hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大地震時の軸力変動を考慮した地盤と杭体の破壊過程の解明および杭基礎の終局限界評価

大地震時における群杭の応答特性評価では、地盤ー杭ー構造系の遠心場振動実験、単杭に対する鉛直単調載荷試験・鉛直交番載荷試験、群杭に対する転倒モーメントを伴う水平載荷試験を行なうとともに、群杭フレームモデルの数値解析を行い、杭先端支持条件が杭応力に与える影響、地震の繰り返し載荷に伴う杭頭軸力の変動および再配分、転倒モーメントによる変動軸力が杭に作用した際の周面摩擦力を検討するとともに、杭間地盤変位を考慮した群杭の応答変位法の提案を行なった。コンクリート系杭の変形性能では、杭体の曲げやせん断,杭頭接合面の曲げなどの実験結果を再現するための数値解析モデルを改善している.杭体や杭頭接合面の曲げに関しコンクリートの構成則を改善し,精度の高いモデル化に取り組んだ。杭頭接合面の曲げ耐力予測に関しては,支圧強度やコンクリートの拘束効果を考慮した解析法を構築するための基礎解析を行った.鋼管コンクリート系杭の変形性能では、建物による自重及び地震外力を受ける鋼管杭の保有性能を評価するために,コンクリート充填鋼管杭頭部の繰り返し載荷実験及び有限要素解析を行った。充填コンクリートと鋼管の一体性を高める目的で,鋼管内部にずれ止めと呼ばれる突起を設けていることから,今後、ずれ止めが杭頭部の終局耐力及び塑性変形能力に及ぼす影響を明らかにする。モルタル杭の遠心載荷実験では、超小型モルタル杭を用い、地盤ー杭ー構造物系の遠心場振動台実験および遠心場静的載荷実験を多数実施し、RC系杭の破壊過程と上部構造物の沈下・傾斜に対する影響を検討した。実験では、RC系杭が曲げ破壊するケースとせん断破壊するケースを再現しており、各ケースで最大慣性力と劣化挙動に関する知見を得た。上記の成果は、査読論文1件、国際会議論文3件、口頭発表22件として発表した。大地震時における群杭の応答特性評価では、地震時に水平荷重と転倒モーメントを受ける群杭の周面摩擦力が単杭の鉛直載荷のそれより大きいことを示し、そのメカニズムを明らかにするとともに周面摩擦の評価法を提案した。杭先端支持力についても、杭が沈下すると、隅杭の絶対鉛直変位(残留沈下と動的鉛直変位の和)と杭先端軸力の関係における鉛直地盤ばねの剛性が小さくなること、転倒モーメントに伴う変動軸力とは別に杭頭軸力の再配分が発生することを明らかにした。また、基礎梁の剛性によって、群杭における杭応力が単杭のそれと大きく異なることを示し、それを考慮した数値解析手法を提案している。コンクリート系杭の変形性能では、コンクリート杭および杭体接合部の地震時挙動の抵抗機構と耐力・変形性能の解明に関しては,ほぼ計画通り進んでいると考えられる.杭頭接合面の曲げ挙動については,抵抗機構を細分化してそれぞれの挙動を解明する方針をたて,パイロット実験を無事に遂行した.鋼管コンクリート系杭の変形性能では、建物の自重及び地震時の転倒モーメントによる引張軸力を想定し,圧縮及び引張軸力を受ける鋼管杭に水平力が作用したときに局部座屈性状を明らかにし,充填コンクリートによる拘束効果を把握した。実験ではコンクリートの剥落によるピンチング現象を明らかにし,数値解析では応力伝達機構を把握した。モルタル杭の遠心載荷実験では、当初計画通り、超小型モルタル杭を用いた振動台実験を多数実施した。杭の破壊が進行すると、上部構造物に作用する慣性力は一定値で頭打ちとなる。最大慣性力は、杭体の曲げ耐力およびせん断耐力、地盤物性等から評価できる。実験では、杭体の破壊モードによって群杭効果の評価法を変える必要があることを明らかにした。以上のように、当初の計画以上に進展している。大地震時における群杭の応答特性評価では、大地震時の繰り返し鉛直載荷が杭先端の沈下特性に及ぼす影響を明らかにする。また、地震時周面摩擦力を考慮し、大地震時の杭の最大沈下・傾斜の予測および残留沈下・傾斜の予測法の確立を目指す。さらに、これまでの研究成果の総括として、大地震時の転倒モーメントを考慮した杭の周面摩擦力ばね、繰り返し荷重を考慮した先端支持力ばね、基礎梁剛性を取り込んだ群杭フレームモデルを構築し、その妥当性を地盤ー杭ー上部構造物系の動的遠心実験で検証する。コンクリート系杭の変形性能では、鋼管コンクリート系杭における鋼管の座屈を含めたバネモデルを用いて,ピーク点の予測精度を向上させる.杭頭接合面における杭頭曲げ挙動では,コンクリートの構成則と鉄筋の寄与分についてモデル化を図る.軸力と曲げを受ける杭頭接合部とパイルキャップの力の伝達をモデル化するために必要な支圧タイプと杭頭定着筋の効果を確認するための載荷実験を行い、力の伝達状況と破壊性状を明らかにする.杭頭部分のM-θ関係,杭体のM-κ関係の数値モデル化を高精度化する.鋼管コンクリート系杭の変形性能では、コンクリート充填鋼管杭頭部の保有性能を評価するために,鋼管から充填コンクリートに伝達される応力量とずれ止め形状との関係を把握する。局部座屈発生までの鋼管とコンクリートの応力分担量を推定できる力学モデルを構築し,終局耐力及び塑性変形能力の評価式を提案し,載荷実験及び数値解析によりその妥当性を検証する。モルタル杭の遠心載荷実験では、超小型鉄筋モルタル杭を用いた地盤ー杭ー構造物連成系の振動破壊実験および遠心場静的載荷実験を行い連成系の終局耐力を明らかにする。さらに、これまでの全ての実験結果を取りまとめ、大地震におけるRC系杭の破壊性状に応じた設計手法とクライテリア構築を図り、杭基礎の次世代耐震設計法の提案に繋げる。

群杭の地震支持力評価では、砂地盤とアルミ合金杭を用い遠心場において群杭(2×3)、4本杭(2×2)に対する静的水平交番載荷、および単杭の鉛直載荷(単調および交番)実験を行った。群杭の軸力変動特性では、転倒モーメントによる引抜き力が隅杭の引抜き抵抗よりも小さい場合、中杭の軸力変動は小さいこと、引抜き力が隅杭の引抜き抵抗に達すると、中杭にも引抜き力が生じることが分かった。これは、回転中心が押込み側に移動したためである。現状の多くの杭は、大地震時の杭の引抜きを考慮していない。このことは、大地震に中杭の軸力変動が想定外に大きくなることを示唆している。モルタル杭の遠心実験では、超小型鉄筋モルタル杭を用い、遠心場で杭単体および地盤ー杭系の交番水平載荷試験を実施し、杭体のM-φとの関係と杭頭水平力による杭基礎の終局限界状態を検討した。また、液状化地盤-モルタル杭-上部構造物系の振動実験を行い、杭の損傷と上部構造物の応答および沈下・傾斜について検討した。コンクリート杭系の杭では、外径400mmの杭体(SC6体,PRC2体,PHR2体)について曲げ載荷実験を行い、終局時における耐力と変形性能を得た。これまで実験が少ない引張軸力比-0.4や圧縮軸力比0.52の試験体が含まれ、貴重なデータである。また、同じ杭径の杭体(PRC6体,PHC3体)について、逆対称曲げせん断載荷実験を行い、終局せん断耐力を確認した。ここでも、軸力比が0.2を超えると、せん断耐力がAIJ指針式に到達しない場合があることが分かった。