hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性小分子RNAの網羅的解析による筋線維型調節機構の解明

骨格筋部位間に特性の違いをもたらすマイクロRNA(miRNA)の網羅的発現解析を実施したところ、計192の既知miRNAと計20の新規ウシmiRNA候補配列が得られた。このうち、半腱様筋と咬筋で比較すると、2倍以上の発現差がある分子種が62%を占めた。miR-196a,-196b,-885が半腱様筋特異的に発現することが明らかになった。本提案課題では、骨格筋特性を調節する機能性小分子RNA(マイクロRNA)を骨格筋マイクロRNAの網羅的発現解析により明らかにし、標的因子や筋線維型の違いに伴う遺伝子発現、選択的スプライシングの調節機構をを解明することをめざす。さらにこの研究を通して家畜の肉質や肉量を変える可能性をマイクロRNAの新規な遺伝子発現調節機能に求め、質的量的食肉生産の向上のための有効指標の発見をめざす。22年度では、「速筋および遅筋に発現するマイクロRNAの網羅的発現比較、筋線維型制御マイクロRNAおよびその標的遺伝子の予測」を課題とした。対象試料として屠殺直後の成牛から遅筋として咬筋を、速筋として半腱様筋を採材し、各筋より抽出した全RNAからマイクロRNAを調製した。この小分子RNA試料をマイクロRNAの配列および発現解析に用いるとともに、両骨格筋RNA試料についてはミオシン重鎖アイソフォーム型等の特異的マーカーによる特徴づけを行った。特徴づけされた試料中の小分子RNAは次世代型超高速DNAシーケンサーにより網羅的に配列決定され、配列と発現に関する情報からなる大量の基本データを取得した。当初計画していたマイクロアレイおよび定量的PCRに比べ、次世代型シーケンシングによる発現解析が少なくとも同等の再現性、定量性、感度、解析深度を併せ備えることが近年報告されてきたため、結局このシーケンシング工程を最終的にウシ3頭分の2筋肉に対して行い、189種の既知マイクロRNAと38種の新規マイクロRNA候補を検出した。さらに統計的解析によって各マイクロRNAの筋部位間で有意差検定を行った結果、半腱様筋および咬筋に有意に高く発現するマイクロRNA群を検出し、各筋部位に発現するマイクロRNAの全体像を把握することができた。昨年度、次世代シークエンサーによる網羅的な配列決定でウシ半腱様筋(速筋)および咬筋(遅筋)から得られた多数のマイクロRNA(miRNA)について、各骨格筋特異的なmiRNA群の高精度なスクリーニングを行うため、false discovery rate(FDR)を基準とする順位検定の適用を検討した。その結果、次世代シーケンサーに適した統計解析プログラムDEseqにより多重検定による擬陽性データまで考慮した高品質なデータを高検出力で得ることができた。これにより各骨格筋に発現する特異的miRNAのプロファイリングを行うことができた。骨格筋間で発現差異が有意に大きいmiRNAを複数特定でき、これを用いて各骨格筋特異的な標的遺伝子を解析プログラムTargetScanにより効率よく予測した。さらにその結果を遺伝子オントロジー(GO)解析等のバイオインフォマティクスで解析し、各骨格筋におけるmiRNAとその標的遺伝子が関与する分子生物学的現象を予測した。新規miRNA候補については、エネルギー計算に基づいた2次構造予測や解析プログラムMiPredを用いた前駆体pre-miRNAの適否判断システムを確立し候補miRNAに適用した。その結果、新規miRNA候補が計30種得られた。一方で、骨格筋特異的なmiRNAの機能を推定するためのウシ初代培養筋細胞を咬筋および半腱様筋より調製した。この細胞系でmiRNAの発現解析を行うために、重要と考えられる候補miRNAについて、miRNAに特異的なPCR(stem-loop PCR)のプライマー等を設計した。一部のmiRNAについてはstem-loop PCRの予備実験を行い、その条件を検討した。本研究では、次世代DNAシーケンサーによりウシ骨格筋に発現するマイクロRNA(miRNA)を網羅的に解析し、肉質の差異に影響を与える筋線維型に関連するmiRNAを明らかにすることを目的としている。ウシ半腱様筋(速筋)と咬筋(遅筋)の間で発現レベルが有意に異なる計38種のmiRNAのうち、miR-1、miR-185、miR-196a、miR-885の発現を定量的RT-PCRで調べた結果、miR-185は咬筋で半腱様筋より高く、ほか3種は半腱様筋で高かった。この結果は次世代DNAシーケンサーにより得られた結果と一致した。特にmiR-196aとmiR-885の2種の発現は咬筋でほとんど認められず、半腱様筋に特異的であった。さらに、ホルスタイン種雌牛より採材した咬筋、横隔膜、半膜様筋、胸最長筋、半腱様筋の5筋肉においてmiR-196aについて定量的RT-PCRで解析すると、miR-196aの発現が半腱様筋と胸最長筋で特に高い結果となった。これに対し、miR-885の発現について同様に調べた結果、咬筋で最低値、半腱様筋で最高値を示し、他3種の筋で中程度の発現が認められたものの、部位間差は有意ではなかった。

これらの結果は筋部位間差異がmiR-885よりmiR-196aと密接に関連することを示唆すると考えられた。また、miR-196aの標的として予測されたI型およびIII型コラーゲン各α鎖mRNAの発現は咬筋より半腱様筋で低い値を示し、miR-196aによる両コラーゲンmRNAの発現が制御される可能性を示唆した。次世代シーケンシング結果の解析に用いるプログラムを詳細に検討しDEseqを適用した結果、ウシ咬筋および半腱様筋から特異的なmiRNAが予想以上に精度よく多数得ることができた。また新規miRNA候補について各種予測手法により計30種が得られた。miRNAのstem-loop RT-PCRについては予備実験を進めており最終データを得る条件が整った。一方、重要と考えられるmiRNAの機能等解析について検討した結果、ウシ初代培養筋細胞系を用いた筋線維型変換のモデル系に比べ、特性が決定づけられている各骨格筋由来の初代培養筋衛生細胞を用いて比較する系が効率性において優れると判断し、その細胞の調製を行い、今後の解析準備を進めた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ウシ骨格筋に由来する初代培養筋細胞を調製し、スクリーニングされた候補miRNAについて培養筋細胞の分化過程における発現変化を調べることで細胞分化時の機能・役割を推定する。由来する骨格筋タイプが培養筋細胞のmiRNA発現パターンにどのような影響を与えるかについても検討する。また、標的として予測される遺伝子の発現変動を解析し、候補miRNAの筋線維型制御における機能や予測される標的遺伝子への影響についてバイオインフォマティクスにより検討する予定である。
肝脾相関のメカニズムの解明と脾機能制御による肝硬変症に対する革新的治療法の開発

