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特定機能病院における難病専門相談員のコーディネイト機能に関する研究

1.研究の概要平成11年12月に開始された群馬県神経難病医療ネットワーク推進事業において、特定機能病院(拠点病院)に設置された看護相談員の実践活動のうち、拠点病院神経内科外来受診者(フォローアップ対象者)に対する継続支援活動を分析し、その機能を明らかにすることを目的とした。対象は、事業開始から平成14年2月に専門員が継続的に支援している拠点病院神経内科外来受診者の個別支援記録・相談票、および外来診療録を資料とした。調査方法は、上記の資料からフォローアップ対象者の概要、支援の開始、相談内容、支援課題、発症・初診・受診の年月日、受診の経緯を整理した。調査期間は、平成12年11月から平成14年6月までであった。また、看護相談員の実践活動に、平成13年6月12月、合計15回参加し、活動内容の記述を行った。分析方法は、フォローアップ対象者の重要な特性について整理し、集計を行った。看護相談員の外来患者支援機能は、療養相談内容とその内容を単文に整理し、類似性・共通性によって分類、カテゴリを作成し、類型化した。参加観察した活動内容の記述を参考とした。2.結果の概略1)対象は44人、男性24人、女性20人で、初回相談時の年齢(平均±標準偏差)は57.1±14.6歳、疾患は筋萎縮性側索硬化症25人、パーキンソン病6人、脊髄小脳変性症4人などであった。現疾患で受診した医療機関(診療科)は、拠点病院外来を含めて3.2±1.6機関であった。紹介元は、病院22人、診療所6人、病院内他診療科9人、初診7人、調査時点受療状況は、継続29人、医療機関の変更15人で、3人は死亡していた。対象者の初回相談は本人25人、配偶者3人、および保健所保健師5人、病院医師1人、などであった。初回相談の方法は面接34人、電話10人で、相談内容は療養者・家族からは、病気・治療・薬・医療機器類10件、制度サービス利用方法7件が多く、専門員から外来受診時のフォローを26人に行っていた。総療養相談においても療養者・家族は病気・治療・薬・医療機器類について32件、制度サービス利用法18件が多く、支援機関からは支援全般についての18件が多かった。相談への対処は、情報提供・助言43件、保健所その他の支援機関と連携20件を行っていた。3.成果の発表本研究の成果の一部は、第6回日本難病看護学会学術集会において、「難病医療ネットワークにおける神経難病医療専門員の療養相談活動の分析」、第7回日本難病看護学会学術集会において、「特定機能病院における神経難病医療専門員の外来患者フォローアップ活動の分析」として発表した。1.研究の概要と進行状況群馬県神経難病医療ネットワーク推進事業において、拠点病院(特定機能病院)に設置された看護相談員の実践活動を、1)看護相談員が記述している記録(1)相談票、(2)個別支援記録、(3)活動日誌、および(4)平成11年度群馬県神経難病医療ネットワーク推進事業活動報告書をもとに、(1)相談者が抱える問題と対応、(2)拠点病院受診者の外来および入院の患者のフォロアップにおける支援内容、(3)地域における難病療養者支援機関職員による援助要請と看護相談員の対応方法についてデータ収集し、コード化、類似性を基に集計し分類している。2)看護相談員の実践活動に、参加観察し、活動内容の記述を行った。期間は平成13年6月12月、専門医が外来診療を行う午前中、合計15回参加した。計画進行状況は、1)のデータ収集を行い、類型化を精練している。2)のデータについて、単文、単語に直し、コード化を進めている。2.結果の概略1)看護相談員が活動を開始した平成11年12月から平成13年10月の1年11ヶ月間の療養相談総数は、244人の療養者について601件あった。一般の相談者は、181人について281件で、拠点病院受診者が63人に84件、拠点病院外受診者が120人197件であった。看護相談員がフォロアップしている拠点病院フォロアップ対象者は、39人177件、保健所フォロアップ対象者が24人143件であった。全相談601件の相談方法は、電話336件、面接249件、電子メール13件、ファクシミリ3件であった。療養者等が抱える問題は、病気・治療・薬、外来受診時の相談全般の順で多く、支援機関の抱える問題は、支援方法の全般、看護ケアの方法の順で多かった。2)データを一般相談者への対応と支援、拠点病院フォロアップ対象者への支援、保健所フォロアップ対象者への支援に分類し、分析を進めている。3.今後の研究計画拠点病院受診者の外来および入院患者のフォロアップにおける支援内容を詳細にデータ収集し、地域における難病療養者支援機関職員による援助要請と看護相談員の対応方法と合わせ、類型化の精練を進める予定である。尚、本研究の成果の一部は、第6回日本難病看護学会学術集会において、「難病医療ネットワークにおける神経難病医療専門員の療養相談活動の分析」として発表した。1.研究の概要

