hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しいムチン遺伝子を用いた胃の前癌病変の分子機構解析

1)新しいムチン抗原A3D4については、蛋白レベルでの発現が、正常胃粘膜、胃炎に伴う腸上皮化生には全く認められず、胃癌近傍の腸上皮化生と癌に限局していることから、本抗原の診断的有用性を明らかにすることを目的に、多数の早期胃癌の内視鏡生検組織について発現を検討した。その結果、本抗原は胃腺腫、とくに腸型腺腫にほぼ100%発現し、その近傍の腸上皮生にも高率に発現することを明らかにした。また、慢性胃炎に伴う腸上皮化生の約20%において、腺底部にきわめて弱い発現を認めた。これらの結果は、A3D4抗原が腸型胃癌のハイリスクグループを検出するのに役立つ可能性を示唆しており、今後ルーチンの上部消化器癌内視鏡検査への応用を予定している。2) MUC2ムチンは、正常胃粘膜には発現しないが、これまでの検討で、腸上皮化生以外に再生上皮でも発現することを明らかにした。胃癌の一部は慢性胃炎にみられる再生上皮から発生する可能性も示唆されており、胃癌の背景粘膜についてさらに検討を加えている。MUC2ムチンコア蛋白上に発現されるとされるスルホシアリルLewis Aを認識するモノクローナル抗体91.9Hを用いて、腸上皮化生と類似するバレット食道および食道腺癌での発現を検討した。その結果、バレット食道腺癌発生との関連性が示唆された。3)ゲノム不安定性については、引き続き数種のマイクロサテライト領域について、胃癌近傍の腸上皮化生およびそれ以外の背景粘膜についてPCR法により検討を行い、低頻度ではあるが胃癌および胃腺腫の背景粘膜において陽性例を見い出しており、さらに検討を重ねている。1.新しく作製したモノクローナル抗体A3D4の対応抗原についてλgt11ライブラリーを用いてcDNAクローニングを続行した。2.この新しいムチン抗原A3D4の胃粘膜における局在について、mRNAレベル、産物(蛋白)レベルで系統的かつ詳細に検討した。これまでのpreliminaryな検索でA3D4蛋白は、正常胃粘膜ならびに慢性胃炎粘膜では腸上皮化生部を含めて、すべて陰性であった。一方、胃癌粘膜においては、癌部に高率に陽性である他、興味深いことに癌近傍の腸上皮化生部に陽性を示している。これらの知見について、腸上皮化生部を完全型、不完全型に分類して検討するとともに、各種粘液染色とも対比した。3.MUC2 cDNAおよびMUC2遺伝子産物に対するモノクローナル抗体CCP58(IgG1)(オーストラリアのMcKenzieらとの共同研究)を用いて、RT-PCR、ウェスタンブロット法および免疫ペルオキシダーゼ法により、上記前癌病変を詳細に検討した。これまでの検索で対応抗原エピトープは正常胃粘膜には陰性であるが、腸上皮化生部には、慢性胃炎、胃癌近傍に拘らず陽性であることが判明している。4.Genomic instabilityを検索するため、新鮮凍結標本よりDNAを抽出し、数種のマイクロサテライト領域について、PCR法により検出した。またAPC,ras,p53について、PCR-SSCP法、免疫組織染色を行なった。1)新しいムチン抗原A3D4についでは、蛋白レベルでの発現が、正常胃粘膜、胃炎に伴う腸上皮化生には全く認められず、胃癌近傍の腸上皮化生と癌に限局していることから、本抗原の診断的有用性を明らかにすることを目的に、多数の早期胃癌の内視鏡生検組織について発現を検討した。

これらの結果は、A3D4抗原が腸型胃癌のハイリスクグループを検出するのに役立つ可能性を示唆しており、今後ルーチンの上部消化器癌内視鏡検査への応用を予定している。2) MUC2ムチンは、正常胃粘膜には発現しないが、これまでの検討で、腸上皮化生以外に再生上皮でも発現することを明らかにした。胃癌の一部は慢性胃炎にみられる再生上皮から発生する可能性も示唆されており、胃癌の背景粘膜についてさらに検討を加えている。MUC2ムチンコア蛋白上に発現されるとされるスルホシアリルLewis Aを認識するモノクローナル抗体91.9Hを用いて、腸上皮化生と類似するパレット食道および食道腺癌での発現を検討した。その結果、パレット食道腺癌発生との関連性が示唆された。3)ゲノム不安定性については、引き続き数種のマイクロサテライト領域について、胃癌近傍の腸上皮化生およびそれ以外の背景粘膜についてPCR法により検討を行い、低頻度ではあるが胃癌および胃腺腫の背景粘膜において陽性例を見い出しており、さらに検討を重ねている。
蝸牛神経圧迫損傷後ラセン神経節細胞変性の機序および神経保護について

聴覚を司る蝸牛神経は、ヒトが円滑な日常生活を営む上で必要不可欠な脳神経である。一方では、聴神経鞘腫の発生ないし摘出手術による聴力喪失、交通外傷による難聴発生など外的障害を被る機会が極めて多い脳神経でもある。聴力温存の試みとして、聴性脳幹反応および蝸牛神経複合活動電位モニタリングを用いた手術が行われているが、術後に残存聴力が失われてしまうことが稀にあり、温存できた聴力が術後次第に消失する事もある。このような経時的蝸牛神経障害の発生機序の一因として、ラセン神経節細胞の持続的脱落変性が明らかとなった。つまり、ラセン神経節細胞は2ないし3週間で脱落変性し、その後は変性が停滞する事が判明した。しかし、ラセン神経節細胞脱落の機序については究明するに至らなかった。つまり、神経細胞脱落は壊死由来なのかアポトーシス由来なのか、DNA ladderingが生じているのか否か、脱落を防ぐ方法は存在するのか等の詳細な実験は行えなかった。本科学研究費補助金の援助を得て、ラセン神経節細胞変性速度は蝸牛神経の圧迫損傷速度に依存し、損傷速度が速い場合、神経細胞変性も有意に速く進行する。ただし、神経圧迫の距離を一定にしているため、外傷後4週目の残存神経細胞数は圧迫速度に関わらず、ほぼ一定である。ゲル電気泳動によるDNA解析を行い、DNA ladderingの存在が確認された。TUNEL染色では、一部のラセン神経節細胞の陽性所見を得た。すなわち、蝸牛神経節細胞脱落にはアポトーシスが関与している。つまり、ラセン神経節細胞は2ないし3週間で脱落変性し、その後は変性が停滞する事が判明した(J Neurosurg投稿中)。そこで、本科学研究費補助金の援助を得て、ゲル電気泳動によるDNA解析を行い、DNA ladderingの存在が確認された。すなわち、蝸牛神経節細胞脱落にはアポトーシスが関与している(投稿準備中)。今後、RNAとくにmRNAの発現確認・定量などを通して、ラセン神経節細胞脱落変性の遺伝子発現の検索および神経保護に有効な方策を検索して行く事が可能であると考えられる。
皮膚におけるマスト細胞の分化・増殖機構の研究

