hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Casファミリー蛋白質の関節リウマチ及び骨粗鬆症における病態生理学的意義の解析

β1インテグリンは細胞接着、細胞遊走、細胞増殖、サイトカイン産生、細胞の生存シグナル等の様々な生物学的機能を担っており、これらの過程において、接着シグナルを細胞内シグナルに変換するレセプターとして働く。一方、関節リウマチ(RA)の炎症反応にβ1インテグリンを介するT細胞の活性化やその後のT細胞遊走能の亢進が関与するという証拠が多数蓄積している。また、RA患者における滑膜細胞、滑液細胞や血管内皮細胞ではβ1インテグリンのリガンドであるフイブロネクチンやVCAM-1等の発現が高まっている事が報告されている。本研究は、それらの知見に基づき、我々が確立したCas-L分子について、以下の検討を行った。1) Cas-L/NEDD9結合蛋白Nckのインテグリン由来シグナル及び生物学的意義:我々は、Cas-Lのチロシンリン酸化依存的に結合する分子として、SH2ドメインとSH3ドメインのみからなるアダプター蛋白質Nckと、SH2ドメインを持つチロシンフォスファターゼであるSHP-2を同定した。我々は、Nckが、Cas-Lのチロシンリン酸化されたsubstrate domainにSH2ドメインを介して結合すること、T細胞において、Cas-Lがlipid raftに恒常的に一部存在し、TCR及びβ1インテグリン刺激によりNckがraft内でチロシンリン酸化されたCas-Lにリクルートされること、Cas-L欠損マウスの脾細胞を用いてNckのraftへの刺激依存性の移行の低下を見出した。また、RA滑膜患者検体において、Nck高発現細胞の炎症局所への浸潤が認められた。2) Casfamily遺伝子ノックアウトマウスと関節リウマチモデルマウス・骨粗鬆症モデルマウスとの交配による、関節リウマチ・骨粗鬆症におけるCasfamily遺伝子の病態生理学的意義の検討:Cas-L欠損マウスを用いてコラーゲン関節炎モデルマウスを作成し、関節リウマチの発症率・重症度を腫脹関節数とその程度によるスコアリングを行った。その結果、Cas-L欠損マウスにおいては、関節炎の発症は野生型マウスよりもやや早いものの、その重症度は有意に減少していた。さらに強いコラーゲン関節炎をおこすDBA/1 backgroundに遺伝的backgroundを変換して、Cas-L遺伝子の影響を解析するため、Cas-L欠損マウス(C57/B6)と、DBA/1野生型マウスとの交配を行っている。また、骨粗鬆症モデルマウス(OPG欠損マウス)と、同一バックグラウンドの野生型マウスを用いて、骨密度の評価を行い、OPG欠損マウスでは有意に骨密度の減少が確認できた。現在、OPG欠損マウスと、Cas-L欠損マウスの交配を行っており、Cas-L遺伝子の欠失による、骨密度の減少に対する影響を検討する予定である。

1)我々が世界に先駆けて報告し、本研究ならびにこれまでの一連の研究においてフォーカスしてきたCas-L/NEDD9(以下Cas-L)と、SH2/SH3アダプター分子であるNckが、チロシンリン酸化依存性に結合すること、また、その結合が、シグナル伝達、接着、物質の細胞内輸送等の細胞機能に重要な役割を果たしている細胞膜糖脂質豊富ミクロドメイン即ち、lipid raftにおいて起こることを見いだした。また、Cas-L RNAi或いはdominant negative型NckのH9 T細胞への導入により、サイトカイン産生・細胞遊走能が阻害されることを明らかにした。Cas-Lノックアウトマウス由来の脾T細胞を用いた解析により、ノックアウトマウス由来のT細胞において、CD3/CD28による共刺激或いは、ケモカインSDF-1によるNckのlipid raftへの移行が著しく低下していることを見出した。これまでにCas-LノックアウトマウスはSPF(specific pathogen free)conditionにおいては通常の比率で出生するが、インテグリンのリガンドに対する接着性の低下、ケモカインに対する細胞遊走能の低下がT,B両細胞において報告されているが、今回の知見はその機構の一端を示したのものと考えている。2)また我々は、チロシンホスファターゼSHP-2とCas-LSDの結合、SHP-2 RNAiの導入による細胞遊走能の阻害を明らかにした。293T細胞に共発現させたCas-LとSHP-2が細胞辺縁部のleadingedgeに共局在することを見出している。さらに、SHP-2 RNAiの導入によりERKの活性化低下が確認された。サイトカイン産生能・細胞遊走能が亢進しているCas-L導入T細胞株において、MAPK経路のうち、ERK,p38の活性化は不変だが、JNKの恒常的活性化が起きている事を見出した。β1インテグリンは細胞接着、細胞遊走、細胞増殖、サイトカイン産生、細胞の生存シグナル等の様々生物学的機能を担っており、これらの過程において、接着シグナルを細胞内シグナルに変換するレセプターとして働く。一方、関節リウマチ(RA)の炎症反応にβ1インテグリンを介するT細胞の活性化やその後のT細胞遊走能の亢進が関与するという証拠が多数蓄積している。また、RA患者における滑膜細胞、滑液細胞や血管内皮細胞ではβ1インテグリンのリガンドであるブイブロネクチンやVCAM-1等の発現が高まっている事が報告されている。本研究は、それらの知見に基づき、我々が確立したCas-L分子について、以下の検討を行った。1)Cas-L/NEDD9結合蛋白Nckのインテグリン由来シグナル及び生物学的意義:我々は、Cas-Lのチロシンリン酸化依存的に結合する分子として、SH2ドメインとSH3ドメインのみからなるアダプター蛋白質Nckと、SH2、ドメインを持つチロシンフォスファターゼであるSHP-2を同定した。
長崎の戦後史を再構築する――被爆をめぐる語りと新聞記事の相互補完を軸に

