hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
岩盤水分量の定量化手法の確立と寒冷地岩盤における水分挙動の解明

北海道のような寒冷地では,岩盤の凍上や凍結破砕によって,落石や崩落,土木構造物の変状等が発生する.岩石・岩盤の凍上性を把握することは重要な課題であるが,実岩盤斜面の凍結環境に関しては不明な点が多い.本研究では,季節的な凍結融解作用により凍上する実岩盤斜面を対象に,地中レーダー探査機が送受信する電磁波の伝播速度を利用して岩盤水分量の定量的モニタリングを試みた.最終年度はこれまでに取得した電磁波伝播速度データをもとに,岩盤斜面内水分量を定量化した.季節的な凍結が及ぶ深度0.5mまででは,厳冬期に電磁波伝播速度の上昇,融解が進む春先に速度の低下が認められ,凍結融解に伴う岩盤表層での水分の相変化が捉えられた.電磁波伝播速度比誘電率体積含水率の関係式を用いて換算した結果,岩盤表層の未凍結時における体積含水率は約30%と高い値を示したのに対し,凍結時は10%未満の低い値となった.一方,1m以深では,体積含水率は10%前半台で推移し季節的変化に乏しい結果となった.このような岩盤表層部と深部での水分条件の違いは,岩石風化が進行した表層部は空隙が多く,雨水・融雪水が浸透,保持されやすいためと考えられる.ゆえに岩盤表層部には間隙水が十分に存在しており,それが凍結した結果,岩盤の凍上現象を引き起こしているものと推定される.本研究では,電磁波伝播速度から実岩盤斜面内の水分状態変化を定量化することができた.この手法では,岩盤斜面内で凍結破砕等の風化作用が及ぶ深度を非破壊的に評価することが可能であろう.しかし,電磁波伝播速度から体積含水率を求める関係式の係数は,岩質や空隙率によって変化するため,精度向上のためにはボーリングコアとの対比等も必要である.積雪寒冷地域の岩盤斜面では、融雪期や厳寒期に落石や表層崩壊が多数発生する。これらのイベントを引き起こす寒冷地特有の物理破壊現象には水分供給が重要であるが、岩盤水分量を非破壊的かつ定量的に計測する手法は確立されておらず、岩盤内部の水分分布・挙動は十分に理解されていない。地中レーダーが発する電磁波の伝播速度は、媒質中の比誘電率に依存し、比誘電率は水分量と強い相関がある。ゆえに、地中レーダーは非破壊的な水分計測手法として有用であるものの、岩盤水分量測定への適用事例はない。そこで本研究では、地中レーダー探査法による岩盤斜面内部の水分量の計測手法を確立し、岩盤水分量の時空間変化を捉えるとともに、凍結風化・破砕現象発生期における水分挙動の実測をもとに寒冷地岩盤斜面の風化プロセスの実態を解明してく。このことにより、寒冷地岩盤斜面で生じる風化プロセスの実態やその発生条件をより具体的に提示することができ、岩石風化を扱う地形学や斜面災害に関わる地盤防災化学科学の進展に寄与することが期待される。今年度は、1.岩盤水分量の時空間変化を捉える、2.岩質による水分特性の違いを把握することを目的とし、北海道北見市内の岩盤斜面2地点(凝灰岩および付加体コンプレックス斜面)を対象に、冬期間を中心に地中レーダー探査を繰返し実施した。また、地中レーダーの反射波形と岩盤斜面内の水分分布の対比を行うために、岩盤斜面を掘削し、土壌水分測定に汎用されているTDRセンサーを埋設して、岩盤斜面内での比誘電率変化の観測を開始した。地盤凍結開始前の11月から融雪が始まる3月にかけて現地での地中レーダー探査を実施し、本研究の核となるデータを取得することができた。凍結の進行とともに、反射波形の変化が認められることから、岩盤内での水→氷の相変化や水分量の変化を捉えられているものと考えている。当初は、考古学分野で取り組まれている2次元計測手法の適用を考えていたが、急斜面および極寒の条件下での実施は困難であることから断念した。1次元の探査であっても研究の新規性は保てることから、探査地点を増やすことで対処した。積雪寒冷地域の岩盤斜面では、融雪期や厳寒期に落石や崩落が多発する。これらのイベントには岩盤内部の水分挙動が関与しているものの、岩盤水分量を非破壊的かつ定量的に計測した事例はこれまでになかった。本研究では、寒冷地岩盤斜面内部の水分量を非破壊かつ定量的に計測することを目的としている。この目的を達成するために、地中レーダー探査法を利用し、比誘電率に依存する電磁波伝播速度の変化から岩盤水分量の計測を試みている。平成29年度は、平成28年度に引き続き、北海道北見市内の岩盤斜面2地点(凝灰岩および付加体コンプレックス)を対象に電磁波伝播速度構造データを定期的に取得するとともに、地温、比誘電率、凍上量の通年観測を行ってきた。電磁波伝播速度構造は、凍結の進行とともに上昇傾向を示したことから、地中レーダー探査法で岩盤内部での水→氷の相変化や水分量の変化を捉えられているものと考えている。ただ、電磁波伝播速度と岩盤水分量の関係式の構築までには至っておらず、今後の課題である。岩石の室内凍上試験は飽和条件で実施されるが、本研究で対象とした岩盤斜面では融解期における比誘電率(水分)の変化は乏しく、岩盤内への水分の浸透はわずかと推定される。ただ、そのような条件下でも凍結進行による間隙水の凍結や岩盤凍上が本研究では認められた。本研究で得られた各種観測データを整理・