マウスマスト細胞IL-3依存性cell lineであるMC/9 cellはtyrosine kinase型receptorであるc-kitを発現し、そのligandであるSCFの刺激により、生存維持、アポトーシスの抑制がなされている。今回の研究でわれわれは以下の結果を得た。(2) MC/9のc-kit発現を免疫沈降法、Western blot analysisでc-klt発現を検討した結果、retinoidはc-kit発現に影響を及ぼさなかった。(4) IL-3添加群、SCF添加群にかかわらず、retinoidによりDNAfragmentatlon(アポトーシス)が惹起された。(5) retinoidはc一kit刺激後のMAPKリン酸化に影響しなかった。(6)活性型vitamin D3であるcarcitriolの核内レセプターはVDR-RXR heterodimerだが、9-cis retinoic acidはRXRのligandであることが知られている。またcarcitriolは単独でc-kit発現をdown regulateする。今回、carcitriolと9-cis retinoic acid、及び13-cis retinoic acidを用いてc-kit発現を検討したが、相互作用は認められなかった。Retinoic acidが単独でマスト細胞の増殖系に与える影響を中心に検討した。マウスマスト細胞のIL-3依存性cell lineであるMC/9 cellは膜表面にtyrosine kinase型receptorであるc-kitを発現しており、そのリガンドであるSCFの刺激により、生存維持、アポトーシスの抑制がなされている。各種retinoid(Ro10-1670,all trans,13-cis,9-cis)はすべて、MC/9 cellのIL-3依存性増殖を抑制した。またこれらのretinoid処理24時間により、IL-3receptorの発現はdown regulateされることがflow cytometryにより確認された。一方、上記薬剤で処理したMC/9から膜分画蛋白を抽出し、c-kitを免疫沈降したのち、SDS-PAGE、Western blot analysisでc-kit発現を検討したが、retinoidはc-kit発現には影響を及ぼさなかった。アポトーシスに関しては、IL-3添加群、SCF添加群にかかわらず、上記薬剤処理によりDNA fragmentationを引き起こしアポトーシスを誘導した。したがってMC/9 cellのIL-3とSCFの情報伝達系,特に両者に共通のRas/MAPK系をretinoidはブロックすると考えられる。しかしMAPK燐酸化の検討ではブロックされておらず、以上の結果からretinoidはMAPKより下流の情報伝達系をブロックすると考えたマウスマスト細胞IL-3依存性cell lineであるMC/9 cellはtyrosine kinase型receptorであるc-kitを発現し、そのligandであるSCFの刺激により、生存維持、アポトーシスの抑制がなされている。
学術研究の公共性と研究公正

公正な研究を推進することに適した組織を科学的知識の公共性の観点から検討することがこの研究のテーマである。科学的知識が公共的に利用可能となるためには、知識の利用者である一般の人々の教育や、科学情報の流通過程も視野に入れる必要があるため、必要な限りにおいて、人材育成や科学コミュニケーションの研究を行う必要がある。平成30年度は、今後、取り掛かる予定の研究公正に関する書籍の執筆のための資料収集・読解、論点整理を行なった。研究内容上の重要な成果として、待鳥聡史・宇野重視編著『社会の中のコモンズ』(白水社、2019年)などで展開されているコモンズ論に行き着いたことがある。体系的な科学的知識を、原則的にだれにでも利用可能なコモンズであるとみなすことができれば、公正な研究組織とは知識コモンズの生産管理を行う人々によるガバナンスの行き届いた組織のことであり、知識コモンズへのアクセスを妨害する様々な要因の排除が、科学コミュニケーションの目標の一つとして位置づけられることになる。今後、研究公正と人材育成、科学コミュニケーションの妥当なあり方をコモンズ論の観点から統一的に説明することを目指す。平成30年度の研究成果としては、科学コミュニケーションに関する論文、一報を執筆し、査読付き学術誌に投稿したことがある(現在、査読中)。その他、東北哲学会で研究公正に関する研究発表、科学技術社会論学会において科学コミュニケーションを主題とする研究発表を行った。また、昨年12月には、公正研究推進協会(APRIN)主催のセミナーの講師をつとめた。研究公正と科学コミュニケーションを独自の観点から統一的に説明する観点を設定することが平成30年度における最大の課題であったが、この課題はコモンズ論について検討することで果たせる可能性が高いことがわかった。具体的成果として、科学コミュニケーションに関する論文、一報を執筆し、査読付き学術誌に投稿することができた。また、東北哲学会で研究公正に関する研究発表、科学技術社会論学会において科学コミュニケーションを主題とする研究発表を行うことができた。体系的な科学的知識を知識コモンズとみなし、19世紀から現代にいたるまでの知識コモンズの形成過程を追う。その上で、知識コモンズの維持管理を適切に行うための規範として、公正な研究のルールを特徴づける。さらに、知識コモンズへの人々のアクセスの妥当なあり方を検討する。研究を推進するために必要となる資料において、すでに入手している書籍を利用することができることがしばしばあり、物品費の支出額が予想よりも少なかったため。
死の不安に対する防衛反応の文化内差、文化間差を説明するプロセスモデルの検証