本研究の目的は、被爆者の主観性に基づく被爆の語りと新聞資料に基づく相対的に客観的な記述を相互引証するシステムを整えることで、長崎の戦中・戦後史に関する語りの継承に寄与することである。第二次世界大戦の終結から72年が経過し、自らの戦争体験を語ることのできる人たちが減少している現在、市民の戦争体験を聞き取り受け継ぐことが喫緊の課題となっている。長崎における原爆被災をめぐる語り継ぎについても同様である。冨永は2007年以降、長崎における被爆をめぐる語りに関する研究を続けてきた。その結果、とりわけ原爆被災という出来事の特異性も影響して、被爆をめぐる語りが原爆炸裂の瞬間とその直後の様相に特化される傾向にあることが明らかになった。このことは、被爆をめぐる語りが原爆投下直後の個人の体験に限定され、長崎という町の戦後史には未解明な部分が多いことをあらわしている。被爆者による主観的な語りを次世代以降の人間が継承するためには、実証的な記述による補完も必要である。主観的な語りと客観的な記述が相互に連関して提示された時、非体験者にも共有可能な被爆体験の語りが浮かび上がるはずである。本研究では、語りを実証する客観的な記述として地方紙の記事を採用した。そこで、2015年より『長崎新聞』に掲載された原爆、被爆関連の記事をデータベース化する作業に取り組んできた。2016年度には、記事データの入力作業を外部に委託したことにより、収録記事を1995年までの3万4千件にまで増加させた。平成29年度中に新聞記事の収録を終了させる予定である(1999年7月以降の記事はすでに有料の記事検索サイトにて参照が可能なため、本データベースの記事収録期間を1945年8月から1999年7月までと設定している)。新聞記事データベースを利用して執筆した長崎の戦後復興と観光行政に関する論文が、2017年4月刊行の『長崎ー記憶の風景とその表象』(共著)に掲載されている。
新科目『公共』用北海道版副読本作成－主権者教育・現代社会・総合の蓄積から

主に北海道における「現代社会」「総合的な学習の時間」「主権者教育」の授業実践の蓄積を、聞き取り・見学・実践報告等から整理・分析し、全国的に先進的な実践からも学びながら、全国的課題につながる北海道の地域的課題の事例を整理し、「公共」用の副読本を作成する。
超薄膜ＤＬＣ膜の局所的かつ超高速パルス状加熱に対する熱的安定性に関する研究

次世代HDD方式である熱アシスト磁気記録方式で問題となる、レーザ照射による高速加熱に対するディスク上の12nm程度の厚みを有するDLC薄膜および超薄膜液体潤滑膜の熱的安定性に関して新たに導入した顕微ラマン分析装置を用いて実験的に調べ、その劣化特性および環境ガスの影響を明らかにすることができた。また新たなプラズモンセンサーを開発し、ラマン散乱光の強度を増加させ、より詳細なラマン分光分析が可能となった。平成24年度の本研究で得られた成果は以下のとおりである。■DLC薄膜の耐熱特性の基礎データを得る目的で、2種類の製法(CVD,FCVA)で作成されたDLC薄膜(膜厚3nm)付きディスク基板を一様に10分間加熱し、加熱後のDLC薄膜の構造変化をラマン分光分析、ESCAおよびエリプソメータを用いて行った。そしてこれまで得られているバルクDLCの加熱による構造変化との比較を行い、超薄膜DLCの耐熱特性の特徴を検討した。その結果、次のことが明らかとなった(1)DLC薄膜は高温になるにつれて200°C250°C程度で水素および窒素の脱離がおこるとともに、膜のグラファイト化が進展する。この点はバルクDLCの特性とほぼ同等の特性である。(2)膜の酸化反応(燃焼)が300°Cから350°C程度で急激に起こり、最終的にはDLC薄膜が消失することが起こる。この現象はバルクDLCと比較するとより低温で起こる。(3)CVD薄膜とFCVA薄膜とではFCVA薄膜の方が耐熱特性はよい。(4)エリプメータにより測定されるディスク基板(DLC薄膜付き)の屈折率変化は上記加熱によるDLC薄膜の構造変化とよい相関があり、ディスク基板屈折率測定でDLC薄膜の熱特性を簡便に評価可能である。(5)加熱によるDLC薄膜の構造変化は加熱時間依存性があり、実際の熱アシスト磁気記録で問題となるディスク面上への数ns程度の加熱ではたとえ高温になったとしてもその影響は小さいと思われる。■購入した顕微ラマン分析装置を使用して、微小領域(直径がμmオーダーの領域)がレーザにより加熱された時の膜厚nmオーダのDLC薄膜の構造変化を調べることができるかどうかを検討した。顕微ラマン分析装置のレーザパワー、レーザ照射時間、レーザスポットサイズなどを調整最適化することで、評価可能であることがわかった。平成25年度の本研究で得られた成果は以下のとおりである。(1)CVD法により作成された膜厚1-2nmのDLC超薄膜に対して523nm波長のレーザーを、レーザの照射強度および照射時間を変化させて照射するとともに、周囲環境を空気中と不活性ガス(窒素を使用)中と2種類設定して照射することにより、その基本的な熱特性および劣化特性をラマン分光分析手法を適用して調べ、I(G)、I(D)、およびI(D)/I(G)特性を評価した。その結果次のような結果が得られた。1DLC薄膜の酸化現象は膜厚の減少により評価可能であり、その結果がI(G)を評価することで可能である。2空気中と不活性ガス中では酸化現象は大きく異なり、窒素中では大幅にDLC薄膜の熱的安定性を改善することができる。しかしグラファイト化の劣化は周囲環境には依存しない。(2)潤滑剤分子とDLC薄膜との相互作用を考慮したレーザ照射による準滑膜の減耗特性を調べた。その結果、次のようなことが明らかとなった。3潤滑膜の減耗特性はDLC薄膜と潤滑膜との吸着形態に大きく依存する。その減耗量は流動分子、水素結合分子、化学結合分子の順番に減耗量は大きい。4水素結合している潤滑膜分子の減耗開始温度とDLC薄膜の構造変化(グラファイト化)が起こり始める温度とはよい相関関係がある。5空気中と不活性ガス中とでは潤滑膜減耗現象は異なる。つまり、潤滑膜分子が蒸発・脱離で減耗する比較的低温の温度領域では、その減耗量はほとんど変わらない。しかしより高温領域でおこる潤滑膜分子の酸化・分解現象によりおこる減耗においては空気中の方がより大きく減耗する。平成26年度の本研究で得られた成果は以下の通りである。(1)表面プロズモン増強ラマン分析の基礎検討を行い、プロズモン増強パターンチップの設計を行い加熱によるDLC薄膜の表面構造変化を計測する方法の検討を進めた。開発したプラズモンセンサーは光学レンズ表面にAgを蒸着し、10nm程度の微細なアイランド状にすることで表面増強効果によりラマン散乱光の強度を増加させることが可能となった。通常のラマン散乱分光ではいわゆるGピークとDピークのDLCに特徴的なピークしか観察されないが、開発したプロズモンセンサを用いることで、DLCに起因する微細なピークが観察されることを確認できた。このプラズモンセンサを用いることで、加熱したDLCの構造変化や摩擦面での構造変化などのデータを採取した。

