hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境保全技術の研究開発と競争政策についての理論・実証研究

規制回避行動は技術開発の遅滞や知的財産権の海外流出にもつながりかねず社会厚生や企業利潤にも大きな影響をもたらすこととなるため本研究の中心課題の一つである。研究成果として、クールノー型複占市場において排出税政策が導入される規制環境を想定して,どのような場合に企業の海外移転の可能性があるのかについて,さらに社会厚生の観点から望ましい排出税政策を明らかにした。具体的には,複占市場においても企業が海外に移転するのを阻止することを目的とした排出税政策が有効であることがわかった。また,先行研究と同様に,海外移転費用が十分低く環境被害の程度が激しいときには,排出税率をコミットしても政策が実行できない「規制に関するホールド・アップ問題」が生じることが確認できた。そのため,海外移転費用が大きいときに排出税政策を採用すべきことが理解できた。また,その成果と併せて企業の海外移転の不可能な場合でのクールノー型およびベルトラン型の複占市場における排出税政策を考察している。理論研究での主要な成果は論文集や著書に発表している。さらに,日本だけでなくアメリカ・EU・アジア主要国における知的財産権の相違点を分析し,環境保全技術の国際的普及と環境水準の改善に寄与する制度の構築に向けて理論分析と併せて政策的課題を考察した。
高効率ＣＯ２還元を目指した金属錯体／半導体複合光触媒の広域可視光応答化

申請者の所属研究室では、半導体と錯体両者の長所を生かした複合光触媒システムを開発した。本系では、弱い可視光エネルギーを利用して電子を高エネルギー側へと2段階で汲み上げ、CO2を水素貯蔵物質であるギ酸へと変換することができる。このような錯体/半導体複合光触媒を発展させる上で問題となっていたのは、適用できる半導体が3種類に限定され、そしてそれら全ての半導体の最大吸収波長が500 nm以下と限られていることであった。太陽光エネルギーの有効利用のためには、バンドギャップの小さな半導体を使うことが望ましい。しかし、小さなバンドギャップは酸化還元反応の駆動力の低下に直結し、かつ目的とする反応に対する熱力学的ポテンシャルを満たせなくなるという問題にも直面する。このような2段階励起で駆動する錯体/半導体複合光触媒が2013年に開発されて以後、有効な半導体材料が3種しか発見されていないという事実は、その開発が容易でないことを明確に示している。従って、本研究では、500 nm以上の低エネルギーの可視光を用い、水を電子源としてCO2還元を駆動できる金属錯体/半導体複合光触媒の創製を目的としている。平成30年度は500 nm以上の可視光を吸収できるTa3N5光触媒の合成検討をした。その結果、Ta3N5光触媒と従来のRu二核錯体とを組み合わせた金属錯体/半導体複合光触媒はCO2還元反応に活性であることを明らかとした。この結果を学術詩へ投稿し高い評価を得た。特に、SiO2微粒子上にTa3N5の前駆体酸化物であるTa2O5を被覆したものを用いた場合、アニオン欠陥の減少に起因する光触媒活性の向上が確認された。これらの結果に基づいたRu二核錯体/Ta3N5/SiO2複合光触媒に関する論文を執筆し、学術詩へ投稿中である。二酸化炭素光還元に有効な半導体ー錯体複合光触媒の研究において重要な課題のひとつである、広域可視光応答可能な新規半導体材料の探索研究に精力的に取り組んだ。特にTa3N5と従来のRu錯体との複合光触媒は広域可視光に応答することを明らかとし、学会誌から高い評価を受けた。さらにTa3N5をナノ構造化することで、従来のバルク型Ta3N5よりも格段に高い光触媒活性を実現することを見出し、この成果を論文投稿し審査段階まで進めることができた。今後、Ta3N5に代替できる新規の酸窒化物を開発し、汎用性を拡大することにより研究がさらに展開していくと考えられる。29年度にフランス・レンヌ第一大学へ留学した際の研究の応用として、ランタノイド元素(Ln)とタンタル(Ta)との酸窒化物(LnTaON)の合成に取り組んだ。詳細な合成検討をすることにより複数のLnにおいて、LnTaONをフルオライト構造の単一相として得ることに成功した。またRu二核錯体と組み合わせた場合、可視光照射下CO2をギ酸へと変換できることを見出した。この結果は研究例が全くないため、ランタノイド元素を利用したCO2還元反応についての検討をし、論文執筆をする予定である。

さらにTa3N5をナノ構造化することで、従来のバルク型Ta3N5よりも格段に高い光触媒活性を実現することを見出し、この成果を論文投稿し審査段階まで進めることができた。今後、Ta3N5に代替できる新規の酸窒化物を開発し、汎用性を拡大することにより研究がさらに展開していくと考えられる。本研究では、500 nm以上の低エネルギーの可視光を用い、水を電子源としてCO2還元を駆動できる金属錯体/半導体複合光触媒の創製を目的としている。はじめに、金属錯体部位の可視光吸収能の強化を目的として、広域可視光を吸収できるOs錯体と触媒機能をもつRu錯体とを連結したOsRu二核錯体を合成する予定であった。次に、OsRu二核錯体の光触媒活性の評価を完了した後、広域可視光を吸収できるTa3N5からOsRu錯体への電子移動過程を時間分解発光分光法で調べ、OsRu錯体の構造(アンカー配位子長)、光触媒活性、電子移動効率の三者相関を明らかとする予定であった。しかし、Ta3N5光触媒の合成実験検討、及び光物性解析の結果、合成条件に応じて光触媒活性の変化が多数見られたため、Ta3N5光触媒の詳細な合成検討と、光触媒活性の検討を優先して行う必要が生じた。そのため、平成29年度は合成条件を種々変更したTa3N5光触媒と従来のRu二核錯体とを組み合わせた金属錯体/半導体複合光触媒のCO2還元反応について研究をした。Ta3N5光触媒とRu二核錯体との複合光触媒は500 nm以上の可視光に応答してCO2をギ酸へと高い選択率で、変換できることを明らかとした。特に、SiO2微粒子上にTa3N5の前駆体酸化物であるTa2O5を被覆したものを用いた場合、アニオン欠陥の減少に起因する光触媒活性の向上が確認された。平成29年度は主にRu二核錯体/Ta3N5複合光触媒に関する結果について、国内学会や国際学会で複数の発表をした。これらの発表に基づいたRu二核錯体/Ta3N5複合光触媒に関する論文を現在執筆中である。平成29年度、二酸化炭素光還元に有効な半導体ー錯体ハイブリッド光触媒の研究でもっとも重要な課題のひとつである、広域可視光応答可能な新規半導体材料の探索研究に精力的に取り組んだ。特にTa3N5系材料に関する検討では、ナノ構造化することで従来のバルク型Ta3N5よりも格段に高い光触媒活性を実現するなど、顕著な成果が上がっている。さらには、酸窒化物合成が専門のフランス・レンヌ第一大学に留学することで、二酸化炭素光還元用ハイブリッド光触媒に有効な新しい酸窒化物も発見した。これらの成果は論文発表が間近なところまできている。29年度にフランス・レンヌ第一大学へ留学した際の研究の応用として、ランタノイド元素(Ln)とタンタル(Ta)との酸窒化物(LnTaON)の合成に取り組んだ。詳細な合成検討をすることにより複数のLnにおいて、LnTaONをフルオライト構造の単一相として得ることに成功した。またRu二核錯体と組み合わせた場合、可視光照射下CO2をギ酸へと変換できることを見出した。この結果は研究例が全くないため、ランタノイド元素を利用したCO2還元反応についての検討をし、論文執筆をする予定である。今年度は約3ヶ月フランス・レンヌ第一大学へ留学した。そこでは未だ未報告であるランタノイド元素(Ln)とタンタル(Ta)との酸窒化物(LnTaON)の合成に取り組んだ。詳細な合成検討をすることによりLnTaONを単一相として得ることに成功した。
C型肝炎ウイルス(HCV)ゲノムの複製酵素RNAポリメラーゼの解析

