hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Determination and control of the forces at deformable interfaces and the effect of particle adsorption

本研究は、粒子で安定化されたエマルションのような、粒子が吸着した軟らかい界面の物理特性を制御する方法を確立することを目的とする。具体的には、粒子の物理的性質(大きさ、疎水性、電荷等)およびパッキング特性(パッキング密度、膜中での流動性)が気・水界面のような軟らかい界面の特性を決定づけるうえでどのような役割を果たすのかを見出す。気・水溶液界面における単層粒子膜の堅さは、粒子サイズ、疎水性、パッキング密度に加えて、粒子を物理的に結合させる添加剤を加えることにより制御できることが明らかになった。本研究で得られる結果は、生物学的応用およびナノテクノロジー分野における応用に役立つと期待される。バルク液相から柔らかい界面への粒子吸着を引き起こす相互作用力とそのメカニズムの解明を試みた。具体的には、まず始めに、液相中にある粒子と気-液界面に存在する粒子間に働く相互作用を解明し、続いて、気-液界面での粒子密度が、液相からの粒子吸着に及ぼす影響を明らかにするとともに、系全体の物理的特性を解明することを試みた。実験では、気-水界面における粒子ラングミュア膜における相互作用におよぼす、粒子の電荷、疎水性、および粒子パッキング密度の影響を評価した。poly[2-(dimethylamino)ethylmethacrylate](PDMA-PS)あるいはpoly[2-(diethylamino) ethylmethacrylate](PDEA-PS)鎖で表面修飾されたポリスチレン粒子を用いてラングミュア膜を作製した。水相中にある原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーに取り付けられた正に帯電した親水性粒子および粒子膜の間に働く力を測定した。相互作用-距離曲線は粒子膜の表面圧、および水相のpHの関数として測定した。水相のpHを2.5から9へと増加させることにより粒子の電荷を減少させた。強く正に帯電した親水性粒子は水相表面に強く吸着せず、不完全な粒子膜が形成されるだけであった。一方、帯電してない疎水性の粒子は非常に強く水相表面に吸着し、安定な粒子膜を形成した。粒子の疎水性の増加により、粒子間の疎水性相互作用はより強くなるため、粒子膜の硬さはさらに増加する。一方、粒子密度の増加は、気-水界面における表面張力の低下をもたらし、結果として粒子膜の硬さの減少をもたらした。エマルションで安定化された粒子にミクロ粒子が衝突する効果を、気-pH2水溶液界面におけるTiO2粒子のラングミュア膜と液相中のカンチレバーに装着したTiO2粒子(プローブ)を用いて検討した。直径が75 nm, 300 nm, 3000 nmおよび10000 nmのTiO2粒子を用い、界面の物理的特性に及ぼす大きさの影響を評価した。Monolayer Particle Interaction Apparatusを用いて、粒子膜の表面圧-面積等温線を測定した。同時に、衝突粒子として働く液相中のTiO2粒子(直径3000 nm)を用いて、様々な表面圧時の粒子膜との間に働く力を測定した。粒子膜とプローブ間の付着力は表面圧の増加に伴い減少した。pH2水溶液中ではTiO2粒子が正に帯電していることを考えると、この結果は水溶液表面をカバーする粒子の割合の増加は電荷密度の増加につながり、結果として反発力を増加させたためと説明できる。直径が3000 nmよりも小さな粒子に対しては、粒子膜の堅さは表面圧の増加に伴い減少する傾向を示した。このことは表面圧の増加に伴う界面張力の現象により合理的に説明される。しかし、直径10000 nmの粒子については、表面圧の増加に伴い堅さも増加した。この結果は、気-水界面に密に充填された大きな粒子間に働く強い毛管力により説明される。H27年度にて計画した実験内容はすべて遂行し、必要となる情報を得ることができたため。エマルションで安定化された粒子にミクロ粒子が衝突する効果から、ミクロ粒子を安定する方法が分かるようになった。具体的には、まず始めに、液相中にある粒子と気ー液界面に存在する粒子間に働く相互作用を解明し、続いて、気ー液界面での粒子密度が、液相からの粒子吸着に及ぼす影響を明らかにするとともに、系全体の物理的特性を解明することを試みた。結果として、気-水液界面に存在する、お互い物理的に固定されていない単層粒子膜の堅さは、粒子の大きさや疎水性が増加するとともに増加させることができる。しかしながら、気-水溶液界面における単層粒子膜の堅さは、水相から粒子が衝突すると低下する。この低下は、単粒子膜中を形成する粒子は、(水相から)粒子が衝突すると横方向に移動することにより誘起される。本研究では、以下の状況下であれば、粒子が衝突したとしても気-水溶液界面における単層粒子膜の堅さは高い状態で保たれることを見いだした。すなわち、(1)気-水界面における高分子粒子膜に高分子が添加されたとき、あるいは(2)気-水界面における高分子粒子膜中の粒子と架橋剤を用いて架橋したときである。粒子膜の堅さは添加高分子量、および高分子粒子間の架橋の程度により制御できることも見いだした。すなわち、気-水溶液界面における単層粒子膜の堅さは、粒子サイズ、疎水性、パッキング密度に加えて、粒子を物理的に結合させる添加剤を加えることにより制御できることが明らかになった。

本研究は、粒子で安定化されたエマルションのような、粒子が吸着した軟らかい界面の物理特性を制御する方法を確立することを目的とする。具体的には、粒子の物理的性質(大きさ、疎水性、電荷等)およびパッキング特性(パッキング密度、膜中での流動性)が気・水界面のような軟らかい界面の特性を決定づけるうえでどのような役割を果たすのかを見出す。気・水溶液界面における単層粒子膜の堅さは、粒子サイズ、疎水性、パッキング密度に加えて、粒子を物理的に結合させる添加剤を加えることにより制御できることが明らかになった。本研究で得られる結果は、生物学的応用およびナノテクノロジー分野における応用に役立つと期待される。H26年度にて計画した実験内容はすべて遂行し、必要となる情報を得ることができたため粒子が吸着した柔らかい界面に物理的特性に影響をおよぼす相互作用力および要因を解明する(H28年度)。粒子が吸着した柔らかい界面の物理的特性に影響をおよぼす相互作用力および要因を解明する。特に、粒子表面の化学的性質が及ぼす影響に焦点を絞り研究を遂行する。具体的には、様々な表面組成の粒子に対して、気ー液界面および液相に存在する粒子間に働く力をMPIAにて測定する。特に、気ー液界面での粒子膜に液相から粒子が衝突する速度、気ー液界面での粒子膜に液相から粒子が衝突する時の強さ、および気ー液界面での粒子膜に液相から粒子が衝突する頻度の影響を詳細に検討する。コロイド・界面化学粒子が吸着した柔らかい界面に物理的特性に影響をおよぼす相互作用力および要因を解明する(H28年度)。試薬類の使用量が当初の予定量よりも少なく済んだため。次年度使用額とH27年度の請求額を合わせて、H27年度の実験に必要な試薬類の購入に使用する。
インターロイキン1の細胞増殖阻害機構並びに耐性獲得機構の解析