鋼管杭では、杭頭部にコンクリートを充填した鋼管杭の正負交番載荷実験と数値解析を行い、軸力比の違いが充填コンクリートと鋼管の応力伝達機構および杭頭部にコンクリートを充填した鋼管杭の座屈性状と最大耐力、塑性変形能力、履歴吸収エネルギーを明らかにした。遠心場において、上部構造物の重心位置で鉛直変位・回転フリーの境界条件で水平交番載荷することは、これまで例の無い試みであった。強度、重量バランス、総重量を考慮した載荷の治具の設計は困難であった。綿密な計算のもと設計を行い、予定した実験を行うことができた。ひずみゲージをアルミ合金パイプの内部に張ったことで、良い精度の実験データを得ることができた。その結果、これまでの常識を覆す実験データを得ることができた。また、モルタル杭の遠心実験では、当初、遠心場での交番載荷実験の予定であったが、実験を順調に進めることができ、液状化地盤の遠心実験もすることができた。遠心場における地盤ーコンクリート系杭の破壊実験は、世界的にも新規性の高いものである。コンクリート系杭では、実験が少ない引張軸力比-0.4や圧縮軸力比0.52の試験体が含まれ、軸力比が0.2を超えるとせん断耐力がAIJ指針式に到達しない場合があるなど、貴重なデータを得ることができた。鋼管杭では、充填コンクリートと鋼管の変形性能を明らかにしている。以上から、本プロジェクトは、「当初の計画以上に進展している」と判断される。大地震時における群杭の応答特性評価では,遠心載荷実験で水平荷重による転倒モーメントを受ける群杭の軸力性状を考察し,転倒モーメントによる引抜き力が隅杭の引抜き抵抗力に達すると,回転中心が押込み杭側に移行し,中杭にも引抜き力が生じることを示した。
グラフリダクションによる学習および発明機構

科学史や技術史の上に現れている多くの創造的な業績というものは,意外なくらいに,単純な思考パターンによってそのアイデアがまとまっており,類似を手がかりにする発想やアナロジー等を媒介として,数多くの重要な発見や発明が成し遂げられている.しかし正確には,発明の元になったものをそのまま写像するのではなく,想像的思考独自の内容の付与や内容の質的変換が行われている.このような考察により生まれたのが市川亀久彌による等価変換理論であり,人が物事を創造する過程を理論化している.その理論を元にして,本年度の研究では,発明を行うための分散ネットワークシステムGIANTを実装した.このシステムは,ニューラルネットワークのトポロジを動的に変化させることにより,意味ネットワークと同等の高次の記述能力を持たせたものである.それにより表現された事象により,発明の過程を計算機上でモデル化し,対象となる事象と,解決の手がかりを与える事象を組合せ,既存の発明品を再発明する.その際,一般的なルールとその適用範囲を抑制する概念データの2つに因果関係を分解し,写像を行う手法を提案した.一般的なルールを適用する際にユーザーに修正を促し,概念データを書き換えていくことでその適用範囲を洗練させていくのである.以上により,背景知識を用意せず,2つの事象の記述だけでお互いを組み合わせることができた.科学史や技術史の上に現れている多くの創造的な業績というものは,意外なくらいに,単純な思考パターンによってそのアイデアがまとまっており,類似を手がかりにする発想やアナロジー等を媒介として,数多くの重要な発見や発明が成し遂げられている.しかし正確には,発明の元になったものをそのまま写像するのではなく,想像的思考独自の内容の付与や内容の質的変換が行われている.このような考察により生まれたのが市川亀久彌による等価変換理論であり,人が物事を創造する過程を理論化している.その理論を元にして,本年度の研究では,発明を行うための分散ネットワークシステムGIANTを実装した.このシステムは,ニューラルネットワークのトポロジを動的に変化させることにより,意味ネットワークと同等の高次の記述能力を持たせたものである.それにより表現された事象により,発明の過程を計算機上でモデル化し,対象となる事象と,解決の手がかりを与える事象を組合せ,既存の発明品を再発明する.その際,一般的なルールとその適用範囲を抑制する概念データの2つに因果関係を分解し,写像を行う手法を提案した.一般的なルールを適用する際にユーザーに修正を促し,概念データを書き換えていくことでその適用範囲を洗練させていくのである.以上により,背景知識を用意せず,2つの事象の記述だけでお互いを組み合わせることができた.科学史や技術史の上に現われている多くの創造的な業績というものは,意外なくらいに,単純な思考パターンによってそのアイデアがまとまっており,類似を手がかりにする発想やアナロジー等を媒介として,数多くの重要な発見や発明が成し遂げられている.しかし正確には,発明の元になったものをそのまま写像するのではなく,創造的思考独自の内容の付与や内容の質的変換が行なわれている.このような考察により生まれたのが市川亀久彌による等価変換理論であり,人が物事を創造する過程を理論化している.その理論を元にして,本年度の研究では,意味ネットワークで表現された事象により,発明の過程を計算機上でモデル化し,対象となる事象と,解決の手がかりを与える事象を組合せ,既存の発明品を再発明するシステムを試作した.その際,一般的なルールとその適用範囲を制御する概念データの2つに因果関係を分解し,写像を行う手法を提案した.一般的なルールを適用する際にユーザーに修正を促し,概念データを書き換えていくことでその適用範囲を洗練させていくのである.これにより背景知識を用意せず,2つの事象の記述だけでお互いを組み合わせることができた.さらに,理論と今回構築したモデルとを比較し,使用できなかった発明例についてその原因を確かめ,検討を行った.科学史や技術史の上に現われている多くの創造的な業績というものは,意外なくらいに,単純な思考パターンによってそのアイデアがまとまっており,類似を手がかりにする発想やアナロジー等を媒介として,数多くの重要な発見や発明が成し遂げられている.しかし正確には,発明の元になったものをそのまま写像するのではなく,創造的思考独自の内容の付与や内容の質的変換が行なわれている.このような考察により生まれたのが市川亀久彌による等価変換理論であり,人が物事を創造する過程を理論化している.その理論を元にして,本年度の研究では,発明を行うための分散ネットワークシステムGIANTを実装した.このシステムは,ニューラルネットワークのトポロジを動的に変化させることにより,意味ネットワークと同等の高次の記述能力を持たせたものである.それにより表現された事象により,発明の過程を計算機上でモデル化し,対象となる事象と,解決の手がかりを与える事象を組合せ,既存の発明品を再発明する.その際,一般的なルールとその適用範囲を制御する概念データの2つに因果関係を分解し,写像を行う手法を提案した.一般的なルールとその適用範囲を制御する概念データの2つに因果関係を分解し,写像を行う手法を提案した。一般的なルールを適用する際にユーザーに修正を促し,概念データを書き換えていくことでその適用範囲を洗練させていくのである.以上により,背景知識を用意せず,2つの事象の記述だけでお互いを組み合わせることができた.