(2)DLC薄膜上に塗布された3種類の超薄膜液体潤滑膜にレーザ照射による加熱を行い、DLC薄膜と潤滑膜との相互作用による吸着特性を考慮して、ピンオンディスク試験機を使って摩擦摩耗試験を行い、総合的なナノトライボロジー特性の評価を実施した。その結果、レーザ加熱による温度が上昇するとともに、3種類の潤滑膜とも摩擦係数は小さく減少する傾向となるが、それぞれの潤滑剤により決まる転移温度で摩擦係数が逆に上昇することがわかった。これは温度上昇とともに潤滑剤の粘度が小さくなるために摩擦係数は一旦減少するが、転移温度になると潤滑剤分子がDLC薄膜上から蒸発・脱離するために摩擦係数は上昇するためであると考えられる。従って、熱アシスト磁気記録方式におけるヘッドディスクインタフェースにおいてはこの転移温度の高い潤滑剤が有効であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノトライボロジー26年度が最終年度であるため、記入しない。申請時の計画に基づき着実に進展しており、結果も得られ始めているため。すなわち、当初の研究計画通り、従来加熱法によるDLC薄膜の熱的安定性に関する基礎的な知見が得られるとともに、新たに購入した顕微ラマン分光分析装置で局所的にレーザ加熱された箇所の熱的構造変化に関して評価可能であることがわかったからである。CVD法により作成された膜厚1-2nmのDLC超薄膜に対して523nm波長のレーザーを、レーザの照射強度および照射時間を変化させて照射するとともに、周囲環境を空気中と不活性ガス(窒素を使用)中と2種類設定して照射することにより、その基本的な熱特性および劣化特性を明らかにした。また、潤滑剤分子とDLC薄膜との相互作用を考慮したレーザ照射による潤滑膜の減耗特性も解明した。従って当初の計画に基づき概ね着実に進展していると思われる。申請時の計画にのっとり、研究を継続する。すなわち、プラズモン増強チップの技術的検討を進め、より高精度にレーザ加熱に対するDLC薄膜の熱的構造変化を計測する手法の研究を進めるとともに、そのデータをベースに従来加熱法による結果と比較することで、局所・高速加熱によるDLC薄膜の熱的安定性のメカニズムを明らかにする。表面プラズモン増強ラマン分析の基礎検討をベースに、プラズモン増強パターンチップの設計を行い、局所的な高速加熱によるDLC薄膜構造変化を計測する方法の確立を図る。また同時に加熱されたDLC薄膜上への超薄膜液体潤滑膜の吸着特性を調べるとともに、そのディスクを使用してピンーオンーディスク試験を実施して総合的なナノトライボロジー特性の評価・解明を行う。そしてそれらの結果を統合することで、熱アシスト磁気記録用の磁気ディスク用DLC薄膜の設計指針を導出してまとめる。プラズモン増強チップの設計・加工の研究を加速することで使用するとともに、DLC薄膜のナノトライボロジー特性、特に潤滑膜との相互作用に関する研究も若干前倒しで進めることで、それに必要となる構成部材の購入に使用する。若干プロズモンセンサーの設計試作が遅れているためである。最終年度でリカバリーして研究を加速する予定である。センサーの設計試作およびセンサー基板材料としてのシリコン基板等の購入に充当する。
情動音声の認知と神経基盤の解明：ラット発声モデルによる研究

本研究ではラットの情動音声を受容した際の認知的判断・情動的表出・神経活動を調べる3つの実験を計画している。DC2採用一年目における各実験についての進捗を以下に記載する。1実験1:様々に音響パラメータを操作した人為的な音声刺激を用意し、それが快情動音声である50kHzUSVと不快情動音声である22kHzUSVのどちらに知覚されるのかを行動実験で測定した。行動実験の結果、周波数帯域が顕著に音声知覚に影響を与え、ついで周波数変調パターン、持続時間の順に影響が大きかった。採用一年目時点において、既に行動実験のための条件づけ、プローブテスト、結果の解析と論文化まで実施し、成果物を既にScientific Reportsに提出済である。2実験2:50kHzUSV、22kHzUSVのプレイバック時の心拍変動計測を情動生理指標とし手計測した。また同時に実験1で用いたプローブ刺激に対する心拍変動も記録し、実験1と同様各パラメータの影響を検討した。現在までに16匹のラットからデータを取得し、50kHzUSVでは心拍の上昇、22kHzUSVでは心拍の下降がみられることがわかった。今後サンプル数を増やし、国際誌に成果物を投稿する予定である。3実験3:音声に対して選択的に活動する脳部位の特定および各音声に対する個々のニューロンの活動記録を予定している。前者としては、音声を呈示し、神経活動があった際に発現する最初期遺伝子c-fosを蛍光標識することで場所特定を行っている。現在12サンプルから解析を行っているが、特に刺激の評価や情動形成・表出にかかわる偏桃体のうち、規定側坐核、側坐核、中心核に顕著な応答がみられることがわかった。また、後者のニューロン活動記録においては、微細電極埋め込み装置を作成し、データ取得のための準備を行っている。本研究は三つの実験からなり、そのうちのひとつは既に論文投稿を終えている。また、実験2についてはデータ取得と解析方法を既に確立し、16匹のサンプルからデータを得ている。今後サンプル数を増やし国際誌へ投稿する予定である。実験3については当初はラット島皮質、前帯状回、前頭皮質から単一神経活動記録のみを行う予定であったが、音声に特異的に反応するニューロンが観測できなかったため、最初期遺伝子c-fosの免疫染色を実験計画に加えた。この結果偏桃体核において特に顕著な遺伝子発現がみられたため、こちらをターゲットにした神経活動記録の実施に変更した。実験3実施のためにc-fos発現領域を同定したのち、実験計画通り微小電極を刺入して単一神経活動記録を行う。快情動音声(50kHz USV)ならび不快情動音声(22kHz USV)をプレイバックしてUSV選択性ニューロンを探索したのち、パラメータ操作した様々な音声刺激を呈示する。パラメータ操作は、平均周波数、持続時間、周波数変調パターンなどを対象に行う。どのパラメータをどのように操作すればニューロンの発火率が上昇/下降するのかを観測し、偏桃体などの情動系においてUSVを符号化するニューロンが聴覚領域からどのような情報を受けているのかを調べる。

この結果偏桃体核において特に顕著な遺伝子発現がみられたため、こちらをターゲットにした神経活動記録の実施に変更した。実験3実施のためにc-fos発現領域を同定したのち、実験計画通り微小電極を刺入して単一神経活動記録を行う。快情動音声(50kHz USV)ならび不快情動音声(22kHz USV)をプレイバックしてUSV選択性ニューロンを探索したのち、パラメータ操作した様々な音声刺激を呈示する。パラメータ操作は、平均周波数、持続時間、周波数変調パターンなどを対象に行う。どのパラメータをどのように操作すればニューロンの発火率が上昇/下降するのかを観測し、偏桃体などの情動系においてUSVを符号化するニューロンが聴覚領域からどのような情報を受けているのかを調べる。
転写開始から伸長反応への移行における転写因子の作用機構