インターロイキン1(IL-1)の増殖阻害作用に対し感受性のヒトメラノーマ細胞株A375-6と、長期培養により耐性を獲得した耐性クローンR8,R19を用いて耐性機構を調べた結果、以下のことが明らかになった。(a)、感受性株はIL-1を産生していないが、耐性株は微量のIL-1αを産生していた。それはmRNAでも確認された。(b)、耐性獲得はIL-1レセプターアンタゴニスト(IL-1Ra)の産生によるものではなかった。(c)、IL-1レセプターmRNA量は、感受性、耐性両株で差がみられなかった。従って、レセプターが発現していない為に耐性になった可能性は否定できた。(d)、TNFに対する感受性は感受性・耐性株で変化がなかった。しかし、IL-6に対してはIL-1耐性株のみが耐性であった。(e)、耐性株は微量のIL-6を産生していた。(f)、IL-1Ra添加により、耐性株でのIL-6産生は抑制された。従って、耐性株の産生するIL-1がオートクライン機構によりIL-6産生を誘導していることが示された。(g)、外から添加したIL-1により、感受性、耐性株ともIL-6産生が増加した。従って、IL-1レセプターを介するIL-6産生のシグナル伝達系は耐性株でも正常に維持されていた。(h)、IL-6レセプターmRNAは、耐性株R19では発現量が極めて少なかった。一方、レセプターに結合しているgp130のmRNAはいずれの株でも同程度発現していた。従ってR19の耐性は、IL-6レセプターが少ない為である可能性が示された。(i)、活性酸素の消去に関与し、TNFに対する耐性の原因の一つであるMn-SODのmRNAについて調べたところ、耐性株では発現量が増加していた。しかし、その作用に活性酸素が関よしていると考えられている抗癌剤、マイトマイシンやアドリアマイシンに対する感受性は、感受性・耐性両株間で差はみられなかった。従って、活性酸素に対する感受性の差が耐性の原因とは考えられない。(j)、感受性株にIL-1αcDNAをトランスフェクトさせ耐性が獲得できるか否かについては、現在検討中である。インターロイキン1(IL-1)は単球やマクロファージから産生されるサイトカインの一つであり、免疫、炎症など生体反応に重要な役割を果している。私達は、IL-1がヒトメラノーマ細胞株に対し増殖抑制活性を示すことを見出し、IL-1が重要な細胞増殖制御因子であることを明らかにしている。最近、私達はIL-1感受性ヒトメラノーマ細胞株の長期培養により、IL-1に対し耐性なクローンを得ることに成功し、本研究はその耐性獲得機構と、IL-1の作用機構を明らかにすることを目的としている。現在のところ、以下の事実が明らかになった。1.感受性株はIL-1を産生していないが、耐性株は微量のIL-1を産生していた。

2.耐性株はIL-1αのmRNAを発現していたが、IL-1βのmRNAは検出できなかった。3.培養上清中のIL-1活性を抗体で中和したところ、産生されるIL-1はα型であった。4.耐性株はIL-1レセプターアンタゴニスト(IL-1Ra)mRNAを発現しておらず、従って耐性獲得はIL-1Raの産生によるものではなかった。5.IL-1レセプターmRNA発現量は、感受性、耐性株間で差がみとめられなかった。従って、IL-1レセプターが発現していない為に耐性になった可能性は否定できた。6.TNFに対する感受性は、感受性、耐性両株で変化がなかった。しかし、感受性株はIL-6により増殖が抑制されるが、耐性株はIL-6に対しても耐性になっていた。7.耐性株は微量のIL-6を構成的に産生していた。8.IL-1Raの添加によって、耐性株でのIL-6産生量は減少した。従って、耐性株の産生するIL-1がオートクライン的に働いてIL-6産生を誘導していることが明らかとなった。8.外から添加したIL-1により、感受性、耐性両株ともIL-6産生量が誘導又は増加した。従って、IL-1レセプターを介するIL-6産生へのIL-1シグナル伝達系は耐性株においても正常に維持されていることが明らかとなった。前年度に引き続いて、インターロイキン1(IL-1)の増殖阻害作用に対し感受性のヒト・メラノーマ細胞株A375-6と、長期培養により耐性を獲得した耐性クローンR8,R19を用いて、IL-1の作用、耐性獲得機構を解析した結果、新たに以下のことが明らかになった。(a)IL-6レセプターmRNAは、耐性株R19では発現量が極めて少なかった。一方、レセプターに結合し、IL-6のシグナル伝達に必要なgp130のmRNA量は感受性、耐性量株共、同程度発現されていた。従ってR19の耐性は、IL-6レセプターが少い為であることが原因である可能性が示唆された。(b)活性酸素の消去に関与し、TNFに対する耐性の原因の一つであるMn-SODのmRNAについて調べたところ、耐性株では発現量が増加していた。しかし、その作用発現に活性酸素が関与していると考えられているマイトマイシンやアドリアマイシンに対する感受性は感受性、耐性両株間で差は見られなかった。従って、活性酸素に対する感受性の差が原因とは考えられない。(c)アポプトーシスの指標として知られるDNAのfragmentationはIL-1処理によっては起こらなかった。従って、IL-1作用はアポプトーシスを誘導するものではなかった。(h)NOSの阻害剤を添加してもIL-1の作用は回復しなかった。従って、IL-1の作用にNOは関与していないことが明らかにされた。
運動が筋のインスリン感受性を上昇させる分子機序:NR4A遺伝子発現に着目した研究

