hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍におけるネオ・セルフ生成機構

腫瘍血管内皮細胞(EC)の抗原提示能を利用して、腫瘍組織にT細胞を動員するペプチド免疫療法の技術革新を進めた。1.腫瘍抗原WT1、SNについて、細胞傷害性T細胞(CTL)とヘルパーT細胞(Th)が認識するペプチドを同定し、A24トランスジェニックマウスを免疫してT細胞の誘導能を、主要なCTLについてT細胞レセプター(TCR)遺伝子を同定した。2.抗原提示作用薬U2317を併用することにより、ECのクロスプレゼンテーション能を高め、CTLを腫瘍組織に浸潤させる機構を解明し、担がんマウスに対する腫瘍制御効果を明らかにした(論文作製中)。3.ペプチド免疫のT細胞誘導能を高めるミセル担体のT細胞誘導促進効果を明らかにした(論文作成中)。4.抗体が存在しないために世界的に解析が遅れていたHLA-Aアリルについて、それらを認識するモノクローナル抗体を作製した(論文投稿中)。(宇高)すでに樹立した化学療法耐性のマウスがん細胞株に対する、in vivo腫瘍免疫解析系を確立した。さらに、がん細胞株のRNAseq解析により当該細胞に特有で正常細胞には、ほとんど発現しないがん関連抗原ならびにネオ抗原を多数同定した。これらの抗原に由来し、MHCクラスIあるいはII分子に結合して、それぞれ細胞傷害性T細胞(CTL)あるいは1型ヘルパーT(Th1)細胞を誘導可能なペプチドを、既存のアルゴリズムを用いて推定した。これらのペプチドを合成し樹状細胞に負荷してマウスに免疫することにより、CTL誘導ペプチドを多数同定できたが、Th1細胞を強く誘導できるものは同定できなかった。CTL誘導性ペプチドを負荷した樹状細胞の免疫により、腫瘍増殖を予防ならびに治療でき、さらに抗PD-1抗体との著明な併用効果の誘導に成功した。抗IL-6抗体との併用効果の解析については、間に合わず次年度の課題となった。(西村)論文発表が遅れているが、実験は予定通り進んだ。腫瘍抗原ペプチドとU2317の抗腫瘍効果については、特許出願を待って投稿予定である。また、ネオ・セルフ研究班のメンバーを含め、MHC結合性ペプチドの予測と同定に関して、技術協力を行った。H30年度までの目標には入れていなかったが、我々が開発しているHLA結合性ペプチドを自動予想するplatformについては、新たにHLA-A*11:01結合性ペプチドの予想が可能になった。(宇高)昨年度に予定していた研究計画を、ほぼ予定通りに遂行して成果を得ることができ、これらの成果を16回の学会発表ならびに4編の英文論文として発表し、3編の論文については投稿準備中である。ただし、マウスMHCクラスII拘束性Th1細胞が認識する、がん抗原ペプチドの同定ならびに抗IL-6抗体による免疫抑制解除療法との併用療法については、これらをうまく達成できずに次年度以降の課題として残された。複合免疫療法の効果としてT細胞レパトアの変動に関する解析の重要性を感じ、これを研究班員間の共同研究により実現すべく、研究の段取りについて行程を確定した。総評として研究は、順調に進んでいる。(西村)WT1,SN腫瘍抗原を標的としたペプチド免疫療法の臨床応用に向けて本領域が取り組むべき技術課題として、ペプチド反応性T細胞を定量評価する方法の確立が残されていた。また、抗腫瘍免疫反応を推し量るバイオマーカーの探索も、世界的に望まれている。昨年度までの成果を論文化することに加え、これらの課題を解決したい。1.ヒト末梢血T細胞の培養方法について至適化を図る。改善点として、これまで使っていた細胞内サイトカイン染色はノイズが高く、解析者によるばらつきもあるため、抗原認識に伴って起こる細胞表面タンパクの変化を捉える方法を検討中である。今後、施設間で比較検討ができる方法を確立したい。2.免疫反応を推定するバイオマーカーとして、ECから分泌されるmiRNAを定量評価する方法を検討中である。今後、候補に挙がっている分子種について、マウスとヒトでの比較、患者血清を用いたバイオマーカーとしての有用性を検討したい。(宇高)マウスクラスII拘束性Th1細胞が認識する、がん抗原ペプチドの同定については、RNAseqデータに基づいて宇高研究代表者らとの共同研究により、新規アルゴリズムを利用して、これらを推定し、その抗腫瘍免疫の誘導能について検討する。また抗IL-6抗体によるTh1細胞の抑制解除療法との併用効果について解析する。さらに、がん抗原ペプチド負荷樹状細胞ワクチンと抗PD-1抗体の併用免疫療法の前後の、腫瘍浸潤T細胞やリンパ組織中のT細胞が発現するT細胞レセプターのレパトア解析をA01研究班の小笠原研究代表者と、さらに優勢を占めるT細胞レパトアに属する単一T細胞に発現するTCR遺伝子の同定と抗原特異性の解析を、A01研究班の岸研究代表者との共同研究により実施し、次世代複合がん免疫療法の効果について多面的に解析して、その開発研究を推進する予定である。(西村)MHCclass II結合性ペプチドを生きた抗原提示細胞を用いて定量測定する方法を確立した。これは、特願2011-273922に記載した末端修飾の方法を要とする技術による。次に、この方法を用いて、HLA-DRB1*04:05結合性ペプチドを予測するplatformを作製した。そして、この自動予測法を用いて、前立腺癌を含む、多くの固形腫瘍に発現される腫瘍抗原について、HLAクラスI、クラスII分子に結合するペプチドをそれぞれ同定した。これらペプチドについて、健常人T細胞の反応性を調べた。