平成11年12月に開始された群馬県神経難病医療ネットワーク推進事業において、特定機能病院(拠点病院)に設置された看護相談員の実践活動のうち、拠点病院神経内科外来受診者(フォローアップ対象者)に対する継続支援活動を分析し、その機能を明らかにすることを目的とした。対象は、事業開始から平成14年2月に専門員が継続的に支援している拠点病院神経内科外来受診者の個別支援記録・相談票、および外来診療録を資料とした。調査方法は、上記の資料からフォローアップ対象者の概要、支援の開始、相談内容、支援課題、発症・初診・受診の年月日、受診の経緯を整理した。調査期間は、平成12年11月から平成14年6月までであった。また、看護相談員の実践活動に、平成13年6月12月、合計15回参加し、活動内容の記述を行った。分析方法は、フォローアップ対象者の重要な特性について整理し、集計を行った。看護相談員の外来患者支援機能は、療養相談内容とその内容を単文に整理し、類似性・共通性によって分類、カテゴリを作成し、類型化した。参加観察した活動内容の記述を参考とした。2.結果の概略1)対象は44人、男性24人、女性20人で、初回相談時の年齢(平均±標準偏差)は57.1±14.6歳、疾患は筋萎縮性側索硬化症25人、パーキンソン病6人、脊髄小脳変性症4人などであった。現疾患で受診した医療機関(診療科)は、拠点病院外来を含めて3.2±1.6機関であった。紹介元は、病院22人、診療所6人、病院内他診療科9人、初診7人、調査時点受療状況は、継続29人、医療機関の変更15人で、3人は死亡していた。対象者の初回相談は本人25人、配偶者3人、および保健所保健師5人、病院医師1人、などであった。初回相談の方法は面接34人、電話10人で、相談内容は療養者・家族からは、病気・治療・薬・医療機器類10件、制度サービス利用方法7件が多く、専門員から外来受診時のフォローを26人に行っていた。総療養相談においても療養者・家族は病気・治療・薬・医療機器類について32件、制度サービス利用法18件が多く、支援機関からは支援全般についての18件が多かった。相談への対処は、情報提供・助言43件、保健所その他の支援機関と連携20件を行っていた。3.成果の発表本研究の成果の一部は、第6回日本難病看護学会学術集会において、「難病医療ネットワークにおける神経難病医療専門員の療養相談活動の分析」、第7回日本難病看護学会学術集会において、「特定機能病院における神経難病医療専門員の外来患者フォローアップ活動の分析」として発表した。
正常粘膜の遺伝子変化検索による大腸癌好発状態の検討

大腸癌症例の正常大腸粘膜におけるIGF-2遺伝子のLoss of Imprinting検索することにより、坦癌患者の背景粘膜における遺伝子異常の検討を行った。父性発現インプリンティング遺伝子であるIGF-2遺伝子の両アレル発現(loss of imprinting : LOI)は、大腸癌患者で正常人の約35倍と高率に認められ、また、癌組織だけでなく正常粘膜部にもLOIが認められることから、大腸癌発生との関連が示唆されている。大腸癌手術症例260例を対象に、腫瘍部・正常粘膜部のIGF-2遺伝子LOIと臨床病理学的因子との関連を検討した。LOI検索はPCRを用いたApa-I制限酵素断片長多型解析により選択された両アレル識別可能症例で行い、RT-PCRを用いたApa-I制限酵素断片長解析によってLOIを判定した。対象症例260例中、両アレル識別可能症例は120例(46.2%)であった。腫瘍部[T]・正常粘膜部[N]におけるLOI陽性率はそれぞれ48.3%(57/118)、41.0%(48/117)であった。(1)平均年齢は、[T]で陽性群65.2±11.1歳、陰性群65.0±11.0歳であった(P=0.911)。(2)男女別[T]LOI陽性率は、男53.2%(41/77)、女39.0%(16/41)であった(P=0.177)。(3)腫瘍部位を右側・左側に分けた場合の[T]LOI陽性率は、右側56.1%(23/41)、左側44.2%(34/77)であった(p=0.249)。(4)癌症例での組織型別[T]LOI陽性率は、高分化型47.7%(42/88)、中分化型40.9%(9/22)、低分化型75.0%(3/4)、粘液癌75.0%(3/4)であった(P=0.427)。(5)MSI検索症例におけるMSI陽性率はLOI陽性群で17.1%(7/41)、陰性群で13.9%(5/36)であった(P=0.762)。LOI陽性大腸癌の背景正常粘膜のLOI陽性の頻度は、LOI陰性大腸癌の背景粘膜と比較して優位に効率であった(36/61 vs13/59,p<0.001)。今回の結果から、LOI陽性大腸癌は男性・右側結腸症例・低分化型腺癌・粘液癌にやや多い可能性が考えられた。また、LOI陽性大腸癌の背景粘膜においては、効率にLOI陽性がみとめられ、背景粘膜に既に遺伝変化が生じている可能性が考えられた。