本研究により、肝硬変症において肝脾相関が確かに存在し、脾腫が肝硬変症における門脈圧亢進症に積極的に関与しているだけでなく、肝線維化や肝再生、さらにはC型肝炎における免疫異常にも少なからず関与していることが明らかとなり、脾機能亢進症というよりはportal hypertensive splenopathyと呼ぶのがふさわしい病態と考えられた。肝硬変症において、腹腔鏡下脾摘術によるportal hypertensive splenopathyの制御は、肝硬変症の予後改善に寄与できる可能性があると考えられた。【1.肝硬変症における肝内血管抵抗増犬に対する眸の積極的な関与について】(研究目的)本研究では、実際の肝硬変症患者において、肝脾相関の分子機序として、脾による肝内微小循環障害、肝線維化、肝再生への積極的な関与を明らかにすることで、脾機能の制御による肝機能改善の可能性を探ることを目的としている。(方法)肝硬変57例(Child-Pugh A/B/C=19/29/9)を対象とし、術前・術後7-10日目に超音波ドプラや肝静脈カテーテル検査による門脈血行動態、および末梢血・肝静脈血中endothelin-1(ET-1)、NOXについて評価した。(結果)摘脾により、門脈血流速度は変化しなかったが、断面積は0.83→0.62 (cm2)、血流量は699→575(ml/min)と有意に低下し、うっ血係数も0.057→0.044 (cm•sec)と有意に低下した。肝静脈圧較差は23.9→17.2(cmH2O)と有意に低下し、肝内門脈血管抵抗も0.038→0.026 (cmH2O/ml/min)と有意に低下した。摘脾により、ET-1値は末梢血で2.95→2.11(pg/mL)、肝静脈血でも2.37→1.83 (pg/mL)と有意に減少した。NOX値は末梢血で29.2→25.0 (pg/mL)と低下傾向を示し、肝静脈血では24.5→30.9 (pg/mL)と増加傾向を示した。以上の研究により、肝硬変の門脈血行動態において、脾腫は門脈流入血流増大だけでなく、ET-1やNOを介して肝内門脈血管抵抗増大にも関与していることが示唆された。本研究の目的は、脾腫が肝硬変症における門脈圧亢進症の成因として関与しているかどうかを明らかにし、脾摘の臨床的意義をあきらかにすることである。【1.肝硬変症における肝内血管抵抗増犬に対する脾の積極的な関与について】脾摘を行った肝硬変症57例において、摘脾により門脈血流量は699→575(ml/min)と有意に低下し、肝静脈圧較差は23.9→17.2(cmH20)と有意に低下し、肝内門脈血管抵抗も0.038→0.026(cmH20/ml/min)と有意に低下した。摘脾により、ET-1値は末梢血で2.95→2.11(pg/ml)、肝静脈血でも2.37→1.83(pg/ml)と有意に減少した。NOX値は末梢血で29.2→25.0(pg/ml)と低下傾向を示し、肝静脈血では24.5→30.9(pg/ml)と増加傾向を示した。以上の研究により、肝硬変の門脈血行勤態において、脾腫は門脈流人血流増犬だけでなく、ET-1やNOを介して肝内門脈血管抵抗増犬に関与しており、脾摘により肝内微小循環が改善する可能性が示された。【2.肝硬変症における脾摘後の肝予備能、予後、肝発癌につての臨床的検討】脾摘を行ったC型肝硬223例を対象とした。肝細胞癌発生率は1年6%、3年17%、5年33%、7年37%であった。IFN未治療群では、7年40%、SVR群では、7年11%であり、SVR群で有意に肝発癌が抑制された。生存率は、Child-Pugh Aでは7年91%、Bでは7年82%、Cでは7年42%であった。また、SVR群の7年生存率はそれぞれ97%と良好であった。脾摘により肝機能は改善し、Child-Pugh Bにても予後良好であった。また、脾摘後IFN治療導入により44%にSVRが得られ、肝発癌が著明に抑制された。

以上より、脾摘によりC型肝硬変の予後が改善する可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。消化器外科26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の研究成果を邦文論文に投稿・掲載され、英文論文は現在査読中である。肝硬変症における脾機能制御の意義が明らかになったため、脾機能制御の方法として、脾臓摘出術ではなく、脾腫を改善するための分子機序を肝硬変ラットモデルを用いて検討する。
生分解性ポリマー製ECMによる細胞の自動組立と分解を駆動力とする分子ロボパーツ化

本研究では,水系において異方的ナノ会合体を形成する生分解性ブロックポリマーの,その形状異方性によって細胞の様々な機能を制御する,細胞外基質(ECM)型分子ロボットとしての展開を目指す。また,生成するポリマー細胞複合体に対し,ポリマーの選択的酵素分解によって変形を誘導し,これをスライム型分子ロボットの動力として応用することも検討する。平成27年度には,水中で異方性の会合体を形成する含メソゲン様分子生分解性ブロックポリマーを合成し,ヒト線維芽細胞(NHDF)の培養系への添加を実施し,増殖と伸展挙動が無添加系と比べて有意に高いポリマーが存在することを見出した。平成28年度は,まず細胞実験の再現に取り組んだが,この過程で,水中で調製された会合体の集合状態がタンパク質やイオンが存在する培養液中での安定性に寄与し,結果として細胞の増殖・伸展作用の発現の有無に大きく関与することが分かった。そこで,再現性の高い会合体の調製法を確立し,NHDFでの細胞実験の再現と,新規に検討したヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)培養系での同様の効果を確認した。さらに,NHDFのスフェロイド培養への添加では,異方的な三次元の細胞凝集作用が確認された。幾つかの不測的な技術的問題により,ポリマー細胞複合体の酵素分解挙動を調べるには至らなかった。また,通常の細胞培養で使用する血清タンパク質を使用しない無血清条件でのナノ会合体添加効果について調べた結果,会合体添加による細胞増殖・伸展が確認され,以上の結果より,本研究において生分解性ポリマー会合体が単独で細胞機能を制御し得る分子ロボットとしての可能性を示したことから,関連技術について特許出願を行い,論文発表準備に取り掛かかっている。今後は,ナノ会合体の作用機序の解明に向けて,分子生物学的アプローチによる解析に取り組み発展研究につなげていく所存である。28年度が最終年度であるため、記入しない。近年,細胞を材料として扱う試みが増え,分子ロボットのパーツとしても有用性が期待される。サブミリサイズの細胞組織の構築はトップダウン手法が多く検討されているが,コストと大容量化において不利な課題を残す。そこで本研究では,水系において超分子会合し,配向性を伴って異方的ナノ会合体を形成する生分解性ブロックポリマーを細胞培養系に添加し,その形状異方性よって細胞の集合を制御するボトムアップ手法を検討し,秩序的な三次元複合組織の構築を目指す。また,ポリマーの選択的分解によってポリマー細胞複合体(PCC)の変形を誘導し,これを,スライム型分子ロボットの動力として応用することを検討する。平成27年度は,まず既報[Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 4508-4512]でナノチューブを形成することを確認しているポリマーの類似体となるメソゲン様分子4UMBAを含むブロックポリマーを合成し,疎水ブロックの結晶性によってナノ構造体のアスペクト比が変化すること,ポリエチレングリコール(PEG)以外の親水性ポリマー(PCEA)[Nature Chem. 2011, 3, 409-414]の導入が可能であることを見出した。また,異なる含4UMBAブロックポリマーの混合によって,形状,特にアスペクト比分布の均一化がある程度可能である予備的知見も得られた。そして,これらのナノ会合体のヒト線維芽細胞(NHDF)の培養系への添加効果についても調べ,新奇な知見が得られたため,特許出願の準備を進めており,また,5月にカナダで開催される10th World Biomaterials CongressのLate-Breaker Abstracts on Emerging Concepts in Biomaterials Scienceとして審査後,口頭発表を認められ,発表を予定している。27年度の当初目標であった,複数のブロックポリマーの合成と,そのナノ会合体の解析はおおむね完了し,さらに形状やサイズの制御に関連する知見も得られた。また,細胞実験にも移行することができ,平面培養系ではあるが,ナノ会合体の添加の影響が有意に確認できたことから,3次元系での効果も期待される。実験環境,施設面に関する予定が若干影響したこともあり,複数の細胞を用いた実験にまでは至らなかったがおおむね当初計画を遂行できていると判断した。