NS5B遺伝子産物の可溶化が困難なことから、当初予定した遺伝子産物の解析は据え置き、次の三点の研究を行い以下の結果を得た。1.NS5Bによる複製開始点と考えられるHCVゲノムの3′端の構造を明らかにした。血清中のHCV-RNAの3′端にRNAリンカーを結合させたのち、リンカー部位からcDNAを合成し、リンカーとHCVのコーディング領域をPCR法で増幅して3′端領域を得て解析したところ、1)HCVの3′端は、ポリUにつづいて3′側にCUUリピート(あわせて約100b)、それに保存性の高いコアエレメント領域(100b)からなっていた。2)1b型には、U-OHとUUU-OHの異なる3′端が見られた。3)コアエレメント領域は3つのヘアピン構造からなる高次構造があるが、異なる遺伝子型間で見られる2-5塩基の違いは、いずれも3つのヘアピン構造を維持する塩基置換であった。4)現在、全HCV-RNA(約10kb)を試験管内で合成し、培養細胞へのトランスフェクション実験を行っているが、これまでのところ増殖するウイルスは得られていない。2.INF抵抗性株と感受性株を簡単に見分ける方法を確立した。INF抵抗性に関連するNS5A領域(2209-2248)のみをSSCP法により分析したところ、INF抵抗性株型の一本鎖DNAは全て移動度が速く、感受性のそれは遅く、抵抗性株と非抵抗性株をSSCPの移動度のみでほぼ決定できることが明らかになった。3.準変異株ごとにHCV全ゲノムをクローニングする技術を確立した。INF抵抗性決定領域を知る目的で、INF感受性株、抵抗性株HCVゲノムのcDNAを数百塩基重複した3つの断片に分けて増幅、クローニングした。それぞれの断片は、重複部分のSSCP移動度ごとに分類し、同一の移動度のものどうしを順にT7プロモータの下流に入れ、HCV-RNA合成ができるようにした。
教材研究のための映像データベースの構築-技術体系の視覚資料化-

I.児童の体力について研究の初期段階として,3校で実施された新体力測定の結果より問題点を探った.これは,各校とも結果の提出を受け市教育委員会から指導を受ける内容に対応する具体的な方策に苦慮していることに答えることにも関連する.(1)身体的発育度と測定項目との関連を統計的に処理(学年・男女の区分けによる平均での示唆による異議)(2)対応策として導入された各校での取り組みに関する強度や継続時間の検討(サーキットトレーニングや通学指導時における歩行動態の指導,PTA総会における家庭での取り組み指導)(3)運動種目の撮影をもとに技術的指導内容の校内研究会の実施(ウォーキング,ランニング,ジャンプトレーニング)(4)体力測定結果について20年度と21年度の結果を比較し,学年男女ごとの体力向上度を算出した.これは,22年度に取り上げる教材,カリキュラムに反映させる資料とした.(5)種目別の「技術」について映像データベースを職員室内に設置した,これは,体育を専門としない教員に対し,教材研究の段階での指導ポイント抽出に役立てるものであり.イラストによるストップモーションとは異なり,「動きの流れ(キネティックチェーン)」に焦点をあてたものである.I.児童の体力について研究の初期段階として,3校で実施された新体力測定の結果より問題点を探った.これは,各校とも結果の提出を受け市教育委員会から指導を受ける内容に対応する具体的な方策に苦慮していることに答えることにも関連する.(1)身体的発育度と測定項目との関連を統計的に処理(学年・男女の区分けによる平均での示唆による異議)(2)対応策として導入された各校での取り組みに関する強度や継続時間の検討(サーキットトレーニングや通学指導時における歩行動態の指導,PTA総会における家庭での取り組み指導)(3)運動種目の撮影をもとに技術的指導内容の校内研究会の実施(ウォーキング,ランニング,ジャンプトレーニング)II.各校で取り組む授業内容に対して,技術習得の変遷を記録することを念頭に指導内容の検討を実施A小学校:新規導入「フラッグフットボール」の教材研究(1)キャリア教育を念頭に置いた授業目的の再考(ポジション別役割とそれぞれの評価項目の周知).(2)作戦の立案を促す映像資料の作成(作戦ノートの記載と戦術の検証・見直し).(3)教師の指導内容と児童へのフィードバック.(4)授業の「ねらい」と児童の「気づき」との関連を検証B小学校:跳び箱運動「台上前転」の指導法と児童の技術習得(1)身体の柔軟性と運動能力の可能性.(2)踏切の重要性に関する跳び箱と身体重心位置の高さの関係.(3)支持面の変化による対応動作C小学校:新体力テストの総点5パーセントアップ計画(テスト対応技術)本来では問題として掲げることではないが,測定項目に対する技術的改善点の指導ビデオを制作・提供(1)ソフトボール投げにおける肘の高さ.(2)サイドステップの着地時における足部の方向.(3)50m走における「顎の位置」と走法との関係I.児童の体力について研究の初期段階として,3校で実施された新体力測定の結果より問題点を探った.これは,各校とも結果の提出を受け市教育委員会から指導を受ける内容に対応する具体的な方策に苦慮していることに答えることにも関連する.(1)身体的発育度と測定項目との関連を統計的に処理(学年・男女の区分けによる平均での示唆による異議)(2)対応策として導入された各校での取り組みに関する強度や継続時間の検討(サーキットトレーニングや通学指導時における歩行動態の指導,PTA総会における家庭での取り組み指導)(3)運動種目の撮影をもとに技術的指導内容の校内研究会の実施(ウォーキング,ランニング,ジャンプトレーニング)(4)体力測定結果について20年度と21年度の結果を比較し,学年男女ごとの体力向上度を算出した.これは,22年度に取り上げる教材,カリキュラムに反映させる資料とした.(5)種目別の「技術」について映像データベースを職員室内に設置した,これは,体育を専門としない教員に対し,教材研究の段階での指導ポイント抽出に役立てるものであり.イラストによるストップモーションとは異なり,「動きの流れ(キネティックチェーン)」に焦点をあてたものである.
単純ヘルペスウイルスの母子感染に関わる遺伝子変異と宿主因子の解明