今回の結果から、LOI陽性大腸癌は男性・右側結腸症例・低分化型腺癌・粘液癌にやや多い可能性が考えられた。また、LOI陽性大腸癌の背景粘膜においては、効率にLOI陽性がみとめられ、背景粘膜に既に遺伝変化が生じている可能性が考えられた。大腸癌症例において、癌組織のmicrosatellite instability(MSI)とIGF II遺伝子のloss of imprinting(LOI)について検索し、MSIとIGFIIのLOIとの関連および、LOIを指標として癌好発状態が背景粘膜にも存在するか否かを検討することを目的とした。当施設で切除された大腸癌症例119例につき、MSIの検索を行った。microsatellite markerとしては、国際基準の6マーカを用いた。また、IGFIIのLOIを検索するにあたり、IGFII geneの1塩基多型を利用したApa I制限酵素反応によるフラグメント解析にて両アレルが識別可能な症例を検索した。検索には切除組織の正常粘膜部から抽出したDNAを用い、蛍光primerを用いてgeneticanalyzer(ABI 3000)で判定した。これにより選抜された両アレル識別可能症例の腫瘍組織および正常粘膜組織からm-RNAを抽出、c-DNAを作製し、IGFII geneの両アレル発現の有無を前述の方法と同様genetic analyzerを用いたフラグメント解析で検索し、IGFII geneのLOIの有無を判定した。従来のRIを用いた電気泳動による方法と比較し、我々が新たに行った上記方法では蛍光プライマーを用いる点で簡便であり、また、multi-capillary電気泳動を用いることにより多検体を迅速に分析できる点で優れた方法であることが確認された。現時点における検索結果では、Apa I siteの多型により両アレルが識別可能な症例は大腸癌119例中48例(40.3%)であり、IGF IIのLOIはそのうちの検索症例19例中10症例に認められた。今後さらに検討症例を加えると共に、背景粘膜のLOIについて検索する予定である。父性発現インプリンティング遺伝子であるIGF-2遺伝子の両アレル発現(loss of imprinting : LOI)は、大腸癌患者で正常人の約35倍と高率に認められ、また、癌組織だけでなく正常粘膜部にもLOIが認められることから、大腸癌発生との関連が示唆されている。本研究では、大腸癌手術症例におけるIGF-2遺伝子LOI陽性大腸癌の特徴を検討した。当院における大腸癌手術症例260例を対象に、腫瘍部・正常粘膜部のIGF-2遺伝子LOIと患者の(1)年齢、(2)性別、(3)腫瘍部位、(4)腫瘍組織型、(5)MSIとの関連を検討した。LOI検索はPCRを用いたApa-I制限酵素断片長多型解析により選択された両アレル識別可能症例で行い、RT-PCRを用いたApa-I制限酵素断片長解析によってLOIを判定した。対象症例260例中、両アレル識別可能症例は120例(46.2%)であった。腫瘍部[T]・正常粘膜部[N]おけるLOI陽性率はそれぞれ48.3%(57/118)、41.0%(48/117)であった。(1)平均年齢は、[T]陽性群65.2±11.1歳、陰性群65.0±11.0歳であった(P=0.911)。(2)男女別[T]LOI陽性率は、男53.2%(41/77)、女39.0%(16/41)であった(P=0.177)。(3)腫瘍部位を右側・左側に分けた場合の[T]LOI陽性率は、右側56.1%(23/41)、左側44.2%(34/77)であった(P=0.249)。(4)癌症例での組織型別[T]LOI陽性率は、高分化型47.7%(42/88)、中分化型40.9%(9/22)、低分化型75.0%(3/4)、粘液癌75.0%(3/4)であった(P=0.427)。(5)MSI検索症例におけるMSI陽性率はLOI陽性群で17.1%(7/41)、陰性群で13.9%(5/36)であった(P=0.762)。
LINC核膜複合体に依存した減数分裂期染色体の核内配置制御機構の解明

分裂酵母では減数分裂期にテロメアが酵母の中心体であるSpindle Pole Body (SPB)に集合し、相同染色体の対合やスピンドル形成に関与する。また、セントロメアがSPBから脱離することによって、減数分裂型のセントロメアが形成され、キネトコアが融合する。テロメアとセントロメアのSPB局在はLINC核膜複合体に依存しているが、それらの局在制御機構、および局在の機能は完全には解明されていない。本研究ではテロメア集合とセントロメアの脱離の制御機構、および制御連関の減数分裂における役割を明らかにし、LINC複合体を介した染色体の核内配置の制御と機能の解明を目指した。接合フェロモン応答によるMAP kinaseの活性化がテロメア集合を引き起こすが、セントロメアのSPBからの脱離は起らないと考えられていた。