hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近代臨床医学成立過程における疾病概念の再構築に関する研究

第2期(1500年頃):印刷出版を前提として書かれた。この時期まではフランスとイタリアの著者が多い。第3期(1630年頃):ゼンネルト『医学実地』全6書以降。ドイツとオランダの著者が多くなった。第4期(1710年頃):ブールハーフェ『箴言』以後。18世紀後半に疾病分類学書に置き換えられ、18世紀末のブルセリウスの『医学実地教程』が最後となった。医学実地書の多くは、頭から足まで部位別の疾患+熱病という原初形を維持した。この間、人体の構造と機能について理解は数多くの発見により深まったが、それが疾患の理解には大きな変化がなかったことを意味する。西洋医学においては、古代から疾患の原因は体液の不均衡に求められ、19世紀になって臓器の病変や細胞の病的変化に、あるいは外来の病原体に求められるようになった。その変化の過程を明らかにするために、歴史上の医学書を収集して内容を分析した。サレルノ医学校は10世紀後半に南イタリアのサレルノに生まれた医学教師のゆるやかな共同体で、明確な学校組織や校舎を持たなかったが、「アルティセラ」による理論的な医学教材および実用的な教材である医学実地書を編んで、その後のヨーロッパの医学教育の枠組みを作り上げた。医学理論書としては後にアヴィケンナの『医学典範』のラテン語訳がよく用いられるようになり、16世紀後半のフェルネルの『医学』(1554)以降はさまざまな著者が5部構成(1生理学、2病理学、3徴候学、4健康学、5治療学)の医学理論書を著した。その生理学は古代のヒポクラテスとガレノス以来の体液理論を基本としていたが、18世紀初頭にブールハーフェの『医学教程』(1708)は体液節を排して機械論的な生理学を試みた。個別の疾患を扱う実用的な医学書は11世紀頃にサレルノ医学校の医師ガリオポントゥスによって初めて書かれ、原則として頭から足まで身体の部位別の疾患と全身性の熱病を扱った。ブールハーフェの医学実地書の『箴言』(1709)は、疾患を症状・病態により配置する新しい形式を試行し、それが発展して18世紀後半に疾患を症状・病態により分類するソヴァージュの疾病分類学として結実した。19世紀に入ると医学理論と医学実地からなる医学教育の枠組みはなくなり、基礎医学と臨床医学からなる新しい医学教育の枠組みが成立した。今回の研究は、18世紀以前の疾病概念の構造とその変遷、およびそれを支えたヨーロッパの医学教育の枠組みを明らかにした。11世紀から19世紀までの欧米で個別の疾患を扱う医学書を収集・分析し、19世紀の医学の変革期における疾病概念の変化を明らかにした。個別の疾患を扱う医学書は18世紀以前には「医学実地書」と呼ばれ、95人による10編の医学実地書を収集し、4期に分けて内容と構成を調べた。最古の医学実地書はサレルノ医学校で書かれ、頭から足までの部位別の疾患と熱病を収載する基本型であった。18世紀までの医学実地書の変化は緩やかであったが、18世紀末から19世紀にかけて内容と構成が大きく変化し、1疾病分類型、2折衷型、3器官系統型、4感染症重視型と急速に変化し、疾患概念が大きく変化したことが示された。18世紀以前の医学実地書について分析し、日本医史学会総会で発表を行い、論文を投稿中である。医歯薬学18世紀以前の医学教育において、医学実地とともに重要な学科であった医学理論の教材について資料収集と分析を進めていく。18世紀以前の臨床医学の代表例として17世紀前半のゼンネルトについて研究し、生涯と業績について論文を刊行した。さらに18世紀以前の医学実地書について分析し、日本医史学会総会での発表と論文の刊行を予定している。
大都市圏における地価の変動と波及の権造

大都市圏(首都圏及び大阪圏)における地価の時間的変動と空間的(地域間)波及の構造を理論的・実証的に分析しつつ、土地政策のあり方を追求することが本研究の目的であるが、そのために(1)平成2・3年度に作成した公示地価に関するデータベースを拡充しつつ、東京圏については1976年より1990年、大阪圏については1981年より1990年の年次別地価関数を推定して、各都市圏における地価匂配が時間的にまた空間的にどのように変化し、波及したかを明らかにすることができた。その結果、相対的に安定的な地価匂配構造がいわゆるバブルの時代に大きく乱れ、その後ふたたび元の構造へ房りつつあることが読みとれる。都市圏内における空間的波及については、拡散方程式を用いた分析も行った。(2)バブルについて、その影響を把握するための理論的考察を行った。(3)社会資本整備の効果を測定するための理論モデルについて考察を行い、他方、ヘドニック・アプローチによる実証に関する理論的問題点について解明した。(4)分讓住宅マンション及びオフィス・フロアに関して、ヘドニックアプローチによる実証分析を行い、両者の価格がどのように決定されているかについて分析した。(5)都市圏(東京・大阪以外の全国の都市圏)について、その最高地価と都市成長との関係について分析を行った。(6)最近時の地価高騰時に、どのような地価対策が実施されたかについて、その経緯を明らかにし、有効な土地政策のあり方について考察を行った。大都市圏とくに首都圏及び大阪圏において,地価の時間的変動と空間的波及がどのように進行したかを計量モデルを用いて実証的に分析しつつ土地政策のあり方を追求することが本研究の目的であるが,そのために(1)首都圏と大阪圏の地価公示の地点すべてについて,公示地価と地点属性情報をデ-タとしてインプットし,地価デ-タベ-ス(198190)を作成した。さらに,同デ-タベ-スを用いて予備的地価関数を推定し,公示地点の移動に伴う欠損値の補間を行いつつ,各年次毎に都市圏の地価関数(地価勾配)を再推定し,パラメ-タの変化によって,地価構造がどのように変化しているかを明らかにし,また首都圏と大阪圏との違いを分析しつつある。(2)地価には公示地価以外に,路線価,固定資産税評価額等いくつもの地価が存在している現実にもとづき,地価評価の実態を把握するため不動産鑑定士からヒアリングを行い,あるべき地価を解明しつつある。(3)大都市圏間の地価格差が変化していることを考慮して,地価格差がいかなる要因によって生じているかを,過去の研究を整理しつつ,分析を試みた。(4)土地政策審議会及び税制調査会における土地政策の審議経過及びその報告の意義と問題点を分析・評価するため,長谷川徳之輔氏及び税調土地政策小委員会委員長・石弘光教授からヒアリングを行い,わが国における土地政策のあり方について研究を深めた。(5)地価の変動・波及は,都市化・住宅供給・社会資本整備等とそれらを規定する都市政策・地域政策・住宅政策等と深い関係にあるので,諸外国における実態を研究しつつ,わが国の土地政策のあり方について研究を深めた。大都市圏(首都圏及び大阪圏)における土地の時間的変動と空間的波及を計量モデルによって実証的に分析するために、(1)昨年度に作成した地価に関するデ-タベ-スを拡充しつつ両都市圏について、年次別に地価関数を推定した。それによって、今回の地価高騰が都心から郊外に向かって、時間的遅れを伴って波及した構造が精密に分析できるようになった。(2)都市圏内の空間的波及について、物理学における拡散方程式の適用が試みられ、近似計算としては優れた結果が得られた。この方法と動学的経済モデルとが対比される予定である。(3)地価上昇が住宅価格にどのような影響を及ぼすかを見るために、大阪圏における分譲マンションの価格をヘドニック・アプロ-トによって分析を試みた。この研究はデ-タを拡充しつつ続けられる予定である。