また、MHC結合性ペプチドを用いてマウスを免疫する実験系で、ペプチドをアジュバントであるCpGあるいはpoly ICと共に、liposomeあるいはmicelleに会合させ、抗原提示細胞のendosomeとcytoplasmに効率よく届けるDDSの方法を比較検討した(宇高)。新規がん抗原について、日本人で頻度が高い複数のHLAクラスII分子に結合して、CTLの誘導を増強するTh1細胞を誘導できる合成長鎖ペプチドを多数同定した。同Th1細胞の、がん抗原蛋白質を負荷した樹状細胞への反応を確認し、樹状細胞による処理後にCTLを活性化する短鎖ペプチドを提示できる、長鎖ペプチドを複数同定した。in vitro培養系で抗PD-1抗体の添加により、CTLとTh1細胞の特異的反応を増強できた。さらにヒト単球に細胞増殖を促進する遺伝子を発現させて細胞株を樹立し、これより大量の樹状細胞を誘導する方法を開発した。ヒトT細胞を、この樹状細胞に長鎖がん抗原ペプチドを負荷して培養すると、効率良くCTLとTh1細胞を誘導できた。以上の現象を複数の健常人と、がん患者のT細胞で観察した。これらの研究成果は、同定したがん抗原長鎖ペプチドによる、強い腫瘍免疫の誘導を支持する(西村)。生きた抗原提示細胞を用いたMHCクラスII分子結合性ペプチドの定量測定法を確立し、SK-SVMを基盤アルゴリズムとする質問学習法を用いて網羅的なペプチド結合特性の解析を行った。その結合データをデータベース化し、任意のアミノ酸配列をもつペプチドについて結合能を自動予測するplatformを作製した。予測値と実測値の検証を行った後、このplatformを活用して、前立腺がんワクチンを開発するための、HLAクラスI、クラスIIペプチドの同定を行った。次に、A24トランスジェニックマウスを用いたin vivo免疫誘導と、ヒト末梢血PBMCからin vitroでペプチド反応性T細胞を誘導する方法の至適化を図ったのち、候補ペプチドのスクリーニングを行った。最後に、化合物U2317により、血管内皮細胞のクロスプレゼンテーションが誘導されるメカニズムを明らかにした(特許準備中)。予定通りに進行しているが、論文が受理に至っていないため、論文化を急ぐ(宇高)。すでに我々が過去の研究により同定した、腫瘍免疫の標的として適した性質を有する新規がん抗原について、以下のような研究成果を得ることができ、当初の目標をほぼ順調に達成できており、研究計画を変更する必要はなかった。まず日本人で頻度が高い複数のHLAクラスII分子により提示され、Th1細胞を活性化できる多数の合成長鎖ペプチドを同定し、その中にCTLとTh1細胞を共に活性化できるものを複数同定した。また誘導したTh1細胞は、期待どおりにCTL誘導を増強できた。in vitroで抗PD-1抗体による免疫抑制解除により、がん抗原ペプチドに対するCTL/Thの免疫応答が著明に増強された。遺伝子操作を加えたヒト単球から誘導した樹状細胞への、がん抗原長鎖ペプチドを負荷により、CTLとTh1細胞を誘導できる樹状細胞を大量に作成する方法を確立できた(西村)。
ARDS患者におけるNETsの動的変化と新たな治療戦略の確立

本研究において、すべてのARDS患者の喀痰中にNETsは発現しており、生存例においてはNETs発現とともに呼吸不全の目安となるP/F ratioが改善し、その後NETsは消褪した。一方、死亡例においてNETs発現が持続し全例呼吸不全で死亡した。ARDS(acute respiratory distress syndrome:急性呼吸促迫症候群)において、喀痰に細菌が存在しないにも関わらず、著明な好中球浸潤を認める症例が数多く経験される。我々は、NETsの過剰発現が肺組織損傷を誘導し、ARDS発症に深く関与しているのではないかと考えた。本研究は、1ARDSにおける痰・血液中NETs発現の動的変化、2ステロイド投与によるNETs発現への影響を、臨床病態、生物学的マーカーと共に評価し、ARDSの病態解明および治療に役立たせることを目的としている。現在までに、2013年1月から2014年2月までに当センターに入院した6症例で検討を行った。経過中にステロイドを使用したのは5症例であった。3症例は基礎疾患として慢性呼吸器疾患があった。全症例で気道感染の有無に関わらず、NETsの形成が認められ、P/Fratioの改善とともにNETsは伸長し、やがて消退した。P/Fratioの改善しない症例ではNETs形成が持続した。ストロイド投与におけるNETs発現形成への影響は症例数を増やした上で今年度検討を続けていきたい。昨年度の研究結果よりARDSにおいてNETsは密接に関与していると考えている。ARDS(acute respiratory distress sndrome:急性呼吸速迫症候群)において、喀痰中に細菌が存在しないにも関わらず、著明な好中球浸潤を認める症例が数多く経験される。我々はNETsの過剰発現が肺組織損傷を誘導し、ARDS発症に深く関与しているのではないかと考えた。本研究は、1ARDSにおける痰・血液中NETs発現の動的変化、2ステロイド投与によるNETs発現の影響を、臨床病態、生物学的マーカーと共に評価し、ARDSの病態解明および治療に役立たせることを目的としている。現在までに当センターに入院した7症例の解析を終了した。対象は人工呼吸器管理を要し、PaO2/FiO2 ratio (P/F) ratioが200以下の患者を対象とし、痰を採取し免疫染色によりNETsを検出した。生存例は2例、死亡例は5例であった。すべての患者の痰中にはNETs発現が認められ、生存例においてはNETs発現とともにP/F ratioが改善し、その後NETsは消退したが、死亡例においてはNETs発現は認められるもののその発現が持続し全例呼吸不全で死亡した。現在解析中の症例をこの7例に加えて症例数を増やした上で、ステロイド投与におけるNETs発現形成への影響の検討を行い、論文投稿予定である。救急・集中治療NETsを指標にしたARDSに対するステロイド治療導入の指針を作成するには十分はARDS症例が現在のところ集まっていないため。さらなるARDS症例での検討を続け、NETsを指標にしたARDSに対するステロイド治療導入の指針の作成を進める。さらに、このプロトコールに準じた治療群と従来治療群に無作為に振り分けて、NETs指向型治療の妥当性を検討していく。おおむね順調に進んでいる。症例数の蓄積とともに必要物品が今後必要である。必要な物品費・旅費などに使用する予定である。
官能基の配位性向を利用した機能性有機ビスマス化合物の設計とその発色特性

(1)申請当初予定していたアゾベンゼンやチオベンゾフェノンを骨格に持つ有機ビスマス化合物は合成が困難で達成できなかった。そこでアセトフェノンを骨格に持つ有機ビスマス化合物1を設計、合成し、化合物2、3への変換を行なった。ビスマス原子上にハロゲン原子を導入すると(化合物3)カルボニル基のビスマス原子への配位によりπ電子系に強い分極(分子内電荷移動状態)が起こるため、化合物の呈色が期待できる。実際、化合物2は黄色の結晶であったが化合物3は赤紫色の結晶として得られて来た。以上の結果から、ビスマス原子上の置換基効果を利用して配位を調節すれば化合物の電子状態(発色特性)が制御できることがわかった。今後はこれらの化合物の発色特性をX線構造解析や電子スペクトルにより検討し、機能性分子としての可能性を探りたい。(2)上記の研究と平行して、ビスマス原子上にキラル中心を持つ有機ビスマス化合物の合成を行なった。具体的には、光学活性アミンを配位子として導入することで2種のジアステレオマ-混合物へ誘導し(化合物4)その構造をX線構造解析により明らかにした。(Organometallics,1995,in press)(1)申請当初予定していたアゾベンゼンやチオベンゾフェノンを骨格に持つ有機ビスマス化合物は合成が困難で達成できなかった。(Organometallics,1995,in press)
クリティカルケア看護における専門看護師の直接的ケアコンピテンシーと到達度