対比することにより、凍結進行期に実岩盤斜面内部で生じる物理的破壊プロセスへの理解が深まることが期待される。現地での観測データは十分に蓄積された。次のステップとして、電磁波伝播速度と岩盤水分量の関係式を構築し、実岩盤斜面内の水分量を定量化する予定であったが、現段階ではそこまでに至っていないことなから、当初の計画よりやや遅れているとした。北海道のような寒冷地では,岩盤の凍上や凍結破砕によって,落石や崩落,土木構造物の変状等が発生する.岩石・岩盤の凍上性を把握することは重要な課題であるが,実岩盤斜面の凍結環境に関しては不明な点が多い.本研究では,季節的な凍結融解作用により凍上する実岩盤斜面を対象に,地中レーダー探査機が送受信する電磁波の伝播速度を利用して岩盤水分量の定量的モニタリングを試みた.最終年度はこれまでに取得した電磁波伝播速度データをもとに,岩盤斜面内水分量を定量化した.季節的な凍結が及ぶ深度0.5mまででは,厳冬期に電磁波伝播速度の上昇,融解が進む春先に速度の低下が認められ,凍結融解に伴う岩盤表層での水分の相変化が捉えられた.電磁波伝播速度比誘電率体積含水率の関係式を用いて換算した結果,岩盤表層の未凍結時における体積含水率は約30%と高い値を示したのに対し,凍結時は10%未満の低い値となった.一方,1m以深では,体積含水率は10%前半台で推移し季節的変化に乏しい結果となった.このような岩盤表層部と深部での水分条件の違いは,岩石風化が進行した表層部は空隙が多く,雨水・融雪水が浸透,保持されやすいためと考えられる.ゆえに岩盤表層部には間隙水が十分に存在しており,それが凍結した結果,岩盤の凍上現象を引き起こしているものと推定される.本研究では,電磁波伝播速度から実岩盤斜面内の水分状態変化を定量化することができた.この手法では,岩盤斜面内で凍結破砕等の風化作用が及ぶ深度を非破壊的に評価することが可能であろう.しかし,電磁波伝播速度から体積含水率を求める関係式の係数は,岩質や空隙率によって変化するため,精度向上のためにはボーリングコアとの対比等も必要である.冬期間に取得した探査データの解析を行い、電磁波伝播速度の変化から岩盤斜面内の比誘電率分布を明らかにする。岩盤水分量を算出するためには、岩石中の比誘電率と水分量の関係式が必要であるが、そのような式はこれまでに構築されていない。今後、調査対象岩盤から採取した岩石試料を用いて、岩石の比誘電率と水分量の関係を室内実験にて明らかにする。また、現地観測データ(地温、比誘電率)と比較を行い、地中レーダーの波形変化がそれらと整合的か検証を行う。電磁波伝搬速度と岩盤水分量の関係式を構築するために、室内試験で岩盤水分量と比誘電率の関係に関するデータを蓄積していく。そして、その関係式をもとに、実岩盤斜面内部の水分量を定量化させるとともに、その季節的変化を明らかにする。また、現地モニタリングデータを整理し、電磁波伝搬速度の速度構造と凍結深度の関係や、凍上現象が発生する際の実岩盤斜面内部の地温・水分条件などを考察する。これらの作業を推進させ、順次成果を公表していく。年度末にレンタル機材を返却する際の運搬費用として計画していたが、年度跨ぎで機材のレンタルを受けることになり、急遽支出する予定がなくなったため。次年度明けにレンタル機材を返却する際の運搬費用に充てる。
「隠し売女」から「淫売女」へ―近世近代移行期における売春観の変容

1872年の芸娼妓解放令は、“遊女の背後には必ず売春を強制する者がいる"という近世の売春観から、“淫らな女が自ら売るのが売春である"とする近代の売春観への変容の起点をなす法である。本研究では、これを近代初頭の「売春の再定義」と位置付け、日本社会にこのような売春観の変容をもたらした政治的、社会的背景を、19世紀の国際社会の動向、性感染症をめぐる近代医学の進展等もふまえて多角的に検討し、近世近代移行期社会の実像を断絶と継続の両面から明らかにするものである。
4-ヒドロキシアルカン酸含有共重合ポリエステルの生合成とその応用

4-ヒドロキシアルカン酸(4HA)含有共重合ポリエスとテルとして、4-ヒドロキシブタン酸(4HB)と3-ヒドロキシブタン酸(3HB)から成る共重合ポリエステル[P(3HB-co-4HB)]および4-ヒドロキシペンタン酸(4HV)、3HB、3-ヒドロキシペンタン酸(3HV)から成る共重合ポリエステル[P(3HB-co-3HV-co-4HV)]の効率的な生合成法について野生株のRalstonia eutropha H16(最近では、Wautersia eutropha H16またはCupriviadus necator H16)を用いて検討した。前者の場合は、4HBγ-ブチロラクトン(γ-BL)またはε-カプロラクトン(ε-CL)にプロピオン酸やブタン酸を添加して窒素源存在下で培養すると、4HB分率90モル%以上含有する共重合ポリエステルが効率的に生産されることを見出した。さらにγ-BLと植物油から、フラスコバッチ式一段培養によって、P(3HB-co-4HB)が、0.18g/Lhの生産性で生合成できることがわかった。一方、後者の4HV含有共重合ポリエステルの生合成では天然由来のレブリン酸(LA)を用いることにより乾燥菌体当たり53wt%の効率で生産されることを認め、さらにLAとL-バリンから成る混合炭素源から4HV分率が最大で12mol%含有する共重合ポリエステルを生合成することを見出した。この値は野生株のReutropha H16によって報告された4HV分率5.8mol%の2倍である。さらに4HBに3HBと3-メルカプトプロピオン酸(3MP)を含ませた新規な共重合ポリチオエステル[P(3HB-co-3MP-co-4HB)]の生合成も達成した。特にγ-BLを3MP供給炭素源と混合して用いると、3MP分率が71モル%と非常に高いものが生合成されることを見出した。これらは、植物油と3MPの混合炭素源から新しい生合成法で得られたP(3HB-co-3MP)と生分解性などを比較した。主鎖に硫黄を含む共重合ポリエステルは、4HB組成の導入により生分解性が向上されることがわかった。次に4HA含有共重合ポリエステルについて、活性汚泥などによる生分解性をBOD法、重量法およびSEM測定などで調べると共に、擬似体液による生体適合性の評価も行った。その結果、4HB含有共重合ポリエステルは、P(3HB)やP(3HB-co-3HV)のバイオポリエステルと比較すると、生分解性および生体適合性は一般に良好であった。4-ヒドロキシアルカン酸(4HA)含有共重合ポリエスとテルとして、4-ヒドロキシブタン酸(4HB)と3-ヒドロキシブタン酸(3HB)から成る共重合ポリエステル[P(3HB-co-4HB)]

