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朝鮮王朝の対清外交－前近代東アジア国際関係再考

丙子胡乱の研究にはこれまで記述に偏りのある羅万甲『丙子録』が専ら利用されてきたが、申請者は改めて関連史料を精査し、石之〓(王+行)『南漢日記』、鄭之虎「南漢日記」などを用い、また清側の満文史料の訳注である河内良弘『内国史院満文档案訳注崇徳二・三年分』を参照して丙子胡乱時の朝清間の外交交渉過程を復元した。その上で、丙子胡乱に際して清から朝鮮に降服条件として示された「詔諭」を十ヶ条の条文に分けて把握し、後の清の北京遷都までの朝清関係にどのような影響をおよぼしたのかについても考察した。この作業は丙子胡乱後から清朝の入関(1644)までの時期における朝清関係の再検討の端緒となるものであり、従来の研究では等閑に付されていた条文の意味を明らかにし、今後の朝清関係史研究の展望を示すことができた。16271636年における朝鮮・後金間の外交関係の性格について複数の視点から分析し、おおよその傾向を捉えることができた。魏廷喆『瀋陽往還日記』をはじめとする朝鮮から後金へ派遣された使節の報告書の分析も終了し、当時の両国関係において最も基本的な事項である使者往来の全容を明らかにする準備を整えることができた。ただ文献史料の検討を集中的に行ったため、現地調査を十分に行うことができなかった。この点については次年度以降の課題としたい。今後は朝鮮・後金間の使者往来状況についてより正確な史実の確定に努めた上で、成果を順次公開していく。また、丙子胡乱における朝清交渉についてもさらに研究を進める。丙子胡乱以後の朝清関係については、先行研究にも若干の蓄積があるが、本研究で得られた知見を下にそれらの研究の読み直しを行うとともに、必要に応じてさらなる史料研究を進めていく。これらの作業を通じて、丙子胡乱の外交史的意義を解明していくこととする。28年度が最終年度であるため、記入しない。朝鮮・後金間の使者往来の実態について順次検討を行っていく。あわせて、これまで知られていなかった朝鮮から後金へ派遣された使節の報告書の内容を紹介することで、1636年の清による朝鮮侵略(丙子の乱)に至るまでの両国関係を、新事実に基づいて検討を加え、新たな理解の枠組みを提示したい。また丙子の乱についても関連史料の分析や現地調査を行い、朝清関係の成立過程を実態に即して明らかにしていく。
垂直励振を受ける構造物と液体容器内スロッシングの非線形連成振動に関する研究

本研究では,特に液体容器の制振性能に注目し,部分的に水で満たされた長方形容器,あるいは円筒容器をもつ構造物を扱い,垂直方向に正弦的な外力を受ける構造物と水面のスロッシングとの連成系について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.(1)長方形容器内の液面挙動と構造物の連成振動の挙動は,円筒容器を用いた場合と類似している.(2)理論解析では線形係数励振系の不安定領域の発生位置について調べた結果,液面挙動に対する運動方程式中の係数励振項の係数は一定ではなく,主振動系の共振点付近で大きな値となるため,一般の一定係数の係数励振系に加え,新たに不安定領域が発生し得る.(3)実験では,スロッシングが励起される範囲は線形解析によって求められる不安定領域とほぼ一致する結果が得られたが,流体力の非線形性に起因して液面変位は有限振幅となり、その共振曲線は軟化ばねタイプとなる.(4)実験では,同調条件,すなわち構造物の固有振動数と液面スロッシングの固有振動数との関係に依存して,構造物の変位にスロッシングに影響される場合と影響されない場合がある.(5)上記(4)では,液面変位が外力の1/2倍の振動数で振動する場合には構造物と液面スロッチングは比較的顕著に連成するが,一方,液面が外力と同じ振動数で振動する場合には構造物と液面スロッシングの連成は弱い.(6)水深に依存して,構造物および液面の共振曲線の形状に変化が現れる.今後は,構造物とスロッシングの非線形連成振動を解析し,既に得た実験結果と一致する理論結果を求めることにより,連成系の特徴を把握するとともに,液体ダンパーとしての最適な容器寸法,形状を検討する予定である.本研究では,特に液体容器の制振性能に注目し,部分的に水で満たされた長方形容器,あるいは円筒容器をもつ構造物を扱い,垂直方向に正弦的な外力を受ける構造物と水面のスロッシングとの連成系について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.(1)長方形容器内の液面挙動と構造物の連成振動の挙動は,円筒容器を用いた場合と類似している.(2)理論解析では線形係数励振系の不安定領域の発生位置について調べた結果,液面挙動に対する運動方程式中の係数励振項の係数は一定ではなく,主振動系の共振点付近で大きな値となるため,一般の一定係数の係数励振系に加え,新たに不安定領域が発生し得る.(3)実験では,スロッシングが励起される範囲は線形解析によって求められる不安定領域とほぼ一致する結果が得られたが,流体力の非線形性に起因して液面変位は有限振幅となり、その共振曲線は軟化ばねタイプとなる.(4)実験では,同調条件,すなわち構造物の固有振動数と液面スロッシングの固有振動数との関係に依存して,構造物の変位にスロッシングに影響される場合と影響されない場合がある.(5)上記(4)では,液面変位が外力の1/2倍の振動数で振動する場合には構造物と液面スロッチングは比較的顕著に連成するが,一方,液面が外力と同じ振動数で振動する場合には構造物と液面スロッシングの連成は弱い.(6)水深に依存して,構造物および液面の共振曲線の形状に変化が現れる.今後は,構造物とスロッシングの非線形連成振動を解析し,既に得た実験結果と一致する理論結果を求めることにより,連成系の特徴を把握するとともに,液体ダンパーとしての最適な容器寸法,形状を検討する予定である.
マウス肉腫細胞における遺伝的不安定性の解析

メチルコラントレンで独立に誘発したマウス肉腫63株について、遺伝的不安定性誘発に関わる因子の解析を行い、以下のことを見いだした。1.c-myc遺伝子増幅を持つ肉腫細胞株では、ミニサテライト配列の不安定性が見られた。これは、c-myc遺伝子増幅が何らかの機構により、相同組換え頻度の上昇と関与していることを示している。2.c-myc遺伝子増幅を持つ肉腫細胞株では、持たないものと比較して優位にK-ras遺伝子の点突然変異が多く見られた。3.c-myc遺伝子増幅の有無の如何に関わらず、マイクロサテライト配列は安定であった。すなわち、c-myc遺伝子の増幅はミスマッチ修復による突然変異誘発機構には影響を持たなかった。4.上記で相関の見られた3つの指標(c-myc遺伝子増幅、ミニサテライト配列不安定性、K-ras遺伝子突然変異)と、p53遺伝子の突然変異の間には相関が見られなかった。これは、p53遺伝子突然変異で誘導される遺伝的不安定性と、上記3者で見た遺伝的不安定性とは、異なる機構であることを意味している。5.K-ras遺伝子およびp53遺伝子の突然変異は、いずれもG→Tがほぼ全体の50%でG→Cは30%であり、メチルコラントレンによる突然変異のスペクトルを反映したものであった。
慢性心不全の骨格筋萎縮治療を見据えた炎症制御機構の解明