並列アルゴリズムに対する設計パラダイムと理論モデルの実現可能性に関する研究

本研究の目的は以下の2つである.(1)理論モデルを現実の並列計算機として実現することにより理論と現実のギャップを埋める.(2)問題固有の並列性を抽出し,それによる問題の分類と分類したものに対する解法の統一的な取り扱いおよび究極の並列性を追求するための新しい並列/分散アルゴリズム設計パラダイムを確立する.(1)に関しては理論並列計算機モデルであるPRAM(Parallel Random Access Machine)の実現を行ない,現実的なハードウェア量で実現可能であり,実行時間はハードウェア量に比例して短くなることを確認した.また,数百個の仮想プロセッサを効率良くエミュレートできるプロセッサを設計し,シミュレーションにより効率的に動作することを確認した.さらに本研究では,マルチスレッドの概念に基づき1次元配列のプロセッサを用いて.PRAMを実現する方法も開発した.(2)に関しては幾何学問題やグラフ問題を対象とした並列/分散アルゴリズムを開発することにより,新しい設計パラダイムを考察した.並列アルゴリズム設計パラダイムとしては多重分割統治法と呼ばれる方法を提案し,いくつかの基本的な幾何学問題に対して有効であることを示した.また,分散アルゴリズム設計パラダイムとして,ネットワークルーティングの耐故障性に関する結果と無線ネットワークに関するアルゴリズムを示した.さらに分散協調アルゴリズムに対する設計法としてマルチエージェントによる分散協調アルゴリズムを示した.本研究の目的は以下の2つである.(1)理論モデルを現実の並列計算機として実現することにより理論と現実のギャップを埋める.(2)問題固有の並列性を抽出し,それによる問題の分類と分類したものに対する解法の統一的な取り扱いおよび究極の並列性を追求するための新しい並列/分散アルゴリズム設計パラダイムを確立する.(1)に関しては理論並列計算機モデルであるPRAM(Parallel Random Access Machine)の実現を行ない,現実的なハードウェア量で実現可能であり,実行時間はハードウェア量に比例して短くなることを確認した.また,数百個の仮想プロセッサを効率良くエミュレートできるプロセッサを設計し,シミュレーションにより効率的に動作することを確認した.さらに本研究では,マルチスレッドの概念に基づき1次元配列のプロセッサを用いて.PRAMを実現する方法も開発した.(2)に関しては幾何学問題やグラフ問題を対象とした並列/分散アルゴリズムを開発することにより,新しい設計パラダイムを考察した.並列アルゴリズム設計パラダイムとしては多重分割統治法と呼ばれる方法を提案し,いくつかの基本的な幾何学問題に対して有効であることを示した.また,分散アルゴリズム設計パラダイムとして,ネットワークルーティングの耐故障性に関する結果と無線ネットワークに関するアルゴリズムを示した.さらに分散協調アルゴリズムに対する設計法としてマルチエージェントによる分散協調アルゴリズムを示した.(1)並列計算機理論モデルの検討と実現可能性:現在までに提案されている理論モデルを整理し、同期性、通信方式、抽象度等の点から比較検討し、実現可能性を探った。ここでは、PRAMの実現可能性を明らかにする目的で、PRAMの共有メモリへのアクセス方法に対するアルゴリズムを与え、ハードウェア記述言語であるVHDLを用いて記述することにより、詳細な性能評価を行なった(研究発表(15))。(2)並列アルゴリズムパラダイムの検討:並列アルゴリズムの最終目的は究極の高速化であるが、プロセッサの効率的な利用も重要な要素である。本研究では新しい現実的な理論並列計算機モデルの構築をも目的としているため、比較的モデルに依存せずに議論できる以下のパラダイムの検討を行なう。いずれも従来ヒューリスティックな取り扱いしかされていなかったので、統一的な取り扱いができる枠組と一般的な手法の開発を目指す。検討項目は以下の通りである。(a)逐次アルゴリズムにおけるパラダイムの効率的な並列化、(b)サブルーチンの一般化、(c)計算時間保存仕事量減少化手法、(d)仕事量保存高速化手法。今年度はこれらのうち、(c)と(d)を中心に計算幾何学やグラフの問題に対して考察した。研究発表(1)、(2)では並列計算機アーキテクチャを、研究発表(6)、(7)、(9)、(12)、(13)、(14)ではPRAMを、研究発表(4)(8)(10)では再構成メッシュをそれぞれ対象としている。特に、(b)に関しては、研究発表(13)においてソートやマージを一般化した問題を定義しその問題に対する計算時間、仕事量ともに最適な並列アルゴリズムを与えた。そのアルゴリズムには実現が難しい縦型分割統治法を使わず計算時間を最適にしている。また、(d)に関しては、研究発表(6)において、上エンベロープを求める仕事量を変更せず計算時間を高速化するアルゴリズムを与えているが、この方法は他の計算幾何学問題にも応用できるほど一般的な方法である。・並列計算機理論モデルの検討と実現可能性:現在までに提案されている理論モデルを整理し,同期性,通信方式,抽象度等の点から比較検討し,実現可能性を探った.今年度は,昨年度行なったPRAMの実現可能性を明らかにする目的で,PRAMの共有メモリヘのアクセス方法に対するアルゴリズムの開発とその性能評価に引続きそのアルゴリズムのチップ化のための詳細設計を行なった.また,PRAMのプロセッサ部を効率良く実現するためのCPUアーキテクチャを設計した(研究発表(13)).・並列アルゴリズムパラダイムの検討:並列アルゴリズムの最終目的は究極の高速化であるが,プロセッサの効率的な利用も重要な要素である.本研究では新しい現実的な理論並列計算機モデルの構築をも目的としているため,比較的モデルに依存せずに議論できるパラダイムの検討を行なっている.今年度は,PRAMモデル,再構成メッシュモデルのうえで基本的な問題に対する並列アルゴリズムを与えた.