(4)地価上昇がオフィスのフロア賃貸料に及ぼす影響についても、ヘドニック・アプロ-チによる分析を試み、興味ある結果が得られているので、さらに分析を深める予定である。(5)地価対策を中心とする土地政策及び都市政策のあり方を追及するため、土地税制については関係者のヒアリングを行い、また外国の土地政策の比較研究も行っている。(6)社会資本、特に交通投資の便益と地価との関係について、理論的・実証的分析を行っており、一定の成果が得られつつある。(7)バブルの終熄に伴い、金融緩和、バブルの地価に及ぼした影響について、地価理論及び金融理論の両面の研究を進めている。大都市圏(首都圏及び大阪圏)における地価の時間的変動と空間的(地域間)波及の構造を理論的・実証的に分析しつつ,土地政策のあり方を追求することが本研究の目的であるが,そのために(1)平成2・3年度に作成した公示地に関するデータベースを拡充しつつ,東京圏については1976年より1990年,大阪圏については1981年より1990年の年次別地値関数を推定して,各都市圏における地価勾配か時間的にまた空間的にどのように変化し,波及したかを明らかにすることができた。その結果,相対的に安定的な地値勾配構造がいわゆるバブルの時代に大きく乱れ,その後ふたたび元の構造へ房りつつあることが読みとれる。都市圏内における空間的波及については,拡散方程式を用いた分析も行った。(2)バブルについて,その影響を把握するための理論的考察を行った。(3)社会資本整備の効果を測定するための理論モデルについて考察を行い,他方,ヘドニック・アプローチによる実証に関する理論的問題点について解明した。(4)分譲住宅マンション及びオフィス・フロアに関して,ヘドニックアプローチによる実証分析を行い,両者の値格がどのように決定されているかについて分析した。(5)都市圏(東京・大阪以外の全国の都市圏)について,その最高地価と都市成長との関係について分析を行った。(6)最近時の地価高騰時に,どのような地値対策が実施されたかについて,その経緯を明らかにし,有効な土地政策のあり方について孝察を行った。
関節リウマチ滑膜に高発現するRasGRP4が滑膜増殖を促すメカニズムに関する研究

RasGRP4はマスト細胞、単球、好中球でRasを活性化するグアニン交換因子である。我々は、RA患者の線維芽細胞様滑膜細胞(FLS)にRasGRP4が高発現し、その増殖を促進することを明らかにした(Kono and Yasuda et al, Arthritis Rheumatol 2015)。今回の検討でRasGRP4-Ras-MAPK経路の活性化が明らかとなり、これをターゲットとした治療の可能性を検討した。Ras活性化を阻害するtipifarnibによって、FLS増殖が濃度依存性に抑制された(Shimamura & Yasuda et al,東アジアリウマチ学会2017)。関節リウマチ(RA)は慢性の関節滑膜の炎症と滑液貯留による関節痛、関節腫脹を特徴とする自己免疫性疾患である。メトトレキサートや生物学的製剤などによって関節予後は改善しているが、依然として寛解を得られない症例は5割程度存在することから新たな治療ターゲットの探索が待たれる。RasGRP4 (Ras-guanyl releasing protein 4)は主に血球系細胞に発現するRasの活性化因子であるが、我々は、RA患者の線維芽細胞様滑膜細胞(FLS)にRasGRP4が高発現し、その増殖を促進することを明らかにした。TNFα刺激によってRasGRP4の発現が亢進することから、本研究では、RasGRP4が下流のシグナル分子を活性化する経路について検討し、滑膜増殖を制御することを目的とした。RA滑膜におけるMAPK活性化の評価;RA滑膜におけるRasGRP4および下流のMAPKであるErkのリン酸化を組織染色によって検討した。MAPKが3種とも活性化されることも考えられ、p38 MAPKおよびJNKのリン酸化も検討した。結果、RAの滑膜組織の免疫組織化学標本においてRasGRP4、pERK、p-p38MAPKは滑膜組織表層のFLSの重層化している部分に高発現していた。HEK293細胞にRasGRP4を強制発現させることによりRaf/MEK/ERK、p38MAPK、JNKのリン酸化が検出された。継代を進めてRasGRP4の発現が低下したFLSにRasGRP4を強制発現することによってもERKおよびp38MAPKのリン酸化が検出された。治療ターゲットとしてのRasGRP4:マウスII型コラーゲン誘導関節炎(CIA)モデルにおいて、RasGRP4特異的siRNAを静注用試薬とともに静脈内投与することで関節炎スコアおよびmicro CT上での骨びらんを抑制することができた。細胞を用いたRasGRP4の下流シグナルメカニズムに関する検討は、比較的予想の範囲内で進捗しており、Erkのみならずp38MAPK, JNKのリン酸化も促すことが見出された。上流に関しては今後、細胞株を用いて探索するが、RasGRP4プロモーターアッセイに用いるベクターは構築済であり、比較的スムーズに検討が行えるものと想定している。ルシフェラーゼアッセイを用いるので、得られた数値の不安定性が懸念されるが、その場合は免疫沈降法など代替の手法によってTNFα刺激の下流で核内移行するNFkBとの結合を評価する。マウス関節炎モデルの系では、siRNAを2週間隔で2回投与した。優位な関節炎スコアおよびCT所見の改善が得られたものの、投与中止後に関節炎スコアは再度悪化した。今後は、投与スケジュールの改変またはRasの活性化を直接抑制する阻害剤の使用も検討したい。治療の進歩によって寛解や関節破壊の抑制が可能となってきているが、依然寛解を得られない症例は5割程度存在することから新たな治療ターゲットの探索が待たれる。RasGRP4 (Ras-guanyl releasing protein 4)は主に血球系細胞に発現するRasの活性化因子であるが、最近我々は、RA患者の線維芽細胞様滑膜細胞(FLS)にRasGRP4が高発現し、その増殖を促進することを明らかにした。本研究では、RasGRP4が高発現し、下流のシグナル分子を活性化する経路について検討し、滑膜増殖を制御可能かどうかについて明らかにすることを目的とした。結果、RAの滑膜組織の免疫組織化学標本においてRasGRP4、リン酸化ERK、リン酸化p38MAPKは滑膜組織表層のFLSの重層化している部分に高発現していた。今回、他のRasGRPファミリー分子のFLSにおける発現も検討したが、予想に反してRasGRP2もRA患者でmRNAレベル・蛋白レベルにおいて高発現していることが明らかとなった。RasGRP2は、血管内皮細胞や巨核球に発現、Rap1を主に活性化し、細胞接着や移動に関与することから、FLSにおいてはその強い組織への浸潤性にも関わる可能性が示唆された。