平成30年度は、平成29年度と同様Nox4欠損マウスを用い、特にアンジオテンシンII(Ang II)投与モデルにおける詳細な解析を実施した。NF-E2-related factor 2(Nrf2)は転写因子であることから、細胞質よりも核内における機能が重要となってくる。したがって、骨格筋を細胞質分画と核分画に分離し、各々のライセートを用いてWestern blottingによるタンパク発現解析を行った。その結果、Ang II投与マウスの細胞質分画ではNrf2タンパク発現に違いがなかったものの、核分画ではコントロール群に比較し有意な低下が観られた。さらにNox4欠損マウスでは、その低下が有意に抑制された。またNrf2の下流因子であるヘムオキシゲナーゼ1、チオレドキシンレダクターゼ1およびグルタチオンレダクターゼも同様の結果を示した。これらの結果は、Ang IIマウスの骨格筋では、核内でのNrf2による転写調節障害が観察され、またNox4欠損マウスで改善がみられたことから、Nox4によるNrf2の制御が心不全に伴う筋萎縮において中心的な役割を果たしていることが考えられる。雄性C57BL/6Jマウスを用い左冠動脈結紮後4週間飼育し、心不全動物モデルを作成した。4週後、対照群に比較し心不全マウスでは心機能および筋重量の低下を認めた。また骨格筋NADPHoxidase活性およびNox4タンパク発現が有意に亢進した。骨格筋ライセートを用い、ミトコンドリア機能の主要分子(電子伝達系複合体、PGC-1α、TFAM、SIRT1)を評価したところ、それらのタンパク発現は有意に低下した。またタンパク合成の主要分子であるAktリン酸化の有意な低下、タンパク分解の主要分子であるMuRF-1およびAtrogin-1の有意な増加を認めた。また炎症シグナルの中心分子であるArginase 2(ARG2)のタンパク発現も有意に増加した。これらの結果から、Nox4由来酸化ストレスによるARG2亢進が心不全マウスの骨格筋萎縮において中心的な役割を果たす可能性が示唆された。Nox4由来酸化ストレスがARG2を介してタンパク分解を亢進させるかどうか検討するため、マウス由来骨格筋培養細胞であるC2C12筋芽細胞を用い、Nox4 siRNAによるノックダウンによる機能解析を行った。心不全の病態発症・進展にはアンジオテンシンII(Ang II)が中心的な役割果たしていることから、Ang IIを用いた実験を行った。その結果、Ang IIによりNADPH oxidase活性、Nox4、MuRF-1、Atrogin-1、ARG2が有意に増加し、一方Aktリン酸化は有意に低下した。Nox4 siRNAにより、NADPHoxidase活性、Nox4、MuRF-1、Atrogin-1が有意に改善した。一方、ARG2は改善傾向を認めた。これらの結果から、Nox4およびARG2がタンパク分解において中心的な役割を果たしていることが明らかとなった。計画当初通り、初年度はWTマウスおよび培養細胞を用いた基礎的検討を遂行することができた。Nox4欠損マウスに関して、繁殖には若干時間を要しているものの、実験に使用可能な数まで増えてきており、使用可能なマウスを順次介入する。平成29年度は、Nox4欠損マウスを用い、心筋梗塞後心不全モデルマウスおよびアンジオテンシンII(Ang II)投与モデルマウスにおけるNox4の役割を検討した。心筋梗塞後心不全モデルマウスでは、Nox4欠損により、有意ではないものの筋萎縮、ミトコンドリア機能(電子伝達系複合体、PGC-1a、TFAM、SIRT1)、Aktリン酸化、MuRF-1、Atrogin-1、ARG2の改善傾向がみられた。同実験においては、解析に用いるための十分な匹数を用意することができなかったこともあり、傾向にとどまった可能性が考えられる。一方Ang II投与モデルマウスでは、心筋梗塞マウスと同様に筋萎縮が誘発され、その結果に一致しミトコンドリア機能低下、Aktリン酸化低下、MuRF-1、Atrogin-1およびARG2増加がみられた。Nox4欠損マウスでは、ARG2を除いた全ての指標において有意に改善した。この結果から、Nox4はARG2以外の因子を介して筋萎縮を制御している可能性が考えられた。Nox4がどのような因子を介して筋萎縮を制御しているか検討するため下流因子を調べたところ、レドックス制御にかかわる中心分子であるNF-E2-related factor 2(Nrf2)の関与が明らかとなった。つまり、心不全による筋萎縮はNox4を介したNrf2制御が重要な役割を果たしていることが示された。研究実績の一部は国際学術誌へ投稿し、採択された。平成29年度は、繁殖に時間を要したものの、計画当初通りNox4欠損マウスを用いた実験を遂行することができた。

またNrf2の下流因子であるヘムオキシゲナーゼ1、チオレドキシンレダクターゼ1およびグルタチオンレダクターゼも同様の結果を示した。これらの結果は、Ang IIマウスの骨格筋では、核内でのNrf2による転写調節障害が観察され、またNox4欠損マウスで改善がみられたことから、Nox4によるNrf2の制御が心不全に伴う筋萎縮において中心的な役割を果たしていることが考えられる。今後は、繁殖中のNox4欠損マウスを用い、心不全による筋萎縮におけるNox4およびARG2の役割を検討する予定である。今後は、骨格筋特異的Nox4欠損マウスを用いた検討をする予定である。購入を検討していた生化学、分子生物学実験に必要な試薬等の価格が、当初想定していた価格との間に若干の違いがあり、次年度に使用額が生じた。購入予定であった生化学および分子生物学実験試薬等の価格と実際の購入価格に違いが生じたため。生化学試薬等の消耗品に使用予定である。
口腔顎顔面のエックス線画像指標を統合した新規骨粗鬆症スクリーニングシステムの構築

