hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性閉塞性肺疾患の全身炎症における肺-消化管ネットワークの意義

喫煙曝露動物実験モデルでは、代償的に摂食促進因子であるアシルグレリンの血中濃度が上昇するものの摂餌量の減少と体重増加の抑制が認められた。同時に腸内環境では腸内細菌叢の変化や短鎖脂肪酸の減少が確認された。さらに繊維除去食では、体重増加の抑制が高度であり、腸内環境の悪化に加えてOxy吸着テストで評価した血中の抗酸化ストレス活性の低下がみられた。エラスターゼ誘発肺気腫モデルでは、繊維除去食や非連続給餌により、摂餌量が不変にもかかわらず、体重増加の抑制と気腫の進展が認められた。以上のことから、喫煙曝露は腸内環境の悪化を介して栄養障害や全身性炎症を惹起し、腸内環境の悪化と栄養障害は気腫病変の進展に悪影響を及ぼすと考えられた。これらの結果から、肺-消化管のネットワークの存在が想定され、慢性閉塞性肺疾患の発症、進展に関与することが示唆された。喫煙による体重減少が慢性閉塞性肺疾患(COPD)の発症に関与しているとの仮説を立て、特にエネルギー摂取の観点から消化管に焦点をあてて検討を行った。平成20年度は喫煙曝露が栄養状態と腸内環境に及ぼす変化について検討した。Wistarラットに週5日4週間にわたり喫煙曝露を行い、体重、血漿グレリン濃度、腸内環境の変化について検討した。結果:1.喫煙曝露は、体重増加および摂餌量を有意に抑制するとともに、両者は正の相関を示した。2.喫煙曝露によって血中acy1-ghrelin濃度は有意に高値を示し、体重および摂餌量と負の相関を認めた。3.喫煙曝露によって回盲部内容物中のBifidobacteriumの減少、有機酸、特に短鎖脂肪酸濃度の低下およびpHの上昇を認めた。4.有機酸濃度と体重は正の相関を示した。喫煙曝露による摂食量の減少が体重増加の抑制につながり、摂食促進因子であるacy1-ghrelinの血中濃度が代償的に上昇していると考えられた。回盲部内容物では腸内環境の維持に重要なBifidobacteriumが減少し腸管や全身のエネルギー源となる短鎖脂肪酸の濃度は著明に低下していた。以上のことから喫煙曝露による、摂食調節や腸内環境の変化が体重減少と関連していると考えられた。1)エラスターゼ誘発肺気腫は繊維除去食および欠食で促進する10週齢雄Wistar Kyoto Ratを通常食・連続給餌(A群),通常食・非連続給餌(B群),繊維除去食・連続給餌(C群),繊維除去食・非連続給餌(D群)の4群に分けて給餌した。エラスターゼ注入による肺気腫形成の程度を組織学的に比較したところD群>B群=C群>A群の順で大きかった。体重増加はA群=C群>D群>B群の順で大きく、摂食量は各群で有意差は認められなかった。食物繊維の摂取量の低下や不規則な食事摂取は肺気腫病変を促進する可能性が示唆された。2)喫煙曝露による栄養障害、全身性炎症に対する食物繊維の役割12週齢のC57BL/6マウスを通常食および繊維除去食で飼育し、16週間の喫煙曝露を行い、両群における体重の変化、抗酸化ストレス活性(Oxy吸着テスト)、腸内環境の変化を比較検討した。通常食群、繊維除去食群いずれも喫煙曝露によって体重増加が抑制され、繊維除去食群では体重増加の抑制が高度であった。抗酸化ストレス活性は非喫煙群、喫煙群ともに脱セルロース食群で低下していた。また、繊維除去食群では喫煙群が非喫煙群に比して有意に低下していた。非喫煙群では脱セルロース食群で回盲部内容物中のコハク酸が高値を示し、喫煙群では繊維除去食群でコハク酸濃度は高値を示したが、酢酸濃度は低値を認めた。食物繊維の摂取低下は腸内環境に変化をもたらし、喫煙曝露による体重減少や全身性炎症などのsystemic effectを増悪させることが示唆された。目的:食物繊維除去食を非連続的に給餌したラットに喫煙曝露を行い、喫煙曝露による肺障害と腸内環境に及ぼす影響についての評価を行い、喫煙暴露における肺-消化管ネットワークについて検討を行なう。方法:10週齢雄Wistar Kyoto Ratを用いて喫煙暴露を行った。通常食・連続給餌/非喫煙群(A群)、繊維除去食・不規則給餌/非喫煙(B群)、通常食・連続給餌/喫煙(C群)、繊維除去食・不規則給餌/喫煙(D群)を設定した。

喫煙曝露は週6日、喫煙曝露装置(MIPS社製)を用いてタバコ煙を発生させ、20分間に30本、一日2回喫煙曝露を2ヶ月間にわたり行なった。a)栄養状態:体重、摂食量、血中分枝鎖アミノ酸(BCAA)濃度、b)肺障害:肺胞洗浄液(BALF)中好中球数、機能的残気量(FRC)、c)腸内環境:回盲部内容物中短鎖脂肪酸(SCFA)濃度について比較検討した。結果:1)体重:A>B>C>D、2)摂食量:B>A>D>C、3)血中BCAA : A>B=C>D、3)BALF中好中球数:D>C>A=B、4)FRC/BW : D>C>B>A、5)SCFA : A>C>B>Dの順であった。食物繊維除去食を非連続的に給餌したラットに喫煙曝露を行うと腸内の短鎖脂肪酸濃度が低下し、栄養障害及び肺の炎症が促進されるとともに残気量も増加した。結論:腸内環境の悪化は喫煙による栄養障害を促進させるとともに肺障害も悪化させた。
海洋微生物を用いた環境有害物質のバイオレメディエーション