細胞を用いたRasGRP4の下流シグナルメカニズムに関する検討は、比較的予想の範囲内で進捗しており、Erkのみならずp38MAPK, JNKのリン酸化も促すことが見出された。上流に関しては今後、細胞株を用いて探索するが、RasGRP4プロモーターアッセイに用いるベクターは構築済であり、比較的スムーズに検討が行えるものと想定している。ルシフェラーゼアッセイを用いるので、得られた数値の不安定性が懸念されるが、その場合は免疫沈降法など代替の手法によってTNFα刺激の下流で核内移行するNFkBとの結合を評価する。FLSにおけるRasGRP2の高発現については予想外の結果ではあるが、線維芽細胞株の接着性・浸潤性を考慮すればRAの病態に関与していることが考えられる。ターゲットとしてのRasGRP4:マウスII型コラーゲン誘導関節炎(CIA)モデルにおいて、RasGRP4特異的siRNAを静注用試薬とともに2週間隔で2回尾静脈から投与することで、関節炎スコアおよび骨びらんを抑制することができたものの、投与中止後に関節炎は再度悪化した。RasGRP4の下流分子であるRasは、そのトランスロケーションを阻害するfarnesyltransferase inhibitor (FTI)による活性化抑制をうける。FTIの一種であるTipifarnibは、急性骨髄性白血病(AML)その他の癌腫で治験が行われ、RasGRP1高発現のAMLには有効であることが報告されたが、治療薬としては認可されていない。我々は、関節リウマチ患者由来FLSをTipifarnib存在下で培養し、その増殖をBrDU assayで定量したところ、濃度依存性の増殖抑制効果を確認した。Rasを活性化するグアニン交換因子の一種であるRasGRP4は当初マスト細胞でクローニングされたが、その後我々が単球での発現を(Hashimoto and Yasuda et al, Arthritis Res Ther 2011)、他のグループが好中球での発現を報告した。我々は、RA患者の線維芽細胞様滑膜細胞(FLS)にRasGRP4が高発現し、その増殖を促進することを明らかにした(Kono and Yasuda et al, Arthritis Rheumatol 2015)。TNFα刺激によってRasGRP4の発現が亢進することから、本研究では、サイトカイン刺激がRasGRP4の下流シグナル分子を活性化する経路について明らかにし、RasGRP4-Ras-MAPK経路をターゲットとした治療の可能性を検討した。RA患者由来FLSはサイトカインの非存在下で継代を重ねるとRasGRP4の発現は低下するが、継代を経たRA-FLSにTNF刺激あるいはRasGRP4発現ベクターを移入することでRasGRP4の下流シグナルの活性化を検討した。その結果、FLSにおけるRasGRP4強制発現によるErk, P38MAPKのリン酸化が示された。さらに、PCNAアッセイで測定したFLSの増殖能も上昇した。また、Rasの細胞膜への局在を阻害するファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤(FTI)によるFLS増殖抑制の可能性を検討した。FTIとしては、白血病をはじめ多くの治験がなされているtipifarnibを用いた。
家兎培養滑膜細胞の増殖を抑制する神経ペプチド間の情報伝達クロストークの解析

サブスタンスP(SP)(10^<-6>、10^<-5>および10^<-4>M)は培養滑膜細胞の増殖過程において、培養開始14日以降のA細胞の増殖を促進し、B細胞の増殖を抑制した。この反応はニューロキニン-1(NK-1)受容体阻害薬であるGR82334(10^<-6>M)の処置によりほぼ完全に消失し、また、GR82334はそれ自身では両滑膜細胞の増殖速度に対してなんの単独作用も示さなかった。一方、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)(10^<-6>M)は、単独作用を示さず、SPの両滑膜細胞における増殖修飾作用を著明に抑制した。次に、培養開始7-14日後の滑膜細胞にSPを投与し、滑膜細胞における活性酸素産生反応をARUGS-50高感度カメラ装着顕微発光画像解析システムとルミノール発光法を用いて定量的、視覚的に測定を行なった。SP(10^<-6>および10^<-5>M)は培養滑膜細胞に対して活性酸素産生反応を濃度依存性に誘導したが、単一滑膜細胞当たりの活性酸素産生量はプロテインキナーゼC刺激薬であるホルボールエステル(PMA、10μg/ml)投与時の約10分の1であった。このSP誘発活性酸素産生反応はGR82334(10^<-6>)およびCGRP(10^<-5>M)の処置によりほぼ完全に消失した。加えて、SP(10^<-6>および10^<-5>M)を培養滑膜細胞に投与し活性酸素産生反応を誘導する際の細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)の変化を、ARGUS-100高感度カメラ装着Ca^<2+>濃度測定システムとfura2-AM蛍光法を用いて測定した。培養滑膜細胞がSP(10^<-6>M)刺激により一過性の[Ca^<2+>]_i上昇を示した。これらのSP刺激により誘発された[Ca^<2+>]_i上昇を伴う活性酸素産生反応は、同様にGR82334(10^<-5>M)およびCGRP(10^<-5>M)の処置によりほぼ完全に消失した。以上の結果により、関節滑膜の異常増殖とその滑膜細胞により産生される活性酸素によって生じる関節破壊において、神経終末から遊離されるSPはNK-1受容体に結合後、おそらくIP_3産生を介した細胞内Ca^<2+>濃度を引き起こし、NADPHオキシダーゼを活性化することにより活性酸素を産生しCGRPは生体内でこれを調節しているものと考えられた。これを制御することにより、慢性関節リウマチに対する知覚神経機構に立脚した新しい治療法が可能となることが予想される。

以上の結果により、関節滑膜の異常増殖とその滑膜細胞により産生される活性酸素によって生じる関節破壊において、神経終末から遊離されるSPはNK-1受容体に結合後、おそらくIP_3産生を介した細胞内Ca^<2+>濃度を引き起こし、NADPHオキシダーゼを活性化することにより活性酸素を産生しCGRPは生体内でこれを調節しているものと考えられた。これを制御することにより、慢性関節リウマチに対する知覚神経機構に立脚した新しい治療法が可能となることが予想される。
植物進化の環境適応形態を模擬したコンパクト受光システムの開発