RNAポリメラーゼII(RNAPII)により転写される遺伝子の転写調節は、少なくとも3種のクラスに分類されるタンパク質群、基本転写因子(TFIID、TFIIB、TFIIE、TFIIFとTFIIH)、転写調節因子、それらの間を仲介する仲介因子(メディエーター)の相互作用により制御されている。酵母のGal11タンパクは、メディエーターの構成タンパクである。これまでの研究より、gal11遺伝子を破壊した酵母株ではさまざまな遺伝子の転写が低下することより、Gal11は正の転写因子であることが示唆されている。ところが、いくつかの遺伝子の転写には負にはたらくという報告がある。今回、酵母の全ORF(open reading frame,約6,000個)をスポットしたフィルター(GeneFilter,Research Genetics社)を用いて、全遺伝子の転写に対するGal11の役割について検討した。その結果gal11破壊株では約40%の遺伝子のmRNA(転写)が減少しており、逆に約3%が増加していた。この結果より、Gal11は酵母内において多くの遺伝子の転写を促進する転写因子であることが明らかになった。さらに生化学的および遺伝学的解析より、Gal11は基本因子のTFIIEやTFIIHと相互作用し、転写の開始から伸長への移行段階で機能することを明らかにした。RNAボリメラーゼII(RNAPII)により転写される遺伝子の転写調節は、基本転写因子(TFIID,TFIIB,TFIIE,TFIIFとTFIIH)、転写調節因子、それらの間を仲介する仲介因子(メディエーター)の相互作用により制御されている。転写開始から伸長への移行過程では、転写開始点付近のDNA鎖が開き一本鎖DNAになり、RNAPIIのCTD(carboxy-terminal domain)がリン酸化される。この反応はTFIIHのDNA helicase活性とCTDリン酸化活性により制御されている。本研究では、酵母を材料にして、この過程に関わるタンパク質群、GalIIタンパク(メディエーターの構成タンパク)、基本因子TFIIEとTFIIHの相互作用について解析した。転写開始においてDNA鎖が「開く」過程でのGal11とTFIIEの機能について検討するため、in vivo過マンガン酸カリウムフットプリントを行った。過マンガン酸カリウムは、一本鎖DNAやnon-B formD NAの"T"を修飾することより、promoter meltingおよびTBPのTATA boxへの結合状態について解析できる。TFIIE高温感受性株およびgal11破壊株では、promoter meltingが顕著に阻害されたことより、両因子がこの過程に関与していることが示唆された。一方、TBPのTATA boxへの結合は、両変異により影響を受けなかった。これらの結果より、TFIIEとGal11は、TBPのTATA boxへの結合後、つまり安定な転写開始複合体の形成、または、promoter meltingの過程に必要であることが明らかになった(論文投稿中)。また、転写開始点が下流にシフトするTFIIE変異株では、promoter meltingも下流で起こっていたことより、TFIIEは正確な転写開始点にTFIIHを位置させることにも関与していた。今後、TFIIEとTFIIHの相互作用、promoter meltingと転写開始点の選択についてさらに研究が必要である。
脳出血後片麻痺への多角的細胞移植療法

脳出血後の神経再生による機能回復を図る研究のため、ラット脳出血モデルを開発した。本モデルはコラゲナーゼ注入による自然脳出血であり、ヒト脳出血モデルとして有用である。また脳出血により内包障害が確実に、同程度に起こるので、内包機能障害モデルとして有用であった。出血後の片麻痺をビデオ行動量分析装置で解析し、脳出血後の運動量の低下が起こることを明らかにした。また、メタアンフェタミンによる回転運動誘発試験では、血腫量が多いほど回転運動も多く見られることを明らかにした。本モデル動物の組織学的検索では、出血側の黒質でミオイノシトールトランスポータの発現亢進があり、同部位にはマクロファージ/マイクログリアの浸潤がみられ、その後神経変性が起こることを明らかにした。この線条体出血後の黒質変性が、メタアンフェタミン誘発回転運動と関連することを明らかにした。また出血周囲脳ではBDNFのmRNAならびに蛋白発現が起こり、神経幹細胞移植に適した環境を提供していることを明らかにした。ついで神経幹細胞移植実験を行ったところ、神経幹細胞の明らかな生着が見られること、周囲脳とネットワークを形成する傾向があることをあきらかにした。しかし、その生着率は、胎仔脳組織細胞を移植した場合に比べ低く、またネットワーク形成も十分ではないことが明らかとなった。そこで、生着率の向上とより高い機能改善を図るため、骨髄細胞など別のドナーとなりうる細胞の調整、遺伝子導入神経幹細胞の調整と移植実験を準備したが、計画期間中にはこれらのデータを得るまでには至らなかった。また、免疫抑制剤の投与による効果の解析、神経突起(軸索)のガイダンスにより運動神経の軸索誘導をはかり、皮質脊髄路を再構築し、片麻痺を改善する実験までは期間の関係で至らなかった。本研究の目的は、多角的な治療方法を付加することにより細胞移植を通して脳出血後の錐体路を再構築しようとするものである。平成15年度は、それぞれの治療方法(細胞移植、免疫系、神経栄養因子、軸索ガイダンスの調整)について検討することであった。出血モデルにはラットコラゲナーゼ注入による内包部脳出血モデルが確立された。以前より研究行っていたラット脳出血モデルに改良を加えて、内包部にコラゲナーゼを注入することにより片麻痺の強いラットを作成できた。ラットの脳組織を取り出し検索を行うと、急性期には内包部を中心に比較的限局したし出血が確認され、慢性期には同部位は空洞化を呈していた。脊髄にマイクロピペットを用いて、retrogradeのneuronal markerを注入すると、非障害側の運動関連大脳皮質では神経細胞が染色されるのに対して、障害側の大脳では染色される神経は減少しており、出血により皮質脊髄路が障害されているのが、組織学的にも確認された。行動面、運動機能評価をビデオ画像行動解析装置[SMART]などを用いて行っているが、これによると、内包障害の脳出血モデルは、線条体障害モデルに比し、麻痺は強いが、線条体障害にみられる自発運動の低下所見はあきあらかでなかった。移植細胞は、当施設で細胞培養室にて調整中である。レトロウイルスは、ウイルス産生細胞(MK34)を培養室で調節中である。また、コントロール用にレトロウイルスとしてLac-Zを発現したウイルスも同様に調節中である。神経栄養因子の付加に関しては、候補となる神経栄養因子の量を検討中である。