幾つかの不測的な技術的問題により,ポリマー細胞複合体の酵素分解挙動を調べるには至らなかった。また,通常の細胞培養で使用する血清タンパク質を使用しない無血清条件でのナノ会合体添加効果について調べた結果,会合体添加による細胞増殖・伸展が確認され,以上の結果より,本研究において生分解性ポリマー会合体が単独で細胞機能を制御し得る分子ロボットとしての可能性を示したことから,関連技術について特許出願を行い,論文発表準備に取り掛かかっている。今後は,ナノ会合体の作用機序の解明に向けて,分子生物学的アプローチによる解析に取り組み発展研究につなげていく所存である。平成28年度は,細胞培養系におけるナノ会合体の挙動の解明に注力するとともに,当初計画通りPCCの分子ロボパーツ化についても検討する。一方で,領域内の計画班,公募班の研究者との情報交換や議論を通して,ナノ会合体またはポリマー自体の分子ロボットとしての有用性が認知されたため,リポソームやDNA構造体の技術との複合化や機能実装についても検討していく。さらに,階層的自己組織化の秩序制御技術の構築に関して,計算シミュレーションを専門とする領域内研究者との共同研究も開始済みで,ポリマーの会合挙動の基礎の解明を軸として,得られた知見をもとに,当初予定のバイオ応用だけでなく,電子デバイスへの応用についても検討していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ブロイラーを汚染するサルモネラにおける抗菌剤耐性因子の伝播拡散メカニズムの解明

サルモネラは食中毒の原因菌であり、毎年100人以上が食中毒を発症している。また、近年では薬剤耐性菌の出現も問題視されている。本研究課題では鹿児島県内ブロイラーの盲腸内容物からサルモネラを分離同定して血清型を調べ、汚染様式を解明することにより薬剤耐性菌防除に役立てることを目的とする。本年度はブロイラー盲腸内容物の調査を行うとともに、2017年に収集した菌株の血清型別を行い、血清型ごとに鶏群代表株を選抜して9薬剤の最小発育阻止濃度を寒天平板希釈法によって求めた。2017年度は48鶏群767羽中、44鶏群(91.7%)179羽(23.3%)がサルモネラ陽性であった。分離された菌の血清型ではS. Schwarzengrund(S. S):73株、S. Infantis(S. I):10株、S. Manhattan(S. M):96株がそれぞれ分離された。また、薬剤耐性はストレプトマイシン(SM)、スルファメトキサゾール(SUL)、オキシテトラサイクリン(OTC)に対しては7割以上が耐性を示した。カナマイシン(KM)の耐性率は約25%、アンピシリン(ABPC)、セフォタキシム(CTX)への耐性率は約10%でクロラムフェニコール(CP)、オフロキサシン(OFLX)、セフォキシシチン(CFX)への耐性は5%未満と低かった。以前の成績と比較すると、CTX、ABPCに対する耐性率は低下、KMでは増加した。その他の薬剤では耐性率に大きな変化はなかった。20142017年の血清型ごとにKM耐性の推移を見てみると、KM耐性株は主にS. S株に認められ、2017年ではKM耐性株12株すべてがS. Sであることが判明した。以上より、KM耐性は現場で獲得されたものではなく、KM耐性S. Sが広まった結果によるものであると考えられた。本年度は、鹿児島県下の農場から食鳥処理場に持ち込まれるブロイラーの盲腸を収集(年間約50鶏群各16羽、合計総数約800サンプル)、増菌培地および選択培地を用いてコロニーを分離し、生化学的性状検査により菌種を同定後、特異抗血清を用いて血清型別を実施することが予定どおり達成できた。また、2014年度から2017年度に分離されたサルモネラ菌株を対象に、多検体処理に対応した寒天平板希釈法を用いて、動物およびヒトで臨床上重要な抗菌剤の分離菌に対する最小発育阻止濃度(MIC)を測定することにより感受性を試験する予定もほぼ達成することができた。しかしながらブロイラーが保菌するサルモネラの新たな抗菌剤耐性状況が明らかになってきたので、それにともなう遺伝子レベルでの新規な解析が必要となってきた。サルモネラの抗菌剤耐性にはそれに対応する複数の耐性遺伝子がわかっているので、各々の耐性に関与する様々な遺伝子に特異的プライマーを用いたPCR法によって検索する。さらに、耐性遺伝子内の塩基配列変異により耐性が拡張することがわかっているもの(例えばTEM型βラクタマーゼなど)についてはダイレクトPCRシークエンス法により配列を決め、耐性遺伝子の種類を特定することによって計画を推進する。

本年度は、鹿児島県下の農場から食鳥処理場に持ち込まれるブロイラーの盲腸を収集(年間約50鶏群各16羽、合計総数約800サンプル)、増菌培地および選択培地を用いてコロニーを分離し、生化学的性状検査により菌種を同定後、特異抗血清を用いて血清型別を実施することが予定どおり達成できた。また、2014年度から2017年度に分離されたサルモネラ菌株を対象に、多検体処理に対応した寒天平板希釈法を用いて、動物およびヒトで臨床上重要な抗菌剤の分離菌に対する最小発育阻止濃度(MIC)を測定することにより感受性を試験する予定もほぼ達成することができた。しかしながらブロイラーが保菌するサルモネラの新たな抗菌剤耐性状況が明らかになってきたので、それにともなう遺伝子レベルでの新規な解析が必要となってきた。サルモネラの抗菌剤耐性にはそれに対応する複数の耐性遺伝子がわかっているので、各々の耐性に関与する様々な遺伝子に特異的プライマーを用いたPCR法によって検索する。さらに、耐性遺伝子内の塩基配列変異により耐性が拡張することがわかっているもの(例えばTEM型βラクタマーゼなど)についてはダイレクトPCRシークエンス法により配列を決め、耐性遺伝子の種類を特定することによって計画を推進する。
北極圏における氷河起源ダストが氷晶核分布に与える影響の評価