環境に適した植物の多様な形態と受光密度の関係を数値実験で調査して,これを模擬した受光システムの分散配置を計画した。また、環境条件(全天日射量,直達光と拡散光の割合,外気温度,風や降雨量,積雪量,他の物体による影など)を考慮した,受光密度の最大化目的下での最適な受光体の分散配置の計画,すなわちコンパクトな受光システムを達成した。植物進化の環境適応形態を模擬したコンパクト受光システムの開発により、以下の結果を得た。本研究では,現実に近い高等な植物の受光形態を模擬するために,複雑な分岐構造を記述できるL-Systemの考え方を導入した。これにより,環境条件(全天日射量,直達光と拡散光の割合,外気温度,風や降雤量,積雪量,他の物体による影など)を考慮した,受光密度の最大化目的下での最適な受光体の分散配置の計画,すなわちコンパクトな受光システムを達成することができた。また、最終年度には以下の成果を得ることができた。○植物シュートを模擬した受光面の受光量試験夏季の太陽の位置は,仰角・方位角共に移動範囲が広い。一方,冬季では仰角・方位角の移動範囲が狭いことから,植物シュートで日射を最大に受ける最適形態は,受光面(葉)の仰角が小さくなるように配置される。ただし受光面が複数ある場合,重なりを避けるために方位角を広くとるように配置される結果も予想される。このような特徴を持つシュート形態の受光量を,数値実験から見積もった。○設置スペースのコンパクト化に関する評価数値実験で得た,植物シュート形態の最適解に基づいて,受光面を分散配置したときのソーラー発電システムについて,設置スペースを評価した。この結果から、植物形態を模擬した受光システムが開発されると,従来の平板タイプの太陽電池モジュールの設置スペースと比較して大きくコンパクト化が達成されることがわかった。現在普及している太陽電池モジュールなどの受光体は,大きな受光量を得るのに広い設置面積を要する。さらに,太陽電池などの受光システムは,太陽(光源)の位置のほかに,天候(直達光と拡散光の割合,日射量)や気温(太陽電池の場合は発電効率)などの環境条件からも影響を受ける。そこで本研究では,環境に適した植物の多様な形態と受光密度の関係を数値実験で調査して,これを模擬した受光システムの分散配置を計画する。環境に強く依存する植物の形態情報を参考として,受光システムの分散配置を最適化する点に,本研究の学術的な特色がある。指向性が小さく,周囲の環境に最適な受光システムが構築されると,従来の平板型の受光体と比べて設置スペースがコンパクトとなる。したがって,都市部や住宅街などの密集地での太陽電池の普及のほか,熱ふく射交換器や受信アンテナ技術での画期的な性能の向上が予想される。これまでに,葉の形態と光合成速度の関係を調査するために,モンテカルロ法および遺伝的アルゴリズムを用いた,植物シュートの受光量解析アルゴリズムを開発した。本研究ではさらに現実に近い高等な植物の形態を模擬するために,複雑な分岐構造を記述できるL-Systemの考え方の導入を試みた。これにより,2次元ではあるが,環境条件(全天日射量,直達光と拡散光の割合,外気温度,風や降雨量,積雪量,他の物体による影など)を考慮した,受光密度の最大化目的下での最適な受光体の分散配置の計画,すなわちコンパクトな受光システムの達成に近づくことができた。L-systwmの導入により,植物の枝分かれに関するフラクタルを表現できるようになったため。コンパクト受光システムの評価,および受光面の温度抑制効果に関する実験を実施する。さらに,本研究の成果を学術講演会,国際会議,論文等で発表する。研究計画書の通り,実験および成果の報告を行う。
ブレオマイシン肺線維症のトリガー新規TGF-β遺伝子の働き

ブレオマイシン(BLM)は、精巣癌などの治療に用いられる優れた抗癌剤であるが、副作用として重篤な肺線維症を引き起こすため、その使用には常に制限が伴う。これまで、ヒト肺正常線維芽細胞(WI-38)にBLMを投与した際に引き起こされる遺伝子発現の変化を、Differential Display(DD)法により調査した結果、transforming growth factor β(TGF-β)のsuperfamilyに属すると考えられる遺伝子の発現が昂進することを発見した。RT-PCRにより、BLM投与後、約3時間後から本遺伝子の発現が昂進することを明らかにしている。本研究では、本遺伝子とBLM肺線維症の関係を明らかにすることを目的とした。DD法により得られた遺伝子は、その3'末端の一部の配列であったため、まず、全長型遺伝子を5'-RACE法によりクローニングすることを試みた。3'末端配列の情報に基づき、遺伝子特異的プライマー(GSP)を数種類作成後、Smart RACE cDNA Amplification Kit (Clontech)を用いて5'-RACEを行った結果、全長型遺伝子と考えられる断片を得ることができた。シークエンシングの結果、得られた遺伝子の3'末端配列は、TGF-βsuperfamily遺伝子と相同性を示したが、その5'側の配列はDatabase上の遺伝子と明確な相同性を示さなかった。現在、得られた全長型遺伝子を発現ベクターpcDNA 3.1(Invitrogen)に導入し、本遺伝子の過剰発現が線維芽細胞に及ぼす影響を調査している。また、得られた全長型遺伝子が目的の遺伝子でない場合も考慮し、5'-RACEによるクローニングも並行して行っている。ブレオマイシン(BLM)は、扁平上皮癌や精巣癌などの治療に用いられる優れた抗癌剤であるが、副作用として重篤な肺線維症を引き起こしやすいため、その使用には制限が伴う。これまで、ヒト肺正常線維芽細胞(WI-38)を用いて、BLM投与時に引き起こされる遺伝子発現の変化を蛍光Differential Display法により解析した結果、transforming growth factor β(TGF-β)のsuperfamilyに属すると考えられる遺伝子の発現が、BLMにより誘導されることを明らかにした。しかしながら、これまでクローン化したのは3'側の一部の遺伝子であったため、本研究においては、その全長型cDNAをクローニングし、本遺伝子の機能と肺線維化との関わりを明らかにすることを目的とした。
ゼブラフィッシュの胚発生において特異的に発現する糖鎖の検索とその構造解析