リグニン分解酵素はユニークな分解システムを持っており,天然の基質であるリグニンを分解するだけでなく,人工的に合成された様々な化合物(xenobiotic)も分解できる事がこれまでの研究から明らかになっている.リグニン分解菌は複合汚染された環境の修復に大変有望であるが,通常陸上環境に生息しているため,土壌汚染には対応可能でも海洋環境汚染に対する研究は皆無に等しい.このような背景から本研究では,海洋環境由来のリグニン分解菌を探索すると共に,分解菌が産生する酵素及び分解菌を用いた海洋環境に対応可能なバイオレメディエーション技術の開発を目的とし研究を行ってきた結果,リグニン分解酵素のうちの一種,ラッカーゼを産生する耐塩性微生物を発見し,その微生物の同定,ラッカーゼ最適産生条件の検討を行った結果,Pestalotiopsis属の糸状菌に帰属し,NaCl3%存在下においてもラッカーゼを産生する事から,塩存在下でのバイオレメディエーションにおいて大変有望な菌であることを突き止めた.本菌を用いた染料脱色試験の結果,NaCl濃度1.5%,3%においても11種中7種において色素脱色が確認された.また,内分泌撹乱作用を有し,環境有害物質である有機スズ化合物[トリブチルスズ化合物(TBT)とトリフェニル化合物(TPT)]に対する塩存在下での分解能を検討した結果,初発濃度0.1ppm,1.5%及び3%NaCl存在下において,それぞれ両者を約50%,及び約40%分解することを明らかにした(6日間培養).また培養2週間では,TBT, TPTをほぼ完全に分解できた.さらに,本菌を海洋環境浄化に応用するにあたって,マウス試験による毒性評価を行ったところ,急性毒性は観察されなかった.以上のことから本菌は海洋環境修復には充分適応可能と考えられた.リグニン分解酵素はユニークな分解システムを持っており,天然の基質であるリグニンを分解するだけでなく,人工的に合成された様々な化合物(xenobiotic)も分解できる事がこれまでの研究から明らかになっている.リグニン分解菌は複合汚染された環境の修復に大変有望であるが,通常陸上環境に生息しているため,土壌汚染には対応可能でも海洋環境汚染に対する研究は皆無に等しい.このような背景から本研究では,海洋環境由来のリグニン分解菌を探索すると共に,分解菌が産生する酵素及び分解菌を用いた海洋環境に対応可能なバイオレメディエーション技術の開発を目的とし研究を行ってきた結果,リグニン分解酵素のうちの一種,ラッカーゼを産生する耐塩性微生物を発見し,その微生物の同定,ラッカーゼ最適産生条件の検討を行った結果,Pestalotiopsis属の糸状菌に帰属し,NaCl3%存在下においてもラッカーゼを産生する事から,塩存在下でのバイオレメディエーションにおいて大変有望な菌であることを突き止めた.本菌を用いた染料脱色試験の結果,NaCl濃度1.5%,3%においても11種中7種において色素脱色が確認された.また,内分泌撹乱作用を有し,環境有害物質である有機スズ化合物[トリブチルスズ化合物(TBT)とトリフェニル化合物(TPT)]に対する塩存在下での分解能を検討した結果,初発濃度0.1ppm,1.5%及び3%NaCl存在下において,それぞれ両者を約50%,及び約40%分解することを明らかにした(6日間培養).また培養2週間では,TBT, TPTをほぼ完全に分解できた.さらに,本菌を海洋環境浄化に応用するにあたって,マウス試験による毒性評価を行ったところ,急性毒性は観察されなかった.以上のことから本菌は海洋環境修復には充分適応可能と考えられた.リグニン分解酵素は特有な分解システムを有しており,反応の多様性と強い酸化力により,リグニンのみならず,様々な有害物質をも分解可能であることが明らかとなってきた.これまでに,特定の有害物質,例えば,PCBやダイオキシンを分解する陸上由来の微生物は多く見出されており,その微生物を用いたバイオレメディエーションが実施されているが,海洋環境での実施例は皆無である.また,これまでに報告されている海洋環境由来のリグニン分解微生物の報告例は1例のみである.地球全表面積の約70%を占める海洋は,高塩分,低温,貧栄養など,多くの点で陸上環境とは性質を異にしており,その環境に適する特異な分解微生物の取得が期待できる.それ故,陸上由来のリグニン分解微生物とは異なる新規な微生物を分離できる可能性も極めて大きいと思われる.昨年行った研究では,奄美大島の湿地帯から採取した流木より分離した微生物に強いリグニン分解酵素活性が認められ,リグニン分解酵素のうち,ラッカーゼを産生する微生物であることを明らかとした.また,本歯の代表的な生理・生化学的性状試験を行った結果,生育可能温度領域4-37°C,pH 2-11,NaCl濃度0-12%の範囲で生育可能な耐塩性を有する糸状菌であった.また,NaCl濃度5%までは,ラッカーゼの産生が観察されたため,海洋環境でのバイオレメディエーションに適する微生物であることが示唆された.ラッカーゼを産生する最適培養条件下,TBT, TPTを0.1ppm添加した揚合に,約1週間で両物質はほぼ完全に分解した.さらに,汎用性の高い色素染料9種についてその脱色を検討した結果,リアクティブ色素を培養1日目で50%以上脱色することを確認した.

リグニン分解酵素はユニークな分解システムを持っており,天然の基質であるリグニンを分解するだけでなく,人工的に合成された様々な化合物(xenobiotic)も分解できる事がこれまでの研究から明らかになっている.リグニン分解菌は複合汚染された環境の修復に大変有望であるが,通常陸上環境に生息しているため,土壌汚染には対応可能でも海洋環境汚染に対する研究は皆無に等しい.1997年にナホトカ号の重油流出事故以来,海洋環境のバイオレメディエーションが注目を浴び,早急な技術開発が求められている.このような背景から本研究では,海洋環境由来のリグニン分解菌を探索すると共に,分解菌が産生する酵素及び分解菌を用いた海洋環境に対応可能なバイオレメディエーション技術の開発を目的とし研究を行ってきた結果,研究初年度にリグニン分解酵素のうちの一種,ラッカーゼを産生する耐塩性微生物を発見した.今年度は,その微生物の同定,ラッカーゼ最適産生条件の検討を行った結果,Pestalotiopsis属の糸状菌に帰属し,NaCl 5%存在下においてもラッカーゼを産生する事から,塩存在下でのバイオレメディエーションにおいて大変有望な菌であることを突き止めた.本菌を用いた染料脱色試験の結果,NaCl濃度1.5%,3%においても11種中8種において色素脱色が確認された.また,内分泌撹乱作用を有し,環境有害物質である有機スズ化合物[トリブチルスズ化合物(TBT)とトリフェニル化合物(TPT)]に対する塩存在下での分解能を検討した結果,初発濃度0.1ppm,1.5%及び3%NaCl存在下において,それぞれ両者を約50%及び約40%分解することを明らかにした(6日間培養).また培養2週間では,TBT, TPTをほぼ完全に分解できたことから,本菌は海洋環境修復には充分適応可能と考えられた.(平成18年度に行った研究実績を記入)昨年度までに,我々が海洋環境より単離したリグニン分解糸状菌Peslalotiopsis sp.SN-3が多種類の染料を脱色することを明らかにした.平成18年度は,本菌の海洋環境下での染料脱色を最終目標とし,本菌の毒性の有無を検討するとともに,染料脱色前後における毒性の変化をマウス試験によって評価することを目的とした。リグニン分解酵素産生培地(Kirk培地)で培養したSN-3菌の加熱死菌体及び生菌をそれぞれ雄マウス(std=ddY,9週齢)に強制単回経口投与し,急性毒性を評価した.また,脱色が確認された11種の染料を混合後,Kirk培地に添加し,SN-3菌による脱色前後のサンプルをそれぞれマウスに単回経口投与し,急性毒性を評価した結果,本菌自体の急性毒性は確認されなかった。各染料の脱色率をSanromanらの方法^<1)>により算出した結果,染料添加系における染料総濃度770及び7700ppmの脱色率はそれぞれ53.8%,52.1%であり,目視で明らかに脱色されるまでに至った.SN-3菌による脱色後のサンプルについて同様の試験を行った結果,急性毒性は確認されず,SN-3菌を用いた染料脱色系において急性毒性のある化合物は生成されないことが確認された.また,SN-3菌は塩存在下においても高いセルラーゼ活性を有し,セルロース系廃棄物を効率的に分解できることを明らかにした.1)Sanroman et al.,Chemosphere 57,233-239(2004).
コレラ毒素による免疫アジュバント活性における小胞体ストレス応答の機能的意義の解明

