hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海における爆弾低気圧起源の災害ハザード予測研究

北西太平洋上を通過した爆弾低気圧による波浪について、WAVEWATCH IIIの20年間のハインドキャスト計算結果をコンポジット解析し、波浪の時空間発達を分析した結果をまとめた論文を昨年度投稿し、本年度に出版された(Kita et al. 2018)。その結果を2018年6月にハワイで開催されたAOGS 15th AnnualMeetingで発表し、若手優秀発表賞を授与された。爆弾低気圧や台風のような荒天域における波浪の発達や特性についてはあまり理解が進んでおらず、数値シミュレーションの精度も通常より悪化する傾向にある。より精度の高い波浪情報を得るために、大気海洋波浪結合モデルを開発し、2018年1月に大西洋北西部で発達した爆弾低気圧への波浪の影響を調べることにした。この時、波浪の大気への影響は海面粗度を波齢の関数にすることで導入した。波浪モデルを結合した場合、結合していない場合に比べて海面風速が強化し、最低中心気圧も2hPaほど低くなることが確認された。十分に発達した波浪は風との摩擦が小さくなるため、海面風速が強化された。風速強化に伴って低気圧中心への吹込みが強化され、爆弾低気圧がより強く発達したと推測される。また、爆弾低気圧は冬に主に発生するが、この時期は混合層深度が深いために、エクマン輸送は発生しても表層水温はほとんど変化しない。そのため、爆弾低気圧の海洋の応答性は台風に比べて低いこともわかった。波浪の大気への影響は、1海面粗度、2水飛沫、3運動量フラックスの3種類が確認されているが、これらをすべて扱えるモデルは未だに存在しない。上記の研究は1のみ考慮しているが、本研究では3の影響を大気海洋波浪結合モデルで扱うことを目指して、波面の時間変化の影響を導入した大気境界層のLarge Eddy Simulationを行った。この数値実験は発展途上であるが、2月にはアメリカ大気研究センターを訪問して最先端の研究技術を学び、着実に数値実験の成功へと歩を進めている。波浪再現計算のコンポジット解析により、爆弾低気圧の名前の由来である急激な発達は、低気圧そのものと波浪の発達に時間差を生じることが明らかになった。その結果をまとめた昨年度投稿した論文は本年度の7月に無事に受理され、出版された。本研究の根幹をなす大気海洋波浪結合モデルが8月頃に構築に成功し、様々な数値実験を行ってきた。計画していたモデル内容と若干の変化はあったものの、計画より早くモデル構築に成功したことは幸いであった。一方で、モデル間の相互作用を正確に表現する技術はまだ確立されておらず、当初計画になかった大気境界層のLarge Eddy Simulation(LES)を行う運びとなった。2月にはアメリカ大気研究センター(NCAR)を訪問することでそのシミュレーション技術を学び、新たな挑戦であるLESを当研究計画に組み込むことができる見込みが立った。大気LESにより波浪の方向スペクトルの乱流への影響を定量的に評価する数値実験は、2019年度前半に完了する計画をしており、それを大気境界層パラメタリゼーションに導入することにしている。新しいスキームを導入した大気モデルと波浪モデルの結合効果により大気海洋相互作用がより精緻に再現され、高度化された大気海洋波浪結合モデルが構築される計画である。結合モデルにおいて大気と波浪間の相互作用を正確に再現するため、大気境界層モデルでのLarge Eddy Simulationを用いて、方向スペクトルの大気に対する影響を定量的に評価する。具体的には、大気モデルの底面境界条件に波面を導入し、移流項に波浪の位相速度を加えることで、擬似的に波面が動く大気境界層モデルが構築できる(Sullivan et al., 2008)。これまで扱ってきたメソスケールの結合モデルにおいては波形時間変化や方向スペクトルを考慮することができないので、大気の乱流成分に対して時間発展する波浪の方向スペクトルのパラメータに対する感度実験を行うことで、大気乱流のパラメタリゼーションに波浪の方向スペクトルの影響を算入した新たなスキームを開発する。新たな大気波浪間の結合スキームを用いた大気海洋波浪結合モデルによって爆弾低気圧の再現を行い、従来の結合モデルより現実に即した爆弾低気圧の研究が可能となる。波浪の海面摩擦への影響・波浪方向スペクトルが大気乱流に与える影響を感度実験によって定量的に評価し、波浪が爆弾低気圧の発達に与える影響を検証することができる。対象とする爆弾低気圧はこれまでと同様、2018年1月に大西洋北西部で発生した爆弾低気圧であり、沖合に多く設置されている海上観測と比較しながら、数値シミュレーション精度が最も良くなる計算方法を模索する計画である。これにより成果が期待される点は、大気境界層の数値計算精度の向上である。また、水飛沫も荒天下においては波浪から多量に発生するため、低気圧発達に大きな影響を与えることが考えられる。先行研究による水飛沫パラメタリゼーションも大気と波浪モデルに導入することで、結合数値シミュレーションのさらなる精度向上を計画している。本年度の研究では、1994年から2014年に北西太平洋上を通過した爆弾低気圧による波浪について、波浪モデルの再現計算結果をコンポジット解析し、波浪観測データとの比較も通じて、波浪の時空間発達を分析した。

まず波浪発達の特徴として、爆弾低気圧の最発達後に風速が弱化し始めても、波高はまだ数時間成長し続けることがわかった。これは、爆弾低気圧の発達が急速であるために、最盛期でも波浪は十分に発達しておらず、その後も強風からエネルギーを得続けるからである。第二に、方向・周波数スペクトルの狭い領域として、「進行方向に対して右側」と「温暖前線の寒気側」の2箇所確認された。爆弾低気圧が一定の方向に進行する際(主に北東)、進行方向に対してその右側では、一定方向の強風を波が受け続けることになるため、方向・周波数スペクトルの幅が狭い波浪が形成される。2箇所目の温暖前線の寒気側では南東風が卓越し、温暖前線付近では特にCold Conveyor Beltがその風を強化するため、その領域のスペクトル幅が狭くなったと考えられる。また、海面粗度や海面抵抗係数に関わる波齢や波形勾配も調べたところ、中心の左後方で波齢が小さく波形勾配が大きくなる傾向にあることが確認された。これは、低気圧の最盛期に生まれる強風域"sting-jet"により波の発達度が相対的に小さくなっているためである。以上のように得られた成果は、9月の国際学会にて発表し、Ocean Dynamics誌に投稿した。また、ロードアイランド大学の研究グループと秋から行っている研究では、ハリケーン下の波-流れ相互作用を、海洋波浪結合モデルで陽的に計算する手法を提案した。波浪により生じるストークスドリフトの移流とシアーによる効果の効率的な計算手法を結合モデルを用いて考案し、その効果と他の運動量とを比較することで、ハリケーンの海洋応答に与える影響を推測した。波浪再現計算のコンポジット解析により、爆弾低気圧の名前の由来である急激な発達は、低気圧そのものと波浪の発達に時間差を生じることが明らかになった。また、爆弾低気圧が持つ温暖前線が波浪スペクトルに影響を与えることを明らかにし、sting-jetが大気海洋相互作用についての特徴的な性質を生むという結果が得られた。また、ロードアイランド大学との共同研究において、海洋モデルPOMと波浪モデルWAVEWACTH IIIの結合モデルを用いて研究を行ったことで、モデル結合方法やプログラミングについてなどの知見を得ることができた。そのスキル・知識は、今後の研究の基盤となる大気海洋波浪結合モデルの構築に必須であり、爆弾低気圧下における波浪の発達だけでなく波浪が大気・海洋に与える影響を正確に評価する上でなくてはならない手法である。北西太平洋上を通過した爆弾低気圧による波浪について、WAVEWATCH IIIの20年間のハインドキャスト計算結果をコンポジット解析し、波浪の時空間発達を分析した結果をまとめた論文を昨年度投稿し、本年度に出版された(Kita et al. 2018)。その結果を2018年6月にハワイで開催されたAOGS 15th AnnualMeetingで発表し、若手優秀発表賞を授与された。爆弾低気圧や台風のような荒天域における波浪の発達や特性についてはあまり理解が進んでおらず、数値シミュレーションの精度も通常より悪化する傾向にある。より精度の高い波浪情報を得るために、大気海洋波浪結合モデルを開発し、2018年1月に大西洋北西部で発達した爆弾
動物の自然発生腫瘍に対する分子標的治療の臨床応用

