hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長期閉鎖環境への適応および帰還後再適応に対する心理的サポート方法の開発

長期閉鎖環境におけるストレスの実際と有効な対処を明らかにするために,南極地域観測隊の越冬隊員に対し,出発前の日本および現地での質問紙調査と帰国後の面接調査を実施した。その結果,越冬後半の白夜の時期に,怒り・敵意の感情が高まる者が現れる一方で,高まらない者も多くおり,隊内に感情の溝が存在することが明らかになった。また,越冬中の肯定的感情が積極的なストレス対処に影響を与え,否定的感情が非建設的なストレス対処に影響することが明らかになった。本研究は,南極越冬中の隊員におけるストレスの詳細とその対処を調査することにより,(1)閉鎖環境での長期生活によって生じる心理的課題を明らかにし,(2)遠隔地への心理的支援の可能性を検討すること,さらに,(3)越冬隊員への帰国後の再適応のための心理的サポート体制を構築し,遠隔地での長期生活から日本に再適応する際の心理的負荷とその支援策を見出すことを目的とする。平成25年度の研究成果は,以下の3点である。1.【第53次南極地域観測隊越冬隊員に対する心理調査の分析】越冬隊員31名に継続的に施行した心理調査の分析を行った。調査時期は,2011年11月(出発前の日本),2012年3月(越冬初期),同年6月(極夜前後),同年7月(冬季),同年9月(春季),同年12月(白夜期),2013年3月(帰りの船内)の合計7回であった。調査用具は,(1)気分の状態を調べるPOMS,(2)達成動機尺度,(3)パーソナリティ特徴を測定するBig Five尺度であった。(1)POMSの結果から,53次隊においては,出発前(11月)の「緊張-不安」および「混乱」が高かった。50次,51次隊に見られた「白夜期に否定的な気分が上昇する」という結果とは異なり,統計的に有意な時期変化が見られなかった。(2)達成動機尺度からは,過去の隊同様,越冬中は隊員の自己充実的な達成動機が高い水準で一定に保たれていたことが明らかになった。2.【第53次越冬隊員に対する面接調査】個々の隊員の越冬中および帰国後のストレス状況の詳細を把握するため,研究協力を承諾した第52次越冬隊員15名に対し,2013年12月2014年3月に半構造化面接による調査を施行した。現在,分析中である。3.【第55次越冬隊員に対する共同研究】第55次越冬隊員を対象とした国立極地研究所の医学研究のうち,POMSの分析と帰国後の面接調査の分担が決まった。24年度の研究成果は,以下の3点である。1.【第52次南極地域観測隊越冬隊員に対する心理調査の分析】越冬隊員26名に継続的に施行した心理調査の分析を行った。調査時期は,2010年11月(出発前の日本),2011年3月(越冬初期),同年6月(極夜前後),同年7月(冬季),同年9月(春季),同年12月(白夜期),2012年3月(帰りの船内)の合計7回であった。(1)POMSの結果から,52次隊においては,過去の「白夜期に否定的な気分が上昇する」という結果とは異なり,統計的に有意な時期変化が見られなかった。(2)達成動機尺度からは,過去の結果同様,越冬中は隊員の自己充実的な達成動機が高い水準で一定に保たれていたことが明らかになった。2.【第52次越冬隊員に対する面接調査】個々の隊員の越冬中および帰国後のストレス状況の詳細を把握するため,研究協力を承諾した第52次越冬隊員5名に対し,2012年12月2013年2月に半構造化面接による調査を施行した。現在,分析中である。3.【第54次越冬隊員に対する調査協力の要請と施行】第54次越冬隊員に対し,心理調査への協力を要請し,2012年11月に,出発前の日本での心理状態,ストレス状況,ストレス対処に関する質問紙調査を施行した。調査協力者は29名であった。

本研究は,南極越冬中の隊員におけるストレスの詳細とその対処を調査することにより,(1)閉鎖環境での長期生活によって生じる心理的課題を明らかにし,(2)遠隔地への心理的支援の可能性を検討すること,さらに,(3)越冬隊員への帰国後の再適応のための心理的サポート体制を構築し,遠隔地での長期生活から日本に再適応する際の心理的負荷と支援策を見出すことを目的とする。平成26年度の研究成果は,以下の3点である。1.【第54次越冬隊員に対する心理調査の分析】越冬隊員29名に施行した心理調査の分析を行った。調査時期は,2012年11月(出発前の日本),2013年3月(越冬初期),6月(極夜前後),7月(冬季),9月(春季),11月(白夜期),2014年3月(帰りの船内)の合計7回であった。調査用具は,(1)気分の状態を調べるPOMS,(2)対人交流パターンを調べる新版TEG-II,(3)ストレス対処を調べるCOPE,(4)パーソナリティを調べるバウムテストであった。(1)POMSから,怒り-敵意が白夜期に上昇したこと,(2)新版TEG-IIから,物事を客観的に捉える心理状態を示すAの値が極夜期に上昇したこと,(3)COPEから,第54次隊は主に,行動的対処,計画,受容によるストレス対処を用いていたことが明らかになった。2.【第54次越冬隊員に対する面接調査】個々の隊員の越冬中および帰国後のストレスの詳細を把握するため,研究協力を承諾した第54次越冬隊員12名に対し,2014年12月に半構造化面接による調査を施行した。3.【成果の公表】2014年7月に,国立極地研究所主催の南極医学医療ワークショップにおいて口頭発表2件,同年8月に,ニュージーランドのオークランドで開催された南極科学委員会主催の学術集会で口頭発表2件を行い,2015年3月に文献調査の成果を『人間科学:大阪府立大学紀要』に掲載した。臨床心理学本研究は,南極越冬中の隊員におけるストレスの詳細とその対処を調査することにより,(1)閉鎖環境での長期生活によって生じる心理的課題を明らかにし,(2)遠隔地への心理的支援の可能性を検討することを目的とする。さらに,(3)越冬隊員への帰国後の再適応のための心理的サポート体制を構築し,遠隔地での長期生活から日本に再適応する際の心理的負荷とその支援策を見出すことを目的とする。平成25年度の実施計画として挙げていた,(1)第54次南極地域観測隊越冬隊員への心理調査の施行,(3)帰国した第53次南極地域観測隊越冬隊員への面接調査は,無事に実施することができたこと,南極医学医療研究成果の公表については、予定どおり,2013年7月に国立極地研究所で行われた南極医学医療ワークショップにて口頭発表を行ったことから,「おおむね順調に進展している」と評価した。ただし,(2)越冬隊経験者への面接調査については,まだデータ収集が十分とは言えず,引き続き26年度の面接調査に力を注ぐことが重要だと考えられる。本研究は,南極越冬中の隊員におけるストレスの詳細とその対処を調査することにより,(1)閉鎖環境での長期生活によって生じる心理的課題を明らかにし,(2)遠隔地への心理的支援の可能性を検討することを目的とする。24年度の実施計画として挙げていた,(1)帰国した第52次南極地域観測隊越冬隊員への面接調査,(2)出発前の第54次南極地域観測隊越冬隊員への調査協力の要請と施行を無事に実施することができたことから,「おおむね順調に進展している」と評価した。
牡蠣トレーサビリティ・システムの選定評価基準の構築とその検証に関する研究