しかし、mat遺伝子によって1倍体細胞にMAP kinase経路の活性化を引き起こすと、テロメア集合と共にセントロメアの脱離が起こることを見出した。さらに、MAP kinaseの活性化が起こらないと、キネトコア融合に異常が生じ、MAP kinaseが減数分裂型セントロメア形成に重要であることを示す結果を得た。キネトコア融合に必要であると考えられているMoa1がキネトコア融合制御に関与するが、キネトコア形成の起こるセントロメアコアの融合には関与しないことを見出した。また、テロメア集合を介して形成されるキアズマによって、相同染色体の往復運動に同調性が生み出され、染色体と紡錘体の結合修正に関与する可能性を見出している。そこで染色体の往復運動と結合修正の関係を明らかにするために、往復運動欠損株を探索した。キネトコア因子であるDam1の欠損によって往復運動が欠損し、さらに結合修正に異常が生じることを見出した。この結果は往復運動が結合修正に関与することを支持している。分裂酵母では、減数分裂期にテロメアが酵母の中心体であるSpindle Pole Body (SPB)近傍に集合して相同染色体の対合やスピンドル形成に関与し、一方、SPBに局在していたセントロメアがSPBから脱離し、減数分裂型のセントロメアが形成される。テロメアとセントロメアのSPB局在は、いずれもLINC核膜複合体に依存しているが、それらの局在制御機構、および局在の機能の詳細は完全には解明されていない。本研究では、テロメア集合とセントロメアの脱離の制御連関機構、および制御連関の減数分裂における役割を明らかにし、LINC核膜複合体を介した染色体核内配置の制御機構および機能の解明をめざした。テロメア集合が阻害されるとセントロメアのSPBからの脱離も阻害され、この制御にテロメア結合蛋白質であるTaz1と微小管が関わり、この制御がテロメア集合欠損時に紡錘体形成を保証する機構であることを見いだした。また、テロメア集合欠損はキアズマ形成異常を引き起こすため、キアズマの染色体分配における役割を解析したところ、キアズマが染色体とスピンドルの結合修正様式決定に重要な役割を果たすことを見いだした。また、セントロメア脱離による減数分裂型セントロメア形成を評価するために、体細胞分裂および減数分裂の細胞を分裂期に同調し、キネトコアおよび分裂期染色体を可視化して減数分裂期におけるキネトコアの融合状態を解析した。減数分裂期では凝縮した姉妹染色分体の染色体上にキネトコアのシグナルが1点のみ観察され、体細胞分裂期にはしばしば2点観察された。このことから、この方法によってキネトコア融合を評価できるとともに、高等真核生物と同じく、分裂酵母でも減数分裂においてキネトコアが融合すると考えられた。テロメア集合がセントロメアのSPBからの脱離を制御する機構について論文にまとめ、国際誌上に発表することができた。また、キアズマが染色体とスピンドルの結合修正様式決定に重要な役割を果たすことを見いだした。これらに加え、減数分裂期のキネトコア融合を評価する実験手法の確立に成功し、実際に分裂酵母で融合が起こっていることを示すことに成功した。これらから当初予想した通り、順調に成果がでていると考えられる。分裂酵母では減数分裂期にテロメアが酵母の中心体であるSpindle Pole Body (SPB)近傍に集合して相同染色体の対合やスピンドル形成に関与し、一方、SPBに局在していたセントロメアがSPBから脱離することによって、減数分裂型のセントロメアが形成されキネトコアが融合する。テロメアとセントロメアのSPB局在はLINC核膜複合体に依存しているが、それらの局在制御機構、および局在の機能の詳細は完全に解明されていない。本研究ではテロメア集合とセントロメアの脱離の制御機構および制御連関の減数分裂における役割を明らかにし、LINC複合体を介した染色体の核内配置の制御と機能の解明を目指した。昨年度までにテロメア集合が阻害されるとSPBからセントロメアの脱離が阻害されることを見出し、さらにこの阻害がスピンドル形成を保証する機構であることを見出した。今年度はさらに、この阻害が細胞の接合時に見られる核融合に関わり、この制御によってSPBにテロメアあるいはセントロメアが相互作用し続けることによって効率の良い核融合が起こることを見出した。また、この核融合において、SPBとセントロメアあるいはテロメアとの相互作用に依存しない、ダイニンモーターに依存した核融合機構が存在することも見出し、この2つの機構による核融合モデルを提唱した。