遺伝子導入による腫瘍細胞における細胞死の誘導1.イヌp53遺伝子導入アデノウイルスベクターの作成と抗腫瘍効果に関する検討我々の研究室でクローニングが行われたイヌp53遺伝子をコスミドベクターに組み込み、組み換えアデノウイルスの作成を行った。作成した組み換えアデノウイルスは各種イヌ骨肉腫細胞株に対して,ウイルス濃度依存的な細胞そ傷害性をもつことが認められた。また抗がん剤と組み替えアデノウイルスとの相乗効果について検討を行ったが,相加効果のみが確認された。2.新しい抗がん治療の分子標的の探索イヌの自然発生腫瘍に対する新たな分子標的として,thymus and activation-regulated chemokine (TARC)およびactivation-inducedcytidine deaminase (AID)のクローニングを行った。またCTLA4-Fceの組み替え蛋白を発現するプラスミドを作成し,そのマクロファージ結合能とIgE結合能を確認した。イヌに対するin vivo遺伝子導入法の基礎検討として,マーカー遺伝子発現プラスミドを筋肉内に接種して,マーカー蛋白発現部位の検討を行った。その結果,発現蛋白の多くは接種部位に限定しており,腫瘍に対する遺伝子導入は,現時点では局所投与に限られると考えられた。免疫寛容破壊を基にした免疫遺伝子治療担癌動物の自己骨髄由来メモリーT細胞を用いた養子免疫療法の基礎研究として,ネコの樹状細胞(DC)を分離培養法の検討を行った。その結果末梢血単核球をIL-4とGM-CSFで培養することで形態的にも機能的にもDCが分離培養できることが確認された。現在DCを用いたCTL誘導能について検討中である。化学療法における多剤耐性克服治療法の開発多剤耐性克服のための基礎研究として,これまでP-gP蛋白とイヌリンパ腫の耐性について検討を行ってきたが,今回の研究では,イヌリンパ腫におけるp53遺伝子の変異と耐性について検討を行った。その結果p53遺伝子変異と抗がん剤耐性とは関連が認められたが,PgP蛋白とはそれぞれ独立して耐性に関与していることが明らかとなった。本研究では小動物の自然発生腫瘍に対する新規抗癌治療の開発を行うことを最終目的としているが,今年度は以下の点を中心に遺伝子治療の基礎研究を行った。1.遺伝子導入による腫瘍細胞における細胞死の誘導本年度は、我々の研究室で作製したイヌp53遺伝子発現アデノウイルスベクター(AxCA-cp53)およびantisense-mdm2遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクター(Ad-m2a)を中心に研究を行った。AxCA-cp3のin vitroにおける抗腫瘍効果の検討:AxCA-cp53のin vitroでの抗腫瘍効果を、イヌの骨肉腫細胞株(HOS、OOS)および乳腺腫瘍細胞株(cHMp、cIPm、cNMm)を用いて検討した。AxCA-cp53はいずれの腫瘍細胞株に対しても明らかな増殖抑制効果を示したが、この効果は、腫瘍細胞におけるp53遺伝子の変異の有無に関わらず認められ、アデノウイルスの感染効率に依存することが示された。またこのAxCA-cp53による細胞増殖抑制は、G1期での細胞周期の停止およびアポトーシスの誘導によるものであることを証明した。Ad-m2aの作製およびin vitroにおける抗腫瘍効果の検討:イヌmdm2 cDNAの全領域をantisense方向にアデノウイルスベクターに組み込んだAd-m2aを作製した。

Ad-m2aをイヌの骨肉腫細胞株(HOS、OOS)および乳腺腫瘍細胞株(cHMp、cIPm、cNMm)に感染させたところ,MDM2タンパクの発現低下およびアポトーシスの誘導を伴う細胞増殖抑制効果が認められた。またAxCA-cp53とAd-m2aの同時感染を行ったところ、単独感染に比較して強い細胞増殖抑制効果が認められ、MDM2タンパクの発現低下およびP53タンパクの発現誘導が確認された。2.免疫寛容破壊を基にした免疫遺伝子治療免疫寛容破壊を誘導するためには,強力なアジュバンドが必要とされる。化学的なアジュバンド以外に免疫を増強させる方法として,共刺激分子を用いる方法がある。今年度はその一環として,犬のCD80分子に関して基礎的な検討を行った。具体的にはアレルギー疾患におけるCD80分子の動態について検討した。遺伝子導入による腫瘍細胞における細胞死の誘導1.イヌp53遺伝子導入アデノウイルスベクターの作成と抗腫瘍効果に関する検討我々の研究室でクローニングが行われたイヌp53遺伝子をコスミドベクターに組み込み、組み換えアデノウイルスの作成を行った。作成した組み換えアデノウイルスは各種イヌ骨肉腫細胞株に対して,ウイルス濃度依存的な細胞そ傷害性をもつことが認められた。また抗がん剤と組み替えアデノウイルスとの相乗効果について検討を行ったが,相加効果のみが確認された。2.新しい抗がん治療の分子標的の探索イヌの自然発生腫瘍に対する新たな分子標的として,thymus and activation-regulated chemokine (TARC)およびactivation-inducedcytidine deaminase (AID)のクローニングを行った。またCTLA4-Fceの組み替え蛋白を発現するプラスミドを作成し,そのマクロファージ結合能とIgE結合能を確認した。イヌに対するin vivo遺伝子導入法の基礎検討として,マーカー遺伝子発現プラスミドを筋肉内に接種して,マーカー蛋白発現部位の検討を行った。その結果,発現蛋白の多くは接種部位に限定しており,腫瘍に対する遺伝子導入は,現時点では局所投与に限られると考えられた。免疫寛容破壊を基にした免疫遺伝子治療担癌動物の自己骨髄由来メモリーT細胞を用いた養子免疫療法の基礎研究として,ネコの樹状細胞(DC)を分離培養法の検討を行った。その結果末梢血単核球をIL-4とGM-CSFで培養することで形態的にも機能的にもDCが分離培養できることが確認された。現在DCを用いたCTL誘導能について検討中である。化学療法における多剤耐性克服治療法の開発多剤耐性克服のための基礎研究として,これまでP-gP蛋白とイヌリンパ腫の耐性について検討を行ってきたが,今回の研究では,イヌリンパ腫におけるp53遺伝子の変異と耐性について検討を行った。その結果
地盤生態系の富栄養化による地盤の生物劣化と地盤災害の誘発機構