世界的に牡蠣養殖で有名な宮城県石巻地域においてすでに「宮城県産生かきトレーサビリティ情報システム(以下、牡蠣トレーサビリティ・システムと記す)」が導入され、稼動している。しかしながら、システムを導入した牡蠣パック加工業者の多くが自社に見合った適切な牡蠣トレーサビリティ・システムを導入できずに、システムを破棄するか他のシステムに変更しているケースが多いことから、本研究では自社に見合った牡蠣トレーサビリティ・システムを選定するための選定評価基準を構築した。食品の偽装表示や無登録農薬の使用など相次ぐ食品事故で消費者の食の安全性への信頼は大きく揺らぐ中、万一食品事故が発生した場合に該当食品を迅速に回収し、またその原因究明を容易にするトレーサビリティ・システムの導入事例が国内外で急増している。世界的に牡蠣養殖で有名な宮城県石巻地域においてもすでに「宮城県産生かきトレーサビリティ情報システム(以下、牡蠣トレーサビリティ・システムと記す)」が導入され、稼動しているが、システムを導入した牡蠣パック加工業者の多くが、自社に見合った適切な牡蠣トレーサビリティ・システムを導入できずに、システムを破棄するか他のシステムに変更しているケースが多い、その最大の原因は、ベンダーによるトレーサビリティ・システムの開発が盛んとなったためシステムが乱立しており、多数ある商用の牡蠣トレーサビリティ・システムの中からどのシステムが自社に合っているのか詳細に調査せずに安易にシステムを導入し失敗しているのである。この問題を解決するためにまず本年度ではトレーサビリティ・システム導入事例および一般的な情報システム構築事例を取り扱った文献を調査し、トレーサビリティ・システム全般における基礎知識の集約を図った。また、トレーサビリティ・システムを選定する際の判断材料となる情報はほとんどなく商用のトレーサビリティ・システムに関する十分な情報が得られていないことから、国内外の牡蠣トレーサビリティ・システムについての開発動向の把握を目的としてインターネットや各種製品カタログから牡蠣トレーサビリティ・システムの開発動向を把握した。世界的に牡蠣養殖で有名な宮城県石巻地域においてすでに「宮城県産生かきトレーサビリティ情報システム(以下、牡蠣トレーサビリティ・システムと記す)」が導入され、稼動しているが、システムを導入した牡蠣パック加工業者の多くが自社に見合った適切な牡蠣トレーサビリティ・システムを導入できずに、システムを破棄するか他のシステムに変更しているケースが多い。その最大の原因は、ベンダーによるトレーサビリティ・システムの開発が盛んとなったためシステムが乱立しており、多数ある商用の牡蠣トレーサビリティ・システムの中からどのシステムが自社に合っているのか詳細に調査せずに安易にシステムを導入し失敗したのである。この問題を解決するために本年度では以下について研究を行った。(1)関係事業者に対し選定評価基準の予備調査を行い、牡蠣トレーサビリティ・システムの評価に関する客観的な知見を得て、牡蠣トレーサビリティ・システムの選定評価基準の素案を構築した。その中には、最近、Software as a Service(以下、SaaSと記す)によるトレーサビリティ・システムが開発・利用されていることを鑑み、SaaSによるトレーサビリティ・システムの選定評価基準をも含めた。また、(2)導入プロジェクトを成功に導くための推進手順を明記した牡蠣トレーサビリティ・システム導入方法論を構造化分析手法であるIDEFOを用いて詳細に記述した。宮城県内の加工業者のみならず、広島県等の他県や他国の牡蠣トレーサビリティ・システム導入企業の一助となるよう英文でその導入方法論を明示した。さらに、(3)多くの地元企業経営者が加入している石巻市倫理法人会経営者セミナーにおいて「牡蠣トレーサビリティ・システム再考」という題目で、牡蠣トレーサビリティ・システムの問題点を指摘した。平成23年度の具体的な研究実績は以下のとおりである。(1)昨年度に引き続き本調査としてフィールド調査を行い、開発元であるベンダーや導入サポート企業であるパートナーを訪問しヒアリング調査を行った。ユーザー企業である牡蠣パック加工業者についてもすでに牡蠣トレーサビリティ・システムを導入済みの企業に対してヒアリング調査を実施しながら、選定評価基準を最終的に決定した。平成23年3月11日に発生した東日本大震災において牡蠣養殖を取り巻く環境は一変している。産業全体が壊滅的な被害を受けており、特に多くの牡蠣加工業者の工場や社屋が水没または流出しているため、ヒアリング調査は協力できる企業のみを対象とした。(2)東日本大震災により壊滅的な被害を受けた牡蠣加工業者に対する安価で迅速な牡蠣トレーサビリティ・システムの新規導入のための方策を国内外の各種団体やITベンダーに訴え、協力を仰いだ。(3)東日本大震災に伴う福島第一原発の水蒸気爆発による放射性物質による食品汚染の影響により、今後多くの食品についてトレーサビリティ・システムが開発・販売されることが予想される。

本研究で構築したシステムの選定評価基準は、牡蠣のみならず他の食品にも適用可能であることから、企業や団体が新規にトレーサビリティ・システムを導入する際の一助となり得る。
牛白血病ウイルスの病原性解析