また、テロメア集合に依存して形成されるキアズマについて、その相同染色体と紡錘体の結合形成における機能を解析したところ、相同染色体と紡錘体の結合形成時にキアズマは相同染色体のSPB間の往復運動に同調性を生み出し、この往復運動が結合修正に関わる可能性を見出した。さらにキネトコア融合を解析する実験系を用い、コヒーシンやDNA複製制御因子であるMrc1を介したセントロメアのコア部位の結合がキネトコア融合に必要であることを見出した。テロメア集合とセントロメアのSPBからの脱離制御が接合時における核融合にも関わることを新たに見出し、この成果を論文にまとめて誌上発表することができた。また、キアズマの機能解析において、染色体の往復運動を相関関数という新たな手法を取り入れることによって、定量的に評価できることを見出した。さらに、キネトコアシグナルの形状を定量的に解析することによってキネトコアの融合状態を評価できる可能性を見出し、減数分裂型のコヒーシン因子やDNA複製制御因子であるMrc1によるセントロメアのコアの結合がキネトコア融合に必要であることを見出した。以上より順調に進んでいると判断した。分裂酵母では減数分裂期にテロメアが酵母の中心体であるSpindle Pole Body (SPB)に集合し、相同染色体の対合やスピンドル形成に関与する。また、セントロメアがSPBから脱離することによって、減数分裂型のセントロメアが形成され、キネトコアが融合する。テロメアとセントロメアのSPB局在はLINC核膜複合体に依存しているが、それらの局在制御機構、および局在の機能は完全には解明されていない。本研究ではテロメア集合とセントロメアの脱離の制御機構、および制御連関の減数分裂における役割を明らかにし、LINC複合体を介した染色体の核内配置の制御と機能の解明を目指した。接合フェロモン応答によるMAP kinaseの活性化がテロメア集合を引き起こすが、セントロメアのSPBからの脱離は起らないと考えられていた。しかし、mat遺伝子によって1倍体細胞にMAP kinase経路の活性化を引き起こすと、テロメア集合と共にセントロメアの脱離が起こることを見出した。さらに、MAP kinaseの活性化が起こらないと、キネトコア融合に異常が生じ、MAP kinaseが減数分裂型セントロメア形成に重要であることを示す結果を得た。キネトコア融合に必要であると考えられているMoa1がキネトコア融合制御に関与するが、キネトコア形成の起こるセントロメアコアの融合には関与しないことを見出した。また、テロメア集合を介して形成されるキアズマによって、相同染色体の往復運動に同調性が生み出され、染色体と紡錘体の結合修正に関与する可能性を見出している。そこで染色体の往復運動と結合修正の関係を明らかにするために、往復運動欠損株を探索した。キネトコア因子であるDam1の欠損によって往復運動が欠損し、さらに結合修正に異常が生じることを見出した。この結果は往復運動が結合修正に関与することを支持している。テロメア集合とセントロメアのSPBからの脱離抑制が接合時の核融合に関与する結果を得ているので、これらを検証し、テロメア集合およびセントロメア脱離制御が核融合に果たす役割を明らかにする。
一酸化炭素保持分子による合成化学

一酸化炭素を有機化合物に導入するカルボニル化法は合成化学的に重要であるが、一酸化炭素は有毒であり高圧ボンベからの直接使用が煩雑なことから多くの合成化学者においては「避けたい試薬」となってきた。本研究では一酸化炭素保持型分子をスクリーニングし、これをカルボニル化反応へ活用できる手法の開発を検討した。ギ酸の濃硫酸による脱水反応により発生させた一酸化炭素を広範なカルボニル化に供するためには酸と発生した一酸化炭素を効果的に分離する手法が必要となる。特殊なPTFE膜によって一酸化炭素を酸から分離する方法を検討し、さらに分離した一酸化炭素をパラジウム触媒によるカルボン酸アミドの合成に供することとした。また一酸化炭素存在下、NHC・ボランとヨードベンゼンを用いて光照射下でベンジルアルコールへの増炭素型変換反応を検討した。ブレンステッド酸共存系での一酸化炭素発生と膜分離を行なった。PTFE管内でギ酸と硫酸の反応を行い、管内で一酸化炭素が混合酸より発生する事を確認した。また管内からPTFE膜外への一酸化炭素の効率的な拡散を確認した。酸はPTFE管内で残留しており、一酸化炭素ガスと酸液の膜分離を達成した。この膜分離を利用し外管をステンレススチール製のチューブとする二層管を作製し外管内での遷移金属触媒によるカルボニル化とラジカル種によるカルボニル化を共に検討し、アミドやエステルの合成が達成出来ることを明らかとした。さらに液相の濃硫酸に代えて固層系での検討を行なった。シリカゲル担持型のスルホン酸を用いギ酸との反応を検討した結果、一酸化炭素の発生を確認することが出来た。含窒素ヘテロ環カルベン(NHC)を配位子とする三水素化ホウ素(NHCボラン)と一酸化炭素が共存する系での反応の検討を行なった。一酸化炭素とヨードアルカンの反応を光照射下で検討したところ、カルボニル化とつづく水素化によるアルデヒド生成を経て即座にヒドリド還元を受け、一炭素増炭素型のアルコールが良好な収率で生成した。本研究によりNHCボランと一酸化炭素の組み合せが効率的な一炭素増炭反応系の構築に有効であることを初めて明らかにした。脂肪族および芳香族カルボン酸からの触媒的な脱カルボニル化反応を実施し、これらの酸の共存系で一酸化炭素を発生させた。