北極圏の大気中における氷晶核(氷形成能力を有するエアロゾル粒子)の濃度は、非常に低く、その変動も比較的小さいと考えられていた。一方、研究代表者らがスヴァールバル諸島にて数回実施してきた集中観測からは、夏季には氷晶核の濃度が一桁以上増加していることが示唆された。本研究では、夏季に高緯度域で発生するダスト(固体微粒子)の影響に着目し、北極圏の大気中での氷晶核およびダストの時間・空間変動を通年観測から明らかにする。
自己免疫性膵炎患者および慢性モデルマウスにおける標的抗原に関する免疫学的研究

1)末梢血中に活性化CD4およびCD8陽性リンパ球が増加していること、膵組織においては線維化、時にリンパ濾胞を形成するものの浸潤するリンパ球はT細胞が優位であること、なかでもCD4陽性細胞によるTh1型免疫応答の関与する可能性を報告した。2)自己免疫性膵炎自験42例を対象に膵病変、胆管病変、唾液腺病変、糖尿病などの臨床像とIgG4型の抗carbonic anhydrase(CA)-II抗体、抗lactoferrin抗体を含めた免疫学的異常所見との関連性について解析した。その結果、75%の症例に抗lactoferrin抗体、55%の症例に抗CA-II抗体の陽性を認めた。また、どちらかの抗体が陽性であった症例は約90%であった。(J.Pancreas 2005)3)I型糖尿病とII型糖尿病について抗CA-II抗体と抗lactoferrin抗体を測定するとI型糖尿病患者で優位にこれらの自己抗体の高値が見られ、HLAハプロタイプとの相関が見られた。4)CA-IIとlactoferrinの自己免疫性膵炎の病変成立と進展における役割を明らかにする目的で、胸腺摘除した制御性T細胞の減少した免疫賦活マウスに対して各抗原(CA-IIとlactoferrin)を感作させ、各臓器炎を惹起することができた。さらに胸腺摘除マウスの感作リンパ球を、ヌードマウスに移入した。モデルを作成し、これらのタンパクが標的抗原である可能性が確認された。(J.Pancreas 2005)5)モデル動物の膵外分泌腺、ランゲルハンス島、胆管、唾液腺における炎症と線維化を病理組織学的、免疫学的、分子生物学的に解析し、抗原蛋白に対するTh1/Th2免疫応答の病因・病態生理への関与を検討したところ、初期病変にはTh1型免疫反応が、慢性病変にはTh2型免疫反応の関与が示唆された。(J.Pancreas 2005)1)末梢血中に活性化CD4およびCD8陽性リンパ球が増加していること、膵組織においては線維化、時にリンパ濾胞を形成するものの浸潤するリンパ球はT細胞が優位であること、なかでもCD4陽性細胞によるTh1型免疫応答の関与する可能性を報告した。(J.Pancreas 2005)1)自己免疫性膵炎自験42例を対象に膵病変、胆管病変、唾液腺病変、糖尿病などの臨床像とIgG4型の抗carbonic anhydrase (CA)-II抗体、抗lactoferrin抗体を含めた免疫学的異常所見との関連性について解析した。(J.Pancreas 2005)2)I型糖尿病とII型糖尿病について抗CA-II抗体と抗lactoferrin抗体を測定するとI型糖尿病患者で優位にこれらの自己抗体の高値が見られ、HLAハプロタイプとの相関が見られた。3)CA-IIとlactoferrinの自己免疫性膵炎の病変成立と進展における役割を明らかにする目的で、胸腺摘除した制御性T細胞の減少した免疫賦活マウスに対して各抗原(CA-IIとlactoferrin)を感作させ、各臓器炎を惹起することができた。(J.Pancreas 2005)

4)モデル動物の膵外分泌腺、ランゲルハンス島、胆管、唾液腺における炎症と線維化を病理組織学的、免疫学的、分子生物学的に解析し、抗原蛋白に対するTh1/Th2免疫応答の病因・病態生理への関与を検討したところ、初期病変にはTh1型免疫反応が、慢性病変にはTh2型免疫反応の関与が示唆された。(J.Pancreas 2005)1)自己免疫性膵炎自験42例を対象に膵病変、胆管病変、唾液腺病変、糖尿病などの臨床像とIgG4型の抗carbopic anhydrase(CA)-II抗体、抗lactoferrin抗体を含めた免疫学的異常所見との関連性について解析した。その結果、75%の症例に抗lactoferrin抗体、55%の症例に抗CA-II抗体の陽性を認めた。また、どちらかの抗体が陽性であった症例は約90%であった。(J.Pancreas 2005)2)I型糖尿病とII型糖尿病について抗GA-II抗体と抗lactoferrin抗体を測定するとI型糖尿病患者で優位にこれらの自己抗体の高値が見られ、HLAハプロタイプとの相関が見られた。3)CA-IIとlactoferrinの自己免疫性膵炎の病変成立と進展における役割を明らかにする目的で、胸腺摘除した制御性T細胞の減少した免疫賦活マウスに対して各抗原(CA-IIとlactoferrin)を感作させ、各臓器炎を惹起することができた。さらに胸腺摘除マウスの感作リンパ球を、ヌードマウスに移入した。モデルを作成し、これらのタンパクが標的抗原である可能性が確認された。(J.Pancreas 2005)4)モデル動物の膵外分泌腺、ランゲルハンス島、胆管、唾液腺における炎症と線維化を病理組織学的、免疫学的、分子生物学的に解析し、抗原蛋白に対するTh1/Th2免疫応答の病因・病態生理への関与を検討したところ、初期病変にはTh1型免疫反応が、慢性病変にはTh2型免疫反応の関与が示唆された。(J.Pancreas 2005)
肺癌における新開発マイクロ流路システムを用いた循環腫瘍細胞の検出と臨床応用

肺癌の予後改善のためには遠隔転移の制御が重要であり、そのためには現在の医療機器で検出できない微小転移の検出が必須である。原発巣から遊離して末梢血液内に存在する循環腫瘍細胞は微小遠隔転移の指標として期待され、我々は独自に循環腫瘍細胞検出系を開発した。本研究では、この新規循環腫瘍細胞検出系を用いて、肺癌患者の末梢血液内の循環腫瘍細胞を検出し、その臨床的意義を検討して肺癌の診断と治療の新たな進歩を目指す。特に、検出された循環腫瘍細胞の遺伝子異常などの分子生物学的特性をリアルタイムにモニタリングし、各患者のその時々に最適な個別化治療を届けられるシステムの構築を目指す。
シロアリのカーストによる栄養生理の相違と特異的栄養の利用システム