および-ヒドロキシペンタン酸(4HV)、3HB、3-ヒドロキシペンタン酸(3HV)から成る共重合ポリエステル[P(3HB-co-3HV-co-4HV)]の効率的な生合成法について野生株のRalstonia eutropha H16を用いて検討した。前者の場合は、安価なγ-プチロラクトン(γ-BL)とプロピオン酸との混合炭素源を窒素源存在下で培養する方法により4HB分率90モル%以上含有する共重合ポリエステルが乾燥菌体当たり最大52wt%で生産されることを見出した。さらに溶媒分別によって4HBホモポリマーが単離でき、しかもγ-BLからの転化率が最大で0.21(wt/wt)で得られ、同種の野生株で報告されたものの48倍もの効率で生産されることがわかった。後者のP(3HB-co-3HV-co-4HV)の生合成では天然由来のレブリン酸(LA)を用いることにより乾燥菌体当たり53wt%の効率で生産されることを認め、さらにLAとL-バリンから成る混合炭素源から4HV分率が最大で12mol%含有する共重合ポリエステルを生合成することを認めた。この値は野生株のReutropha H16によって報告された4HV分率5.8mol%の2倍である。また、比較的安価なγ-バレロラクトン(γ-VL)を用いてLAの場合と同様の培養方法で検討したところ、4HV分率18mol%含有するものが得られ、特にγ-VL 50g/lの高濃度で培養すると、4HV分率が20mol%まで増加することを見出した。さらに3HB、4HB、3-メルカプトプロピオン酸(3MP)から成る新規な共重合ポリチオエステル[P(3HB-co-3MP-co-4HB)]の生合成も達成した。以上で生合成した4HA含有共重合ポリエステルの活性汚泥などによる生分解性についてBOD法、重量法およびSEM測定などで調べ有用な知見を得た。4-ヒドロキシアルカン酸(4HA)含有共重合ポリエスルの生合成として、17年度は4-ヒドロキシブタン酸(4HB)と3-ヒドロキシブタン酸(3HB)から成る共重合ポリエステル[P(3HB-co-4HB)]の効率的な生合成法と3HB、4HB、3-メルカプトプロピオン酸(3MP)から成る新規な3元共重合ポリチオエステル[P(3HB-co-3MP-co-4HB)]の生合成について野生株のRalstonia eutropha H16を用いて検討した。前者については、比較的安価で入手容易なε-カプロラクトン(CL)からの生合成および植物油とγ-ブチロラクトン(BL)の混合炭素源を用いた一段培養法での生合成を検討した。その結果、CL,20g/lから72時間培養で21mo%4HB含有P(3HB-co-4HB)が乾燥菌体当たりの収率60wt%(収量5.83g/l)で得られ、この値はBL,20g/1を単独炭素源として用いた以前の報告と比べて収率で3倍、収量で約4.5倍の効率で生合成されることを見出した。さらに植物油/BL[15(g/l)/5(g/l)]から一段培養法により72時間で、5mol%4HB含有P(3HB-co-4HB)が乾燥菌体当たりの収率71wt%(収量10.21g/l)で得られ、より安価な方法でより効率的に生合成されることを見出した。一方、後者の[P(3HB-co-3MB-co-4HB)]の生合成では、3MPユニット供給炭素源として3,3'-チオジプロピオン酸(TDP)と4HBユニット供給炭素源としてBLとの混合炭素源を用いて培養したところ、3MP分率が最大で71mol%含有する薪規なP(3HB-co-
タンザニア農村部の妊産婦の健康を促進する地域ボトムアップ体制の構築

本研究の目的は、タンザニア農村部の妊産婦の健康を促進するために、先行研究で開発した妊娠期教育プログラムを拡大する地域ボトムアップ体制を構築することであった。現地の伝統的産婆(TBA)へのインタビュー、助産師、看護師、医師らに対するフォーカスグループディスカッションにより、TBAは、無償でありながらも医療施設から離れた地域の妊産婦の健康を守ろうと尽力している中、医療職との間で、お互いに連携の重要性を認識しながらも、日常のコミュニケーション不足、緊急搬送時の連携不足が課題となっていた。ボトムアップ体制にTBAの活用は不可欠であり、今後連携と教育に関するニーズに対応する必要がある。本研究の目的は、タンザニア農村部の妊産婦の健康を促進するために、市民参加型のアクションリサーチを通して、先行研究で開発した妊娠期教育プログラムを拡大する地域ボトムアップ体制を構築することである。本年度は、平成25年度に先行研究として実施した妊娠期教育プログラムのフォローアップスタディを実施した。教育プログラムを受けた妊婦とその家族に対し、1)家族との話し合いによる出産準備を行ったか、2)出産を医療施設で行ったか、3)出産施設を選んだ理由、に関する質問紙を英語で作成し、スワヒリ語に翻訳し、275名から回答を得た。現在データ入力を終了し、データ整理と確認の段階にある。データ収集の際に、研究のコーディネーター役であるタンザニア人助産師と、次年度のインタビューについて話し合い、実施に向けた相談を続けている。本年度は、開発した妊娠期教育プログラムを、病院の妊婦健診時に、妊婦とその家族に実施できるようトレーニングのパイロットを実施した。助産師、看護師、看護助手29名を対象とし、昨年度までのヒアリングと先行研究から、妊婦とのコミュニケーションやカウンセリングスキルに焦点を当てたトレーニングとした。結果、助産スタッフのカウンセリングスキルに対する知識が向上し、出口調査では、助産スタッフから必要な情報を得ている妊婦の数が増加した。同時に、計画していた伝統的産婆(TBA)を対象としたインタビューを実施した。15名がインタビューに応じた。スワヒリ語のインタビューをデジタル録音し、逐語録を作成し、英語に翻訳した。これまでの分析で抽出されたのは、TBAと病院のスタッフとの関係性に対する介入の必要性であった。TBAが妊婦の異常を発見し病院に送り届けても、病院スタッフがTBAと関わろうとしないということがあり、情報の伝達がされず、処置が遅れることがある。50%以上が自宅出産しているタンザニア農村部で、TBAの役割を地域のステークホルダー全員で共有認識し、必要な連携を取ることが、妊産婦の安全の向上につながると考えられた。昨年度データ収集した質問紙データは、データ整理と確認が済み、分析に入ったところである。一次分析で見えてきたのは、より妊娠期に計画的に準備をしている妊婦と家族は、病院出産をする傾向にあるということであった。妊娠中の出産準備度を高める本教育プログラムの意義が確認された。これまでの結果を統合すると、今後は病院スタッフや関連するステークホルダーの、TBAの役割に対する認識調査を進める必要性が認められる。計画していたTBAへのインタビューを実施し、同時に翌年に予定していたトレーニングのパイロットも実施できたため。平成28年度は地域ステークホルダーである病院医療者のフォーカス・グループディスカッションを10名程度2グループに実施し、スワヒリ語の逐語録作成、英語への翻訳を行った。また、地域の医療の意思決定者であるDistrict Medical Officerにインタビューを実施した。内容として、対象地域では、妊婦健診の受診率の低さから、妊婦の合併症や児の奇形といった問題が起こり、そうした重症患者に医療者の労力が割かれていることが語られた。病院に受診しない妊婦は、伝統的産婆(以下TBA)に出産介助を依頼することが多いが、TBAの知識のアップデートができていないことから、搬送のタイミングが遅れることが問題であると話し合われた。村の半数の女性がTBAの出産介助を受けている現状を鑑みると、TBAの知識のアップデートは必須であり、今後TBAの教育を行う必要性、またその際には医療者も一緒に学ぶことで、病院で提供できる医療の質改善にもつながると良いといった意見があった。昨年までに実施した妊婦とその家族に対する調査と教育の効果は、英論文が1本出版に至り、もう1本は査読まで進んでいる。もう1本も提出の前段階まで進んでいる。医療者に対する教育介入も、1つ論文の査読が進んでいる。この先これらの論文が受領されれば、すでに発表した1本に加え、3本の論文の出版を行う予定である。アクションリサーチとして、現地の状態に合わせたフレキシブルな研究の遂行を計画しており、平成28年度に計画していた医療者への教育介入を27年度に実施し、27年度に計画していたフォーカス・グループディスカッションを28年度に実施した。そうすることで、医療者との関係性を築き、妊婦への教育の重要性を理解してもらった上でディスカッションをするに至った。28年度を終えた時点で、3年間の計画内容がほぼ終了している。研究の論