昨年度、ウイルス産生能力と病原性(形質転換誘導能力)が相関していないことから、BLVは伝播性と病原性が独立していることが示唆された。この伝播性と病原性を決定するゲノム領域を調べるため、本年度はLTR、gag-pro-pol、env、pX領域を組換えたキメラウイルスの作製および野生株のさらなるクローニングを行った。ウイルス産生量が異なる感染性分子クローンを上記領域で組換えたキメラウイルスを用いた解析から、伝播性に関与することが考えられるウイルス産生量はLTR領域の変異により支配されていることが明らかとなった。一方で、形質転換誘導能力を示す株と示さない株のLTR領域を組換えても、病原性は変化せず、ウイルスゲノム後半の組換えにより病原性が変化することが明らかとなった。さらに、野生株の中からウイルスゲノムの前半領域のgag-pro-pol領域を欠損した株で高い病原性を示す株を見出した。これらの結果はウイルス伝播にはLTR領域の変異が、病原性にはpX領域の変異が関与していることを示しており、昨年度に示唆された伝播性と病原性はBLVにおいて相関していないことを示唆する結果が得られた。これらの結果は、BLVには強毒株でありながら伝播性が低いものや、その逆の株が存在することを示唆するものである。これらの結果から、BLVは高伝播性強毒株、低伝播性強毒株、高伝播性弱毒株、低伝播性弱毒株の4つのグループに分類することが可能であり、強毒株を優先的に淘汰することにより、直近の経済的損失軽減を行い、次に、高伝播性株を淘汰することにより農場での感染率の上昇低減に役立てられることが考えられた。従って、本研究によりBLV感染牛の淘汰順位を明確にすることが可能となり、新たな感染制御対策の基礎的知見になると考えられた。牛白血病ウイルス(BLV)は国内だけでなく、多くの国や地域でBLVが蔓延している。さらに、BLV感染は致死的な疾病である地方病性牛白血病(EBL)の発症や生涯乳生産量および繁殖成績の低下を引き起こすため、畜産業に経済的損失をもたらしている。本研究では、BLVの病原性を基盤とした新たなBLV感染制御対策確立に向け、BLVの病原性解析を行った。若齢EBL発症牛9頭を含む50頭のBLV感染牛の血液または腫瘍塊からBLVゲノム全長の決定およびクローニングを行い、感染性分子クローンを作出した。それらクローンのウイルス産生量および形質転換能力を評価した結果、ウイルス産生量および形質転換能が異なることが明らかとなった。次に、系統樹解析を基にして各株を3群に分けて比較したところ、一つの群はウイルス産生量が有意に高いこと、それらの株に感染していた牛の血中プロウイルスコピー数が高値を示すことが明らかとなった。また、腫瘍原性を評価するため3次元培養による形質転換能を解析した結果、形質転換を誘導する株としない株に分けられ、EBL発症牛から分離した株は未発症牛から分離した株よりも有意に形質転換を誘導することが明らかとなった。さらに、近年問題となっている若齢のEBL発症牛で高率(88.9%)に形質転換能を有する株が分離された。一方で、ウイルス産生量と形質転換能の相関性は認められず、BLVの病原性とウイルス産生量を制御するゲノム領域は異なることが推測された。次に各株の変異を解析した結果、特定の領域の変異は認められず、ゲノム全体に変異が認められた。以上の結果から、変異の少ないBLVにおいても、株によって病原性が異なること、ウイルス産生能力と形質転換能は相関していないことが明らかとなったが、これら野外株間の病原性の差異を更に解析することにより、病原性や伝播リスクを事前に予測する感染制御対策に応用可能であると考えられる。初年度に計画していた、病態の異なる牛からのBLV感染性分子クローンの作出、ウイルス産生量および形質転換能の評価は完了している。

これらの結果から、BLVは高伝播性強毒株、低伝播性強毒株、高伝播性弱毒株、低伝播性弱毒株の4つのグループに分類することが可能であり、強毒株を優先的に淘汰することにより、直近の経済的損失軽減を行い、次に、高伝播性株を淘汰することにより農場での感染率の上昇低減に役立てられることが考えられた。従って、本研究によりBLV感染牛の淘汰順位を明確にすることが可能となり、新たな感染制御対策の基礎的知見になると考えられた。病原性への関与が推測される変異または領域は特定できなかったため、平成30年度は各領域を組換えたキメラウイルスを作出し、病原性に関与する変異を明らかとする。
神経機能改善用医薬資源としての棘皮動物由来糖脂質の研究

近年、シアル酸を含むスフィンゴ糖脂質が神経突起伸展など、神経の分化制御に重要な役割を担っていることが明らかにされた。従来、脊椎動物のガングリオシドの生物機能が精力的に進められてきたが、近年、棘皮動物にも多くのガングリオシドが存在し、それらが培養大脳皮質細胞の生存維持作用、神経突起伸展作用を有することが明らかにされた。本研究では、これら棘皮動物由来ガングリオシドを化学的に再構築することにより、これらの活性物質的基盤を与えるとともに、広範な類縁体の合成と評価により、活性発現に必須な構造の抽出、それに基づいたより活性の強い物質の開発を進めた。高齢化社会を迎えた我が国では、神経疾患が重要な社会問題となっている。本研究では、これら棘皮動物由来ガングリオシドを化学的に再構築することにより、これらの活性物質的基盤を与えるとともに、広範な類縁体の合成と評価により、活性発現に必須な構造の抽出、それに基づいたより活性の強い物質の開発を進めることによって、棘皮動物由来ガングリオシドの医学・薬学的応用を図ることを目的とする。申請者は従来の哺乳動物ガングリオシド合成法に新たな改良を加え、ユニークな構造を持つ棘皮動物由来ガングリオシドの化学的再構築に取り組み、その数種の全合成を達成している。本研究では、まずこれら全合成した棘皮動物由来ガングリオシド類の神経突起伸展作用を評価することで、天然より単離した標品で得られた結果を明確に再現する。また、全合成が達成されていないより複雑な構造のガングリオシド類の全合成を行い、詳細な構造ー活性相関を検討する。さらに、活性発現に重要な構造を抽出することにより、より高い活性が期待される分子を設計・合成し、神経機能改善薬としてのシーズを見出す。27年度は、神経突起進展活性評価系の確立と、それを用いたヒトデ由来ガングリソシドの構造活性相関を行った。また、2種類の棘皮動物由来ガングリオ偲ん全合成に成功した。当初予定して3項目を順調に達成できた。1)棘皮動物由来ガングリオシドの機能評価:既に数種の棘皮動物由来ガングリオシドの化学合成を達成しており、当該年度では、それらの生物機能を評価した。活性は、ラット副腎髄質由来褐色細胞腫PC12に対する神経突起伸展作用を検討した。細胞を無血清培地で培養し、検体をNGFと共に添加し、96時間後の神経突起の伸長を測定した。さらに、その技術を用いてヒトデ由来ガングリオシドLLG-3の構造と神経突起進展活性の構造活性相関を行った。2)コブヒトデ由来がんグリオシドPNG-2Aの全合成:前項の研究で、神経突起性活性発現への8-OMeシアル酸の構造の寄与が報告されている。本ガングリオシドはαーラクトースを含むユニークな構造を有しており、申請者らのグループで開発したαー選択的ガラクトシル化法(DTBS法)を用いて、全合成を達成した。3)イトマキヒトデ由来ガングリオシドGP-3の全合成:棘皮動物由来ガングリオシドのなかでも最も複雑な構造を有している本ガングリソドの全合成に取り組み、達成した。全9糖を非還元側8等と還元側担当に分け、8糖は、さらに4糖ずつに分割する合成計画をお立案した。また還元側担当は、予め脂質と結合させておき、合成の最終段階にグリコシルセラミドとして縮合させるカセットアプローチを用いることとした。各中間体の合成とそれらの縮合、さらに最終段階での包括的な脱保護を何れも高収率で達成し、目的とするイトマキヒトデ由来ガングリオシドGP-3の全合成に成功した。27年度に達成できなかったマナマコ由来ガングリオシドの全合成を行なった。天然由来ガングリオシドを用いた研究で、糖鎖部分におけるシアル酸残基数の活性発現への効果が示されており、1分子中にシアル酸を3残基する当該分子は、生理活性の面から非常に興味深い。また、構造的には、ガラクトースのO-3,4位という隣接した水酸基にシアル酸が結合しており、糖鎖合成化学上、最も難易度の高い分子である。申請者は、最初に導入したシアル酸の立体配座を変換することにより、2残基のシアル酸の導入が容易になることを見出しており(2014、日本農芸化学大会発表)、その知見に基づいて全合成に挑戦した。7糖骨格を非還元末端3糖、還元末端側3糖、グルコシルセラミドのユニットに分けて合成を進めた。非還元末端3糖は、上述の方法を用いることにより、高収率で合成することができ。得られた3糖と還元現末端側3糖を92パーセントの高収率で縮合して6糖に導いた。当研究室で確立されている方法でグルコシルセラミドを合成し、6糖と縮合することにより目的とするガングリオシドの保護体に導いた。脱保護にも成功して、目的化合物の全合成を達成した。27年度にできなかったSJGー2の全合成を達成した。