本研究の目的は、クリティカルケア看護の専門看護師(CCNS)の直接ケアコンピテンシーと教育課程修了時の到達度を明確にすることである。平成30年度は、国内文献から抽出した61の直接ケアコンピテンシーの内容妥当性を臨床的に検討するために、5年以上の臨床実践経験を持つCCNS 6名を対象にフォーカス・グループ・ディスカッション(以下、FGD)を行った。FGDでは抽出したCCNSの直接ケアコンピテンシーについて、1日本のCCNSの臨床実践の現状を反映しているか、2CCNSへの役割期待が反映されているか、3コンピテンシーの表現は適切であるか、4新たなコンピテンシーとして考えられるものはないか、5コンピテンシーの表現は適切であるか、についてディスカッションを行った。場所は東京都内の会議室とし、FGDの時間は120分以内とした。FGDによる議論・意見を踏まえて、データを再分析・修正した結果、CCNSの直接ケアコンピテンシー項目は、62に集約された。さらにこれらは、【回復の可能性を見通した包括的なアセスメント】【批判的思考による問題の特定と優先順位づけ】【多角的視点によるアウトカムの設定】【分析的な思考と判断による最適なケア計画の立案】【患者・家族を中心としたケア計画の個別的な調整】【患者の転帰を最適化する看護実践】【専門知識・技能に裏付けされた個別的看護実践】【多角的・多面的視点による実践評価】【様々な倫理的問題に対処するための調整】【最適なケア提供に向けた人的・物的環境の調整】【患者の転帰を最適化する教育的支援】【研究成果の吟味と活用】【患者・家族のアウトカム達成に向けた相談】【他職種連携を促進するリーダーシップ】【相互理解・相互関係を深化させるコミュニケーション】【研鑽による専門的実践の維持・向上】16のコンピテンシーに分類された。国内文献は、医学中央雑誌Web版およびCiNiiを用い、検索期間は、日本看護協会で専門看護師の資格認定が開始された2005年から10年間とした。キーワードは「クリティカルケア」、「専門看護師」、「急性・重症患者看護専門看護師」、「コンピテンシー」、「直接ケア」、「実践」、「役割」とし、各キーワードをAND検索した。原著論文に限定せず、事例報告、実践報告、解説、書籍を含めて検索し、原著論文20件、解説57件、書籍1件が抽出された。CCNSの直接ケアコンピテンシーを検討する文献として内容を確認し、絞り込んだ結果、倫理調整に関する原著論文2件、実践活動に関する解説12件、書籍1件を分析対象とした。また、CCNSの直接ケアコンピテンシーを構成する枠組みを検討するために、米国クリティカルケア看護協会のAACN Scope and Standards forAcute Care Clinical NurseSpecialist Practice(AACN急性期ケアCNSの実践の範囲と基準)を邦訳し、内容を確認した。現在、内容分析手法を用いて、CCNSの直接的ケアコンピテンシーを分析している段階である。平成28年度は、1高度実践看護師としてCCNSに必要な直接ケアコンピテンシーを文献から抽出すること、2専門家会議を開催し、抽出したCCNSの直接ケアコンピテンシーが日本のCCNSの直接ケアコンピテンシーとして表現されているか、内容の妥当性を検討することを目指していた。しかし、業務多忙にて直接ケアコンピテンシーの抽出および専門家会議開催まで至らなかった。平成29年度は文献からCCNSの直接的ケアコンピテンシーの分析・明確化を行った。直接ケアコンピテンシーを「患者・家族・集団との関わりの中で、患者の健康問題を総合的に捉え、病態と治療を理解した専門的かつ直接的なケアの提供のために、調整、教育、研究、相談、倫理調整の役割機能を駆使し、早期回復の促進、生活の質の改善・向上につながる効果的な看護実践を推進する能力」と定義し、コンピテンシーに該当すると考えられた記述全体を文脈単位、思考、行動、意欲、態度が示されている記述を意味内容が損なわれないように短文化しコードとした。内容の類似性により分類し、その内容を反映したサブカテゴリネーム、カテゴリネームを付した。結果、CCNSの直接的ケアコンピテンシーを表す216コードから55カテゴリを形成した。現在、さらに分析を進め、カテゴリ化およびカテゴリネームの妥当性の検討と洗練化を図っている。また、文献から抽出したCCNSの直接ケアコンピテンシーの内容妥当性を検討するために臨床現場で働くCCNS 6名で構成する専門家会議の開催を調整している段階である。平成29年度は、専門家会議を経て作成したCCNSの直接的ケアコンピテンシー案と到達度について、デルファイ法による第1回目調査を予定していた。しかし、専門家会議の日程調整が難航したため3月までに開催できず、CCNSの直接ケアコンピテンシーとしての内容妥当性の検討に至らなかった。

FGDでは抽出したCCNSの直接ケアコンピテンシーについて、1日本のCCNSの臨床実践の現状を反映しているか、2CCNSへの役割期待が反映されているか、3コンピテンシーの表現は適切であるか、4新たなコンピテンシーとして考えられるものはないか、5コンピテンシーの表現は適切であるか、についてディスカッションを行った。場所は東京都内の会議室とし、FGDの時間は120分以内とした。FGDによる議論・意見を踏まえて、データを再分析・修正した結果、CCNSの直接ケアコンピテンシー項目は、62に集約された。さらにこれらは、【回復の可能性を見通した包括的なアセスメント】【批判的思考による問題の特定と優先順位づけ】【多角的視点によるアウトカムの設定】【分析的な思考と判断による最適なケア計画の立案】【患者・家族を中心としたケア計画の個別的な調整】【患者の転帰を最適化する看護実践】【専門知識・技能に裏付けされた個別的看護実践】【多角的・多面的視点による実践評価】【様々な倫理的問題に対処するための調整】【最適なケア提供に向けた人的・物的環境の調整】【患者の転帰を最適化する教育的支援】【研究成果の吟味と活用】【患者・家族のアウトカム達成に向けた相談】【他職種連携を促進するリーダーシップ】【相互理解・相互関係を深化させるコミュニケーション】【研鑽による専門的実践の維持・向上】16のコンピテンシーに分類された。研究に取り組む時間を意図的に作り出すことで進めていく。専門家会議は5月に開催予定が決定した。専門家会議を経て作成したCCNSの直接的ケアコンピテンシー案と到達度について、同意の有無を記入する調査票を作成し、デルファイ調査へと進めていく。デルファイ調査は2回から3回を予定しているため、研究に取り組む時間を意図的に作り出すことで進めていく。情報収集目的の学会参加旅費を使用しなかったこと、研究の遅れにより、専門家会議を開催しなかったことで68名の専門知識提供者の旅費と謝金の支出がなかったことで生じた。専門家会議に支出予定だった旅費・謝金が未使用であること、郵送調査に必要な経費が未使用であることが差額が生じた理由である。次年度は、専門家会議および郵送調査に支出する予定である。次年度に専門家会議を開催し、専門知識提供者の旅費と謝金を支出する予定である。
骨髄造血と腸内フローラのクロストーク