米国の新生児ヘルペス患者26名から分離されたHSVのUL13に遺伝子変異を検出した。フレームシフトの変異株3株と、アミノ酸置換の1株を、マウス側腹部に各濃度(500,000、100,000、10,000 PFU / 5uL)で感染させ病原性を解析した。いずれも10,000 PFUでは殆ど病変を生じさせなかった。しかし、100,000 PFU以上のウイルス量を感染させた場合、UL13遺伝子の変異株(G96A fsX5,A142P fsX25,Y162V fsX141)の3株は、変異のない株に比べて病原性の低下が認められた。一方でアミノ酸置換の1株(V165M)は病原性低下が認められなかった。アメリカの新生児ヘルペス患者から分離されたHSVの各クローンにおけるリン酸化酵素をコードする遺伝子の塩基配列を解析した。患者数26名から分離されたHSVの各クローンで、HSV-2のプライマーでPCRによって増幅が見られた17株中3株のクローンにアミノ酸変異を伴うvariationが見られた。患者番号5番クローン1,2,4,6,7、患者番号10番クローン4、患者番号11番クローン3,7クローン4,5,6。次に、HSV-2の変異株と非変異株で、HepG-2細胞における蛋白質発現に有意差のみられた遺伝子について、温度、ウイルスの感染、細胞種によるmRNAの発現量を比較した。今回、Vero細胞とHepG-2細胞に感染したウイルスはHSV-2 1718 -17株、21株、82株、103株の4種である。82株感染18hは全ての遺伝子の発現量が低く、異常値の可能性が考えられる。tubulin-folding cofactor B(TBCB)はほぼ横ばいで発現量が増減しないことが確認できた。mitochondrial ribosomal proteinL17も変動が少なかった。しかしながら、laminin Receptorのみ非感染より17株、21株の感染において発現量の増大傾向がみられたが、一方で82株、103株は発現量が逆に低下していた。HSV母子感染の2つの症例で、児由来ウイルスはある遺伝子に特定の変異があることを見出したので、マウスでの感染実験で両ウイルス株の病原性の比較を行った。臨床分離されたHSV-2のリン酸化酵素をコードする遺伝子にフレームシフトを引き起こす変異(G96A fsX5、W30X、A142P fsX25、Y162V fsX141)を有する株と、アミノ酸置換(V165M、V175M、D231Y、Y384C)を有する株を網羅的塩基配列解析の結果見いだした。それらの内、フレームシフトの株(G96A fsX5、A142P fsX25、Y162V fsX141)と、アミノ酸置換のV165Mの病原性をマウス皮膚病変モデルで検討した。マウスBALB/c 8週令の側腹部を除毛後、注射針による擦過傷に各濃度のHSV-2(500,000, 100,000, 10,000 PFU / 5uL)を感染させ、病変の進行を観察した。いずれのウイルス株も10,000 PFUでは殆ど病変を生じさせなかった。しかしながら、100,000 PFU以上のウイルス量を感染させた場合では、リン酸化酵素の変異株(G96A fsX5を3株、A142P fsX25を1株、Y162V fsX141を1株)の3種類のフレームシフトの株はいずれも変異のない株に比べて病原性が有意に低下していた。一方でアミノ酸置換のあった1株(V165M)は病原性低下が認められなかった。アメリカの新生児ヘルペス患者26名から分離されたHSVのUL13ORFに遺伝子変異を検出した。そこでこれらの変異株のマウスにおける病原性の解析を行った。UL13遺伝子にフレームシフトを引き起こす変異株(G96A fsX5,A142P fsX25,Y162V fsX141)と、アミノ酸置換の変異株(V165M)を、マウスBALB/c 8週令の側腹部を除毛後、各濃度(500,000、100,000、10,000 PFU / 5uL)で感染させ、病変の進行を観察した。しかしながら、100,000 PFU以上のウイルス量を感染させた場合では、UL13遺伝子の変異株(G96A fsX5,A142P fsX25,Y162V fsX141)の3株は、変異のない株に比べて病原性が有意に低下していた。プロテオーム解析により、母由来ウイルスと児由来ウイルスの感染細胞で発現量に違いがある宿主蛋白質を複数個同定し、感染細胞内での発現と修飾とHSV増殖における役割を検討した。eukaryotic elongation factor1 deltaは2つの異なる分子量のバンドが検出され、HSV感染36時間ではUL13遺伝子の欠損の有無で差は認められなかった。

しかしながら、感染後912時間ではリン酸化酵素を有するウイルス感染で、2つのバンドの分子量が共に増大した。一方で、ht-nuclear ribonucleoprotein-κはウイルスの感染で発現タンパク質の減少が見られたが、リン酸化の修飾による分子量の変動は確認できなかった。これらの結果から、HSVのリン酸化酵素が、感染細胞内で転写に関する酵素を制御している可能性が示唆された。米国の新生児ヘルペス患者26名から分離されたHSVのUL13に遺伝子変異を検出した。フレームシフトの変異株3株と、アミノ酸置換の1株を、マウス側腹部に各濃度(500,000、100,000、10,000 PFU / 5uL)で感染させ病原性を解析した。いずれも10,000 PFUでは殆ど病変を生じさせなかった。しかし、100,000 PFU以上のウイルス量を感染させた場合、UL13遺伝子の変異株(G96A fsX5,A142P fsX25,Y162V fsX141)の3株は、変異のない株に比べて病原性の低下が認められた。一方でアミノ酸置換の1株(V165M)は病原性低下が認められなかった。HSV母子感染の2つの症例で、児由来ウイルスはある遺伝子に特定の変異があることを見出したので、マウスでの感染実験で両ウイルス株の病原性の比較を行い、有意な差異を見いだす事ができたため。医歯薬学これまで母子双方から分離したウイルスの性状を比較解析することにより、児由来ウイルスの方が肝癌由来HepG2細胞での増殖がよいことと、39°CでのVero細胞における増殖性とHepG2細胞での増殖性に相関がみられることを明らかにしてきた。さらに、児由来ウイルスはある遺伝子に欠損があることを明らかにした。また、この遺伝子について児由来の遺伝子型と母体由来の遺伝子型を発現させる細胞系において、発現量に違いの見られる宿主蛋白質をいくつか同定することに成功した。これらの知見から、例えば、HSV-2は当該宿主蛋白質の発現量に影響を及ぼすことによって自らの増殖を制御していることが考えられる。本研究の最終目的は母子感染におけるHSVの病原性発現機構を明らかにすることである。今回の解析で、日本での単純ヘルペスウイルスによる母子感染のみならず、アメリカの新生児ヘルペス患者からも、類似の遺伝子変異が検出されたことは、これまでの仮説が正しいことを裏付ける結果といえる。組織標本のブロック作製、薄切切片、染色、ならびにプロテオーム解析を外注しており、支払い請求金額が確定するまで、予算の執行に余裕をもたせていた。今回、アメリカの新生児ヘルペス患者から分離されたHSVの各クローンにおけるリン酸化酵素をコードする遺伝子の塩基配列の比較検討を行った。患者数26名から分離されたHSVの各クローンで、HSV-2のプライマーでPCRによって増幅が見られた17株について塩基配列を解析した。残りの9株はHSV-1感染の可能性があるため、HSV-1のプライマーを用いて塩基配列を決定する予定である。妊娠モルモットにおける、HSV-2感染実験では、病理学的観察で胎児への感染を確認できなかった。これはウイルスの力価、感染後の日数等が原因であると考えられるため、今後再検討していきたい。現在、マウス皮膚病変モデルでの遺伝子変異の有無による病原性発現について評価を行っている。翌年が本研究計画の最終年度となるため、英論文校閲費、論文投稿費、学会発表等で支出する予定である。妊娠モルモットへのHSV感染実験を2回に分けて行ったが、どちらの実験でも病理学的観察によってモルモット胎児への感染がみられなかった。その理由としてはウイルスの力価、感染後の日数等が考えられるが、動物愛護の観点からも、現在至適な感染実験条件を模索している段階である。
慢性鼻副鼻腔炎における樹状細胞の動態と病態生理への関与の解析