本年度はまず,オーストラリアと日本の比較文化研究で,社会的文脈(個人文脈と関係文脈)と存在論的恐怖の顕現化の操作(MS操作),および顕在的自尊心が,潜在的自尊心(誕生日効果得点)に及ぼす影響について検討した。オーストラリアでは文脈,顕在的自尊心によらず,MS操作が潜在的自尊心を高めるという結果が得られた。一方,日本においては,MS操作が潜在的自尊心を高める効果を持ったのは,顕在的自尊心が高い者が,関係文脈の下で回答を行った場合のみであった。対照的に,顕在的自尊心が高い者が個人文脈で回答する場合,MS操作は潜在的自尊心を低める効果を持っていた。存在論的脅威の潜在的自尊心に対する影響が社会的文脈に調節されるという結果は,文化差に関する理解を進展させるものである。次に,他者を媒介とした防衛反応について,日本での検討を行った。過去の成功・失敗についての自己の帰属と,親友からの支援的帰属の期待を取り上げた実験では,一定の条件(失敗を成功より先に考える,もしくは親友の帰属を自己の帰属よりも先に回答する)の下で,愛着不安が高い者と愛着回避が低い者は,MS操作によって自己卑下的な帰属,親友からの支援的帰属の期待双方を強めることが示された。一方,愛着不安が低い者は,失敗を先に思い出す場合に,MS操作条件で自己卑下的帰属を弱めていた。さらに,親しい友人に対して行った過去の肯定的行為・否定的行為の主観的時間的距離に対するMS操作の影響を検討した実験を行った。その結果,MS操作を受ける条件では,親友に対する過去の肯定的行為が統制条件よりも近くに感じられていた。一方,安定型愛着の者では,MS操作は罪悪感を感じた経験を近く感じさせる効果を持っていた。これらの研究は,他者との関係を通じた防衛の様態について知見を蓄積し,防衛反応の多様性を検討する下地を提供する意味がある。本年度はまず,謙遜規範を状況的に顕現化するプライミング手法について予備実験を行った.謙遜反応が関係への配慮から生じるという点から,関係文脈では個人文脈の場合よりも謙遜規範の働きが強くなると考えられた.そこで,文脈操作としてGardnerら(1999)のI-Weプライム法,Trafimow(1991)による架空シナリオ法の素材を日本語訳したものの効果を検討した.大学生56名(女性39名,男性17名)がいずれかのプライム法で個人文脈もしくは関係文脈を顕現化する操作を受けた後,自己記述の質問紙に回答した.その結果,I-Weプライム法で,We条件でI条件よりも個人的側面の記述が少ないという理論的予測と整合するパターンが得られたので,本実験ではI-Weプライム法を採用することとした.次に,日本人被験者を対象に,実存的脅威の顕現化と社会的文脈が顕在的・潜在的自己評価に及ぼす影響について検討した.70名(女性64名,男性6名)の大学生が1回10人程度のグループで実験に参加した.実験は(1)文脈の操作(個人対社会)(2)誕生日効果による潜在的自己評価測定(事前得点)(3)実存的脅威の顕現化の操作(実存対統制)(4)潜在的自己評価測定(事後得点)(5)個人的特性・社会的特性の顕在的自己評価の順に行われた.文脈操作,実存的脅威の操作および事前得点を予測変数とする一般線形モデルによる分析を事後得点,個人特性,社会特性それぞれに対して行った.その結果,個人文脈群においては,統制条件と比較してMS操作条件で潜在的自己評価は高く,社会的特性の自己評価が低い傾向が見られた.一方,社会的文脈群においては,統制条件と比較してMS操作条件で潜在的自己評価が数値上低く,社会的特性の評価が高い数値上の傾向が見られたが,統計的に有意ではなかった.本年度はまず,オーストラリアと日本の比較文化研究で,社会的文脈(個人文脈と関係文脈)と存在論的恐怖の顕現化の操作(MS操作),および顕在的自尊心が,潜在的自尊心(誕生日効果得点)に及ぼす影響について検討した。

その結果,MS操作を受ける条件では,親友に対する過去の肯定的行為が統制条件よりも近くに感じられていた。一方,安定型愛着の者では,MS操作は罪悪感を感じた経験を近く感じさせる効果を持っていた。これらの研究は,他者との関係を通じた防衛の様態について知見を蓄積し,防衛反応の多様性を検討する下地を提供する意味がある。
低費用航空会社の提携が及ぼす影響に関する研究

これまでの多くの研究が、低費用航空会社(LCC)は、競争的運賃を設定し、航空産業の競争を活性化してきたとの結果を示してきた。一方で、近年はLCCと他の航空会社との提携も見られるようになってきた。しかしながら、提携は、航空会社に非競争的行動をとらせる可能性も指摘されており、LCCの提携は航空産業全体の競争を弱める恐れがある。こうしたなか、LCCの提携について、実証的に分析した研究はこれまでほとんど行われていない。本研究では、LCCと他の航空会社などとの提携に注目し、これまで航空産業を競争的にしてきたとされるLCCの関係する提携が航空産業に与える影響について、データを用いた実証的分析を行う。
時間分解X線磁気円二色性測定による磁性薄膜の光照射磁化反転現象の研究

近年目覚ましい発見を遂げるスピントロニクスの一環として、円偏光した光の照射で物質の磁性を制御する全光ヘリシティ依存スイッチング(AO-HDS)が注目を集めている。これまでGd-Fe-Co系合金薄膜のようなフェリ磁性垂直磁化膜がAO-HDSの生じる系として知られていたが、最近Co-Pt系の超格子薄膜やFe-Ptを含む薄膜などの強磁性垂直磁化膜においてもAO-HDSが起こることが発見された。本研究では強磁性垂直磁化膜の磁性ダイナミクスを解明することにより、AO-HDSの起源に迫ることを目的とした。まず、X線自由電子レーザーSACLAの硬X線ビームラインBL3において、FePt L10薄膜に対して蛍光法を利用したPt L3吸収端における時間分解X線磁気円二色性測定を行うことで、Ptの磁気モーメントの光照射に対する応答のダイナミクスを観測することに成功し、消磁の時間スケールが0.6 psであることを明らかにした。また、可視光によるFePt L10薄膜の時間分解磁気光学カー効果測定を行うことで、Feの磁気モーメントの消磁時間が0.1 ps程度であることを明らかにし、Ptの消磁時間と大きく異なることが発見した。続いて、SACLAの軟X線ビームラインBL1において、Co-Pt系超格子薄膜に対してCo M端・Pt N端を利用した時間分解共鳴X線磁気光学カー効果測定を行い、CoとPtそれぞれの磁気モーメントの光照射に対する応答のダイナミクスを共通の手法で観測することに成功した。その結果、Coの消磁時間は0.08 psであるのに対し、Ptの消磁時間は0.64 psであることが明らかになり、FePt L10薄膜と同様の傾向の結果が得られた。磁性サイトによって消磁の時間スケールが異なる様子はAO-HDSを起こすフェリ磁性体であるGd-Fe-Co系合金薄膜でも観測されており、異なる二つの時間スケールの存在が光照射による磁化反転に本質的に必要である可能性を示唆している。本研究課題において薄膜磁性のダイナミクスを解明するにあたり、FeやCoのような3d遷移金属のL吸収端が存在する軟X線領域と、Ptのような5d遷移金属のL吸収端が存在する硬X線領域のそれぞれにおいて、消磁プロセスの時間スケールであるサブピコ秒時間領域と、緩和プロセスの時間スケールであるサブナノ時間領域の両方について時間分解測定を実現し、磁性ダイナミクスの全貌を明らかにすることを目標にしていた。このうち、軟X線のサブナノ秒領域の測定については、以前の研究である、放射光施設SPring-8 BL07LSUにおける軟X線時間分解磁気円二色性測定によって実現していた。本研究で新たに、SACLA BL3での硬X線時間分解磁気円二色性測定により、硬X線のサブピコ秒領域およびサブナノ秒領域の測定を実現することができた。また、3d遷移金属のL吸収端の存在する軟X線領域でのサブピコ秒領域の測定については、測定可能な実験施設が非常に限られていることもあり実現していないが、Coについてはよりエネルギーの低いM吸収端を利用することで、SACLA BL1の時間分解共鳴X線磁気光学カー効果測定によってサブピコ秒領域の消磁の振る舞いを観測することに成功し、同じ手法での測定によってPtとのダイナミクスの比較することも可能となった。一方、左右の円偏光の光を照射することでダイナミクスの差を観測することも目標としていたが、これまでの結果はいずれも直線偏光の光の照射によるものであるため、こちらはまだ実現には至っていない。これまでの研究で達成に至らなかった部分を、今後の研究の主な目標としたい。まずは軟X線におけるサブピコ秒時間領域の測定に関して、Co-Pt系試料であればCo M端での時間分解共鳴X線磁気光学カー効果測定によってCoのサブピコ秒領域のダイナミクスを観測可能であるが、Fe-Pt系試料の場合はFe M端とPt N端が近接したエネルギーを持つため同じ手法では元素選択的な測定が困難である。また、L吸収端における磁気円二色性測定は磁気光学カー効果測定に比べてスピン磁気モーメント・軌道磁気モーメントを分離して評価する解析が可能である利点があり、X線自由電子レーザーなどを利用した軟X線におけるサブピコ秒時間領域の磁気円二色性測定は依然として重要であると言える。国内ではこの測定が可能な実験施設は現時点では存在しないが、LCLSなどの海外の実験施設を利用し、測定の実現を目指したい。また、左右の円偏光照射に伴うダイナミクスを観測することで、円偏光の向きによる消磁・緩和プロセスの差を明らかにすることは、AO-HDSの起源の解明のために直接的に重要である。フェリ磁性薄膜のAO-HDSにおいては1パルスの円偏光照射で磁化を制御可能であるのに対し、強磁性薄膜のAO-HDSにおいては多数のパルスを繰り返し照射することによって磁化の差が表れてくるとの報告もあり、フェリ磁性薄膜と強磁性薄膜のAO-HDSのメカニズムの異同を議論する上でも円偏光照射によるダイナミクスの観測の意義は大きいと考えられる。これまで直線偏光照射のもとで行ってきた各種の時間分解測定に円偏光照射を導入していくことで、研究を進めていきたい。近年、研究が活発なスピントロニクスの分野の中でも、外部磁場によらず、円偏光した光の照射のみによる磁化の反転・制御が可能となる全光ヘリシティ依存スイッチング(AO-HDS)という現象が注目を集めている。

