hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単純ヘルペスウイルスの皮膚における感染様式と調節因子の解明

1×10^5個/mlのFL、HSC-1細胞を蒔いた翌日に種々の濃度のα-IFNを加え、その翌日、ウイルス(HSV,VSV,Sindvis virus)を感染させた。FL細胞におけるα-IFNの抗ウイルス効果はHSV,Sindvis virus感染に対しては認められなかったが、VSV感染は抑制された。また、α-IFNはHSC-1をHSV感染から防御できず、,VSV、Sindvis virusに対しては濃度依存性に防御した。次に、1)で作成した「持続」感染HSC-1細胞の、α-IFNへの感受性を調べた。非感染HSC-1細胞は10^4u/mlのα-IFN存在下でも傷害を受けなかったが、「持続」感染細胞は2.5×10^3u/mlにおいて、著明な傷害を受けた。以上の結果よりα-IFNがHSV-1感染細胞にはむしろ傷害的に作用する場合がある事が示唆され、生体からのウイルス排除のためにα-IFNが感染細胞にapoptosisを引き起こすのではないかという可能性を検討中である。1.引き続きin vitroにおける持続感染系の確立を試みた。HSVは神経(節)細胞に持続感染を成立させ、再活性化して皮膚の顕性感染に至るが、神経細胞(NT-2)、皮膚角化細胞(HSC-1)それぞれに低いm.o.iでHSV-1を感染させ、感染態度の違いをみた。その結果、神経細胞ではm.o.i=10^<-7>ないし10^<-8>ではCPEを起こさず、confluentになると、未感染細胞と同様に剥離する事、他方、皮膚角化細胞ではconfluentになると急激にCPEを引き起こし、両者のウイルス感染に対する態度の違いが示された。現在、感染細胞上清中のウイルス力値の差、転写因子の発現につき、検討中である。2.皮膚を構成する細胞の一つにメラノサイトがあり、その癌化である悪性黒色腫は治療抵抗性の腫瘍として知られる。メラノサイト治療の試みとしてHSV thymidine kinase遺伝子を腫瘍細胞に導入し、発現させた後、抗ヘルペスウイルス剤を投与するいわゆる「自殺遺伝子」療法が試みられてきている。我々はメラノサイトがneural crest由来である事からメラノサイトにおける持続感染の可能性も考えてきた。遺伝子導入のマーカーとしてtyrosinaseおよびその関連タンパク(TRP-1)を選び、メラニンを産生しない黒色腫細胞にこれらの遺伝子をtransfectし、メラニン産生能の亢進を認めた。これら基礎データを基に(1)メラノサイトにおける持続感染の検討、(2)メラノーマ細胞へのHSV thymidine kinase遺伝子およびメラニン産生関連遺伝子の導入による抗腫瘍療法の検討を行っている。ケラチノサイト由来の細胞とそれ以外(神経系由来ないし未分化細胞)との間で種々の感染効率(MOI)でHSV(1型)を感染させた場合の感染態度に違いがあるか否かを検討した〈方法〉24穴プレートに細胞をまき、HSV-PHをMOI=10^<・2>10^<・6>で感染させた。感染後、24時間おきに96時間後まで上清を採取し、Vero細胞を用いて力値を測定した。〈結果と考察〉1.各細胞株においては48時間以後に採取した上清中にHSVの感染が認められ、48ないし72時間でピークになった。感染後、タンパク合成開始までの時間の反映と思われる。96時間後には感染細胞の剥離による細胞数減少により力値は低下するものと思われた。2.MOIが高いほど力値は高かった。また、細胞系を問わずMOI=10^<・6>では零であり、細胞の起源を問わず、非常に低い感染効率では形態変化、ウイルスの遊離を伴わない感染を起こす事が示唆された。3.細胞株間で比較すると、同じ感染効率では神経細胞ではケラチノサイト系細胞(SV-HK細胞、HSC-1細胞)に比べて上清の力値は常に高かった。未分化細胞であるNT-2細胞では神経細胞より上清の力値は低く、SV-HK細胞とHSC-1細胞のほぼ中間の値を示した。
脂質代謝調節機構に関する分子生物学的研究

本研究においては、脂肪酸およびその誘導体であるプロスタノイド生合成機構の解明を目的として研究を行い、以下に述べる成果を得た。1.脂肪酸生合成の律速酵素であるアセチルCoAカルボキシラ-ゼ(ACC)の構造と機能を調べるため、大腸菌ACCのサブユニット、ビオチンカルボキシラ-ゼ遺伝子のクロ-ニングを行い、ビオチンカルボキシラ-ゼ遺伝子は、大腸菌ACCのもう一つのサブユニット、ビオチンカルボキシルキャリア蛋白遺伝子の13bp3'側に存在した。酵素蛋白の部分アミノ酸配列と遺伝子の塩基配列から酵素は、449個のアミノ酸からなり、酵素の推定分子量は、49,320であり、酵素を用いて決定された分子量51,000と良く一致した。推定されたアミノ酸配列は、カルバミルリン酸合成酵素と高い相同性を示した。この配列と、これまでに報告されている他のビオチン酵素の配列との違いを利用して、系統樹の作成を行っている。脳における脂肪酸生合成機構を調べるため、脳に発現しているACC mRNAの構造を調べるとともに、成長過程におけるmRNAの変動を明かにした。2.不飽和脂肪酸、アラキドン酸からプロスタノイドの生合成を律速している酵素であるシクロオキシゲナ-ゼの発現調節機構を、マウスMC3T3ーE1細胞を使って調べ、cAMPが関与していることを明らかにした。また、血小板に多く存在するシクロオキシゲナ-ゼの構造をPCRとcDNAクロ-ニングにより調べ、すでに明らかにしている遺伝子中のエキソンの配列と一致することが明かになった。つぎに、シクロオキシゲナ-ゼによって作られるPGH2をトロンボキサンに代謝する、トロンボキサン合成酵素のcDNAをクロ-ニングし、その塩基配列からアミノ酸配列をはじめて決定した。また、アラキドン酸を基質とし、シクロオキシゲナ-ゼと共にヒト血小板に多く存在する、12ーリポキシゲナ-ゼのcDNAクロ-ニングを行い、構造を決定した。脂肪酸は、エネルギ-源、生体膜あるいは貯蔵エネルギ-としてのトリグリセリドの構成成分として、生体にとって不可決である。しかし、脂肪酸の過剰は、高脂血症や肥満などの脂質体謝異常を生じ、循環器病の成困となっている。一方、脂肪酸の誘導体であるプロスタグランジンとその関連物質は、炎症、血栓形成あるいは血圧調節において強い生理作用を示し、循環器の生理と病態に密接に関連している。このため、本研究においては脂肪酸とプロスタグランジン生合成の調節機構の解明を分子生物学手段で試み、次の成果を得た。(1)脂肪酸生合成の遺伝子レベルでの調節機構を調べるため、これなで用いて来たファ-ジベクタ-より広い領域をクロ-ニング出来るコスミドベクタ-を用いて、全長が500kb以上と予想される、アセチルCoAカルボキシラ-ゼ遺伝子のクロ-ニングを行い、約10%のクロ-ニングを終了した。(2)アスピリンを始めとする抗炎症剤が阻害剤として知られる、プロスタグランジン生合成の初めの反応を行うシクロオキシゲナ-ゼの遺伝子発現と、遺伝子の存在する染色体の決定を行っているが、結論を得るためには実験の追加が必要である。コンピュ-タ-を用いる詳しい一次構造の相同性の解析を行い、系統樹の作成を行った。その結果、シクロオキシゲナ-ゼは他のペルオキシダ-ゼと同じファミリ-に属し、早い時期に分化したことが明らかになった。(3)不飽和脂肪酸、アラキドン酸の代謝に関与し、脳血管の攣縮に関与している可能性のある12ーリポキシゲナ-ゼのcDNAクロ-ニングを行い、全アミノ酸配列の決定を徳島大学医学部山本教授と共同で行った。ヒト血小板およびブタ白血球酵素のアミノ酸配列を他のリポキシゲナ-ゼと比較した結果、これらの酵素はリポキシゲナ-ゼファミリ-に属し、15ーリポキシゲナ-ゼの構造に最も近いことが分かった。