1.ゼブラフィッシュの受精卵を種々の時間培養して胚発生を進行させた後に、各発生段階の卵を調製した。この受精卵からヒドラジン分解とピリジルアミノ化法の組み合わせによって蛍光標識した糖蛋白質糖鎖を調製する方法を確立した。2.受精後すぐから48時間後に孵化するまでの受精卵に存在する糖蛋白質糖鎖の構造解析を行ったところ、マンノース9個を持つオリゴマンノース型糖鎖が最も多く存在しており、その他にもマンノース7から8個やマンノース9個にグルコース1個を持つオリゴマンノース型糖鎖も相当量存在していることを発見した。しかしこれら受精卵中に比較的多量に含まれる糖鎖は、分析した胚発生時期には顕著な量的変化は示さなかった。一方、微量糖鎖は他種類観測された。それら微量糖鎖の中には、発生の進行とともに顕著な量的増減を示す物があった。3.以上のように観測された糖鎖が受精卵中の、どの部位に由来するのかを解析するために、受精卵の微小解剖の方法を確立した。受精卵を被う卵膜を切り取って除いた後、卵黄と細胞を分離し、胚細胞を精製した。この精製した胚細胞を用いることにより、胚の分化発生に直接関わっている糖鎖の解析が可能となった。
ＡＳＴＲＯ－Ｈ衛星の超高分解能分光観測による中性子星のコンパクトネスの研究

中性子星低質量X線連星系LMXBは、太陽質量以下の比較的軽い星と、中性子星との連星系で、伴星から絶えず中性子星に質量降着が起きている。伴星からの降着物質は、角運動量を保持したまま降着し、降着円盤を形成する。また、この系に属する中性子星は磁場が弱いため、降着物質は中性子星表面に堆積し、臨界温度を超えると核融合反応を起こし爆発する(Type-Iバースト)。伴星からの降着物質が主に水素であるため、中性子星表面は陽子過剰な環境であることが期待され、このような環境下で核融合反応が起こると、早い陽子捕獲反応(rp-過程)が進行し、Z50の重元素が生成されることが理論的に示唆されているが、直接的な証拠は得られていない。LMXBはスペクトル形状から、ソフト状態とハード状態に分けられる。ソフト状態は、降着円盤からの軟X線放射(主に10 keV以下)が卓越している時期であり、ハード状態は、中性子星表面もしくは円盤からの黒体輻射が中性子星周辺に存在する希薄な高温プラズマ(コロナ)によって逆コンプトン散乱されて、硬X線で明るい時期に対応する。これまでの研究から、LMXBの観測スペクトルは、どちらの状態においても大局的には、降着円盤から放射と、コンプトン散乱された2つの成分で説明できることが知られている。しかし、典型的な中性子星LMXBであるAql X-1のエネルギースペクトルのおよそ30 keV付近に、前述の2つの成分では説明できない超過構造があることを私たちは見つけた。そこで、この構造がrp-過程で生成された元素からのK殻放射である可能性について、定量的に検討した。スペクトル解析の結果、K吸収端のエネルギーが26keV、電子温度が11 keVの再結合放射で矛盾無く説明できることがわかった。またこの結果は、先行する理論研究ともよく合う結果であった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。中性子星(NS)低質量連星系(LMXB)は、太陽質量以下の恒星とNSとの連星系で、伴星から絶えずNSに質量降着が起きている。降着物質は、NS周辺に降着円盤を形成する。また、比較的磁場が弱いため、物質は最終的にNS表面に堆積し、臨界温度を超えると核融合反応を起こし爆発する。NS LMXBのスペクトルは、円盤からの黒体輻射とNS表面からの黒体輻射がNS星周辺に存在する希薄な高温プラズマで逆コンプトン散乱された2つの成分で説明できることが先行研究から知られている。しかし、典型的なNS LMXBであるAql X-1の約30 keVに、前述の2つの成分では説明できない超過構造があることを見つけた。伴星からの降着物質の主成分は水素なので、NS大気は、陽子が豊富な環境にある。このような環境下で核融合反応が起こると、早い陽子捕獲反応(rp-process)で原子番号Z=52付近までの重元素が合成されることが知られているので、構造を説明する一つのシナリオとして、その構造のモデリングから重元素存在の可能性を調査した。本研究で分光観測から、重元素存在の証拠を得ることができれば、核融合反応の直接的な証拠の発見につながり、またエネルギーの赤方偏移を測定することで、NSのコンパクトネスを決定することができる。今年度は30 keVの構造に対して、gaussianモデルと再結合放射モデルを適応して説明を試みた。その結果、両モデルでスペクトルをよく説明できた。典型的なNS表面での重力赤方偏移を考慮して、重元素は水素様まで電離していると仮定すると、元素輝線を想定した場合では、gaussianの中心値から想定される元素は、rp-process元素では説明できなかった。一方、再結合放射モデルの場合、K吸収端のエネルギーから想定される元素はZ=48-51となり、rp-process元素と矛盾しなかった。当初予定していた、ASTRO-H衛星による中性子星のコンパクトネスの研究は、ASTRO-H衛星の事故により実施することができなくなった。そこで、「すざく」衛星のアーカイブデータを用いて研究を進めることとした。今年度は、典型的な中性子星LMXBであるAql X-1のスペクトルを詳細に解析し、30 keVに存在する構造のモデリングと有意度の検証を行うことができた。この構造の解釈はまだ定まっていないが、rp-processで生成される元素で矛盾しないことまで確かめることができたので、概ね順調であると言える。中性子星低質量連星系(NS-LMXB)は、太陽質量以下の比較的軽い星と、中性子星との連星系で、伴星から絶えず中性子星に質量降着が起きている(Type-Iバースト)。また、降着物質は中性子星表面に堆積し、臨界温度を超えると核融合反応を起こし爆発する。NS-LMXBはスペクトル形状から、ソフト状態とハード状態に分けられる。ソフト状態は、降着円盤からの軟X線放射が卓越している時期で、ハード状態は、中性子星表面もしくは円盤からの黒体輻射が中性子星周辺に存在する希薄な高温プラズマ(コロナ)で逆コンプトン散乱されて硬X線で明るい時期に対応する。