これまでフェリ磁性薄膜にのみ生じるとされてきたAO-HDSであるが、最近になって強磁性薄膜でのAO-HDSが報告され、そのメカニズムに対して関心が高まっている。本研究ではAO-HDSが報告されているCo-Pt系強磁性薄膜および、それに類似したL10型FePt合金薄膜について、元素サイトごとの磁性のダイナミクスを時間分解X線磁気円二色性(TR-XMCD)測定によって観測することを目的とする。同様の磁化反転現象が知られているGd-Fe-Co系フェリ磁性薄膜との差異を明らかにし、磁化反転のメカニズムを解明することで、効率的な磁化反転の条件を見出し、磁性デバイス開発への示唆を得たい。研究手法としては、Co-Pt系超格子薄膜及びL10型FePt合金薄膜について、軟X線領域(Co/FeのL吸収端)および硬X線領域(PtのL吸収端)のそれぞれに対し、サブナノ秒時間領域とサブピコ秒時間領域の両方についてTR-XMCD測定を行う。このために、放射光施設SPring-8のBL07LSUおよびBL19LXU、BESSY-IIのUE56-1_ZPM、そしてX線自由電子レーザーSACLAのBL3、という計4つのビームラインを利用してTR-XMCD測定を実施して、磁性の消失・反転や緩和の過程を明らかにする予定である。これまでのところ、既に成果を発表しているL10型FePt合金薄膜の軟X線サブナノ秒領域時間分解測定に加えて、Co-Pt系超格子薄膜の軟X線サブナノ秒領域時間分解測定、およびL10型FePt合金薄膜の硬X線サブピコ秒領域時間分解測定、にそれぞれ成功した。まず、Fe/Coサイトの消磁の緩和ダイナミクスを明らかにできる軟X線のサブナノ秒領域での時間分解測定であるが、これまでにSPring-8のBL07LSUにおいてL10型FePt合金薄膜の部分電子収量法によるTR-XMCD測定に成功していたが、本研究において同様の手法を用いてCo-Pt系超格子薄膜のTR-XMCD測定に成功した。AO-HDSにつながるポンプ光の円偏光ヘリシティ依存性もわずかに確認することができたが、本質的なものであるかの判断には今後の議論が必要である。続いてPtサイトの消磁の緩和ダイナミクスを明らかにできる硬X線のサブナノ秒領域での時間分解測定では、SPring-8のBL19LXUにおいてL10型FePt合金薄膜およびCo-Pt系超格子薄膜の蛍光法によるTR-XMCD測定を試みた。しかし当該ビームラインでは初めてのセットアップでの実験であることもあり、ビームタイム中に測定を実現するまでには至らなかった。さらに、Ptサイトの消磁の立ち上がり領域のダイナミクスを明らかにできる硬X線領域のサブピコ秒領域での時間分解測定として、SACLAのBL3でL10型FePt合金薄膜の蛍光法によるTR-XMCD測定に成功した。緩和領域においてはBL07LSUでの結果と整合的である一方、立ち上がり領域では先行研究における可視光による時間分解磁気光学カー効果(TR-MOKE)測定(概ねFeサイトのダイナミクスを反映している)との差異も見られた。これはSACLAの硬X線を用いた磁気ダイナミクスの研究としては初めての、画期的な成果であり、現在論文投稿の準備中である。またCo-Pt系超格子薄膜についても同様の測定を試みたが、試料が薄い薄膜であったためX線自由電子レーザーによる損傷に耐えられず、十分な結果は得られなかった。
水中運動時の末梢および中枢循環応答の解明－心血管系イベントのリスク管理指標作成－