つぎに、シクロオキシゲナ-ゼによって作られるPGH2をトロンボキサンに代謝する、トロンボキサン合成酵素のcDNAをクロ-ニングし、その塩基配列からアミノ酸配列をはじめて決定した。また、アラキドン酸を基質とし、シクロオキシゲナ-ゼと共にヒト血小板に多く存在する、12ーリポキシゲナ-ゼのcDNAクロ-ニングを行い、構造を決定した。脂肪酸は、エネルギ-源、生体膜あるいは貯蔵エネルギ-であるトリグルセリドの構成成分として生体にとって重要である。しかし、脂肪酸の過剰は、高脂血症や肥満などの脂質代謝異常の原因となっている。一方、脂肪酸から誘導されるプロスタノイドは、炎症、血栓形成あるいは血圧調節において強い生理作用を示し、循環器の生理やその異常と密接に関連している。このため本研究においては、脂肪酸およびその誘導体であるプロスタノイド生合成機構の解明を目的として研究を行い、以下に述べる成果を得た。1.脂肪酸生合成の律速酵素であるアセチルCoAカルボキシラ-ゼ(ACC)の構造と機能を調べるため、大腸菌からACCのサブユニット、ビオチンカルボキシラ-ゼを精製し、アミノ末端およびリジルエンドペプチダ-ゼによって得られる部分アミノ酸配列を決定した。得られたアミノ酸配列に相当するオリゴヌクレオチドをプロ-ブとして、大腸菌遺伝子ライブラリ-をスクリ-ニングして、ビオチンカルボキシラ-ゼ遺伝子をクロ-ニングした。えられたクロ-ンの塩基配列を決定した結果、大腸菌ACCのもう一つのサブユニット、ビオチンカルボキシルキャリア蛋白遺伝子の13bp3'側にビオチンカルボキシラ-ゼ遺伝子は存在した。449個のアミノ酸がコ-ドされており、酵素の推定分子量は、49,320であり、酵素を用いて決定された分子量51,000とほぼ一致した。推定されたアミノ酸配列は、カルバミルリン酸合成酵素と高い相同性を示した。2.プロスタノイド生合成律速酵素であるシクロオキシゲナ-ゼの発現調節機構を、マウスMC3T3ーE1細胞を使って調べ、cAMPが関与していることを明らかにした。
日本語と韓国語における幼児の摩擦音獲得に関する研究

本研究では日本語と韓国語において、幼児の音素獲得の過程を音響音声学的知見とともに心理言語学的実験によって明らかにする。また、日本語と韓国語の対照を行い、音韻体系が異なる言語間にどのような違いが存在するかを一般言語学な観点から考察することを目標としている。今年度は、日本語と韓国語における幼児の発話で現れる音響的な特徴を明らかにするため、3歳6歳の幼児の録音を実施した。対象単語は各言語の幼児語の中で対象子音が語頭に現れる名詞を選択した。日本では予備実験8名を含む68名をデータが得られ、音響分析をしている。韓国語においては、ソウル方言と慶尚南道の方言で子音の特徴に差があることが先行研究で指摘されているため、両方の方言を調査した。具体的にソウル方言の破裂音に関しては、lenisとaspiratedカテゴリの分別がVOTではなく後続母音のピッチになりつつあるということが広く報告されているが、ピッチアクセント言語である慶尚方言に関してはそのような変化が無いと言われている。ソウル方言に関しては韓国中央大学で乳幼児の言語発達を研究しているChoi・Youngon氏に協力を了承し、韓国語における幼児の録音を実施した。ソウル方言では、2歳6歳の幼児44名のデータがえられた。慶尚方言に関しては、3歳6歳の幼児19名を録音して、さらに調査を勧めている。韓国語における対乳児発話コーパスの構築の前に、幼児の発話を調べる必要があったため、2018年度は韓国語および日本語において幼児の音声録音を実施した。計画した以上のデータが得られたので順調に進展している。2018年度に得られた音声データは、破裂音だけではなく先行研究が非常に少ない摩擦音や破擦音も含まれているので幼児の子音獲得全体を調べることができる。データの量、また成人発話と異なる難しさがあり、分析にはかなり時間がかかることが予想されるため、今年度は2018年度に得られたデータの音響分析を行い日本語と韓国語における幼児発話の比較を行う。また、韓国語の慶尚南道方言に関しては、まだ幼児19名のデータしかなく、日本語およびソウル方言との比較のため、追加の録音を行う予定である。並行的に、Habituation-Dishabituation paradigmを用いて得られた、韓国語の破擦音における乳児の知覚データの分析を進める。韓国語の破擦音は破裂音と同じようにlenis-aspirated-fortisの3つのカテゴリがあり、かなり珍しいシステムであるが先行研究は多くない。幼児の発話とともに乳児がいつ頃どのペアから知覚できるようになるのかが分かると、同じ方法をつかってすでに明らかになっている破裂音の知覚データと比較することができ、乳児の言語発達に音響的特徴がどういう影響を及ぼすかが分かる。さらに、韓国中央大学で乳幼児の言語発達を研究しているChoi・Youngon氏に協力を了承し、韓国語における幼児の摩擦音獲得の調査を進めている。具体的に、韓国語の摩擦音と破擦音を含む語彙リストを作成した。またHabituation-Dishabituation Paradigmを用いたテストのため刺激を準備した。また、韓国語における対乳児発話コーパス構築の準備のため予備録音を実施し、スピーカの条件、必要である語彙リスト及び録音環境が整っている。言語獲得には、当然対乳児発話の音響特性が重大な影響を及ぼすことが予想されるため、日本語摩擦音の音響的な特徴において対成人発話と対乳児発話を比較する。また、日本語と韓国語における幼児の摩擦音で現れる特徴を明らかにするため、対象年齢3歳ー6歳の幼児を録音・音響分析を行う。さらに、韓国語におけるコーパスを構築する。