これまでの研究から、NS-LMXBの観測スペクトルは、どちらの状態においても、大局的には、降着円盤からの放射と、中性子星表面からの黒体輻射がコロナで逆コンプトン散乱された2つの成分で説明できることが知られている。しかし、典型的なNS-LMXBであるわし座(Aql) X-1のおよそ30 keV付近に、前述の2つの成分では説明できない超過構造があることを私たちは見つけた。この構造がType-Iバーストにより生成された重元素由来であることが、分光観測から証明できれば、初めて元素合成の直接的な証拠が得られることになる。また、この元素起源の構造のエネルギーの重力赤方偏移から、中性子星のコンパクトネスを調べることができる。当初予定していたASTRO-H衛星は、姿勢系の事故により失われ、データを使うことができなくなったので、この構造を使って研究を継続することとした。昨年度、この構造がGaussianモデルまたは再結合放射モデルで、統計的に矛盾なく説明できることがわかったので、今年度は、この2つのモデルに対して、考えられるシナリオを考察した。構造を説明する2つのモデルについて、それぞれ考えられるシナリオの考察まで完了した。それぞれの定性的なシナリオは以下の通りである。(1) Gaussianモデル:大気中にある中性もしくは電離した重元素からのK輝線放射。(2)再結合放射モデル:なんらかの原因により電離した重元素が、大気中の自由電子を捕獲してX線を放射。現在、Aql X-1に関する解析結果を論文にまとめている。このように、研究としては成果をまとめる段階にあるので、進捗は概ね順調であると言える。中性子星低質量X線連星系LMXBは、太陽質量以下の比較的軽い星と、中性子星との連星系で、伴星から絶えず中性子星に質量降着が起きている。伴星からの降着物質は、角運動量を保持したまま降着し、降着円盤を形成する。また、この系に属する中性子星は磁場が弱いため、降着物質は中性子星表面に堆積し、臨界温度を超えると核融合反応を起こし爆発する(Type-Iバースト)。伴星からの降着物質が主に水素であるため、中性子星表面は陽子過剰な環境であることが期待され、このような環境下で核融合反応が起こると、早い陽子捕獲反応(rp-過程)が進行し、Z50の重元素が生成されることが理論的に示唆されているが、直接的な証拠は得られていない。LMXBはスペクトル形状から、ソフト状態とハード状態に分けられる。ソフト状態は、降着円盤からの軟X線放射(主に10 keV以下)が卓越している時期であり、ハード状態は、中性子星表面もしくは円盤からの黒体輻射が中性子星周辺に存在する希薄な高温プラズマ(コロナ)によって逆コンプトン散乱されて、硬X線で明るい時期に対応する。これまでの研究から、LMXBの観測スペクトルは、どちらの状態においても大局的には、降着円盤から放射と、コンプトン散乱された2つの成分で説明できることが知られている。しかし、典型的な中性子星LMXBであるAql X-1のエネルギースペクトルのおよそ30 keV付近に、前述の2つの成分では説明できない超過構造があることを私たちは見つけた。そこで、この構造がrp-過程で生成された元素からのK殻放射である可能性について、定量的に検討した。スペクトル解析の結果、K吸収端のエネルギーが26keV、電子温度が11 keVの再結合放射で矛盾無く説明できることがわかった。またこの結果は、先行する理論研究ともよく合う結果であった。今年度はまず、前年度に行った「すざく」衛星のAql X-1のデータ解析結果を投稿論文としてまとめる。
土星の衛星タイタンで観測されたタイタンソリンの生成メカニズムの解明

土星の衛星タイタンの靄(タイタンソリン)の生成過程について、イオン分子反応を核とする研究を行うために低温移動管質量分析装置を新たに構築した。今回開発した移動管装置を用いて数torrオーダーのガスとイオンを反応させ、Associative charge transfer reaction (ACT)について研究を行う。低温移動管の性能を評価するために、低温領域におけるN_2^++N_2+He->N_4^++Heの反応速度定数を測定した。過去に報告されている値と一致したことから、低温領域の測定が可能となった。土星の衛星探査機カッシーニが衛星タイタン上空の大気成分を質量分析したところ、正イオンとしては窒素、メタン、ベンゼンなどm/z=350までの分子が観測され、負イオンとしては分子量がm/z=8000までの高分子が観測された。本研究では、タイタンの大気条件(組成、温度、圧力など)を実験室で再現し、正/負イオンが霧を形成する高分子化現象を解析することで、タイタンソリンの生成過程を明らかにすることを目的とする。そのために以下の、新規な低温移動管(イオンモビリティ)質量分析装置の作製に着手した。1)低温移動管分析装置の作製新規な移動管分析装置の設計、製作を行った。特に10Kまで温度可変である低温のコールドヘッドに取り付けたため、低温領域の測定が可能となる。移動管の透過効率が向上する新規なレンズを装着した。透過効率の向上はイオン軌道シミュレーションSIMIONで確認した。2)移動管と四重極質量分析計の結合低温移動管に四重極質量分析計を取り付け、特定のイオンのみの分析を可能とする装置の作製を行った。移動度の測定は移動管内の正確な滞在時間から求められる。このため、測定対照とするイオンだけの滞在時間が必要となる。異なる質量のイオンでも滞在時間が同じであれば、移動度の測定が困難となる。このため、選択したイオンのみが分析できる四重極質量分析計を購入した。移動管と四重極質量分析を結合するための新規なイオンレンズを考案し、作製した.現在、新規なイオン源の作製を行なっており、移動管装置に装着した後、低温における種々のイオンの移動度を測定する。本研究では、タイタンの大気条件(組成、温度、圧力など)を移動管内で再現し、正/負イオンによる高分子化現象を解析する。この結果を用いて、タイタンソリン(靄)を形成する生成過程を明らかにする。今年度は以下の様な、新規な低温移動管質量分析装置を作製し、性能評価を行った。低温のコールドヘッドに移動管を取り付け、移動管の温度を20Kまで低温にすることが可能となった。移動管に打ち込むイオン強度を増加させるための新規なレンズ系を考案、作製し、論文、学会発表を行った。2)移動管と四重極質量分析計の結合低温移動管に四重極質量分析計を取り付け、特定のイオンのみの分析を可能とする装置の改良を行った。このため、選択したイオンのみが分析できる四重極質量分析計を購入し、設置準備をした。3)移動度の測定Ar^+の移動度を測定した結果、過去の報告値を一致したため、移動管の性能が検証された。メタンの化学イオン化法により生成した種々イオンについても移動度を測定した。いずれのイオンについても室温と低温領域の測定を行った。本研究では、土星の衛星タイタンの大気条件(組成、温度、圧力など)を移動管内で再現し、探査機カッシーニで観測された、正/負イオンの高分子化のメカニズムを明らかにする。この結果は、タイタンソリン(靄)の組成や構造、生成過程の解明に繋がる。今年度は本研究室で作製した低温移動管質量分析装置の性能検証のために、イオン分子反応の速度定数の測定と反応温度の測定を行った。これらの結果より、低温におけるイオンと分子の三体衝突反応を研究するための実験装置が構築できた。1)移動管と生成物測定用質量分析装置の接続低温移動管と四重極質量分析計を接続することで、移動管の内部で起こっているイオン分子反応による生成物の測定が可能となった。移動管から出射したイオンが、大きなエネルギーを獲得した場合、イオンが解離するため、精確な分析が行えない。この問題点を解消するために、低エネルギーで質量分析計に接続する静電レンズ系を作製した。2)イオン分子反応の測定に関する性能検証

イオン分子反応の速度定数に関する性能を検証するために、窒素イオンと窒素分子の三体結合反応の速度定数を測定した。その結果、過去に報告されている値、k=1.9×10^<-29>cm^6s^<-1>(294K)と一致した。これにより、移動管内部の全圧と分圧、装置全般の確からしさが確認された。3)イオン分子反応の温度に関する性能検証反応温度を評価するために、移動管の外壁に設置した温度センサー値とイオン分子反応の反応温度に対する較正を行った。2)で測定したイオン分子反応の速度定数について、その温度依存性を測定した。移動管の温度を294Kから70Kまで変化させ、三体衝突反応の速度定数を測定したところ、過去の報告値と良い一致を示した。
オタマボヤ胚発生の記載と解析