触媒としてIr、Rh、Feの有効性と添加物としてヨウ化カリウムの有効性を共に明らかとした。密閉型反応容器を用い、生成させた一酸化炭素を即座にカルボニル化に用いる検討を行い、その方法論的な有効性を確認した。本挑戦的萌芽研究では一酸化炭素が配位性分子である事に着目し、ブレンステッド酸やルイス酸との錯形成能力を活かした反応系の開拓を行い、高度な一酸化炭素導入法の構築へと導く事を目的としている。ギ酸と濃硫酸から一酸化炭素を生成させる方法にまず着目した。この方法はKoch-Haaf反応に用いられているが、低温での温度制御や滴下制御などの必要性と常圧バッチ系での反応であるため、大過剰の一酸化炭素ガスを用いることとなっていた。そこでこの系を化学量論量の一酸化炭素の生成とつづく反応を行なうためのモデル実験としてとらえ、温度制御に優れたマイクロフロー型リアクターによる反応を行なった。その結果、室温付近における連続フローの反応条件において目的カルボン酸が良好に得られることがわかった。また一酸化炭素の使用当量数も大きく減ずることが出来た。次にガス透過性のPTFEチューブを用い、これが内部に来るような二層管型反応システムを設計した。内部の管でギ酸と濃硫酸を反応させ、膜を透過し外管に移動した一酸化炭素の反応を検討した。その結果、外管にパラジウム触媒を用いたヨードベンゼンのアミン溶液を流す事で、触媒的アミノカルボニル化反応が良好に進行する事を明らかとした。すなわち内側に強酸、外側にアミンを配したガス透過型の二層管フロー型反応装置が酸・塩基の直接反応に影響される事なく有効に機能した。このように系中で発生させた一酸化炭素を即座にカルボニル化に供するための高効率フローシステムの構築に成功したことからこのシステムを活用することで錯形成を含め、一酸化炭素の反応性の制御を行いこれを新たなカルボニル化反応開発へと展開する基盤を築くことができた。またフロー系で熱的に発生させたホルムアルデヒドを用いたヒドロキシメチル化反応も成功裏に行なった。

一酸化炭素ガスボンベを使用することなしに触媒的カルボニル化反応を実施する方法を開発し、フロー系反応で行なう事で発生させた一酸化炭素を即座かつ完全消費するシステムを構築し、さらにガス透過膜を用いた二層管反応システムでのカルボニル化反応にも成功した。一方、透過膜を抜け反応層に移動した一酸化炭素の反応におけるブレンステッド酸の影響についてはさらなる詳細な検討を必要とする。フロー型二層管反応システムによるカルボニル化を遷移金属触媒反応にとどまらず、ラジカル種やアニオン種など種々のカルボニル化反応系に応用していく。フロー型二層管反応システムによる発生させた一酸化炭素を各種ホウ素化合物ならびに希土類化合物と錯形成をさせた後、シリアルに連結させたフローシステムでカルボニル化反応に供する。研究費は多くを有機試薬や無機試薬そしてガス透過性PTFE管の購入などの消耗品に振り分ける計画である。
骨折治癒及び異所性骨化過程における免疫系による骨形成機構の解析

骨吸収の免疫系による制御の研究が近年著しく進展してきた一方、免疫系による骨形成メカニズムには不明な点が多い。本研究では免疫系による骨折治癒と異所性骨化の制御メカニズムの解析を行った。平成27年度には以下の研究成果を得た。【1】免疫系による骨折治癒制御骨折治癒過程ではγδT細胞、特にVγ6陽性細胞がIL-17の主たる産生源であった。γδT細胞を欠損するマウスでは野生型マウスと比較して治癒が遅延していた。以上の研究成果をNature Communications誌に発表した(Ono, Nat. Commun., 2016)。【2】免疫系による異所性骨化制御マウスの骨格筋損傷時に局所で発現が上昇するサイトカインの検討を行った。この中で最も発現の高いサイトカインに対する中和抗体を投与し、異所性骨化が抑制されるかを検討した。また、マウスの損傷骨格筋から間葉系細胞を単離、サイトカイン存在下で培養し、骨形成を評価する系を確立した。今後、これらの検討を継続し、免疫系による異所性骨化の制御メカニズムを明らかにする。27年度が最終年度であるため、記入しない。骨吸収の免疫系による制御の研究が近年著しく進展してきた一方、骨形成における免疫系の関与には不明な点が多い。本研究は骨折治癒過程の免疫系による制御と、異所性骨化を誘導する免疫応答の解析を目的としており、平成26年度は以下の研究成果を得た。【1】骨折治癒における骨再生過程の免疫系による制御IL-17A-レポーターマウスを用いた解析から、骨損傷部位で増加し、IL-17Aを産生するΤ細胞サブセットを同定した。このT細胞の増加機構を解析したところ、IL-17A自身は寄与しないことが明らかになった。損傷組織よりこのT細胞サブセットを単離し、RNAを抽出した。また、間葉系細胞にIL-17Aを添加したところ、細胞増殖や骨芽細胞分化の亢進が見られた。【2】異所性骨化を誘導する免疫応答の実態マウスにおける異所性骨化の定量的評価法を確立した。