達成できた上記の免疫組織化学染色結果と慢性副鼻腔炎患者の臨床データを比較した。その結果、好酸球浸潤が一定以上の症例(いわゆる好酸球副鼻腔炎)の鼻茸組織内における好塩基球浸潤度と慢性副鼻腔炎のCTスコアによる臨床的重症度に正の相関があることを見出した。好酸球性副鼻腔炎は手術後再発率が高く、重症度を反映する新たなパラメータを得られたことは、意義があることと思われる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ヒト肉腫幹細胞制御と新規免疫記憶T幹細胞応答の解明

骨肉腫生検組織より樹立した極めて高い造腫瘍能を持つ骨肉腫細胞株OS13を用いて,高い造腫瘍能と抗がん剤耐性を示す骨肉腫幹細胞に高発現する肉腫幹細胞抗原候補としてLIN28Bを同定した.LIN28Bは造腫瘍能を促進し,その機序はLIN28Bがピルビン酸からアセチルCoAへの代謝を間接的に抑制することで,ミトコンドリア機能を抑制し,エネルギー代謝を解糖系に依存させることによる.LIN28BはmRNAおよび蛋白レベルで骨肉腫をはじめ肉腫において広く発現がみられ,正常組織での発現は精巣と胎盤に限局する癌精巣抗原に類似の発現パターンを示した.解糖系阻害薬2-deoxyglucoseにより骨肉腫幹細胞の造腫瘍能は抑制され,化学療法剤アドリアマイシンへの感受性が増加した.骨肉腫に代表される大量化学療法は抗がん免疫を破壊する.解糖系阻害薬の併用により,免疫を破壊しない低用量化学療法が可能になるかもしれない.骨肉腫に対する大量化学療法は骨肉腫細胞を殺傷すると同時に骨肉腫抗原に対する免疫記憶を破壊する.我々は新しい抗がん剤耐性免疫記憶幹細胞であるYoung memory T細胞を同定した.Young memory T細胞は薬剤代謝酵素aldehydedehydroganase (ALDH)活性が高く,高い増殖能,分化能,そして抗がん剤対性能を示す.細胞表面マーカーCD8+CD45RA+CD62L+CCR7+CD73+CD95-に規定される細胞集団であり,極めてナイーブに近い形質を示す.実際に化学療法を受けてナディアから回復した肉腫患者において,Young memory T細胞からウイルスおよび癌抗原特異的T細胞が誘導された.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。肉腫幹細胞特異抗原の同定を目指して,はじめに新規骨肉腫細胞株OS13を樹立した.OS13は増殖能が高く,またin vitroおよびin vivoにおいて極めて高い造腫瘍能を示した.そこでOS13を限界希釈法によりクローン化し,増殖速度の早いクローン(High clone)と増殖速度の遅いクローン(Low clone)を樹立した.High cloneはLow cloneに比較して,in vitroおよびin vivoにおいて高い造腫瘍能を示した.そこでHigh cloneとLow cloneを用いて次世代シーケンサーを用いた網羅的トランスクリプトーム解析を行った.そしてHigh cloneにおいてmRNAレベルで高発現し,low cloneで発現が低く,かつ精巣胎盤を除く正常組織で極めて発現レベルの低い肉腫幹細胞特異抗原を複数同定した.ヒト末梢血より薬剤耐性,分化能,高い増殖能を持つ新しい免疫記憶T幹細胞としてyoung memory T(TYM)細胞を同定した.TYM細胞は健常者において,坑ウイルス免疫および坑腫瘍免疫を記憶していることがわかった.そして肉腫患者におけるTYMの頻度は健常者より低かった.肉腫患者においてTYMはエフェクターメモリー細胞やセントラルメモリー細胞と同様にウイルス抗原および腫瘍抗原に対する免疫記憶を保持していた.特に化学療法を受けた肉腫患者においてTYMはセントラルメモリー細胞と比べて,腫瘍抗原に対する免疫記憶を高く保持していた.一方,エフェクター細胞における免疫記憶は低かった.肉腫幹細胞抗原候補が複数同定された.また化学療法後の患者において免疫記憶T幹細胞の免疫記憶を解析できた.骨肉腫幹細胞の分離と骨肉腫幹細胞抗原の同定を目指して研究を行なった.はじめに造腫瘍能の極めて高い新規骨肉腫細胞株OS13を樹立した.そしてOS13を限界希釈法によりクローン化し,増殖速度の早いクローン(OShigh)と増殖速度の遅いクローン(OSlow)を樹立した.OShighはOSlowに比較して,in vitroおよびin vivoにおいて高い造腫瘍能を示し,またエネルギー代謝を好気的解糖系に大きく依存するとともにミトコンドリア呼吸機能が低下していることがわかった.OShighに高く発現し,正常組織で発現の少ない肉腫幹細胞抗原候補LIN28Bを網羅的トランスクリプトーム解析により同定した.LIN28Bは種々の肉腫細胞株および生検組織で発現がみられ,正常組織では精巣および胎盤のみに発現する,いわゆるがん精巣抗原(cancer-testis antigen)様の発現パターンを示した.shLIN28Bを用いた解析により,LIN28BはOS13の造腫瘍能を増強していることがわかった.そしてLIN28BはOS13の好気的解糖系依存に関わり,OS13の造腫瘍能は解糖系阻害薬によって抑制されることがわかった.LIN28BよりHLA-A24拘束性CTLエピトープペプチドの同定を試みた.健常者末梢血と候補ペプチドを混合培養し,HLA-A24/LIN28Bペプチドテトラマー陽性T細胞が誘導された.現在テトラマー陽性T細胞よりCTLクローンの樹立を行なっている.以上の成果は,骨肉腫に対する解糖系阻害療法およびがんワクチン免疫療法の複合治療の可能性を示唆するものである.肉腫幹細胞における代謝機構を解析した研究は例がなく独創的である.そしてこれまでの研究成果は骨肉腫に対する解糖系阻害療法およびがんワクチン免疫療法の複合治療の可能性を示唆するものである.骨肉腫生検組織より樹立した極めて高い造腫瘍能を持つ骨肉腫細胞株OS13を用いて,高い造腫瘍能と抗がん剤耐性を示す骨肉腫幹細胞に高発現する肉腫幹細胞抗原候補としてLIN28Bを同定した.