これまでのシロアリの消化に関する研究はワーカーを材料にしたものがほとんどで、他のカーストに属する個体の消化システムに関してはほとんど研究例がなかった。カーストによる共生バクテリア相の相違、カーストによるセルラーゼ遺伝子の発現レベルおよび消化管組織の構造の差を明らかにして、その一連の研究結果を国際誌に発表した。また、これまでに行なわれた消化管形態に関する記述は体内での消化管の巻き方やマルピーギ管の数、腸管内部のクチクラ構造の形態に関するものがほとんどで、消化酵素の分泌や吸収に関わる細胞構造の記述は断片的な物に止まっているのに加えて、ワーカー以外のカーストの消化管構造はほとんど報告されていなかった。本研究では5種の高騰シロアリを材料にして、ワーカーおよびソルジャーの消化管各部の構造を光学顕微鏡で詳細に比較する研究を進めており、カーストによる消化管構造を議論する論文を準微衷である。わらに、ヤマトシロアリを小規模コロニーで飼育して、人工的に補充生殖虫を誘導する条件の詳細な検討を行なった。社会性昆虫であるヤマトシロアリのワーカーをコロニーから隔離して飼育すると、補充生殖虫が現れる事が知られている。これまでの報告では、出現した補充生殖虫の性、出現のタイミング等の報告が主であり、分化する過程での変化は記述されて来なかった。補充生殖虫に分化途上のワーカー個体の生殖腺も観察することにより、分化途中の個体も加えて補充生殖虫の発達を観察した。研究計画に従って、研究材料となる食材性のオオシロアリ(Hodotermopsis sjostedti)を鹿児島県屋久島で採集して持ち帰った。オオシロアリと研究協力者より提供された土壌食性のCubitermes orthognathusの2種を材料にして以下の比較実験を行った。消化管組織の構造をカースト間で比較するため、これらのシロアリのワーカーおよびソルジャーのパラフィン切片を作成し、顕微鏡観察を行った。また消化管の体サイズに占める割合をカースト間で比較し、土壌シロアリでは有為な差があるが食材性シロアリでは有為差がない事を示した。消化管に共生するバクテリアの組成をT-RFLP(terminal restriction fragments length polymorphism)を利用してカースト間で比較した。その結果、土壌食シロアリ、食材性シロアリともにカースト間で有為に異なるバクテリア相を持つ事が明らかとなった。またシロアリのもつ代表的な消化酵素であるセルロース分解酵素とプロテアーゼの活性や、消化管内腔に存在する有機酸の量をカースト間で比較した。これらの実験結果から、カーストによる栄養生理の相違を食性およびカースト分化経路の相違の観点からまとめる論文を執筆中である。分解系の研究の一翼として、シロアリ類の栄養生態学はここ10年ほどで急速に進展している。シロアリ類の社会性の進化を理解する上でも、シロアリの生息現場と強く結びついた栄養生態学的な知見が強く求められている。シロアリの消化生理に関するこれまでの研究はワーカーを材料にしたものがほとんどで、ソルジャー等他のカーストに属する個体の消化システムに関してはほとんど研究例がない。南西諸島に生息するオオシロアリは飼育が比較的容易であるうえ、シロアリ目の中では比較的大型であるため、解剖などを伴う実験においても扱いやすい。これまでに行われた実験により、オオシロアリにカーストによる栄養生理の相違が見られる事が明らかになっている。本研究では、このオオシロアリに加えてタカサゴシロアリも主な材料としてカースト間で消化管の構造や、消化酵素の活性、それをコードする遺伝子の発現量の総合的な比較を行った。その結果、セルラーゼの活性はソルジャーとワーカーで大きく異なり、この違いは主にセルラーゼ遺伝子の転写レベルで制御されていることが明らかになった。またシロアリによってセルラーゼの分泌部位は異なるが、実験に利用した2種それぞれのセルラーゼ分泌部位に、形態の違いが認められた。これらの成果は日本動物学会第76回大会で報告し、現在論文を準備中である。
ミシェル・フーコーの技術論

2015年度に行った研究の概要は下記の通りである。1最初期のフーコーにおける技術の問題2015年度の前半には、初期フーコーにおける技術の問題を検討し、とりわけ彼の最初期の論文の一つで技術を論じた『カントの『人間学』序文』の分析を行った。ところが同書において、技術と言語を本質的な要素とする人間学は、あくまで批判の対象にすぎなかった。実際、彼はカントの批判(認識主体の「外」にある物自体の想定)が、後の実用的人間学と超越論哲学の試みによって解消されたことを批判している。それゆえ、この「人間学的円環」に対する批判を、フーコーは認識のア・プリオリな構造を再浮上させることに求めていた。かくして、技術にも言語にもよらない「外の思考」が最初期のフーコーによって展開されていたことを明らかにした。この研究成果は、日仏哲学会春季大会にて、"Kant contre le kantisme : Foucault lecteur del'Anthropologie"と題して報告した。2知と技術と関係の解明上述したように、フーコーにおける「技術」固有の考察は初期の著作には見られなかった。そこから、2015年度の後半において、彼の技術に対する考察の「起源」を辿る作業に従事した。そこで「規律の技術」を論じた『精神医学の権力』の前後を特に検討した。その結果、言説間の闘争としての「知への意志」の議論と、後の「規律テクノロジー」に関する議論とがフーコーの中で密接に連関していることが判明した。彼によれば、諸言説の闘争は規則性を持つ。この闘争がもつ規則性は、諸事物(物)を対象とした規律技術と相関的であるという。実際、フーコーは精神病院の例を引き、諸事物の配置の規則性と、精神医学の言説が有する規則性との関係を強調する。この研究によって、先行研究が従来着目してこなかった知と「規律」の関係を明確にすることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、ミシェル・フーコーの思想のなかで技術の概念がいかなる役割を果たしているのかを明らかにことである。従来、フーコーに関する先行研究は、知、権力、主体といったメジャーな概念を軸に論じてきた。それとは反対に、この研究は、それらの三要素を、技術の三つの様態として捉えることを目指している。平成26年度の研究実績は以下の通りである。1.当初の計画では、フーコーの権力論(大まかに言って1970年代の諸著作)の分析から始める予定であった。ところが、研究を進めるにつれて、それ以前のフーコーのテクストにおいても、技術の概念が重要な地位を占めていることが明らかとなった。そこで申請者は、フーコーの技術を主として「カントの人間学」との関係から検討することにした。この時期のフーコーの考えでは、技術とは「超越論的ー経験的二重体」の蝶番をなしており、人間学の要である。このように、彼の「技術への問い」はハイデガーのそれではなく、まずカントの『人間学』との対決において始まりを見ていた。この研究の成果は、次年度に報告する予定である。2.次に、申請者は予定されていた通り、1970年以降のフーコーにおける「権力と技術」に関する研究に着手した。これまでの先行研究が混同してきた「権力の技術」と「権力の戦争」という二つの表現の違いを検討するために、『「社会は防衛しなければならない」』講義を中心にフーコーのテクストを分析した。権力の「戦争モデル」は「生権力」概念の導入と思われているところがある。が、実際には、闘争を規律化し矮小化する同時代のマルクス主義を批判する意図で用いられていた。以上の内容を、パリ日本館の研究会(CEM)にて報告した。また、報告した内容に加筆修正をおこない、同館が発行する雑誌に寄稿した。3.ベルギー、フランスの大学が合同で開催する若手哲学研究者報告会にて、本研究の概論を報告した。