本研究では,水中環境における脳循環および体循環を検証する実験設定を構築し,それぞれの関連性を明らかにするとともに,水温による影響を検証することを目的とした.実験1では,水中環境における脳循環および体循環を検証する実験設定を確立できた.また,浸水によって脳酸素化ヘモグロビン濃度の上昇が見られ,その活動には脳部位特性があることが示された.実験2の結果から,水中環境における脳酸素動態は,水温および水位によって異なることが明らかとなった.これらの結果から,水中環境における運動中の脳循環応答を考慮した安全基準の作成には,体循環,自律神経活動,体温上昇による影響を考慮することが必要であることが示唆された.本研究では、水泳・水中運動の安全な実施を促進することを目的に、水中での脳酸素動態を明らかにした上で、そのメカニズムを解明する。平成27年度は、水中安静時の脳酸素動態とそのメカニズムについて、呼吸循環器系のパラメータとの関係性を検証した。具体的には、健常成人男女9名を対象に、水中安静時の脳血流、脳酸素化ヘモグロビン、下肢筋血流量、酸素摂取量、換気量を同時計測した。プロトコルは、3分間の陸上安静、15分間の注水、5分間の腋下浸水、5分間の排水、5分間の陸上安静とし、総計測時間は33分であった。水温および室温は、34±1°Cおよび28±1°Cに設定した。その結果、注水後期局面において、脳酸素化ヘモグロビン濃度が高まり、浸水局面ではそのレベルが維持された。この反応には、脳部位特異性が存在し、前補足運動野領域では酸素化ヘモグロビン濃度の上昇は認められなかった。一方、頭皮血流量、全身の酸素摂取量および換気量には有意な変化が認められなかった。今後、心拍出量の変化も含め、全身の循環動態の関連性を明らかにしていく。また、平成28年度実施予定の実験に備え、運動時の脳酸素動態および呼吸循環器反応を計測した。具体的には、健常成人14名を対象に、低強度および中強度運動時の脳血流、脳酸素化ヘモグロビン、下肢筋血流量、酸素摂取量、換気量を同時計測した。その結果、運動開始初期には、一過性に前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度が低下すること、低強度運動では運動終了後に前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度が上昇する傾向がみられた。今後は、これらの結果をもとに、浸水および陸上環境における運動時の脳酸素動態を計測していく。平成27年度は、水中安静時の脳酸素動態とそのメカニズムについて、呼吸循環器系のパラメータとの関係性を検証する予定であったが、予定通り実施することができた。しかし、当初計画では心拍出量の推定も実施する予定であったが、浸水中の計測においてノイズが増大したため、27年度の計測は延期した。その後、電気工学の専門家などと議論を重ね、当該問題を解決することができたため、28年度に実施する予定である。当初28年度開始であった運動時の計測について、前倒しで予備実験を実施できた。平成28年度はこれらの結果をもとに、実験を進めていく予定である。本年度は,浸水環境での中枢循環と末梢循環との関連性を明らかにするために,脳血流動態および末梢血流動態を評価した.脳血流動態の評価には酸素化ヘモグロビン濃度,脱酸素化ヘモグロビン濃度,トータルヘモグロビン濃度および頭皮血流を用い,末梢血流動態の評価には収縮期血圧,平均血圧,心拍数,筋酸素化ヘモグロビン濃度を用いた.その結果,浸水中の脳血流変化には,1)部位特異性があること,2)自律神経活動の変化が関与することが明らかとなった.部位特異性については,水による体性感覚入力の処理が関与していることが推察された.自律神経活動の変化については,心臓副交感神経活動よりむしろ皮膚交感神経反応との関係が強い可能性が示唆された.上記の実験結果をもとに,運動時の中枢および末梢の循環動態についても検証した.低強度および中強度有酸素性運動を10分間実施し,運動中の中枢および末梢の循環動態を上述した方法を用いて評価した.運動課題は自転車エルゴメータとし,強度は各参加者の最高酸素摂取量の30%および50%レベルとした.その結果,運動によって脳酸素化ヘモグロビン濃度の上昇は見られるものの,1)低強度運動では,運動開始から約5分後に緩やかに上昇するのに対し,2)中強度では,運動開始後,速やかに上昇がみられ,3)いずれの運動強度でも運動後の残存効果が観察されたが,中強度運動においてより顕著に見られた.一方で,運動直後に見られる一過性の酸素化ヘモグロビン濃度低下については,運動強度による違いは認められなかった.中枢および末梢循環動態に対し,自律神経活動の評価を加えた上で,分析をする必要性が生じたため.本研究では,水泳・水中運動の安全な実施を促進することを目的に,水中での脳酸素動態を明らかにした上で,そのメカニズムを解明することを目的とした.最終年度には,運動中の脳循環および体循環の関係を検証するために,運動による体温上昇の影響を明らかにするための実験を実施した.

具体的には,健常成人男女11名を対象に,水中安静時の脳血流,脳酸素化ヘモグロビン,下肢筋血流量,酸素摂取量,換気量を同時計測した.プロトコルはこれまでと同様,3分間の陸上安静,15分間の注水,5分間の腋下浸水,5分間の排水,5分間の陸上安静とし,総計測時間は33分であった.水温条件には,27°C,35°C,42°Cの3条件を設定し,その違いを比較した.その結果,酸素化ヘモグロビン濃度の反応は水温によって異なり,42°Cおよび35°Cでは上昇がみられたが,27°Cではわずかに低下する傾向が見られた.特に,42°Cでは劇的な上昇がみられたことから,脳循環が体温の影響を受けることが確認された.最終年度の結果およびこれまでの結果を統合して運動中の脳循環と体循環の関係について分析すると,水中環境では浸水条件(水深・水温)によって,脳・体循環ともに変動することが明らかとなった.運動時については,運動によって生じる体温上昇・交感神経活動の亢進・運動強度の影響が脳循環へ大きく影響していることが明らかとなった.今後は,それぞれの貢献度の違いを明らかにすることで,安全な運動実践を導くリスク管理指標が作成できると考えている.本研究では,水中環境における脳循環および体循環を検証する実験設定を構築し,それぞれの関連性を明らかにするとともに,水温による影響を検証することを目的とした.実験1では,水中環境における脳循環および体循環を検証する実験設定を確立できた.また,浸水によって脳酸素化ヘモグロビン濃度の上昇が見られ,その活動には脳部位特性があることが示された.実験2の結果から,水中環境における脳酸素動態は,水温および水位によって異なることが明らかとなった.これらの結果から,水中環境における運動中の脳循環応答を考慮した安全基準の作成には,体循環,自律神経活動,体温上昇による影響を考慮することが必要であることが示唆された.平成28年度は、予定通り、水中運動時の脳酸素動態、体循環および換気の同時計測を行い、脳酸素動態に呼吸循環器反応が及ぼす影響を明らかにしていく。具体的には、健常成人を対象に、水中および陸上における中強度運動時の脳血流、脳酸素化ヘモグロビン、下肢筋血流量、酸素摂取量、換気量を同時計測する。最終年度には,自律神経活動と中枢および末梢循環動態の関係を明らかにするとともに,水中および陸上環境での運動時の循環動態を明らかにし,本研究全体の目標であるリスク管理指標の作成を目指す.神経生理学
顔面神経核の逆行性変性阻止への末梢性、中枢性グリアの作用と軸索再生機序の解明