高齢化社会を迎えた我が国では、神経疾患が重要な社会問題となっている。近年、シアル酸を含むスフィンゴ糖脂質が神経突起伸展など、神経の分化制御に重要な役割を担っていることが明らかにされた。従来、脊椎動物のガングリオシドの生物機能が精力的に進められてきたが、近年、棘皮動物にも多くのガングリオシドが存在し、それらが培養大脳皮質細胞の生存維持作用、神経突起伸展作用を有することが明らかにされた。本研究では、これら棘皮動物由来ガングリオシドを化学的に再構築することにより、これらの活性物質的基盤を与えるとともに、広範な類縁体の合成と評価により、活性発現に必須な構造の抽出、それに基づいたより活性の強い物質の開発を進めることによって、棘皮動物由来ガングリオシドの医学・薬学的応用を図ることを目的として研究を進めてきた。これまでの研究で、コブヒトデ由来ガングリオシドであるPNG-2A、マナマコ由来ガングリオシドであるSJG-2の合成を達成しており、本年度は、、ニッポンウミシダ由来CJP-シリーズの全合成を達成した。本分子は、天然物を用いた実験により、NGF非存在下でも神経突起伸展作用を有することが知られており、構造的にもセラミドにリン酸を介してイノシトールが結合したイノシトールホスホセラミド構造を基本としており、合成化学的に興味深い。また、これまでに合成を他阿制した分子の神経突起進展作用を測定し、当該活性発現に必要な構造要素を明らかにした。本研究では、これら棘皮動物由来ガングリオシドを化学的に再構築することにより、これらの活性物質的基盤を与えるとともに、広範な類縁体の合成と評価により、活性発現に必須な構造の抽出、それに基づいたより活性の強い物質の開発を進めた。27年度に達成できなかったマナマコ由来、SJG-2の全合成を行う。天然由来ガングリオシドを用いた研究で、糖鎖部分におけるシアル酸残基数の活性発現への効果が示されており、1分子中にシアル酸を3残基する当該分子は、生理活性の面から、非常に興味深い。また、構造的には、ガラクトースのO-3,4位という隣接した水酸基にシアル酸が結合しており、糖鎖合成化学上、最も難易度の高い分子である。本研究では、最初に導入したシアル酸の立体配座を変換することにより、2残基のシアル酸の導入が容易になるという、申請者らによって新たに見出された知見に基づいて、本ガングリオシドの全合成に挑戦する。残された標的である、ウミシダ由来ガングリオシドの合成を進める。生理活性物質学僅かな残金が残った。翌年度分と合わせて使用する。
呼吸器感染症が慢性炎症を増悪させる分子病態の解明：異型肺炎とＣＯＰＤ

本研究は肺炎マイコプラズマ肺炎が慢性閉塞性肺疾患chronicobstructive pulmonary disease (COPD)を増悪させる原因となるという臨床的観察から、両者に共通のメカニズムがあると仮説をたて、両者のマウスモデルを解析することにより検討した。肺炎マイコプラズマ肺炎マウスモデルでは、好中球性炎症が誘導され、IL-23の発現が増加した。また、喫煙曝露マウスモデルの解析からは、IL-10欠損マウスで好中球性炎症の亢進が認められた。文献的考察も行った結果、両者の共通のメカニズムとしてIL-17の関与が示唆された。肺炎マイコプラズマ肺炎が慢性閉塞性肺疾患chronicobstructive pulmonary disease (COPD)を増悪させる原因となることが知られているいるが、本研究では、「両者に共通の分子メカニズムが存在する」という仮説を立て、これを検証することにより、末梢気道の炎症性疾患の発症と増悪の分子メカニズムを解明することが目的である。この研究目的のため、「喫煙曝露」および「肺炎マイコプラズマ肺炎」の動物モデルを作出・解析を以下の通り、行ってきた。[1]喫煙曝露マウスモデルの作出と解析本研究では喫煙曝露マウスモデルを確立してきた。本マウスは、短期間の喫煙曝露であるにも関わらず、好中球性炎症を誘導し、ヒトCOPD患者あるいはステロイド抵抗性喘息でみられる炎症と類似した分子病態であることが判ってきた。現在、本マウスを用いて、好中球性炎症発症のメカニズムを以下の通り検討している。(1)喫煙曝露が誘導する末梢気道炎症におけるIL-10の役割を検討する。(2)好中球性炎症に有効なマクロライド系抗菌薬を投与し、その抗好中球性炎症のメカニズムを明らかにする。[2]マイコプラズママウスモデルの作出本研究では、これまでにマイコプラズマの菌体成分を用いてマイコプラズマ肺炎類似の状態となるマウスモデルを作成してきた。アジュバントを用いたマウスモデルでは、気管支に沿って炎症を認め、重症のマイコプラズマ肺炎と類似していることが示された。24年度は、アジュバントを使用しないマウスモデルを検討し、IL-17が好中球性炎症に果たす役割を明らかにした。喫煙モデルマウスを用いた研究では、IL-10遺伝子欠損マウスで、好中球性炎症が増悪することが示された。このことから、喫煙が誘導する好中球性炎症には、IL-10の抑制的な制御が働いていることが示唆された。一方、マイコプラズマ肺炎モデルでは、IL-17の発現と好中球性炎症が関連することが示唆された。感染症のマウスモデルでIL-10がIL-17を抑制することにより好中球性炎症が制御されているとする報告もあり、IL-10とIL-17とは喫煙や慢性の気道感染などの炎症を誘発する際に発現誘導され好中球性炎症を制御する分子と考えられた。本研究は、肺炎マイコプラズマ肺炎が慢性閉塞性肺疾患chronic obstruictive pulmonary disease (COPD)を増悪させる原因となる、という臨床的観察より、両者に共通の分子メカニズムが存在するのではないかと考え、両者のマウスモデルを作出し、解析することにより、COPD発症・増悪の分子メカニズムを解明することが目的である.[1]喫煙曝露マウスモデルの作出我々は喫煙曝露マウスモデルを確立してきた。本マウスは、短期間の喫煙曝露であるにもかかわらず、ヒトCOPD患者の炎症と類似の分子病態を作り出すことが可能であることを示してきた。さて、マクロライド投与はヒトCOPD患者の予後を改善する作用があることが示されているが、われわれのマウスが薬物スクリーニングにも応用できることを示すため、その効果を検討した。その結果、マクロライド投与には炎症性サイトカインの合成を抑制する作用が見られた。昨年の研究では、我々のマウスモデルとヒトCOPD患者とで、炎症反応をマクロライドが抑制的に修飾しうる、という共通の現象が示された。[2]マイコプラズママウスモデルの作出我々は、マイコプラズマの菌体成分を用いてマイコプラズマ肺炎類似の状態となるマウスモデルを作成してきた。本マウスにマクロライドを投与し、網羅的にサイトカインを測定すると、二通りのパターンになることが示された。以上の研究により、肺炎マイコプラズマとヒトCOPDの共通の分子メカニズムがマクロライドにより修飾される可能性が示された。これは、マクロライドの抗炎症作用、炎症修飾作用の分子メカニズムを解明することにより、COPDの発症メカニズムを解明できる可能性を示唆している。マウスに対し喫煙を行うと、好中球が肺へ遊走し、肺組織でMMP-9が発現する。