特に,凸包に対する並列アルゴリズムのパラダイムを明らかにし,VLSIに適したプレフィックス計算等のアルゴリズムを与えている(研究発表(2),(3),(9),(10),(11),(12))また,分散環境における効率的な協調のための種々のアルゴリズムを考察した.ここでは,無線ネットワークにおける効率的なリーダー選出問題に対する確率的アルゴリズムやマルチエージェントシステムの効率的な協調アルゴリズムなどを与えている(研究発表(1),(4),(5),(6),(7),(8)).1.並列計算機理論モデルの検討と実現可能性PRAMの実現可能性を明らかにする目的で、PRAMの共有メモリへのアクセス方法に対するアルゴリズムの開発とその性能評価を行ない,PRAMのプロセッサ部を効率良く実現するためのCPUアーキテクチャを設計した(研究発表(2),(3)).また,再構成メッシュに対するアルゴリズム設計用ツールを作成した(研究発表(16)).2.並列・分散アルゴリズムパラダイムの検討2.1並列アルゴリズム(1)並列化困難な問題を解く実用的なアルゴリズムの開発と(2)超並列計算の新しいモデル--DNA計算モデル上の問題解決に重点を置いた.研究成果として,(1)については有名な並列化困難な問題:convex layer問題とenvelope問題を解く多項式加速な並列アルゴリズムを提案した(研究発表(12)).(2)については,グラフ問題の新しい符号化方法を提案し,グラフ問題を解くときのDNA量の減少,エラー率の引き下げ,またアルゴリズムの時間計算量の削減することに成功した(研究発表(17)).以上の研究のほか,分散環境に適した行列積計算に対する効率良い並列アルゴリズムの提案(研究発表(18)),平面点集合について耐誤差構造を持つ凸包を求める並列アルゴリズムの開発(研究発表(1),(14),(15)),分割統治法を一般化した並列アルゴリズム設計手法の提案(研究発表(13))などを行なった.2.2分散協調アルゴリズム無線ネットワークに対するアルゴリズム,耐故障性ネットワークルーティング,マルチエージェントに対する協調アルゴリズムに対して以下の成果を得た.無線ネットワークに対する、さまざまな基本プロトコルを得た(研究発表(5),(7),(8),(9),(10),(11)).また、耐故障性ネットワークルーティングのサーベイを行なった(研究発表(6)).また,$k$-連結グラフに対する光ネットワークに適した耐故障性の高いルーティングを開発した(研究発表(4)).
タンパク質疎水性表面に関する水和構造予測アルゴリズムの開発

平成23年度は、水和構造予測を全タンパク質表面に拡張するため、疎水水和の系統的なデータベース解析を実施し、その結果を水和構造予測も含めることによって、経験的な方法による簡便なタンパク質の水和構造予測法を確立ため、疎水性原子団をアミノ酸の種類ではなく、炭化水素鎖と芳香環の2種類に分類し、まずその水和形態の特徴を記述することに努め、これまでの親水性水和における水和水の正四面体型水素結合形態を利用した水和確率分布と最も確からしい水和サイト予測を行った。A)疎水性原子団の水和形態の分類と経験的水和分布関数芳香環(フェニルアラニン、タイロシン、トリプトファン、ヒスチジン)の周辺と面上部について、そのπ電子面に垂直な方向への水和に関する経験的な水和水分布関数を作成し、その特徴づけを行ってきた。これまでの研究経過を纏め、水和構造予測法への取り込み方法を検討した。B)水和形態に応じた疎水性水和分布の予測炭化水素鎖の周辺の水和形態は、おそらくそれらを取り囲む極性原子団とその水和水の空間分布によると予想される。これまでの親水性水和における水和水の正四面体型水素結合形態を利用した水和確率分布と最も確からしい水和サイト予測法を開発した。この方法を、特徴的な疎水表面を持つ酵素蛋白質シタロン脱水酵素の高分解能X線結晶構造解析結果と比較し、より予測確立の高い方法の検討を行った。作成した水和構造予測プログラムによる疎水性水和予測の妥当性を、3次元RISM理論の予測結果と比較することを始めたが、同法の水和構造予測が、親水性領域において既に破たんしている可能性が示唆された。これまで、難しいとされてきたタンパク質の疎水水和について新たな視点からアルゴリズムを作成し、シタロン脱水酵素に限られるが、結晶構造解析で見出される疎水性表面の水和水70%について予測の範囲に入ることが確認された。今後は、より多くのタンパク質との予測水和構造の照合を実施して、有効性の確認を行う必要がある。タンパク質の極性原子で構成された親水性表面に関するデータベース解析を通じて、極性原子集団周辺での経験的水和水分布関数を得るとともに、その関数を用いて、タンパク質表面の水和構造予測アルゴリズムを考案してきた。しかし、タンパク質表面に露出した疎水性原子団については依然手付かずの状態にあり、本課題では、水和構造予測を全タンパク質表面に拡張するため、疎水水和の系統的なデータベース解析を実施し、その結果を水和構造予測も含めることによって、経験的な方法による簡便なタンパク質の水和構造予測法確立を目指している。疎水性原子団の水和形態の分類と経験的水和分布関数タンパク質を構成する疎水性アミノ酸のみならず、親水性アミノ酸の側鎖も少なからず疎水性原子団を含んでいる。まず疎水性原子団の内、芳香環(フェニルアラニン、タイロシン、トリプトファン、ヒスチジン)の周辺と面上部について、そのπ電子面に垂直な方向への水和に関する経験的な水和水分布関数を作成し、その特徴づけを行った。水和形態に応じた疎水性水和分布の予測炭化水素鎖の周辺の水和形態は、おそらくそれらを取り囲む極性原子団とその水和水の空間分布によると予想される。具体的には、疎水性原子団周辺で2つの極性原子と水素結合する水分子を見つけた場合、4つの水素結合を有する水分子は、水素結合ネットワークを拡張する形で水和構造予測するというアルゴリズムを実装した、結晶構造解析で得られる疎水領域水和水分布と予測結果を比較した。また、予測結果を照合するために、特徴的な疎水表面を持つシタロン脱水酵素の高分解能X線結晶構造解析を実施し、参照データとした。

作成した水和構造予測プログラムによる疎水性水和予測の妥当性を、3次元RISM理論の予測結果と比較することを始めたが、同法の水和構造予測が、親水性領域において既に破たんしている可能性が示唆された。これまで、難しいとされてきたタンパク質の疎水水和について新たな視点からアルゴリズムを作成し、シタロン脱水酵素に限られるが、結晶構造解析で見出される疎水性表面の水和水70%について予測の範囲に入ることが確認された。今後は、より多くのタンパク質との予測水和構造の照合を実施して、有効性の確認を行う必要がある。