LIN28Bは造腫瘍能を促進し,その機序はLIN28Bがピルビン酸からアセチルCoAへの代謝を間接的に抑制することで,ミトコンドリア機能を抑制し,エネルギー代謝を解糖系に依存させることによる.LIN28BはmRNAおよび蛋白レベルで骨肉腫をはじめ肉腫において広く発現がみられ,正常組織での発現は精巣と胎盤に限局する癌精巣抗原に類似の発現パターンを示した.解糖系阻害薬2-deoxyglucoseにより骨肉腫幹細胞の造腫瘍能は抑制され,化学療法剤アドリアマイシンへの感受性が増加した.骨肉腫に代表される大量化学療法は抗がん免疫を破壊する.解糖系阻害薬の併用により,免疫を破壊しない低用量化学療法が可能になるかもしれない.骨肉腫に対する大量化学療法は骨肉腫細胞を殺傷すると同時に骨肉腫抗原に対する免疫記憶を破壊する.我々は新しい抗がん剤耐性免疫記憶幹細胞であるYoung memory T細胞を同定した.Young memory T細胞は薬剤代謝酵素aldehydedehydroganase (ALDH)活性が高く,高い増殖能,分化能,そして抗がん剤対性能を示す.細胞表面マーカーCD8+CD45RA+CD62L+CCR7+CD73+CD95-に規定される細胞集団であり,極めてナイーブに近い形質を示す.実際に化学療法を受けてナディアから回復した肉腫患者において,Young memory T細胞からウイルスおよび癌抗原特異的T細胞が誘導された.今後は肉腫幹細胞抗原の機能解析を行って,抗原による肉腫幹細胞の造腫瘍能の制御機構を解明する.また免疫記憶T幹細胞の網羅的遺伝子解析を進める.マウスモデルにおいて肉腫幹細胞の造腫瘍能に対する解糖系代謝阻害薬の効果を検討する.解糖系阻害薬による肉腫幹細胞の抗がん剤感受性の変化を検討する.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。
高温延性地殻の浸透率挙動と超臨界地熱資源の時空間発展予測法

母岩に貫入したマグマが地下水と接触し冷却・固結する過程で形成される超臨界水を包有するき裂性岩体からなる新しい地熱資源“超臨界地熱資源"および浅部の従来型地熱資源の規模や特性は,母岩および貫入岩の浸透率に大きく依存する。一方,浸透率は,脆性ー延性遷移等の力学特性の変化や,流体の相変化にともなう高速・核形成型析出により激変する可能性が示唆されているが,詳細は不明である。そこで本研究では,室内実験を通じて岩石の力学特性の変化および流体の相変化が関与する浸透率挙動の支配方程式を導出し,超臨界地熱資源の時空間発展予測シミュレーションを通じて既存の熱水対流系の底近傍(超臨界地熱資源の一部)からその上部に存在する浅部熱水対流系の形成の再現に挑戦し,時空間発展予測法の可能性を明らかにすることを目的とする。本年度,塑性条件下のき裂面溶解に関する浸透率への影響に関する室内実験を通じた検討を終了し,350°C500°Cの地熱環境に適用可能な,き裂面の自由表面溶解および圧力溶解にともなう浸透率変化挙動の予測式を導出した。一方で,流体の相変化による高速・核形成型析出に関しては本年度,析出するアモルファスシリカの特徴に及ぼす温度,間隙圧およびシリカ飽和度依存性を室内実験により検討した。その結果,析出条件により異なる特徴を有するアモルファスシリカが得られた。また,き裂の非地震性すべりに関しては,本年度より,温度の影響に加えて,応力レベルの影響に関する室内実験を開始し,応力レベルの影響は顕著ではない可能性を見出した。当初計画では,本年度以降三年間程度で,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりの三つの現象に関して,浸透率への影響を明らかにする計画であったが,そのうちの一つの現象についての影響の解明が完了し,計画通りに研究が進展しているため。次年度の当初計画は本年度に引き続き,き裂を有する花崗岩を用い,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりのうち,既知の弾性条件下のき裂面溶解,結晶成長型析出および地震性せん断すべりと比較した場合,浸透率への影響に顕著な違いがある現象について,その影響を定式化するための室内実験を実施するというものであった。本年度,塑性条件下のき裂面溶解に関する浸透率への影響に関する室内実験を通じた検討を終了し,き裂面の自由表面溶解および圧力溶解にともなう浸透率変化挙動の予測式を導出した。次年度は本研究成果の妥当性を再検証し,国際学術雑誌上で公表することを目指す。一方で,流体の相変化による高速・核形成型析出に関しては,本年度の成果を踏まえ,アモルファスシリカの特徴と浸透率変化挙動との関係を解明することを目標として室内実験を実施する。また,き裂の非地震性すべりに関しては,本年度より,応力レベルの影響に関する室内実験を開始したが,実験データが十分ではないため,次年度も引き続き応力レベルの影響に関する室内実験を実施する。また温度の影響に関して,これまでは温度変化にともなう岩石の脆性ー延性遷移の影響を解明するための実験を実施してきたが,温度の影響としては温度変化にともなう水の粘度変化の影響も考えられる。そこで温度の影響をより明確にするために,粘度の影響を解明するための実験も新たに実施する。本年度は主に,き裂を有する花崗岩を用い,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりに関して,既知の弾性条件下のき裂面溶解,結晶成長型析出および地震性せん断すべりと比較した場合,浸透率への影響に顕著な違いがあるかどうかを室内実験により検討した。その結果,同一の温度および流体圧条件下であっても,き裂面が塑性変形する有効応力条件では,弾性変形する有効応力条件と比較して,圧力溶解を含む溶解反応による浸透率減少速度が大きくなることが示唆された。また花崗岩を溶解した水がき裂を流動する際,液相から超臨界相へ相変化して多数の球状アモルファスシリカの形成が生じると,数時間程度の短時間でも浸透率が激減することが示唆された。加えて,花崗岩の脆性ー延性遷移温度付近(350°C)を境に,き裂のせん断すべり速度の低下(非地震性すべり)が生じ,地震性すべりの場合に生じるような浸透率増加は生じにくくなることが示唆された。