緊急骨髄好中球造血のモデルとして、致死量の全身放射線照射で造血細胞を除去したレシピエントマウス(B6-CD45.2)に、コンジェニックドナー(B6-CD45.1)の骨髄から純化したLineage- Sca-1+ c-kit+細胞(LSK細胞)を移植した。前年までの研究によって、レシピエントの産生するIL-17Aの好中球生着に重要であること、またこれに腸内細菌叢が密接に関わっていることが明らかになったので、今年度はそのメカニズムについて更なる検討を行った。レシピエントの主要なIL-17A産生細胞を同定するため、T細胞の欠損したRAG-/-マウスをレシピエントとして移植したところ、IL-17A産生が低下、好中球生着が遅延した。移植時に野生型T細胞を同時投与すると生着は回復し、T細胞がIL-17Aの主要な産生細胞であることが示唆された。IL-17A-/-マウスでは移植後に、骨髄系前駆細胞であるGMP細胞のレベルから低下がみられた。IL-17Aのシグナルが入らないIL-17RC-/-マウスのLSK細胞を移植しても好中球の生着が遅延し、IL-17Aはドナーの骨髄系前駆細胞に作用する可能性が示唆された。野生型レシピエントマウスへの移植後には肺のalpha/beta及びgamma/delta T細胞のIL-17Aの発現が著明に上昇していたが、抗菌剤の投与によりそのIL-17産生は有意に抑制された。以上の結果から、腸内細菌叢の存在下においてのみ、造血不全時にT細胞からIL-17Aが産生され、骨髄系前駆細胞レベルに作用し、好中球造血が促進されるものと考えられた。研究計画はほぼ順調に実行でき、成果を得ることができた。造血不全時に、腸内細菌ーT細胞の関連によって緊急的好中球造血が支持されるという知見は本研究で初めて示されたもので非常に興味深い。このような知見のメカニズムにかなり迫ることができた点で研究の進捗は順調であると考えられる。今後のメインテーマは、腸内細菌叢のシグナルがどのようにT細胞に繋がるかである。現在、2つの経路を考えており、一つは腸管のマクロファージなどのIL-22、IL-23産生を介してTh17細胞を誘導する経路、もう一つは腸上皮内T細胞がダイレクトに細菌シグナルを感知する経路である。腸組織よりT細胞やマクロファージを単離して、解析を進める予定である。細菌からのシグナルとしてはTLR系を想定し、MyD88-/-TRIF-/-マウス(大阪大学医学研究科、免疫制御学、竹田潔教授より供与)を実験に用いる。また緊急造血のモデルとして、化学療法による骨髄抑制モデルにおいても研究し、結果の普遍性を確認する。致死量の全身放射線照射で造血細胞を除去したレシピエントマウス(B6-CD45.2)に、今ジェニックドナー(B6-CD45.1)の骨髄から純化したLineage- Sca-1+ c-kit+細胞(LSK細胞)を移植したところ、移植後day21から28の間に生着が得られた。この際、Cytokine Beads Array (BD Biosciences)をもちいて,血清におけるサイトカインの変化を経時的に測定したところ,好中球造血を促進するG-CSFやG-CSFの産生を促進するIL-17Aが、移植後の好中球減少時に著明に上昇し、生着が得られるまで持続的に上昇していることが示された。移植2週間前から解析日まで抗菌薬ampicillin, vancomycin, strepomycinの経口投与により、腸内殺菌を行ったところ、こうしたサイトカインの上昇は完全に抑制され、それにともなって好中球数生着の有意な遅延が見られた。この抗菌薬をナイーブマウスに投与しても定常造血に対する毒性は見られなかった。腸内殺菌を行ったレシピエントマウスに移植後にG-CSFを投与すると,好中球数回復は腸内殺菌を行わなかったマウスと同等になっていた。IL-17Aの欠損するB6-IL-17A-/-マウスをレシピエントとして同様の移植を行ったところ, IL-17Aの末梢血中の上昇は見られなくなり,移植後IL-17Aは主にレシピエント細胞から産生されることが判明した。興味深いことに、移植後のG-CSFの上昇も, IL-17A欠損レシピエントでは見られなくなっており、移植後のG-CSF産生はレシピエントのIL-17A産生に依存していることが判明した。さらに, IL-17A欠損レシピエントでは、野生型のレシピエントに比較して好中球の生着が遅延することも確認した。計画した実験は、ほぼすべて実行することができている。移植後の好中球減少時期に、腸内細菌依存性に、好中球造血に関与するサイトカインが上昇することは,本研究で初めて示されたもので非常に興味深い。移植後に腸内殺菌で好中球回復が遅延するという知見も、臨床の移植を考える上で示唆に富んでいる。レシピエントのIL-17Aが欠損していると、腸内細菌の存在下でもG-CSFの上昇が見られなくなる現象は、腸内細菌と骨髄の好中球造血をリンクさせる上で,重要な所見である。このような興味深く、重要な知見を得られたことを考えると、研究の進捗は順調であると考えられる。

緊急骨髄好中球造血のモデルとして、致死量の全身放射線照射で造血細胞を除去したレシピエントマウス(B6-CD45.2)に、コンジェニックドナー(B6-CD45.1)の骨髄から純化したLineage- Sca-1+ c-kit+細胞(LSK細胞)を移植した。前年までの研究によって、レシピエントの産生するIL-17Aの好中球生着に重要であること、またこれに腸内細菌叢が密接に関わっていることが明らかになったので、今年度はそのメカニズムについて更なる検討を行った。レシピエントの主要なIL-17A産生細胞を同定するため、T細胞の欠損したRAG-/-マウスをレシピエントとして移植したところ、IL-17A産生が低下、好中球生着が遅延した。移植時に野生型T細胞を同時投与すると生着は回復し、T細胞がIL-17Aの主要な産生細胞であることが示唆された。IL-17A-/-マウスでは移植後に、骨髄系前駆細胞であるGMP細胞のレベルから低下がみられた。IL-17Aのシグナルが入らないIL-17RC-/-マウスのLSK細胞を移植しても好中球の生着が遅延し、IL-17Aはドナーの骨髄系前駆細胞に作用する可能性が示唆された。野生型レシピエントマウスへの移植後には肺のalpha/beta及びgamma/delta T細胞のIL-17Aの発現が著明に上昇していたが、抗菌剤の投与によりそのIL-17産生は有意に抑制された。以上の結果から、腸内細菌叢の存在下においてのみ、造血不全時にT細胞からIL-17Aが産生され、骨髄系前駆細胞レベルに作用し、好中球造血が促進されるものと考えられた。研究計画はほぼ順調に実行でき、成果を得ることができた。造血不全時に、腸内細菌ーT細胞の関連によって緊急的好中球造血が支持されるという知見は本研究で初めて示されたもので非常に興味深い。このような知見のメカニズムにかなり迫ることができた点で研究の進捗は順調であると考えられる。腸内フローラのシグナルを感知するIL-17A産生細胞の同定とシグナル伝達メカニズムの解明に着手する。IL-17Aの生体における主要な産生細胞は腸管の自然免疫細胞ILCやTh17細胞、gamma/deltaT細胞である。T細胞の存在しないRag1-/-マウスや抗CD90抗体投与実験を行う。また細菌からのシグナルとしてはTLR系を想定し、MyD88-/-TRIF-/-マウス(大阪大学医学研究科、免疫制御学、竹田潔教授より供与)から分離したILCやT細胞におけるIL-17A産生能を検討する。今後のメインテーマは、腸内細菌叢のシグナルがどのようにT細胞に繋がるかである。現在、2つの経路を考えており、一つは腸管のマクロファージなどのIL-22、IL-23産生を介してTh17細胞を誘導する経路、もう一つは腸上皮内T細胞がダイレクトに細菌シグナルを感知する経路である。腸組織よりT細胞やマクロファージを単離して、解析を進める予定である。細菌からのシグナルとしてはTLR系を想定し、MyD88-/-TRIF-/-マウス(大阪大学医学研究科、免疫制御学、竹田潔教授より供与)を実験に用いる。また緊急造血のモデルとして、化学療法による骨髄抑制モデルにおいても研究し、結果の普遍性を確認する。
ブレイク詩における女性予言者