低濃度ホルムアルデヒド曝露によるマウス脳の遺伝子発現変動の解析

ホルムアルデヒド(FA)が原因の一つであると指摘されている化学物質過敏症(CS)の場合、患者本人も気づかないような極めて低濃度の曝露でも影響が現れることが示唆されている(本研究計画は疾病の定義づけを目的としたものではないので、極めて低濃度の化学物質に反応する病態について、広い範囲で含めたものをCSと表現する)。CSは一般的にアレルギー反応の一種のように考えられがちだが、その主症状は不定愁訴であり脳神経系に由来すると思われる。そこで本年度は、CSの発症と症状の双方に脳神経系が関わると仮説をたて、環境基準値とほぼ同等である低濃度のFAを断続的かつ長期間曝露し、脳の遺伝子発現変動を解析した。慢性ガス曝露チャンバーを用い、FAの低濃度長期間曝露をマウスに対して行い、脳および免疫系組織(脾臓、胸腺)をサンプリングした。大脳新皮質、海馬、線条体、視床下部からRNAを抽出し、mRNA発現量をサーマルサイクラーを用い半定量的RT-PCR法により半定量を開始した。不定愁訴に直結していると想定される神経伝達物質に着目し、グルタミン酸受容体(ε1,ε2,GluR1,GluRB)、セロトニン受容体(5-HT_<1A>)、ドーパミン受容体(D_1,D_2)、γ-アミノ酪酸受容体(GABA_A,GABA_B)、トリプトファン水酸化酵素、グルタミン酸脱炭酸酵素を、さらにCSには免疫系と神経系の相互作用が密接に関わると考えられることから、神経系と免疫系に共通する情報伝達物質として、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-10 mRNAをとりあげ、realtime RT PCRの定量を行った。その結果、低濃度ホルムアルデヒド曝露により測定した神経伝達物質受容体関連mRNA群の多くが変動することが明らかとなった。また、末梢血中、脾臓中の免疫系には大きな変動がみられないにもかかわらず、脳内のIL関連のmRNAも曝露により変動することがわかった。不定愁訴に直結していると想定される神経伝達物質に着目し、グルタミン酸受容体(ε1,ε2,GluR1,GluRB)、セロトニン受容体(5-HT_<1A>)、ドーパミン受容体(D_1,D_2)、_Y-アミノ酪酸受容体(GABA_A, GABA_B)、トリプトファン水酸化酵素、グルタミン酸脱炭酸酵素をとりあげ、半定量的RT-PCRの条件を検討し、ほぼ確立した。その結果、低濃度ホルムアルデヒド曝露により測定した神経伝達物質受容体関連mRNA群の多くが変動することがわかった。また、CSには免疫系と神経系の相互作用が密接に関わると考えられる。そこで神経系と免疫系に共通する情報伝達物質として、IFN-_Y、IL-2、IL-4、IL-10 mRNAの一括半定量を目指し、測定系の構築を開始した。

不定愁訴に直結していると想定される神経伝達物質に着目し、グルタミン酸受容体(ε1,ε2,GluR1,GluRB)、セロトニン受容体(5-HT_<1A>)、ドーパミン受容体(D_1,D_2)、γ-アミノ酪酸受容体(GABA_A,GABA_B)、トリプトファン水酸化酵素、グルタミン酸脱炭酸酵素を、さらにCSには免疫系と神経系の相互作用が密接に関わると考えられることから、神経系と免疫系に共通する情報伝達物質として、IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-10 mRNAをとりあげ、realtime RT PCRの定量を行った。その結果、低濃度ホルムアルデヒド曝露により測定した神経伝達物質受容体関連mRNA群の多くが変動することが明らかとなった。また、末梢血中、脾臓中の免疫系には大きな変動がみられないにもかかわらず、脳内のIL関連のmRNAも曝露により変動することがわかった。
沿岸域の漁業生産を支える粒状有機物の生態学的機能分類と生態系モデルの高度化

1南三陸町志津川湾において,浮遊性粒状有機物の各サイズ画分の化学的組成(脂肪酸組成,生元素安定同位体比等)の季節変動を調査した.その結果,粒子量とそのサイズ分布は季節で大きく変動し,基本的に外洋における粒子濃度や化学組成に連動して湾内のそれも変動した.また,サイズ画分間で脂肪酸組成が異なった.一次生産者の種別(微細藻,細菌等)の存在割合が脂肪酸組成の時空間変動を支配していると考えられた.2栄養塩負荷と水温上昇の組み合わせに対する各サイズ画分粒子の生産性の応答を屋内実験で検討した.栄養塩添加系では特に大サイズ画分でEPAが顕著に上昇し珪藻によると考えられた.栄養塩添加と水温上昇の系では,小サイズ画分のリノール酸・リノレン酸の生産が顕著であり藍藻類との関連も示唆された.これらより,粒状有機物のサイズ画分ごとの化学組成,時空間変動特性,環境変動への応答特性が整理された.3カキ養殖場内・外で,水深方向への浮遊性粒状有機物の濃度や化学組成さらに酸素消費活性を調査した.水深大きい場および養殖場内で粒状有機物の脂肪酸含有量や酸素消費活性が低下しており,分解が進行しているためと考えられた.水塊あたりの酸素消費速度はPOC濃度と有意な関係を示さず,粒状有機物の質・組成がその酸素消費活性を強く支配していた.分解実験では,藻類由来のマーカーであるPUFAが高い分解性を示し,酸素消費と正の関係があった.4無給餌垂下式養殖が盛んな志津川湾での一連の調査・実験から,餌料源としての浮遊性粒状有機物の動態に関する知見が集積された.粒子の脂肪酸組成はその生物的起源だけではなく生産・分解活性とも強く関連付けられた.一部必須脂肪酸と養殖生物の生長には正の関係が報告されており,今後脂肪酸動態の視点から粒状有機物動態をモデル化することで,粒子動態のみならず養殖生物の生産性をより高い精度で評価できることが期待される.南三陸海岸に位置する志津川湾において,湾口・湾奥・湾中・湾中カキ養殖場内の4地点を選定し季節ごとの採水調査を行った.そして,粒状有機物をふるい分けおよび濾過により分集した各サイズ画分について,化学的組成(脂肪酸組成,生元素安定同位体比等)分析を行った.