近年、台風、梅雨、地震等による斜面崩壊等の重大な地盤災害が頻繁に起こり、多数の尊い人命と多大の資産が損失している。このため、本研究は、甚大な被害をもたらす地盤災害が、力学現象のみならず地盤の富栄養化等の生態系変化による生物劣化によっても誘発される複合現象であると考え、生態学的視点を取り入れ、地盤災害の誘発機構を合理的に解明する目的で行っている。平成19年度は、主として、以下のように、広島県内の斜面の地盤災害危険箇所の富栄養化、土質、生物に関する調査と富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験を行い、地盤の富栄養化による地盤の生物劣化による地盤災害の誘発の可能性を検証した。1)地盤生態系の富栄養化調査(C-Nアナライザーを用いて地盤生態系の富栄養化物質である炭素(C)と窒素(N)の鉛直分布の測定)2)土質力学的調査(簡易貫入試験、硬度計による地盤支持力の測定、含水比測定、粒土試験、土粒子の密度試験、変水位透水試験、団粒分析試験、pH試験)。3)微生物調査(走査型電子顕微鏡による地盤棲息微生物の観察)4)富栄養化物質の地盤鉛直方向輸送モデル実験(ビニールパイプに試料土を充填し、富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験)以上の研究の結果、地盤生態系の富栄養化による地盤の微生物による力学的劣化が地盤災害を誘発することがわかった。近年、台風、梅雨、地震等による堤防の決壊や斜面崩壊等の重大な地盤災害が頻繁に起こり、多数の尊い人命と多大の資産が損失している。このため、本研究は、甚大な被害をもたらす斜面崩壊や堤防の決壊等の地盤災害が、力学現象のみならず地盤の富栄養化等の生態系変化による生物劣化によっても誘発される複合現象であると考え、総合的な生態学的視点を取り入れ、地盤災害の誘発機構の合理的な解明の目的で行っている。平成17年度は、主として、以下のように、広島県内の斜面の地盤災害危険箇所の富栄養化、土質、生物に関する調査と富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験を行い、地盤の富栄養化による地盤の生物劣化による地盤災害の誘発の可能性を調べた。1)地盤生態系の富栄養化調査:C-Nアナライザーを用いて地盤生態系の富栄養化物質である炭素(C)と窒素(N)の鉛直分布の測定調査を行った。2)土質力学的調査:硬度計を用いた地盤支力の測定調査を行った。3)生物調査:走査型電子顕微鏡による地盤棲息微生物の観察を行った。4)ビニールパイプに土を充填し、富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験を行った。以上の調査と実験の結果、地盤が富栄養化すると地盤の支持力が低下し、地盤災害を誘発に大きく関係することがわかった。また、地盤が富栄養化したところには、多数の多様な微生物の棲息が確認できた。平成18年度は、主として、広島県内の斜面の地盤災害危険箇所の富栄養化、土質、生物に関する以下の調査と富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験を行い、地盤の富栄養化による地盤の生物劣化による地盤災害の誘発の可能性を調べた。2)土質力学的調査:硬度計を用いた地盤支持力の測定調査を行った。以上の研究の野結果、地盤が富栄養化しているところは地盤の支持力が低下し、地盤災害の誘発していることがわかった。3)微生物調査(走査型電子顕微鏡による地盤棲息微生物の観察)

4)富栄養化物質の地盤鉛直方向輸送モデル実験(ビニールパイプに試料土を充填し、富栄養化物質の鉛直方向の地中輸送に関する簡易モデル実験)以上の研究の結果、地盤生態系の富栄養化による地盤の微生物による力学的劣化が地盤災害を誘発することがわかった。
膵α細胞におけるFoxO1とATF3の役割～高血糖との関わりの解明～

2型糖尿病では、食後のインスリン分泌の増加が障害されるとともに、グルカゴン分泌の抑制も障害されている(Muller WA et al. N Engl J Med 1970)。しかしながら、後者のメカニズムに関しては良く分かっていない。申請者はグルカゴン遺伝子の転写を調節する転写因子ATF3とFoxO1に注目し、主にin vivoの解析を行った。まず、Glucagon-creマウスとATF3 floxマウス、あるいはFoxO1 floxマウスを交配し、それぞれα細胞特異的ATF3ノックアウトマウス(aATF3 KO)とα細胞特異的FoxO1ノックアウトマウス(aFoxO1 KO)の作製を試みた。しかしながらこれらのマウスの空腹時血糖値、随時血糖値に異常は認められず、血中グルカゴン濃度も正常であった。また、糖負荷試験やインスリン耐性試験においてもコントロール群と有意差がなかった。そこで、組織免疫染色と定量RT-PCR法を用いてα細胞におけるATF3やFoxO1のノックアウト効率を調べたが、効率は50%以下であった。そこで、aATF3 KOとaFoxO1 KOの解析は諦め、代わりに慶応大学の中江博士から御供与頂いたRosa26-flox-stop-flox-FoxO1マウスとGlucagon-creマウスを交配し、α細胞特異的FoxO1ノックインマウスを作製した。このマウスでは血中のグルカゴン値が上昇しており、空腹時血糖に変化はないが随時血糖が有意に高値を示した。また、耐糖能も有意に悪化していた。従って、α細胞におけるFoxO1がグルカゴン遺伝子転写調節を介して、全身の糖代謝調節に関わっている可能性がin vivoでも証明された。一方、ATF3に関してはPdx1-creマウスと交配することで、膵臓と視床下部でATF3がノックアウトされるマウスを作成した。このマウスは摂食量の低下とエネルギー消費の亢進から体重が痩せ、その影響でインスリン感受性が高まって耐糖能が改善したが、膵臓においてはβ細胞、α細胞共に形態学的にも機能的にも変化が認められなかった。従って、α細胞機能におけるATF3の寄与は少ないと考えられた。2型糖尿病では、食後のインスリン分泌の増加が障害されるとともに、グルカゴン分泌の抑制も障害されている(Muller WA et al.N Engl J Med 1970)。申請者はグルカゴン遺伝子の転写を調節する転写因子ATF3とFoxO1に注目し、解析を行った。まず、αTC細胞を種々のグルコース濃度(0,2.5,5,25mM)で培養したところ、ATF3の発現レベルは低濃度グルコースで誘導されることが明らかとなった。さらに、GFP標識をしたATF3をαTC細胞にトランスフェクションし、グルコース濃度依存性の核-細胞質移行を調べたところ、低濃度グルコースで核に優位に移行することが判明した。また、アデノウイルス発現系を用いて、αTC細胞にATF3を過剰発現したところ、グルカゴン遺伝子の発現レベルが上昇した。現在、siRNAを用いてATF3をノックダウンさせた場合のグルカゴンの発現と分泌能を検討中である。