文化のために課題の延長を行ったが、2015年度までに実施していた研究成果はすでに1本は昨年度論文として発表し、次の論文を発表すべく、執筆後に国際学術誌に投稿した。1誌目はリジェクトの結果になったが、2誌目は1回目のレビューがあり、修正後再投稿を行った。2回目のレビューをフォローアップしているが、未だ結果が届いていない。引き続きフォローアップしていく予定である。本研究課題からはこの論文に加え、もう1本論文化し、1誌目はリジェクトの結果になったため、2誌目に投稿し、結果を待っている。2016年度までに実施した、タンザニア農村部の産科医療と作成した教材に対する医療者、伝統的産婆へのインタビューデータは、スワヒリ語逐語録を英語に翻訳し、現在その翻訳の確認作業を行っている。その作業の終了後、2015年2016年に収集したデータが揃うため、データの分析作業に移ることができる。この翻訳作業はタンザニアの研究協力者の妊娠・出産に伴い、計画よりも時間が掛かっている。2017年度は本研究課題で作成した教材が、大学院博士課程の研究2件に使用された。タンザニアの妊娠期のコミュニケーション教育、またタンザニアの若年妊婦の教育の一環として使用され、その研究の遂行をスーパーバイズした。特に1件目では大学院生がタンザニア農村部において、作成した教材を使用した際の母親の認識を調査したため、そのデータによっても本研究課題の評価が可能である。今後データの逐語録を作成し、分析を行い、本研究課題の評価として活用する。本研究の目的は、タンザニア農村部の妊産婦の健康を促進するために、先行研究で開発した妊娠期教育プログラムを拡大する地域ボトムアップ体制を構築することであった。現地の伝統的産婆(TBA)へのインタビュー、助産師、看護師、医師らに対するフォーカスグループディスカッションにより、TBAは、無償でありながらも医療施設から離れた地域の妊産婦の健康を守ろうと尽力している中、医療職との間で、お互いに連携の重要性を認識しながらも、日常のコミュニケーション不足、緊急搬送時の連携不足が課題となっていた。ボトムアップ体制にTBAの活用は不可欠であり、今後連携と教育に関するニーズに対応する必要がある。計画に則してデータ収集の実施を行うことができた。そのために必要な書類の提出や承認の取得等の準備、調整も順調に行うことができた。次年度の計画実施のための調整も進めている。今後は、病院スタッフや関連するステークホルダーへフォーカスグループインタビューを実施し、TBAの役割認識と今後の連携に対する調査を実施することである。今後は、論文執筆と出版を行う計画である。助産学次年度のステークホルダーに対するインタビューは、アクセスの難しい村のリーダーや伝統的産婆を対象に実施するため、事前の調整が重要である。引き続き現地の研究協力者とコミュニケーションを続ける。同時に、インタビューに必要なインタビューガイドの作成、翻訳の作業を進める。タンザニアへの渡航を3月に予定し、帰国が4月であったため、会計上の執行が次年度となった。
難治性喉頭疾患に対する遺伝子治療の応用

有効な治療法がない喉頭難治性疾患(1)反回神経麻痺、(2)瘢痕性喉頭気管狭窄に対する臨床応用を目指した新しい治療法の開発を目的とた基礎研究を行った。(1)については、過誤神経再生克服を目標とした基礎的検討を行い、モデルおよび評価法を確立し、チューブによる神経再生の評価を行った。今後遺伝子治療へと発展させる基礎研究を遂行できた。(2)についてはラットを用いた安定した喉頭気管狭窄モデルを作成し、センダイウイルスベクターを用いたFIR遺伝子治療効果を検討し、その有効性を示すことができた。(3)また遺伝子導入法として頭頸部癌に対するLISWなどを用いた遺伝子導入の基礎検討なども行った。反回神経麻痺に対する治療法について基礎的検討を行った。安全かつ気道への導入効率が良いとされるセンダイウイルスベクター(SeV)を用いた喉頭への遺伝子導入の検討、ならびに今後の神経評価のためのin vivo反回神経トレーシングについての検討を行った。簡便で非侵襲的な噴霧による喉頭・気管上皮へのレポーター遺伝子導入による優れた遺伝子導入効果を認め、粘膜上皮のみでなく粘膜下での遺伝子導入も確認した。また反回神経を経時的にin vivoでトレース可能か、神経トレーサー(DiI:インドカルボシアニン)を喉頭に投与し、in vivo animal imagingsystemを用いて検討した。反回神経ならびに神経中枢である疑核でのトレーサーによる蛍光検出は可能であった。瘢痕性喉頭気管狭窄に対する遺伝子治療や薬物治療による新たな治療法を検討した。ラット喉頭気管へのSeVによるレポーター遺伝子の導入や、新たな気管狭窄ラットモデルを確立しており、本年度は治療効果の検討を行った。細胞増殖を促進するc-mycを抑制する働きをもつFIRを用い、SeV-FIR遺伝子治療による瘢痕狭窄抑制効果についての検討、および冠動脈などの瘢痕狭窄治療にも用いられている免疫抑制剤による治療効果について検討を行った。SeV-FIR遺伝子治療では有意な治療効果は認めず、現在治療条件などを変え効果の検証を行っている。免疫抑制剤による治療では狭窄モデルにおける瘢痕抑制効果を認めた。喉頭疾患への遺伝子治療法開発への基礎的検討を行った。反回神経障害治療における、今後の神経評価法の確立、および喉頭気管狭窄に対する遺伝子治療、薬物治療の効果を検討した。反回神経麻痺に対する治療法について基礎的検討を行い、反回神経の再生についての評価法を確立した。神経機能回復における最大の問題点である過誤支配の克服に向けて、神経切断モデルを作成し、神経トレーサー(ファストブルー、ディアミニドイエロー)を喉頭筋(甲状披裂筋披裂、後輪状披裂筋)にそれぞれ投与し二重染色を行い、中枢(疑核)において過誤神経支配を評価する手技の確立に成功した。また迷走神経核における評価法も確立し、運動神経線維のみでなく感覚神経、交感神経線維の評価を行うことで、運動神経再生における問題点を明らかなにする手法を確立した。末梢においては、免疫染色による運動神経再生の評価法、神経末梢・喉頭での組織学的評価法や喉頭筋電図による神経機能評価法などを確立した。また反回神経遺伝子導入による治療効果検討の前段階として、神経切断部の治療環境として有用性が期待できる新しい神経再生PGAチューブ(ナーブブリッジ)を用いた反回神経再生環境を作ることに成功した。チューブ単独であっても、切断後にチューブで架橋することにより神経再生促進が形態学的に確認できた。この環境を用いた遺伝子治療へと発展させることで、神経の機能的再生を目指した新たな治療法開発への基礎を確立することができた。さらに喉頭気管狭窄に対する遺伝子治療法についての検討を行った。細胞増殖に関わるc-mycの転写抑制因子FIRをセンダイウイルスベクターで傷害後粘膜に遺伝子導入することで気管狭窄の予防効果があった。また冠動脈ステント治療において再狭窄予防薬として用いられている免疫抑制剤タクロリムスを用いた気管狭窄治療効果についても検討し、その狭窄防止効果を認めた。反回神経麻痺における神経保護・再生や喉頭気管狭窄における気道上皮再生を目的とし、ドラッグデリバリーシステムとして、遺伝子治療の応用の可能性を検討した。治療遺伝子を導入し、治療効果を観察することを目的としており、第一段階としてレポーター遺伝子での導入効率などの検討を行った。まずウイルスを用いず安全性の高いLISW(pulsed laser-induced stress waves)法を用い、同じ頭頸部の顔面筋へのLISWを用いた遺伝子導入を試み、レポーター遺伝子(Lac-Z)を搭載するプラスミドのラット顔面筋への注入による遺伝子の発現を経時的に確認した。特にJET-PEIを遺伝子導入時に併用することで、より効率の良い遺伝子導入が可能であることを確認した。