2018年度に得られた音声データは、破裂音だけではなく先行研究が非常に少ない摩擦音や破擦音も含まれているので幼児の子音獲得全体を調べることができる。データの量、また成人発話と異なる難しさがあり、分析にはかなり時間がかかることが予想されるため、今年度は2018年度に得られたデータの音響分析を行い日本語と韓国語における幼児発話の比較を行う。また、韓国語の慶尚南道方言に関しては、まだ幼児19名のデータしかなく、日本語およびソウル方言との比較のため、追加の録音を行う予定である。並行的に、Habituation-Dishabituation paradigmを用いて得られた、韓国語の破擦音における乳児の知覚データの分析を進める。韓国語の破擦音は破裂音と同じようにlenis-aspirated-fortisの3つのカテゴリがあり、かなり珍しいシステムであるが先行研究は多くない。幼児の発話とともに乳児がいつ頃どのペアから知覚できるようになるのかが分かると、同じ方法をつかってすでに明らかになっている破裂音の知覚データと比較することができ、乳児の言語発達に音響的特徴がどういう影響を及ぼすかが分かる。研究打ち合わせおよび学会発表のための旅費および物品費が見込みより少額で済んだため。未使用額は平成30年度は、打ち合わせのために充当する予定である。韓国でのデータ収集が順調に行われ、韓国出張が計画より短くできたため次年度使用額が生じた。当該助成金は成果発表に使用する予定である。
関節リウマチにおける破骨細胞と単核球・マクロファージサブセットに関する研究

関節リウマチ(RA)患者におけるM1単球、M2単球と破骨細胞分化能について検討した。RA患者40人と健常人20人の末梢血単核球からCD14陽性細胞を分離しM1単球とM2単球を計数し、同時にCD14陽性細胞をin vitroで破骨細胞へ分化させた。22人の患者(55%)は抗CCP抗体陽性であった。M1単球数、M2単球数、M1/M2比はRA患者と健常人で差はなかった。RA患者ではM1/M2比と破骨細胞数に有意な正の相関が見られた。抗CCP抗体陽性患者では陰性患者より有意にM1/M2比が高く、破骨細胞数が多かった。M1およびM2単球サブセットはRAの骨破壊に対する新しい治療標的となる可能性がある。関節リウマチ患者40名と健常人20名で本研究を実施し、以下のような結果を得た。1)関節リウマチ患者ではM1/M2比が破骨細胞数と強い相関を持っている→M1単球が破骨細胞への分化を起こしやすい可能性や、M1単球が破骨細胞分化が起こりやすい環境を作っている可能性が示唆された。2)抗CCP抗体陽性のRA患者は陰性患者と比較して有意に高いM1/M2比を持ち破骨細胞も多い→抗CCP抗体が破骨細胞分化を促す可能性や、M1単球を増加させている可能性が示唆された。3)M1/M2比>1、すなわち、相対的にM1が多い患者では炎症所見が強い→従来報告されているように、M1単球が炎症を惹起する機能を有していることをRAにおいても示した。4)M2単球と比較して非M2単球は、リポポリサッカライド刺激によるIL-6の産生が多い→M1がIL-6をしやすいことが、M1/M2比>1の患者で炎症所見が強いことの原因の一つであることが考えられた。以上の結果から、単球には分化能やサイトカイン産生の異なるサブセットが存在していること、その背景として、関節リウマチの病因として重要であると考えられている抗CCP抗体がなんらかの役割を果たしているものと考えられた。単球マクロファージの機能の差異が、いつどの段階で、どのように破骨細胞分化前に得られるのか、それに影響を与える因子は何であるかについての新たな疑問が持ち上がった。これらの疑問を解決するため、2年目に行う研究として、M2単球を用いての破骨細胞分化誘導実験を予定した。当初予定していた解析のほとんどを終了することができ、報告が可能な程度まで仕上げることができており、結果から得られた新たな疑問を解決するための研究予定も立っている。1)関節リウマチ患者ではM1/M2比が破骨細胞数と強い相関を持っている。→M1単球そのものが破骨細胞へ分化しやすい可能性や、M1単球から産生されるサイトカインが破骨細胞分化が起こりやすい環境を作っている可能性が示唆された。2)抗CCP抗体陽性のRA患者は陰性患者と比較して有意に高いM1/M2比を持ち破骨細胞も多い。→抗CCP抗体が破骨細胞分化を促す可能性や、M1単球を増加させている、もしくはM2単球を減少させている可能性が示唆された。3)M1/M2比>1、すなわち、相対的にM1が多い患者では炎症所見が強い。→M1/M2比>1が関節リウマチの臨床的な疾患活動性のパラメータになる可能性が示唆された。4)M2単球と比較して非M2単球は、リポポリサッカライド刺激によるIL-6の産生が多い。→M1がIL-6をしやすいことが、M1/M2比>1の患者で炎症所見が強いことの原因の一つであることが考えられた。5)X線での骨破壊の有無とM1/M2比や破骨細胞数には有意な差異はみられなかった。→X線での骨破壊はM1/M2比や破骨細胞数に影響を与えないものと考えられた。6)生物学的製剤の使用の有無とM1/M2比や破骨細胞数には有意な差異はみられなかった。→生物学的製剤の使用は、M1/M2比や破骨細胞数に影響を与えないものと考えられた。7)多変量解析では、M1/M2比は抗CCP抗体やリウマチ因子とともに破骨細胞数に対して有意に影響する因子だった。以上の結果から、単球には分化能やサイトカイン産生の異なるサブセットが存在していること、その背景として、関節リウマチの病因として重要であると考えられている抗CCP抗体が何らかの役割を果たしていること、末梢血M1/M2比が破骨細胞数に関与していることが示された。

抗CCP抗体陽性患者では陰性患者より有意にM1/M2比が高く、破骨細胞数が多かった。M1およびM2単球サブセットはRAの骨破壊に対する新しい治療標的となる可能性がある。FACSを用いて得たM2単球と非M2単球をRANKLとMSCFで刺激し、破骨細胞分化を誘導し、破骨細胞数やその機能に差が見られるか研究する予定とした。臨床免疫学使用する抗体が想定よりも少量で済んだため。今回得られた結果の検証、詳しい機序の探索を行うために、抗CD163抗体、抗CD163抗体用のビーズ、分離キットを購入する。
薬剤性心筋障害に対して、硫化水素代謝物チオ硫酸は心筋保護効果を発揮するか？