また、血清中のタンパク質の解析や組織学的解析から、複数のサイトカインや免疫細胞が異所性骨化過程に関与することが示唆された。この結果から異所性骨化への関与が想定される免疫系の因子について、遺伝子欠損マウスを用いて異所性骨化へ関与を検討する方針とし、解析に着手した。【1】当該年度の計画通り、IL-17A産生細胞のサブセットの解明やそのサブセットの単離ができた。また、IL-17Aの間葉系細胞への作用を明らかにすることができた。【2】当該年度の計画通り、異所性骨化の定量的評価法を確立できた。異所性骨化を制御する免疫因子の候補について、マウスを用いた解析に着手している。以上の理由から、おおむね順調であると判断した。現在までの進捗は順調であり、遂行上の問題点は特にない。今後も当初の計画に従い研究を推進する。【1】単離したIL-17A産生細胞の解析により、IL-17A産生細胞の損傷部での増加機構やIL-17A産生機構を検討する。【2】免疫関連遺伝子の欠損マウスにおける異所性骨化の検討を行う。異所性骨化にかかわる免疫シグナルの解析を行う。プレスリリースへのリンクあり
後縦靭帯骨化症の成因解明に関する研究

脊椎後縦靭帯骨化症(以下OPLLとする)の成因および発症機序を解明するため(1)家系調査, (2)双生児調査および(3)血液型などの調査を行い, OPLLの遺伝性と遺伝機構について検討し以下の結果を得た.1)家系調査について家系調査資料を用いてOPLL発端者の子供の分離比および同胞の分離比から単純劣性および優生遺伝の仮説への適合性について検定した.しかし調査例数が少ないために決定的結論は得られなかった.他方同胞再現率から多因子遺伝の仮説への適合性を検討したところ,本仮説に適合する結果が得られた.2)双生児調査について5組の1卵生双生児と1組の2卵生双生児の資料を検討し, 1卵生の一致率が2卵生に比べ高いことより遺伝要因の関与が大きいことがはっきりとした.さらに1卵生の一致率から3/5=0.6で2卵生の一致率0/1より高く,これらの比から,調査例数が少ないとはいえ多因子遺伝の仮説を示唆する傾向を認めた.3)血液型など遺伝マーカーの調査OPLL発症機序を解明するため血液型(7種類),血清型(6種類),赤血球酵素型(3種類)の計16種類の遺伝マーカーについてOPLL発端者98名につき調査して,東京近郊在住の健常集団の頻度と比較した.分析の結果有意な関連を有する型はみられなかった.脊椎後縦靭帯骨化症(以下OPLLとする)の成因および発症機序を解明するため(1)家系調査, (2)双生児調査および(3)血液型などの調査を行い, OPLLの遺伝性と遺伝機構について検討し以下の結果を得た.1)家系調査について家系調査資料を用いてOPLL発端者の子供の分離比および同胞の分離比から単純劣性および優生遺伝の仮説への適合性について検定した.しかし調査例数が少ないために決定的結論は得られなかった.他方同胞再現率から多因子遺伝の仮説への適合性を検討したところ,本仮説に適合する結果が得られた.2)双生児調査について5組の1卵生双生児と1組の2卵生双生児の資料を検討し, 1卵生の一致率が2卵生に比べ高いことより遺伝要因の関与が大きいことがはっきりとした.さらに1卵生の一致率から3/5=0.6で2卵生の一致率0/1より高く,これらの比から,調査例数が少ないとはいえ多因子遺伝の仮説を示唆する傾向を認めた.3)血液型など遺伝マーカーの調査OPLL発症機序を解明するため血液型(7種類),血清型(6種類),赤血球酵素型(3種類)の計16種類の遺伝マーカーについてOPLL発端者98名につき調査して,東京近郊在住の健常集団の頻度と比較した.分析の結果有意な関連を有する型はみられなかった.脊椎後縱靭帶骨化症(以下OPLLとする)の成因と発症機序を解明するため、昭和60年以来、家系調査,双生児調査および血液型などの調査を試み、一部中間的な分析を行ったので、報告する。1)双生児調査昨年度に引きつづき本年度も(1)9月末日に全国の日整会認定病院1497施設にアンケート調査を試みたが回答率は152/1497=0.1015±0.0078、さらに(2)12月15日可能性のある41カ所に再度アンケート調査を試みたが、その回答率は0/41=0で漸次回答率は低下しつつあるのみならず双生児の該当者も0である。しかし双生児出生頻度は1/1601/170とされているので、今後さらに調査を継続すれば資料増加も期待される。2)OPLLと遺伝マーカーに関する調査本年度はOPLL患者42名を対象に調査を試みたので昨年度に加えて78人について調査した結果と東京近郊集団と比較した。その結果はOPLLと(1)MN型および(2)【PGM_1】型で両者間に統計的に有意な関連がみられた。昨年度の結果ではOPLLと(1)MN型,(2)Hp型および(3)【PGM_1】型との間で関連がみられたが、本年度は調査例数を増して分析した結果Hp型はOPLLとの有意な関係は消失した。なお家系調査については、本年度も若干調査数が増えたが家系単位で完成したものが少く、これはさらに次年度に引きつぎたい。