運動を行うと骨格筋のインスリン感受性が上昇する。これは、運動が糖尿病の予防・治療に有効な理由のひとつである。本研究では、「運動を行うと活動筋において核内受容体NR4A遺伝子発現が増加し、それを介して筋のインスリン感受性が上昇する」との仮説を検討したが、その可能性を示すことはできなかった。しかし、「不活動によってNR4A遺伝子発現量が減少し、それを介してインスリン抵抗性が引き起こされる」可能性が示された。運動を行うと骨格筋インスリン感受性が上昇するが、その分子メカニズムは不明である。我々は骨格筋における核内受容体であるNuclear Receptor subfamily 4 group A(NR4A)のmRNA発現が運動によって増加することを明らかにしており、"運動はこのNR4A遺伝子発現増加を介してインスリン感受性を上昇させる"との仮説を立てて検証した。ラットに3時間の水泳運動を負荷したところ上肢の滑車上筋においてインスリン感受性ならびにNR4A3 mRNA発現が上昇するもののNR4A3タンパク質発現レベルには変化なかった。また、ラットに3時間のトレッドミル走行運動を負荷したところ下肢のヒラメ筋においてインスリン感受性ならびにNR4A3 mRNA発現は上昇するもののNR4A3タンパク質発現レベルには変化なかった。運動は骨格筋のAMPK活性化を介してインスリン感受性を上昇させる可能性があるが、AICAR投与によって骨格筋のAMPKを薬理的に活性化することによって滑車上筋のインスリン感受性やNR4A3 mRNA発現は上昇させることができた。しかし、NR4A3タンパク質発現レベルには変化なかった。一方、ラットの片脚下肢をギブス固定によって6時間固定して不活動状態においたところ、ヒラメ筋ではインスリン感受性とともにNR4A3タンパク質発現レベルの減少がみられた。このように運動やAMPK活性化によるインスリン感受性上昇にNR4A3タンパク質発現レベル増加は関与しないが、不活動によるインスリン感受性低下にNR4A3タンパク質発現レベル減少が関係している可能性がある。運動による骨格筋インスリン感受性上昇の機序に核内受容体であるNuclear Receptor subfamily 4 group A(NR4A)の遺伝子発現が関与する可能性を検討している。2009年度にはNR4A3の関与を検討したが、2010年度にはNR4A1について検討した。ラットに3時間の水泳運動を負荷したところ上肢筋においてインスリン感受性ならびにNR4A1mRNA発現が上昇するもののNR4A1タンパク質発現に変化はなかった。また、ラットに3時間のトレッドミル走行運動を負荷したところ下肢筋においてインスリン感受性ならびにNR4A1 mRNA発現は上昇するもののNR4A1タンパク質発現に変化はなかった。また、ラットの片脚下肢をギブス固定して不活動にすると、遅筋であるヒラメ筋ではインスリン感受性が低下するが、NR4A1タンパク質発現は減少しなかった。一方、不活動筋でNR4A3タンパク質発現量は減少した。このように身体活動によるインスリン感受性変化にはNR4A1でなくてNR4A3遺伝子発現が関わっているかもしれない。NR4A3mRNA発現は交感神経によって調節されるが、今回、我々はβアドレナリン受容体アゴニストであるclenbuterolをラットに投与すると、速筋である上腕三頭筋におけるNR4A3のタンパク質発現が増加することを観察した。しかし、この際、インスリン感受性の上昇はみられなかった。また、交感神経活動阻害薬であるguanethidineをラットに投与したところ遅筋であるヒラメ筋におけるインスリン感受性は低下しなかった。また、このときNR4A3タンパク質発現量も変化しなかった。現在のところ、骨格筋のNR4A3遺伝子発現とインスリン感受性に因果関係が存在する可能性については不明である。骨格筋核内受容体であるNuclear Receptor subfamily group 4(NR4A)のタンパク質発現量が減少すると骨格筋にインスリン抵抗性が生じる可能性がある。今年度は、高脂肪食摂取によって肥満させた動物のインスリン抵抗性が生じている骨格筋でNR4Aタンパク質発現量が減少する可能性について検討した。ラットに高脂肪食を3週間摂取させたところ、上肢のEpitrochlearis筋ではインスリン刺激時の糖取り込み速度の低下とともにNR4A3タンパク質発現量の減少傾向がみられた。しかし、個体差が大きかったことから有意な変化には至らなかった。また、骨格筋におけるNR4Aタンパク質発現量とインスリン感受性の因果関係には不明な点が残る。そこで、ラット骨格筋に急性にNR4A3遺伝子を導入し,機能評価を試みた。熱ショックを与えることによって、C末端にMyc-tagが付加されたNR4A3 Human cDNA ORF Colneを大腸菌(DH5αbacteria)に組み込み形質転換させた.その後,形質転換された大腸菌を単離し,LB液体培地において大量増殖させた後にNR4A3 cDNAを精製した.さらに、ラットに麻酔をかけ,前脛骨筋を露出して,DNAエレクトロポレーション法によるNR4A3 cDNA導入を試みた.その後、NR4A3タンパク質発現量の測定をウエスタンブロッティング法を用いて試みたが、発現量増加を観察することができなかった。

今後、NR4A3タンパク質発現量を確実に増やすことができるエレクトロポレーション条件の検討を行った後に、インスリン感受性との因果関係を検討する必要がある。
肝壊死-再生の病態連繋機構に関する研究

1.肝細胞死の機構:(1)C型慢性肝炎患者末梢血でHCVコア抗原刺激に反応するHLA class I抗原B44拘束性CTL活性の存在が確認された。(2)C型慢性肝炎患者生検肝では肝細胞の核DNAの断裂像は観察されず、Fas-1igandならびにFas抗原系に抑制的に作用するbc1-2遺伝子産物の発現も観察されなかったとの報告がなされた。(3)クッパー細胞がapoptosisに陥った肝細胞の処理によりさらに活性化される可能性が示された。2.炎症性サイトカイン:(1)IFN-γが肝細胞のapoptosisを誘導し、HGFがそれに拮抗的に作用することが示された。(2)TNF-αは類洞収縮により肝の虚血を惹起させることが明らかとなった。3.c-met:HGFの受容体であるc-metは再生過程で肝細胞のDNA合成のピークに先行して増強されることが報告された。4.肝細胞増殖因子の細胞内情報伝達機構:肝細胞障害後、部分切除後いずれにおいても肝細胞増殖因子による肝再生のシグナルは蛋白質燐酸化酵素の活性化によることが明らかとなった。5.肝細胞増殖抑制因子:(1)TGF-β_1の肝内での過剰発現あるいはHGFに先行する発現が急性肝不全の肝再生不全に関与している可能性が示された。また劇症肝炎における偽胆管部位におけるTGF-β_1の発現、apoptosisの有無について報告された。(2)劇症肝炎患者血中の新たな肝細胞増殖抑制因子が報告された。6.細胞外マトリックス:プロテオグリカンはその分子種により肝細胞の接着やHGFとその受容体との結合の制御を介し肝再生に関与している可能性が報告された。7.肝再生と神経系:肝膵同時支配神経細胞の検討から肝再生は複数臓器相関から成っていることが報告された。8.肝微小循環動態:伊東細胞やクッパー細胞が肝類洞血流を調節していることが報告された。9.肝再生と免疫系:再生肝細胞に対しNK細胞ならびに胸腺外分化T細胞が障害活性を有する可能性が報告された。1.肝壊死の免疫学的機構:(1)C型肝炎ウイルスコア抗原を認識する細胞障害性T細胞をC型肝炎者から誘導でき、これは内因性に発現する抗原も認識することが判明した。(2)サイトカインによる肝細胞障害には活性酸素の関与が示唆された。2.細胞外マトリックス:ラット肝障害モデルでは、肝小葉内のヘパラン硫酸プロテオグリカン(PG)は肝壊死の進行とともに染色性が低下し、再生とともに回復したが、コンドロイチン硫酸PGは一過性の染色性増強の後に再生とともに染色性が低下し、PGと再生との関連が明らかにされた。3.肝細胞増殖因子(HGF)ならびに阻害因子:HGFはNa^+/H^+antiporter活制化により細胞内pHの上昇がもたらされることが示された。また、HGFレセプターであるc-Metの肝再生時の動態が明らかとなった。一方、肝細胞増殖仰制作用を有するTGF-βを分離肝細胞に添加すると、その除去後にEGFを加えても肝細胞の増殖作用が阻止されることが示された。さらに劇症肝炎患者血中の新たな肝再生仰制因子の精製が進められた。4.動物モデルの作製:肝壊死と肝再生障害を認める動物モデルが作製され、その機序として再生肝細胞に対する特異的な障害活性を有する細胞群の存在による可能性が示され、接着分子との関連についての実験的な検討がおこなわれた。また四塩化炭素による肝壊死後には星細胞を含む肉芽腫形成がみられ、肝線維化との関連が報告された。5.肝微小循環動態:収縮性蛋白を豊富に持つ伊東細胞が肝類洞の血流を調節している可能性が示唆された。6.ハイブリッド型人工肝臓:人工基質材料(PVLA)上で細胞間マトリックスを有する三次元的生着形態を有する肝細胞多層集合体が形成され、これは肝細胞の特異的機能を長期間にわたって維持しえた。また、アルギン酸カルシウム被包化肝細胞の腹腔内移植によりD-galによる急性肝不全の発症が阻止し得、その機序として網内系を介することが示された。