また、メタアンフェタミンによる回転運動誘発試験では、血腫量が多いほど回転運動も多く見られることを明らかにした。本モデル動物の組織学的検索では、出血側の黒質でミオイノシトールトランスポータの発現亢進があり、同部位にはマクロファージ/マイクログリアの浸潤がみられ、その後神経変性が起こることを明らかにした。この線条体出血後の黒質変性が、メタアンフェタミン誘発回転運動と関連することを明らかにした。また出血周囲脳ではBDNFのmRNAならびに蛋白発現が起こり、神経幹細胞移植に適した環境を提供していることを明らかにした。ついで神経幹細胞移植実験を行ったところ、神経幹細胞の明らかな生着が見られること、周囲脳とネットワークを形成する傾向があることをあきらかにした。しかし、その生着率は、胎仔脳組織細胞を移植した場合に比べ低く、またネットワーク形成も十分ではないことが明らかとなった。そこで、生着率の向上とより高い機能改善を図るため、骨髄細胞など別のドナーとなりうる細胞の調整、遺伝子導入神経幹細胞の調整と移植実験を準備したが、計画期間中にはこれらのデータを得るまでには至らなかった。また、免疫抑制剤の投与による効果の解析、神経突起(軸索)のガイダンスにより運動神経の軸索誘導をはかり、皮質脊髄路を再構築し、片麻痺を改善する実験までは期間の関係で至らなかった。
導電性高分子超薄膜の作製プロセス制御と構造・機能相関

本研究では、電解重合によって電極被覆膜として得られ、特異な電気的・光学的物性を有する導電性高分子を、次世代の分子素子構築に欠かせない材料として捉え、その分子レベルの機能化とサブミクロンからナノメ-タ-レベルの薄膜構造制御を行なってきた。1.両親媒性ピロ-ル誘導体のLB膜の特異なトポケミカル電解重合により、導電制ポリピロ-ルLB膜をはじめて合成した。約60A^^°周期の導電性ポリピロ-ル主鎖層と絶縁性長鎖アルキル鎖層の交互積層構造をX線回折ならびに膜断面の電子顕微鏡観察により確認した。この積層構造を反映した10桁に及ぶ電導度異方性を観測した。さらに、長鎖アルキルオキシ基を有するアニリンの化学酸化重合によって得られる可溶性両親媒性ポリアニリンのLB膜、および長鎖アルキルアニオンをド-プした軽置換ポリピロ-ルのLB膜を作成し、4桁以上の電導度異方性と積層構造の確認を行なった。2.両親媒性ポリチオフェンLB膜を作製し、脱ド-プ状態におけるフォトルミネセンスを観測した。3.電気化学量論性の成り立つ電解重合に着目し、複数の導電性高分子モノマ-混合系において電極電位を走査しながら共重合することにより、膜厚方向の組成変調を任意に制御できる電位走査下電解重合法を開発した。本法をピロ-ル・チオフェン系に適用して、矩形波走査関数の印加により、数千A^^°の薄膜内に周期的な共重合組成変調を膜厚方向に実現した。得られた薄膜の各種デプスプロファイル分析により、本法の制御分解能が100A^^°レベルに達していることを確認した。以上、導電性高分子の材料物性を膜構造の制御によってコントロ-ルするメゾスコピック領域の薄膜形成法を開発した。次年度以降、定量的な構造・機能相関を得るために、膜構造の制御性の向上を計るとともに、電導度、フォトルミネセンス、吸収スペクトルの低温測定を体系的に行う予定である。
ラグランジ的追跡による火山灰とシラスの河川内堆積分布の推定と河川氾濫の予測

河川を模擬した流路(但し、橋等の河川内に存在する障害物のない理想的な一様断面を持つ2次元流路)を作製し、それを用いて実験と対応する数値解析を行なった。流路入口の流量を一定にしても、流路傾斜によって流速が異なる。そこでここでは、流路の傾きを0.5度に固定して、流れ場に及ぼす流路傾斜の影響を無視した。火山灰は粒径・粒形がそれぞれ異なっているので、これを用いても有用な知見を得ることはできない。そこで、粒径が同じで、球形であるポリプロピレン粒子を火山灰の替りに使用した。これを使用する最大の利点としは、ポリプロピレン粒子の密度が作動流体である水とほぼ同じであるので、ポリプロピレン粒子は水の流れに追随して移動することが考えられる。従って、ポリプロピレン粒子の動きから流れ場の速度分布を予測することが可能となる。粒子を混合した流体を流路に流し、これを写真撮影した結果、ポリプロピレン粒子同士が密着する現象が観察された。これはポリプロピレン粒子の特徴と考えられる。但し、得られた写真を見る限り、ポリプロピレン粒子が密着しているものはあるものの、流れ場に浮遊する粒子の分布はほぼ均一であることが分かった。k-ε乱流モデルを用いた計算コードを作成して、これを2次元流路に適用した。計算コードの信頼性を確認する為に、粒子が流れ場に添加されていない単相流の計算を行なった。先ず、壁まで直接解く計算方法を採用しているので、格子点の配列と数が問題になる。格子配列と数を変化させた計算を試行し、計算時間と予測精度の両方が満足する格子配列と数を決定した。また、そのようにして求めた速度分布と乱流エネルギーの分布はほぼ乱流の特性を示していることが分った。河川を模擬した実験装置の製作と対応する数値計算コードの作成は、実際の河川は曲っていたり、狭くなったり、幅広くなったり、深くなったりしているので困難である。そこで、先ず第一段階として、曲りのない2次元流路の実験装置と対応する計算コードを完成させた。曲りない2次元流路は実際の河川でも存在するが、河川内に岩、堤防、橋の存在は流れの2次元性を失う。従って、そのようなものがない一様断面の流路を作製した。また、流体が流路内を流れる際、その2次元性が十分保持されるように流路上部にサージタンクと整流格子を取り付け、流れをCCDカメラを用いてモニターした結果、流れの2次元性は十分に保持的ていることが確認された。計算コードの検証として、流体力学的に十分に発達した2次元開水路流れを計算した結果、開水路乱流の平均速度分布は既存の実験結果と壁法則とよく一致することが確認できた。“粒子の壁に付近での取り扱い"、“レイノルズ応力場での粒子の運動の記述"、“壁面摩擦による粒子運動量の減衰"、に関して、既存の報告例をそのまま使用した結果、採用した結果によって流路内の火山灰や砂の堆積分布の数値結果が大きく変化することが分った。そこで、上記の取り扱いに関して、再検討する必要がである。また、粒子を扱う解析では、壁近傍での粒子の挙動が重要であるので、計算時間と予測精度を満足させる格子点数を決定した。河川を模擬した流路(但し、橋等の河川内に存在する障害物のない理想的な一様断面を持つ2次元流路)を作製し、それを用いて実験を行なった。そこでここでは、流路の傾きを0.5度に固定した。これにより、流れ場に及ぼす流路傾斜の影響を無視した。