その結果,有機炭素や脂肪酸組成でみた粒子量のサイズ分布は,季節間で大きく異なり同湾の4地点が連動して変動する傾向が見られた.特に,春季・夏季に測定した最も大きなサイズ画分(20250μm)で有機炭素量や総脂肪酸量が大きくなることが示された.また,サイズ画分間では,脂肪酸組成が大きく異なっており,一次生産者の種別(珪藻,渦鞭毛藻,細菌,高等植物等)の相対的な存在割合の違いが反映されているものと考えられた.一方,バルク粒子の炭素・窒素安定同位体比については,サイズ画分間であまり差がなかった.さらに,夏季と秋季の志津川湾海水試料を用いた室内実験により,陸域からの栄養塩負荷の増大および水温変動の2種の環境変動に対する各サイズ画分粒子の各種機能(一次生産・呼吸・栄養塩吸収)の応答特性を評価した.その結果,いずれの環境変動に対する応答もサイズ画分ごとに異なることが示された.例えば栄養塩添加操作を行った実験では,最も大きなサイズ画分(20250μm)で栄養塩添加量の上昇にともない一次生産速度も高まったが,中位のサイズ画分(220μm)では逆に生産が低下する傾向が認められた.別の例としては,温度の±3°C程度の上昇・低下に対して,いずれも一次生産速度の正の応答がみられたがその応答の速さ・程度は大きなサイズ画分ほど顕著であった.以上の調査および実験の結果から,実海域における異なる機能・環境応答の特性を持った粒子の組成が季節ごとに大きく変化している様子が確認された.当初計画の内容に沿って引き続き研究をすすめる.南三陸町志津川湾を対象として,平成28年度までは湾口・湾奥・湾中・湾中カキ養殖場内の4地点にて,平成29年は湾中の1点に絞って季節ごとの採水調査を実施した.粒状有機物をふるい分けおよび濾過により分集した各サイズ画分について,化学的組成(脂肪酸組成,生元素安定同位体比等)分析を行った.有機炭素や脂肪酸でみた粒子量のサイズ分布は季節間で大きく変動し,基本的に外洋における粒子濃度や組成に連動して湾内のそれも変動する傾向が確認された.これら粒状有機物組成の時間変動は,外海における親潮・黒潮の相対的な寄与度にも大きく依存していることが示唆され,特に親潮の影響が顕著な年の春季には最も大きなサイズ画分(20250μm)で有機炭素量や総脂肪酸量が顕著に大きくなるケースも示された.さらに,粒状有機物濃度のサイズ画分ごとの時間的な変動の大きさを比較すると,より大きなサイズ画分ほど変動が大きいことも明らかとなった.サイズ

画分間では,脂肪酸組成も大きく異なっており,一次生産者の種別(珪藻,渦鞭毛藻,細菌,高等植物等)の相対的な存在割合の違いが,そのサイズ画分ごとの時間変動特性にも影響しているものと考えられた.以上より,昨年度実施した栄養塩負荷の増大および水温変動の2種の環境変動に対する各サイズ画分粒子の各種機能(一次生産・呼吸・栄養塩吸収)の応答に関する実験結果とあわせて,実海域における粒状有機物のサイズ画分ごとの化学組成,時空間変動特性,そして環境変動への応答特性が整理された.引き続き当初計画に沿って研究を展開する予定である.1南三陸町志津川湾において,浮遊性粒状有機物の各サイズ画分の化学的組成(脂肪酸組成,生元素安定同位体比等)の季節変動を調査した.その結果,粒子量とそのサイズ分布は季節で大きく変動し,基本的に外洋における粒子濃度や化学組成に連動して湾内のそれも変動した.また,サイズ画分間で脂肪酸組成が異なった.一次生産者の種別(微細藻,細菌等)の存在割合が脂肪酸組成の時空間変動を支配していると考えられた.2栄養塩負荷と水温上昇の組み合わせに対する各サイズ画分粒子の生産性の応答を屋内実験で検討した.栄養塩添加系では特に大サイズ画分でEPAが顕著に上昇し珪藻によると考えられた.栄養塩添加と水温上昇の系では,小サイズ画分のリノール酸・リノレン酸の生産が顕著であり藍藻類との関連も示唆された.これらより,粒状有機物のサイズ画分ごとの化学組成,時空間変動特性,環境変動への応答特性が整理された.3カキ養殖場内・外で,水深方向への浮遊性粒状有機物の濃度や化学組成さらに酸素消費活性を調査した.水深大きい場および養殖場内で粒状有機物の脂肪酸含有量や酸素消費活性が低下しており,分解が進行しているためと考えられた.水塊あたりの酸素消費速度はPOC濃度と有意な関係を示さず,粒状有機物の質・組成がその酸素消費活性を強く支配していた.分解実験では,藻類由来のマーカーであるPUFAが高い分解性を示し,酸素消費と正の関係があった.4無給餌垂下式養殖が盛んな志津川湾での一連の調査・実験から,餌料源としての浮遊性粒状有機物の動態に関する知見が集積された.粒子の脂肪酸組成はその生物的起源だけではなく生産・分解活性とも強く関連付けられた.一部必須脂肪酸と養殖生物の生長には正の関係が報告されており,今後脂肪酸動態の視点から粒状有機物動態をモデル化することで,粒子動態のみならず養殖生物の生産性をより高い精度で評価できることが期待される.平成29年度は,実海域において想定される水質と温度等の環境変動が粒状有機物の各種の生態学的機能に及ぼす影響の評価を継続して行うとともに,粒状有機物の異なる機能群間の相互作用を評価する実験的検討を行う予定である.なお,平成28年度は,粒状有機物の機能および環境変動への応答に関する実験を,当初同年度に計画していた粒状有機物の機能群間の相互作用に関する実験と入れ替えて前倒しで実施した.また,実海域の調査については,同一海域内においても季節的な粒状有機物組成の大きな変化が認められたことから,予定していた複数海域の比較調査をあらため,同一海域における季節変動や時間的な環境変動への粒状有機物の応答に焦点を当て今後の研究を展開することとした.これまでの現地調査および実験から得られた知見を統合して,内湾における粒状有機物動態を機構的に記述する数理生態系モデルの構築を目指す.特に,粒状有機物の機能群間の相互作用を反映できるコンパートメントを記述する.本研究の最終段階では,調査対象地について,陸域から流入する有機物・栄養塩の質・量および水産養殖との関係をふまえ,粒状有機物に着目した環境・生態系モニタリングの可能性や具体的方法を検討する.H29年度中に当初予定になかった学内予算措置があり,その活用によって本課題に関連する化学分析関連の消耗品購入の際に本予算からの支出を当初予定よりも低く抑えることができた.H30年度それを活用して,現地調査時の採取試料を増やすことで本課題研究にかかわるデータの取得と,成果発表を当初予定よりも拡充させる予定である.