一方、高脂肪食飼育やdb/dbマウスのα細胞におけるATF3とFoxO1の発現レベルや細胞内局在を検討したが、これまでのところ、優位な変化を認めていない。さらに、現在α細胞特異的なATF3とFoxO1のノックアウトマウスの作成が終了しており、今後解析予定である。本研究課題の最終的な成果によっては、2型糖尿病においてα細胞機能が障害される分子メカニズムが明らかとなり、将来の新しいタイプの糖尿病治療薬の開発に貢献する可能性があるため、今後の研究継続が必要である。2型糖尿病では、食後のインスリン分泌の増加が障害されるとともに、グルカゴン分泌の抑制も障害されている(Muller WA et al.N Engl J Med 1970)。しかしながら、後者のメカニズムに関しては良く分かっていない。申請者はグルカゴン遺伝子の転写を調節する転写因子ATF3とFoxO1に注目し、22年度は主にin vivoの解析を行った。まず、Glucagon-creマウスとATF3 floxマウス、あるいはFox○1 floxマウスを交配し、それぞれα細胞特異的ATF3ノックアウトマウス(aATF3 KO)とα細胞特異的Fox01ノックアウトマウス(aFoxO1 KO)を作製した。aATF3 KOは組織免疫染色の結果、α細胞におけるATF3の発現が有意に減少していたが、空腹時血糖値、随時血糖値に異常は認められず、血中グルカゴン濃度も正常であった。また、糖負荷試験やインスリン耐性試験においてもコントロール群と有意差がなかった。従って、培養細胞を用いたin vitroの系とは異なり、in vivoではATF3はグルカゴン調節を介した糖代謝調節にあまり重要でないと考えられた。次年度はα細胞におけるATF3欠損を他のグルカゴン発現調節因子が代償している可能性について検討する予定である。一方、aFoxO1 KOは空腹時血糖値には変化がなかったが、食後の血糖値が有意に低下していた。血中グルカゴン濃度、糖負荷試験について現在検討中である。また、aFoxO1 KOに高濃度ストレプトゾトシンを投与し、β細胞を完全に破壊した際の糖代謝を調査したが、コントロール群との間に有意な差は認められなかった。現在、α細胞特異的に恒常的活性型のFoxO1を発現するノックインマウスを作成中であり、次年度はこのマウスについての解析を進める予定である。(759字)2型糖尿病では、食後のインスリン分泌の増加が障害されるとともに、グルカゴン分泌の抑制も障害されている(Muller WA et al. N Engl J Med 1970)。申請者はグルカゴン遺伝子の転写を調節する転写因子ATF3とFoxOlに注目し、23年度は主にin vivoの解析を行った。まず、Glucagon-creマウスとATF3 floxマウス、あるいはFoxO1 floxマウスを交配し、それぞれα細胞特異的ATF3ノックアウトマウス(aATF3 KO)とα細胞特異的FoxO1ノックアウトマウス(aFoxO1 KO)の作製を試みた。しかしながらこれらのマウスの空腹時血糖値、随時血糖値に異常は認められず、血中グルカゴン濃度も正常であった。
セロミクスを応用した神経芽腫の分化関連因子の解析と治療法開発

神経芽腫の予後良好腫瘍と予後不良腫瘍の網羅的遺伝子発現の比較解析から前者で発現が有意に高かった3遺伝子の遺伝子産物抗体を用いて、約300腫瘍を前者由来の腫瘍細胞(分化遅延細胞)、化学療法抵抗性で高頻度に再発する後者の腫瘍細胞(分化逸脱細胞)を分別した。さらに、神経芽腫細胞株9株にこの3遺伝子を導入し、細胞の増殖能や分化形態を観察したところ、細胞増殖が抑制され、一部に分化傾向を認めた。定量RT-PCR法による導入後の各遺伝子発現から、遺伝子導入効率に差が認められ、効率に準じて増殖抑制が起きていた。一方で、この3遺伝子のsiRNAを3種作成し、細胞株9株および腫瘍から得た初代培養細胞5検体に導入して細胞形態の変化を検討した。その結果、定量RT-PCRでは48時間迄は有意に遺伝子発現が抑制され、一部を除きsiRNA投与後48時間で有意に増殖が促進した。同様に、広島大学で開発した「一細胞解析:セロミクス」(一細胞の細胞内液のMS解析システム)にて6時間ごとに細胞内液を採取し、代謝産物の網羅的解析を行った。その結果、スフィンゴミエリンやチューブリン等神経細胞骨格に関わる蛋白とさらに神経伝達物質に関わるGA8Aやタウリンが後者で抑制されていた。また、これらの細胞の一細胞解析データを、total RNAを用いて、マイクロアレイ解析を行った結果と照合して、3遺伝子導入やその抑制によるパスウェイについて探索を行った。その結果、グルタミン酸の代謝パスウェイが関与しており、グルタミン酸脱水素酵素の変化が、これら細胞の分化誘導に関連しており、これらの悪性度を規定している可能性が示された。故に、この酵素が有用なバイオマーカーと考えられ、この酵素測定や誘導剤の開発が診断および治療開発に結びつく可能性が示唆された。神経芽腫の予後良好腫瘍と予後不良腫瘍の網羅的遺伝子発現の比較解析から見出した前者で発現が有意に高い3遺伝子の遺伝子産物抗体を用いて、約300腫瘍について前者由来の腫瘍細胞(分化遅延細胞)、化学療法抵抗性で高頻度に再発する後者の腫瘍細胞(分化逸脱細胞)を分別した。さらに、神経芽腫株にこの3遺伝子を導入し、細胞の増殖能や分化形態を観察したところ、遺伝子導入した細胞株では、導入効率に問題が残っているが細胞増殖が抑制され分化傾向を認めた。一方で、これらの3遺伝子のsiRNAを作成し、細胞株および腫瘍から得た初代培養細胞に導入してこれらの遺伝子発現による細胞形態の変化を検討した。その結果、siRNAを導入して遺伝子発現を抑制したところ、3遺伝子の中で2つの遺伝子は投与後48時間で有意に増殖が促進し、その後に増殖能が低下してコントロールと同様になるする傾向を認めたそこで、。広島大学で開発した「一細胞解析:セロミクス」(一細胞の細胞内容のMS解析システム)にて経時的に細胞内代謝の変化を検討するために6時間ごとに細胞内液を採取し、代謝産物の網羅的解析を行った。その結果、スフィンゴミエリンやチューブリン等神経細胞骨格をかかわる蛋白が抑制されていた。現在、その細胞内シグナルの変化をパスウェイ解析で検討中である。また、これらの細胞から、セルソーターにて神経芽腫細胞株9株から、UVにてSP分画を識別し、ベラパミルにて消退することが確認できた分画を採取し、さらにそれらを再培養して、遺伝子発現を検討した結果、上記の3遺伝子の発現はほとんど検出されず、分化関連の遺伝子であることが確認された。現在、これらの幹細胞分画の特性を検討するとともに、これらに3遺伝子を導入してその形態と遺伝子発現の変化を検討している。
薬物代謝酵素の遺伝子多型の解析