本研究では、酸化ストレスによって用量依存性に心筋障害を発症するドキソルビシン(DOX)誘導性心不全モデルを用いて、チオ硫酸が心筋保護効果を発揮するのか、その作用メカニズムを生体及び分子レベルで解明することを目標とする。そのため本研究では、DOX誘導性心不全モデルマウス及び培養心筋細胞を用いて、以下の三項目を解決する:(ア) DOXが、内因性チオ硫酸レベルに及ぼす影響を明らかにする。(イ)心筋細胞内チオ硫酸レベルの変化が、DOX誘導性心筋障害に与える影響を評価する。(ウ) DOX誘導性心筋障害に対して、チオ硫酸投与が保護効果をもたらす分子機序を明らかにする。今年度は、実験1:マウスに対してDOXを投与した心不全モデルを作成し、コントロール群と以下の比較を行う。1血中及び心筋中のチオ硫酸の定量(モノブロモビマン(MBB)法)2チオ硫酸産生酵素の心筋での発現(定量的PCR、Western blot)、実験2-1-1:マウスで、生体内(血中・心筋中)チオ硫酸レベルが、チオ硫酸ナトリウムの投与により増加することを確認する(MBB法)、を行うことを計画していた。電時点では、心筋障害を生じるDOXの用量、および治療量となりうるチオ硫酸ナトリウムの用量など、条件検討中である。平成28年度は薬剤性心筋障害を生じるための条件検討が終了しなかった。そのため、まずは使用するDOXの用量、及び評価タイミングを再度検討する必要がある。海外共同研究者が行っていた基礎実験のデータをもとに条件を設定していたが、再検討する必要がある。マウスにおいてDOXによる薬剤性心筋症街を生じる条件をまず検討した上で、それが心筋でのチオ硫酸産生酵素の発現に及ぼす影響を明らかにする。DOX誘導性心不全モデルで組織試料を採取し、コントロール群と以下を比較する。心エコーでの新機能評価、心筋細胞でのカルシウム動態、心筋細胞におけるチオ硫酸産性酵素(SQR、ETHE1、Rhodanese)の発現。測定デジタルデータ取り込み装置を予定より遅れてではあるが、購入する予定である。その他の生化学的実験に使用するアッセイキットなども購入する予定である。また、得られる予定の知見は国内外の学会で発表する予定であり、そのための旅費も計上している。平成28年度は、購入予定であった測定デジタルデータ取り込み装置の購入を、実験の進行状況から一時見合わせている影響が大きい。次年度で購入する予定である。
進行性家族性肝内胆汁うっ滞症における新規疾患遺伝子の探索とその分子機能の解析

前年度に引き続き、乳児期発症の原因不明胆汁うっ滞を呈する患者を対象にターゲットシークエンスを実施した。一部の患者ではなおも疾患の原因と特定できる遺伝子変異が特定困難で、エクソーム解析を行う予定である。また、解析過程で検出されたバリアントの絞り込みでは、肝生検が実施されている患者で病理像を再度検鏡し、遺伝型と表現型が合致するかどうかの確認作業を行った。解析過程で検出されたバリアントのうちABCB11 C129Yは、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型において本邦で最も多く報告されているミスセンス変異であり、このアミノ酸置換に伴うタンパク分子機能の変化がどのように起きるかについて検討した。ABCB11 C129Yでは、細胞膜上での発現低下とそれによる胆汁酸排泄能低下が起きることが分かった。本邦では欧米で多いABCB11変異のうちE297GやD482Gは遺伝子解析で全く検出されず、一方でC129Yは本邦のみで検出され、その他の地域では報告がない。このようにして、ABCB11変異の人種差とその分子機能に関する新たな知見を得た。新生児期・乳児期早期に起きる胆汁うっ滞性肝障害は鑑別すべき診断が多岐に渡る。特に胆道閉鎖症との鑑別が重要で、胆道閉鎖症が否定された症例では進行性家族性肝内胆汁うっ滞症を含め遺伝性肝疾患の精査が必要である。日本胆道閉鎖症研究会や日本新生児成育医学会学術集会で、その診断体制の提案について演題発表した。解析検体はおおむね順調に収集されているが、さらに解析精度を向上させるために症例登録・検体収集に努める。解析検体を増やすため、共同研究体制や研究協力ネットワークを整備する。症例の表現型との照合を進める。進行性家族性肝内胆汁うっ滞症(progressive familialintrahepatic cholestasis; PFIC)は、希少難治性肝疾患の一つで、乳児期早期より生じる高度の肝内胆汁うっ滞性肝障害から肝硬変、肝不全へと進展して致死的な経過を辿ることから、救命のためにしばしば肝移植を要する。疾患と関連のある遺伝子としてFIC1、BSEP、MDR3、TJP2、FXRが知られ、それぞれPFIC1型5型と定義されている。しかし、PFICのような胆汁うっ滞病態を示す症例のうち約3分の1でこれらの遺伝子に変異を認めず、本疾患における分子機構には未解明な点が多く存在している。新たな疾患遺伝子の同定は胆汁うっ滞性疾患の分子機構を知る上で有用と考えられ、次世代高速シークエンサーを用いて新規疾患関連遺伝子を探索する本研究に着手した。遺伝子診断未確定の原因不明乳児胆汁うっ滞家系から本研究へ参加する同意を取得した。提供された血液からゲノムを抽出して検体を得た。3家系のエクソーム解析、ターゲットシークエンスを開始し、シークエンスデータを取得した。これらのデータを基に疾患と関連のあるバリアントを抽出した。一方で候補遺伝子群のバリアントをフィルタリングする際に用いるために、肝臓疾患に関わる遺伝子や輸送タンパクなどの分子機構調節に関わる遺伝子群のリストを整備し、一部はターゲットシークエンス解析用の遺伝子パネルに登録した。これらによりバリアントの一覧から疾患と関連のある新規遺伝子の絞り込みを進めた。すでにゲノムシークエンスデータを得て解析を進めていることや、次年度に解析する症例の登録も済んでおり、おおむね順調である。追加の解析症例でエクソーム解析を行い、疾患と関連のある遺伝子探索を進める。候補となる遺伝子が見いだされた場合は、分子機能解析を行い、病的な意義について検証する。

初年度に解析する予定であった登録症例の検体収集が年度末になり、解析は次年度に開始するため、その解析費用が次年度使用額として生じた。次年度は元々の研究計画を進めるほか、前年度に得られた検体を解析するため、効率的に研究資金を運用できる見込みである。解析が比較的順調に進んだため、必要経費が当初の見込みより少なく済んだ。次年度に解析件数を当初の予定より増やす見込みであり、その解析用の試薬等経費に使用する。
IL-4およびIL-13による破骨細胞分化抑制機構の解明