当初計画における本年度の目標は,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりに関して,既知の弾性条件下のき裂面溶解,結晶成長型析出および地震性せん断すべりと比較した場合,浸透率への影響に顕著な違いがあるかどうかを明らかにすることであり,研究実績の概要に記載した通り本年度の目標は概ね達成できている。母岩に貫入したマグマが地下水と接触し冷却・固結する過程で形成される超臨界水を包有するき裂性岩体からなる新しい地熱資源“超臨界地熱資源"および浅部の従来型地熱資源の規模や特性は,母岩および貫入岩の浸透率に大きく依存する。一方,浸透率は,脆性ー延性遷移等の力学特性の変化や,流体の相変化にともなう高速・核形成型析出により激変する可能性が示唆されているが,詳細は不明である。そこで本研究では,室内実験を通じて岩石の力学特性の変化および流体の相変化が関与する浸透率挙動の支配方程式を導出し,超臨界地熱資源の時空間発展予測シミュレーションを通じて既存の熱水対流系の底近傍(超臨界地熱資源の一部)からその上部に存在する浅部熱水対流系の形成の再現に挑戦し,時空間発展予測法の可能性を明らかにすることを目的とする。本年度,塑性条件下のき裂面溶解に関する浸透率への影響に関する室内実験を通じた検討を終了し,350°C500°Cの地熱環境に適用可能な,き裂面の自由表面溶解および圧力溶解にともなう浸透率変化挙動の予測式を導出した。一方で,流体の相変化による高速・核形成型析出に関しては本年度,析出するアモルファスシリカの特徴に及ぼす温度,間隙圧およびシリカ飽和度依存性を室内実験により検討した。その結果,析出条件により異なる特徴を有するアモルファスシリカが得られた。また,き裂の非地震性すべりに関しては,本年度より,温度の影響に加えて,応力レベルの影響に関する室内実験を開始し,応力レベルの影響は顕著ではない可能性を見出した。当初計画では,本年度以降三年間程度で,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりの三つの現象に関して,浸透率への影響を明らかにする計画であったが,そのうちの一つの現象についての影響の解明が完了し,計画通りに研究が進展しているため。本年度は,当初計画通り,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりに関して,既知の弾性条件下のき裂面溶解,結晶成長型析出および地震性せん断すべりと比較した場合,浸透率への影響に顕著な違いがあるかどうかを明らかにすることができた。したがって来年度以降3年間程度は,当初計画通り,これら三つの現象の影響を定式化することを目標に,最高温度500°C,最大三軸応力150MPa,最大間隙圧50MPaまでの条件下において,より広範な条件での室内実験を実施していく。また最終年度には,定式化された現象をソースコードが公開されているUSGSのHYDROTHERM等の既存シミュレータに組み込み,既存の深部掘削で得られた熱水対流系の底近傍(超臨界地熱システムの一部)からその上部に存在する浅部熱水対流系の温度や間隙水圧の再現を通じた,超臨界地熱資源の時空間発展予測法の基礎的検討を実施する。次年度の当初計画は本年度に引き続き,き裂を有する花崗岩を用い,塑性条件下のき裂面溶解,流体の相変化による高速・核形成型析出およびき裂の非地震性せん断すべりのうち,既知の弾性条件下のき裂面溶解,結晶成長型析出および地震性せん断すべりと比較した場合,浸透率への影響に顕著な違いがある現象について,その影響を定式化するための室内実験を実施するというものであった。
自己免疫性動脈硬化発症モデル動物の開発:抗apo-AI自己抗体及び酸化HDLの臨床的意義の把握

アポリポ蛋白質A-I(アポA-I)は高密度リポ蛋白質(HDL)の主要な構成蛋白質である。これまでの多数の疫学的調査により、血中HDLコレステロールあるいはアポA-I濃度と動脈硬化に伴う虚血性疾患の発症頻度との間には強い負の相関が示されているが、生体内でのHDL代謝の調節機構は未だ不明の点が多い。本研究において我々は、ヒトあるいは動物血清中に自己のアポA-Iに対する自己抗体(抗アポA-I自己抗体〕が存在することを明らかにした。さらに、一連のモノクローナル抗アポA-I自己抗体の抗原認識様式の解析、ヒト血中における抗アポA-I自己抗体価と病態との相関、および抗アポA-I自己抗体のアポA-I上の結合部位の同定、を行った。その結果、本自己抗体がアポA-IのN末端部分に特異的に結合することを明らかにし、さらに過酸化脂質と結合したアポA-Iあるいは酸化ストレスを受けたHDL上のアポA-Iにのみ特異的に結合することを明らかにした。次に、ヒト血中における抗アポA-I自己抗体価と病態との相関を検討した結果、血栓性疾患を併発している膠原病患者においてIgG自己抗体が強く誘導されていることが明らかとなった。これらの知見は、抗アポA-I自己抗体が血栓性疾患の発病に深く関わることを示している。そこで、遺伝子導入マウスを作製するために、患者末梢血より安定な抗アポA-I自己抗体産生ハイブリドーマを樹立し、その反応性および抗体遺伝子構造を明らかにした。アポリポ蛋白質A-Iは高密度リポ蛋白質(HDL)の主要な構成蛋白質であり、その機能として、1)コレステロールをエステル化するLCATの活性化、2)HDLを特異的に結合するHDL受容体に対するリガンド、3)血管拡張作用を有するプロスタサイクリンの安定化因子である、4)血中での酸化脂質の主なキャリアーである、ことが明かとなっている。また、血中HDLコレステロールあるいはアポリポ蛋白質A-I濃度と動脈硬化に伴う虚血性疾患の発症頻度との間には強い負の相関が示されているが、生体内でのHDLの代謝の調節機構は未だ不明な点が多い。申請者らは、抗リン脂質抗体の血栓性疾患への関与について、一連のモノクローナル抗体を樹立することにより、その構造、抗原認識様式および臨床的意義について分子レベルでの解析を行ってきている。この解析の過程で、マウス個体中に高密度リポ蛋白質(HDL)中のアポリポ蛋白質A-Iを特異的に認識する自己抗体が存在すること見い出した。本年度は、ヒト血清中に自己のアポリポ蛋白質A-Iに対する自己抗体(抗apoA-I自己抗体)の存在の有無および疾患との関連について疫学的調査を行った。その結果、検討した健常人46例のすべてにおいて抗apoA-I自己抗体が検出された。さらに膠原病疾患患者287例について抗apoA-I自己抗体の測定を行ったところ、慢性関節リュウマチ患者においてIgMクラスの抗apoA-I自己抗体が高値を示すものが約20%に認められた。また、これらの膠原病疾患患者のうち血栓性疾患を併発している患者10例中7名においてIgGクラスの自己抗体が強く誘導されていることが明かとなった。抗apoA-I自己抗体の抗体価は、膠原病患者において広く認められる抗DNA抗体や抗カルジオリピン抗体の出現とは相関していないことから、これらの抗体とは別の範疇に属すユニークな抗体群であることが示された。血栓症を併発している全身性エリテマトーデス患者末梢血からリンパ球を分離し、Epstein-Barr virusを感染による形質転換、さらに自己抗体産生株のミエローマと細胞融合により、安定な抗アポA-I自己抗体産生ハイブリドーマ9株(いずれもIgM産生株)を樹立した。