その結果、言説間の闘争としての「知への意志」の議論と、後の「規律テクノロジー」に関する議論とがフーコーの中で密接に連関していることが判明した。彼によれば、諸言説の闘争は規則性を持つ。この闘争がもつ規則性は、諸事物(物)を対象とした規律技術と相関的であるという。実際、フーコーは精神病院の例を引き、諸事物の配置の規則性と、精神医学の言説が有する規則性との関係を強調する。この研究によって、先行研究が従来着目してこなかった知と「規律」の関係を明確にすることができた。「研究実績の概要」で記したように、平成26年度の前半では当初の予定に含まれていなかった初期フーコーのテクストの読解に従事した。それゆえ、平成26年度の前期では、当初立てられていた予定からの逸脱が生じた。とはいえ、この迂回を経て得られた成果によって、フーコーの「技術」概念が有している哲学史上の位置づけ(とりわけ、カントの人間学との対決)を明確にすることができた。つまり、「人間の死」というフーコーの挑発的な予言を、いわば「技術的人間学」の表明として理解する可能性を明らかにした。この論点は重要であり報告にまとめるつもりであった。だが、その作業に時間を費やすとなると当初の予定からますます逸れてしまう恐れがあったために、報告は平成27年度に回すことに決定した。平成26年度の後期には、当初予定していた通りに1970年代のフーコーの書物、論文、講義録の読解を行うことができた。彼のいう「権力と技術」と「権力の戦争」との関係について研究を推めて、フランス語の論文にまとめた。この研究は平成27年度の「自己の技術」に関する研究の基盤となるために、無事に予定を終えられたことの意義は大きい。最後に、執筆者は現在、リール第三大学でフーコー研究を専門とするフィリップ・サボ教授に師事をしている。その一環で、平成26年度にフランス・ベルギーの若手哲学者研究会で報告する機会に期せずして恵まれた。その際、執筆者は本研究の概論を報告した。数回にわたって開かれたこの研究会では、ヨーロッパ内外からやって来た若手研究者と交流し、情報交換を行うことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度の前半では、晩年のフーコーのいう「自己の技術」に関する著作・講義録を中心に読解を進める。近年、この時期(1980年代以降)の講義録や連続講演が相次いで出版されている。そのため、まずこれら未読の書物の読解に従事する。そして、その作業を通じて得られた知見をもとにして、ドゥルーズが晩年のフーコーに認めた「襞」という概念と「自己の技術」との相違について研究する。そして、その研究の成果をまとめて報告する。平成27年度の後半では、これまで得られた研究成果を総括する予定である。まず、前項で記したように、前年度の研究成果である「初期フーコーの『人間学』と技術の哲学」の報告をおこなう。ついで、これまでの研究成果を踏まえて、権力、知、主体という三つの概念を「技術」の三様態として理解しうるという仮説の正しさを改めて吟味する。その際に、「ポスト構造主義以後」の現代フランス哲学とフーコーとの関係について研究を深める。たとえば、ナンシーの「主体の後に誰が来るのか」という問いに見られたように、主体性の問題は再び表舞台に登場している。
新たなPPARγ応答性分泌蛋白による摂食調節機構に関する研究

(1)昨年までの成果;PPARγ応答性蛋白をcloningし、その中で脂肪細胞と脳視床下部に局在している分泌蛋白を発見し、NAPと命名した。リコンビナントNAPをラット脳室内に投与すると、濃度依存性に摂食量を抑制し、NAP抗体の脳室内投与後摂食量は著明に増加した。これらの事実を踏まえて下記の実験を行った。(2)絶食による視床下部NAP遺伝子発現の変動;絶食24時間後のラット脳視床下部のNAP mRAの変動をin situ hybridization法で解析し、視床下部外側野におけるNAP mRNAの発現が有意に減少していた。(3)NAPのprocessingの検討;NAPのN端側を認識する抗体NAP Ab48で染色される視床下部の殆どの神経核は、抗PC-1/3抗体および抗PC-2抗体で共染されることが判明した。また、NAP Ab48により、NAP(25-106)に一致する分子量10kDaの位置に脳視床下部抽出物サンプルおよび脳脊髄液サンプルで明瞭なバンドが認められ、このバンドは合成NAP(25-106)を添加する吸収試験で消失した。一方NAP Ab325により、両サンプル共に47.5kDaに一致するNAPのバンドは認めたが、NAP(25-106)に一致する10kDaのバンドは認めなかった。NAP(25-106)ペプチドの脳室内投与により、摂食量は減少し、その抗体の脳室内投与により、摂食量は増加した。(4)脳室内持続投与後の摂食量と体重の変化;NAP-1(5pmol)の脳室内への持続投与により、摂食は投与期間中著明に減少し、また体重の正常な増加も抑制され、投与11日目では対象群の約60%に減少した。また、NAP-morpholino antisenseの脳室内持続投与により、摂食量は著明に増加し、体重は投与7日目から有意に増加し、投与11日目には対象群より約10g増加した。(5)Zuckerラット脳室内へのNAP-1投与後の摂食量の変化;Leptin受容体に変異のあるZuckerラットの脳室内のNAP-1(5pmol)の投与においても明らかな摂食抑制効果を認めた。以上の成績より、PPARγ活性化剤によりactivateされる遺伝子解析から、脳視床下部に発現し摂食を抑制するNAPを発見した。このNAPはprohormone convertaseによりProcessingを受けNAP-1となり、このNAP-1がNAPの摂食抑制の活性中心部位であることが判明した、さらにNAPはLeptin抵抗性状態でもその食欲神制効果を示すことより、NAPはLeptin抵抗性を示す人肥満症患者に対して有効な抗肥満薬となる可能性が示唆された。