そこで、粒径が同じで、球形であるポリプロピレン粒子を火山灰の替りに使用した。これを使用する最大の利点としは、ポリプロピレン粒子の密度が作動流体である水とほぼ同じであるので、ポリプロピレン粒子は水の流れに追随して移動することが考えられる。従って、ポリプロピレン粒子の動きから流れ場の速度分布を予測することができる。粒子を混合した流体を流路に流し、これを写真撮影した結果、ポリプロピレン粒子同士が密着する現象が観察された。これはポリプロピレン粒子の特徴と考えられる。但し、得られた写真を見る限り、ポリプロピレン粒子が密着しているものはあるものの、流れ場に浮遊する粒子の分布はほぼ均一であることが分かった。k-ε乱流モデルを用いた計算コードを作成して、これを2次元流路に適用した。その結果、粒子が流れ場に添加されていない単相流における速度分布と乱流エネルギーの分布はほぼ乱流の特性を示していることが分った。
遅延メモ化機構によるプログラムの部分計算に関する研究

本研究は、従来、十分に性質が解明されていなかった遅延メモ化機構を定式化して、それをプログラムの部分評価機構として利用するという方法の有効性を検証することを目的とするものである。遅延メモ化機構に基づいてプログラムの部分評価を行うことにより、プログラムの効率改善を図るというあらたな方法論は、これまでの部分評価の考え方とは大きく異なっている。従来の部分評価(部分計算)においては、特化された部分計算機を用意して、プログラムを変換するものであったが、本研究では、関数プログラムの完全遅延評価によって、通常の評価系によって自己改良がなされることに着目したものである。この考え方は、研究代表者と共同研究者が提案したものであったが、完全遅延評価系で部分評価を行うにはあらたな機構が必要とされることが判明し、本研究ではそのための遅延メモ化機構を提案して、その有効性を確認することを目的とした。遅延メモ化機構については、これまでには十分な系統化がなされていなかったが、本研究では、完全遅延評価との関係を明確にし、プログラムの評価系に組み込んで、部分評価系の実現に有効であることを確認した。これらの成果は数編の論文にまとめて公表した。これらによって、当初の目的は達成できたものと考えられる。
グルココルチコイドの標的遺伝子の解析

グルココルチコイド(GC)は生体内で産生されるステロイドホルモンであると同時に白血病、アレルギー疾患等、広範囲にわたる疾患の治療にも用いられる薬剤である。GCはある種の白血病細胞に細胞増殖の停止とアポトーシスを誘導するが、その分子機序は不明な点が多い。グルココルチコイドレセプター(GR)は転写因子のひとつであり、リガンドであるGCが結合することによって活性化し、細胞質内から核に移行して標的遣伝子の転写を活性化させる。我々は白血病細胞がGCによってアポトーシスを起こす際、発現が変化する遺伝子をオリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いて解析し、GCにより発現が上昇する遺伝子93個、低下する遺伝子28個を見出した。その中からGCによって発現が誘導される3遺伝子、Down syndromecritical region 1(DSCR1)、FK506binding proteinのひとっをコードするFKBP5、セリンプロテアーゼをコードするGranzyme A (GzmA)のに注目して解析を進めた。レポーター遺伝子アッセイ法、ゲル移動度シフト法でFKBP51のイントロン1とGzmAのイントロン2に機能的なGR結合配列が存在することがわかった。更にDSCR1とFKBP51対するsmall interference RNAを設計し、レンチウイルスベクター系を用いてGCによってアポトーシスが誘導される白血病細胞に導入した。RNA干渉により、標的遺伝子の転写が抑制されたが、単独の遺伝子をノックダウンするだけではGCによるアポトーシスの程度には明らかな影響が認められなかった。グルココルチコイドレセプター(GR)は転写因子のひとつであり、リガンドであるGCが結合することによって活性化し、細胞質内から核に移行して標的遺伝子の転写を活性化させる。以前に我々は白血病細胞がGCによってアポトーシスを起こす際、発現が変化する遺伝子を解析し報告した。今回はその中からGCによって発現が誘導される3遺伝子、Down syndromecritical region 1(DSCR1)、FK506 binding proteinのひとつをコードするFKBP51、セリンプロテアーゼをコードするGranzyme A(GzmA)に注目して解析を進めた。昨年度は我々の同定したGC標的遺伝子の中のいくつかをRNA干渉によりノックダウンしてGCによって誘導されるアポトーシスへの影響を解析したが、単独の遺伝子を発現抑制するだけではアポトーシスへの明らかな影響は認められなかった。昨年度はsmall interference RNA(siRNA)を委託合成し、実験に用いていたが、標的遺伝子のノックダウンに関しては必ずしも望みどおりの結果がでず、再合成を依頼せざるを得ないことも多かった。そこで本年度はRNA干渉による遺伝子のノックダウン法として、センス鎖とアンチセンス鎖RNAの発現ベクターを用いて長い2本鎖RNAをin vitroで合成し、RNaseIIIにより消化することで短いsiRNAを作成する方法を確立した。

このようにして合成されたsiRNAは多数の標的遺伝子配列をカバーしているため、効率よく遺伝子発現を抑制することが複数の遺伝子と複数の細胞株で示された。ノックダウンしたい遺伝子の数が多い場合は、この方法が時間的にも費用の面からも有効と考えられる。昨年度までは、グルココルチコイドの標的遺伝子の探索と、それらのアポトーシスに及ぼす影響を解析してきた。本年度は白血病細胞にグルココルチコイドと同様に、しかし全く異なる経路を介してアポトーシスを誘導するp53の標的遺伝子の機能を、昨年度と同様にRNA干渉と呼ばれる現象を利用して解析した。転写因子であるp53の標的遺伝子は多数報告されているが、それらのうちいずれがアポトーシス誘導において重要な役割を演じているかは不明な点が多い。本年度はp53の標的遺伝子のうち5種類(p53AIP1,BBC3,PMAIP1,BCL2L11,BAX)と、陽性コントロールとしてp53自身の計6遺伝子に対するsmall interference RNA(siRNA)を委託合成し、同じ細胞に同条件下でひとつずつsiRNAを導入し、各遺伝子の発現抑制がアポトーシスに及ぼす影響を解析した。先ずリアルタイムRT-PCR法を用いて、各siRNAが標的とする遺伝子の発現を80%以上抑制することを確認した。p53が野性型であり、放射線照射でアポトーシスが誘導される細胞株を用いて、照射前に各siRNAを導入することにより、アポトーシスにいかなる影響が出るかをフローサイトメトリーで解析した。肺癌由来細胞株A549においては、BBC3とBAXをノックダウンすることで強いアポトーシス抑制が見られたのに対し、胚細胞腫瘍由来細胞株のTera-2ではこれらに加えてPMAIP1のノックダウンでもアポトーシスが抑制された。以上の点から、p53によるアポトーシス誘導を媒介する標的遺伝子は細胞に依存するものの、BBC3とBAXが主要な役割を演じていることが多いと考えられた。
江南道教の研究

