| 研究課題/領域番号 |
19K20734
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| 研究機関 | 帝京大学 |
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研究代表者 |
野村 修平 帝京大学, 公私立大学の部局等, 助教 (00825432)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | Photoswitch / 光学的神経刺激法 / 人工感覚器 / 体医工学 / 医療技術評価 |
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| 研究実績の概要 |
失われた感覚機能の再建・治療を目指した神経刺激技術に関する研究が盛んに取り組まれている。既に実用化されている人工内耳や人工網膜では、生体内に埋植した金属製微小電極を介して神経を電気刺激する。しかし、電極の微細化には物理化学的な限界があるため、電気刺激方式では高密度の神経刺激は原理的に困難である。この問題の解決策として、光薬理学的神経刺激法（photoswitch）が提唱されている。細胞膜イオンチャネルに結合する光活性化合物の利用により、神経細胞に光応答性を付与することができる。これにより、光による高密度神経刺激を実現できる。本研究では、photoswitchの有効性および安全性を検証する。
本年度はDENAQ（化合物[1]）の合成に成功した。化合物[1]は、昨年度合成に成功したBENAQと類似構造を有する低分子化合物であり、2つの中間生成物〔アミノ基（-NH2基）を有するアゾベンゼン第4級アンモニウム誘導体（化合物[2]）、カルボキシル基（-COOH基）を有するTriethylgricine（化合物[3]）〕のカップリング反応〔アミド結合（-NHCO-）形成反応〕によって合成される。本研究では、反応性の低いカルボキシル基（-COOH基：化合物[3]）を酸塩化物（-COCl基：化合物[4]）に活性化し、これを化合物[2]と反応させる合成手法をとる。しかし、化合物[4]は化学的に不安定であり、大気中の水分や酸素により容易に分解してしまう点が合成プロセス上の課題であった。この課題に対し、昨年度構築した禁水・脱酸素環境下での合成プロセスを適用することで、目的化合物DENAQの合成にも成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
化学的に不安定な中間生成物が合成プロセス上の課題であり、その対処に時間を要した。
加えて、化合物[1]の分離精製条件の検討に時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
光活性化合物の合成条件および分離精製条件を最適化し、生理活性評価に適した高純度の化合物試料を得る。
加えて、光活性化合物の生理活性評価系を構築する。各種実験条件（細胞培養条件、光活性化合物の添加条件、光刺激条件（光照射強度、光照射時間、タイミング）等）の最適化を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
光活性化合物の有機合成条件の検討や合成プロセスの構築に時間を要し、予定していた高純度試料の大量合成と細胞実験を次年度に繰り越したため。
次年度、各種実験の試薬購入に充当する。
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