-3個合成しdigital PCRを用いctDNAの定量モニタリングを行った。現在、26例で2 time point以上でctDNA解析を行った。観察期間中央値は417.5日(97-859)で、計300の血漿サンプルのctDNA解析を施行した。原発巣で検出された変異のうち変異アリル頻度(MAF)が低い変異は血漿dPCR解析で陽性となりにくいため、MAFが10%以上の変異でctDNAモニタリングした。Stage I4例および術後病理標本で微小リンパ節転移が確認された表在癌(pathological stage II)1例では全例治療前後および最長2年半のfollow up中ctDNAは陰性であった。その他のStage II以上21例では全例で治療前血漿のctDNAが陽性であった。治療が奏功した場合ctDNAはMAF 0%まで下降し、無再発例ではctDNA陰性が持続していた。非奏功例ではctDNAの下降はないか緩徐であった。ctDNA陽性持続例や奏功例でもMAF: 0%の期間が持続しない症例は2年以内に死亡した。画像判定と化学療法効果Stablediseaseと診断されたがctDNAは増加を続けた症例では早期に肝転移出現し死亡していた。Stage II術後再発例では画像診断で再発が確認される6か月前よりctDNAの陽性化が確認された。症例および血漿サンプル収集により臨床経過とctDNAの推移に関するデータを集積中である。
19世紀アメリカ・リアリズム文学における男性感傷研究

申請者は、20世紀初頭のアメリカ・モダニズム小説を読漁することを通じて、19世紀リアリズム小説における男性感傷の問題を考察してきました。その結果、モダニズム小説と比較することで、リアリズム小説において、男性登場人物達の感傷が称揚されていることに注目してきました。モダニズム小説に関して言えば、アーネスト・ヘミングウェイの『日はまた昇る』における主人公ジェイクは、感傷的(女性的)な男性登場人物コーンに批判的であるのに対し、(男性性を象徴する)若い闘牛士には強い憧憬の念を抱いています。ウィリアム・フォークナーの『響きと怒り』におけるジェイソンは、恋愛感情よりも家長として振る舞うことを優先します。モダニズム小説において感傷とは女性性を指し、否定的な意味しか持ちませんでした。しかし、それにもかかわらず男性登場人物の感傷(もしくは女性性)の抑圧は必ず失敗に終わるのです。モダニズム小説における男性感傷は、抑圧の失敗といった形で担保されていると見なすことが可能です。一方、社会をありのままに捉えようとするリアリズム小説家は、主に女性の共感に基づいたユートピア的共同体を称揚する感傷小説に反発し、社会から疎外され、苦悩する男性への共感をしばしば描きました。例えば、ウィリアム・ディーン・ハウェルズの『サイラス・ラパムの向上』における、事業に失敗したラパムに対する上流階級トムの共感、マーク・トウェインの『トム・ソーヤの冒険』におけるインジャン・ジョーに対する主人公トムの共感、ヘンリー・ジェイムズの「密林の野獣」における愛する者の墓前でむせび泣く男に対する主人公マーチャーの共感を挙げることができます。このように、男性感傷という主題は、モダニズム小説においては、失敗を前提としながら抑圧されるものであったのに対し、リアリズム小説においては重要であったことを確認してきました。
新規制がん剤のデザインを指向したRA系抗腫瘍性ペプチドの活性発現構造因子の解明

茜草根より新規RA系ペプチドの単離と構造決定茜草根(アカネRubia cordifolia L.の根)より8種の新規環状ヘキサペプチドRA-XVIIRA-XXIVを単離した。スペクトル解析により構造を推定し,X線結晶解析,化学的手法により証明した。これらの化合物は残基1,2,6が修飾されたRA-VII類縁体であり,RA-VIIに比べ弱い細胞毒性(P-388)を示した。N-メチルシクロイソジチロシンおよびN,N'-ジメチルシクロイソジチロシンの合成市販の3-ヨード-L-チロシンより天然RA類およびそれらのアナログ合成に必要となる表記中間体の効率的な合成法を確立した。RAアナログのデザインと合RA-VIIの活性配座構造の維持に重要な因子を明らかにするために,D-Ala-1,Ala-2,およびAla一4をそれぞれGlyで置き換えたアナログ,D-Ala-1の側鎖メチル基を伸長したアナログ,Ala-2を芳香族アミノ酸に置き換えたアナログ,Tyr-3の芳香環側鎖の配向を固定したアナログ,Tyr5のデス-N-メチルアナログ,Tyr-6の芳香環に置換基を導入したアナログ,および全てのアミノ酸残基がN-メチル化されたアナログを合成した。NMRスペクトル,X線結晶解析等による配座構造解析,細胞毒性試験の結果から,D-Ala-1のアルキル側鎖は配座異性体の構造と存在比に影響しないが,Ala-2,Ala-4のメチル基およびTyr-5のN-メチル基は活性配座構造の維持に重要であること,残基2側鎖への芳香環の導入はメチル基と比べると活性を低下させること,Tyr6の芳香環への置換基の導入は,活性を低下させること,3箇所のアラニン残基へのN-メチル基の導入は,配座構造を大きく変化させて活性を著しく低下させることがわかった。N-メチルシクロイソジチロシンの合成市販の3-ヨード-L-チロシンをN-メチル化,メチルエステル化した後ホウ酸誘導体に変換した.これにBoc-L-チロシンと結合させて得られるジペプチドを4-ジメチルアミノピリジン,酢酸銅にて処理したところ,アミノ酸の異性化を伴うことなくジフェニルエーテル結合が形成され,N-メチルシクロイソジチロシンを得ることができた.本化合物はRA-VIIの準メチル基が配座構造におよぼす影響を解明するために必要なアナログである[des-N-methyl-Tyr-5]RA-VIIの重要合成中間体となる。グリシン置換RA-VIIアナログの合成RA-VIIのアラニン残基1,2,および4をそれぞれグリシンで置き換えた[Gly-1]RA-VII,[Gly-2]RA-VII,[Gly-4]RA-VIIの合成を行い,NMRスペクトルによる配座解析およびP388マウス白血病細胞を用いた細胞毒性試験を行った.その結果,残基1のメチル基は配座異性体の構造と存在比に影響せず,残基2のメチル基は安定な配座構造の維持に重要であり,残基4のメチル基は活性配座異性体の存在比を高めるために重要であることがわかった.茜草根(Rubia cordifoliaの根)をメタノール抽出して得られるエキスを各種クロマトグラフィーにて分離したところ微量新規類縁体RA-XVIIが得られ,化学合成によりその構造を証明した.併せて[D-2-aminobutyric acid-1]RA-VII,[D-norvaline-1]RA-VIIを合成しNMRスペクトルによる配座解析およびP388マウス白血病細胞を用いた細胞毒性試験を行い,RA-VIIの残基1側鎖を伸長しても配座構造に影響しないが,長くなるに従い細胞毒性は減弱することがわかった.