IL-10遺伝子欠損マウスに同様の喫煙曝露を行うと、この反応がさらに亢進することが明らかとなった。肺組織でのMMP-9発現が亢進するメカニズムとして、好中球のMMP-9の発現が亢進する、あるいは、MMP-9を発現する好中球の肺への遊走が増加する、の二通り考えられた。そこで、MMP-9の免疫染色を行い、さらに、タンパクレベルを検討した結果、肺でのMMP-9の発現亢進の主な要因は好中球の肺への遊走増加し、その好中球がMMP-9を発現しているため、MMP-9の肺での発現が亢進すると考えられた。従って、好中球の肺への遊走をコントロールするメカニズムにIL-10が関与していると考えられた。我々のこれまでの研究では、マイコプラズマ肺炎モデルマウスではIL-17が白血球の肺への遊走に関係していることが示されている。マイコプラズマ肺炎と喫煙曝露と相似性があり、両者に同様のメカニズムが存在していることが予想されていることから、本研究の喫煙曝露モデルでもIL-17が関与していることが予想された。実際、文献的には、寄生虫のモデルでの好中球の肺への遊走のメカニズムとしてIL-17が関与しており、IL-10はIL-17を抑制的に制御していることが示されている。以上から、喫煙曝露でも、IL-17をIL-10が抑制的に制御していることが予想された。我々の予備的検討ではIL-17のタンパクレベルでの明らかな変化は検出できなかったが、IL-17はAからFのファミリーを形成していること、さらに、必ずしも多量の発現がないことから、IL-17の遺伝子変異マウスの利用が有用と考えられた。呼吸器内科学本研究の遂行する上で必要な「喫煙曝露モデル」「マイコプラズマ肺炎モデル」ともに確立しつつある。「喫煙曝露モデル」を用いて、新規薬剤のスクリーニングを行った。また、遺伝子改変マウスを用いることにより、遺伝子スクリーニングも可能であることが示された。また、今後の解析に必要と思われる手法も上記の培養細胞を用いて検討されている。以上の通り、1これまでに両マウスモデルを確立し、2薬剤スクリーニングを行った。3さらに、これらのデータは、英文雑誌に連載された。4次のステップである手法の予備的検討も行われている。よって、研究はおおむね順調に進展していると考えられた。これまでに、感染症モデルマウスの研究ではIL-17が重要であることが示され、研究の次の段階に進むための重要な結果と考えられた。また、喫煙モデルでは、IL-10遺伝子欠損マウスにタバコ曝露を行ったが、これまでに、遺伝子の発現、たん白レベルでは、予想通りの結果が得られた。以上の結果は期待された通りの結果であるため、平成26年度は当初の計画通り、これまでの研究を遂行する予定である。マウスの繁殖効率低下のために研究期間延長を申請したが、当初の研究計画通り研究を進めて行くことが可能である。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。本研究はマイコプラズマ肺炎とヒトCOPDのマウスモデルの(1)確立の観点(2)解析を行うことである。本マウスモデルは、短期喫煙曝露であるにも関わらず、サイトカインの動きやクロマチン修飾などのメカニズムがヒトCOPDに類似していると考えられた。
超音速ビーム中の励起三重項状態の直接観測

本年度前半は米国ペンシルバニア州ピッツバーグ大学化学教室に出張し、プラット教授と"メチルピラジンのけい光・りん光励起スペクトル"の研究を行ない課題の技術習得に努めた。その結果、超音速自由噴流中の励起三重項状態からのりん光を隋円面鏡など用いて効率良く観測する方法を確立するとともに次の事実が明らかになった。メチル基の回転障壁はS_oで105、S_1で465cm^<-1>、T_1で85cm^<-1>であり、安走配置はどの状態でも同じである。振電バンドの回転構造は、T_1の高い振動準位ほどぼやける。これらのことから、メチルピラジンにおいて、S_1はほぼ純粋な^1nπ^*であるがT_1は^3nπ^*と^3ππ^*の強く結合した混合状態であることがわかった。帰国後に、我々の研究室の超音速ジェット装置の整備を行なった。まず真空ポンプとして油拡散ポンプとブースターポンプを用いることによって、ジェットなしで4×10^<-7>Torr、ジェット中で4×10^<-5>Torrの真空度を実現し真空度に関する条件をクリアーした。次にピラジンおよびメチルピラジンのけい光励起スペクトルを観測することによって、レーザーを含む光学系の最適化を行なった。その結果S/N100のスペクトルが観測でき所期の目標を達成した。りん光を観測するためにはさらに100倍程度のS/N比向上が必要であり、現在これを実現すべく隋円面鏡の製作、冷却装置およびゲード付光電子増倍管の整備を行なっている。装置として本研究補助金でスタンフォードリサーチ社のフォトンカウンティングと小林計測社のノズル用直流電源を揃えたので、S/N比の二桁向上の可能能はきわめて高い。さらにMPI用にはアドバンテスト社のピユアンメーターを揃えたので、これを現有のボックスカーを組み合わせることにより励起三重項状態のMPIスペクトルの観測も直ちに可能となる見通しである。
句構造の形成と解釈における意味的選択、形態的選択および発話行為整合性の役割