コレラ毒素は、免疫アジュバント(免疫増強剤)として機能し、炎症性サイトカインの産生や、感染症やがんに対する防御免疫を増強する。しかし、その作用機序は不明である。我々は、コレラ毒素が小胞体ストレス応答を誘導し、この誘導が炎症性サイトカインの産生に必要であることを見出した。本研究ではこの結果を検証し、コレラ毒素による免疫アジュバント活性における小胞体ストレス応答の機能的意義を解明する。小胞体ストレスは、糖尿病などの病態形成に関与するが、その分子機序は不明である。本研究は免疫アジュバント活性の新しい分子機序の解明だけでなく、種々の疾患の新規治療薬開発にも貢献することが期待される。
「大久保政権」の研究

本研究は、薩摩藩出身の政治家・大久保利通の国家構想と大久保が長官を務める内務省の制度・政策を解明することで、明治初年に近代国家形成の基礎を構築したとされる「大久保政権」の位置づけを解明し、日本近代史研究に理論的な貢献をすることを目的としている。平成30年度においては、5地方三新法を巡る内務省と地方官、6明治憲法体制の確立過程についての分析を行うため、5については、国立国会図書館憲政資料室・大分県公文書館などが所蔵する、地方三新法の起草や地方勧農政策に関する未刊行史料を、6については、国立国会図書館などが所蔵する、井上馨・大久保利通・伊藤博文ら国家建設当事者に関する未刊行史料を網羅的に収集した。分析結果は以下の通りである。5地方三新法を巡る内務省と地方官前年度の4で解明した明治10年の中央行政改革は、内務省への地方管轄権一元化を志向した地方行政改革としての性格も併せ持っていたことを明らかにした。その成果は、4の成果とあわせて東北史学会・内務省研究会で発表を行い、雑誌論文を準備中である。また、内務省の改革志向性は、内務省によって任命された地方官の志向性とは必ずしも一致していなかったことを地方勧農政策の事例より展望した。この点については、研究発表・雑誌論文を準備中である。6明治憲法体制の確立過程日本において近代国家が明治憲法体制によって確立する過程が、井上馨・大久保利通・伊藤博文ら主要な国家建設当事者の国家構想の相克過程として位置づけられることを、明治4年の廃藩置県前後に行われた制度取調を事例に展望した。分析の成果は、『明治維新史研究』第16号に査読付論文「太政官三院制の成立過程ー明治四年の制度取調ー」として公表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度においては、1大久保の国家構想、2内務省の政策立案・意思決定過程の実際についての分析を行うため、1については、国立国会図書館憲政資料室・京都大学総合博物館・鹿児島県歴史資料センター黎明館などが所蔵する大久保や国家構想の立案に携わった吉田清成に関する未刊行史料を、2については、東京大学史料編纂所・東京大学文書館などが所蔵する内務省行政に関する未刊行史料を網羅的に収集した。1大久保の国家構想大久保が国家運営に際し、天皇による君主専制と内務省建省による勧農・地方行政の遂行を重視していたことが明らかとなった。分析の成果は、博士論文の成果とあわせて、著書として公表予定である。2内務省の政策立案・意思決定過程の実際内務省の政策立案・意思決定の実例として明治8年5月の「本省事業ノ目的ヲ定ムルノ議」の成立過程を明らかにした。その成果は、受入研究者の松沢裕作氏との研究ノート「「本省事業ノ目的ヲ定ムルノ議」の別紙について」(『三田学会雑誌』110巻1号)として公表予定である。また、研究ノートの成果を踏まえて、内務省の政策立案・意思決定一般について分析を行い、大久保が内務省の運営を行うに際し卿(長官)主導体制を構築しようとしていたことが明らかとなった。分析の成果は、東北史学会・内務省研究会で発表を行い、また雑誌論文を準備中である。平成28年度においては、予定していた研究計画通りに調査・分析を行うことができた。平成29年度においては、3殖産興業政策(勧農政策)の実態、4明治10年の中央制度改革についての分析を行うため、3については、国立国会図書館憲政資料室・国立公文書館などが所蔵する、大久保や勧農政策の担当者であった松方正義に関する未刊行史料を、4については、京都府立京都学・歴彩館・滋賀県県政史料室などが所蔵する、制度案の立案に携わった松田道之に関する未刊行史料を網羅的に収集した。3殖産興業政策(勧農政策)の実態内務省の長官である大久保と、政策の担当部局の長であった河瀬秀治・松方正義・前島密は、重視すべき政策や政策の推進方法を巡って構想が対立する状況にあったものの、結果として大久保の構想に基づき政策が遂行されたこと、その背景として前年度の2で解明した内務卿主導体制の構築があったことが明らかとなった。分析の成果は、東北史学会・日本農業史学会で発表を行い、また雑誌論文を準備中である。4明治10年の中央制度改革明治10年に行われた減租(地租軽減)と減租に基づき行われた中央行政改革は、前年度の1で解明した大久保の国家構想を実現する観点から大久保の主導により企画されたことが明らかとなった。分析の成果については、学会発表・雑誌論文を準備中である。平成29年度においては、予定していた研究計画通りに調査・分析を行うことができた。