造粒固化処理土の時間依存変形挙動の解明とモデル化

浚渫土や建設汚泥,泥土など液性限界を上回る高含水状態の土(液状泥土)を造粒固化する新たな方法として,固化の時間依存性を明らかにして,“ほぐし"に着目した検討を行った.一般に,海成粘土を原料土とした液状泥土にセメントを添加して直後に撹拌しても造粒物は得られない.しかし,数時間から1日程度の養生期間を設けると処理土は液状から塑性状,そして半固体状になり,ほぐしながら再撹拌すると造粒物が得られた.そして所定の粒度分布の造粒物を得るためには,処理土のコーン指数を用いた「造粒ゾーン」モデルで管理できることが分かった.浚渫土やヘドロ,建設汚泥,泥土など液性限界を上回る高含水状態の土(液状泥土)は,その大部分を回収,脱水処理,運搬などして,産業廃棄物や建設発生土(残土)として処理されてきた.これに対し,近年,液状泥土を造粒固化して,埋立て材,裏込め材,埋戻し材,盛り土材,養浜材,覆土材,路盤材などどして有効活用する手法が提案・実用化されている.しかしながら昨年度までの検討により,高分子凝集剤を添加する造粒固化方法においては,液状泥土を所望の状態に造粒させるために高価な凝集剤を多量添加する必要があり,非常に高コストの処理方法となることが分かった.粘性の高い泥土が処理対象である場合,好適に凝集作用が働かず,造粒できないケースもある.また吸水性材料を添加して液状泥土を造粒固化する方法においても,液状泥土の含水比を低下させるためには多量の吸水性材料を添加する必要が生じ,高コストになることが判明した.さらに多量の吸水性材料を添加することで,当初の液状泥土の量に対し処理を施した後の液状泥土(処理土)の量が増大するという問題も発生する.そこで今年度は液状泥土を造粒固化する新たな方法として,“ほぐし"に着目した検討を行った.一般に,海成粘土を原料土とした液状泥土に普通ポルトランドセメントを添加して直後に撹拌しても造粒物は得られない.しかし,数時間から1日程度の養生期間を設けると処理土は液状から塑性状,そして半固体状になり,ほぐしながら再撹拌すると造粒物が得られた.そして,ほぐしの時期を変えることにより,造粒物の粒度分布を柔軟に変更できる.所定の粒度分布の造粒物を得るためには,処理土のコーン指数を管理してほぐしの時期を決定すればよく,液状泥土の初期含水比や養生時間とは無関係である.また,ほぐしの時期は造粒物の粒子強度に影響を与えず,粒子強度は主にセメント添加率によって支配される.浚渫土や建設汚泥,泥土など液性限界を上回る高含水状態の土(液状泥土)を造粒固化する新たな方法として,固化の時間依存性を明らかにして,“ほぐし"に着目した検討を行った.一般に,海成粘土を原料土とした液状泥土にセメントを添加して直後に撹拌しても造粒物は得られない.しかし,数時間から1日程度の養生期間を設けると処理土は液状から塑性状,そして半固体状になり,ほぐしながら再撹拌すると造粒物が得られた.そして所定の粒度分布の造粒物を得るためには,処理土のコーン指数を用いた「造粒ゾーン」モデルで管理できることが分かった.土質改良された人工地盤材料として,近年,注目されている造粒固化処理土について,原料土は一般に含水比の高い粘性土であるが,造粒により砂礫状になっており,どのようなタイプの時間依存変形挙動を示すかは未解明である.そこで,本研究では造粒固化処理土の時間依存変形挙動の解明とモデル化を目的としている.本年度はまず現地で採取した浚渫土砂に対して,含水比低減剤および固化材(セメント系固化材)を添加した後,撹拌・混合を施して造粒化を行った.浚渫土の含水比,含水比低減剤の種類・添加量をいろいろに組み合わせて,造粒化が可能な配合条件を見出した.具体的には含水比低減剤として石炭灰とPS灰を用い,PS灰のほうが浚渫土砂の含水比の変動に対して,ばらつきの少ない造粒固化処理土の作製が可能であることを見出した.これらの配合試験結果により,構成する個々の土粒子の含水比や粒度分布,強度・硬さの状態が異なる造粒固化処理土を準備することができるようになった.また,時間効果に関する予備的な検討として,長期水浸時の造粒固化処理土の粒子破砕の状況について確認を行った.その結果として,含水比低減剤としてPS灰を用いたほうが石炭灰に比較して,水浸による粒子破砕の程度が少ないことが明らかになった.また,乾燥収縮が粒子破砕に及ぼす影響について注意を要することがわかった.最後に,造粒固化処理土の作製を行った後,三軸試験装置の高機能化を行った.具体的には超低速から高速の載荷を,同一の供試体に対して実施できるように,メガトルクボモータ載荷制御システムを採用した載荷装置の改良を行った.火山灰質粘性土を対象とした造粒実験を行った.まず室内で家庭用キッチンミキサーを用いて造粒を行った.

昨年度までに明らかになった,時間効果が造粒に及ぼす影響を考慮して,造粒を行うまでの一次養生時間を複数設定した.設定した一次養生時間経過後にコーン指数を測定してから造粒を行った.その結果,以下の知見が得られた.1)結合材として高炉セメントB種を使用でき,補助剤として早強セメントやPS灰系改良材を添加することで環境基準を満たすことができる.2)さらに,水セメント比を指標に用いると,造粒のタイミングや造粒土の強度をある程度推定できることが明らかとなった.室内試験を実施したのち,試験施工を実施して,造粒技術の実規模レベルでの適用性を検討した.その結果,以下の知見が得られた.1)液性限界以下の土についても,固化材を添加するとともに液性限界を上回る状態まで加水を施すことで造粒することができる.このことは,降雨による土の泥濘化の予防のみならず,豪雨による土石流発生の防止や地震時の液状化防止等にも適用できることを示すものである.2)適切なコーン指数となる範囲を造粒ゾーンに設定すると,圃場用トラクターなどで容易に造粒作業が行える.3)改良範囲が平坦かつ浅層であれば,固化材の撹拌混合から造粒作業まで,通常の農作業と同じように1台のトラクターで施工することができる.ただし,固化材の添加(散布)のために別途バックホウなどは必要である.4)適切な固化材(例えば早強ポルトランドセメントなど)を選定することで,短期間に施工ができ,しかも供用を早めることも可能である.地盤工学造粒固化処理土の時間依存変形強度特性について以下の知見が得られたことから概ね順調に進展していると判断した1海成粘土を原料土とした液状泥土に普通ポルトランドセメントを添加して直後に撹拌しても造粒物は得られない.しかし,数時間から1日程度の養生期間を設けると処理土は液状から塑性状,そして半固体状になり,ほぐしながら再撹拌すると造粒物が得られる.また,ほぐしの時期を変えることにより,造粒物の粒度分布を柔軟に変更できる.2ほぐしにより造粒物を得るためには,養生工程で処理土のコーン指数を管理してほぐしの時期を決定すればよく,液状泥土の初期含水比や養生時間とは無関係である.具体的にはコーン指数が1251800kN/m2の範囲となった段階でほぐし造粒を行うで造粒物を生成することができる.さらにコーン指数が450kN/m2から1200kN/m2の範囲にあれば砂質土が,コーン指数が100kN/m2から450kN/m2の範囲あるいは1200kN/m2から1800kN/m2の範囲にあれば礫質土が造粒できる3ほぐし造粒によって得られた造粒物を一定の期間2次養生することで更なる固化反応が進行する.一方1次養生後のほぐしのタイミングは造粒物の粒子強度に影響を与えず,粒子強度は主にセメント添加率によって主に支配される.海上や河川工事で発生する浚渫土砂は,細かい粒径の土砂で水分を多く含むため,そのままではほとんど有効利用できない.そこで本研究では有効利用を促進させるために造粒化技術に着目した.浚渫土砂に対して,含水比低減材と固化材等を添加して砂礫状の粒状体に転換するものである.軽量性や高い液状化抵抗性を有し,通常の山砂と同様にストックや運搬ができるメリットを持っているが,個々の粒子の含水比が山砂に比べて高いために,変形挙動に時間依存性が存在する.そのため,標準的な試験や基準では造粒固化処理土の利用・適用範囲を検証できない.そこで本研究では室内試験を系統的に実施して,造粒固化処理土の時間依存変形挙動の解明とモデル化を行うことを目的としており,研究初年度の本年度は,造粒化が可能な配合条件,ばらつきや水浸時の粒子破砕の少ない含水比低減剤の選択,三軸試験装置の改良などが実施できたことから,おおむね順調に進展していると評価した..前年度までに得られた知見をもとに,造粒固化処理土の圧縮試験を実施し,マクロ的な造粒固化処理土の変形強度特性の解明を行う.特に造粒固化処理土作製時の配合および養生環境が,粒子破砕や粒子変形に大きな影響を及ぼしていると考えられる.