4.肝細胞増殖因子の細胞内情報伝達機構:肝細胞障害後、部分切除後いずれにおいても肝細胞増殖因子による肝再生のシグナルは蛋白質燐酸化酵素の活性化によることが明らかとなった。5.肝細胞増殖抑制因子:(1)TGF-β_1の肝内での過剰発現あるいはHGFに先行する発現が急性肝不全の肝再生不全に関与している可能性が示された。また劇症肝炎における偽胆管部位におけるTGF-β_1の発現、apoptosisの有無について報告された。(2)劇症肝炎患者血中の新たな肝細胞増殖抑制因子が報告された。6.細胞外マトリックス:プロテオグリカンはその分子種により肝細胞の接着やHGFとその受容体との結合の制御を介し肝再生に関与している可能性が報告された。7.肝再生と神経系:肝膵同時支配神経細胞の検討から肝再生は複数臓器相関から成っていることが報告された。8.肝微小循環動態:伊東細胞やクッパー細胞が肝類洞血流を調節していることが報告された。9.肝再生と免疫系:再生肝細胞に対しNK細胞ならびに胸腺外分化T細胞が障害活性を有する可能性が報告された。1.肝壊死の免疫学的機構:(1)C型肝炎ウイルス(HCV)コア抗原刺激で増殖するTh_1細胞の存在が示されたが、C型慢性肝炎の多くで増殖反応が認められず、免疫応答が抑制されていることが推定された。HCV感染肝細胞のapoptosisの関与を否定する報告がみられた。(2)B型肝炎ウイルス(HBV)transgenic mouseにHBV特異的細胞障害性T細胞(CTL)を静注することによる広範肝壊死はCTLによる肝細胞のapoptosisとその貧食、CTLから産生されるIFN-γによるマクロファージの2段階の活性化によることが明らかにされた。(3)分離肝細胞にIL-1α,TNFα,IFN-γを添加することでICAM-1の発現とT細胞との接着性の増加がみられた。(4)Kupffer細胞と異なるIa陽性細胞は、肝壊死とその終焉過程でDisse腔からグリゾン鞘へ移動し、炎症に関与する細胞の肝内移動経路の存在が示された。2.細胞外マトリックス(ECM):部分切除後の肝再生の極めて早期に、ECM分子の発現増強が起こり、これは肝細胞と伊東細胞の両者が関与している可能性が示された。3.肝細胞増殖因子(HGF)と阻害因子:HGF受容体をコードするc-Met mRNAは肝部分切除後では肝小葉内に散在性に、肝障害ラットでは障害領域周囲の肝細胞に認められた。TGF-β_1 mRNAは、P.acnesとLPS投与マウスではHGF mRNAに先行して発現し、肝切除後と肝壊死後では両者の発現様式が異なることが示された。肝障害により肝細胞膜(PM)に存在する増殖促進活性は低下するが、PMの抑制因子活性は変動しないことが示された。また劇症肝炎剖検肝でのTGF-β_1の局在が検討された。4.肝微小循環動態:肝類洞血流を調節する伊東細胞の収縮、Kupffer細胞の貧食は細胞内Ca^<2+>が関与し、肝再生過程では細胞内Ca^<2+>のoscillationが増殖のシグナルとして重要であることが示された。5.延髄迷走神経背側核、疑核、頚神経節内に多数の肝膵同時支配神経細胞が存在し、正常肝の類洞、肝細胞にはこれと同じ神経ペプチド含有線維の分布がみられた。1.肝細胞死の機構:(1)HCVコア抗原刺激により増殖するHLA class I抗原B44拘束性のCTL活性の存在が確認された。
貧酸素水の移流が貧酸素非発生域の底生動物群集に与える影響の解明

沿岸域の生物を絶滅させるプロセスの1つに「貧酸素水の移流」がある.この現象は,砂質の貧酸素水が発生しない,海洋生物にとって良好な生育場(以下,「非発生域」)に,近隣の泥底で発生した貧酸素水が移流することで,生物群集に打撃を与える.貧酸素水の移流は,干満差が顕著な海域で普遍的であるにも関わらず,観測網が未発達な海域では認識されておらず,世界的にもその影響は数値化されていない.近年,我々は日本有数の干満差をもつ有明海でも,貧酸素水の移流が底生動物の生存を脅かす現象を発見した.この結果を踏まえて,本研究は,1貧酸素水の移流が非発生域の底生動物に及ぼす影響の数値化と,その影響度を予測するモデルの構築,2大型水槽を用いたメソコスム実験により野外で生じる現象の再現,3有明海で移流する貧酸素水のリスクマップの作成,を目的とする.諫早湾では,夏季(6から9月)の水温躍層が強化される時期に貧酸素水が発生する.貧酸素水の影響を捉えるために,発生前(5月頃)と終息後(10月頃)に,底生動物の定量調査を実施し,貧酸素水の発生前後における底生動物群集の変化(変化度)を見積もった.その結果、貧酸素強度が強い泥底においては多様度指数(H')の変化度が小さい一方、貧酸素強度が弱い砂底においてはその変化度が大きくなる傾向が示された。このことから、貧酸素水の非発生域の底生動物群集に対する貧酸素水移流の影響を評価することができた。つぎに、メソコスム実験の予備実験としてコア培養実験による酸素消費速度および底生動物群集の貧酸素水に対する応答を定性的に評価した。その結果、泥底における酸素消費速度は砂底の約2倍高いことが明らかになった。また、溶存酸素濃度が1 mg/Lを下回るようになると、ゴカイやヨコエビのように遊泳できる生物の逃避行動が観察された。本年度の結果より、貧酸素水が非発生域に移流することに対して、底生動物群集の種組成および多様度指数が変化することを野外調査の結果より明らかにできた。メソコスム実験における実験系を確立できた。予測モデルの構築については、移流する貧酸素水の影響度を統計的に解析することで、有明海全域における影響度を可視化することを目指す。メソコスム実験については、確立した実験系により本実験を行う予定である。貧酸素水移流のリスクマップ作成について、まずは、ROMSにより生態系モデルを構築する。当初予定よりも効率的に野外観測を実施できたこと、当初予定していた論文の英文校閲が実施できていないことから、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、室内実験への設備投資、分析およびデータ解析に関する人件費、英文校閲費などへの使用を予定している。
運動系・感覚系の統合による運動パターンの生成