また、平成28年度の調査・分析にもとづき、研究成果として著書『井上馨と明治国家建設ー「大大蔵省」の成立と展開ー』(本研究の成果は第2部第3章「「大大蔵省」の解体と内務省建省」)、ならびに受入研究者の松沢裕作氏との研究ノート「「本省事業ノ目的ヲ定ムルノ議」の別紙について」(『三田学会雑誌』110巻1号)を予定通り公表することができた。研究はおおむね順調に進展していると評価できる。本研究は、薩摩藩出身の政治家・大久保利通の国家構想と大久保が長官を務める内務省の制度・政策を解明することで、明治初年に近代国家形成の基礎を構築したとされる「大久保政権」の位置づけを解明し、日本近代史研究に理論的な貢献をすることを目的としている。平成30年度においては、5地方三新法を巡る内務省と地方官、6明治憲法体制の確立過程についての分析を行うため、5については、国立国会図書館憲政資料室・大分県公文書館などが所蔵する、地方三新法の起草や地方勧農政策に関する未刊行史料を、6については、国立国会図書館などが所蔵する、井上馨・大久保利通・伊藤博文ら国家建設当事者に関する未刊行史料を網羅的に収集した。分析結果は以下の通りである。5地方三新法を巡る内務省と地方官前年度の4で解明した明治10年の中央行政改革は、内務省への地方管轄権一元化を志向した地方行政改革としての性格も併せ持っていたことを明らかにした。その成果は、4の成果とあわせて東北史学会・内務省研究会で発表を行い、雑誌論文を準備中である。また、内務省の改革志向性は、内務省によって任命された地方官の志向性とは必ずしも一致していなかったことを地方勧農政策の事例より展望した。この点については、研究発表・雑誌論文を準備中である。6明治憲法体制の確立過程日本において近代国家が明治憲法体制によって確立する過程が、井上馨・大久保利通・伊藤博文ら主要な国家建設当事者の国家構想の相克過程として位置づけられることを、明治4年の廃藩置県前後に行われた制度取調を事例に展望した。分析の成果は、『明治維新史研究』第16号に査読付論文「太政官三院制の成立過程ー明治四年の制度取調ー」として公表した。現段階において研究計画遂行上に問題は見られないため、基本的に予定している研究計画にもとづき研究を推進する予定である。平成29年度においても、未刊行史料を所有する全国の史料保存機関への丹念な史料調査を計画している。平成30年度においても、未刊行史料を所有する全国の史料保存機関への丹念な史料調査を計画している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
メンタルヘルスフィールドとしての中山間地域農業の可能性に関する研究

2018年度は,農業・農作業のメンタルヘルス的な効果にこだわらず,多面的な機能の役割と評価に関して調査・研究を実施した。特に,農業部門間の連携による効果の計測を実施した。畜産クラスター事業の構築が全国で推進されている.この畜産クラスター事業では様々な取り組みがなされているおり,その一つに地域内耕種農家との連携により,稲WCSや飼料用米などの自給飼料の生産が挙げられる.この活動は,畜産側には自給飼料生産による飼料コスト削減や生産された畜産物の高付加価値化などが期待される.耕種側には,農家の高齢化により作付け・管理が困難となった水田等に稲WCSや飼料用米を作付することにより,耕作放棄発抑制効果などが期待される.本研究では,畜産クラスター事業の主体の一つである鳥取県Aコントラクター(以下,Aコントラ)を対象として,インタビュー調査から,コンタラクターと地域農業との関係の整理を行う.また,農林業センサスデータを用いて,Aコントラ活動の耕作放棄抑制効果等への影響を検討した.また,都市住民の農業の有するメンタルヘルスに関する意識調査の一環としてフードロスに関する大学生を対象とした意識調査を行った。本研究では年齢や生活形態などの「個人属性」が類似している大学生を対象とアンケート調査データを用いて,食品ロス削減行動と「食品ロス認識」との関係性を明らかにすることを目的とする。調査は,2017年12月から2018年1月の間に岡山市内の5つの大学・短期大学の学生にアンケート形式で実施し,有効回答数460を得た。「自身が行っている食品ロス行動(7種類)」,「食品ロスに関する意識(6項目)」,「自身の食品ロスに関する経験(4項目)」,「食費ロスに関する知識(4項目)」を設定し,頻度や程度を各5段階で把握した。当初の予定の農業の持つメンタルヘルス効果に関しては,2019年度のフィールド調査実施に向けて体制を概ね作り上げることができた。体制づくりの中,「メンタルヘルスの定義」と「その効果の計測方法」が大きな課題となった。そのため,(狭義の)「メンタルヘルス」のこだわらずに,「エシカル」や「持続的な社会の構築」も含めて調査・研究を実施することになった。また,国内のみならず海外,グローバル化・過疎化高齢化が進行していくであろう途上における農業の意義・価値も重要であり,その価値も計測も行う必要性がある。メンタルヘルスの効果に限定せず,「エシカルな価値」を創出できる農業の在り方・役割を検討していく。具体的には,1)農業が継続されることによる中山間地域社会の維持や資源管理の効果の把握とその価値の計測,2)農業と福祉の連携による社会・経済的付加価値創出・循環効果の計測,3)途上国(主にベトナム)の農村地域における環境保全型農業による地域マネジメント効果の計測を行う予定である。

具体的には,1)農業が継続されることによる中山間地域社会の維持や資源管理の効果の把握とその価値の計測,2)農業と福祉の連携による社会・経済的付加価値創出・循環効果の計測,3)途上国(主にベトナム)の農村地域における環境保全型農業による地域マネジメント効果の計測を行う予定である。2018年度に予定したフィールド調査等が豪雨災害等の影響で実施できなかったので,2019年度以降に繰り越しになったため。
準安定ジラジカル種の化学機能の解析と反応設計

各種の1重項および3重項ジラジカル類の構造と反応について、理論と実験の両面から研究した。理論面では、ab initio SCFおよびCI計算による電子構造と反応経路の取扱いを主体とし、実験は理論的予測の直接検証を目ざしたものである。結果を要約すると、以下のごとくである。1.1重項1中心ジラジカルとしてのNH(^1Δ)は、パラフィンから直接H原子を引抜く。計算によると、エネルギー障壁は10ー20kJ/molである。2.気相でのNH(^1Δ)とNOとの反応では、主生成物はN_2Oであると予測される。この点を実験によって確証した。量子収率は0.70であった。3.NH(^3Σ^-)とNOとの反応でも、N_2Oが主生成物であるが、N_2+OHの生成も可能である。後者への分岐率は3500Kにおいて0.4±0.1であった。4.NH(^3Σ^-)+O_2(^3Σg^-)系では、まず付加体HNO→O(^1A′)が生成し、次いで1,3ーH移動してNOーOH(^1A′)にいたり、NO+OHに分解すると予測される。5.1重項エチルニトレンは、分子内挿入によって環状のアジリジを生成しうる。この過程は低エネルギー障壁(22kJ/mol)の素反応である。7.CH_2CH_2Oで最安定なのは1重項の面内ジラジカル体^1σσ(^1A′)である。これは1,2ーH移動によってCH_3CHOになる(ΔE^<【thermodynamics】>=27kJ/mol)。8.SSOおよびS_3分子では、環状体よりも鎖状分子のほうが安定である。エネルギー差はそれぞれ1.58,0.32eVである。9.反応OH+OHー→H_2O+Oは、水素結合による二量体OH...OH(^3Σ^-)を経て進行し、活性化エネルギーは10kJ/molである。遷移状態理論により、非アレニウス型の速度定数が再現できる。1.NH(【^1△】)とNOとの気相反応機構(実験)アジ化水素H【N_3】の光分解によって発生したNH【^1△】)は、挿入・引抜き反応のほかに、ラジカル種との会合反応を起こす。NOとの反応においては、付加体HN-NOの生成を経て【N_2】Oにいたることが理論的に予測される。NH(【^1△】)+NO→HN-NO(【^2A^1】)→H+【N_2】O (1)四重極マスフィルターにより、【N_2】Oの量子収率Φ(【N_2】O)の測定を行ったところ、同時に水【H_2】Oの生成が確認された。これはNH(【^1△】)とH【N_3】との反応NH(【^1△】)+H【N_3】→N【H_2】+【N_3】(2)によって生成したN【H_2】が直ちにNOと反応して、(1)と同様の付加体生成につづいてH原子移動により【H_2】Oと【N_2】にいたるためであると思われる。