麥谷は全体の統括を行うとともに、宋代における茅山派道教の活動の実態を劉混康と徽宗との関係を中心に検討した。また、『茅山志』の記事にもとづく茅山における宗教施設の変遷に関する研究の準備および各種資料の収集を行い、報告論文として「劉混康略年譜」を作成した。都築(教団組織担当)は、霊宝経における宗教空間とりわけ斎堂・戒・威儀の関係に即して宗教施設の歴史と教団組織の実体解明を行い、報告論文として「靈寶經における宗教空間-齋堂・戒・威儀-」を作成した。船山(仏教教理担当)は、梁の開善寺智藏『成實論大義記』と南朝教理學を重点に道教との関係を分析考究し、報告論文として「梁の開善寺智藏『成實論大義記』と南朝教理學」を作成した。山田(道教教理担当)は、董思靖『洞玄靈寶自然九天生神章經解義』の思想を解明し、報告論文として「董思靖『洞玄靈寶自然九天生神章經解義』の思想」を作成した。古勝(学術思想担当)は、学術史的観点から葛洪の道教思想を分析し、報告論文として「血盟と師受-『抱朴子』内篇を中心として」を作成した。エスポジトは、江南における道蔵の伝承を分析し、報告論文として「THE DISCOVERY OF JIANG YUANTING'S DAOZANG JIYAO INJIANGNAN : A PRESENTATION OF THE DAOIST CANON OF THE QING DYNASTY」を作成した。神塚(道教教理担当)は、司馬承禎と天台山周辺の仏道二教との関係を分析し、武田(学術思想担当)は、経方書における道教の影響を科学史的観点から分析した。また、江南地方の近代における道教の動向を歴史的に把握するための基礎資料の収集に努め、報告書『江南地方志二十五種道教関係記事集成』をまとめた。平成15年度は、重点を茅山派道教の教理形成過程に置き、各自の分担に従って以下のように研究を行なった。麥谷は全体の統括を行うとともに、茅山派道教の教理形成過程における中国固有の要素の抽出作業を進めた。また、茅山における宗教施設の変遷に関する研究の準備のため、中国および台湾において現地調査および各種資料の収集を行なった。都築(教団組織担当)は、天師道の治から後世の館、観へと変遷していく宗教施設の歴史と教団組織の実体解明を進めた。船山(仏教教理担当)は、戒律の問題を中心に、茅山派道教教理形成に与えた仏教教理の影響を分析した。山田(道教教理担当)は、宋以後における茅山道教教理と禅仏教および朱子学との関係を、神塚(道教教理担当)は、六朝隋唐時期における茅山派道教の教理形成過程における仏教教理との関係を主に分析した。古勝(学術思想担当)は、江南の知識人と茅山派道教との関係を学術史的観点から、武田(学術思想担当)は、茅山派道教における各種道術の意味および機能を科学史的観点からそれぞれ分析した。また、上記研究と並行して、人文科学研究所所蔵の近世宗教関係石刻資料の整理およびデータ・ベース作成に関与した。

平成16年度は、引き続き茅山派道教の研究を進めるとともに、天師道の教理形成過程に重点を置いて、各自の分担に従って以下のように研究を行った。麥谷は全体の統括を行うとともに、天師道の教理形成過程における中国固有の要素の抽出作業を進めた。また、近世における江南道教と雲南道教の関係を明らかにするため、現地調査および各種資料の収集を行なった。都築(教団組織担当)は、引き続き天師道の治から後世の館、観へと変換していく宗教施設の歴史と教団組織の実態解明を進めた。船山(仏教教理担当)は、戒律の問題を中心に、天師道の教理形成に与えた仏教教理の影響を分析した。山田(道教教理担当)は、宋以後における天師道の教理と禅仏教および朱子学との関係を、神塚(道教教理担当)は、六朝隋唐時期における天師道の教理形成過程における仏教教理との関係を主に分析した。古勝(学術思想担当)は、江南の知識人と天師道との関係を学術史的観点から、武田(学術思想担当)は、天師道における各種道術の意味および機能を科学史的観点からそれぞれ分析した。また、上記研究と並行して、人文科学研究所所蔵の地方志中の江南道教関係記事データ・ベース作成に着手した。平成17年度は江南道教の教団組織および宗教地理的ネットワークにそれぞれ重点を置いて研究を進め、あわせてデータベース作成作業を継続した。麥谷は全体の統括を行うとともに、茅山派道教の教理形成過程における中国固有の要素の抽出作業を行った。また、『茅山志』の記事にもとづく茅山における宗教施設の変遷に関する研究の準備および各種資料の収集を行った。都築(教団組織担当)は、天師道の治から後世の館、観へと変遷していく宗教施設の歴史と教団組織の実体解明を行うとともに、龍谷大学所蔵の敦煌出土文献中の道教経典の調査をも行った。船山(仏教教理担当)は、戒律の問題を中心に、茅山派道教教理形成に与えた仏教教理の影響を分析すると同時に、真諦の著作の特徴を考究した。山田(道教教理担当)は、宋以後における茅山道教教理と禅仏教および朱子学との関係を、神塚(道教教理担当)は、六朝隋唐時期における茅山派道教の教理形成過程における仏教教理との関係を分析した。古勝(学術思想担当)は、学術史的観点から韓愈や柳宗元の道論を、武田(学術思想担当)は、茅山派道教における各種道術の意味および機能を科学史的観点から分析した。Espositoは、江南における龍門派の活動について、教団および教理の両面から分析を進めるとともに、道蔵輯要のデータベース作成準備をおこなった。平成18年度は江南道教の社会的影響に重点を置いて研究を進めるとともに、あわせてデータベース作成作業を継続した。麥谷は全体の統括を行うとともに、宋代における茅山派道教の活動の実態を劉混康と徽宗との関係を中心に検討した。都築(教団組織担当)は、霊宝経における宗教空間とりわけ斎堂・戒・威儀の関係に即して宗教施設の歴史と教団組織の実体解明を行った。船山(仏教教理担当)は、梁の開善寺智藏『成實論大義記』と南朝教理學を重点に道教との関係を分析考究した。山田(道教教理担当)は、董思靖『洞玄靈寳自然九天生神章經解義』の思想を、神塚(道教教理担当)は、司馬承禎と天台山周辺の仏道二教との関係を分析した。古勝(学術思想担当)は、学術史的観点から葛洪の道教思想を、武田(学術思想担当)は、経方書における道教の影響を科学史的観点から分析した。
大規模複合無線環境におけるシームレスハンドオーバ管理手法に関する研究