パノラマエックス線写真上の下顎骨皮質骨が正常の患者に比して軽度中等度粗鬆化および高度粗鬆化を有する患者が骨粗鬆症診断を受けるリスクは各々2.5倍および3.8倍であったが、歯槽骨骨梁分類は有用な指標とならなかった。患者が高血圧および腰の曲がりを申告した場合、骨粗鬆症リスクは各々1.5倍および4.2倍になったことから、この情報を組み合わせで骨粗鬆症スクリーニング力は上がることが示唆された。平成27年度はこれまでに形成した横断コホート1021名についての骨粗鬆症診断、骨粗鬆症性骨折およびパノラマエックス線写真上にて確認可能な総頚動脈石灰化所見との関係について検討を行い、総頚動脈石灰化所見により骨粗鬆症診断および骨粗鬆症性骨折の発生を予測できるか否かについて評価を行った。評価においては、logistic回帰分析およびextended ROC解析を用いた。結果、総頚動脈石灰化所見がパノラマエックス線写真で観察される場合、骨粗鬆症と診断される修正オッズ比は1.82(95%信頼区間、1.02-3.24)であり、両者に関連があることが示された。一方、骨粗鬆症性骨折と診断される修正オッズ比は0.77 (95%信頼区間、0.33-1.77)であり、両者に関連がないことが示された。Extended ROC解析では、総頚動脈石灰化所見がパノラマエックス線写真で観察される場合の曲線下面積が骨粗鬆症診断および骨粗鬆症性骨折で各々0.54と0.50であり、総頚動脈石灰化所見により両者の発生が予測できないことが示された。すなわち、総頚動脈石灰化所見は医師による骨粗鬆症診断と関連は有するものの、予測はできないことが判った。骨粗鬆症と血管の連関は以前より報告されているが、パノラマエックス線写真で観察される総頸動脈の石灰化所見と骨粗鬆症について検証した報告はこれまでになかった。本研究では大規模集団においてこの関連を評価することができた。また臨床的所見を加えて骨粗鬆症スクリーニング力を増すために自己申告の腰の曲がりと無症候性椎体骨折の評価もおこなうことができた。パノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標としての総頸動脈石灰化所見の有用性について1021名の歯科受診患者について検証した。その結果、総頸動脈石灰化のある歯科患者においては骨粗鬆症であるリスクは有意に高いことが示された。一方で将来の骨折発生リスクとの明確な関連は得られなかった。これは日本人において椎体骨折が多いにも関わらず、椎体骨折を有する患者の三分の二は症状を有さないために、骨折判定を受けていないことに起因するものと考えられた。このために無症状椎体骨折を評価するために、自己申告の腰の曲がりおよび身長低下が椎体骨折の有用な指標となりうるのかについて、約400名の男女において検証を行った。その結果、自己申告であるにも関わらず、腰の曲がりや身長低下の所見が椎体骨折の数および程度と有意に関連していることが判った。次年度はこの指標を追加して、パノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標が椎体骨折リスクの有用な指標であるか否かについて検証を行う予定である。研究分担者の循環器専門医は、10年間骨折リスク評価指標のFRAXと血管内皮機能との関連について検討を行った。その結果、414名の男女において、今後10年間の骨折リスクは血管構造の劣化および血管内皮機能障害と明確に関連していることを見つけ出した。我々のこれまでの知見からは、パノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標は血管内皮機能障害と関連を有することはすでに判っていることから、次年度はFRAXによる10年間骨折リスクとパノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標との関連について検証する予定である。また歯槽骨吸収度が無症状の糖尿病患者をスクリーニングする有用な指標であることも約300名の歯科受診患者で明らかとなった。糖尿病は骨粗鬆症のリスク因子であり、今後この指標もスクリーニング指標に連結する。当初予定していた総頸動脈石灰化所見と骨粗鬆症との関係、歯槽骨吸収度と骨粗鬆症との関係および血管内皮機能と骨折リスクとの関連は証明された。視覚的な顎骨海綿骨の骨梁構造と骨粗鬆症との関連は見いだせなかったが、パノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標と連結すべき自己申告の腰の曲がり指標という新しい骨粗鬆症スクリーニング指標を発見した。これまでパノラマエックス線写真上の下顎骨下縁皮質骨形態指標の有用性については世界的に見ても約1000名の歯科受診患者集団での検証が最高であったが、本年度は4459名の歯科受診患者について検証を行った。アウトカムは実臨床上で診断された骨粗鬆症とした。多変量解析の結果、正常の皮質骨形態を有する歯科受診患者に比して、軽度中等度の粗鬆化の皮質骨を有する歯科受診患者、重度粗鬆化の皮質骨を有する歯科受診患者が骨粗鬆症と診断される修正オッズ比は各々、2.497(95%

信頼区間、1.649-3.781)、3.828(2.373-6.174)となり、大規模集団におけるパノラマエックス線写真上の下顎骨下縁皮質骨形態指標の有用性が実証された。この検証の中で高血圧の存在により骨粗鬆症と診断される修正オッズ比は1.503(1.112-2.032)となったことから、パノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニングに高血圧の存在の情報が有用であることが示された。スゥエーデンのJonassonらは視覚的歯槽骨骨梁分類により骨粗鬆症スクリーニングが可能であると報告していたことから、250名の閉経後女性における骨粗鬆症スクリーニング能力について視覚的歯槽骨骨梁分類の有用性を検証したが、結果としては、不良な個人間再現性と修正オッズ比を考慮した場合、視覚的歯槽骨の骨梁分類は骨粗鬆症スクリーニングに有効でない可能性が示唆された。パノラマエックス線写真上の下顎骨皮質骨が正常の患者に比して軽度中等度粗鬆化および高度粗鬆化を有する患者が骨粗鬆症診断を受けるリスクは各々2.5倍および3.8倍であったが、歯槽骨骨梁分類は有用な指標とならなかった。患者が高血圧および腰の曲がりを申告した場合、骨粗鬆症リスクは各々1.5倍および4.2倍になったことから、この情報を組み合わせで骨粗鬆症スクリーニング力は上がることが示唆された。今後は今回の知見をもとにして、これまでのパノラマエックス線写真上の下顎骨皮質骨および海面骨指標と総頸動脈の石灰化所見を併せた新しい骨粗鬆症スクリーニングツールの開発を行う。このツールが完成した際には、新しいコホートにおいて、骨粗鬆症スクリーニング力の検証を行い、加えてコンピュータ自動スクリーニング支援システムの開発を行う予定である。これまでの知見は当初予定通りであるが、顎骨海綿骨の骨梁構造の画像解析による新しい指標の発見は中途である。次年度はこれを完成させて(現在完成途上)、これまでに得られた知見を予定通りにパノラマエックス線写真による骨粗鬆症スクリーニング指標と統合して、最終的な骨粗鬆症スクリーニング能力の検証を行う。歯科放射線学平成27年度の結果を考慮して新しい指標の検証を行うが、検証後には自動スクリーニング支援システムの開発に着手するために画像解析ソフトウエアの購入を行う予定である。またアジア放射線国際学会での発表を追加で計画したために、次年度使用額が生じた。次年度に国際学会と国内学会での最終発表および香港大学での研究位置合わせを追加予定したために次年度使用額が発生した。特に画像解析ソフトはMatlabを購入予定であるが、Matlabを起動させるPCも併せて購入の予定としている。4月および11月の香港大学歯学部での研究打ち合わせ、7月の台湾の国際学会(第31回東南アジア国際歯科研究学会)での発表、そして10月の国内学会(第19回日本骨粗鬆症学会)での発表の旅費として使用する。
胎児仮死を伴わない未熟児の胎内脳損傷に関する基礎的研究