また組織損傷はごく軽度であり、臨床への応用性と安全性の高い遺伝子導入技術であると考えられた。続いて遺伝子導入法として、安全かつ気道への導入効率が良いとされるセンダイウイルスベクター(SeV)を用いた遺伝子導入の検討を行った。ベクターの注入または簡便で非侵襲的な噴霧による喉頭・気管上皮へのレポーター遺伝子導入を検討した。特に簡便な噴霧法が導入効率に優れており、粘膜上皮のみでなく声帯粘膜下での遺伝子導入も確認した。また遺伝子発現は喉頭・気管ともに14日以上継続することを確認し、今後の治療遺伝子による治療効果を期待できる結果であった。さらに今後の治療効果を検討するため、新たなラット気管喉頭狭窄モデルを作成し、数日後には平均狭窄度60-70%という安定したモデルを確立した。そのうえで、SeVによる狭窄モデルへの遺伝子導入効率を検討し、その有用性・安全性を確認した。これらの研究成果は今後治療遺伝子を用いた気管喉頭狭窄への新たな治療法開発へとつながる基礎データとなり、今後の治療遺伝子を用いた治療効果検討への発展が期待できる結果であった。反回神経麻痺および喉頭気管狭窄といった難治性喉頭疾患に対する新たな治療法の基礎研究を進めている。それぞれのテーマにおいて少しずつ結果を確認できており、すでに1編を論文として発表することもでき、今後も数編の論文を作成する予定である。初年度として、まず喉頭気管への遺伝子導入の検討を行った。結果として良好な遺伝子導入を行うことが可能でることが示せた。この結果より今後治療遺伝子を用いた治療効果判定実験へと発展させることが可能である。また安定した新たな喉頭気管狭窄動物モデルを確立した。すでに治療遺伝子としての新たな有力な候補を見出しており、新たな動物モデルを用いた喉頭気管狭窄治療実験を行うことが可能である。次年度以降治療効果についての検討を行う予定である。現在進めている反回神経麻痺に対する治療として、新たにチューブで神経を架橋し治療因子を投与する実験を開始している。またSeV-FIR遺伝子治療による喉頭気管狭窄治療も免疫抑制剤との併用による効果を検討中であり、成果が期待できる。レポーター遺伝子の効果的な導入を示せたことより、今後は治療遺伝子による治療効果検討へと進める。その際に必要な動物モデルについても安定したモデルを確立した。治療遺伝子についてはすでに瘢痕形成抑制へ効果の期待できる有力な因子を見出しており、その遺伝子を搭載したセンダイウイルスベクターもすでに作成済みである。そこでまずは喉頭気管狭窄への治療効果についての検討を行う予定である。実験系は確立されており、おもに実験動物や試薬等に投資する予定である。研究に従事できる時間が十分でないため、研究助手を雇用し研究をさらに推進させる。(人件費1,600,000円)また必要な動物やベクター、試薬等の購入(物品費300,000円)、研究成果の発表(旅費300,000円)などに用いる予定である。
新規インターフェロン応答TRIMファミリー蛋白質の同定とその抗ウイルス作用の解明

TRIM(tripartite motif)蛋白質ファミリーの多くはRINGフィンガー型E3ユビキチンリガーゼとして機能し、そのうちの一部は抗ウイルス作用を示す。特にTRIM5αはヒト免疫不全ウイルスHIVをはじめとするレトロウイルスに対する防御因子であることが判明している。この、TRIM5αがインターフェロン(IFN)に誘導されることを我々は示しており、インターフェロン(IFN)誘導性のTRIM蛋白が新たなウイルス抵抗性にかかわることを着想し本研究を進めた。乳癌増殖促進因子として働くエストロゲン応答性のTRJM蛋白質として先に我々が同定したEfp(TRIM25)は、IFNによって誘導され、ユビキチン様蛋白質でウイルス感染防御に関わるISG15による蛋白修飾のE3リガーゼでもある所見を得た。この関連でEfpのウイルス感染における役割が注目され、実際にEfpがRIG-Iのユビキチン化を介してRNAウイルス抵抗性を担うことを発見した。特に本年度はこの経路がインフルエンザウイルス感染にも重要で、インフルエンザはこの防御システムを抑制して感染することを明らかにした。そのほか本研究者らが発見したインターフェロン(IFN)誘導性TRIM34(ifp)や、TRIM17を含む、複数のTRIM蛋白質でその機能解析を進め、基質ならびに新機能を見出している。以上のように、本研究では、ウイルス感染における宿主防御因子としてTRIMファミリーの抗ウイルス作用に着目し、そのウイルス感染における役割を探った。このことにより自然免疫におけるTRIM蛋白質の新たな病態生理的機能が解明され、新たな予防・治療法の開発、臨床応用へ発展することが期待される。乳癌増殖促進因子として働くエストロゲン応答性のTRIM蛋白質として先に我々が同定したEfp(TRIM25)は、IFNによって誘導され、ユビキチン様蛋白質でウイルス感染防御に関わるISG15による蛋白修飾のE3リガーゼでもある所見を得た。この関連でEfpのウイルス感染における役割が注目されたが、実際にEfpがRIG-Iのユビキチン化を介してRNAウイルス抵抗性を担うことを発見した。そのほか本研究者らが発見したインターフェロン(IFN)誘導性TRIM34(ifp)、TRIM6をはじめ、複数のTRIM蛋白質でその機能解析を進め、最終年度に向け研究が順調に展開している。以上のように、本研究では、HIV感染における宿主防御因子としてTRIM5αの抗ウイルス作用に着目し、TRIM5αのみならずTRIM蛋白質ファミリーのウイルス感染における役割を探った。それにより自然免疫におけるTRIM蛋白質の新たな病態生理的機能が解明され、新たな予防・治療法の開発、臨床応用へ発展することが期待される。
ガングリオシド糖鎖の化学合成