反応(1)と(2)はともに衝突律速(Ea=Okcal/mol)であるから、量子収率Φ(【N_2】O)とΦ(【H_2】O)はNOとH【N_3】の初濃度比に比例するはずである。このことを実験によって確証した。Φ(【N_2】O)とΦ(【H_2】O)の和は0.7であった。エチレンに酸素原子が付加して生成するC【H_2】C【H_2】Oのジラジカルは、1重項ではαα形が、3重項ではαπ形が最安定である。これらには、α-H原子脱離反応と1,2-H原子移動反応が可能である。1.NH(^1△)とイソブタンとの反応(実験と理論)NH(^1△)がエタンやプロパンに対して挿入反応とH原子引抜き反応を起こすことは既報のとおりである. SF.ナ_<6.ニ>中でのイソブタンとの反応(気相)NH(^1△)+(CH.ナ_<3.ニ>).ナ_<3.ニ>CH→(CH.ナ_<3.ニ>).ナ_<2.ニ>CHCH.ナ_<2.ニ>NH.ナ_<2.ニ>,(CH.ナ_<3.ニ>).ナ_<3.ニ>CNH.ナ_<2.ニ> (1a) →(CH.ナ_<3.ニ>).ナ_<2.ニ>CHCH.ナ_<2.ニ>・(CH.ナ_<3.ニ>).ナ_<3.ニ>C・+NH.ナ_<2.ニ> (1b)における挿入反応(1a)の生成物アミン(1級と3級)ならびに引抜き反応(1b)による生成ラジカル(1級と3級)の定量を行い,分岐比を求めたところ,反応(1a)は0.69(1級0.56,3級0.13),反応(1b)は0.24(1級0.10,3級0.14)であった.残りの0.07はNH(^3Σ^-)への失活によるのと思われる. 1個のCーH結合あたりの反応性を見ると,3級/1級の結合選択比は, (1a)では2.1にすぎないが,(1b)では12.5にも及ぶ.プロパンの場合の2級/1級選択比1.5および7.5と合わせて考えると,(1a)は本質的に衝突律速反応であること,(1b)は低エネルギー障害の活性化律速であることが結論できる,エタンの反応についるエネルギー障壁をab initio分子軌道計算したところ,△E^≠=4.5kcal/molであった.2.ジラジカルCH.ナ_<2.ニ>CH.ナ_<2.ニ>NHの単分子反応経路(理論)エチレンにNHが付加して生成する1,3ージラジカルCH.ナ_<2.ニ>CH.ナ_<2.ニ>NHは,異性化と結合切断を経て,最終的にはHCNとCH.ナ_<3.ニ>CN(ほぼ1:1)にいたる.生成物の直接前駆体としてのCH.ナ_<3.ニ>CH=N・の生成行程を多数に想定して,まずSCF計算によってそれらの経路を追跡し,次いで,エネルギー変化と障壁高さとを大規模CI計算によって求め,反応の全貌を解明することを完了した.最も有利なのは,1重項ジラジカルの1,2ーH移動(△E^≠7.1kcal/mol)を含む経路CH.ナ_<2.ニ>CH.ナ_<2.ニ>NH(^1FF)→CH.ナ_<3.ニ>CH=NH〓CH.ナ_<3.ニ>CH=N・(2)であると結論できる.NH(^3Σ^-)がNOと反応すると、まず付加体HNーNOを生成するが、2重項曲面のconical crossingにより、付加体はNH(^1Σ)の場合と同様にX^^^2A′状態にあると予想される。HNーNO(^2A′)はつづいて単分子分解する。
慢性痛の自己治療への準備性に対する動機づけ面接の効果と作用機序に関する研究