顔面神経核から末梢のターゲットまでの軸索損傷モデルを作製し、顔面神経motoneuronの逆行性変性現象のメカニズムとその阻止効果を検討した。損傷後1か月において末梢損傷ではわずかなmotoneuronが緩徐に脱落するのみに対し、脳幹内軸索損傷は急速に重篤な逆行性変性を急速に来たし、3%弱のみの生存となる。各種移植操作、薬剤投与による阻止を試みたところ、自家末梢神経移植操作で8倍、造血因子であるエリスロポイエチン投与で3倍の生存率を得たが、他の移植操作や薬剤では有効な効果は得られなかった。細胞死の機構としてアポトーシスの関与が推測されているが、我々の脳幹内損傷モデルではNOの関与は示唆されるが、アポトーシスの関与を支持する所見はえられなかった。さらに多剤での神経細胞脱落阻止作用を検討することが中枢神経変性阻止、再生につながるものと思われる。経小脳法により定位脳的に脳幹内膝部の顔面神経中枢軸索を損傷することで顔面神経核の逆行性変成モデルを確立し、その機序につき検討した。末梢部位(Schwann細胞被覆髄鞘部分)の損傷では、軸索再生を抑制させた系であっても損傷後1カ月を経てなお90%以上の顔面神経核が生存するのに対し、脳幹内損傷系(棒突起膠細胞による被覆髄鞘部分の髄鞘損傷)では1週間で3割に減少、2週間で1/4、1ヶ月後には1/25以下の顔面神経細胞のみしか生存しない。これまでの知見により、損傷と同時に末梢神経組織あるいは筋組織を脳幹内に移植した系ではそれぞれ10倍、4倍の顔面神経核神経細胞の生存率を示すことから、各組織からの液性因子の関与が示唆される。顔面神経核周辺のアストロサイトには内因性にエリスロポイエチン(EPO)が、顔面神経核の神経細胞膜にはEPO受容体が発現しており、さらには外因性EPO投与により逆行性変性は抑制される。さらに、NADPH-diaphoraseの発現変化からこの機序に酸化ストレスが関与している可能性が示唆される。損傷部位周辺におけるMMP-2の活性は不変であるが、MMP-9のgelatinase-activityの活性上昇とEPO陽性のアストログリアの集簇がみられることから、アストログリアの遊走が関連するものと思われる。現在、変性阻止効果、軸索再伸長効果と末梢性並びに中枢性グリア、マイクログリア、マクロファージの関連性、trophic interaction等の詳細を検討している。定位脳的手術手技により経小脳法により脳幹内顔面神経膝部で顔面神経中枢軸索のaxotomyを施行し、顔面神経核内の顔面神経細胞の逆行性変性モデルを作成、確立し、その逆行性変性の過程の詳細と変性阻止因子、変性促進因子を引き続き検討している。これまでに得た知見は、次のごとくである。損傷後1週間での、末梢神経軸索部損傷すなわち茎乳突孔部ではほぼ脱落なしで、これよりやや中枢である乳突孔内では約5%の神経細胞脱落がおきるのに対し、脳幹内損傷モデルでは、約30%の神経が脱落している。損傷後4週になると、コントロール群で約5%が脱落、茎乳突孔部の損傷で約10%、乳突洞内引き抜き損傷で50%の脱落である一方で、脳幹内損傷では97%の脱落が起き、これらの脱落の差異には統計学的優位さをもった。末梢神経組織からの液性因子の作用を確認すべく、損傷脳幹部位に小末梢神経片を移植した群では顔面神経核の脱落は80%(前述のごとく移植なしでは97%)と優位に脱落が抑制された。また、神経移植群では関与する液性因子の詳細はいまだ同定できていないものの、Schwann細胞から放出されるNGFの関与が想定される。また損傷2週後では筋組織移植操作が脱落を抑制するが、4週にはその効果は消失した。造血因子のひとつであるエリスロポイエチン(EPO)は脳幹のアストロサイトに弱陽性であるが、損傷側は反応性アストロサイトにその発現が増強されること、顔面神経核の神経細胞にEPO受容体が存在すること、さらに外因性EPOを損傷モデルに投与することにより顔面神経核の神経脱落が優位に抑制されることから、EPOの顔面神経核逆行性変性抑制への関与を見出した。また、外因性EPOの投与により、生存顔面神経細胞におけるNADPH-diaphorase陽性細胞の割合は減少したことから、顔面神経細胞生存の可否にNOの関与が示唆された。顔面神経核から末梢のターゲットまでの顔面神経の走行に沿って、脳幹内顔面神経(脳内根)軸索損傷モデルから末梢枝損傷モデル(茎乳突孔部

ならびに側頭骨内モデル)までの各種モデルを作製した。雌Wister rat 250-300grを全身麻酔下に以下のように損傷モデルを作成した。1.中枢神経軸索損傷モデル:後頭下の開頭後、小脳経由で定位脳的に脳幹内で顔面神経軸索を切断。2.末梢軸索損傷モデル:側頭窩下の茎乳突孔から顔面神経が出る部分で切断。3.側頭骨内引き抜き損傷モデル:茎乳突孔から引き抜き損傷を加えることによる側頭骨内での切断モデルで、末梢神経損傷モデルより近位の損傷となる。4.脳槽内圧挫モデル:側頭骨を切除し、脳槽に到達、脳幹より分枝した直後の顔面神経をクリップで圧挫損傷。各損傷群における損傷後一ヵ月の顔面神経核の逆行性変性による神経脱落は、末梢損傷では10%の脱落に対し、引き抜き損傷では50%、脳幹損傷では97%が脱落した。脳幹内への末梢神経移植操作で80%の脱落、エリスロポイエチン投与では92%の脱落に抑えることが可能であった。これまでに脳槽内損傷モデルではアポトーシス関連因子の発現とtunel陽性所見から神経脱落の過程にアポトーシスの関連が報告されているが、我々の脳幹内損傷モデルでは顔面神経核にtunel陽性所見は今のところ得られておらず、末梢軸索損傷と中枢軸索損傷では神経細胞の反応に差異があることが示唆される。脳幹内軸索損傷による顔面神経細胞の脱落が高度であることから、末梢神経損傷モデルとの中間系である脳槽部損腫モデル並びに錐体骨内引き抜き損傷モデルに実験系の主体を現在のところ移行して、ある種のCaチャンネルブロッカーと成長因子投与による神経細胞脱落阻止作用を検討中である。
ジルコニアインプラントシステムを実現するための生体活性化表面改質法の開発