生体が感覚系・運動系の統合により適切な運動パターンを生成するモデルとして次の2点について考察した.1.多くの生体の基本的な運動はCentral Pattern Generator(CPG)によって制御されている.CPGは脊髄に存在し,振動子集団とみなすことが出来るが,高次中枢は遠心性コピーによってCPGの活動をモニターし,適切なパラメータ調節をCPGに対して行なうことによって多様な運動パターンを実現していることを筆者らは以前ヤツメウナギの運動制御モデルにおいて示唆した.そこで今年度は,CPGのような振動子結合系によって適切な運動パターンを生成できるように,振動子結合糸パラメータを学習する方法を提案した.その結果を1本脚のホッピングロボットの制御に適用し,望ましい高さでのホッピング,望ましい移動速度のホッピングを実現できることをシミュレーションで確認した.さらに,実際のロボットの試作により,望ましい高さのホッピングが可能であることを示した.2.ヒトが,手を動かすといった運動制御を行なう時,運動に習熟していない時にはフィードバック制御をおこなってると考えられる.しかし視覚や体性感覚によって得られるフィードバック信号は数十数百msの時間遅れがあるため数百ms程度の速い運動の制御は行なえない.しかし,制御対象の順モデルを構築出来れば,遠心性コピーを順モデルに入力することにより,時間遅れのないフィードバック信号を推定でき,速い運動に対するフィードフォワード制御を行なえるようになる.そこで,順モデルを神経回路網で構成し,フィードバック制御を行ないながら学習することによって,フィードフォワード制御を行なえるようになる方法を考察し,手でものをなぞるような運動について,シミュレーションによって動作を確認した.生体が感覚系・運動系の統合により適切な運動パターンを生成するモデルとして次の2点について考察した.1.多くの生体の基本的な運動はCentral Pattern Generator(CPG)によって制御されている.CPGは脊髄に存在し,振動子集団とみなすことが出来るが,高次中枢は遠心性コピーによってCPGの活動をモニターし,適切なパラメータ調節をCPGに対して行なうことによって多様な運動パターンを実現していることを筆者らは以前ヤツメウナギの運動制御モデルにおいて示唆した.そこで今年度は,CPGのような振動子結合系によって適切な運動パターンを生成できるように,振動子結合糸パラメータを学習する方法を提案した.その結果を1本脚のホッピングロボットの制御に適用し,望ましい高さでのホッピング,望ましい移動速度のホッピングを実現できることをシミュレーションで確認した.さらに,実際のロボットの試作により,望ましい高さのホッピングが可能であることを示した.2.ヒトが,手を動かすといった運動制御を行なう時,運動に習熟していない時にはフィードバック制御をおこなってると考えられる.しかし視覚や体性感覚によって得られるフィードバック信号は数十数百msの時間遅れがあるため数百ms程度の速い運動の制御は行なえない.しかし,制御対象の順モデルを構築出来れば,遠心性コピーを順モデルに入力することにより,時間遅れのないフィードバック信号を推定でき,速い運動に対するフィードフォワード制御を行なえるようになる.そこで,順モデルを神経回路網で構成し,フィードバック制御を行ないながら学習することによって,フィードフォワード制御を行なえるようになる方法を考察し,手でものをなぞるような運動について,シミュレーションによって動作を確認した.
新たなチロシンキナーゼ型受容体を介するシグナル伝達機構の解析

レセプター型チロシンキナーゼは細胞外の増殖因子や分化因子などのリガンドと結合し、そのシグナルを細胞内へ伝達する役割を担うと考えられている。実際に、EGFレセプター、POGFレセプター、CSF-1レセプターなどはこれらのリガンドであるEGF、PDGF、CSF-1と結合し、細胞内の様々なシグナル伝達物質をリン酸化することによってシグナルを細胞内へ伝えることが示されている。我々は独自に見い出したltk遺伝子はその一次構造からレセプター型チロシンキナーゼ遺伝子であることが予想されるが、そのリガンドやシグナル伝達機構は不明である。本研究においてはltk蛋白質のシグナル伝達機構の解明を目的としてltk蛋白質の細胞内に結合するシグナル伝達物質の解折を行った。ltk遺伝子を発現ベクターにそう入し、COS-1細胞に導入し、抗ltkモノクローナル抗体および抗リン酸化チロシン抗体を用いて解析した結果、ltk蛋白質は100kDaのリン酸化蛋白質として検出された。また、ltkに蛋白質を発現させたCOS-1細胞を可溶化し、抗ltkモノクローナル抗体で免疫沈降して、Immune complex kinccse assayを行った結果、100kDaのltkに自己リン酸化蛋白質と複数の共沈リン酸化蛋白質が検出された。これらの共沈リン酸化蛋白質を同定する目的で、各種のシグナル伝達物質に対する抗体を用いて解折を行った結果、これらの共沈蛋白質のうらには、Phospholipase C-γ1、GTPase activator protein,fhosphatidylirositol-3 pinase,c-rafなどが含まれることが明らかとなった。これらの実験事実から、ltk蛋白質は未知のリガンド結合によってkinase活性を生じ、シグナル伝達物質をリン酸化することによって、下流へシグナルを伝えることが予想された。ヒトltk遺伝子はK562細胞株のcDNAライブラリ-からcーfmsをプロ-ブとしてクロスハイブリダイゼ-ションによって得られたチロシンキナ-ゼ遺伝子である。この遺伝子の発現は一部の白血病患者細胞およびいくつかの白血病細胞株において認められるが、固形癌の細胞株では発現を認めず、造血細胞に特異性の高い遺伝子であることが明らかになっている。当初,細胞外ドメインをほとんど持たない細胞膜貫通型蛋白であると考えられていたが、マウスltkはヒト遺伝子で予想された翻訳開始点のATGに相当する所よりも上流のCTGを翻訳開始点に持ち、より大きな細胞外ドメインを持つことが明らかになった。我々はヒトltk遺伝子産物の細胞外ドメインの構造を明らかにする目的で,ヒト胎盤cDNAライブラリ-から正常ヒトltk遺伝子を多数クロ-ニングし,その遺伝子構造を解析した。その結果,ヒトltk遺伝子においてはその翻訳開始点はマウスltk遺伝子に相当する部位よりもさらに上流に位置し,通常の翻訳開始点であるATGから開始されると考えられ,ヒトltk遺伝子産物はリガンドを認識し得る大きさの細胞外ドメインを持つレセプタ-型チロシンキナ-ゼであることが明らかになった。さらにalternative splicingによりコ-ディング領域に違いのある少なくとも3種類以上のmRNAが発現していることが明かとなっており、このうちの一つでは細胞膜通過部分に続いてstop codonが出現し,キナ-ゼドメインを欠くltk蛋白の存在が示唆された。このうちの一つのltkcDNAをCOS細胞に導入し,そのチロシンキナ-ゼ活性を検討した結果,ltk蛋白は弱いながらも蛋白としてのチロシンキナ-ゼ活性を有することが確かめられた。ヒトltk遺伝子はK562細胞株のcDNAライブラリーからc-fmsをプローブとして得られたチロシンキナーゼ遺伝子である。