申請者は炎症や免疫反応において重要な役割を果たしているサイトカイン、IL-4およびIL-13による破骨細胞分化抑制機序について検討し、両者が異なる機序で破骨細胞分化を抑制することを見出した。破骨細胞分化誘導因子、RANKLによる破骨細胞分化誘導系を用いてIL-4およびIL-13の破骨細胞前駆細胞に対する作用を検討したところ、IL-4は10ng/m1以下の濃度で完全に破骨細胞分化を抑制したのに対し、IL-13はさらに高濃度でも完全には抑制されなかった。破骨細胞前駆細胞におけるIL-4およびIL-13からの細胞内シグナル伝達をSTAT6のリン酸化を指標とし検討したところ、IL-4はIL-13よりも低濃度でリン酸化が誘導された。さらに、破骨細胞分化にとって重要な転写因子、NFATc1の発現はIL-4は10 ng/mlで完全に抑制されるのに対し、同濃度のIL-13では抑制されなかった。近年、IL-4とIL-13の受容体複合体の詳細な分子構造解析から、その構成成分の違いにより異なる細胞内シグナル伝達様式が認められる報告がされた(LaPorte SL., et. al. Ce11,132,259-272, 2008)。IL-4とIL-13の受容体複合体構成成分として、タイプI受容体複合体(IL-4Ra・γc)とタイプII受容体複合体(IL-4Ra・IL-13Ra1)が存在し、IL-4はタイプIおよびタイプII受容体複合体を介し細胞内にシグナルを伝達するのに対し、IL-13はタイプII受容体複合体のみから細胞内にシグナルを伝達する。破骨細胞前駆細胞はタイプ1とタイプII受容体複合体をともに発現していることから、IL-4からのみ細胞内にシグナルを伝達できるタイプI受容体複合体を介したSTAT6の活性化様式の違いにより破骨細胞分化抑制機序に違いが生じることが示された(Yamada A., et. al.Immunology,120,573-579,2007)。IL-4とIL-13は、主にTh2細胞が産生するサイトカィンで、炎症や免疫反応において重要な役割を果たしている。申請者はIL-4とIL-13による破骨細胞分化抑制機i序について検討し、両者が異なる機序で破骨細胞分化を抑制することを見いだした(論文印刷中)。IL-4およびIL-13はともに、マウスの骨髄細胞と骨芽細胞の共存培養系において活性型ビタミンDによる破骨細胞分化誘導を濃度依存的に抑制した。ただし、分化を完全に抑制するにはIL-4に比べ高濃度のIL-13を必要とした。共存培養系において、これら2つのサイトカインが異なる作用機序を示す原因として、骨芽細胞を介して間接的に破骨細胞前駆細胞に作用するもしくは破骨細胞前駆細胞に直接作用することが考えられた。そこで、骨芽細胞における破骨細胞分化抑制因子OPGの発現に対するIL-4およびIL-13の影響を検討したところ、両者は同等に1ng/ml以上の濃度でOPGを誘導した。次に、破骨細胞分化誘導因子であるRANKLによる破骨細胞分化誘導系を用いてIL-4とIL-13の破骨細胞前駆細胞に対する直接作用を検討したところ、IL-4が10ng/ml以下で完全に破骨細胞分化を抑制したのに対し、IL-13はさらに高濃度でも完全には抑制できなかった。この時、両サイトカインの受容体を構成するサブユニットのうち、IL-4のシグナルのみを伝達するγcは、破骨細胞前駆細胞には発現していたが骨芽細胞には発現していなかった。そこで、骨芽細胞と破骨細胞前駆細胞におけるIL-4とIL-13によるSTAT6の活性化を、リン酸化を指標に検討したところ、骨芽細胞では両サイトカインがリン酸化を誘導する濃度が同等であったのに対して、破骨細胞前駆細胞ではIL-4はIL-13よりも低濃度でリン酸化を誘導した。さらに、破骨細胞分化に必須であるNFATclの発現は、IL-4によって完全に抑制される濃度のIL-13によって抑制されなかった。以上の結果からIL-4とIL-13は破骨細胞前駆細胞に対して、STAT6の活性化様式の差により破骨細胞分化抑制機序が異なることが示された。

近年、IL-4とIL-13の受容体複合体の詳細な分子構造解析から、その構成成分の違いにより異なる細胞内シグナル伝達様式が認められる報告がされた(LaPorte SL., et. al. Ce11,132,259-272, 2008)。IL-4とIL-13の受容体複合体構成成分として、タイプI受容体複合体(IL-4Ra・γc)とタイプII受容体複合体(IL-4Ra・IL-13Ra1)が存在し、IL-4はタイプIおよびタイプII受容体複合体を介し細胞内にシグナルを伝達するのに対し、IL-13はタイプII受容体複合体のみから細胞内にシグナルを伝達する。破骨細胞前駆細胞はタイプ1とタイプII受容体複合体をともに発現していることから、IL-4からのみ細胞内にシグナルを伝達できるタイプI受容体複合体を介したSTAT6の活性化様式の違いにより破骨細胞分化抑制機序に違いが生じることが示された(Yamada A., et. al.Immunology,120,573-579,2007)。
新規二核ロジウム錯体を用いた触媒的不斉シクロプロペン化反応の開発