本研究は、動物実験により母獣ならびに胎仔にその危険因子を外部より加え、胎内脳損傷モデルを作成を試みるものであるが、ヒトと動物では、胎児脳の発達経過が異なるため、小動物ではヒトと同様の未熟児胎児脳損傷モデルの作製が困難であった。そこで当研究の臨床的意義を高めるためにまず、過去6年間の早期産児103例の神経学的予後と脳病変ならびに胎児心拍モニタリングを後方視的に解析した。それによると従来胎児仮死徴候とされていたdecelerationやlong term variabilityの減少と後障害未熟児の特徴的な病変である脳室周囲白質軟化症(PVL)の発症とは無関係であった。しかしこれまで明確な指摘がなされていないlong term variabilityが増加し、base-lineの同定が困難になる状態が認められ、これを′′flip flap′′と呼びさらに検討を加えた。flip flapは21例にみられ、またPVLを発症した児(19例)の中で10例にこのflip flapがみられたが、いずれも胎児仮死に陥ることなく出生後発症し、本研究の目的である仮死を伴わない未熟児の脳損傷との関係が示唆された。
酵母プリオンをモデルとしたプリオン伝搬機構の解明

狂牛病などで知られるプリオンでは蛋白質の構造変換が自己触媒的に増殖しながら伝搬していく。蛋白質が増殖していくという従来の蛋白質科学の常識ではあり得ない現象がどのようなメカニズムで引き起こされるかを解明することは急務である。本研究では、安全な出芽酵母のプリオン現象をモデルにしてプリオンの伝搬がどのような分子機構で成し遂げられるのかを明らかにすることを目的とする。昨年度までに、試験管内で酵母プリオンタンパク質Sup35の線維成長を全反射蛍光顕微鏡で観察する系を構築(in vitro)、また、細胞内でSup35とGFPの融合タンパク質の動態解析(in vivo)を行った。そこで、最終年度の19年度は、上記の研究を発展させ、研究を総括した。in vitro:前年度までの実験系を拡張することで、酵母プリオンSup35線維の末端にモノマーのSup35が1分子、1分子が付加していくようすを全反射顕微鏡で観察し、その速度論の解析を行った。その解析の結果、Sup35線維の末端において、モノマーSup35が結合したあと、次のモノマーが結合するまでに構造変化が起こることが間接的に示された。これはプリオンに特徴的な構造変換のようすを分子レベルで捉えたとも言える結果である。in vivo:細胞内でのプリオンの実体がオリゴマーレベルの凝集体にあることを昨年度までに明らかにしたので、さらにこのプリオンのオリゴマーの動態を量子ドット技術の応用により詳細に調べた。また、プリオンのオリゴマーが増殖・伝搬するための必須のタンパク質であるHsp104シャペロンがどのように関与するのか、についてSup35GFPの動態を観察することで詳細に解析した。タンパク質性の感染因子であるプリオンは、スクレイビーや狂牛病など哺乳類の神経変性疾患が発端となって研究が進んできた。しかし、出芽酵母にもプリオン的にふるまうタンパク質が多数あることがわかってきたため、現在ではプリオンの概念はかなり普遍的なものとなっている。プリオンが増殖していく際には、異常型タンパク質(プリオン)が自己触媒的に正常型を異常型に転換し、結果として、規則的に重合した分子間βシートからなるアミロイド様の線維を形成する。また、プリオンが伝搬(感染)していくためには、その線維状タンパク質がどこかで分断して増殖する必要がある。これらの過程において、プリオン線維がどのようにできていくのか、またプリオンの伝搬がどのように起こるのか、ということに関して分子機構は不明である。そのような状況の下、申請者は、出芽酵母のプリオン現象をモデルにしてプリオン線維の成長を一本一本観察する実験系を構築している。そこで本申請研究では、これまでは「1線維」のレベルだった研究を二つのちがったベクトル、「1分子」および「1細胞」レベルに発展させることを目的とする。本年度は、本研究資金によって雇用した博士研究員のおかげで、「1分子」レベルでの研究が大きく進展した。具体的には、スライドガラス表面に固定した酵母プリオンタンパク質を起点として、全反射蛍光顕微鏡により、プリオンの線維成長を実時間で解析できるようになった。この観察を多数行い、統計的に処理した。さらに、線維の密度も1分子レベルでの観察により、初めて見積もることができた。これらの結果を合わせてモデルを構築して考察した結果、プリオン線維の成長過程についてこれまでに知られていないステップを見いだすことができた。プリオンは蛋白質性の感染因子である。プリオンの概念は、羊のスクレイピー(クロイツフェルトヤコブ病、狂牛病なども含む)の感染機構を説明するためにPrusinerが提唱した概念に端を発する。が、近年では酵母にもプリオン的な挙動をする蛋白質が複数あることがわかってきており、プリオンの概念はかなり普遍的なものとなってきた。プリオンの本質は、何らかの原因で生じた異常型蛋白質(プリオン)が自己触媒的に正常型を異常型に転換する点にある。

その異常型プリオンは規則的に重合してアミロイド様の線維となることが知られている。また、プリオンが伝搬(感染)していくためには、その線維状蛋白質がどこかで分断して増殖する必要がある。しかし、プリオン線維がどのようにできていくのか、またプリオンの伝搬がどのように起こるのか、ということに関して分子レベルでの説明はなされていないのが現状である。そのような状況の下、申請者は、安全な出芽酵母のプリオン現象をモデルにしてプリオン線維の成長を一本一本観察する実験系を構築している。そこで本申請研究では、これまでは「1線維」のレベルだった研究を二つのちがったベクトル、「1分子」および「1細胞」レベルに発展させることを目的とする。17年度には、生きたままの酵母内での巨大なプリオン凝集体(Sup35-GFP)の挙動を追跡し、その結果、プリオン凝集体は細胞の成長に伴って脱凝集してオリゴマーとして細胞質に拡散する、つまり、巨大なプリオン凝集はダイナミックな性質を持つことを明らかにした。そこで18年度はこの結果を踏まえて、細胞内にて拡散しているオリゴマーの動態を蛍光相関分光法や半変性アガロースゲル電気泳動法などにより詳細に解析した。プリオンは蛋白質性の感染因子である。プリオンの概念は,羊のスクレイピー(クロイツフェルトヤコブ病,狂牛病なども含む)の感染機構を説明するためにPrusinerが提唱した概念に端を発する。が,近年では酵母にもプリオン的な挙動をする蛋白質が複数あることがわかってきており,プリオンの概念はかなり普遍的なものとなってきた。プリオンの本質は,何らかの原因で生じた異常型蛋白質(プリオン)が自己触媒的に正常型を異常型に転換する点にある。また,プリオンが伝搬(感染)していくためには,その線維状蛋白質がどこかで分断して増殖する必要がある。しかし,プリオン線維がどのようにできていくのか,またプリオンの伝搬がどのように起こるのか,ということに関して分子レベルでの説明はなされていないのが現状である。そのような状況の下,申請者は,安全な出芽酵母のプリオン現象をモデルにしてプリオン線維の成長を一本一本観察する実験系を構築している。そこで本申請研究では,これまでは「1線維」のレベルだった研究を二つのちがったベクトル,「1分子」および「1細胞」レベルに発展させることを目的とする。19年度は,酵母プリオンの伝播に必須のシャペロンHsp104がプリオンの動態にどのような影響を与えているのかを分子レベルで詳細に解析し,プリオンのオリゴマーのサイズと伝播に相関があることを見出した。
形質細胞様樹状細胞特異的IL-4依存性IFN-γ産生機構の解明