ブレイクの複合芸術(詩文と絵画の複合体)において「女性予言者」の存在がどのように表象されているかを、ファクシミリ版をもちいて分析した。ブレイク研究において男性の予言者についての考察は1960年代からなされてきたが、女性の予言者についてはじゅうぶんな研究がなされてこなかった。その未開拓の部分に光をあてたのが本研究である。ブレイクの初期から後期の作品をたどり、「女性予言者」がしだいに力を奪われていく過程をあきらかにした。ブレイク研究は従来、英文学と美学のふたつの異なった分野でべつべつに行われてきたのだが、両分野を結合させて、詩文だけでなく絵画にも緻密な分析の目をむけたのが本研究の特徴である。『アメリカ』や『ヨーロッパ』では透視力を与えられていた女性が、『四ゾア』では男性にその役割をとって代わられ、『ジェルサレム』においては真実を語る存在であるどころか、「虚偽」とすら形容されているのである。この女性予言者像の変化を、1800年前後のブレイクの心境や環境の変化によって説明しようとこころみた。女性予言者の変化は、じつはブレイク作品にみられるほかの変化と連動している。その時期のブレイクの「世間」観の変化、彫版師としての意識の変化などを考察しながら、女性予言者像の変化を1800年前後のブレイクの変化というおおきなパースペクティヴのなかで分析したのである。研究結果は英語論文にまとめ、現在、投稿準備中である。
微細構造を制御した高分子吸着体によるリンパ球亜集団の高純度分離に関する研究

本研究においては,主としてポリアミングラフト共重合体に着目して研究を展開し,まず,グラフト鎖長とポリアミン含量の異なる種々のグラフト共重合体の合成法を確立した.すなわち,ジビニルベンゼンとN, N-ジエチルエチレンジアミンとの付加反応により得られる,アミノ基を有するスチレン誘導体を出発物質として,リチウムアルキルアミドを触媒に用い,末端二重結合を有するポリアミンマクロマーの合成法を確立した.この際,触媒とモノマーの比率を変えることにより,得られるマクロマーの分子量規制が可能であることを明らかとした.このマクロマーとメタクリル酸2-ヒドロキシエチルとのラジカル共重合によりポリアミンを枝に有するグラフト共重合体を調製した.このグラフト共重合体を製膜し,オスミウム酸で染色後,透過型電子顕微鏡観察を行なうことより,ポリアミンを島状ドメインとするミクロドメイン構造の発現を確認した.次いで,これらのグラフト共重合体をガラスビーズにコーティングして吸着体とし,カラムに充填してリンパ球の二大亜集団であるBリンパ球とTリンパ球との分離を推進した.その結果Bリンパ球が選択的に吸着体上に保持され,短時間にカラム流出分としてTリンパ球を,また,カラム吸着分としてBリンパ球を得られる条件を確立した.一方,分離のメカニズムの解明も順調に進展し,リンパ球浮遊液のpHを変化させた実験結果より,分離は主としてイオン性相互作用に基づくものであることが示された.分離された細胞については生存率の測定を行ない,基本的な細胞機能が保全されていることを確認した.また,分離能,迅速性,取扱い易さなどを総合的に考慮して,実際に用いられる場合のカラムデザインを行ない,その基本的な設計と性能評価とを推進した結果,実用上充分満足できる性能を発揮することが確認された.本研究においては,主としてポリアミングラフト共重合体に着目して研究を展開し,まず,グラフト鎖長とポリアミン含量の異なる種々のグラフト共重合体の合成法を確立した.すなわち,ジビニルベンゼンとN, N-ジエチルエチレンジアミンとの付加反応により得られる,アミノ基を有するスチレン誘導体を出発物質として,リチウムアルキルアミドを触媒に用い,末端二重結合を有するポリアミンマクロマーの合成法を確立した.この際,触媒とモノマーの比率を変えることにより,得られるマクロマーの分子量規制が可能であることを明らかとした.このマクロマーとメタクリル酸2-ヒドロキシエチルとのラジカル共重合によりポリアミンを枝に有するグラフト共重合体を調製した.このグラフト共重合体を製膜し,オスミウム酸で染色後,透過型電子顕微鏡観察を行なうことより,ポリアミンを島状ドメインとするミクロドメイン構造の発現を確認した.次いで,これらのグラフト共重合体をガラスビーズにコーティングして吸着体とし,カラムに充填してリンパ球の二大亜集団であるBリンパ球とTリンパ球との分離を推進した.その結果Bリンパ球が選択的に吸着体上に保持され,短時間にカラム流出分としてTリンパ球を,また,カラム吸着分としてBリンパ球を得られる条件を確立した.一方,分離のメカニズムの解明も順調に進展し,リンパ球浮遊液のpHを変化させた実験結果より,分離は主としてイオン性相互作用に基づくものであることが示された.分離された細胞については生存率の測定を行ない,基本的な細胞機能が保全されていることを確認した.また,分離能,迅速性,取扱い易さなどを総合的に考慮して,実際に用いられる場合のカラムデザインを行ない,その基本的な設計と性能評価とを推進した結果,実用上充分満足できる性能を発揮することが確認された.61年度は、ポリアミンミクロドメインを有する高分子材料の合成を推進し、合成ができたものから順次細胞分離実験を高分子の構造との相関に着目しつつ行った。以下にその概要を箇条書きに示す。1.ミクロドメイン構造を有する高分子の合成とそのキャラクタリゼーション:ジビニルベンゼンと種々のアミンとの付加反応により得られるアミノ基を有するスチレン誘導体を出発物質として、末端官能性のアミンオリゴマーを合成した。これよりマクロマー法を用いて、ポリアミンをセグメントとして有するグラフト共重合体を合成した。さらに、これらの高分子より調製したフィルムをオスミウム酸にて染色し、透過型電子顕微鏡観察を行うことにより、ミクロドメイン構造の形態、大きさ、分布状態を計測した。2.高分子材料の細胞分離特性の評価と分離細胞の基本的機能の確認:合成されたグラフト共重合体をガラスビーズにコーティングして吸着体とし、カラムに充填してその細胞分離能を評価した。本年度は、ラットより採取したリンパ球を用いて、リンパ球のうちの二大亜集団であるBリンパ球とTリンパ球との分離を中心に実験を推進した。その結果、1)ポリアミンを枝に有し、親水性のポリ(メタクリル酸2-ヒドロキシエチル)を幹とするグラフト共重合体で高純度の分離が達成される、2)分離はポリマー表面とリンパ球表面との間のイオン的相互作用の差に基づく、3)分離能はグラフト鎖長に大きく依存する事などが明らかとなった。3.実用的な細胞分離用カラムの基本設計の確立:上記2.の成果をふまえ、分離能、迅速性、取り扱い易さなどを総合的に考察した結果、実際の使用状況下で所定の性能を発揮し得るカラムの基本的な設計を完了し、次年度の研究への見通しを得た。
ShRNAライブラリーを用いた肝線維化,癌化関連因子の網羅的解析と治療への応用