現在までにCYP2A6については、遺伝的多型性の存在が、クマリン代謝の表現型または、ウエスタンブロット分析などで明らかにされつつある。しかし、遺伝子レベルでの研究はほとんどなされていない。本研究では、CYP2A6についてPMの原因遺伝子の特定と遺伝子診断を目的に研究を進めた。第一にCYP2A6の特異的基質となる薬物であるSM-12502を見いだし、詳細に検討した。In vivo SM-12502代謝試験を健常日本人28名について実施し、代謝能の高いヒト25名(extensive metabolizer,EM)と低いヒト3名(poor metabolizer,PM)の存在が明らかになった。このボランティアのゲノムDNAを用いて、クローニング、サザンブロット法などにより、多型性の原因を検索した。その結果、制限酵素SacIによるRFLPで、CYP2A6cDNAをプローブにして、5つのタイプに分ける事が出来、そのうちのE型がPMと相関することが示唆された。E型は、6.4,4.5,2.6kbのフラグメントを欠損しているため、このフラグメントに相当する遺伝子をEMからクローニングし解析した。その結果、PMはCYP2A6を全欠損していることを明らかにした。そこで、CYP2A6の5′-および3′-非翻訳領域の塩基配列を解析し、欠損部位を同定した。さらに、PCR法での判定を可能にし、日本人132名について、全欠損者は4.5%であることを明らかにした。(1)申請者が発見した、CYP2D6(デブリソキン/スパルテイン代謝型P450)のエクソン9における9塩基挿入の変異について、この変異が代謝活性におよぼす影響に関して、酵母発現系を用いて検討し、その結果、この変異により代謝活性のほとんどを失うことを明らかにした。さらにPCR反応(polymerase chain reaction)によって、9塩基挿入の遺伝子変異の頻度についてpopulation studyを行なった。さらに同時に、これまでに報告されているA型変異(エクソン5における一塩基欠損)、B型変異(エクソン4における一塩基置換)とD型変異(CYP2D6全体の欠損)についても、健常人約400名について検討した。その結果D型変異と9塩基挿入型変異が多いことを明らかにし、この遺伝子診断で日本人の約0.2%がPMと判定された。現在、前記の変異で説明が出来ない一名のPMについて、詳しく検討中である。(2)CYP2A6(クマリン代謝型P450)活性に個体差が存在することは示唆されているものの、詳しい研究は全くなされていなかった。申請者らはCYP2A6の特異的基質となる薬物を見い出し、その代謝反応について詳しく検討した。その結果、本薬の代謝反応には、もっぱらCYP2A6が関与し、僅かながらCYP2Bの関与も認められものの、これまでに報告のない新しいCYP2A6特異的基質(試験薬)であることを明らかにした。さらに制限酵素断片長測定にてPM特異的と思われるバンドを見いだした。現在この部位のゲノム遺伝子を解析中である。(3)CYP1A2(カフェイン/フェナセチン代謝型P450)については、CYP1A2遺伝子上流の-2,964番の塩基変異をPCR法で判定した。その結果、カフェインのin vivo代謝能で得られたデータに対して、弱いながらも相関を認めた。1)CYP2D6の遺伝子レベルでの多型であるA型、B型、O型およびJ9型の頻度について、日本人健常人と癌患者と比較検討した。健常人500名、肺癌患者150名、大腸癌患者98名、神経芽腫患者80名のゲノムDNAを抽出して判定に供した。その結果、どの癌患者とも有意差は認められなかった。PMおよびEMから単離したCYP2A7遺伝子の塩基配列の解析を行った。CYP2A7 3'-noncording regionにはCYP2A6 3'-noncording regionとhomologyの低い配列領域が存在する。

PMから単離したCYP2A7 3'-noncording regionはこの配列を有していた。一方、さらに下流にもCYP2A7に特異的な配列が存在した。PMから単離したCYP2A7 3'-noncording regionはこの配列を有していなかった。この結果より、SM-12502のin vivo代謝試験よりPMと判定された検体では、CYP2A7 3'-noncording regionにおいてCYP2A7のストップコドンから約80bp下流よりCYP2A6 3'-noncording regionに変わっており、CYP2A6が全て欠損していると考えられた。すなわち、SM-12502の代謝を行うCYP2A6が全て欠損していることがPMとなる原因であることを明らかにした。移行この欠損タイプをCYP2A6 whole deletionと命名する。PCRを用いたCYP2A6 whole deletionの判定法を確立した。2A7specific sequence内の2A7特異的な配列にセンスプライマー(2A6-del.S)を、またアンチセンスプライマー(2A6-del.AS)はCYP2A7、CYP2A6両方を認識できるように設計した。増幅後アガロースゲルで泳動するとCYP2A6 whole deletionの場合、364bpのバンドが、EMの場合には379bpのバンドが検出された。この判定法を確立したことにより、従来用いていた判定法であるSac-I-RFLPを用いることなく簡便にCYP2A6 whole deletionを判定できた。
へき地教育の特性に関する総合的研究ー子どもの教育環境としてのへき地性・小規模性の測定を中心にー