喘息をはじめとするアレルギー性疾患の惹起にはTh2細胞の選択的活性化が深く関与している。Th2細胞の分化は、サイトカイン環境により制御され、Th2細胞により産生されるIL-4はTh2細胞の更なる分化を誘導する。このようなpositive-feedback機構は、Th2細胞の確固たる分化に非常に重要であるが、一方で、生体内には過度のTh2細胞分化を防ぐための抑制機構が内在していることが明らかになってきた。今年、本研究者らは、T細胞に対してIL-4の産生を誘導するIL-4が、形質細胞様樹状細胞(plasmacytoid DC : PDC)に対してはIFN-γの産生を誘導することを見出した。すなわち、PDCにはIL-4産生→IL-4産生の悪循環を断ち切る分子機構が内在していることが示唆される。そこで本研究では、PDCにおいてIL-4刺激からIFN-γ産生に至る分子機構を解明することを目的とした。その結果、1)IL-4によるIFN-γ産生は、PDCに特異的であり、他のDC亜分画では認められないこと、2)IL-4にによるサイトカイン産生誘導は、IFN-γに特異的であり、IL-12やIFN-αの産生は誘導しないこと、3)IL-4によるPDCからのIFN-γ産生誘導は、in vivoにおいても認められること、4)IL-4によるPDCからIFN-γ産生誘導は、Stat6依存的であること、5)IL-4は、Stst6依存的にPDCにStat4の発現を誘導すること、6)Stat4を発現したPDCのみが、IFN-γを産生すること、7)IL-4によるPCDからのIFN-γ産生誘導はIL-12、IL-18、およびType1 IFN非依存的であること、8)PDCはTh2細胞分化に対して抑制性に機能していることを明らかにし、アレルギー性疾患治療へ向けた新たなる可能性を示すことが出来た。気管支喘息をはじめとする慢性アレルギー性炎症の惹起にはTh2細胞の産生するサイトカインが深く関与している。なかでもIL-4は、Stat6の活性化を介してTh2細胞のさらなる分化増殖を誘導するため、IL-4産生→Stat6活性化→IL-4産生の悪循環の阻止がアレルギー性疾患の治療法として有望視されている。一方近年、本研究者らは、T細胞に対してはIL-4産生を誘導するIL-4が、形質細胞様樹状細胞(plasmacytoid DC : PDC)に対してはStat6依存的にIFN-γ産生を誘導することを見出した。すなわち、PDCにはIL-4-Stat6の悪循環を断ち切る分子機構が内在していることが示唆される。そこで本研究では、PDCにおいてIL-4刺激からIFN-γ産生に至る分子機構の解明を目指した。その結果、a)IL-4は、PDCにおいて、Stat6依存的にStat4の発現を誘導すること、b)Stat4を発現したPDCのみがIFN-γ産生能を獲得すること、c)PDCにおけるIL-4依存的IFN-γ産生はStat4欠損PDCでは認められないこと、d)IL-12等、既知のStat4を活性化するサイトカインはIL-4依存的IFN-γ産生に関与していないこと、e)PDCをIL-4で刺激してもT-betやGATA-3の発現は変化しないことを明らかにした。

この研究成果を受け、平成18年度は、抗Stat6抗体を用いたクロマチン免疫沈降クローニング法によりPDCにおけるStat6ターゲット遺伝子群の網羅的解析を行うとともに、IL-4で刺激されたPDCにおいてStat4を活性化するサイトカインを同定し、アレルギー疾患治療の新たな標的分子を見出すことを目的とする。本研究により得られる成果は、PDC特異的なIFN-γ産生機構の解明という生物学的観点のみでなく、本機構を利用したアレルギー疾患治療への応用という臨床的観点からも極めて重要と考える。喘息をはじめとするアレルギー性疾患の惹起にはTh2細胞の選択的活性化が深く関与している。Th2細胞の分化は、サイトカイン環境により制御され、Th2細胞により産生されるIL-4はTh2細胞の更なる分化を誘導する。このようなpositive-feedback機構は、Th2細胞の確固たる分化に非常に重要であるが、一方で、生体内には過度のTh2細胞分化を防ぐための抑制機構が内在していることが明らかになってきた。近年、本研究者らは、T細胞に対してIL-4の産生を誘導するIL-4が、形質細胞様樹状細胞(plasmacytoid DC : PDC)に対してはIFN-γの産生を誘導することを見出した。すなわち、PDCにはIL-4産生→Stat6活性化→IL-4産生の悪循環を断ち切る分子機構が内在していることが示唆される。そこで本研究は、PDCにおいてIL-4刺激からIFN-γ産生に至る分子機構を解明することを目的とした。その結果、1)IL-4によるIFN-γ産生は、PDCに特異的であり、他のDC亜分画では認められないこと、2)IL-4によるサイトカイン産生誘導は、IFN-γに特異的であり、IL-12やIFN一αの産生は誘導しないこと、3)IL-4によるPDCからのIFN-γ産生誘導は、in vivoにおいても認められること、4)IL-4によるPDCからのIFN-γ産生誘導は、Stat6依存的であること、5)IL-4は、Stat6依存的にPDCにStat4の発現を誘導すること、6)Stat4を発現したPDCのみがIFN-γを産生すること、7)IL-4によるPDCからのIFN-γ産生誘導は、IL-12、IL-18、及びtypeI IFN非依存的であること、8)PDCは、Th2細胞分化に対して抑制性に機能していることを明らかにし、アレルギー性疾患治療へ向けた新たなる可能性を示すことが出来た。
江戸時代における地域行政官僚の研究―幕府直轄領を中心に