平成30年度の目的は,慢性痛の自己管理への準備性を測定するPSOCQおよびMPRCQ2の日本語版開発の成果報告,準備性の理論モデルの検討,運動療法と認知行動療法による集学的介入プログラムの改良であった。PSOCQ日本語版の開発では,201例の慢性痛患者から得た質問票データを解析して論文を執筆し,PAIN Reportsより採択を得た。結果は,原版と同様の4因子構造(前熟慮・熟慮・活動・維持)を示し,内的一貫性・再検査信頼性ともに基準を満たす値が得られた。他の尺度との相関では4つの下位尺度で概ね仮説に一致した結果が得られ,PSOCQ日本語版の構成概念妥当性が支持された。MPRCQ2日本語版の開発では,174例の慢性痛患者から得た質問票データを解析して論文を執筆し,Pain Practiceより採択を得た。結果は,原版と同様の2因子構造(積極的対処・粘り)を示した。尺度総得点を除いて良好な内的一貫性を示したが,十分な再検査信頼性を示す下位尺度は6割に留まった。他の尺度との相関は概ね仮説と一致し,MPRCQ2日本語版の構成概念妥当性が支持された。準備性の理論モデルの検討はMPRCQ2日本語版開発で得たデータの二次解析として実施する予定であったが,上記2つの質問票の投稿過程にて,査読者よりこれらは本来,痛みの自己管理を促す治療を受けている者から得たデータを検討対象にすべきだという指摘を受けた。今後こうしたデータを取得する体制の構築を進めていく予定である。集学的介入プログラムの改良では,8名の慢性痛患者の診療録を後方視的に検討し,実行可能性を調べた。実施前後と1か月後フォローアップ時点での健康関連QoLは良好な経過を示し,脱落率は12.5%であった。本結果をもとにプログラムの内容について改訂を加えた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は慢性痛のセルフ・マネジメントへの準備性について尺度開発,理論モデルの構築,介入研究を通じて,そのあり方を解明することである。平成28年度は慢性痛のセルフ・マネジメントへの準備性を測定する質問票であるPSOCQおよびMPRCQ2の日本語版を作成し,その信頼性と妥当性を検証することであった。PSOCQは患者の痛みのセルフ・マネジメントへの準備性を,行動変容の段階理論に基づいて測定する質問票である。オリジナル版では,前熟慮・熟慮・行動・維持の4因子が抽出されている。受入研究機関を含む5つの医療機関において,3か月以上痛みを有する外来患者を対象に質問票によるデータ収集を実施した。目標症例数210例に対し183例のデータ取得を終えた。平成29年6月末にデータ収集を完了し,解析に着手予定である。PSOCQの開発により,本邦の慢性痛患者における痛みのセルフ・マネジメントへの準備性を測定するツールが初めて使用可能になる。またPSOCQが行動変容の段階理論に基づいているという特性から,本邦の慢性痛患者を痛みのセルフ・マネジメントの観点から分類し,痛みの程度や生活の支障度といったアウトカムに差異が見られるかも検討可能になる。MPRCQ2は痛みのセルフ・マネジメントへの準備性を,段階理論ではなくスペクトラムとして捉え折々に増減するものという考えに立脚した尺度である。すでに日本語訳と原著者による逆翻訳版の確認を終えており,58名程度の慢性痛患者にMPRCQ2への回答を求めて各項目が理解可能かを確認する認知的インタビューを実施した後,平成29年10月より本調査を開始する予定である。MPRCQ2の開発により,運動やリラクセイション等の痛みに対する特定の認知行動的対処にフォーカスして,準備性の理論モデルの構築や,介入による変化の検討が可能になる。平成28年度は当初計画では2つの質問票の信頼性・妥当性検証を行う予定であったが,データ収集機関の選定や受入研究機関における倫理審査の進捗で遅れを生じ,PSOCQのデータ収集のみ実施した。平成29年度は,慢性痛のセルフ・マネジメントへの準備性を測定する質問票であるPain Stage of Change Questionnaire (以下PSOCQ)およびMultiple Pain Readiness to Change Questionnaire 2 (以下MPRCQ2)の日本語版の作成,および準備性の理論モデルの構築であった。平成29年度は3か月以上痛みを有する外来患者を対象にPSOCQを含む質問票を配布し201例からデータを取得した。解析により原版同様の前熟慮・熟慮・活動・維持の4因子構造を確認した。内的一貫性は良好な値を示したが,再検査信頼性についてはと中程度の値を示した。他の痛み関連尺度との相関については,前熟慮尺度は負の痛み関連アウトカムおよび不適応的対処行動と弱から中程度の正の相関を示した。活動尺度と維持尺度は自己効力感および適応的対処行動と弱から中程度の正の相関を示した。熟慮尺度は生活障害度および適応的・不適応的対処行動と弱い正の相関を示した。本研究は平成29年10月に第7回アジア痛みシンポジウムにて報告した。現在英文誌への投稿に向けて執筆中である。MPRCQ2日本語版の開発においても174例からデータを取得した。

平成30年11月の第17回国際疼痛学会にて中間解析結果を報告予定である。平成30年後期に査読付英文誌への投稿を予定している。準備性の理論モデルの検討はMPRCQ2日本語版の開発で収集したデータの二次解析として実施する。痛みを説明変数,生活障害度を目的変数,自己効力感および痛みへの恐怖を媒介変数,準備性を各変数間の関係に寄与する調整変数とする仮説をたて,調整媒介分析を実施する。平成29年度は介入研究の開始を計画していたが,プログラム開発の進捗や受入研究機関における患者リクルートで遅れが生じたため,PSOCQおよびMPRCQ2のデータ収集と理論モデル構築のデータ収集を実施した。平成30年度の目的は,慢性痛の自己管理への準備性を測定するPSOCQおよびMPRCQ2の日本語版開発の成果報告,準備性の理論モデルの検討,運動療法と認知行動療法による集学的介入プログラムの改良であった。PSOCQ日本語版の開発では,201例の慢性痛患者から得た質問票データを解析して論文を執筆し,PAIN Reportsより採択を得た。結果は,原版と同様の4因子構造(前熟慮・熟慮・活動・維持)を示し,内的一貫性・再検査信頼性ともに基準を満たす値が得られた。他の尺度との相関では4つの下位尺度で概ね仮説に一致した結果が得られ,PSOCQ日本語版の構成概念妥当性が支持された。MPRCQ2日本語版の開発では,174例の慢性痛患者から得た質問票データを解析して論文を執筆し,Pain Practiceより採択を得た。結果は,原版と同様の2因子構造(積極的対処・粘り)を示した。尺度総得点を除いて良好な内的一貫性を示したが,十分な再検査信頼性を示す下位尺度は6割に留まった。他の尺度との相関は概ね仮説と一致し,MPRCQ2日本語版の構成概念妥当性が支持された。準備性の理論モデルの検討はMPRCQ2日本語版開発で得たデータの二次解析として実施する予定であったが,上記2つの質問票の投稿過程にて,査読者よりこれらは本来,痛みの自己管理を促す治療を受けている者から得たデータを検討対象にすべきだという指摘を受けた。今後こうしたデータを取得する体制の構築を進めていく予定である。集学的介入プログラムの改良では,8名の慢性痛患者の診療録を後方視的に検討し,実行可能性を調べた。実施前後と1か月後フォローアップ時点での健康関連QoLは良好な経過を示し,脱落率は12.5%であった。本結果をもとにプログラムの内容について改訂を加えた。平成29年度はMPRCQ2の信頼性・妥当性の検証のためにデータ収集を行う。平成28年度のたPSOCQ取得時のデータおよびMPRCQ2取得時のデータについて二次解析も計画している。理論モデルの構築のための横断研究にMPRCQ2が必要なため,平成30年度に実施が遅れる予定である。平成30年度に米国University of Washingtonへ渡航予定のため,慢性痛に対する集学的介入の研究デザインとマニュアルのリファインを渡航先において継続する。平成30年度はPSOCQおよびMPRCQ2日本語版および理論モデルの構築の3つについて論文化を行う。平成30年度は米国University of Washingtonへ海外渡航するため,渡航先にて引き続き慢性痛に対する集学的介入のマニュアルの改訂作業を行う。
生体防御系遺伝子に基づくウグイ属魚類の種分化に関する研究