統語論において追求されている極小主義では、統語構造派生のメカニズムとして、二つの要素から構成素を形成する併合のみを仮定する。従って、言語表現の適格性は、主に併合の適用および形態的・意味的選択により説明されなければならない。本研究では、まず、日本語におけるモーダル、補文標識、談話的小辞の階層性を、選択制限の帰結として導いた。次に、日本語では、文法格と述語屈折が、印欧系言語の一致と同様に、併合を可能にする役割を担うとの仮説を提示して、日本語の類型的特徴である多重格、自由語順、項省略、複合述語などに説明を与えた。この成果は、日本語分析と比較統語論における極小主義アプローチの有効性を示すものである。平成25年度の主要テーマである日本語文法格の存在意義と与値メカニズムに関する研究を予定通り遂行した。存在意義については、Saito (2011)において、句構造形成(併合)を可能にするものであるとの仮説を提示していたが、これをChomsky (2013)のラベリングとの関係において捉え直し、より具体的な分析を得るに至った。その結果、日本語文法格の存在意義をphi素性一致の欠如という日本語の根本的性質と結びつけることが可能になり、日本語文法を特徴付けるパラメターの研究が大きく進展した。与値メカニズムについては、Boskovic (2007)の理論を採用することにより、英語と同様の分析を維持しつつ、多重格等の日本語特有の現象を説明しうることを示した。この成果は、論文「日本語文法を特徴付けるパラメター再考」(2013年9月)として公表し、また、日本英語学会第31回大会ワークショップ(2013年11月)においても発表した。phi素性一致の欠如を日本語の基本的性質として、項削除現象の存在を導き、phi素性一致に代わってラベリングを可能にすることが日本語文法格の役割であることを提案するものである。また、この仮説の帰結として、長らく問題とされてきた日本語の自由語順(スクランブリング)についても説明が与えられることを示した。上記の自由語順の分析において、日本語の述語屈折が、ラベリングにおいて文法格と同様の役割を担うことを示唆したが、これにより、語彙的複合動詞という日本語のもう一つの特質を関連付けて説明する展望が開けた。そこで、来年度に予定していた日本語語彙的複合動詞の研究を前倒しして開始し、基礎的分析を共著書『複雑述語研究の現在』(2014年1月)に発表した。その特質が選択制限から導かれることを論じ、エド語連鎖動詞との比較によって分析を検証したものである。日本語文法を特徴付けるパラメターを追究するために、(1)複合動詞の研究、(2)句構造と選択制限に関する研究、(3)文法格の与値メカニズムに関する研究を、計画通りに遂行した。日本語複合動詞については、昨年度すでに分析を公表しており(共著書『複雑述語研究の現在』,ひつじ書房, 2014年1月)、今年度は、その類型的特徴に焦点を当てて研究を行った。特に、顕著に異なる性質を有する日本語の語彙的複合動詞、中国語の複合動詞、エド語の結果連鎖動詞を比較し、それぞれの性質が、直接的併合、顕在的編入、非顕在的編入という派生のメカニズムから導かれることを論証した。この成果は、共著書ChineseSyntaxin a Cross-LinguisticPerspective (Oxford University Press, 2014年11月)に発表した。句構造と選択制限については、日本語のモーダル、補文標識、談話的小辞の階層性が、形態的・意味的選択と意味解釈の整合性から導かれることを示した論文"Cartography and Selection: Case Studies in Japanese"を書き上げた。共著書Beyond Functional Sequence (Oxford University Press, 2015)に掲載される予定である。文法格の与値メカニズムに関する研究は、Chomsky (2013, 2014)のラベリング理論をふまえることにより、大きく進展した。φ素性一致を欠く日本語では、句構造形成において、文法格と述語屈折がφ素性一致に代わる役割を果たすことを提案し、帰結として、多重格、自由語順などの日本語の特徴に説明が与えられることを示した。この研究は、"Case and Labeling in a Language without φ-feature Agreement"と題する論文として、論文集On Peripheries (ひつじ書房, 2014年12月)に発表した。3年間のプロジェクトを完成させるために、大別して2種類の研究を行った。一つは、統語派生により形成される連鎖の解釈に関する研究であり、もう一つは、統語構造のラベリングによって言語間変異を捉えようとするものである。また、この一連の研究の帰結として、根本的な原理とされてきたθ-規準を除去し、その効果をラベリング・アルゴリズムから導くべきであるとの結論に至った。英語では、θ-規準に抵触する例はラベリング・アルゴリズムによっても排除されるが、日本語のような言語では、θ-規準に抵触しつつもラベリングはなされる例が文法的に適格であることが、その経験的根拠である。この成果は、9月に開催された國立清華大學語言學研究所30周年記念シンポジウムにおいて発表した。

本研究では、まず、日本語におけるモーダル、補文標識、談話的小辞の階層性を、選択制限の帰結として導いた。次に、日本語では、文法格と述語屈折が、印欧系言語の一致と同様に、併合を可能にする役割を担うとの仮説を提示して、日本語の類型的特徴である多重格、自由語順、項省略、複合述語などに説明を与えた。この成果は、日本語分析と比較統語論における極小主義アプローチの有効性を示すものである。研究は計画に沿って順調に進んでおり、上述したように、2014年度の研究課題についてはすでに成果をまとめ、公表あるいは公表の準備を終えている。加えて、研究成果を積み重ねる中で、研究そのものが広がりを見せ、予想を大きく超えて展開している。例えば、句構造と選択制限に関する研究を遂行する際に、各種補文や補文標識の分布を考察し、補文の意味解釈を検討したが、「の」を主要部とする補文が事象として解釈され、「と」を主要部とする補文は直接引用の言い換えを表すとの結論を得た。この結論に基づき、言語哲学や意味論における主要な研究テーマである補文の意味表示、補文の指示的不透明性、叙実動詞の分析などについて重要な帰結を導くことが可能であると考えられることから、これらの問題にも取り組みつつ、研究を進めている。この研究の成果の一端は、2014年12月にコネティカット大学、2015年3月にUCLAのコロキュアムにおいて発表し、専門家と意見交換を行った。また、日本語の特徴の一つである項削除現象については、φ素性一致の欠如に基づく分析を提示していたが、日本語文法格に関する研究成果がこの現象をラベリングの観点から分析し直すことを可能にしたため、現在はこの方向で研究を進めている。すでに従来の分析に対する優位性を明らかにしており、中国語、トルコ語、マラヤマム語、ジャワ語との比較も視野に入れて、分析を精密にしていく作業にとりかかっている。また、この分析を拡張することにより、VP削除、N'削除、スルーシングの分布を捉える可能性も追究しつつある。この研究は、日本語文法を規定するパラメターをより正確な形で提示することを可能にするだけではなく、自然言語における文法格とφ素性一致の役割の再考にも繋がるものであり、来年度も継続して遂行する予定である。日本語を中心とした比較統語論に基づく統語理論研究(2)日本語における補文の統語構造と意味表示に関する研究成果に基づき、事象意味論への帰結を探る。特に、Donald Davidson (1967, 1968-69)の理論を発展させてきたJonathan Bennett (1988)などの分析に鑑みて、言語哲学の議論に貢献することを試みる。研究の概要は、6月に予定されている関西言語学会での講演の中で公表する。(3) 2015年度が本研究プロジェクトの最終年度となることから、日本語文法を規定するパラメターについての研究成果をまとめる。LinguisticReview (Elsevier)のラベリングをテーマとした特別号に寄稿を依頼されており、まずそこに概要を公表する。同時に、全体像を明らかにする著書の執筆を継続し、できれば2015年度内に完成させる。
効率的制御性T細胞培養法の確立