人体・食品中に高頻度高濃度で検出される恒常性攪乱物質が有する経世代毒性影響の解明

食品等から人体に微量に摂取された、環境汚染物質によるヒトの内分泌や免疫系等の高次機能への毒性影響に関して未だ不明な点が多い。本研究では、食事試料中の高濃度汚染物質及び高毒性物質としての、PFOS及びTCDDをマウスに投与した時の性ホルモン系への攪乱影響について評価を行った。その結果、PFOSやTCDDが有する性ホルモン攪乱作用は、CholesterolからProgestinを経由するAndrogenやEstrogenへの生合成経路において、両化合物の阻害作用点は、その合成系の上流に位置するProgestinよりも下流のAndrogen合成系側に存在する可能性が推察された。平成25年度においては、まず、極少量の血液中の性ホルモンと甲状腺ホルモン及びそれら代謝物の高感度迅速型リアルタイム式分析法の構築を行った。従来では、ELISA法等による数種の性ホルモンのみの測定であったものを、本法では性ホルモン(9種)及びその代謝物(9種)の、計18種の性ホルモンの定量を確立することに成功している。次に、マウスの血中の性ホルモンの更なる改善を目的として、1試料の減量化、2迅速化、3高感度化の、3つの観点を念頭に検討を試みたところ、C18カートリッジカラムと超小型ガラスカラムにフロリジルゲルあるいはシリカゲルを充填、連結することにより、現在、500μlの血液量で、ピコレベルの性ホルモンの定量を達成している。一方、上記3の高感度化は、本研究室現有の高分解能GC/MS (JEOL製JMS800)を駆使して、現行の性ホルモン1ピークに対するモニターチャンネルを2チャンネル方式から4チャンネル方式に変更することにより、2倍以上の感度向上が観察されている。更に、C57/BL雌雄マウスに、TCDD、マイレックス、PCB#153、ペンタクロロベンゼンを投与した結果、TCDDやマイレックスでは17β-OH Andorosterone、Estradiol及びTeststeroneの増加が、一方、PCB153やペンタクロロベンゼンではPrognenoloneやAndorostendione等の著しい減少といった現象が観察された。すなわち、TCDDやマイレックスは、ステロイドホルモン合成代謝経路において肝薬物代謝酵素CYP17等の活性を促進的に作用させ、EstradiolやTeststeroneを増加させたのに対して、PCB153やペンタクロロベンゼンは、コレステロールを初発物質とする上記合成・代謝経路全体に抑制的に作用していることが推察された。平成26年度では、5週齢のC57/BL雌雄マウス(F0)を1週間飼育、馴化させ、6週齢から各被検物質の1日摂取量(WHO、環境省・厚労省及び既報データを利用)を1とした時の10-1103倍の5段階(雌雄別各群6匹で1グループ単位)の濃度で、粉末飼料(内分泌攪乱物質研究用飼料;オリエンタルバイオサービス)中に完全に均一に混合したものを、本試験期間中、連続的に自然摂取させた。摂取後から、隔週毎に雌雄マウスの尾静脈から血液100μl/匹を採血、均一に混合した後、試料を3分割し、a)性ホルモンの定量を行った。その結果、TCDDやマイレックスでは17β-OH Andorosterone、Estradiol及びTeststeroneの増加が、一方、PCB153、ペンタクロロベンゼンやクロルデコンではPrognenoloneやAndorostendione等の著しい減少といった現象が観察された。すなわち、TCDDやマイレックスは、ステロイドホルモン合成代謝経路において肝薬物代謝酵素CYP17等の活性を促進的に作用させ、EstradiolやTeststeroneを増加させたのに対して、PCB153やペンタクロロベンゼンは、コレステロールを初発物質とする上記合成・代謝経路全体に抑制的に作用させたことが推察された。平成27年度においては、平成2526年度の研究成果として、臭素系難燃剤4臭素化ビスフェノールA(TeBBPA)によるマウス血中の性ホルモン、並びに4塩化ダイオキシン(TCDD)によるマウス血・糞中のサイトカインの、著しい変動がそれぞれ観察されたことより、これら健康有害物質に焦点を絞り、詳細な検討を試みた。まず、ヒト母乳中に高濃度で観察されたTeBBPAの脱臭素化体である3臭素化体のTriBBPAに着目し、同様な現象がマウスでも観察されるか否かについて検討を行った。また、代表者らの別の検討により、TeBBPAやTriBBPA等のビスフェノール化合物には、ペルオキシゾーム増殖応答性受容体(PPAR)に対する顕著なリガンド活性を有していることが判明したことから、これら化合物は、生体内の糖・脂質代謝系等の恒常性をかく乱する可能性が推察された。そこで、C57BL/6の雌雄マウス(8週齢)を用いて受精させ、その出仔マウスを雌に授乳により育てさせ、生後1週間目に剖検を行い、胃、胃内容物(母乳)、肝臓、心臓、腎臓、腸、腸内容物(糞)等を採取し、これら臓器・組織等中に蓄積しているビスフェノール化合物の定量を試みた。その結果、興味深いことには、マウスの胃内容物中には、TriBBPAが全く検出されず、ヒトのTeBBPAの代謝パターンとは全く異なっていることが認められた。次に、前年度に著しい免疫かく乱作用が観察されたTCDDについて、その長期連続経口投与による免疫かく乱作用の検討を行った。