一部の白血病細胞においては発現を認めるが、固形癌細胞には発現を認めず、造血細胞に特異的に発現する遺伝子である。既存のcDNAは完全長ではないことが予想されたため、ヒト胎盤cDNAライブラリーを作成し、新たにcDNAクローンを取得してその遺伝子構造を解析した。その結果、ヒトltk遺伝子産物はリガンドを認識しうる大きさの細胞外ドメインを持つレセプター型チロシンキナーゼであることが明らかになった。さらに、スプライシグの違いにより、細胞外ドメインだけからなる可溶型蛋白、およびキナーゼドメインを欠く受容体蛋白をコードするmRNAの存在が明らかになった。完全長のレセブター型ltk遺伝子を発現ベクターにそう入し、COS-1細胞に導入して、抗ltkモノクローナル抗体および抗リン酸化チロシン抗体を用いて解析した結果、ltk蛋白質は100kDaのリン酸化蛋白質として検出された。ltk蛋白質を発現させたCOS-1細胞を可溶化し、抗ltkモノクローナル抗体で免疫沈降して、キナーゼ反応を行った結果、100KDaのltk自己リン酸化蛋白質と複数の共沈リン酸化蛋白質が検出された。これらの共沈リン酸化蛋白質を同定する目的で、各種のシグナル伝達物質に対する抗体を用いて解析を行った結果、これらの共沈蛋白質のうちには、PLC-r1、GAP、PI3キナーゼ、C-raf蛋白質などが含まれることが明らかになった。したがって、ltkレセプター蛋白質はリガンド刺激によって、これらのシグナル伝達物質と連関してシグナルを伝えることが予想された。
アンコール王朝末期の総合的歴史学の構築

本研究ではこれまでアンコール文化遺産の大形石造建造物のみが注目されることが多かったクメール王朝において、極盛期後の様相を明らかにすることを目的とした。この目的のために1.アンコール遺跡群内末期遺跡の研究、2.アンコール遺跡群終末後の王都の研究、3.王朝末期の生産活動の研究、の3点を研究の柱とした。1ではアンコール・トム内の西トップ遺跡を対象遺跡として、本遺跡が王朝末期の14世紀代から整備される事が明らかとなった。2ではロンヴェーク遺跡の王宮や中心寺院の内容を発掘調査で明らかにすることができた。3では14世期の黒褐釉陶器窯跡の実態を発掘調査によって明らかにすることができた。26年度の研究では、次の各項目について研究を進めた。1.ポスト・アンコール期の都城であるロンヴェーク遺跡に関して、本格的な調査を行うため、文化芸術省との打ち合わせや、現地での予備調査を行った。予備調査の過程で、ロンヴェーク北方のベン・クナー寺院から、鎮壇具の一括出土の情報が寄せられた。ポスト・アンコール期でもかなり新しい遺物群であるが、当該期の貿易の様子、寺院祭祀の様子などが明らかになる貴重な遺物群として、ロンヴェーク都城調査に先行して本件の調査を行うことにした。2.アンコール王朝末期に整備された中型遺跡として著名な西トップ遺跡に関して、発掘調査を行い、15世紀以降に建設されたラテライト基壇の構造を明らかにした。14世紀頃に整備された3祠堂群と、その周囲に点在するストゥーパ群との関係や時代などを明らかにした。また詳細な3D測量を行い、砂岩建造物の建立過程を図上で明らかにすることができた。3.西トップ遺跡の周囲に点在する仏教テラスについて予備的調査を行い、27年度の調査に備えた。この調査によって西トップ遺跡の北側に大型の仏教テラスが存在することがわかり、27年度には調査を進めることにした。4.アンコール王朝後期の11世紀に始まったとされる黒褐釉陶器の窯跡、ヴィール・スヴァイ1号窯の発掘調査を行った。今年度の調査によって燃焼室と焼成室の概要が判明し、これまでに調査されている窯とは構造に違いのあることがわかった。平成27年度においては、当該研究を推進するため、主に次の2項目の研究を推進した。1.ポスト・アンコール期都城であるウドン・ロンヴェークにおいて、発掘調査を中心とする具体的な調査を進めた。特にロンヴェークにおいては平成27年12月に、フリンダース大学と共同して発掘調査を進め、掘立柱建物の検出や、金属器生産跡の発見など大きな成果を上げることができた。またこの発掘調査を通して、大量の遺物を得ることができた。なかでもロンヴェーク遺跡においては、15世紀後半という歴史上の存続期に相当する大量の遺物を得ることができ、その中には肥前の磁器をはじめ、中国から東南アジアに掛けての多用な遺物が存在することが確認できた。2.ロンヴェークの周辺に点在する関連遺跡の調査を行い、特に北方のベン・クナー寺院の一括遺物に関する調査を行った。本遺物は19世紀末から20世紀初頭に掛けての鎮壇遺構からの出土遺物であり、当該期の鎮壇遺物の様相が明らかになったにどまらず、瀬戸・美濃陶磁を含むことから、当該期の日本陶磁の輸出の様相と言った、当時の社会経済状況の解明にも、大きな意義のある調査であると言える。本期にはロンヴェークにおいて発掘調査を行うことができた。当初、本科研費単独での調査を計画していたが、オーストラリア・フリンダース大学の協力を得て、より広く多方面の調査を実施することができた。これまでのアンコール文化遺産の研究では、巨大な石造建造物に象徴されるアンコール期の研究が中心となっていた。今回の研究は1431年にタイの勢力によってアンコール地区からクメール王朝が駆逐される前後の文明のあり方を究明することを目的としている。これによって、考古学を主としたカンボジア中世史の再構築と、生産・流通を通した周辺諸国との交流のあり方が再評価されるものと思われる。具体的には1.クメール王朝極盛期(ジャヤヴァルマン7世期)以降のアンコール地区に於ける遺跡のあり方、2.王朝末期から中世にかけての生産のあり方、3.アンコール遺跡群以後の王都の様相、の3点を主な課題として研究を進めてきた。1.クメール王朝極盛期以降のアンコール地区に於ける遺跡のあり方西トップ遺跡の発掘調査等を推進してきた。それによって当該遺跡が14世紀から15世紀にかけて整備拡充されたことが明らかになるとともに、新たな祭祀遺構が発見され、当該期の遺跡をめぐる人々の営みに関する重要な手がかりを得ることができた。2.王朝末期から中世にかけての生産のあり方これまでは灰釉陶器を中心とするクメール陶器生産の前半期に於けるあり方が注目されてきた。今回王朝末期のクメール陶器として典型的な黒褐釉陶器に関して、その生産のあり方を究明することを目的として、ヴィエルスバイ窯跡の調査を行った。3.アンコール遺跡群以後の王都の様相1431年のアンコール地区からの撤退・遷都によって、スレイサントー、ロンヴェーク、ウドンと、プノンペン近くの各所に王都が建設され、複雑な王朝交代史が見られる。今回の研究ではこのうち、最も保存状態の良いロンヴェーク王都に注目し、発掘調査を中心とした構造解明と、工房などの王都付属施設の考古学的な解明も目指した。