本研究の対象生物であるオタマボヤは発生生物学的に様々な利点を備えており、実験動物化を目指して研究を行うことが本萌芽研究の目的である。以前の二年で、胚発生の基本的な記載が完了したのをうけて、本年度はオタマボヤを用いた遺伝子導入体、また、変異体作成への基本的技術を確立するために実験を行い以下の成果を得た。尾の筋肉で発現する遺伝子であるアクチンと脊索で発現するBrachyury遺伝子のプロモーターをゲノムからクローニングし、YFPタンパクに繋いで受精卵に注入したところそれぞれ筋肉と脊索で蛍光が観察された。このことはこれらのプロモーターが有効であることを示しているので、これらの遺伝子導入系統の確立を目指している。さらに遺伝子導入に関して効率化を図るために、トランスポゾンを用いる方法、そして、卵巣にDNAを注入することで多くの遺伝子導入体を一度に得る方法などを開発中である。また同時に変異体作成のスタートマテリアルとなる近郊系オタマボヤの確立も試みているところである。遺伝子導入体や突然変異体の維持には凍結保存が有効で有るが、その手段として精子の凍結保存法が可能であることがわかり、凍結融解条件の最適化を行った。この研究助成は本年が最終年度であるが、この研究によって得られた胚発生に関する詳細な情報や技術開発は、将来的に多くの人々に用いられる有益なデータになると考えている。本研究の対象生物であるオタマボヤは、発生生物学的にユニークな特徴を備えており、将来有望な実験動物となることが期待される。しかし、これまでオタマボヤの胚発生の解析はほとんど行われておらず基礎的データが欠けている。そこで本研究では、ワカレオタマボヤ(Oikopleura dioica)の胚発生を詳細に記載し基礎的解析を行うことを目的とした。この研究によって得られた胚発生に関する詳細な情報は、将来的に多くの人々にとって有益なデータになると考えている。本年度は、(1)初期卵割過程の卵割パターンの観察・記載、(2)各発生段階の形態の記述を行った。初期卵割過程の卵割パターンの観察・記載では、まず微分干渉顕微鏡を用いた写真撮影とタイムラプスビデオ撮影により、受精卵から32細胞期までの卵割パターンと割球配置の観察および記述を行った。次に、細胞膜染色を行い共焦点顕微鏡で、受精卵から32細胞期までの各ステージで3Dイメージを作成した。これらの結果、以前からの初期卵割過程の理解に一点誤りがあることが明らかになった。Delsman(1910)によると16細胞期から32細胞期への卵割時に植物極側後方の細胞は分裂しないとされていたが、私たちの観察の結果、16細胞期から32細胞期への卵割時にこの細胞は著しい不等分裂をして小さい割球と大きい割球に分裂することが分った。このことは、類縁のマボヤの卵割と比較して興味深い。各発生段階の形態の記述については、尾芽胚・幼生(ステージ1,3,6)・成体の構造を観察し連続切片を作成することにより、詳細な観察・記載を行い、基礎的データを収集した。本年度は、(1)原腸陥入と(2)神経管形成の記述を行った。原腸陥入の観察・記載では、まず微分干渉顕微鏡を用いた写真撮影とタイムラプスビデオ撮影により、32細胞期から64細胞期までの割球配置・細胞移動の観察および記述を行った。次に、細胞膜染色を行い共焦点顕微鏡で、時間的経過のイメージを作成した。これらの観察から、オタマボヤでは原腸陥入が非常に早いステージで起こることがはっきりと確認された。原腸陥入は二段階で起こり、32細胞期に8個の植物半球割球が陥入し、64細胞期に後方の4割球が陥入する。神経管形成の観察については、64細胞期以降の細胞分裂と細胞移動を上記と同様の方法で行った。32細胞期以降、植物半球前方の2つの割球は二回連続して前後軸に沿って細胞分裂した後、2x4列の細胞が胚表面から内部に向かって沈み込むことがわかった。ホヤ類の胚発生との比較によりこれがオタマボヤ類の神経管形成であることが推測された。昨年度の卵割パターンの観察とあわせ、本年の研究により、オタマボヤの初期胚発生の観察と記述がおおむね完了したことになる。

このことはこれらのプロモーターが有効であることを示しているので、これらの遺伝子導入系統の確立を目指している。さらに遺伝子導入に関して効率化を図るために、トランスポゾンを用いる方法、そして、卵巣にDNAを注入することで多くの遺伝子導入体を一度に得る方法などを開発中である。また同時に変異体作成のスタートマテリアルとなる近郊系オタマボヤの確立も試みているところである。遺伝子導入体や突然変異体の維持には凍結保存が有効で有るが、その手段として精子の凍結保存法が可能であることがわかり、凍結融解条件の最適化を行った。この研究助成は本年が最終年度であるが、この研究によって得られた胚発生に関する詳細な情報や技術開発は、将来的に多くの人々に用いられる有益なデータになると考えている。
コンクリート構造物の塩害劣化予測のモデル化