近年、様々なインプラントが開発され,形状・表面性状の特色あるインプラントが注目を浴び、臨床応用に用いられている,ジルコニアは優れた化学的安定性を有し,高強度セラミックスとしてインプラントのアバットメント,歯科修復材料として頻用され,次世代のインプラント体の材料としても注目を浴びてきている.ジルコニアへの新規表面改質技術の開発により生体適合性高強度セラミックス複合体インプラントを開発する.今年度は生体適合性高強度セラミックス複合体を作製,ジルコニアの生体適合性評価を行った.1)ジルコニア表面ヘガラスコーティング技術を用いてハイドロキシアパタイト(HA)相を生成し,生体適合性高強度セラミックス複合体を作製した.まず,ジルコニア表面に,特殊ガラスを塗布・焼成した後,HA含有率を変えたガラス混合物を塗布し積層させ各層焼成した.最表層はほぼ100%HAが露出した生体活性を有する表面を設けた。HAはガラス層により強固に保持され、しかもHA粒子が均一に分散し無数の空孔を有するセラミックス複合体を作製した.2)ジルコニア表面の細胞適合性の確認をジルコニアおよび純チタン板上でマウス骨芽細胞様細胞(MC3T3-E1)を用いて培養することにより生体適合性評価を行った.ジルコニア,純チタン板上で細胞が付着,増殖,分化および石灰化していることが確認できた.試料材料間に有意差は認められなかった。すなわち、ジルコニアは純チタンと同程度の生体適合性を有していると考えられた.近年、様々なインプラントが開発され,形状・表面性状の特色あるインプラントが注目を浴び、臨床応用に用いられている,ジルコニアは優れた化学的安定性を有し,高強度セラミックスとしてインプラントのアバットメント,歯科修復材料として頻用され,次世代のインプラント体の材料としても注目を浴びてきている.ジルコニアへの新規表面改質技術の開発により生体適合性高強度セラミックス複合体インプラントを開発する.今年度は生体適合性高強度セラミックス複合体を作製,ジルコニアの生体適合性評価を行った.1)ジルコニア表面ヘガラスコーティング技術を用いてハイドロキシアパタイト(HA)相を生成し,生体適合性高強度セラミックス複合体を作製した.まず,ジルコニア表面に,特殊ガラスを塗布・焼成した後,HA含有率を変えたガラス混合物を塗布し積層させ各層焼成した.最表層はほぼ100%HAが露出した生体活性を有する表面を設けた。すなわち、ジルコニアは純チタンと同程度の生体適合性を有していると考えられた.
最終処分場の社会的枯渇が廃棄物処理システムの環境・経済的効率性に及ぼす影響

最終処分場の計画、建設、供用中の維持管理、閉鎖から廃止までの維持管理に着目し、ライフサイクルコストを推定した。ミクロ経済モデルにより、最終処分場の社会的枯渇、物理的枯渇による廃棄物処理サービス需要への影響、廃棄物処理サービス料金への影響、消費者余剰、生産者余剰への影響を説明することを試みた。最終処分場の残余容量のように環境に対する危機感を促す情報は、ごみ減量化行動を促すきっかけとなることを示した。近年、リサイクルの進展等により廃棄物の最終処分量は減少しているが、廃棄物最終処分費用はむしろ増加の傾向にある。廃棄物に含まれる有害物等の環境リスクが科学的に明らかにされるにつれ、最終処分場の安全性に対する住民の要求水準が高まり、最終処分に関わる諸費用が増加していることが推察される。また、最終処分場は、供用中の費用だけでなく、埋立てが終了しても、廃止されるまで、継続的に維持管理費用を要することが挙げられる。本研究では、一般廃棄物最終処分に関わる費用について、最終処分場の1)計画費、2)建設費、3)供用中の維持管理費、4)閉鎖後、廃止までの維持管理費の4つに着目し、それぞれの費用がどのような要因によって依存しているのかを分析し、最終処分場のライフサイクルコストを算定した。さらに、累積の埋立廃棄物量に着目し、供用中の最終処分場、埋立てが終了して閉鎖された最終処分場における、将来にわたってその管理のために必要となる費用を明らかにした。1.廃棄物処理能力の'祉会的枯渇'の経済モデルの構築廃棄物処理能力の'社会的枯渇'の経済モデルとして廃棄物処理に係る個人の効用最大化モデルを構築した。処分場の残余容量という客観的要素(「物理的枯渇」)と併せて、処分される廃棄物に対し消費者」が抱く「畏怖」、過剰反応といった主観的要素(「社会的枯渇」)を経済の意思決定モデルに盛り込み、各要素の変化が意思決定に厚える影響を明らかにすることを目指した。その結果、以下のような結果を得た。最終処分場の物理的上限を決め、その量から処分量を引いたものを処分場の残量とし、消費者の効用はその残量が少なければ小さくなる。処分量には消費者の「主観」に基づく係数が乗じてあり、この係数が高ければ、つまり同じ処分量に対していっそうネガティヴな受け止め方をするならば、消費者の効用はより小さくなる。分析の結果、社会的枯渇の効果>物理的枯渇の効果、という関係が得られた。2,廃棄物最終処分場の枯渇に関する情報提供が住民の廃棄物排出行動に及ぼす影響分の把握廃棄物最終処分場の残余容量や希少資源の採掘可能年数など、枯渇性資源の危機的状況に関する情報提供が住民の廃棄物排出行動に及ぼす影響を把握するため、アンケート調査を実施した。また、コンジョイント分析を用いて、家庭ごみ減量化のために望ましい情報提供の在り方について検討した。その結果、次のような結果を得た。ごみ減量を促進すると思われる情報の内容は,より減量効果が高いと思われる順に(1)最終処分場の残余容量,(2)ごみ処理費用の内訳,(3)リサイクル量となった。ごみ減量努力やごみ問題に関する知識の度合いの高い人への情報提供は,そうでない人への情報提供に比べて,ごみ減量への効果が高まると考えられた.望ましい情報提供は,環境に対する危機感を促す情報(特に最終処分場の残余容量)が市及び町内で集計され,半年に1回提供されるといったものであった。近年、最終処分コストは増大の一途を辿り、廃棄物処理の環境・経済的効率性を引き下げる一因となっている。本研究では、最終処分場の枯渇性という視点から廃棄物処理の環境・経済的効率性を評価し、今後のわが国の廃棄物行政の一助とすることを目的とするものである。最終処分場の計画費、建設費、供用中の維持管理費、閉鎖から廃止までの維持管理費の4つに着目し、各項目についてライフサイクルコストを算定した。その結果、今後、閉鎖から廃止までの維持管理費が増加し、その割合は2008年度には、全体の約20%であったが、2020年度に約62%まで上昇すると推定された。また、今後最終処分量が減少しても、直ちには最終処分費用の減少に繋がらないことを示した。最終処分場の埋立容量が減少する物理的枯渇の進行や、個人が廃棄物を嫌悪する社会的枯渇の進行により、廃棄物の排出量(=廃棄物処理サービス需要)や経済的効率性を表す余剰がどう変化するか分析した。社会的枯渇、物理的枯渇の進行はともに廃棄物処理サービス需要を減らすが、前者の効果が大きいこと、廃棄物処理サービスは物理的枯渇に影響を受けるが、社会的枯渇には影響を受けないこと、枯渇進行により廃棄物処理サービス料金は下がること、社会的枯渇により消費者余剰と生産者余剰は減る一方、物理的枯渇の進行による余剰の変化の方向は、当初埋立容量に依存することを示した。ごみ減量化を促進すると思われる情報の内容、ごみ情報に関するデータの集計単位、ごみ情報の提供頻度、媒体等について、市民がどのような考えを持つかを明らかにするため、アンケート調査を実施した。