様々な無線アクセスネットワーク技術が急速に発展・普及し、ユーザはいつでもどこでもインターネットに接続可能な複合無線環境が実現しつつある。本研究では、無線LANとWiMAXを対象とした大規模複合無線環境において、移動端末がこれらの無線ネットワーク間をシームレスに移動(ハンドオーバ)するためのハンドオーバ管理手法の提案を行い、シミュレーション及び実機を用いて提案方式の有効性を示した。本研究では、様々な無線アクセスネットワークが使用可能な複合無線環境を対象とし、実環境を想定した大規模な異なる無線アクセスネットワーク間のシームレスハンドオーバに関する研究を進めている。平成20年度では、1)既存の提案方式による大規模無線LAN環境における適応性の限界と既存手法の改善、及び2) WiMAXと無線LAN間のハンドオーバトリガーの調査・検討に対して研究を行った。まず、1)においては、大規模無線LAN環境のように複数の端末が存在ずる環境において、既存の提案手法で用いたハンドオーバトリガー(フレーム再送回数)だけでは輻輳による通信品質の劣化を検知できず、その結果、ハンドオーバ時の通信品質が劣化することを明らがにした。そこで、無線LAN内の輻輳状況を検知するため、端末側からアクセスポイントの輻輳度合い(キュー長)を推測するための仕組みを提案した。本手法により、既存のアクセスポイントに新たな機能を追加する必要なく、輻輳を考慮したハンドオーバが可能となることを示した。また、2)においては、WiMAXと無線LAN間のハンドオーバ時における通信品質の劣化を迅速かつ適切に判断するためのハンドオーバトリガーの調査・検討を行った。これまでの調査により、WiMAXではハンドオーバトリガーとして電波強度を用いている。しかし、電波強度だけでは、無線LAN同様に輻輳による通信品質の劣化を迅速かう適切に検知できない。また、音声通信のような双方向通信においては、WiMAXの輻輳時にダウンストリームよりもアップストリームの方が通信品質の劣化をおこしやすいことが明らかとなった。この特性をもとに、ベースステーションを変更することなく、端末側において、移動及び輻輳によるWiMAXの通信品質の劣化を迅速かつ適切に検知できるハンドオーバトリガーについて検討を行った。本研究では、様々な無線アクセスネットワークが使用可能な複合無線環境を対象とし、実環境を想定した大規模な異なる無線アクセスネットワーク間のシームレスハンドオーバに関する研究を行った。平成21年度では、1)実環境における提案方式の有効性の評価、2) WiMAXと無線LAN間のハンドオーバトリガーの調査・検討、3)無線LAN/WiMAXによる大規模複合無線環境におけるハンドオーバ管理方式に対して研究を行った。まず、1)においては、異なるIPサブネットで構築された無線LAN環境を対象に提案したハンドオーバ管理手法が、実環境においても有効に使用可能であることを示すため、実機を用い評価を行った。その結果、これまでに提案したアクセスポイント選択手法及びハンドオーバ管理手法が無線LAN環境におけるシームレスハンドオーバを実現するために有効であることを明らかにした。また、2)、3)においては、WiMAXと無線LAN間のハンドオーバ時における通信品質の劣化を迅速かつ適切に判断するためのハンドオーバトリガーを調査し、そのトリガーを用いたハンドオーバ管理手法の提案を行った。本提案方式では、WiMAXのハンドオーバトリガーとして電波強度と端末側のキュー長を用い、無線LANのハンドオーバトリガーとしては端末とAP間のRTTとフレーム再送回数を用いた。またこれらの指標を用いたハンドオーバ管理手法を提案し、WiMAXと無線LANが混在する環境において、端末が自ら現在のネットワーク状態を的確に判断し、シームレスハンドオーバが可能であることをシミュレーションにより評価した。
浸漬型膜分離システムにおける膜透過性能と生物処理性能に関する研究

膜分離システムにおいて生物反応と膜分離を単一の槽で行わせる浸漬型膜分離活性汚泥法は膜ろ過に必要なエネルギーを大幅に削減可能である。また,有機性廃水処理においては富栄養化防止の観点から窒素除去も望まれるが,本法では間欠曝気により一槽で好気状態と無酸素状態を起こし硝化脱窒を行えるため,装置のコンパクト化という点でも注目されている。本研究では一槽間欠曝気式膜分離システムの効率的な運転条件を明らかにすることを目的として,曝気サイクルや汚泥負荷等の運転条件が窒素除去能及び膜透過能へ与える影響とそのメカニズムを連続実験と回分ろ過実験により検討した。平成13年度は生物処理の汚泥負荷条件を一定にして曝気サイクルが及ぼす影響について検討した結果,曝気・非曝気の時間サイクルは,30-30(分)が効率的なことを明らかにした。平成14年度は適正な曝気サイクル条件の運転において汚泥負荷条件が及ぼす影響について検討した。汚泥負荷条件として,一定の汚泥濃度で容積負荷の影響をみるとともに汚泥引き抜きを行わないClosedシステムでの運転も行った。その結果,以下の知見が得られた。1)窒素除去能への影響汚泥負荷が高すぎると,硝化反応が処理限界に達するため処理水中にアンモニア性窒素が残存し,除去率が低下する。しかし,汚泥を引き抜かないClosedシステムでの運転では,汚泥負荷が低いため,高い容積負荷であっても高い窒素除去率が得られる。2)膜透過能への影響膜透過能に関してもClosedシステムでの運転が有利であることが明らかとなった。汚泥負荷の高い条件で不利であるのは,活性汚泥に吸着・貯蔵されている有機物が多くなるため,汚泥の粘着性が増し,膜面に粘性の高い付着層が形成されるためと考えられる。一方,Closedシステムでの運転では,汚泥の粘性が低く,付着力の弱いケーキ層が膜面をコーティングするため膜透過流束の低下が抑制されると考えられる。膜分離システムにおいて生物反応と膜分離を単一の槽で行わせる浸漬型膜分離活性汚泥法が膜ろ過に必要なエネルギーを大幅に削減できることから注目されている。しかし,本法にも従来法と同様に運転日数の経過に伴い膜透過性能が低下するという問題点がある。この問題点に対して,設定膜透過フラックスと曝気強度の影響について連続実験で検討を行った結果,設定フラックスが高い場合も適切な曝気強度で運転を行うことによって膜透過性能の低下を抑えられ運転の効率化が図れることが判明している。一方,現在,有機性廃水処理においては富栄養化防止の観点から窒素除去も求められているが,浸漬型膜分離活性汚泥法は,曝気を間欠で行うことで一槽で好気状態と無酸素状態を起こし硝化脱窒を行えるため,窒素除去装置のコンパクト化という点で注目されている。しかし,問欠曝気における曝気サイクルや汚泥負荷等の運転条件が窒素除去能及び膜透過能へ及ぼす影響の検討は十分にされていない。そのため平成13年度においては曝気サイクルが及ぼす影響について一槽間欠曝気式膜分離リアクターの連続運転を行って検討した。曝気-非曝気の時問サイクルは,30-30, 30-15, 15-30, 15-15(分)の4条件を設定した。1)窒素除去能への影響窒素除去率は非曝気時間が30分の系で85%以上の高い除去率を示した。