制御性T細胞の効率的培養方法の確立を試みた。セレクチン/セレクチンリガンドの相互作用が、制御性T細胞の細胞増殖や機能に果たす役割を明らかにするために、セレクチン-/-マウスやPSGL-1-/-マウスを用いて制御性T細胞増殖能や機能を評価した。P-セレクチン-/-マウス、PSGL-1-/-マウスは、野生型に比べて制御性T細胞増殖率が高い傾向があった。制御性T細胞によるin vitrosuppression assayを行ったところ、PSGL-1-/-マウスにおいて野生型T細胞の増殖を抑制する傾向が見られた。同種骨髄移植における急性GVHDの治療には、免疫抑制剤による免疫抑制療法が用いられているが、奏功しない場合もある。私は制御性T細胞を用いた細胞免疫療法に着目した。特に細胞接着因子であるP-セレクチンは、制御性T細胞に発現していると報告されており、P-セレクチンノックアウトマウスでは、脾臓制御性T細胞数が野生型に比べて多く、セレクチンの発現が制御性T細胞の増殖に影響を与えている可能性がある。P-セレクチンノックアウトマウスを用いて、制御性T細胞の分化・成熟にセレクチン/セレクチンリガンドが重要な役割を果たしていることが証明されれば、制御性T細胞をより効率かつ選択的に増殖させることができると考えた。まず、制御性T細胞を効率的に増加させるために、制御性T細胞を分離し、抗CD3抗体と抗CD28抗体およびIL-2存在下にて制御性T細胞の培養を行った。制御性T細胞の培養には純度の高い制御性T細胞を分離してくる事が重要になってくる。今回はカラムを用いないDYNALビーズで、制御性T細胞の分離を試みた。最初の制御性T細胞分離の時点で90%以上の純度が必要であるが、この方法では80%程度の純度しか得られなかった。その後、抗CD3抗体や抗CD28抗体およびIL-2による刺激で制御性T細胞の刺激増殖を8日間行った。細胞数は約12倍増加したが、FoxP3陽性の制御性T細胞率は25%前後にとどまっている。今後、制御性T細胞分離操作の純度をさらに上げるために、制御性T細胞のソーティングや、制御性T細胞刺激培養開始数日後にさらに制御性T細胞分離操作を行うなどの検討をする必要がある。年度内に実行できなかった、PSGL-1ノックアウトマウス、P-セレクチンノックアウトマウスの制御性T細胞増殖能を比較し、シアリダーゼ処理した制御性T細胞を培養し、制御性T細胞増殖への影響を調べていく。P-セレクチンノックアウトマウスやPSGL-1ノックアウトマウスを用いて、制御性T細胞の分化・成熟にセレクチン/セレクチンリガンドが重要な役割を果たしていることが証明されれば、制御性T細胞をより効率的かつ選択的に増殖させることができると考えた。(1)制御性T細胞を効率的に増殖させるために、制御性T細胞を分離し、抗CD3抗体、抗CD28抗体結合磁気ビーズやIL-2を用いて至適培養条件を決定した後、野生型、P-セレクチンノックアウトマウス、PSGL-1ノックアウトマウスにおいて制御性T細胞増殖率を比較した。P-セレクチンノックアウトマウス、PSGL-1ノックアウトマウスは、野生型に比べて制御性T細胞増殖率が高い傾向があった。(2)P-セレクチンノックアウトマウスおよびPSGL-1ノックアウトマウスの制御性T細胞機能を野生型と比較した。制御性T細胞によるin vitrosuppression assayを行ったところ、PSGL-1ノックアウトマウスにおいて野生型T細胞の増殖を抑制する傾向が見られた。(3)シアリダーゼ処理した制御性T細胞の増殖率については検討できていない。
動的応答解析と構造信頼性理論による鋼道路橋の疲労損傷度予測システムの開発

本研究は、走行車両による橋の振動がかなり疲労損傷に関係する要因であると言われながら、これまでの研究の多くはその影響を無視していること、さらに、寿命予測において、鋼材など構造材料の疲労寿命に内在する極めて大きなばらつきの問題が意外におろそかにされていることに加え、静的設計については構造信頼性理論の考え方を取り入れた新たな設計法(限界状態設計法)が徐々に定着しつつあるにも拘わらず、動的設計や耐疲労設計については同様の視点からの研究が極めて乏しい現状を考えて、交通荷重に対する鋼道路橋の疲労損傷評価システムを構築するための基礎的研究として行われた。まず、走行車両による橋の振動問題に関しては、床版を長方形要素、主桁、対傾構および壁高欄を梁要素でモデル化し、走行車両を8自由度系の3次元モデルによってモデル化した車両の橋梁の3次元連成振動解析法によって、主桁あるいは床版に関し、現地実験の結果とかなり良好に一致する応答量を算定できることが分かった。次に、鋼材の疲労寿命に内在する極めて大きなばらつきが走行車両による橋の疲労寿命に及ぼす影響の問題については、ランダムな繰り返し応力による材料の疲労寿命予測法として定評のあるマイナ-法に疲労寿命のばらつきを取り入れて、疲労損傷の評価を確率論的に行うための方法を提示し、数値解析例によってその有用性を示した。すなわち、本解析システムによれば、S-N曲線における疲労寿命のばらつきを考慮して、走行荷重による鋼道路橋の疲労損傷確率を比較的簡便に算定することができる。この成果は、今後、橋梁の信頼性や経済性を総合的に評価する場合に有効に活用できるものと考えている。ただし、本研究では橋の振動が疲労損傷に与える影響を詳しく検討するまでには至らなかった。今後、ふたつの解析プログラムをまとめてパラメトリック解析を行い、その結果を耐疲労設計法に反映させるための基礎資料を整える必要がある。また、かなりの費用と時間を要するが、疲労実験によって、ここで示した疲労損傷確率の算定法の精度についても慎重に検討しなければならない。(1)走行車両による道路橋の動的応答解析道路橋の交通振動を解析的に扱う場合,実際の現象を表現できる橋梁と車両のモデル化および解析手法の確立が必要である。橋梁を曲げとねじりを考慮した平面構造のはりにモデル化するとともに,大型ダンプトラックを前後車輪を考慮した2自由度振動系でモデル化し,左右の車輪の走行位置における路面凹凸の測定値を用いて,モード法によry橋梁と走行車両の錬成連成振動の微分方程式を逐次積分して時系列応答解析を行った。結果は実測の結果とよく一致した。すなわち,車両の走行に伴う主桁の動的応答の変動,および外桁と内桁の動的応答の差異が,車両速度の異なる場合について実測結果と良好に一致した。ただ,実橋の疲労損傷は細部構造に多く発生する。したがって,今後は細部の動的挙動を算定できる3次元動的応答解析を目指す。(2)静的走行荷重モデルによる道路橋の疲労損傷解析主桁端部に円弧状のコーナー部を有する単純活荷重合成桁の断面力(曲げモーメントとせん断力)の影響線を3次元骨組構造解析によって求め,橋に作用する軸重列をできるだけ実態に合うようにシミュレートして,耐用年限における着目断面の曲げモーメントとせん断力の頻度分布を求めた。次に,疲労亀裂が主桁端部のコーナー部の法線方向に発生することが多いことに注目し,断面の曲げモーメントとせん断力とによって法線方向応力を算定する方法を採用して,同応力の頻度分布を産出した。