このNAPはprohormone convertaseによりProcessingを受けNAP-1となり、このNAP-1がNAPの摂食抑制の活性中心部位であることが判明した、さらにNAPはLeptin抵抗性状態でもその食欲神制効果を示すことより、NAPはLeptin抵抗性を示す人肥満症患者に対して有効な抗肥満薬となる可能性が示唆された。脂肪細胞由来のいくつかの生理活性物質はPPARγにより制御され、脳内に局在する。PPARγ活性化剤のTroglitazone(TGZ)により増加する新たな分泌蛋白を見出し、その食欲調節作用を検討する。方法と成績:(1)TGZ添加群と非添加群の肺癌細胞由来SQ-5細胞からmRNAを調整し、Subtraction cloning assayを行い、TGZで増加する遺伝子596クローンを同定した。(2)それらの遺伝子codingregionに分泌signal sequenceを有している蛋白質を9クローン得た。それらの中で実際にSQ-5細胞においてTGZでmRNA発現が著明に亢進する1クローンを得た。この蛋白質は24アミノ酸のsignal sequenceを有する全長396アミノ酸からなっていた。(3)このクローンは神経芽細胞種由来のHTB185細胞でも発現しており、TGZ添加により増加した。(4)この蛋白質はPCによるprocessing site(KR/RR)が3箇所存在するので、その切断部位に相当する4種類のpeptideを合成し、家兎に免疫することにより抗体を得た。(5)それらの抗体を用いてラット脳の免疫染色を行ったところ、摂食と関係する視床下部室傍核、弓状核等に強い免疫染色性が認められた。これらの蛋白質をN-associated protein(NAP)と命名し、processingを受けて生ずると想定される各蛋白質をNAP-14と命名した。ラット脳内の免疫染色性は抗NAP-1/2抗体で強く、抗NAP-3/4抗体では非常に弱い染色性であった。またNAP-1/2の発現と、PC-2の発現は共染したことから、PC-2によりNAPはprocessingを受ける事が示唆された。(6)明期に抗NAP-1/2の各IgG抗体を無麻酔下でラット脳内に投与したところ、その食餌摂取量は、対象IgG投与群に比較して著明に増加しており、その増加は6時間持続した。一方抗NAP-3/4IgG投与による摂食量に有意の変化を認めなかった。(7)48時間絶食させたラット視床下部におけるNAP mRNA発現量の変化を検討するためantisense-NAP cRNAを用いて、in situ hybridyzationを行った結果、対照群に比し絶食群の視床下部室傍核NAP mRNAは著明に減少していた。現在の結論:PPARγ応答性分泌蛋白NAPが新たに同定され、それらは脳視床下部に局在し、PCによりprocessingを受け、食欲調節に抑制性に作用する可能性が示唆された。SQ-5細胞へのPPARγ活性化剤の添加後に活性化する遺伝子をSubtraction cloning assayを用いてcloningし、その中で分泌蛋白であるNesfatinを得た。Nesfatinは脂肪細胞に恒常的に発現しており、脳腫瘍細胞ではPPARγ活性化剤に応答してその発現が増強した。47.5kDaの全長Nesfatinを認識するNesfatin抗体を用いるラット脳視床下部の免疫組織学的検討の結果、Nesfatinは摂食に関連ある、室傍核、弓状核、視交叉上核、外側野に特に強く発現していた。大腸菌より作成したリコンビナントNesfatinをラット脳室内に投与すると濃度依存性に摂食量は減少し、Nesfatin抗体の脳室内投与により摂食量は著明に増加した。
血管新生阻害剤TSU68による肝転移抑制機序の解明と至適併用スケジュールの決定

本研究では血管新生阻害剤による肝転移制御機構の解明と,メカニズムに基づいた至適併用スケジュールの決定を目的とした.大腸癌肝転移モデルにおける転移形成前の肝臓でCXCL1の発現がTSU68によって抑制され,その制御には原発巣から分泌されるIL12p40が関与していることが示唆された.すなわち血管新生阻害剤TSU68は転移形成前の転移先臓器の微小環境を変化させることで転移を強力に抑制していると考えられた.本研究では血管新生阻害剤による肝転移制御機構の解明と,メカニズムに基づいた至適併用スケジュールの決定を目的とした.大腸癌肝転移モデルにおける転移形成前の肝臓でCXCL1の発現がTSU68によって抑制され,その制御には原発巣から分泌されるIL12p40が関与していることが示唆された.すなわち血管新生阻害剤TSU68は転移形成前の転移先臓器の微小環境を変化させることで転移を強力に抑制していると考えられた.血管新生阻害剤を含めた分子標的治療薬の臨床応用が進み,着実な成果をあげている.血管新生阻害療法の肝転移抑制効果についての詳細なメカニズム解析は不十分であり,更なる解明が急がれる.血管新生阻害剤による転移抑制メカニズムを解明するなかで,転移先臓器の微小環境に着目した研究はなされていない.本研究では,これまで我々が示してきた血管新生阻害剤TSU68による大腸癌肝転移抑制効果,さらに転移形成前の肝臓内ケモカイン産生抑制に関わるメカニズムを解析する.VEGFを発現するヒト大腸癌肝転移モデルTK4をヌードマウス盲腸に同所移植した群(担癌マウス)および対照群として非担癌マウスを設定し,それぞれにTSU68投与群とControlとしてのVehicle投与群を設定する.移植7日目よりTSU68(400mg/kg/day)の経口投与を開始する.投与開始7日目(それぞれTSU68投与群; n=20, Control群; n=20)にマウスを犠死させ,門脈血,静脈血を採取する.得られた門脈血,静脈血中の各種サイトカインをジェネティックラボ社のマルチプレックスサスペンションアレイ(サイトカインアレイ)を用いて解析し,肝臓内のケモカイン産生に関わる因子の変動を解析した結果,門脈内のサイトカインIL-12 p40サブユニットが担癌状態で上昇し, TSU68投与によって抑制されていることが示された. IL-12 p40はNF-kBを活性化させることが知られており,これを介する肝臓内CXCL1の発現制御が示唆された.そこでIL-12 p40に対する中和抗体を投与したところ,有意な肝転移抑制効果が確認された.血管新生阻害剤を含めた分子標的治療薬の臨床応用が進む中,その詳細な作用機序の解明は未だ十分とは言えず,特に血管新生阻害療法の肝転移抑制効果について転移先臓器の形質変化に着目した研究はなされていない.本研究は,血管新生阻害剤TSU68による大腸癌肝転移抑制効果,さらに転移形成前の肝臓内微小環境変化に関わるメカニズム解明を目的とする.さらに,原発巣における遺伝子発現変動の解析と,TSU68による腫瘍内微小環境変化を評価することにより,血管新生阻害剤と従来の抗癌剤との併用に関する新たな科学的根拠を示すことを目的とする.本年度における研究内容は,TSU68投与後の腫瘍内微小環境変化の解析を試みた.ヒト大腸癌肝転移モデルに腫瘍を同所移植7日後,治療群(TSU68 ; 400mg/kg/day, n=30)と対照群(Vehicle, n=30)にそれぞれ経口投与開始.投与開始7日後における原発巣の遺伝子発現変動のマイクロアレイ解析から,lysy1 oxidase(LOX)の発現が薬剤投与群において有意に低下していることが確認された.同所移植腫瘍における腫瘍内間質圧(IFP)の測定に関してはまだ技術的課題が残されているが,皮下腫瘍内のIFPは投与7日後に有意に低下することが確認されたため,投与開始7日目がNormalization Windowであると考えた.原発巣におけるLOXの発現低下は,肝臓内LOX沈着を抑制し微小環境に影響していると考えられる(Cancer Cell 2009).またLOXは低酸素によって誘導されることが分かっており,TSU68による低酸素状態の改善が示唆された.マイクロアレイ解析ではLOXの他にも多くの遺伝子発現変動が確認されているが,現時点では併用療法へ結びつく因子は決定されていない.今後,この腫瘍内および肝臓内環境変化をさらに詳細に解析することが至適併用療法決定に際し重要であると考える.
調湿機能を向上させた火山灰材料の開発と吹付け建材への応用