残基2に芳香族アミノ酸を有するRAアナログの合成RA-IIIをO-アセチル化後チオアミドに変換し、酢酸水銀処理してオキサゾール中間体を得た。酸触媒存在下、芳香環を導入し、部分加水分解により残基2側鎖に芳香環を有するRAアナログを得た。アカネ(Rubia cordifolia)より新規RA類縁体RA-XVIIIの単離と合成法の確立アカネ(Rubia cordifolia)の根よりメタノールエキスを調製し、各種クロマトグラフィーを用いて分離したところ、新規類縁体としてRA-XVIIIが得られた。MS、NMRスペクトルの解析により、RA-VIIのTyr-6残基のε位が水酸基化された構造であることが明らかとなった。本化合物は微量成分であるが、植物中に比較的多く存在するdeoxybouvardinより化学変換により誘導する方法を開発した。本化合物はRA-VIIより弱い細胞毒性(P-388)を示した。N,N-ジメチルシクロイソジチロシンの合成市販の3-ヨード-L-チロシンをN-Boc化、メチルエーテル化、メチルエステル化した後、ホウ酸誘導体に変換した。脱Boc化後、Cbz-L-チロシンよりオキサゾリジノンを経て合成されるN-メチル-Cbz-L-チロシンを結合させてジペプチドを得た。これを4-ジメチルアミノピリジン,酢酸銅にて処理したところ,ジフェニルエーテル結合が形成され,N末側がN-メチル化されたN-メチルシクロイソジチロシンを得ることができた.このものを相間移動触媒存在下、ヨウ化メチルと水酸化ナトリウムにて処理したところ、アミノ酸の異性化を伴うことなくペプチド結合のN-メチル化が進行し、N,N-ジメチルシクロイソジチロシンが収率良く得られた。本化合物はRA類およびbouvardin類の全合成や、これらのアナログ合成における重要鍵中間体となるものである。残基3チロシンの配座を固定したRAアナログの合成RA類では、残基3チロシン(N, O-ジメチルチロシン)のメトキシル基が活性発現に関与していることが示唆されている。しかし、チロシンの側鎖部位は単結合の自由回転により配座自由度が高く、そのメトキシル基および芳香環がどのような配向をする場合に活性を発現するかは不明である。そこで、残基2-3をシクロイソジチロシンで置き換えて残基3チロシンの芳香環側鎖の配向を固定したアナログをデザインした。このアナログは分子モデリングにより、RA類の活性配座にかなり近い配座構造をとることが予測された。残基2-3および残基5-6に相当するシクロイソジチロシン、N, N'-ジメチルシクロイソジチロシンは前年度に確立した手法により合成し、N-末側にそれぞれD-アラニン、L-アラニンユニットを結合させて残基1-3および残基4-6の二種のトリペプチドを得た。これらを結合させたのち、残基1、残基6間で環化反応(高度希釈)を行い、目的とするアナログを合成した。RAアナログの配座解析と細胞毒性合成したアナログはNMRスペクトルより、溶液中(重クロロホルム)では単一の配座構造をとることが示された。NOESYスペクトルより、各アミド結合はRA-VIIの活性配座と同一の立体配置を有し、本アナログがRA-VIIの活性配座に類似していることを示唆していた。X線結晶解析により得られる結晶中のアナログの配座構造を、RA-VIIとほぼ同一の配座構造をとると考えられるRA-IIのそれと比較すると、残基3のチロシンの芳香環の配向を含めてかなり類似していた。