さらに,その結果に基づき,鋼材の疲労寿命のばらつきを考慮した確率論的累積疲労損傷理論によって主桁端部の疲労破壊に対して信頼度を算定し,コーナーの曲率半径等,疲労寿命に影響を及ぼすパラメータと疲労寿命の関係を確率論的に考察することができた。(1)走行車両による桁橋の3次元動的応答解析実橋における床版の破損および床組・横桁連結部の疲労による亀裂の多発には,自動車荷重の動的載荷と,部材の動的応答の影響が大きいと考えられるため,主桁に床版および対傾構を含めた3次元動的解析を行い,部材の挙動を明らかにすることを試みた。その際,これまでは,走行車両を前輪1軸,後輪2軸を有する2自由度系モデルによってモデル化したが,同モデルは橋梁を平面構造のはりと考えたときの車両モデルであって,3次元応答解析を行うためには必ずしも十分ではないため,より精緻な8自由度モデルにモデル化して,車両の一橋梁の連成応答解析のための定式化を行った。なお,定式化および計算プログラムの妥当性については,以前共同研究者らによって実施された実際の橋梁に対する現地走行実験の結果と比較することによって検討した。その結果,主桁および床版の応答波形はいずれも実験結果によく一致しており,応答振幅の時間的変化の様子を解析によってほぼ良好に表現できることを定量的に明らかにすることができた。(2)構造信頼性論理による橋梁部材の疲労寿命の予測周知の通り,一定振幅の繰り返し応力を受ける鋼材の疲労寿命には非常に大きなばらつきが存在する。したがって,本来,このことを軽視した疲労寿命の予測は有り得ない。そのため本研究では不規則変動応力の作用を受ける材料の疲労寿命の予測手法として定評のあるMinerの線形被害則を基にして,上述の疲労寿命のばらつきを考慮できる寿命予測システムを構築し,それに基づいて,動的応力の影響を無視した鋼橋部材の疲労寿命と考慮した場合の寿命の差異について考察を試みた。
微生物機能を用いる残留農薬簡便検出法の開発

高価な分析機器や高度な技術を使わずに、消費者が簡便に残留農薬を検出できれば、食の安全は飛躍的に亢進すると思われる。これまで我々は有機リン系農薬ダイアジノンを分解する土壌細菌を分離し、その分解酵素、遺伝子を解析してきた。本研究ではこの分解機能を残留農薬簡便検出法へ利用するための基礎実験を行った。ダイアジノン分解酵素はチオリン酸エステルを加水分解する酵素で、ダイアジノンの他にフェニトロチオン、パラチオン、EPN、クロルピリホスなど多くのリン系農薬を分解する。フェニトロチオン、パラチオン、EPNなどの酵素分解産物であるニトロフェノール系化合物はアルカリ性下で黄色を呈し、微量でも目視で容易に検出できる。簡単な抽出操作と短時間の酵素反応により、0.1ppmの農薬を検出することができた。一方、分解産物が他のフェノール系化合物の場合は、ペロキシダーゼ反応を利用することにより分解産物を容易に発色誘導体に変換でき、特別な装置を使わずに検出することができた。分解酵素遺伝子をクローン化し、大腸菌に導入して酵素を大量生産させ、この組換え酵素を検出に用いた。組換え大腸菌も強い農薬分解活性を有したので、酵素の代わりに大腸菌菌体を用いる農薬検出法も考案した。また、この遺伝子を導入したAspergillus oryzaeをフェニトロチオンに汚染された水に曝したところ、菌糸が黄色を呈したことより、モニタリングへの利用が考えられた。このカビをカラムに詰め、フェニトロチオン汚染水をゆっくり流したところ、流下水からフェニトロチオンの除去ができた。有機リン系農薬ダイアジノンを分解する土壌細菌を分離し、その中の1株Sphingomonas sp.No.6株の分解酵素およびその遺伝子を解析すると共に、この分解機能を残留農薬簡便検出法へ利用するための基礎実験を行った。農薬分解の第1段階に係わる酵素はチオリン酸エステル加水分解酵素で、ダイアジノンの他にフェニトロチオン、パラチオン、EPN、クロルピリホスなど多くのリン系農薬も分解でき、それぞれの農薬に対するKm値は1030μMであった。分解産物はHPLCやGCで検出、定量できるが、簡便な比色計もしくは目視で検出する方法を検討した。フェニトロチオン、パラチオン、EPNについては、酵素分解産物がニトロフェノール系化合物であり、pH9以上のアルカリ性下で黄色を呈する事から、酵素反応液の黄変を目視で容易に識別でき、試料中の農薬の存在を検出することが出来る。30°C、5分間の酵素反応後、分解産物の簡単な抽出操作により0.1ppmまで検出限界を下げる事ができた。この値は野菜・果物の残留農薬基準値0.10.5ppmに相応する。分解酵素遺伝子をクローニングし、大腸菌に導入して酵素を大量生産させた。この酵素を検出に用いたが、組換え大腸菌も強い農薬分解活性を有したので、酵素の代わりに大腸菌菌体を用いる農薬検出法も開発した。今後はリトマス試験紙のように簡便な検出法の開発を目指したい。