本重点領域研究の主題である糖脂質ガングリオシドの生物学的研究を進めるためには各種ガングリオシドまたはその誘導体の純粋試料の提供が重要な鍵をにぎっている。本研究班は昨年に引き続いてガングリオシドの化学合成の研究を推進し,大いに見るべき成果を挙げた。その成果は直ちに生物学的研究に反映され、ガングリオシドの化学合成の領域では世界的リ-ドを保つことができた。まずガングリオシド類に不可欠な構成成分であるシアル酸の実用的な簡易化学合成法が始めて達成され、同時に合成されたシアル酸異性体に顕著なノイラミニダ-ゼ阻害作用が見い出されるに至った(芝)。ガングリオシド類の中でも、わが国で始めて永井によって発見された神経突起増大作用を有するGQ1bの純化学合成が企てられ、その分枝部の4糖鎖部分の合成が行われた(小川)。同じGQ1bの合成のために必要なシアル酸ー(alpha 2ー8)ーシアル酸部分の合成およびそれよりポリシアロ糖の合成が試みられた。またシアル酸に関連するデアミノノイラミン酸であるKDNの合成が行われた(磯部)。ガングリオシドに存在する脂質疎水性基の研究に関連して、一般のスフィンゴシンのCー2位の配置とは逆のR-配置を有する海綿Xestospongia sp.のアミノアルコ-ルが化学合成された(森)。ガングリオシド生合成における重要酵素であるシアリルトランスフェラ-ゼ分子の化学構造解明のために光アフィニティラベル法を考案し、新規に開発した放射性標識ジアジリン化合物を導入した基質を合成し、シアリルトランスフェラ-ゼ阻害活性を測定した(畑中)。ガングリオシドの系統的NMR解析法を開発し、GM1,GD1a,GD1b,GT1bのNMRを詳細に検討し、ガングリオシドの立体構造解析の実例を示すことができた(稲垣)。
培養細細と細胞外基質による角膜再生治療および角膜幹細胞移植

目的:本邦の角膜移植手術におけるドナー角膜不足は深刻であり、ドナー角膜を必要としない、角膜再生治療に期待がかかっている。これまでに、我々は水庖性角膜症に対し、培養角膜内皮細胞とコラーゲンで再構築した内皮細胞シートがin vivoで有効であるを証明した。今年度は角膜上皮、実質、内皮層より選択的に組織幹細胞を採取し、それらの細胞のキャラクタライズをするとともに、角膜再生医療に利用できるか検討した。方法:白色家兎の角膜を摘出し、角膜上皮、実質、内皮層に分離した。そろぞれの組織片はコラゲナーゼで24時間反応させ、細胞外基質を溶解させることで、細胞成分のみを採取した。無血清で10%のメチルセルロースを含む培養液中で、分化させることなく、細胞を浮遊培地で培養した。得られた細胞塊(sphere)を採取することにより、選択的に角膜組織幹細胞を採取した。免疫染色ならびにRT-PCR法により細胞のキャラクタライズを行い、採取した組織幹細胞により角膜の各層を再構築した。再構築をした角膜をそれぞれ白色家兎角膜に移植を行い、移植後の角膜透明性を観察した。結果:角膜のいずれの層からも、スフェアーが形成され、それぞれ未分化マーカーを発現した。また分化誘導培地で培養して得られた細胞はそれぞれの細胞に分化し、それぞれ由来の細胞と同様のイデンシハツゲンパターンを示した。各組織幹細胞を用いて再構築した角膜上皮シート、実質シート、内皮シートは十分な強度を持ち、移植可能であった。移植はいずれの層も透明性を維持し、術後眼圧上昇は2ケ月間の間であるが、拒絶反応など認められなかった。いずれの実験モデルにおいても、組織幹細胞を移植した群における角膜浮腫,および眼圧上昇は認められず角膜透明性を維持した.考察:組織幹細胞による再構築角膜はの移植後長期成績を動物眼で今後検討する必要があるが、今後の臨床応用に対して大いに期待できる方法であると考えられた。今回、水疱性角膜症に対し、培養角膜内皮細胞とコラーゲンで再構築した内皮細胞シートあるいは組織幹細胞がin vivoで有効であるか検討した。方法:白色家兎またはヌードラットの水疱性角膜症モデルを作製し,各種方法により培養HCECおよび、角膜内皮組織幹細胞の移植を試みた.5代継代した培養HCECをコラーゲン上で培養し,HCECシートのポンプ機能の指標であるPotential Difference (PD)とShort Circuit Current (SCC)を測定した.ヌードラットもしくは,白色家兎のデスメ膜を除去した後に,培養HCECを用いて再構築した角膜あるいは,培養HCECシートを移植した.また、白色家兎の水疱性角膜症モデルに対して,スフェアー法により作製したヒト角膜内皮組織幹細胞を前房内に投与して、角膜内皮面に移植した。術後4週間、眼圧、角膜厚、前眼部を観察した。4週目に組織学的検討を行った。結果:HCECシートのPDとSCCはヒト角膜の8095%,7682%であった.いずれの実験モデルにおいても、培養HCECもしくは、組織幹細胞を移植した群における術後角膜厚はコントロールよりも有意に小さく,角膜浮腫,および眼圧上昇は認められなかった.術後4週目の内皮密度はいずれのモデルにおいても2500cells/mm^2以上であった.またいずれの移植モデルにおいても組織学的に蛍光標識をした一層のHCECが内皮面に接着しているのが観察された.考察・結論:培養HCECに正常角膜と同様にポンプ機能があることが証明された。培養HCECにより再構築した角膜、あるいはヒト角膜内皮組織幹細胞の移植後の角膜浮腫抑制効果が確認された.培養HCECおよび、組織幹細胞の臨床応用への可能性が示唆された.目的:本邦の角膜移植手術におけるドナー角膜不足は深刻であり、ドナー角膜を必要としない、角膜再生治療に期待がかかっている。