本年度は、幕府直轄領行政役所文書の史料群構造とそこにおける「公文書」管理体制に関する研究を予定していた。その一環として、地域役所に勤めた幕府下級官僚たちと役所「公文書」の関係を取り上げる論文を発表した。即ち、幕末期に近世的な役所文書管理体制が確立していく中で、下級官僚たちがどのように行政情報にアプローチし、技術上の知識を深めるために、自己や属する社会集団のもとに情報を蓄積して利用していったのかという点を解明した。本年度後半においては、同様の視点に基づく研究を掘り下げる為、地域役所に所属した幕府下級官僚の史料の発掘と調査を重点的に行った。更に幕府地域行政の統轄機関である勘定所の関係史料も採集した。また本年度は、江戸時代の地域行政から近代の地域行政制度への移行の問題を検討する予定であった。残念ながら近代までは分析が及ばなかったが、幕末開港期に外国問題に対応するため配属された長崎奉行所の官僚群について検討した成果を学会で報告し、先例や家格を重んじる近世的な論理に基づく官僚編成とは異なる能力本位の採用が長崎奉行によって目指されたこと、いわば近代的な地域行政官僚編成の萌芽がみられたこと等を指摘した。計画していた、外国で開催される学会での研究発表は、年度をこえるものの2011年4月にアメリカ(ハワイ)で予定しており、幕府直轄都市長崎における官僚組織(特に地役人)の18世紀における変化とその影響について報告する。1幕府直轄領、肥後国長崎における地域行政官僚の職務実態に関する研究(1)地域行政役所の統括者である遠国奉行における行政認識の検討を行い、幕末開港期における新しい地域行政官僚に要請された資質について明らかにした。(2)幕末期に長崎奉行に任じられた大村氏の史料(長崎県大村市史料館)や、長崎奉行に随従して長崎へ赴任した旗本家臣の史料(群馬県立文書館)を調査し、長崎の地域行政官僚論、長崎の政治社会構造論を新視角から検討するために必要な史料の収集を実施した。2幕府領代官役所の地域行政官僚における職務実態の研究(1)静岡県伊豆の国市江川文庫文書を素材として、代官役所の組織構造から地域行政官僚の特質を考察する研究を実施し、報告「代官江川氏の手代と家来の歴史的変遷」を行った。(2)地域行政官僚と在地社会との関連を考察する研究を実施した。信濃国幕府直轄領に事例を取り、地域豪農と代官・代官役所役人との間に展開された諸関係-特に金融面に注目してその相互規定の在り方を指摘する論文を発表した。(3)地域行政官僚と在地社会との関係に現れる幕府直轄領の政治社会構造の特徴や意味を解明せんとの目的のもとに、九州の幕府直轄領に事例を取った研究を進めた。肥後国天草郡の豪農石本家文書の調査を実施し(九州大学附属図書館付設記録資料館)、豪農と地域行政官僚との間に形成された政治的通路と幕府直轄領における地域行政のシステムが、連関しながら転梅していった渦程か考察した。今年度は、幕府地域行政役所に所属する様々な地域行政官僚の実態の多角的な検討という課題について、地役人と呼ばれる特殊な幕府の地域行政官僚の検討を進めた。地役人は幕府地域役所に附属し土着する役人であり、武士身分でありながら土地に緊縛された存在は近世社会においては非原則的であるだけでなく、近代官僚制整備の過程においても真っ先に否定される江戸時代特有の官僚の容態を示す存在である。幕府直轄領の地役人についてはこれまで個別的な先行研究しかなかったが、論文「幕領郡代・代官附地役人の歴史的性格について」において地役人という存在を江戸時代初期から幕末まで通史的に概観し、近世社会の変容と共に地役人の性格は変化を迫られ官僚化していく過程を描いた。上記論文は、6月の島根県松江市・大田市における史料調査、9月の兵庫県朝来市における史料調査の成果でもある。地役人の研究は、江戸時代の幕府直轄領における地域行政官僚制度を総合的に把握する上で欠かせない研究であり、研究の完成に向けて欠落点を補うことができた。また、地域行政役所における「公文書」の形成過程や文書記録管理システムの検討という課題に関しては、論文「伊豆韮山江川家文書の史料群構造の特質」を発表した。幕府の地域行政役所の一つである代官役所の「公文書」の組織構造、江戸時代に特有な私文書(家文書)との混淆関係等の特質を本論文では指摘した。また上記の成果に関連して、『静岡新聞(夕刊)』に「代官江川英龍と部下たち」と題する紹介記事を掲載した。

残念ながら近代までは分析が及ばなかったが、幕末開港期に外国問題に対応するため配属された長崎奉行所の官僚群について検討した成果を学会で報告し、先例や家格を重んじる近世的な論理に基づく官僚編成とは異なる能力本位の採用が長崎奉行によって目指されたこと、いわば近代的な地域行政官僚編成の萌芽がみられたこと等を指摘した。計画していた、外国で開催される学会での研究発表は、年度をこえるものの2011年4月にアメリカ(ハワイ)で予定しており、幕府直轄都市長崎における官僚組織(特に地役人)の18世紀における変化とその影響について報告する。
量子計算の幾何学的最適化理論の構築と実装