これまでに報告例のなかったα-アルキル-α-ジアゾエステルとアルキンとの不斉シクロプロペン化反応を検討し、新規ロジウム(II)カルボキシラート錯体Rh2(S-TBPTTL)4を触媒に用い、エステル部分をかさ高い2,4-ジメチル-3-ペンチルエステルとすることにより、高収率かつ最高不斉収率99%でシクロプロペン誘導体が得られることが分かった。Rh2(S-TBPTTL)4を用いたα-アルキル-α-ジアゾエステルの不斉カルベン反応の開発について検討を行い、本年度は以下の知見を得ることができた。1. α-ジアゾプロピオン酸2,4-ジメチル-3-ペンチルを用い、反応性の低い脂肪族末端アルキンの不斉シクロプロペン化を行ったところ、対応する光学活性シクロプロペン誘導体が良好な収率かつ90%の不斉収率で得られることが分かった。また、1-フェニル-1-プロピンを基質とした場合、シクロプロペン誘導体の収率は極めて低いものの、99%以上の不斉収率が得られることが分かった。2. α-ジアゾプロピオナートを用いたスチレンの不斉シクロプロパン化を行うと、不斉第四級炭素をもつシクロプロパン誘導体が高収率・極めて高いジアステレオ選択性かつ良好なエナンチオ選択性で得られることが分かった。特にエステル部がtert-ブチルエステルの場合、不斉収率は92%に達することが分かった。本法はベンゼン環上に種々の置換基を持つスチレン誘導体、1-および2-ビニルナフタレンおよび(E)-1-フェニルブタジエンが基質として適用可能であることであり、非常に高い不斉収率が得られた。一方、α-ジアゾブタノアート、α-ジアゾペンタノアート等のα-アルキル-α-ジアゾエステルの場合、エステル部を2,4-ジメチル-3-ペンチルエステルとすることにより良好な不斉収率が得られることが分かった。α-アルキル-α-ジアゾエステルとアルキンとの不斉シクロプロペン化反応の開発について検討を行い、本年度は以下の知見を得ることができた。1.種々の置換様式をもつα-アルキル-α-ジアゾエステルを用いた不斉シクロプロペン化反応を検討したところ、Rh2(S-TBPTTL)4を触媒に用い、エステル部分をかさ高い2,4-ジメチル-3-ペンチルエステルとすることが高い不斉収率の獲得およびアルケン副生の抑制に必須であることが分かった。本反応はベンゼン環上に様々な置換基を持つフェニルアセチレン誘導体が基質として適用可能であり、いずれの場合もシクロプロペン誘導体を極めて高い不斉収率で得ることができた。これらの結果は、α-アルキル-α-ジアゾエステルとアルキンとの不斉シクロプロペン化反応の最初の例となる。2. X線結晶構造解析により明らかとなったRh2(S-TBPTTL)4のC4対称型の不斉反応場とRh2(O2CH)4を用いたα-ジアゾプロピオン酸メチルとフェニルアセチレンとのシクロプロペン化反応のDFT計算の結果を基に本反応の立体反応経路について考察を行った。α-ジアゾエステルはRh2(S-TBPTTL)4との反応により窒素の放出を経て、カルボニル基の炭素原子がロジウム-酸素結合に対してエクリプス配座となり、エステルのカルボニル基がロジウム-カルベン炭素結合に対して垂直にねじれ、かつかさ高い2,4-ジメチル-3-ペンチル基がテトラブロモフタルイミド基との立体反発を避けるように空いた空間を占めたロジウム(II)カルベン中間体を形成する。アルキンはエステルのアルコキシ基方向(Re面)からカルボニル基との静電反発を避けるように、フェニル基をアルキル基側に約30°傾けながらend-on型で接近することにより、実験結果に合致する配置のシクロプロペン誘導体が生成することが分かった。Rh2(S-TBPTTL)4のX線結晶構造解析を行い、α-アルキル-α-ジアゾエステルとアルキンとのシクロプロペン化反応の立体反応経路を考察することができた。これにより、かさ高い2,4-ジメチル-3-ペンチルエステル部分が不斉誘起のみならずアルキン副生の抑制に重要な役割を果たしていることを説明することが可能になった。本年度は基質適用範囲の拡張を目指し、種々のアリールアセチレンの他、プロパルギルエーテル誘導体、プロパルギルアミン誘導体等の種々の末端アルキン、内部アルキンを用いた不斉シクロプロペン化反応を検討する。また、本反応の応用研究として、不斉シクロプロペン化反応を鍵工程とする生物活性物質の触媒的不斉合成を検討する予定である。研究費は昨年に引き続き、実験の遂行に必要不可欠な試薬類、各種溶媒、実験用ガラス器具及び参考書籍の購入に充てる。旅費は学会発表や研究打合せへの参加費用ならびに航空運賃、参加期間中の宿泊費に充てる。その他に関しては、スペクトル依頼測定料(NMRの特殊測定・質量分析・元素分析)、英文校閲料、論文投稿料・別刷費に充てる。

なお、平成23年度の研究において経費の節減の結果生じた使用残については、不斉シクロプロペン化反応を鍵工程とする生物活性物質の触媒的不斉合成における試薬類の購入に使用する予定である。
本邦新生代浅海性動物群集の地史年代と古環境の総括

本年度は昨年度に続き本邦新生代の浅海性動物群を産する地層の層序年代や古環境が未だ確定できていないものについて形成年代や古環境を検討するため、北海道岩見沢市から門別町地域の朝日層とされている下部中新統につて現地調査を実施した。特に朝日層の模式地とされている岩見沢市の旧朝日炭鉱地域において大型化石だけでなく統合微化石層序の検討のため、系統的資料を採集した。また夕張地域から門別地域にいたる朝日層に対比される可能性の高い滝ノ上層とされている下部中新統についても同様の系統的料採集を行った。これらの現地調査と料採集には代表者の小笠原と分担者の本山が、それぞれ分担して別個に行い、特に、これまで未検討であった渦鞭毛藻層序の検討を新たにすすめている。また既存の浅海性化石資料の層序学的・分類学的再検討のため、東北大学総合研究博物館に所蔵の北海道の渡島半島と夕張-日高地域の下部中新統の化石資料について再検討し、それらの産出地点と層序的位置づけを確認し、さらに分類学的再評価を行った。筑波大学生命環境科学研究科に所蔵保管の関連する化石資料についても、昨年度と同様に継続して通年で系統的に層序と分類学的再検討を行うため、週1回の割合で非常勤の専門家を雇用してデータ整理を行った。また雇用者には、平成22年度国内雑誌等公表論文の新生代年代層序に関するデータも整理し、従来のデータ更新や再検討の基礎資料とした。これらの研究結果は、昨年度の実績を踏まえ、2編の論文として学会誌に公表し、さらに長年の課題であった北海道北東部、歌登町の中新統タチカラウシナイ層の貝類化石群集の分類学的検討を論文として公表することが出来た。この研究では若干の消耗品と破損していたデジタルカメラの更新に経費を使用した。本年度は主として東北・北海道地域の下部中新統浅海性動物群集の現地調査と資料採取、および年代決定のための諸資料の採集につとめた。北海道では、本山功が日高山地地域、小笠原憲四郎が渡島半島福島町地域の吉岡層の調査と資料採取を行った。また小笠原が青森県深浦町、秋田県男鹿半島、仙台付近、および佐渡島の小佐渡地域の中新統浅海性動物群集について、現地調査と資料採集を行い、これまで不明確であった動物群の内容を改めて把握し、その年代層序について、微化石層序や大K-Ar年代測定を用いて検討した。その結果、北海道の吉岡層は18Ma,日高地域の動物群は中期中新世だけでなく初期中新世のものが存在する可能性があり、さらに検討を深めることになった。さらに小佐渡地域のVicarya含有層は20Maの可能性もあったが、新たな化石の組成把握と関係する火山岩類のK-Ar年代層から、16Ma頃のものであることと結論づけた。本邦新生代の層序年代に関する研究のレビュー等と、採集標本類の系統的整理等は、定常的な研究補助員を雇用することによって効果的に作業をすすめ、最新の年代層序に関する成果を整理するとともに、採集品のリスト作りや、既存の採集品の再検討などを通して、化石群集の内容把握につとめることが出来た。また統合微化石層序による地層の年代決定も、室内で多くの微化石を処理して化石の検出につとめ、かなりの新事実が把握できた。これらの成果の一部は学会で発表するとともに近々、さらに成果を公表する予定である。
帰化制度における立法裁量・行政裁量に関する比較憲法学上の研究