昭和61年度に行った質問紙調査の集計を行った.そして,特に以下の点に焦点をおいて分析を行い,報告書を作成した.(1)新たなへき地性測定尺度の開発:従来からへき地性の測定に用いられていた「へき遠性」(交通条件)に加え,文化的へき地性の観点を取り入れた測定尺度を開発することにより,子どもの教育環境としてのへき地の現代的特性を明らかにする.(2)小規模・複式学校(学級)の学習上の特性を考察し,適切な指導方法,教育課程編成,学校・学級経営のあり方を探る.(3)地域社会の条件および学校の小規模性に見合った,学校施設・建築のあり方を探る.昭和61・62年度両年度にわたる調査研究の結果の概要を以下に報告する.1.へき地教育の教育的諸条件については,例えば,長欠児童が従前に比べて減少しているなど改善のあとがうかがわれるものの,教職員の勤務条件や,卒業生の高校進学になお困難があるなど,一層の改善を要する課題も少なからず残されている.2.へき地の地理的条件は,主要な社会的諸機関へのアクセス時間が従来より縮小されているなどの改善がみられるものの,地理的へき遠性はなお依然として大きい.他方,情報伝達手段はへき地にも一定の普及が認められるが,しかし文化的生活の機会にはまだ大きな制約が見られる.3.へき地小学校の施設・設備については,限られた条件の中でこれを有効に利用する工夫が様々になされているが,しかし施設の老朽化や,複式教育に不適合な設備状況等,緊急に改善すべき課題は多い.4.へき地児童の特性には,ポジティブ・ネガティブ画面とも,対人関係の狭さや集団の小ささから来る影響が認められる.保護者については,学校や地域への関心が高いのが注目された.5.へき地小学校での学習指導については,小規模であるがゆえの長所とともに短所も多く,とりわけ複式指導については教師に多くの負担が強いられている.小規模性はまた,クラブ活動など特別活動にも影響している.6.へき地校では,小規模・複式教育のより効果的な実践をめざして,様々な研究が取り組まれている.しかし反面,へき地教育の可能性や今後の発展方向については必ずしも統一的な見解は認められず,へき地教育は多くの困難をかかえていることがうかがわれた.7.へき地教育の改善課題をめぐっては,とくに教員人事行政および教員の勤務条件の改善への要望が多かった.昭和61年度に行った質問紙調査の集計を行った.そして,特に以下の点に焦点をおいて分析を行い,報告書を作成した.(1)新たなへき地性測定尺度の開発:従来からへき地性の測定に用いられていた「へき遠性」(交通条件)に加え,文化的へき地性の観点を取り入れた測定尺度を開発することにより,子どもの教育環境としてのへき地の現代的特性を明らかにする.(2)小規模・複式学校(学級)の学習上の特性を考察し,適切な指導方法,教育課程編成,学校・学級経営のあり方を探る.(3)地域社会の条件および学校の小規模性に見合った,学校施設・建築のあり方を探る.1.研究の目的本研究は、全国へき地教育連盟の積極的な協力を得て、(1)子どもの教育環境としてのへき地性を実証的に測定するとともに、(2)小規模・複式教育のメリット・デメリットを実践事例から検討することによって、教育行財政および教育実践の両面にわたり、へき地教育の実態と現代的課題を明らかにすることを目的としている。2.本年度研究の概要本年度は主として以下の研究を行った。(1)事例研究:へき地小学校6校を対象として、その社会的・文化的条件、教育的諸条件、教育課程、学習指導等の側面について、聞き取り法による事例研究を実施した。(2)質問紙調査:へき地性の測定を主目的とする郵送法による質問紙調査を実施した。1)調査対象;全国へき地指定小学校1,500校およびその対照群として非へき地指定小学校500校。無作為に抽出した。2)調査内容;へき地校における地域の社会的・文化的環境、教育的諸条件、学校施設・建築、学校経営、学級経営、学習指導状況、その他。3.次年度研究の展望昭和61年度末現在、上記質問紙調査の回収をほぼ終え、集計および分析を開始する段階にある。次年度研究ではとくに以下の点に焦点をおいて分析を行い、報告書を作成する予定である。(1)新たなへき地性測定尺度の開発:従来からへき地性の測定に用いられていた「へき遠性」(交通条件)に加え、文化的へき地性の観点を取り入れた測定尺度を開発することにより、子どもの教育環境としてのへき地の現代的特性を明らかにする。2)小規模・複式学校(学級)の学習上の特性を考察し、適切な指導方法、教育課程編成、学校・学級経営の在り方を探る。3)地域社会の条件および学校の小規模性に見合った、学校施設・建築の在り方を探る。
イオンチャネルにより駆動される胎生期の神経細胞移動と細胞間情報伝達機序の解明

本研究は、イオンチャネルによる胎生期の神経細胞移動の駆動と細胞間情報伝達機序を明らかにするため、胎生脳内のGABA作動性介在神経前駆細胞について、大脳皮質発達過程時にその細胞移動を誘導又は抑制するガイダンス分子の作用により活性化されるイオンチャネルの種類と、その活性化機序を明らかにすることを試みた。その結果、移動誘導時のカリウムチャネルの抑制と陰イオンチャネルの活性化、そして移動の誘導及び抑制時ともに、細胞内カルシウムイオン濃度上昇を介してイオンチャネル活性が制御されることが示唆された。本年度は大脳皮質形成期にあるマウス胎仔(E14-E16)終脳内の神経細胞のうち、腹側基底核原基より皮質内を接線方向に移動するGABA作動性介在神経細胞の前駆細胞を研究対象とした。スライス切片中の腹側基底核原基から急性単離した細胞に対してホールセルパッチクランプ法を適用し、細胞膜電位固定下でNeuregulin 1 (NRG1)の作用により活性化ないし抑制されるイオンチャネルやトランスポータの種類について検討した。NRG1は胎生脳内で分泌され、その受容体のErbB4への作用を通じてGABA作動性神経前駆細胞の移動を調節することが知られており、統合失調症発症脆弱性因子としても知られている。胎生期神経前駆細胞に対してホールセルパッチクランプ法により安定した細胞膜電流を記録することは思いの外難しく、まだ確定的とは言えないが、NRG1の作用により或る種の外向整流性カリウムチャネルが抑制され、また或る種のアニオンチャネルが活性化される傾向が認められた。今後はより安定的な記録法を模索しつつ、それらのイオンチャネルの種類の同定を行う必要がある。また、本年度は中枢神経系における細胞容積感受性外向整流性アニオンチャネル(VSOR)についての総説を執筆し、胎生期大脳皮質発達過程での神経細胞移動におけるVSORの役割について議論を行った。さらに、別の総説中で連携研究者の福田敦夫・浜松医科大学教授らによっても、胎生期大脳皮質発達過程でVSORを介して放出されるタウリンによる、グルタミン酸作動性錐体神経前駆細胞の放射状移動の制御について、昨年度我々が論文発表した内容を基に今後の展望についての議論がなされた。本年度は大脳皮質形成期にあるマウス胎仔(E14-E16)終脳内の神経細胞のうち、腹側基底核原基より皮質内を接線方向に移動するGABA作動性介在神経細胞の前駆細胞を研究対象とし、スライス切片中の腹側基底核原基から急性単離した細胞に対しホールセルパッチクランプ法を適用して、統合失調症発症脆弱性因子として知られているNeuregulin 1 (NRG1)の作用により活性化されるアニオンチャネル及び同時に抑制される外向整流性カリウムチャネルの種類を同定する予定であった。しかし、本年度も他大学研究者と共同で進めている他の研究課題の検討に追われ、それらのチャネルの種類を確定するに足るまでの検討を進めることができなかった。次年度に改めて検討を進めたい。一方で、昨年度末の日本解剖学会・日本生理学会合同大会にて、本研究代表者が主催したシンポジウム「神経発達制御機構研究の新たな潮流」が大変好評だったことを受け、本年度はThe Journal of Physiological Sciences誌の編集長からの依頼で総説執筆の機会を得て、出版することができた。本研究代表者は総説の責任著者としてシンポジウム各演者に分担執筆を依頼し、その一人として本研究代表者は、胎生期大脳皮質発達過程での神経細胞移動におけるイオンチャネルの役割について、特に細胞容積感受性外向整流性アニオンチャネル(VSOR)の役割を中心に、これまでの研究成果及び本研究課題での検討を基に議論を行った。また、イオンチャネルとともに、他の分担執筆者により議論された軸索誘導因子・細胞内情報伝達系・転写因子を介する神経系の発達制御機構が、循環系にも一部共通して認められることについても例示し、本研究課題の意義の1つである、全ての器官系の組織構築において普遍的に成り立つ細胞移動現象の基本作動原理を捉えなおす可能性についても議論した。本年度も他大学研究者と共同で進めている他の研究課題について、先行論文が9月に発表されてしまい、それまでに我々が積み上げてきた研究成果に急遽新たな検討結果を追加して早急にまとめ上げる必要が生じたことから、その研究課題に係りきりになってしまい、残念ながら本研究課題を十分に推し進めることができなかった。その共同研究の成果は既に論文に取りまとめ、現在学術誌に投稿中である。今後追加検討を求められる可能性はあるが、一通りの結論は出ていることから、早急に発表にこぎつけ、本研究課題を再び進展させたい。しかし、本年度は特に第94回日本生理学会大会(2017年3月28ー30日)の事務局長として5月頃から大会開催準備に追われ、また予想に反して大会運営協力業者の不手際が多く、それを穴埋めするためにほとんど研究活動を行うことが出来なかった。