その結果、ごみ減量を促進すると思われる情報の内容は、最終処分場の残余容量、ごみ処理費用の内訳、リサイクル量となった。最終処分場の残余容量のように環境に対する危機感を促す情報は、住民のごみ減量化行動を促すきっかけとなることが示唆された。研究目的として、廃棄物処理システムについて、最終処分場の枯渇性という視点から環境・経済的効率控を評価し、わが国の廃棄物行政の一助とすることを目指すとしている。経済モデルについては研究実績の概要で示した通り、社会的枯渇の経済モデル構築を行った。また、最終処分場の桔渇という情報が、住民のごみ排出行動にどのような影響を及ぼすかをアンケート調査によって検討した。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終処分場の枯渇に伴う問題回避のための方策検討を行う。未来時点での目標値として、廃棄物処理コスト、廃棄物処理に関わる枯渇性資源の消費量および再資源化等による回収量(土地、化石燃料、希少金属等)を設定し、設定した目標値から現在の箋測値までを逆算し、最終処分場の枯渇に伴うコスト増大等の問題が引き起こす弊害を回避するための、環境効率、経済効率的に最適なシナリオを選択する。最終的に、目標達成のために今後行うべき対策メニューを優先順位をつけてリスト化する。
土の透気・透油・透水性を考慮した油汚染土の修復に関する研究

平成15年度は、新たに製作した「装置(1):水・空気・油3相系土柱法試験装置」と親水性・撥水性セラミック板を用いた「装置(2):吸引法による水・空気・油3相系試験装置」を用いて実験を行った。装置(1)の実験では油層厚が変動した際、地下水の毛管上昇帯がどのように影響されるかを着目点に実験を行った昨年度までの実験では油層厚から推定される地下水の毛管上昇帯の変動と異なる影響が現れた。これは土柱の最下端カラムのみに水面・油面を設定するための空隙があるため、毛管上昇帯をはさんだ上下に空気層が分断された形で存在するためであることが判った。そこで今年度からストレーナ部分をカラム全体にわたって設置する方法に改良を行った。実験で全実験期間を通じて水面・油面の観察がリアルタイムに行なうことができるなど成功を収めることができた。一方、装置(2)は、親水性・撥水性セラミック板がメンテナンスのために交換できるような形状のものを作成し、実験を行った。しかし、透気試験もにらんで作成したためこの管路部分の体積が試験結果にあいまいな値となって現れることがわかった。また、セラミックの接着・固定の際に側面を削る工程があり、撥水性が低下していることも判明した。今年度は撥水性セラミックディスクを埋め込み式に改良するとともに、これをセットする真ちゅう製のリングの本体への固定ねじの形状の変更を行なった。また、装置の形状変更に伴う実験手法の変更なども行った。これらの改善により、所期の実験装置の開発に成功することができた。また、これまでの研究成果から「不飽和透気係数」・「不飽和透水係数」・「不飽和透油係数」といった物性値の測定に、従来不飽和溶質分散の研究で用いられてきた試験法を用い、予備的な実験を行ったところ良い結果が得られた。今後はこの試験法の実用化に向けて研究を進めてゆきたいと考えている。平成14年度は、新たに設計・製作した「装置(1):水・空気・油3相系土柱法試験装置」と親水性・撥水性セラミック板を用いた「装置(2):吸引法による水・空気・油3相系試験装置」を用いて実験を行った。装置(1)の実験では油層厚が変動した際、地下水の毛管上昇帯がどのように影響されるのかを着目点に実験を行った。昨年度までの実験では土柱カラムの最下端の水面が安定しない問題があったが、これは最下端カラムの高さを2倍にして水深を深く取ったことで解決できた。また、特別高価な分析装置を用いずともサンプル土における水・空気・油3相飽和度の割合を求める簡便な手法を確立することができた。実験結果同士を比較してみたところ、興味深い結果となったのは油層厚から推定される地下水の毛管上昇帯の変動とまったく異なる影響が現れたことであった。検討した結果、これは土柱の最下端カラムに水面・油面を設定するための空隙があるため、毛管上昇帯をはさんだ上下に空気層が分断された形で存在するためであることが判った。次年度からはこのストレーナ部分をカラム全体にわたって設置する方法にすることとした。

しかし、透気試験もにらんで作成したためこの管路部分の体積が試験結果にあいまいな値となって現れることがわかった。また、セラミックの接着・固定の際に側面を削る工程があり、撥水性が低下していることも判明した。次年度はセラミックディスクを埋め込み式に改良することとしている。また、これまでの研究成果から「不飽和透気係数」・「不飽和透水係数」・「不飽和透油係数」といった物性値の測定に、従来不飽和溶質分散の研究で用いられてきた空気吸引カラム試験法が有望になってきた。次年度はこれを「装置(3)」として用いた実験を行いたいと計画している。平成15年度は、新たに製作した「装置(1):水.空気・油3相系土柱法試験装置」と親水性・撥水性セラミック板を用いた「装置(2):吸引法による水・空気・油3相系試験装置」を用いて実験を行った。装置(1)の実験では油層厚が変動した際、地下水の毛管上昇帯がどのように影響されるかを着目点に実験を行った。昨年度までの実験では油層厚から推定される地下水の毛管上昇帯の変動と異なる影響が現れた。これは土柱の最下端カラムのみに水面・油面を設定するための空隙があるため、毛管上昇帯をはさんだ上下に空気層が分断された形で存在するためであることが判った。そこで今年度からストレーナ部分をカラム全体にわたって設置する方法に改良を行った。実験で全実験期間を通じて水面・油面の観察がリアルタイムに行なうことができるなど成功を収めることができた。一方、装置(2)は、親水性撥水性セラミック板がメンテナンスのために交換できるような形状のものを作成し、実験を行った。今年度は撥水性セラミックディスクを埋め込み式に改良するとともに、これをセットする真ちゅう製のリングの本体への固定ねじの形状の変更を行なった。また、装置の形状変更に伴う実験手法の変更なども行った。これらの改善により、所期の実験装置の開発に成功することができた。また、これまでの研究成果から「不飽和透気係数」・「不飽和透水係数」・「不飽和透油係数」といった物性値の測定に、従来不飽和溶質分散の研究で用いられてきた試験法を用い、予備的な実験を行ったところ良い結果が得られた。今後はこの試験法の実用化に向けて研究を進めてゆきたいと考えている。