比較憲法学上のアプローチを捉えつつ、従来の日本憲法学によってそれほど研究の対象とされなかった帰化の憲法上の位置付けを検討した。国籍法律主義を大前提とする従来の判例・通説から離れる捉え方として、帰化は、その核心は立法者によっても侵されない憲法上の制度であると主張し、帰化の果たすべき機能を検証した。一方、日本国家と密接な結びを有するようになった定住外国人が日本国籍へアクセスする権利を内実とする国籍離脱の自由(憲法22条2項)を新たな視座から捉えなおすことに成功した。その結果、帰化制度の設置(立法裁量)ないし帰化制度の運用(行政立法)はどの程度まで制約されるか、比較憲法学の観点から、明らかにした。当該年度は、主として帰化制度に関する論理的な研究をすすめ、次年度に行う研究の土台をかためた。比較憲法学において主流である機能主義方法論を用いて、外国人の基本権保障の観点から帰化制度の果たすべき機能を定義し、帰化の理想モデルの提案を考えた。また、その理想モデルを研究の対象となる調査国の具体的な帰化制度を評価するために用いられるか否かを確認した。当該年度は予定通り、専ら日本とスペインを研究対象国として、各国の帰化制度を徹底的に調べた。まず、日本については、帰化制度に関する最新の文献・資料を収集し、精読した。研究の成果として、日本国憲法第22条が保障する「国籍離脱の自由」を帰化の憲法上の根拠として捉えることができるのではないかという、予想していなかった着想を得た。日本憲法学界において、国籍離脱の自由は日本国籍を有しない外国人に保障される基本権ではないという解釈は異論を見ないほど、通説の位置を占めているが、私は、国籍離脱の自由は、国籍が自由に選択できるロジックを内在しているゆえ、同基本権から外国人が日本国籍を自由に申請できる自由が読み取るのではないか(これを、帰化へのアクセス権)、という斬新な憲法解釈を試みた(研究報告を5月16日本スペイン法研究会にて報告)。一方、スペインについては、現地調査を行ったことにより、帰化制度に関する最新の資料を収集し、かつ帰化申請などを取り扱う実務家の個別インタビューを行うことによって実務の状況を把握することができた。一方、当該年度後半から、研究対象を増やす機会に恵まれたので、オーストラリアとイギリスを訪れ、貴重な資料を入手することができた。1帰化の理想モデルを憲法学の観点から提案するという目的を達するために準備作業が修了した。2調査国として予定したスペイン及び日本の帰化制度を理解する基本的な情報を既に入手した。3スペインでは帰化申請を実務とする専門家とのネットワークを築いた。4従来、日本憲法学者からそれほど研究の対象とならなかった国籍離脱の自由に関する斬新な憲法解釈論を唱えた。5当初予定していなかった調査国を予算内で研究に追加することもできた。今年度は、当該研究課題に関する理論的構造の仕上がりに向けて主として文献を精読し論文の執筆を進めた。主たる成果として日本国憲法22条2項(国籍離脱の自由)に重点を置き、日本憲法学会では今まで提唱されていなかったこの基本的人権に対する新たな解釈を唱えた。従来の考え方では、国籍離脱の自由は、≪何人≫にも保障されているにもかかわらず、その享有主体は日本国民のみであると解すべきである、と諸論者の一致するところであった。そこで私は、この解説を踏襲しつつ、新たな角度からアプローチする形で、国籍離脱の自由はさらに外国人にも保障されている権利であると主張した。が、それは国籍離脱の自由は何人にも(外国人を含めて)日本国籍を付与される権利としてではなく、ある外国人が日本との間に深い結びつきがあると認められる場合、その個人に日本国籍への道を開かなければならない(国籍へのアクセスの制度化、すなわち帰化制度の設置)として解釈した。つまり、帰化を憲法上保障されている制度として論証することに成功した。研究の成果は“Naturalization as a Constitutionally Protected Institution: Revisiting Article 22.2 of the Japanese Constitution" OSAKAUNIVERSITYLAW REVIEW No. 64 (February 2017) 1-24において公表した。今年度は、他大学に異動する準備があったため、年度の後半は当該研究課題に専念することが十分できなかった。帰化は、日本国籍取得を内実とする制度である以上、外国人の人権保障ないし日本の政治機関に対する責任追及に関わる事項として極めて重要な憲法上の意義を有するはずである。にもかかわらず、戦後日本憲法学において、帰化は十分な憲法学上の研究対象となっていなかった。日本の憲法学者は帰化に対して、十分な関心を持たなかった原因として、国籍法律主義が採用されている以上、国籍取得に関する事項を決定するに当たって国会の広範な裁量権が認められることにある。しかし、最高裁の判例から導出できるように、国会に与えられた裁量は無限界ではなく、憲法上及び国際法上の諸要請を尊重しなければならない。本件研究において、スペイン、米国、英国、オーストラリア、イタリアの国籍・帰化制度を比較法の観点から検討し、日本国憲法の解釈論として、立法府が尊重しなければならない憲法上の要請を考察した。そこで、帰化を一種の制度的保障として構成し、その核心として次の2機能を指摘した。すなわち帰化は、1憲法上保護されている諸権利について完全な享有資格を取得する途として機能し、そして2国民になった個人の政治参加を可能にするものとして、いわゆる民主主義の赤字を是正する機能も果たす。

一方、本研究で明らかになった帰化制度の機能から導かれる結論として、日本国憲法22条2項が何人にも保障する国籍離脱の自由について、従来日本の憲法学によって行われなかったグ憲法解釈を提案した。国籍選択の自由という国際法上の原則を踏み台に、憲法22条2項は何人もの「帰化への権利」を保障していると解釈し、日本国籍にアクセスする権利を内容とするものとして、日本と密接な結びつきを持つようになった外国人が帰化のために国籍が定める諸要件を客観的に満たしたとき、国籍を取得する正当な期待として解されうる。その意味では、帰化への権利は、帰化申請に対する行政機関の裁量権を拘束する。比較憲法学上のアプローチを捉えつつ、従来の日本憲法学によってそれほど研究の対象とされなかった帰化の憲法上の位置付けを検討した。国籍法律主義を大前提とする従来の判例・通説から離れる捉え方として、帰化は、その核心は立法者によっても侵されない憲法上の制度であると主張し、帰化の果たすべき機能を検証した。一方、日本国家と密接な結びを有するようになった定住外国人が日本国籍へアクセスする権利を内実とする国籍離脱の自由(憲法22条2項)を新たな視座から捉えなおすことに成功した。その結果、帰化制度の設置(立法裁量)ないし帰化制度の運用(行政立法)はどの程度まで制約されるか、比較憲法学の観点から、明らかにした。次年度は、調査国として予定している米国の帰化制度を調査する。また、もう一つの調査国としてオランダを訪れる機会があるので、予算の許容する範囲でその可能性が実現可能か否かを検討する。新たな発展として、果たして「帰化へのアクセス権」という新たな概念は日本国憲法22条に関する日本国憲法論としての妥当性をさらに検証したい。1現在は2つの新たな学術論文(スペインにおける帰化制度の動向)(憲法学から見た帰化制度の比較的研究:日本、イギリス、オーストラリア、及びイタリアを手がかりに)の執筆中であり、来年に公表する予定である。2来年度は、研究の対象として米国とカナダを訪問し資料収集を行う予定である。憲法当初予定していた研究課題に関する研究会を開催することができなかったため。近々発刊予定の英語書籍「Japanese Law froma comparative perspective」の執筆に予定していたより多くの時間がかかったことにより、計画していた海外調査を実施することが出来なかったため。研究会の開催に使用する。
トリチウムの閉じ込めに関わる高濃度トリチウム水及び有機物の化学的現象の解明