近年のゲノム・トランスクリプトーム解析により,蛋白質をコードしていないと考えられる非翻訳性RNA(non-codingRNA)のなかに,転写・翻訳レベルで遺伝子発現を制御している低分子RNAが存在していることがわかってきた。そこで我々は,肝星細胞の活性化,及び肝線維化において低分子RNAが重要な役割を演じているかどうか検討するため,ヒトの培養星細胞(LX2)をTGFβ1で刺激することにより変化する低分子RNAとラット肝星細胞の初代培養における低分子RNAの発現変化を調べた。活性化星細胞のCollagen1A1の発現は,TGFβ1により調節されていることが知られている.ヒト星細胞株LX-2を用いた実験では,数種類の低分子RNAがTGFβ1で刺激した際に,Collagen1A1と同様,発現が上昇することが明らかとなった。同時にラット肝星細胞でも同じ数種類の低分子RNAの発現が変動した。そこで,それらの低分子RNAが制御している可能性のあるmRNAをSangerのデータベースより検索すると,そのうちの一つがCollagen5A2,Collagen5A3,FGF1に対して相補的な配列を持つことがわかった。V型コラーゲンは、I型コラーゲンと共に線維を形成しているので,これがV型コラーゲンを制御し,線維化でみられる星細胞によるI型コラーゲンの産生に影響を与えていることが考えられる。星細胞だけでなく,血中の線維芽細胞も肝線維化に関わることがわかってきているので,この低分子RNAによって制御されたFGF1によりそれらが活性化されて肝線維化に影響を与えることも考えられる。現在,数種類の低分子RNAをin vivoモデルで強制発現させるためのウイルスベクターを作製する準備に入り,Cre-loxPシステムとcollagen promoterを用いて活性化星細胞にのみ特異的に発現させるためのベクターを完成させた。これらを用いて,胆管結紮モデルや四塩化炭素肝障害による肝線維化モデルでの低分子RNAの機能を明らかにする予定である。
学校給食を活用した食教育のカリキュラムづくりの研究

平成15年度から17年度にかけて、研究協力校を組織し、小学校6校、中学校4校、高校2校で、学校給食を活用した食教育のカリキュラム開発を行った。小学校でのカリキュラム開発では(1)みみずを活用した土壌と野菜作りについての授業カリキュラム(2)学校田を使った無農薬米作りの授業カリキュラム(3)稲作栽培と稲作と他の農産物とのつながり(納豆づくり、わら半紙づくり等)を理解させるカリキュラム(4)学校給食と栄養バランスを理解させる栄養教育カリキュラムなどを開発してきた。中学校では、(1)社会科や総合的学習の時間を活用した大豆栽培・豆腐作りから食糧問題を理解させるカリキュラム(2)養護学校の学校給食と配膳活動のカリキュラム(3)中学校学校給食メニューの調理実習カリキュラムなどを開発した。高校では、全寮制高校の3食給食と生徒の摂食行動について調査・研究を行った。大学での食教育カリキュラムでは、総合科目『学校給食』のカリキュラムの改善を行った。とくに農産物直売所での農産物調査の体験学習を導入し、学生の反応調査を行った。開発されたカリキュラムの内容については、報告書に取りまとめた。これらの研究内容については、毎年年度末に公開研究セミナーを開催した。この結果、この研究セミナーの内容をHPで情報入手した東京の大学院生が研究成果を発表するために参加した。また、年度末の研究セミナーの他にも、公開研究会を開催し、文部省学校給食調査官や学校給食を活用した食育を実践している各地域の栄養職員や教員を招いて勉強会を重ねた。また現地調査では、熱塩加納村や金山町の学校給食調査を行った。この研究プロジェクトでは、学校の教諭ならび栄養職員を含め20名の研究会を組織して、共同研究で研究を進めてきた。第1年目では、(1)小中学校における食教育の実践(2)小中学校における学校給食を活用した食教育(3)学校給食を食教育機会にする実践に重点をおいて研究を進めた。研究例会は、6回(7月、8月、9月、11月、12月、3月)開催され、各研究グループの進捗状況などを報告した。また公開の研究セミナーを4回開催し、食教育や学校給食を考える上でトピックスを整理した。第1回は、他地域の実践紹介ということで、東京都の学校給食の現状を紹介した(9月:菅規子氏永山給食センター)第2回は、全国の学校給食を活用した食教育について紹介した(11月:小川達也氏文部科学省学校給食調査官)第3回は、昨年度の冷害の状況を紹介した(1月:本田強氏前宮城教育大学教授)第4回は、1年間の研究成果の報告セミナーとして3月に開催した。今年の研究成果は、(1)食教育の実践では、小学校における事例報告として「食と省エネルギー教育と関連付けて」「食教育と食のつながり」などがあった。これは、食生活や農業をエネルギー使用という観点から検討したもので、エネルギーをたくさん使って運んできた農産物を食べていることの提起が行なわれた。後者は米作り学習を藁にまで広げて納豆作り、わら半紙づくりまで発展させたものだった。(2)小中学校での学校給食の実践では、「総合的な学習と学校給食との連携の図り方」の報告があり、中学校での取り組みが紹介された。(3)学校給食をより豊かにしていく実践では「加美農業高校の給食の実践」の報告があり、全寮制の給食が生徒達にどのような影響を与えているのかという具体的な報告があった。このほかにも環境教育と食教育との関係や学校給食センター給食、学校給食を食材史の観点から体系化する取り組みなどが報告された。今後は、2年目で、この研究会活動を基礎に食教育・学校給食についての実践例を収集し、3年目では基本的なカリキュラムと指導マニュアル作りを行なっていく。