各組織幹細胞を用いて再構築した角膜上皮シート、実質シート、内皮シートは十分な強度を持ち、移植可能であった。移植はいずれの層も透明性を維持し、術後眼圧上昇は2ケ月間の間であるが、拒絶反応など認められなかった。いずれの実験モデルにおいても、組織幹細胞を移植した群における角膜浮腫,および眼圧上昇は認められず角膜透明性を維持した.考察:組織幹細胞による再構築角膜はの移植後長期成績を動物眼で今後検討する必要があるが、今後の臨床応用に対して大いに期待できる方法であると考えられた。
バクテリアにおける、大過剰量グルコースによる薬物排出輸送担体の誘導機構の解明

最近、我々は古細菌に属する高度好塩菌の一種、Haloferaxvolcaniiが大過剰量のグルコースやアミノ酸存在下での培養によりP一糖蛋白類似のATP駆動型多剤排出ポンプが発現してくることを明らかにした。本研究に於いては、ゲノムライブラリーから新規のATP駆動型輸送担体を単離した。ABCの一部であるB-motifの保存配列をprimerとしてPCRをかけ、1kbpの産物が得られた。このPCR産物は、排出輸送担体の一部であると考えられた。これをプロープとして、ゲノムライブラリーから新規のATP駆動型輸送担体を単離した。この輸送担体は、274アミノ酸残基からなる、ABC蛋白と401アミノ酸残基からなる膜貫蛋白から形成されており、恐らく両者がコンプレックスを形成して機能するものであろうと推定された。このABC部分は、様々な動物細胞におけるMDRと極めて相同性が高いものであった。現在、H.volcaniiでの欠損株を作製し、この輸送担体が様々な薬剤の耐性に関与するか否かを検討中である。また、大腸菌に於ける機能発現の構築を行い、再構成系への実験の第一段階を検討している。更に、グルコース存在下におけるmRNAレベルの変化を検討中である。過剰量グルコース添加により、細胞内環境変化も起こっており、これが誘導の引き金になっていると推察している。mRNAレベルの変化と細胞内環境変化(pH,イオン組成等)との関係を解明中である。過剰量の様々な栄養物質により活性化する抗癌剤排出ポンプ:申請者は、高度好塩菌の一種、Haloferax volcaniiにおいて、抗癌剤を含む培地で培養しなくても、過剰量のグルコース、アミノ酸、アルコール存在下での培養により抗癌剤排出ポンプが誘導されてくることを明きらかにした。この活性化にはこれらの代謝が必須であることが明らかにした。通常の培地で培養した場合でも、少ないながら排出活性が観察された。更に、これら誘導されてくる排出ポンプが同一であるか否かについて検討をおこなった。これら誘導されてくるポンプのエネルギー系はATPの加水分解であった。一方、ATP依存性は、抗癌剤により誘導されてくるポンプと過剰量アミノ酸により誘導されてくるものと同じであたったが、糖による誘導は異なっていた。このことにより、過剰量の糖により誘導されてくる排出ポンプは、抗癌剤あるいは過剰量アミノ酸により誘導されてくるものと異なることが示唆された。また、抗癌剤により誘導される排出ポンプ、過剰量グルコースにより誘導されるもの、内在的に存在するものは、基質特異性、阻害剤による阻害曲線が異なるという結果も得られており、いくつもの排出ポンプが存在すると推察された。現在、これら排出ポンプの分子種のシークエンスを行っている。P-糖蛋白類似排出ポンプの遺伝子クローニング:抗癌剤、アミノ酸、及びグルコースにより誘導されてくる排出輸送担体は性質が少しずつことなるが、どの輸送担体もATP依存的であり、ATP binding cassette (ABC)を有していると予想される。ABCの一部であるB-motifの保存配列をprimerとしてPCRをかけ、0.6kbpの産物が得られた。このPCR産物は、排出輸送担体の一部であると考えられる。このシークエンスを行った。その中から、ヒトMDRに相同性の高いPCR断片をクローン化し、これをプロープとしてゲノムライブラリーから新規のATP駆動型輸送担体の遺伝子を単離した。この輸送担体遺伝子は、274アミノ酸残基からなるABC蛋白と401アミノ酸残基からなる膜貫蛋白をそれぞれコードする遺伝子がオペロンを形成していた。これより、この輸送担体は両者が2量体を形成して機能するものであろうと推定している。また、ABC部分は、様々な動物細胞におけるMDRと極めて相同性が高いものであった。現在、大腸菌に於ける機能発現及びH.volcaniiにおける欠損株を作成し、機能を解析中である。
酸溶出法に基づいた下水汚泥焼却灰からのリン・重金属の分別回収