火山灰の資源としての価値創造を実現し,広域環境からみた省エネルギー化の実現および居住環境の快適性向上を達成するため,火山灰の調湿性能を向上させるとともに,その内装仕上建材の性能を発揮できる吹付け建材について検討した。その結果,本研究の提案する火山灰の湿式吹付け施工においては,水結合材比14の範囲で,水:火山灰=1:4(体積比)かつJASS15M-103フロー7090mmを満たす調合が最適であることがわかった。また,これらの湿式吹付け建材が調湿性能評価基準を満足することを確かめた。さらに,火山灰の酸分解および加熱発泡処理によりポーラス化が促進され,調湿性能の向上が期待できることがわかった。日本は世界有数の火山国であるが,特に,桜島は日常的に噴火を伴う火山活動を続けており,2014年度の降灰量は年間およそ330万tもの量を記録している。火山噴出物の有効利用についての検討は,火砕流堆積物の総称であるシラスについての研究が主であり,桜島で日常的に発生している火山灰についての検討は,十分な議論のないまま今日に至っている。また,我が国は高温多湿・低温乾燥の気候地域であり,室内環境においては空調機器に依存する状況となって久しい。地球規模での省エネルギー推進の気運が高まるなか,高断熱・高気密の追求によって健康障害が顕在化しているが,パッシブな調湿機能を有する建材を用いることによって,自然に近い環境で室内空気質を向上できるものと考えられる。すなわち,廃棄物として処理されている火山灰を調湿機能建材として再生することによって,地球環境の観点から環境負荷を低減させるだけでなく,居住者のQOL向上にも寄与できるものと考えられる。本研究では,火山灰が多孔質構造を有することに着目し,調湿建材としての実用化を目的としている。素材の調湿機能を損なわない工法として湿式吹き付けを採用し,低負荷かつ快適な室内空間を達成する内装建材を実現するための検討をおこなっている。本年度においては,火山灰の湿式吹付け材としての適用可能性を評価するため,水結合材比と火山灰量を水準とした湿式吹付け材の施工性を評価するとともに,代表的な調合について吸放湿性を評価した。その結果,水結合材比14の範囲で,水:火山灰=1:4(体積比)かつ,JASS 15 M-103フロー:70mm90mmを満たす調合が最適であることがわかった。また,吹付け試験片の吸放湿性は,水結合材比が低く,厚みがあるほど向上し,調湿性能評価基準を満足する試験片もあり,調湿建材として十分な性能が期待できることがわかった。平成27年度は,火山灰そのものだけでも十分に調湿性能を有すると判断したため,火山灰の湿式吹付け材としての施工方法の検討を中心におこなった。その過程で製造した試験片についての調湿性能(調湿力および平衡含水率)は現在も測定中であり,当初の研究計画以上に進展している。その一方で,調湿性能の高性能化を図るためにも,火山灰そのものの多孔質構造の発達については検討の余地を残しており,全体としての進捗具合は5割程度と判断する。最終年度である平成28年度は,火山灰そのものの多孔質化について更なる検討を加えるとともに,それらを吹付け建材をして用いた場合の調湿性能の向上について検討する計画である。我が国は高温多湿・低温乾燥の気候地域であり,室内環境においては空調機器に依存する状況となって久しい。地球規模での省エネルギー推進の気運が高まる一方で,高断熱・高気密の追求によってシックハウス症候群をはじめとする健康障害が顕在化するなど,環境負荷の低減と室内空気質の向上の両立が急務となっている。また,桜島も我が国有数の活火山であるが,この噴火による降灰は人々や自然環境に様々な影響を及ぼすだけでなく,断続的に発生する火山灰を処分するには根本的な解決方法を模索する必要がある。そこで本研究は,火山灰の資源としての価値創造を実現するため、火山灰を用いた湿式吹付け建材の開発を目的とする。昨年度は,火山灰の湿式吹付け建材の施工性および吸放湿性について検討し,水結合材比が低く,厚みがある試験片ほど吸放湿性が向上することを示した。本年度は,調湿性能の評価指標のひとつである平衡含水率を測定するとともに,平衡含水率に影響を及ぼす建材の表面形状の関係について調べた。その結果,重ね吹きによる効果はみられなかったものの,水結合材比を低くし,試験片の表面積を増すことで,平衡含水率が向上することがわかった。また,火山灰の元素マッピングと,酸処理を施した火山灰の細孔構造の変化について検討した。その結果,火山灰に含まれる金属を酸処理によって除去することにより,僅かではあるが比表面積や微細孔の増加が認められた。未処理の火山灰の細孔容積と比較すると,調湿に有効とされる細孔径10nm以下の細孔容積はすべての試料で増加しており,特に希塩酸による増加が顕著であった。他方,細孔径30nm以上の細孔容積については,希硫酸および熱濃硫酸で顕著であり,硫酸系の酸処理によって,調湿性能の向上が期待できることがわかった。

その結果,本研究の提案する火山灰の湿式吹付け施工においては,水結合材比14の範囲で,水:火山灰=1:4(体積比)かつJASS15M-103フロー7090mmを満たす調合が最適であることがわかった。また,これらの湿式吹付け建材が調湿性能評価基準を満足することを確かめた。さらに,火山灰の酸分解および加熱発泡処理によりポーラス化が促進され,調湿性能の向上が期待できることがわかった。平成28年度は,火山灰の多孔質構造の発達を目的として,比表面積に及ぼす薬品浸漬や加熱の影響について詳しく調査する。また,前年度に引き続き,火山灰を用いた湿式吹付け試験片の調湿力および平衡含水率を測定し,全体としての調湿効果の評価を計画している。また,研究実施の最終年度として,研究成果のとりまとめを実施する。建築材料,建築施工,改修設計・改修工事