本年度の研究では、研究者会議とは別に、5回の研究例会を開催し、学校給食の食教育への活用方法を検討した。第1回研究例会は、7月の下旬に「学校給食と食教育の接点の課題」というテーマで、学校栄養職員を中心に討論会を行い、現在学校現場で求められている、調理室と教室との連携について議論が交わされた。第2回研究例会は、8月下旬の2日間にわたって公開講座「食育と学校給食」を開催した。宮城県内の教員、栄養職員、教員志望の学生を対象に(1)食教育の教育実践の紹介と(2)学校給食で実施されているメニューを調理自習し、学校給食の実情とそのメニューを食教育にどのように活用するのかを学ぶ機会を提供した。約20名の教員、栄養職員などが参加した。第3回の研究例会は、11月下旬に文部科学省学校給食調査官の小川達也を招いて「最近の食教育事情」についての懇談会を行った。第4回研究例会では、1月中旬に北京大学の王培玉教授と劉宝花助教授を招いて「中国における学校給食の現状と課題」についてのシンポジウムを開催した。第5回会研究例会では、3月上旬の2日間にわたって『食教育・学校給食実践研究報告大会』を開催し、今年度の研究者・研究協力者の成果報告を行った。今年は、8本の研究が紹介された。研究テーマは(1)『食教育の目的食のつながり理解学習の視点と方法』(大学教員)(2)「食物アレルギーの現状講義「学校給食」受講生アンケートから」(大学教員)(3)『日米青少年のフアーストフード消費動向からみた食生活』(大学院生)(4)「つくろう『僕らの畑物語』』(小学校教員)(5)『大麦を作ろう』(小学校教員)(6)『感謝の意識・今昔』(栄養職員)(7)『宮城県内児童生徒の地域食材についての意識調査』(栄養職員)(8)『加美農業高校の給食』(大学教員)と小学校での実践や栄養職員による意識調査結果など幅広い成果が報告された。今年度は、研究会参加者が20名となり、実際に教育実践を行うメンバーが揃ってきた。来年度は、宮城県内の学校給食を活用した食教育実践を整理し、実践のデータバンク作りを進めて生きたい。また昨年と本年度と継続してきた日本・韓国・中国の米飯給食の共同研究を今後とも継続していきたい。今年度の研究活動は、研究報告会、教育実践を中心に活動し、3年間の研究報告書を作成した。(1)研究報告会8月公開講座方式の研究会を開催した。学校給食のメニューを使った調理実習と食教育の授業実践の報告会を行った。参加者は講師も含めて18名であった。1月中国北京大学から講師を招いて、中国と日本の学校給食の比較研究を行った。2月熱塩加納村の熱塩小学校の学校給食見学を素材に、学校給食と食教育との相互関連について研究会を開催した。3月3年間開催してきた公開研究会を行った。今年は8名の報告者で、学校での総合学習の時間を活用した食教育の授業実践や、栄養職員による学校給食指導の実践が報告された。特に今年は、学校集区をどのように食教育に生かしていくのかが中心的に議論された。参加者は16名であった。(2)食教育に関する教育実践
カルシウムイオンによる細胞容積調節制御のメカニズム

殆どの細胞は外界や細胞内の浸透圧環境の乱れに対して細胞容積調節で応ずる。低張負荷に対して細胞は一過性の物理的膨張の後に調節性収縮によって元の体積へと復帰する。逆に高張負荷に対しては調節性膨張によって応ずる。本研究課題ではこの細胞容積調節機構における細胞内カルシウムイオンの役割を明らかにしようと意図されている。私達は低張負荷時における調節性収縮過程はK^+チャネルとCl^-チャネルの並列的賦活化によるKCl流出とそれに駆動された水排水に起因することを既に明らかにしている。そこで本年度における研究では、培養小腸皮細胞の調節性収縮プロセスにおいて(1)Ca^<2+>は不可欠か?(2)細胞内Ca^<2+>濃度は上昇するか?(3)このCa^<2+>は容積調節性イオンチャネルの活性化に関与するか?という疑問に答えることを目的としている。EGTAで細胞外Ca^<2+>をキレートすると低張負荷時の細胞容積調節は阻止された。細胞内Ca^<2+>をquin2によってキレートしても同じ結果が得られた。従って本調節能にCa^<2+>は不可欠であることが結論された。Ca^<2+>選択性微小電極及びCa^<2+>感受性蛍光色素fura-2によって低張負荷時の細胞内Ca^<2+>濃度変化を観察したところ、事実細胞内Ca^<2+>濃度は2相性に増大することが明らかとなった。この調節性収縮時にはK^+チャネルとCl^-チャネルの活性化が伴われるが、K^+チャネルの活性化の時間経過は細胞内Ca^<2+>増のそれによく一致した。細胞内又は外のCa^<2+>をキレートするとK^+のチャネル活性化はみられなくなるがCl^-チャネル活性化が残存した。従って低負荷時に動員される細胞内Ca^<2+>は容積調節性のK^+チャネルの活性化をもたらす役割があることが結論された。
透視技術を核としたコンクリート構造物の革新的検査・健全度診断法の開発