海水中の多種イオンを考慮したセメント硬化体の塩化物イオンの浸透性状を理解することを目的とし,NaCl,NaCl+Na2SO4,NaCl+MgSO4,人工海水の4種類の溶液にモルタル試験体を浸せきし,全塩化物イオン濃度の分布,内部の物質の分析をして各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なることを把握した.NaClと,NaClに硫酸塩が含まれる溶液および人工海水では塩化物イオンの浸透性状が異なる原因を熱力学的相平衡計算を利用し各溶液で生じている現象を整理した.各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なる原因は,セメント硬化体の極表層と海水中の多種イオンとの反応であることを把握した.本研究のイオン濃度は,海水の約3倍高い濃度であり,その場合は塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応は5つ要因があることがわかった.5つの要因は,カルシウム系の溶解,硫酸イオンによる二水セッコウの生成,硫酸イオンによるエトリンガイトの生成,マグネシウムイオンによるブルーサイトの生成,炭酸イオンによるアラゴナイトの生成である.塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応を考慮し,塩化物イオンの浸透を濃度拡散で簡易に表現し,境界条件である表面塩化物イオン濃度を時間変化させて予測する手法を提案した.浸せき期間が1453日のモルタル試験体が最も劣化していたNaCl+MgSO4溶液と,最も塩化物イオンの浸透が抑制されていた人工海水の溶液の全塩化物イオン濃度分布の実験結果を時間変化する表面塩化物イオン濃度を用いて予測可能であることを把握した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は海水が浸透したときのセメント硬化体の化学反応,化学反応に伴う空隙構造変化,それらの現象による細孔溶液組成の変化を理解することを目的とした.多種イオンの反応を把握するため,モルタルとセメントペーストをNaCl/人工海水に浸せきし物質の分析をした.セメント硬化体に対して人工海水溶液質量が,4倍では劣化せず10倍で劣化した.劣化原因を把握するために,熱力学的相平衡(地球化学コードPhreeqCで計算)に基づき海水とセメント硬化体の反応を計算した結果と実験結果を比較したところ,Ca(OH)2の溶脱とエトリンガイトの膨張が寄与していると考えられる.さらに,化学反応がCl-浸透に及ぼす影響を把握するため,モルタルとコンクリートをNaCl/NaCl+硫酸塩/人工海水に浸せきしCl-濃度分布を測定した.モルタルは,共存イオンの種類によって表面の生成物が異なり(SO42-が含まれる場合エトリンガイト生成,Mg2+が含まれる場合脆弱物質生成),Cl-浸透フロントに影響することを明確にした.一方で,コンクリートは共存イオン種類に寄らず,全て同様のCl-浸透性状を示した.また,化学反応に伴う空隙構造変化は,硫酸塩および人工海水にモルタルを浸せきし1ヶ月毎に電気泳動試験を用いて検討した.人工海水は浸せき1ヶ月から3ヶ月にかけて溶脱が進行し空隙構造が粗大化することが分かった.硫酸塩は,浸せき1ヶ月から3ヶ月は,Cl-の泳動を抑制し,3ヶ月以降は泳動するCl-が多くなったことから,空隙が充填後粗大化することを示唆した.細孔溶液組成については分析方法を確立し,練り込みと浸せきセメントペーストでは組成が異なることを把握した.海水とセメント硬化体の反応は,浸透に大きく影響する事を今年度実験的に把握した.計画では,化学反応の把握,空隙構造の評価,細孔溶液組成の検討の大きく3つある.化学反応の把握では,人工海水のイオン比率を変化せず濃度を海水,海水の2,0.5倍にし人工海水中のCl-濃度と同NaCl溶液で多種イオンの反応を検討した.セメントペーストと溶液量は,供試体の4,10倍の質量の溶液に浸漬した.約60日浸漬した供試体の物質をXRD/Rietveld法により定量した.供試体の10倍の溶液質量で海水イオン濃度の人工海水に浸漬すると,供試体が劣化した.劣化した要因はCa(OH)2の溶脱,エトリンガイトの膨張圧によるひび割れであると考えられた.一方で,イオン濃度が海水の2,0.5倍の浸漬人工海水の場合,CO2と溶液の反応によりCaCO3が生成した.CaCO3が供試体表面に析出し,供試体からのCa(OH)2溶脱が抑制された.この実験から浸漬溶液とCO2の反応も考慮し相平衡計算で反応を浸漬開始前に検討し,目的達成の実験条件を設定する必要があることを実感した.空隙構造の評価は,電気泳動試験を用いてモルタルの変質を定量的に評価することを試みた.人工海水に浸漬した場合溶脱が空隙構造に与える影響が支配的であり,硫酸塩に浸漬した場合外来イオンとの化学反応が空隙構造に大きく影響を与えることを把握し,イオン種類により空隙構造の変化の種類が異なることを明確にした.平成29年度の電気泳動試験した供試体数は,一度の実験で3体用いた.しかし,供試体により傾向が異なることが多かった.この原因は供試体の厚さや静置させた位置(浸せき溶液表面からの深さ)である可能性が考えられた.硬化体の反応を検討する際には,全ての条件を出来る限り同様で検討する必要があることが分かった.実験は計画通り進めており,結果に対する考察も積極的に様々な専門家達との議論からまとめたため,期待通りに研究が進展していると考えられる.

海水中の多種イオンを考慮したセメント硬化体の塩化物イオンの浸透性状を理解することを目的とし,NaCl,NaCl+Na2SO4,NaCl+MgSO4,人工海水の4種類の溶液にモルタル試験体を浸せきし,全塩化物イオン濃度の分布,内部の物質の分析をして各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なることを把握した.NaClと,NaClに硫酸塩が含まれる溶液および人工海水では塩化物イオンの浸透性状が異なる原因を熱力学的相平衡計算を利用し各溶液で生じている現象を整理した.各溶液で塩化物イオンの浸透性状が異なる原因は,セメント硬化体の極表層と海水中の多種イオンとの反応であることを把握した.本研究のイオン濃度は,海水の約3倍高い濃度であり,その場合は塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応は5つ要因があることがわかった.5つの要因は,カルシウム系の溶解,硫酸イオンによる二水セッコウの生成,硫酸イオンによるエトリンガイトの生成,マグネシウムイオンによるブルーサイトの生成,炭酸イオンによるアラゴナイトの生成である.塩化物イオンの浸透に影響する極表層の反応を考慮し,塩化物イオンの浸透を濃度拡散で簡易に表現し,境界条件である表面塩化物イオン濃度を時間変化させて予測する手法を提案した.浸せき期間が1453日のモルタル試験体が最も劣化していたNaCl+MgSO4溶液と,最も塩化物イオンの浸透が抑制されていた人工海水の溶液の全塩化物イオン濃度分布の実験結果を時間変化する表面塩化物イオン濃度を用いて予測可能であることを把握した.平成30年度は,平成29年度までの実験結果を用いてセメント硬化体への海水浸透をモデル化することを目的としている.計画では,干満帯を想定した乾湿繰返し試験もする予定だったが平成29年度の実験により明確となった海水劣化の原因を追究できていないことから,本研究で対象とする環境条件は海水中に変更する.さらに,平成29年度でモルタルとコンクリートでは溶液の共存イオンがCl-浸透性状に及ぼす影響が異なることを把握したため,計画には無かった粗骨材の有無が海水浸透に与える影響を把握する実験を平成30年度に実施する.平成29年度の実験も継続し,多種イオンの移動予測,化学反応とそれに伴う空隙構造の変化を予測,細孔溶液組成の変化を予測可能なモデルを構築する.多種イオンの移動予測は,Nernst-Plank式を用いる.海水とセメント硬化体の化学反応は,平成29年度,30年度実施予定の実験結果を基に熱力学的相平衡計算を用いたモデルを構築する.さらに,化学反応に伴う空隙構造の変化は,実験結果を基にモデルを作成する.計画としては,理論に基づいたモデルを構築する予定であったが,平成29年度の実験結果から理論と結びつけることが困難であることが分かったため,化学反応は理論のモデルを構築し,イオン移動の式であるNernst-Plank式の拡散係数に空隙構造の変化の実験結果に基づいた実験式を組み込むモデルを構築する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。