従って、次年度に改めて上記の検討を進めたい。一方、その大会準備業務の合間を縫って、何とか8月末に佐賀で開かれた第13回日韓脳科学・心筋・平滑筋合同シンポジウムに参加した際に、その関連講演会として学部学生・大学院生向けに、一研究者のこれまでの歩みとして、これまでの研究活動について講演を行う機会を得た。その中の話題の一つとして本研究代表者は、胎生期大脳皮質発達過程での神経細胞移動におけるイオンチャネルの役割について、特に細胞容積感受性外向整流性アニオンチャネル(VSOR)の役割を中心に、これまでの研究成果及び本研究課題での検討について紹介した。また、イオンチャネルとともに、軸索誘導因子・細胞内情報伝達系・転写因子を介する神経系の発達制御機構が、循環系にも一部共通して認められることについても例示し、本研究課題の意義の1つである、全ての器官系の組織構築において普遍的に成り立つ細胞移動現象の基本作動原理を捉えなおす可能性についても議論した。本年度は第94回日本生理学会大会(2017年3月28ー30日)の事務局長として、5月頃からずっと大会開催準備に追われ、また予想に反して大会運営協力業者の不手際が多く、それを穴埋めするために大会開催準備に係りきりになってしまい、残念ながら本研究課題を十分に推し進めることができなかった。あと残り1年間で何とか本研究課題を再び進展させたい。最終年度も引き続き、大脳皮質形成期にあるマウス胎仔(胎生14日目)終脳内の神経細胞のうち、腹側基底核原基より皮質に向かって移動中のGABA作動性介在神経細胞の前駆細胞を研究対象とした。その前駆細胞の移動誘導因子であり、統合失調症発症脆弱性因子として知られているNeuregulin 1 (Nrg1)、及び移動忌避因子であるSemaphorin 3A (Sema3A)の作用により誘起される細胞内Ca2+濃度変化の有無を、ライブセルイメージング法により検討したところ、どちらの因子も有意にCa2+濃度上昇を引き起こすことが判明した。Nrg1によるCa2+濃度上昇については、作用直後に細胞膜の何らかのCa2+チャネルが開口し、細胞外からのCa2+流入が起こることによることも判明した。一方、Sema3AによるCa2+濃度上昇は、作用後1ー2分遅れて開始する傾向があり、Ca2+の起源については現在検討中である。以上のことから、前年度までの検討で判明した、Nrg1の作用により誘起されるK+チャネルや陰イオンチャネルの活性化は、細胞内Ca2+シグナリングを介する可能性が示唆された。一方、Nrg1とは相反する効果をもたらすSema3Aの作用についても、細胞内Ca2+シグナリングを介する可能性が示唆され、Nrg1とは異なるCa2+源が用いられていることが予想される。また、これらの異なる因子の作用が、どちらもCa2+シグナリングを介して起こるということは、それぞれの因子により最終的に活性化される機能蛋白分子が、Ca2+源の極めて近傍に配置されており、開口したCa2+源の種類の違いに応じて異なる機能蛋白が駆動されるような機序の存在を示唆している。今後の検討によりその機序を明確にすることは、Ca2+シグナリングの多様性の統合的な理解を進める上で、普遍的に重要である。
放射線による耐熱性有機材料の絶縁劣化に関する研究

本研究では、無照射及びγ線照射試料の物理化学的特性をX線回折強度、陽電子寿命スペクトル、赤外線吸収スペクトル、電子スピン共鳴吸収スペクトル及び電子顕微鏡写真により調べ、同時に、フイルム状試料(厚さ50μm)及びケ-ブル(厚さ0.5mm)の絶縁破壊特性も調べ、放射線による絶縁劣化について総合的に検討した。試料としてフッ素系樹脂のPFAとFEP、芳香族系樹脂のPEEK、それに熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂を用いた。種々の分析結果から、PFA及びFEPは0.01MGy照射でフリ-ラジカル量が増え、また、分子切断による酸化も起こっていることが明らかになった。PEEKの場合は5MGy照射まで構造の変化がほとんどなかった。次に、破壊試験の結果から、PFAフィルム及びPFAフイルムの絶縁破壊特性は線量とともに低下し、特に0.15MGy照射で著しく変化するが、PEEKフイルムの絶縁破壊特性は5MGy照射まで変化がなかった。一方、エポキシ樹脂の場合2MGy照射で低下する傾向があった。また、PFAミニケ-ブルの絶縁破壊特性は0.2MGy照射で急激に低下するが、FEPミニケ-ブルの場合は0.2MGy照射まで絶縁破壊特性に変化はなかった。PEEKミニケ-ブルの場合は5MGy照射までほとんど変化がなかった。以上をまとめると、PFAフイルム及びFEPフイルムは0.01MGy照射によって内部構造が変化し、絶縁破壊特性も低下し始めた。PEEKフイルムの場合は、5MGy照射しても内部構造に大きな変化はなく、絶縁破壊性特も低下することはなかった。なお、エポキシ樹脂の絶縁破壊の耐放射線性はPFA、FEPとPEEKの間にあることがわかった。次に、フッ素系樹脂のフイルム状試料とケ-ブルの絶縁破壊特性を比較すると、大きく低下し始める線量はケ-ブルの方が大きく、酸化劣化が試料内部の深いところまで進行していないことが明らかになった。本研究は、γ線を照射したフィルム状の耐熱性有機材料の物理化学的特性をX線回折、陽電子寿命スペクトル、赤外線吸収スペクトル(IR)、電子スピン共鳴吸収スペクトル(ESR)及び電子顕微鏡写真(SEM像)により調べ、また、同時に、残留電圧、伝導電流及び絶縁破壊強度など電気絶縁特性についても調べ、放射線による絶縁劣化について総合的に検討した。耐熱性有機材料としてフッ素系樹脂のFEPとPFA,芳香族系樹脂のPEEKとポリイミド、それに熱硬化性樹脂の充てん剤入りエポキシ樹脂を用いた。また、γ線の線量は0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.5、2MGy及び5MGyの8種類とした。FEPとPFAのフッ素系樹脂は、ESRの結果から線量の増加とともにフリ-ラジカル量が増えていくことがわかり、更に、IRの結果からは0.05MGyから0.2MGyにかけて分子切断による酸化が起こっていることが明らかになった。また、FEPとPFAの伝導電流は線量とともに増大し、絶縁破壊強度は線量とともに低下することがわかった。従って、フッ素系樹脂の場合、放射線によって酸化劣化が生じ、そのため電気絶縁特性が低下したと考えられる。次に、PEEKとポリイミドの芳香族系樹脂の場合は、種々の分析結果から05MGyまで構造の変化がほとんど起こらないことがわかり、更に、残留電圧など電気絶縁特性の変化もほとんど見られなかった。一方、充てん剤入りエポキシ樹脂は00.5MGyまで電気絶縁特性はほとんど変化しないが、2MGyでは多少低下する傾向があった。