そのうち代表的な3株とこれまでにマウスより樹立してきているモノクローナル抗体6株を用いて、アポA-I上の結合部位の解析を行った。具体的には、ヒトアポA-IをCNBr処理により4つのペプチドフラグメント(CF1-4)に分解し、各々のペプチドフラグメントを逆相液体クロマトグラフィーにより分離後、そののアミノ酸配列を決定することにより各フラグメントを同定し、自己抗体の結合性をELISAにより検討した。その結果、検討したいずれの自己抗体株ともにN末端CF-1フラグメント(N末端よりの86アミノ酸残基よりなるペプチド)にのみ結合することが明かとなった。我々の見い出したアポA-I自己抗体はアポA-Iそのものへの結合性は極めて弱く、酸化ストレスを受けたHDL上のアポA-Iあるいは過酸化脂質(と複合体を形成したアポA-Iに強く結合する。これらの知見を合わせると、我々の見い出した抗アポA-I自己抗体は酸化ストレスを受けたHDL中に生ずる脂肪酸モノヒドロペルオキシドとアポA-Iが相互作用することにより、アポA-Iの構造変化が引き起こされ、自己抗体結合部位であるN末端部分が露出することにより、自己抗体と結合し得る状態となると考えられた。マウス由来の抗apoA-I自己抗体7クローンについて抗体遺伝子解析を行った。その結果、抗体分子を構成するH鎖・L鎖はいずれも様々な抗体遺伝子により構成され、抗apoA-I自己抗体は多様な抗体群であることが明らかとなった。さらに抗体遺伝子の体細胞突然変異の解析を行なうことにより、自己抗体が正常個体において何らかの抗原刺激により誘導されているか否かについて検討した。具体的には、各抗体遺伝子を、それに最も近い胚細胞型遺伝子配列と比較した場合に、体細胞突然変異によりアミノ酸がどのように変化しているのか、体細胞突然変異により生じるアミノ酸レベルでの置換の有無(Replacement or Silent)を明らかにした。その結果、抗体の結合特異性の決定に関わる相補性決定部位における突然変異の多くがアミノ酸の置換を生ずるreplacemet変異であること、一方、抗体の結合性に直接影響を及ぼさないフレームワーク領域での変異の多くがアミノ酸の置換を起こさないsilent変異で有ることが明らかとなった。これらの知見は、抗apoA-I自己抗体が何らかの抗原刺激により誘導された抗体群であることを示唆している。
非等方乱流場における気液2相流動特性に関する研究

大口径正方形断面流路内の垂直上昇する気液2相乱流の流動特性を計測するために、以下の実験を行いました。1、均一気泡径発生実験流路入口で発生する気泡径は、下流の流動特性に影響を及ぼすため、より均一な径を持つ気泡を発生できるよう、気泡発生プロセスを高速カメラで可視化しました。その結果、気液が混合する円柱状の焼結金属先端に気泡が巻き込まれ、大きな気泡柱が形成され、周囲の気泡よりも大きな気泡が断続的に気泡柱から離脱することが観測されました。これが原因で、発生気泡の気泡径が不均一でありました。そのために、焼結金属先端を円錐状のプラスチックで満たし、大きな気泡柱の形成を防ぎ、より均一な径を持つ気泡を生成することができました。これによって、実験条件が簡略化し、流路の形状が流動特性に与える影響を議論し易くなり、非常に有意義であります。これを基に大口径正方形断面流路の気泡発生部を改善し、以下の計測を行いました。2、大口径正方形断面流路内気相場計測4針式オプティカルセンサープローブを用いて、大口径正方形断面流路の下流断面内において、気泡ボイド率、気泡数率、界面積濃度、平均気泡径や気泡平均上昇速度を計測しました。結果、体積平均ボイド率が小さいときに、気泡は流路の壁面やコーナー部に集まるので、コーナー部近傍の気泡平均上昇速度は上昇しました。反対に、体積平均ボイド率が大きくなると、コーナー部の気泡数率が著しく減少し、コーナー部の気泡平均上昇速度が最小となりました。大口径正方形断面流路における界面積濃度、平均気泡径や気泡平均上昇速度分布を計測した実験は今まで存在しないため、非常に有益なデータベースです。3、大口径正方形断面流路内液相場計測気相場と同じ流動条件と計測断面において、熱線流速計を用いて、液相平均速度や乱流特性分布を計測しました。今まで気相と液相両方を詳細に計測した例はないため、非常に有意義です。正方形断面流路内の鉛直上昇気液2相非等方性乱流に関して以下の実験を行いました。(1)流れ場対称性の確認気液混合部である焼結金属を新たに設計し、4つの液流入口にそれぞれ流量計を設置し、流入量を均一にコントロールした上で、まず流路入口正方形断面の対角線上の局所ボイド率分布をオプティカルプローブで計測し、分布が対称的であることを確認した。次に下流計測断面の中心と辺の中心を結ぶ直線上の主流方向平均流速と局所ボイド率分布を熱線流速計でそれぞれ計測し、対称的な分布を得た。流れ場対称性の確認は、以降本流路の詳細な計測に関して必要不可欠である。(2)気泡運動可視化実験高速カメラを用いて、下流計測断面の壁面近傍の気泡運動を可視化し、気泡の合体と変形を観察した。また、コーナー部近傍の気泡の変形は大きく、壁面近傍に接近する際に気泡界面が短い時間スケールで壁面に向かって鋭くなることを発見した。この可視化実験によって、コーナー部近傍の気泡と渦の相互作用を確認できた。(3)液相・気相場計測気相見かけ速度0.09,0.135,0.18m/sと液相見かけ速度0.75,1.0,1.25m/sの組み合わせ計9流動条件に関して、熱線流速計を用いて正方形断面内の主流方向平均速度、乱流特性値、局所ボイド率、気泡インパクトレートを計測した。全流動条件に関して、局所ボイド率は壁面近傍、特にコーナー部にピークを持つ結果が得られた。またコーナー部近傍の液相は気泡の浮力によって加速され、主流方向平均速度の最大値は正方形断面中心ではなく、コーナー部近傍となる結果が得られた。コーナー部にピークを持つ主流方向平均速度の分布は本研究で初めて得られた正方形断面流路の特徴であり、非常に有意義である。