高濃度トリチウム水の金属腐食挙動に関し、界面の腐食により水素が発生し、その水素が金属内へ侵入透過することを明らかとした。高濃度T水によるステンレス鋼腐食の研究に関しては、トリチウム(T)が存在すると、不動態が形成されるまでにより多くの時間と溶存酸素が必要である事を明らかとした。トリチウム水処理用化学交換塔の高分子材の耐放射線性データを取得し、1000kGyまでの電子線照射でも大きな劣化は生じないこと、高濃度トリチウム水浸漬による劣化は、水の放射線分解により生じるラジカルは寄与しないことを明らかとした。また、無機担体をベースとした疎水性白金触媒を用いたT及び有機T酸化反応のデータ整備を進めた。水処理用化学交換塔の充填長100cm,水素ガス流量が5L/minの条件で、軽水素とトリチウム間の同位体分離係数が19200に達することを実証した。更に、解析モデルを開発し、実験データとよく一致することを示した。本解析モデルを用い、システム設計を行った。高分子材、ポリイミド、セルロース、ポリプロピレン中のトリチウム水の透過挙動及びトリチウム水の溶解量を測定し、T水蒸気の透過率の活性化エネルギーはそれぞれ-5.0kJ/mol、5.2kJ/mol、10kJ/mol、トリチウム水の溶解エンタルピーは-34kJ/mol、-36kJ/mol、-30kJ/mol、拡散の活性化エネルギーは29kJ/mol、41kJ/mol、40kJ/molであることを明らかにした。ステンレス酸化膜における水素同位体滞留・放出挙動に関して、酸化膜内部・バルクに水素同位体が捕捉され、その放出過程は、酸化膜の分解に伴い変化することを解明した。本研究では、核融合炉の真空容器から排出されるトリチウム(T)閉じ込めに関わる高濃度トリチウム水及び有機物の化学的現象の解明を目的に、T水及び有機Tの機能的閉じこめ技術に関する研究、T水及び有機Tが物理的閉じこめ障壁に与える影響の解明、を通して、核融合炉への安全設計に資するデータベース構築を行う。研究の具体的課題は、T水及び有機T中から、環境放出レベルまでTを連続回収する、特に化学交換塔等による水処理技術開発、ステンレス等閉じ込め金属構造材への腐食、金属及び高分子への透過挙動の解明である。本計画研究では、高濃度トリチウム(T)水及び有機物の化学的現象の解明を目的に、T水及び有機Tの機能的閉じこめ、T水及び有機Tが物理的閉じこめ障壁に与える影響の研究により、核融合炉の安全に係わるデータベースを構築するものである。本19年度においては、高濃度トリチウム水が物理的閉じ込め障壁に与える影響として、容器材料のトリチウム水による腐食に注目し、放射線分解による生成物の分析、液性の経時変化について、これまでの成果をレビューし、研究計画を構築した。また、金属表面(純鉄)からの水・水蒸気へのトリチウム移行挙動を測定し、初期に水素として、時間の経過と共に水として移行するという複雑な挙動を見い出した。ステンレス綱のトリチウム透過現象研究に関しては、ステンレス鋼にイオン注入された重水素の脱離挙動を測定し、金属表面に形成される酸化膜の状態に大きく影響されること、酸化被膜形成に温度依存性があることを見いだした。有機物とトリチウムの相互作用に関する研究に関しては有機膜におけるトリチウム水蒸気の透過挙動を調べるために、透過実験装置を製作し、今後の実験計画を構築した。トリチウム水の機能的閉じ込めに関しては、固体電解質を用いた高濃度トリチウム水電解において、電極での反応が性能に大きな影響を与えることを明らかにした。トリチウム水の機能的閉じ込めの中心となる水-水素化学交換法による水同位体分離に関しては、二重温度二重圧力水-水素化学交換法を発案し,分離性能を解析により評価した。

さらにドイツ・カールスルーエ研究所において、大型(55mmφx2m)化学交換塔を用いたトリチウム分離実験を行いデータを得るとともに、装置の大型化に伴い液分散性に問題が生じることを見いだした。また原型炉での大量水同位体分離が可能な、ゼオライト系吸着材を用いた同位体水分離技術の基礎研究(吸着材の特性測定)を開始した。原子力機構においては、吸着法トリチウム水処理システムの開発の一環として、ゼオライト吸着剤のシリカアルミナ比の変化による同位体分離性能及び脱水性能の変化についてデータ取得をした。また、化学交換法水処理システムで用いられる高分子電解膜の放射線照射による耐久性データを取得した。高濃度トリチウム水中における金属の腐食挙動の研究に関しては、電気化学測定装置を整備し、4500Bq/ccまでのトリチウム濃度では、腐食電位、腐食電流密度等の腐食速度を予測する値に違いがないことを観測した。名古屋大学においては、内径5.5cm,充填長1.5mの化学交換塔を用いて行った軽水素-トリチウムの水同位体分離データを取得し、また、「通り抜け段モデル」による解析により、流下水のチャンネリングの効果が分離性能に影響することを示した。さらに、化学交換塔で重要な、水-水素反応のための白金触媒の性能を測定し、触媒の表面積率および平均滞留時間による反応効率の予測式を導出した。富山大学においては、実験に使用する4.1MBq/ccのトリチウム水を調製するとともに、ポリプロピレン膜(膜厚6μm)中の水蒸気の透過挙動(室温)測定を開始した。静岡大学においては、水素同位体滞留量に及ぼす金属酸化膜形成温度について検討し、形成温度が高くなるに従って滞留量が増加すること、酸化膜としてFe_2O_3とFeOが形成しており、この化学状態が滞留挙動に大きく影響していることを示した。原子力機構においては、トリチウム水処理用化学交換塔の電解システムに使用する高分子材につき、耐酸性及び耐放射線性データを取得した。2年間にわたり高濃度硫酸に浸漬した結果、伸び率等の機械的特性に大きな変化が生じないことを明らかとした。1000kGyまでの電子線照射でも、電解膜のイオン伝導度及びOリングシールゴム材の柔軟性に大きな影響がないことを確認した。高濃度トリチウム水中(GBq/ccまで)における金属(SUS304)の腐食挙動の研究に関しては、防食上重要な金属表面の自然不動態化がトリチウム水によって阻害され、トリチウム濃度が高くなるほどその阻害が顕著に現れることを明らかにした。名古屋大学においては、化学交換塔の充填長が60cmおよび100cm,水素ガス流量が5,6,8L/minの条件で、軽水素とトリチウム間の同位体分離実験を実施した。「通り抜け段モデル」による計算値と実測値がよく一致することから、モデルの妥当性を検証した。充填長100cm,水素ガス流量5L/minの条件では、19200という非常に大きなトリチウム分離係数を実現した。富山大学においては、ポリプロピレン(以下,PPとする)中のトリチウム水の透過挙動及びPPへのトリチウム水の溶解量を測定し、PP中の透過の活性化エネルギー:10kJ/mol、PPへのトリチウム水の溶解エンタルピー:-30kJ/mol、拡散の活性化エネルギー:40kJ/molの基礎データを得た。