量子計算の幾何学的最適化理論を構築し,核磁気共鳴を用いた実験で検証することを主たる目的として研究を行った.とくに量子計算の実行時間短縮法の実証に成功した.また,量子系の状態制御の精度を高めるため,状態制御の妨げとなるデコヒーレンスの機構を研究した.デコヒーレンスの抑制方法を研究し,実験的検証にも成功した.また,量子計算機ではエンタングルメント状態を作ることや非平衡量子状態を扱うことが本質的であるので,マクロ系のエンタングルメントや,非平衡量子系のダイナミクスについても研究を行い,新しい知見を得た.その他,不確定性関係と量子観測理論,ミクロ・マクロ双対性など,量子情報科学の基礎となる研究を行った.これらの研究成果は論文として出版し,学会等で発表した.関連する分野の若手研究者の養成のために,教科書の執筆・サマースクールの実施・講義録の出版を行った.研究者の交流と研究情報の交換のために国際的なワークショップも開催した.量子計算の幾何学的最適化理論を構築し,核磁気共鳴を用いた実験で検証することを主たる目的として研究を行った.とくに量子計算の実行時間短縮法の実証に成功した.また,量子系の状態制御の精度を高めるため,状態制御の妨げとなるデコヒーレンスの機構を研究した.デコヒーレンスの抑制方法を研究し,実験的検証にも成功した.また,量子計算機ではエンタングルメント状態を作ることや非平衡量子状態を扱うことが本質的であるので,マクロ系のエンタングルメントや,非平衡量子系のダイナミクスについても研究を行い,新しい知見を得た.その他,不確定性関係と量子観測理論,ミクロ・マクロ双対性など,量子情報科学の基礎となる研究を行った.これらの研究成果は論文として出版し,学会等で発表した.関連する分野の若手研究者の養成のために,教科書の執筆・サマースクールの実施・講義録の出版を行った.研究者の交流と研究情報の交換のために国際的なワークショップも開催した.谷村と中原が中心となってLie群のCartan分解を用いて量子コンピュータのアルゴリズムを核磁気共鳴装置(NMR)で実行できるプログラムに変換し、近藤は実際にNMRで実行した。さらに中原はLie群の積演算を用いて実行時間を短縮する方法を考案し、近藤はNMR実験でその有効性を確かめた。谷村と中原はBerryの位相の非可換版であるWilczek-Zeeのホロノミーをユニタリーゲートとして利用するホロノミック量子コンピュータの最適制御を研究した。この問題を等質空間の上の等ホロノミー問題として定式化し、厳密かつあからさまな形でこの問題を解いた。谷村はゲージ理論とホロノミーに関する解説論文を発表した。また、谷村は量子論の代数と表現論と、古典力学の可積分性とトポロジーの数理的関係を研究した。杉田はマクロな系のエンタングルメントを研究した。とくにWigner型の準位統計を持つ系、すなわち量子カオス状態にあるスピン系で相関関数を計算し、マクロなエンタングルメントは生じないことを示した。またスピン系で多数のマグノンが励起されている状態においてもエンタングルメントの評価を研究した。これらの研究成果は論文にして発表した。中原らは、混合状態系のエンタングルメントを繰り返し測定ではなく一回の測定で検出する新しい方法を開発した。この結果は量子計算のリソースを効率よく見つける方法として有用である。この結果は論文として発表した(Physical Review A)。杉田らは、非可積分系の量子・古典対応を調べる目的で、周期ポテンシャルに勾配力を加えた系の非平衡定常状態への緩和現象をフォンカー・プランク方程式とWKBの方法を用いて解析した(Physica D)。また、トンネル効果によって緩和する系の時間発展をフォッカー・プランク方程式で解析し、中間状態がある場合には緩和が速くなることを示す理論式を導いた(Physical Review E)。また、非線形結合を持つ振動子系で、準位統計の変化と軌道分岐が連動して起こることを理論的・数値的に示した(J.Physics A)。これらの研究は、量子カオスと、量子系の制御について理解を深めるのに有用である。また、中原らは国内外の研究者を招待して研究会を主催し、量子情報科学の研究交流を促進し、議事録を編集して我々のプレゼンスを世界に示すとともに、今後の研究の展開のための便宜を図つた。谷村は、新しい数学的道具を身につけようとする研究者を助ける目的で、トポロジー・圏論・微分幾何学についての物理学者・情報科学者向けの解説書を出版した。谷村・中原・近藤は,量子計算機の正常な動作の妨げとなるデコヒーレンスの抑制について研究した.2ビット量子系のうちの1ビットを対象系,他の1ビットを環境系として扱い,環境ビットの状態をランダム化することにより,対象ビットにデコヒーレンスを発生させるという,人工環境デコヒーレンスの方法を開発し,NMR実験を行った.これによりデコヒーレンスの機構をよりよく理解することができた.また,人工環境デコヒーレンス系に,さらにバンバン制御と呼ばれる制御法を適用し,デコヒーレンスの抑制に関して,理論的に予測された通りの良好な結果を得た.杉田は非平衡系の緩和現象について,平均的に傾きを持ったポテンシャル内を動く粒子の挙動をFockker-Planck方程式を用いて調べ,Kramersの崩壊則が定常流を持つ系にも拡張できることを示した.中原は工位らと協力して電子・核共鳴実験(electron nuclear double resonance,ENDOR)においてエンタングルメント状態を作り,制御することに成功した.また,中原らは,電子と核のスピンが電磁場の揺らぎの影響を受けている系において,バンバン制御の有効性を数値シミュレーションで示した.
ヒートショックタンパク質阻害剤による温熱・放射線感受性の増感

目的本研究では温熱処理あるいは放射線照射後に誘導されるアポトーシスシグナル伝達系を抑制しているヒートショックタンパク質(Hsp)を分子制御し、温熱・放射線に対するがん細胞の感受性を高めることを目的とする。Hsp27、Hsp70、Hsp90はアポトーシス実行因子であるCaspase-3の活性化を誘導するApoptosome(ApaS-1/Caspase-9/Cytochrome C複合体)の形成を阻害することが最近報告されつつある。従って、Hsp27、Hsp70、Hsp90を分子制御することにより、温熱あるいは放射線誘導アポトーシスを増強することが可能となる。既に細胞死/細胞生存にかかわるシグナル伝達系で中心的にはたらくPI3-Kの特異的阻害剤であるLY294002の温熱・X線増感効果を明らかにし論文として発表した(Int J Oncol,2006)。さらに予備実験でMAPキナーゼの阻害剤であるPD98059もHspの阻害効果と温熱増感効果があることを見出したので本研究で詳しく解析した。方法(1)ヒトのp53伝子欠損肺がん細胞H1299へ正常型および各種変異型p53伝子を導入し、これらを本研究に用いた。得られた結果がp53遺伝子に依存しているかが判断できる。(2)生存シグナルの阻害剤(MEK阻害剤PD98059)による温熱・X線増感効果をコロニー形成法で調べた。(3)アポトーシス誘導がPD98059により増強されるかどうかをアポトーシス小体検出法あるいは細胞生存関連タンパク質の蓄積誘導をWestern blot法で調べた。結果1.PD98059によって細胞の温熱感受性はp53遺伝子型に依存せず増感された。2.PD98059によって温熱誘導アポトーシスはp53遺伝子型に依存せず増強された。3.温熱処理後、survivinの蓄積誘導が見られたが、PD98059によりそれらは阻害された。4.PD98059は温熱によるhsp27、hsp70の蓄積誘導を阻害した。考察PD98059はps53非依存的塗温熱誘導アポトーシスの増強をもたらし温熱増感剤として有用であることが示唆された。Hsp27、Hsp70、Hsp90はアポトーシス実行因子であるCaspase-3の活性化を誘導するApoptosome(Apaf-1/Caspase-9/Cytochrome C複合体)の形成を阻害することが最近報告されつつある。従って、Hsp27,Hsp70、Hsp90を分子制御することにより、温熱あるいは放射線誘導アポトーシスを増強することが可能となる。細胞死/細胞生存にかかわるシグナル伝達系で中心的にはたらくPI3-Kの特異的阻害剤であるLY294002がHsp27/Hsp70を阻害することを我々は見出している。本研究ではがん細胞をp53遺伝子型に依存せず温熱・放射線増感に導くかどうかを培養細胞系で調べることを目的とする。方法(1)ヒトのp53遺伝子欠損肺がん細胞H1299へ正常型および各種変異型p53遺伝子を導入し、これらを本研究に用いた。(2)生存シグナルの阻害剤(PI3-K阻害剤LY294002)による温熱・X線増感効果をコロニー形成法で調べた。(3)アポトーシス誘導がLY294002により増強されるかどうかをアポトーシス小体検出法あるいは細胞生存関連タンパク質の蓄積誘導をWestern blot法で調べた。結果1.LY294002(PI3-K阻害剤)によって細胞の温熱・X線感受性はp53遺伝子型に依存せず増感された。2.LY294002によって温熱・X線誘導アポトーシスはp53遺伝子型に依存せず増強された。3.温熱・X線処理後、AktとFKHR(Aktの下流因子)のリン酸化、survivinの蓄積誘導が見られたが、LY294042によりそれらは阻害された。4.LY294002は温熱によるHSF1のDNA結合活性化およびhsp27、hsp70の蓄積誘導を阻害した。考察LY294002はp53非依存的な温熱・X線誘導アポトーシスの増強をもたらし温熱・X線増感剤として有用であることが示唆された。