本研究の目的は、生体防御という進化的に重要な機能を持ち、著しく多様なMHC遺伝子の検出法を確立し、コイ科ウグイ属の進化にともなう同遺伝子の多様化について考察し、進化の研究における指標としての有効性を確認することにある。山形県産ウグイを用いて、DNAからMHCクラスI遺伝子をPCR増幅、クローニングする方法を検討した。得られたクローンの塩基配列をアミノ酸配列に翻訳し、遺伝子デニタベースのコイやゼブラフィッシュの配列と比較した結果、ウグイMHCクラスIα3と同定された。しかし、複数個体のクローン配列を比較した結果、クラスIα3と確認できないものもあり、発現していない偽遺伝子などを検出した可能性があった。このように、DNAから検出する方法には問題があり、研究が進んでいない魚類ではクラスIを同定することが難しいと考えられたので、以後は発現しているMHCクラスIIのみを検討した。ウグイmRNAを精製してcDNAを合成し、MHCクラスII遺伝子をPCR増幅、クローニングする方法を確立した。各クローンの塩基配列をアミノ酸配列に翻訳し、コイやゼブラフィッシュと比較した結果、ウグイMHCクラスIIBと同定された。さらに、近隣結合法で系統解析を行った結果、ウグイMHCクラスIIBは著しく多様で、少なくとも4遺伝子座に支配され、それぞれに複数の対立遺伝子が推定された。系統樹上でウグイMHCクラスIIBのいくつかはコイやゼブラフィッシュの複数の分子と共通なクラスターを形成したが、ウグイMHCクラスIIBだけからなる独自のクラスターも存在した。すなわち、MHCクラスIIB遺伝子ではコイ科各種が系統進化する前から何度か遺伝子重複が起こり、さらに進化時間の経過とともに多様化してきたことが示唆された。このように多様なMHCクラスIIB遺伝子は、今後ウグイ属や他の魚類集団の進化の研究に有効利用できると考えられる。本研究の目的は、生体防御という進化的に重要な機能を持ち、著しく多様なMHC遺伝子を新しい指標として、コイ科ウグイ属魚類の種分化の実態を総合的に考察し、進化の研究におけるMHC遺伝子の有効性を実証することにある。平成11年度は山形県酒田市の酒田港で採集した降海型ウグイを材料として、MHCクラスI遺伝子のPCR増幅法、PCR断片のクローニング法、各クローンの多型分析法を検討した。遺伝子データベースに登録されているコイ科ゼブラフィッシュや他の脊椎動物のMHCクラスI遺伝子の配列を参考にミックスプライマーを多数作成し、精製したウグイDNAとともにPCR反応を行い、各プライマーの好適な増幅条件を検討した。様々なプライマーの組み合わせのうち、クラスI遺伝子α3ドメイン部位を増幅するためのプライマーによって約350bpのDNA断片を増幅できた。この断片の塩基配列を決定し、ゼブラフィッシュ等とともに比較した結果、確かにα3ドメインと類似性が高く、ウグイのMHCクラスI遺伝子α3ドメイン配列と同定された。しかし同時に、判読不能配列が所々に存在し、多型的な重複遺伝子を検出していたことが判明した。そこで、重複遺伝子の各ハプロタイプを検出するために、pBluescriptをベクターとするクローニング系を検討し、確立した。得られた各クローンを用いて、SSCP(Single-strand conformation polymorphism)法とCFLP(Cleavase fragment length polymorphism)法によって予備的な多型解析を行った結果、SSCP法では再現性のあるバンドパターンが観察され、各個体由来の各クローン間で多様な変異が観察された。今後はウグイ属の種間、各種の地方集団間、ウグイの同一水系内の降海型と河川残留型間で同遺伝子の塩基配列を比較解析する予定である。

本研究の目的は、生体防御という進化的に重要な機能を持ち、著しく多様なMHC遺伝子の検出法を確立し、コイ科ウグイ属の進化にともなう同遺伝子の多様化について考察し、進化の研究における指標としての有効性を確認することにある。山形県産ウグイを用いて、DNAからMHCクラスI遺伝子をPCR増幅、クローニングする方法を検討した。得られたクローンの塩基配列をアミノ酸配列に翻訳し、遺伝子データベースのコイやゼブラフィッシュの配列と比較した結果、ウグイMHCクラスIα3と同定された。しかし、複数個体のクローン配列を比較した結果、クラスIα3と確認できないものもあり、発現していない偽遺伝子などを検出した可能性があった。このように、DNAから検出する方法には問題があり、研究が進んでいない魚類ではクラスIを同定することが難しいと考えられたので、以後は発現しているMHCクラスIIのみを検討した。ウグイmRNAを精製してcDNAを合成し、MHCクラスII遺伝子をPCR増幅、クローニングする方法を確立した。各クローンの塩基配列をアミノ酸配列に翻訳し、コイやゼブラフィッシュと比較した結果、ウグイMHCクラスIIBと同定された。さらに、近隣結合法で系統解析を行った結果、ウグイMHCクラスIIBは著しく多様で、少なくとも4遺伝子座に支配され、それぞれに複数の対立遺伝子が推定された。系統樹上でウグイMHCクラスIIBのいくつかはコイやゼブラフィッシュの複数の分子と共通なクラスターを形成したが、ウグイMHCクラスIIBだけからなる独自のクラスターも存在した。すなわち、MHCクラスIIB遺伝子ではコイ科各種が系統進化する前から何度か遺伝子重複が起こり、さらに進化時間の経過とともに多様化してきたことが示唆された。このように多様なMHCクラスIIB遺伝子は、今後ウグイ属や他の魚類集団の進化の研究に有効利用できると考えられる。
二次非線形光学顕微鏡(SHGM)の開発に関する研究