以上をまとめると、フッ素系樹脂は線量0.05MGy付近から電気絶縁特性は低下するが、ベンゼン環を持つ芳香族系樹脂は高線量5MGyまで特に変化はなかった。また、3次元構造を持つ充てん剤入りエポキシ樹脂は、2MGyで特性が多少低下することがわかった。PFAミニケ-ブル、FEPミニケ-ブル及びPEEKミニケ-ブルの無照射あるいはγ線照射時の短時間破壊特性及び長時間破壊特性(Vーt特性;V:電圧、t:時間)について検討した。各ミニケ-ブルは、銀メッキ銅線を厚さ0.03mmシリコ-ン系の半導電層で被膜し、その上から0.5mmの厚さにそれぞれの樹脂を溶融押出法で製造した構造になっている。線量はPFAミニケ-ブル及びFEPミニケ-ブルの場合0.05、0.2MGy及び0.8MGyの3種類で、PEEKミニケ-ブルの場合は5MGy及び10MGyの2種類である。初めに、PFAミニケ-ブル、FEPミニケ-ブル及びPEEKミニケ-ブルの線量と短時間破壊電圧の関係を調べた。PFAミニケ-ブルの場合、0.05MGy照射時の短時間破壊電圧は無照射とほぼ同じであるが、0.2MGy照射では急激に低下した。FEPミニケ-ブルの場合、無照射から0.2MGy照射の範囲で短時間破壊電圧はほぼ一定となった。なお、0.8MGy照射ではPFAミニケ-ブル及びFEPミニケ-ブルともに劣化が激しく実験が不能であった。また、PFAミニケ-ブルとFEPミニケ-ブルの破壊電圧を比較すると、0.05MGy照射の場合FEPミニケ-ブルよりPFAミニケ-ブルの短時間破壊電圧が高いが、0.2MGy照射では逆にFEPの方が高くなった。一方、PEEKミニケ-ブルの短時間破壊電圧は、無照射から10MGy照射までほとんど変化しなかった。次に、PFAミニケ-ブル、FEPミニケ-ブル及びPEEKミニケ-ブルの無照射及び0.2MGy照射時のVーt特性を調べた。PFAミニケ-ブルの場合0.2MGy照射時の電圧寿命は急激に短くなるが、FEPミニケ-ブルの場合は、0.2MGy照射しても電圧寿命は無照射とほぼ同じであった。一方、PEEKミニケ-ブルの場合、5MGy照射すると電圧寿命は無照射よりも多少長くなった。
高歪みパラアセノファンの物性と反応性に関する研究

本研究では、ナフタレンおよびアントラセンの1,4位を6炭素架橋した[6](1,4)ナフタレノファン(1),[6](1,4)アントラセノファン(2)の反応性について研究を行い,これらが歪みのない芳香族のみならずシクロファンの化学においても全く新奇な、極めて特異な反応性を示すことを明らかにした。1.光化学反応:(1)は光照射により、デュワ-型原子価異性体に異性化することを見いだした。ところがアントラセノファン(2)の場合(λ〉350nm)、芳香環の1,2位で非立体選択的に[2+2]二量化した5種のシクロブタンダイマ-を与えることが分かった。特にシン体のシクロブタン結合は著しく長く(1.637(5)A)、これはthroughーbond相互作用によるものと考えられる。2.酸触媒反応:ナフタレノファン(1)を触媒量のトリフルオロ酢酸と処理すると、少量の三量体とともに二量体が主生成物として得られた。これらの片方の成分において架橋鎖が移動していないことから、1,2ーシフトがおこる前に(1)への親電子攻撃がおこったことが示唆される。さらにアントラセノファン(2)の場合は、三量体が主生成物となり、異性体や二量体は検出できなかった。3.親電子オレフィン/アセチレンとの付加反応:(1),(2)はテトラシアノエチレンと芳香環の1,2位で反応した[2+2]付加物を与えた。さらにジシアノアセチレンとの反応でも[2+2]付加物やエン反応生成物を与えることを見いだした。より反応性の低いアセチレンジカルボン酸ジメチルとは、1,3双極子付加を行うことが分かった。4.以上の反応性は分子軌道計算の結果から示唆されるものと、定性的には一致することを明らかにした。
地盤振動が廃棄物埋立地に与える影響について

廃棄物で埋め立てられた地盤の液状化強度特性を昨年度からの実験でで求めることができた。その結果、焼却灰の液状化強度は他の砂(同じ粒土分布を有するもの)と比較すると大きな値を示すことが明らかになった。すなわち、地盤振動により廃棄物埋立地は必ずしも安全とは言えないことが明らかになった。そこで、この焼却灰に石灰・セメントを添加して、強度増加と有害物質の浸出防止を図った。焼却灰に石灰・セメントを添加して、突固めによる供試体を作成して、この供試体で一軸圧縮試験、CBR等の強度試験を行った。その結果、セメント添加量と強度増加、石灰添加量と強度増加の関係を求めることができた。また、石灰・セメントの添加は焼却灰から有害物質が排出量を少なくすることが明らかになった。さらに焼却灰に様々の廃棄物を混入された試料に石灰・セメントを添加して強度増加を図る必要があるだろう。これらの成果により地盤振動が廃棄物埋立地に与える影響を少なくすることが可能なことが明らかになった。更にこれらの研究を進め、廃棄物を有益な埋立材、路盤材料として活用できる方法を探る予定である廃棄物で埋め立てられた地盤の液状化強度特性を昨年度からの実験でで求めることができた。更にこれらの研究を進め、廃棄物を有益な埋立材、路盤材料として活用できる方法を探る予定である