さらに予備実験でMAPキナーゼの阻害剤であるPD98059もHspの阻害効果と温熱増感効果があることを見出したので本研究で詳しく解析した。方法(1)ヒトのp53伝子欠損肺がん細胞H1299へ正常型および各種変異型p53伝子を導入し、これらを本研究に用いた。得られた結果がp53遺伝子に依存しているかが判断できる。(2)生存シグナルの阻害剤(MEK阻害剤PD98059)による温熱・X線増感効果をコロニー形成法で調べた。(3)アポトーシス誘導がPD98059により増強されるかどうかをアポトーシス小体検出法あるいは細胞生存関連タンパク質の蓄積誘導をWestern blot法で調べた。結果1.PD98059によって細胞の温熱感受性はp53遺伝子型に依存せず増感された。2.PD98059によって温熱誘導アポトーシスはp53遺伝子型に依存せず増強された。3.温熱処理後、survivinの蓄積誘導が見られたが、PD98059によりそれらは阻害された。4.PD98059は温熱によるhsp27、hsp70の蓄積誘導を阻害した。考察PD98059はps53非依存的塗温熱誘導アポトーシスの増強をもたらし温熱増感剤として有用であることが示唆された。
産業廃棄物を有効利用したハイブリッド型地盤材料の開発とその学際的意義

我が国では毎年多くの産業廃棄物が排出され,特に廃石膏ボードの量は年約170万トンに達しおり,そのリサイクル技術の開発は急務である.本研究では,リサイクル半水石膏と石炭灰を対象としたセメント改良土の諸特性を学際的な観点から解明している.その結果,半水石膏および石炭灰の添加率の増加に伴って土の強度変形特性や地盤環境工学的性質が改善されることが明らかとなり,この主要因として,エトリンガイト生成量の増加とその構造の発達過程を挙げている.我が国では毎年多くの産業廃棄物が排出され,特に廃石膏ボードの量は年約170万トンに達しおり,そのリサイクル技術の開発は急務である.本研究では,リサイクル半水石膏と石炭灰を対象としたセメント改良土の諸特性を学際的な観点から解明している.その結果,半水石膏および石炭灰の添加率の増加に伴って土の強度変形特性や地盤環境工学的性質が改善されることが明らかとなり,この主要因として,エトリンガイト生成量の増加とその構造の発達過程を挙げている.研究代表者は,半水石膏を添加したセメント安定処理土の一軸圧縮強さが半水石膏添加率と密接な関係にあることをすでに明らかにし,その原因として石膏添加に伴うエトリンガイトの生成量の増加を指摘している.しかしながら,エトリンガイト生成の化学反応式によれば,既往の配合ではAl_2O_3の欠如が明らかとなった,そこで今年度は,上記配合例におけるAl_2O_3の不足を補うため,新たにリサイクル材料でかっAl_2O_3が比較的豊富な石炭灰の混入を試みた.その結果,石炭灰を混入した場合には,半水石膏添加率の増加に伴って強度変形特性がさらに改善されることが明らかとなった.また,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて供試体内部の観察を行い,半水石膏および石炭灰の添加率の増加に伴ってエトリンガイトの構造が発達していく過程を視覚的な観点から明らかにしている.以上のことから,半水石膏添加率と石炭灰添加率の増加に伴うこのような内部構造の変化がセメント安定処理土の強度に大きく関与していることを再確認した.しかしながら,本研究で対象とした半水石膏は,石膏に含まれているフッ素の溶出量が土壌の環境基準を上回る場合がある.このフッ素溶出を抑制するために,研究代表者はすでに高炉セメントB種によるフッ素汚染土壌の不溶化技術を開発し,溶出試験結果が土壌の環境基準を下回ることを実証している.そこで本研究では,フッ素溶出の抑制をさらに進展させるため,これまで対象とした高炉セメントB種に加え石炭灰を新たなアルミナ源として補足添加し,石炭灰添加に伴うエトリンガイト生成量の変化を検討した.その結果,これまでの高炉セメントB種に加え石炭灰をさらに添加することによって石膏からのフッ素溶出濃度はさらに減少することが明らかとなった.また,ほう素や六価クロムの溶出濃度も土壌の環境基準を満たしていることを実証した.研究代表者は,半水石膏を添加したセメント安定処理土の一軸圧縮強さが半水石膏添加率と密接な関係にあることを明らかにし,石膏添加に伴うエトリンガイトの生成量の増加を指摘している.しかしながら,エトリンガイトの化学反応式によれば,既往の配合条件ではAl_2O_3が欠如していることが明らかとなった,そこで本年度は,上記配合例におけるAl_2O_3の不足を補うため,新たにリサイクル材料でかつAl_2O_3が比較的豊富な石炭灰の混入を試みた.その結果,石炭灰を混入した場合には,半水石膏添加率の増加に伴って強度変形特性がさらに改善されることが明らかとなった.また,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて供試体内部の観察を行い,半水石膏および石炭灰の添加率の増加に伴うエトリンガイト構造の発達過程を,視覚的な観点から実証している.さらにX線回折試験結果に基づいて,石炭灰と石膏添加に伴うエトリンガイトの生成量と結晶構造の発達過程も解明した.一方,本研究で対象とした半水石膏は,フッ素溶出量が土壌の環境基準を上回る場合がある.本年度は,このようなフッ素溶出の抑制をさらに進展させるため,これまで対象とした高炉セメントB種に加え石炭灰を新たなアルミナ源として補足添加し,石炭灰添加に伴うエトリンガイト生成量の変化をX線回折試験結果と溶出試験結果に基づいて検討した.その結果,これまでの高炉セメントB種に加え石炭灰をさらに添加することによって,石膏からのフッ素溶出濃度がさらに減少し,新たな添加に伴って問題となる可能性があるほう素や六価クロムの溶出濃度も,土壌の環境基準を満たしていることを実証した.この原因として,研究代表者はエトリンガイトの生成量の増加等の内部構造の発達を指摘しており,今回開発したハイブリッド型地盤材料が工学的に優れた材料となる可能性が極めて高いことを,学際的観点から指摘している.研究代表者は,半水石膏を添加したセメント安定処理土の一軸圧縮強さが半水石膏添加率と密接な関係にあり,この主要因として石膏添加率の増加に伴う乾燥密度やエトリンガイトの生成量の増加を指摘している.本年度は,上記配合例におけるAl_2O_3の不足を補うため,新たにリサイクル材料でかつAl_2O_3が比較的豊富な石炭灰を粘土に混入した地盤材料の耐久性(乾湿繰り返しの影響)の検討を試みた.その結果,半水石膏と石炭灰を添加したセメント安定処理