アンコール遺跡群西トップ遺跡の調査では14世紀を中心とする祭祀遺構などを発見することができ、当該期の遺跡活用のあり方について新たな知見を得ることができた。またポストアンコール期の生産遺跡の調査として行った、黒褐釉陶器窯跡の調査では、ヴィール・スヴァイ窯跡で当初予定通りの窯跡1基調査することができ、当該期の生産遺跡の様相を明らかにすることができた。ポスト・アンコール期の都城調査では、16世紀の都城であったロンヴェーク遺跡の発掘調査を、オーストラリアのフリンダース大学と共同で行い、周囲の囲む土塁の詳細な構築状況の解明や青銅器生産遺跡の発見など、想定以上の成果を上げることができた。研究課題の達成のために、まずアンコール遺跡群での西トップ遺跡の調査を継続して行った。西トップ遺跡では王朝末期の上座部仏教の進展を証する北祠堂の再構築調査を終え、東を除く3面に存在する釈迦立像を復原し、その図像学的な調査と考察を行った。その結果、南と西面の釈迦立像は正面を向くこの期に一般的な図像となるが、北は足を横向きに配置する遊行型式をとり、タイ・スコータイ様式との関係が示唆される。王朝末期の生産関係の遺跡調査として継続してきた、黒褐釉陶器窯跡の調査では、新たに2基目となるヴィエル・コック・トリア窯跡の調査を行い、窯体構造を明らかにするとともに、物原部分から完形の遺物をはじめとする多くの遺物を検出することができた。今回の調査によって、この地域に散在立地ではあるが、多くの黒褐釉窯跡が存在し、王朝末期にかけて盛んな生産を維持していたことを明らかにすることができた。また王朝末期に都を移したロンヴェークの調査では、王宮が所在したと推定される地区に、再びトレンチを入れ、柱穴を検出するとともに付帯施設の痕跡を確認できた。この成果により、本研究当初より想定していた王宮の所在地が、ほぼ今回調査した地区に推定することができると考えるに至った。また中心寺院地区においては、今後の調査のために、全体の詳細な平面図を作成した。本研究においては寺院と言うこともあり、あまり大がかりな調査を継続することが困難であったが、隣接する王宮部分の調査成果がまとまり、王宮であることが推定できるに至ったことから、その南に隣接する中央寺院の構造と変遷を明らかにする必要がある。そのために今回作成した平面図が有効に利用できるであろう。本研究ではこれまでアンコール文化遺産の大形石造建造物のみが注目されることが多かったクメール王朝において、極盛期後の様相を明らかにすることを目的とした。この目的のために1.アンコール遺跡群内末期遺跡の研究、2.アンコール遺跡群終末後の王都の研究、3.王朝末期の生産活動の研究、の3点を研究の柱とした。1ではアンコール・トム内の西トップ遺跡を対象遺跡として、本遺跡が王朝末期の14世紀代から整備される事が明らかとなった。2ではロンヴェーク遺跡の王宮や中心寺院の内容を発掘調査で明らかにすることができた。3では14世期の黒褐釉陶器窯跡の実態を発掘調査によって明らかにすることができた。平成26年度の調査対象として掲げたロンヴェークの調査に関しては、本格的な調査に向けた予備調査を行った。調査は行ったが予備調査にとどまった。ただしこの予備調査を行ったことにより平成27年度は順調に本格的調査を進めることができると考えられる。
造粒固化処理土の高耐久性化と長期繰返し疲労変形特性の解明