非破壊診断法としてX線CTに着目して、コンクリート構造体の内部状態を透視することで、変質の機構解明が一層進展することを示した。コンクリート内部の異型鉄筋を、その節が明確なほど画像化できた。また、電食による腐食鉄筋の断面減少量を計算して、通電初期には断面の一部が腐食し、その後全断面に広がることを明らかにした。道路橋RC床版の下面よりコアを採取して、ひび割れ長さが増加するほど塩化物イオンは深部まで浸透するが、ひび割れ幅の影響は大きくないことを示した。さらに、炭酸化して通水を受けると、初期にポルトランダイトが消失して、やがて溶脱による骨材周辺がぜい弱化し、ペースト自体が流出することを示した。本研究では、透視化が有望なX線CT法の実用化を優先しながら、荷重によるひび割れ、通水作用による水和物の変質、凍結融解の繰り返しによる劣化や変質、鉄筋腐食挙動について調べることを目的とした。実現象を忠実に再現するように実験装置を工夫してひび割れと通水用供試体を作製して、大型放射光施設の白色X線を用いた非破壊CT-XRD連成法の適用性を研究した。取得した多量なデータを処理するための手法を効率化する演算処理技術を研究して、投影像の再構成における中心軸決定法、規格化手法、擬像処理と再構成関数の同定、逆投影法、X線吸収係数分布図の取得、輝度分布による閾値決定における既存技術を高度化した。また、水和物組織の結晶を同定するためにX線回折について、角度変換およびエネルギー変換を通して、回折結果の妥当性を調べた。その結果、長期通水作用によって、ポルトランダイトの消滅を確認した。また、ひび割れ部への二酸化ガス注入による炭酸化は確認することができていないが、通水作用が長期化するとひび割れ部にカルサイトが存在することを明らかにした。通水試験は室内実験として継続しており、次年度も引き続き観察していく。高速道路RC床版のひび割れと鉄筋腐食挙動についての関連性を研究した。透視技術の診断技術への応用を念頭に、直径3cmのコアを実構造物から切り出したRC床版から採取して、X線CT法を適用した。厚さ20cm程度の床版における貫通・非貫通ひび割れの透視化を試行した。また、ひび割れの3次元立体画像の作製するために、既存ソフトであるImageJおよびX線CT研究会で開発された画像解析技術(Slice)を適宜改良しながらこれらの利用技術を発展させた。ひび割れと接するように気泡が存在しており、ひび割れ空間容積に及ぼす気泡の影響を除去する画像処理法を実施した。透視技術としてX線CT法に着目して、コンクリート構造物の損傷と劣化を可視化する技術を研究開発している。今年度の大きな成果の一つは、鉄筋コンクリート部材を供試体として作製して、コンクリート内部の鉄筋を抽出することに成功した。異型鉄筋の節やリブが明確に画像化できた。これは、日本コンクリート工学会が主催するコンクリート工学年次大会(2016)(福岡)で発表予定である。経年劣化した道路橋RC床版の下面よりコンクリートコアを採取して、ひび割れ状況と塩化物イオンの浸透性について調べた。これまで困難であった内部ひび割れの長さおよびその幅の分布を定量化して、塩化物イオン濃度との関係を調べた。塩化物イオンは、ひび割れ長さが増加するとその浸透距離は増加することを明らかにして、ひび割れ幅よりも長さが内部浸透には影響が大きいことを示した。これらはカナダで開催された国際会議:2nd International Conference on Tomography of materials and Structures (ICTMS 2015)において発表された。実環境を模擬して炭酸化作用と通水作用を受けたセメントペーストの変質現象の解明を目的に、非破壊CT-XRD連成法を用いた微視的機構を研究した。初期の炭酸ガス注入では十分な炭酸化は生じないことや、短期間の通水作用で水酸化カルシウムは溶脱すること、通水作用を継続することでひび割れ周辺でカルサイトが生成することを明らかにした。これは、第69回セメント技術大会(東京)で発表し、コンクリート工学年次大会(2016)(福岡)で発表予定である。また、凍結融解作用による劣化損傷の機構解明のために、実構造物からコンクリートコアを採取して、気泡やひび割れを含めた空隙、骨材、モルタルの3相を分離抽出し、これらを3次元で可視化する透視技術を深化することができた。コンクリート構造物の診断に欠かせないコンクリート内部の鉄筋の透視に成功したことは、本研究の大きな成果である。これにより鉄筋腐食、鉄筋周囲のひび割れ状況を透視できる可能性を示すことができた。コンクリート構造物の内部で生じている異変を透視して直接観察する技術は、究極的な技術である。この透視技術としてX線CT法に着目して、コンクリート構造物の損傷と劣化をCT画像によって可視化する技術を研究開発している。これまで、鉄筋コンクリート部材に対して、コンクリート内部に配置した公称直径10mmの異型鉄筋を抽出することに成功した。これにより異型鉄筋の節やリブを明確に可視化することができた。さらに今回、引張力を受けた異形鉄筋周辺のひび割れを可視化することに成功した。GOTOクラックと呼ばれるひび割れの検出は、これまで直接検証する手段がなかった。これに対して、研究チームは、開発を進めるX線CT法を用いた透視技術からひび割れの検出および直接観察に成功した。従来、載荷状態にある供試体を撮影する際、X線の入射と透過方向に載荷治具の支柱が排除できない中で測定が実施されてきた。

支柱を除去した載荷装置も開発されているが、機構が複雑であり、さらに耐荷力にも限界があった。また、コストに見合った成果が十分でない。そこで、本研究では、載荷装置が不要な新しい荷重システムとして、スリーブ鉄筋を用いて引張力を与える機構を開発した。載荷機構もシンプルであり、これにより、コンクリート中に配置された異形鉄筋を引っ張った状態で、CT撮影することを可能にした。この成果は速報として、公益社団法人日本コンクリート工学会が主催するコンクリート工学年次大会(2017)(仙台)で発表予定である。さらに、高輝度放射光施設での非破壊CT-XRD連成法を用いて、鉄筋を模擬した鋼線とペースト硬化体から成る供試体に対する、CT画像およびX線回折の精密化を進めた。また、蒸気養生による影響を調べた。実構造物の診断にはメーカーによる大型装置の開発が必要であるが、X線CT法を用いることの有意性を明確に示すことができた。非破壊診断法としてX線CTに着目して、コンクリート構造体の内部状態を透視することで、変質の機構解明が一層進展することを示した。コンクリート内部の異型鉄筋を、その節が明確なほど画像化できた。また、電食による腐食鉄筋の断面減少量を計算して、通電初期には断面の一部が腐食し、その後全断面に広がることを明らかにした。道路橋RC床版の下面よりコアを採取して、ひび割れ長さが増加するほど塩化物イオンは深部まで浸透するが、ひび割れ幅の影響は大きくないことを示した。さらに、炭酸化して通水を受けると、初期にポルトランダイトが消失して、やがて溶脱による骨材周辺がぜい弱化し、ペースト自体が流出することを示した。長期に及ぶコンクリート構造物の劣化診断法として、現象把握のための室内短期間実験から、ひび割れの可視化と通水作用による水和物の変質をマイクロメートルオーダーで調べ、さらに実構造物RC床版のひび割れの可視化を達成するなど、研究が順調に進展している。今後は凍害による劣化も関連させて、複合した劣化作用下の物理性状と化学性状の経時変化を合理的に調べる。鉄筋コンクリート部材を主体として、コンクリートと鉄筋の相互作用による劣化や損傷の現象を解明する。また、引き続き非破壊CT-XRD連成法のセメント系材料への適用性を調べることで、微視的機構の解明によるコンクリート構造物の劣化や損傷を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート工学平成26年度に得られた結果を基にして、劣化・損傷したセメント硬化体の作製にあたって、サンプルとしての合理性や妥当性を評価して、該当年度の試料作製へフィードバックする。すなわち、荷重作用や気象環境作用のレベルを考慮して、必要に応じて再度ひび割れや水和物の変質を再現して各測定を行う。前年度と同様、荷重によるひび割れ、通水作用による水和物の変質を対象に、新たに凍結融解の繰り返しによるスケーリングやひび割れと水和物分解を測定対象に加える。また、本研究課題の特長である時間軸評価の導入を具現化するために、前年度測定に供した試料を、実験室内で継続処置を行い劣化、損傷や変質の継時変化を調べる。