当該研究は,強い赤外線レーザーを物質に当てて発生する二次非線形光(SHG)を用いて,物質の構造を研究する新しい機器,二次非線形光学顕微鏡(SHGM)を開発することを目標にしてきた。具体的にはパルスYAGレーザー(波長1064nmの赤外線)を光源にして,対象物から発生する波長532nmのSHG可視光で構造を観察する。SHGは,中心対称のある物体からは発生しないので,観察の対象は,液体あるいは固体の表面に存在する,厚さ数ナノメートル以下の分子超薄膜の構造である。入射角度を固体あるいは液体のブルースター角に調整することにより,光源の強いパルスレーザーはすべて表面を通り抜け反射しないため,弱いSHGを感度よく検出できた。そのため,光源のパルスレーザーの発光部および顕微鏡は角度の微調整のできるゴニオメーターにとりつけるとともに,顕微鏡には高感度CCDカメラをそなえた。また検出光路には検光子をそなえ,その角度の回転調整できるようにした。なお,可視光によるブルースター角顕微鏡を同時に使えるようにするため,光源の出力部に移動可能なミラーをそかえ,このミラーの切り替えによって赤外線レーザー光を非線形光学素子結晶にもどし、これにより発生した532nmの可視光を用いて,対象物の同じ部分を可視光ブルースター角顕微鏡(BAM)で観察できる機能をそなえた。また将来的には,垂直方向から観察できる高倍率顕微鏡と高感度CCDカメラをもう一つ用意し,蛍光顕微鏡としても単分子膜を同時に観察できるように拡張して,分子膜の構造研究の多目的顕微鏡に発展させる予定である。この研究は、固体または液体の表面を1064nmの波長のYAGレーザーの光で照射し、このとき発生する二次非線形光(532nmの可視部の光)で、固体または液体の表面の構造を眼で見えるようにする顕微鏡(SHGM)を開発することを目的としている。ただし、表面からの強い反射光を避けるために、入射角を固体または液体のブルースター角にあわせ、しかも完全なP偏光にする必要があり、YAGレーザー(HOYA、Continuum,Minilite II-10)は垂直面内で角度を変更できるゴニオメーターに取り付けた。このゴニオメーターの反対の腕にはズームできる、作動距離の長い顕微鏡(キーエンス、VQ-Z50)をとりつけ、像の検出には弱い二次非線形光を検出できる超高感度CCDカラーカメラ(FLOVEL,HCC-600)をとりつけた。入射角および反射角はゴニオメーターの角度を変えるシンクロナスモーターによって、垂直から45-75度の範囲で可変できる。この装置を水面の単分子膜に適用するための、この装置に組み合わせるコンピュータ制御のLangmuir水槽装置はまだ完成していない。SHGM本体はほとんど出来上がっているが、本体の性能試験もまだおこなっていない。この研究は2年間の継続であり、新しい年度に入ったら早速SHGM本体の性能試験に取り掛かれるよう、研究を進めている。具体的にはパルスYAGレーザー(波長1064nmの赤外線)を光源にして,対象物から発生する波長532nmのSHG可視光で観察する。SHGは,中心対象のある物体からは発生しないので,観察の対象は,液体あるいは固体の表面に存在する,厚さ数ナノメートル以下の分子超薄膜の構造である。また検出光路には検光子をそなえ,角度の回転調整できるようにした。

なお,可視光によるブルースター角顕微鏡を同時に使えるようにするため,光源の出力部に移動可能なミラーをそなえ,このミラーの切り替えによって赤外線レーザー光を非線形光学素子結晶にもどし,これにより発生した可視光を用いて,対象物の同じ部分を可視光ブルースター角顕微鏡(BAM)で観察できる機能をそなえた。また将来的には,垂直方向から観察できる高倍率顕微鏡と高感度CCDカメラをもう一つ用意し,蛍光顕微鏡としても同時に観察できるように拡張して,分子膜の構造研究の多目的顕微鏡に発展させる予定である。
微生物再増殖を促進する浄水中同化可能有機炭素成分の解明と質的量的制御に関する研究

安全性,快適性の観点から残留塩素濃度を最小化した水道システムを想定し,微生物学的な安定性維持には約11μgC/L未満の同化可能有機炭素(AOC)レベルが要求されることを示した。また,各処理によるAOC除去能は,生物活性炭処理とナノろ過処理では水温による生物活性・流入水濃度の変動に,陰イオン交換処理ではAOC構成成分の変動に大きく影響されることがわかった。いずれの処理も単独では上記要求レベルを満たせず,プロセス再構築が必要と考えられる。本研究では,残留塩素濃度を低減した水供給システムの構築に欠かせない「微生物再増殖を促進しない水質の確保」を目的として,原水および浄水中のAOC構成成分を把握するとともに,残留塩素濃度を最小化した水道システムにおける微生物再増殖抑止に要求されるAOC濃度を明らかにする。平成21年度は,まず淀川表流水を原水とする高度浄水処理施設で採水調査を実施してAOCを測定するとともに,HPLCにより遊離アミノ酸・結合アミノ酸の定量を試みた。その結果,夏季には遊離アミノ酸は概ね検出限界以下となり結合アミノ酸としてのみ残存したが,冬季には浄水中においても遊離アミノ酸・結合アミノ酸ともに数10μgC/Lオーダーで残存することが明らかとなった。また,結合アミノ酸は高度浄水処理により良好に除去されるのに対して,遊離アミノ酸は処理によりむしろ増大することが示された。これらのアミノ酸を水道水に添加して微生物再増殖速度および最大増殖量を調べたところ,上記調査においても存在量が多いことが判明したグルタミン/グルタミン酸,アスパラギン酸について,再増殖速度を顕著に増大させる効果が確認された。また,水道水中に残存するAOCを低減した試料水の調製方法について,1)生物活性炭への連続通水,2)回分培養による生物処理の2方式により検討を加えた。その結果,運転開始2ヶ月を経過した頃からAOC除去が確認されたものの,検討した生物活性炭の運転条件(接触時間>20分)では安定かつ十分な除去効果を得ることができないことがわかった。この理由として,直接的にはAOCとしては計測されないものの微生物による加水分解作用によりAOCへと変換される前駆物質群の存在が強く示唆されたため,回分培養ではこれらの前駆物質群をあらかじめアルカリ加熱分解処理により低分子化した後に微生物培養を行い,AOC低減に高い効果を発揮することを示した。平成22年度は,AOC濃度の異なる給水栓水を用いて,残留塩素濃度を3段階でコントロールした回分培養試験を行い,残留塩素濃度およびAOC濃度が20°Cにおける微生物再増殖に及ぼす影響を調べた。その結果,残留塩素濃度を0.05mg/Lに最小化した場合に微生物学的安定性を維持するためには,約11μgC/L未満にAOCを制御する必要があることを示した。そこで,浄水処理過程におけるAOC除去能強化を目的として,ナノろ過膜処理(実験プラント)および陰イオン交換樹脂としてMIEX[○!R](オリカ社)を使用した場合のイオン交換処理(ビーカー試験)によるAOC除去特性を調べた。ナノろ過処理によるTOC除去率は90%以上と安定して高い効果を発揮したが,AOC除去率は平均55%程度でかつその除去率は大きく変動した。その結果,夏季には上記目標に近いAOCレベルを達成可能であった一方で,流入水AOC濃度が上昇する冬季には処理水AOC濃度が大幅に増大した。成分別にその除去性を比較したところ,AOC_<P17>成分(糖類,アミノ酸等)の濃度変動が処理水の濃度変動に大きく寄与することがわかった。同様に,陰イオン交換処理によるTOC除去率は5060%と比較的高かった一方で,AOC除去率は最大34%に留まった。反応pHがAOC除去に与える影響を検討したところ,AOC_<P17>成分(糖類,アミノ酸等)の除去率はpH5で向上した。一方,カルボン酸を中心として構成されているAOC_<NOX>成分の除去はpH6付近で向上したものの,pH5ではむしろ低下することがわかった。