本研究では、酸とアルカリの組み合わせにより、下水汚泥焼却灰中のリンをリン酸溶液またはリン酸カルシウムとして分別回収することを試みた。焼却灰からリンを溶出させた硫酸溶出液に対して、一つは鉄塩を加えてpH2付近でリン酸鉄、もう一つは何も加えずにpH4付近でリン酸鉄+リン酸アルミニウムを一旦沈殿させ、その後アルカリ性にして金属類を分離する方法である。これらの中間物質を介することによって、重金属含有量の低いリン酸溶液またはリン酸カルシウムが得られ、最終的に焼却灰中リンの7187%が回収可能なことが確認された。その一方で、濃縮された重金属溶液の回収も可能なことが示唆された。本研究では、硫酸を用いて下水汚泥焼却灰からリン酸を溶出させ、その酸溶出液からリンをリン酸鉄として分別回収することを試みた。モデル重金属としてはCuとZnを選択した。まず、硫酸濃度を増して酸溶出液pHを0.81.5まで下げると、焼却灰中リンの7985%が可溶化された。次に、この酸性溶液に塩化第2鉄をFe/Pモル比1.1で加え、pHを1.92.1に調整すると、比較的純粋なリン酸鉄の沈殿が得られた。リン酸鉄中には、Alが1.82.0%DW、Znが0.0360.046%DW、Cuが0.0150.017%DWの含有量でそれぞれ存在していた。また、このリン酸鉄回収時において高温嫌気性消化汚泥のろ液を用いた自然のキレート剤を添加したところ、重金属を溶解性に保つのにほとんど効果が見られなかった。したがって、自然系キレート剤によるリン酸鉄沈殿からそれら金属の分離は限定的にしかうまくいかなかったと評価される。一方、低pHにおける金属の挙動を理解するのが必要であることも示唆された。下水汚泥由来の焼却灰について、硫酸を用いた化学的な酸溶出によってリンおよび重金属を溶出させ、その溶出液からリンと重金属を分別回収する方法を基礎検討した。酸溶出では、焼却灰100gに0.25mol/L硫酸を1L加え(L/S比10、pH約1.5)、約300rpmの撹拌速度で4時間撹拌した。溶出率としてリン約72%、重金属約4960%が得られ、重金属よりリンが溶出しやすい傾向にあった。この結果から、元素の種類やその存在形態によって酸溶出率が異なることがわかった。酸溶出液へのアルカリ添加により、PO4-P、Fe、Al、Ca、Zn、Cu等の主要元素のpHに対する挙動を明らかにした。嫌気性消化汚泥も比較対象として用いたところ、焼却灰の方が高いリン酸回収率を得ることが可能であったが、嫌気性消化汚泥は元素濃度の低さと溶解性有機物質によるキレートと推測される作用によってリン酸と重金属を分別回収しやすいという結果となった。また、実験結果と化学平衡計算プログラムMINEQL+による推定は、元素によって合致の度合いは大きく異なった。酸溶出液から鉄(III)塩とアルカリ剤を添加したpH22.3でリン酸鉄の沈殿回収を行ったところ、純度の高いリン酸鉄を得ることができ、酸溶出とアルカリ回収を組み合わせる方法は焼却灰について適用可能な方法であると考えられた。しかし、鉄塩の経済性などから、課題の存在することも示された。枯渇資源とみなされているリンは、わが国では岐阜市などでアルカリ抽出法による下水汚泥焼却灰からの回収が行われている。これに対し、酸抽出法では、リン溶出率80%以上が可能なものの、有害重金属が回収物へ移行しやすいという問題点がある。本研究では、下水汚泥焼却灰から、リン酸鉄を介して重金属含有量の低いリン酸カルシウムを回収する方法について基礎検討を行った。本研究で提案した方法は、下水汚泥焼却灰の硫酸溶出液から、pH約2で沈殿するリン酸鉄を介して重金属を排除し、最終的に適用性の広いリン酸カルシウムを回収する方法である。提案法により、下水汚泥焼却灰中のリンを重金属含有量の低いリン酸カルシウムとして最終的に約70%以上回収できた。内訳は、硫酸による焼却灰からのリン酸溶出は約85%以上、その液からのリン酸鉄としてのリン回収率は約95%、アルカリ添加によるリン酸鉄からのリン酸溶出率は約90%、カルシウム添加したそのリン酸をリン酸カルシウムとしての回収率は約98%であった。重金属はどの回収物にも存在したが、その含有量は最終産物のリン酸カルシウム中では肥料取締法の基準をはるかに下回っていた。今後は、添加薬品の再利用やリン以外の元素の分別回収などについても検討する必要がある。

土木環境システム目標が未達成のものがあることや、新しい課題が見つかったことによる。例えば、焼却灰からの酸溶出において80%以上のリン溶出率が常時得られておらず、H26年度に酸溶出条件の一部変更を含めて再確認の実験を行う。また、消化汚泥ろ液の金属キレート作用が乏しかったことは予想外のことであった。新しい課題としては、従来のリン鉱石を用いたリン化合物生産においては、リン化合物以外にも含有量の多いカルシウムは石膏として回収するなど、資源を有効利用し、廃棄物が出ないようにする方法を用いている。本研究でも、その線に沿って焼却灰からの効率的な資源回収を検討する必要がある。初年度は、焼却灰からリン回収率を向上させるために、酸溶出条件について詳しく検討することを目的とした。しかし、詳細な検討よりも全体的な把握を優先させた結果、検討因子とした温度および焼却灰粒度について取り上げることができなかった。後述するように、来年度では温度や粒度の影響を観察する予定である。一方で、本来は二年度目に予定していた酸溶出液中のリンはリン酸鉄として、重金属は主に水酸化物として分別回収する方法を実施・検討することができた。具体的には、第二鉄塩の存在下でアルカリを加えていったとき(つまり、pHを上げていったとき)のリン酸と重金属の挙動を調査した。pH約1から約10の範囲におけるリン酸および重金属の沈殿形成と溶解性濃度について理論的な化学平衡計算とも比較しながら確認した。この結果から、酸性pH領域において、重金属が溶解性に保たれながらリン酸のほとんどがリン酸鉄として沈殿する最適pHと、その後のアルカリ性pH領域において、重金属のほとんどが沈殿分離する最適pHを最終的に決定することができた。以上のように、一年度目と二年度目の検討項目の一部が入れ替わり、当初の予定とは異なったが、進捗状況としてはおおむね順調であると評価している。今後の研究の推進方策として、大きく分けて3つの項目がある。1)まず、酸溶出の再試験を行う。検討項目は、pH、焼却灰の粒度、溶出温度である。実験条件ごとにより実験数を増すことによって信頼性も確保する。2)リンをリン酸鉄として回収することは比較的高純度のリンを得るためには良いが、リン酸鉄の用途はあまり広くない。そこで、リン酸鉄にカルシウムをを反応させ、リン酸カルシウムに転換できるかどうかと、そのときの重金属などを不純物の量について確認する。3)添加した硫酸と焼却灰中に存在するカルシウムについて有効利用するために、石膏の回収とその純度について検討する。本研究は、酸溶出液中のリンはリン酸鉄として、重金属は主に水酸化物として分別回収することを基本とする。鉄塩を加え、リン酸鉄としてリン回収する方法は昨年度検討したので、この変法として鉄板を用いる鉄電解法を検討する。鉄剤よりも安価な鉄板を用いることによって費用を大きく抑えられる可能性があり、一方では電気代が必要となるが、これらの費用は酸溶出液の処理量やリン酸濃度に影響されるので、それらの関係性を明らかにする。また、酸溶出率を高めるため、代表的な条件において温度と焼却灰粒度の影響について検討する。回収された沈殿物については、回収量はもちろんのこと、成分分析によって純度を測定し、X線回折分析法(XRD)によって結晶構造の解析も行う。リンと重金属が分別回収されるそれぞれの最適pHは値の低いほど添加するアルカリ剤が少なくて済み、経済性に優れることになる。さらに、リンと重金属の回収実験において、天然キレート剤を多量に含有する高温嫌気性消化液で作成した硫酸溶液を用いることを検討する。