建設工事で発生する泥土は,細かい粒径の土砂で水分を多く含むため,そのままでは有効利用できない.そのため,脱水したりセメントを添加したりして泥土の性質を改善することにより利用されてきたが,他の建設副産物に比較して利用率が低い.具体的な状況として,脱水処理する場合には,脱水した泥土の強度や硬さが十分でないために,利用用途が限られることが多い.一方,セメント添加で処理する場合には,現場で必要となるまでセメントを添加できず,その間,周囲を囲えるヤードで泥土を保管する必要があり,容量の制約から,製造量の柔軟性に乏しい.そこで申請者は,有効利用技術の一つとして造粒による改良技術に着目した.本研究では固化材を効率よく混合するための泥土のほぐし材として吸水性材料を利用し,最小限の加水によって改良土の高耐久性化を図る.一昨年度は泥土のほぐし材としての吸水性材料の選定を行い,昨年度は吸水性材料として好適として選定したペーパースラッジ灰系改良材を泥土に添加して改良土を作製し,養生が改良土の強度特性に及ぼす影響を調べるとともに,養生にともなう物性変化の要因を検討した.今年度は泥土の固化処理を実施する際に吸水性材料であるペーパースラッジ灰系改良材を適切な手順で適量を添加することにより,初期強度の発現を速め,かつより少ない固化材の添加量で高強度を確保する検討を行った.具体的には液状泥土に最初に吸水性材料を加えて瞬時に性状を改質し,数時間1日後にセメント系固化材を加えると飛躍的に強度を改善できる結果を得た.これにより盛土材としての必要な強度を確保でき,繰返し載荷による細泥化を抑制できるとともに,セメント添加量抑制により改良土の中性化の促進が図られた.さらに泥土の含水比に応じて,セメント系固化材の水和反応に必要な水量を担保できるように吸水性材料の添加量を調整する必要があることも明らかになった.建設工事で発生する泥土は,細かい粒径の土砂で水分を多く含むため,そのままでは有効利用できない.そのため,脱水したりセメントを添加したりして泥土の性質を改善することにより利用されてきたが,他の建設副産物に比較して利用率が低い.具体的な状況として,脱水処理する場合には,脱水した泥土の強度や硬さが十分でないために,利用用途が限られることが多い.一方,セメント添加で処理する場合には,現場で必要となるまでセメントを添加できず,その間,周囲を囲えるヤードで泥土を保管する必要があり,容量の制約から,製造量の柔軟性に乏しい.そこで申請者は,有効利用技術の一つとして造粒固化処理技術に着目し,2007年から研究を始めた.泥土を造粒化することにより,トラックで運搬したり,更地でストックしたりすることが可能になる.そして山砂と同様に工事間の広域なネットワークの利用が可能となることが期待された.現在,造粒固化処理技術は広く知られ,複数のプラントが建設されて,地域の建設工事で発生する泥土の再資源化に貢献している.しかしながら,造粒土の利用量は当初に期待されたほど多くない.利用量が多くない理由の一つは,造粒土の耐久性に対する懸念である.そこで本研究では固化材を効率よく混合するための泥土のほぐし材として吸水性材料を利用し,最小限の加水によって造粒土の高耐久性化を図る.本年度は泥土のほぐし材としての吸水性材料の選定を行った.液性限界79.6%,塑性限界42.8%,塑性指数36.8の粘性土(自然含水比71.3%)を用いて以下の試験を実施した.1土の湿潤質量1000gに対して,吸水材を5,10質量%添加.2吸水性材料は,PS灰系改良材,生石灰,石膏系改良材,早強セメントの4種類.3添加直後,2,4,8時間,1日,7日後にキッチンミキサーで1分間低速撹拌してほぐす.43の各ほぐし作業直後に4.75mmメッシュでふるい,ふるい通過量を測定する.ふるい通過分の質量を全質量で除した値(パーセント表示)を「ほぐれ率」と定義した.上記に加え,原土のままのケースおよび早強セメントを添加し,添加直後のみ撹拌し1日養生したケースについても比較検討ケースとして実施した.結果は以下の通りである.無添加および石膏系改良材ではほぐれず,PS灰系改良材や生石灰では時間経過とともにほぐれ率が増加した.一方,早強セメントを添加したケースでは,5%添加したケースではほぐれは不十分であり,10%添加したケースでは一部固結が認められるもののほぐれることを確認した.ただし,途中でほぐし作業をしないケースでは1日経過で固結してしまった.最後に吸水性材料の添加率を15質量%としたケースについて同様の吸水ほぐし試験を実施した.その結果は以下の通りである.PS灰系改良材を添加したケースでは,添加率15%としても,ほぐれやすい状態を長時間保っている.それに対して,生石灰を添加したケースでは,固化強度の増加が著しく,養生期間を長くしてもほぐれ率の増加は少ない.また石膏系改良材では,15%添加でもほぐれやすさの著しい改善は認められなかった.さらに早強セメントを添加したケースでは,1日の養生で完全に固結してしまった.以上の結果から,吸水性材料としては,PS灰系改良材が好適であることが分かった.

建設工事で発生する泥土は,細かい粒径の土砂で水分を多く含むため,そのままでは有効利用できない.そのため,脱水したりセメントを添加したりして泥土の性質を改善することにより利用されてきたが,他の建設副産物に比較して利用率が低い.具体的な状況として,脱水処理する場合には,脱水した泥土の強度や硬さが十分でないために,利用用途が限られることが多い.一方,セメント添加で処理する場合には,現場で必要となるまでセメントを添加できず,その間,周囲を囲えるヤードで泥土を保管する必要があり,容量の制約から,製造量の柔軟性に乏しい.そこで申請者は,有効利用技術の一つとして造粒による改良技術に着目した.本研究では固化材を効率よく混合するための泥土のほぐし材として吸水性材料を利用し,最小限の加水によって改良土の高耐久性化を図る.昨年度は泥土のほぐし材としての吸水性材料の選定を行った.今年度は昨年度に吸水性材料として好適として選定したペーパースラッジ(PS)灰系改良材を泥土に添加して改良土を作製し,養生が改良土の強度特性に及ぼす影響を調べるとともに,養生にともなう物性変化の要因を検討した.その結果,PS灰系改良材の吸水性能は経時変化しないにも関わらず,養生にともない液性指数が低下しPS灰系改良土が硬化すること,またコーン指数はゆるやかに増加し液性指数と一義的な関係があることが明らかになった.一方,PS灰系改良材の成分組成は普通ポルトランドセメントのものに定性的に類似し,養生にともないPS灰系改良土にエトリンガイトが生成することが確認された.このエトリンガイト生成などによるPS灰系改良土中の拘束水量の経時変化を,40°C加熱の含水比試験結果により評価した結果,液性指数の変化とよい相関が認められ,さらに拘束水量に基づいて評価したコーン指数は実測値に比較的一致した.昨年度吸水性材料として選定したペーパースラッジ(PS)灰系改良材を用いて泥土に添加して改良土を作製し,養生がPS灰系改良土の強度特性に及ぼす影響を調べるとともに,養生にともなう物性変化の要因を検討した.その結果,以下の知見が得られた.(1)本研究に用いたPS灰系改良材は,近年のPS灰の細粒化の傾向に整合する形で細粒分が多いものの,従来と同様の吸水性能が認められた.ただし,吸水性能そのものに経時変化が認められなかった.(2)吸水性能が経時変化しないにも関わらず,改良土は密閉養生下でも養生期間の経過にともない液性指数が低下し硬化することが明らかになった.またコーン指数は養生とともにゆるやかに増加し,液性指数との一義的な関係が認められた.(3) PS灰改良材の成分組成に着目すると,エネルギー分散型X線分光法(EDS)により普通ポルトランドセメントのものに定性的に類似していることが明らかになった.また改良土のXRDの結果から,110°C環境では非晶質化するエトリンガイトが養生にともない改良土に生成していることが認められた.(4)このエトリンガイト生成による拘束水の増加が物性変化の要因と考えられ,拘束水の経時変化を,40°C加熱の含水比試験結果により算出したところ,改良土の液性指数の変化とよい相関が認められた.さらに算出した拘束水に基づいて,改良土のコーン指数を予測したところ,実測値に比較的一致した.すなわち拘束水の経時変化を,エトリンガイトが非晶質化しない加熱温度の含水比試験などにより調べることで,養生にともなう改良土の強度特性の変化を評価することが可能であると考えられる.建設工事で発生する泥土は,細かい粒径の土砂で水分を多く含むため,そのままでは有効利用できない.