結果、体積平均ボイド率が小さいときに、気泡は流路の壁面やコーナー部に集まるので、コーナー部近傍の気泡平均上昇速度は上昇しました。反対に、体積平均ボイド率が大きくなると、コーナー部の気泡数率が著しく減少し、コーナー部の気泡平均上昇速度が最小となりました。大口径正方形断面流路における界面積濃度、平均気泡径や気泡平均上昇速度分布を計測した実験は今まで存在しないため、非常に有益なデータベースです。3、大口径正方形断面流路内液相場計測気相場と同じ流動条件と計測断面において、熱線流速計を用いて、液相平均速度や乱流特性分布を計測しました。今まで気相と液相両方を詳細に計測した例はないため、非常に有意義です。本流路を整備した上で流れ場の対称性を確認し、今後詳細な計測を行う上で重要な礎を築くことができた。また、気相主流方向平均速度を除ぐ、当初計画した液相と気相の多くの項目の詳細な分布をすべて計測することができた。その上、正方形流路の特徴である主流方向平均速度の分布がコーナー部でピークを持つ結果を初めて取得した。今後は気相主流方向平均速度をオプティカルプローブで計測し、モデリングを行う。正方形断面流路の特徴である第2種2次流れの分布は、モデリングにとって非常に重要である。現在の2本の熱線が直角をなすX型熱線流速計プローブを使用して第2種2次流れを計測していますが、計測精度が低いので、今後は1本の熱線を持つ1型熱線流速計プローブを使用した新しい計測法で第2種2次流れの計測精度の向上を目指す。
底生生物が底質環境形成に果たす役割

1.汽水湖中海・本庄工区の底質環境と底生生物の分布底生生物の生息環境と水質・底質等各種環境要因との関連を明らかにするため,汽水湖中海・本庄工区(1500ha)の底質環境(泥分率,全有機物量,全硫化物量)と底生生物群集(種や湿重量)について検討した.調査地点は,土砂散布地St.1とSt.3,本来の湖底のSt.2とSt.4,排水溝のst.5,本庄工区外のSt.6である.採泥にはエクマンバージ型採泥器(採泥面積0.04m^2)を用いた.その結果,底泥の泥分率,強熱減量や底層水の溶存酸素濃度等の底質環境は調査地点で大きく異なり,底生生物の種や湿重量は泥分率,全有機物量,全硫化物量の増大に伴い減少する傾向がみられた.2.底生生物の生理耐性に及ぼす各種環境要因の影響底生生物の生理耐性に及ぼす水温,塩分濃度,溶存酸素濃度の影響について検討した.供試生物は,イトゴカイ科Capitella sp.とスピオ科Prionosjo Japonica(P.Japonca)である.実験装置は容量0.5リットルの反応槽を用いた.反応層内には底泥をSS濃度で150mg/lになるように調整し,人工海水0.4リットルを供給した後,供試生物を20固体(25,000ind./m^2)投入し,5日間,無給餌で飼育した.供試生物の生死の判別方法は,実体顕微鏡により剛毛及び体節の収縮運動の有無を観察することにより行なった.その結果,塩分濃度に対する耐忍性は,Capitella sp.では,15‰以下で生存率が10%程度となったが,P.Japonicaでは,520%oの範囲で100%,30‰で90%となった.水温,DO濃度に対する耐忍性は,Capitella sp.,P.Japonica共に水温が40°C以上,DO濃度が1mg/l以下で生存率が10%程度となった.本研究では,底生生物の底質環境形成に果たす役割について評価を行い,有機汚濁化した底泥の性状的または機能的回復のための諸条件について検討をすることを最終目的とし,本年度は室内実験においてイトゴカイCaptella sp.が底泥の酸素消費量,硫化物生成速度に及ぼすの影響について検討した。実験はアクリル製水槽(直径5cm,高さ35cm,容量0.7l)を用い,凍結により底生動物を死滅させた底泥0.2l(島根県Y湾)を水槽内に充填し,人工海水0.3lを入れてエアレーションポンプにより曝気(通気量0.1ml・min^<-1>)を行なった。実験条件はCaptella sp.を投入した系(生息系:10,000ind.・m^<-2>)及び投入しない系(コントロール系)を設け,20°C恒温室内で30日間飼育した。実験開始時及び終了時の表層3cm,37cm,710cmの底泥を採取し,底泥の酸素消費量(SOD),硫化物生成速度(SPR)を求めた。その結果,実験開始時のSOD24は,各深度共に約5.5mgO2・R^<-1>であったが,終了時には,表層3cm,37cm,710cmのSOD24は生息系でそれぞれ2.3,3.0,3.2mgO2・g^<-1>,コントロール系でそれぞれ3.4,3.9,4.1mgO2・g^<-1>であった。実験開始時の底泥のSPRは,各深度共に42μg・g^4・h^4であったが,終了時には,表層3cm,37cm,710cmの底泥のSPRは生息系でそれぞれ3.9,18.0,28.6μg・g^4・h^4,コントロール系でそれぞれ22.9,39.0,45.7μg・g^4・h^4であった。これらのことから,Captella sp.の生息により,底質環境を好気的に維持する上で大きな役割を果たし,生物にとって直接的に有害物質となる硫化水素の発生を制御する効果が明らかとなった。1.汽水湖中海・本庄工区の底質環境と底生生物の分布底生生物の生息環境と水質・底質等各種環境要因との関連を明らかにするため,汽水湖中海・本庄工区(1500ha)の底質環境(泥分率,全有機物量,全硫化物量)と底生生物群集(種や湿重量)について検討した.調査地点は,土砂散布地St.1とSt.3,本来の湖底のSt.2とSt.4,排水溝のst.5,本庄工区外のSt.6である.採泥にはエクマンバージ型採泥器(採泥面積0.04m^2)を用いた.その結果,底泥の泥分率,強熱減量や底層水の溶存酸素濃度等の底質環境は調査地点で大きく異なり,底生生物の種や湿重量は泥分率,全有機物量,全硫化物量の増大に伴い減少する傾向がみられた.2.底生生物の生理耐性に及ぼす各種環境要因の影響底生生物の生理耐性に及ぼす水温,塩分濃度,溶存酸素濃度の影響について検討した.

供試生物は,イトゴカイ科Capitella sp.とスピオ科Prionosjo Japonica(P.Japonca)である.実験装置は容量0.5リットルの反応槽を用いた.反応層内には底泥をSS濃度で150mg/lになるように調整し,人工海水0.4リットルを供給した後,供試生物を20固体(25,000ind./m^2)投入し,5日間,無給餌で飼育した.供試生物の生死の判別方法は,実体顕微鏡により剛毛及び体節の収縮運動の有無を観察することにより行なった.その結果,塩分濃度に対する耐忍性は,Capitella sp.では,15‰以下で生存率が10%程度となったが,P.Japonicaでは,520%oの範囲で100%,30‰で90%となった.水温,DO濃度に対する耐忍性は,Capitella sp.,P.Japonica共に水温が40°C以上,DO濃度が1mg/l以下で生存率が10%程度となった.