微細加工技術を用いたATLASミューオン前方検出器の開発

本研究では、LHCのPhase-IIアップグレード(2022年)の導入を目指した2.5 < |η|<4の範囲(ηは擬ラピディティー)に設置するミューオン前方検出器の開発を目的とする。この領域の検出器は高入射粒子許容量と軌跡を十分に分離できるだけの高位置分解能を併せ持つ必要があり、新たな検出器開発が望まれる。本課題では、高入射許容量を持つ検出器としてマイクロパターンガス検出器(MPGD)の開発を行う。開発二年目となる27年度では、昨年度に引き続きATLASに用いるMPGDとして開発実績のあるマイクロメガス検出器、及び新型の検出器として提案している高抵抗陰極型μ-PICの開発研究を行った。当初の予定では、マイクロメガスやμ-PICでこれまで用いられてきた400μmの電極間隔をさらに小さくすることを検討していたが、その後のATLAS実験のシミュレーションスタディの成果などから、電極間隔は現状のままで十分であることがわかり、その分開発資源を、炭素スパッタを用いたμ-PIC開発の安定化開発、動作試験へ割り振った。この結果、安定に動作する検出器の製造方法がほぼ確立した。これらの研究成果は、国際会議MPGD2015にて口頭発表に採択された。一方、神戸大学タンデム加速器を用いた高速中性子を用いた放電試験、及びCERN SPSビームラインを用いた120GeVπ粒子による性能評価試験も行い、HL-LHC環境化で想定されるハドロンバックグラウンドでの動作が問題なく行われること、性能評価試験では、マイクロメガス型検出器を用いて、最高で80μmの位置分解能を得ることができた。以上のことから、HL-LHCにおける前方検出器として、μ-PICやマイクロメガスなどのマイクロパターン検出器を用いることが技術的に可能であり、想定される実験環境下でも十分な性能を得られるであろうことがわかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。ATLAS実験で、これまでより小散乱角(|η|>2.5)のミューオンに対して探索範囲を広げることで、H →2μやH →ZZ →4μに代表されるミューオン主体のイベントへの感度の増加や、ETmissのより正確な測定から標準模型の精密検証に大きく寄与することが期待されている。しかしこの領域の検出器は高入射粒子許容量と軌跡を十分に分離できるだけの高位置分解能を併せ持つ必要があり、新たな検出器開発が望まれる。本研究期間である平成26年度から2年間では、前方検出器実現に向けた基礎的な開発が中心的な課題になる。開発初年度となる26年度では、ATLASに用いるMPGDとして開発実績のあるマイクロメガス検出器のデザインを用いて、高抵抗型MPGD検出器の安定動作に関する研究を行った。10cm角の小型MPGDを炭素スパッタ法により作成し、Be(d,n)B反応による高速中性子を照射することにより試験した。この結果、高抵抗電極を用いたMPGD(1次元マイクロメガス)では、10^6n/cm^2/sの中性子照射下の状態でも安定に動作できることが確認できた。また一方で、ATLAS実験で用いる場合に必須となる大型検出器作成のための試作研究も行った。高ηの前方検出器のサイズは、ATLAS NSW近辺に置く場合で半径約1mに相当するため、1m超のサイズの抵抗電極パターンを炭素スパッタ法により試作した。この結果として、抵抗値コントロールには若干課題が残るものの、良質の大型抵抗薄膜を開発することに成功した。

以上のことから、HL-LHCにおける前方検出器として、μ-PICやマイクロメガスなどのマイクロパターン検出器を用いることが技術的に可能であり、想定される実験環境下でも十分な性能を得られるであろうことがわかった。ATLASの前方μ粒子検出器では、非常に高いハドロンバックグラウンドが予想されるため、本検出器の開発では、同様の環境下における動作試験が重要になる。研究初年度では、一次元型のマイクロメガス検出器に高抵抗電極を付けたものを用いて中性子照射下の動作試験を行い、安定に動作することを確認できた。これと同様の技術はATLAS Phase-I upgradeにおけるNSWのマイクロメガス検出器でも用いられており、一般に1MΩ/□程度の表面抵抗値のものを用いる。しかし前方検出器で用いるためにはNSWよりさらに高い放射線レートで使用することから、表面抵抗値としてさらに低いもの数十kΩ数百kΩ/□を用いる必要がある。本年度の研究の中で、炭素スパッタによる高抵抗電極作成時に、窒素を若干ドープすることで抵抗値を下げる方向にコントロールできることがわかった。炭素スパッタは、大面積かつ高精度な電極を作る上で非常に有望な技術のため、これまで困難であった低抵抗値の実現が新たに可能となったことで、前方検出器実現のための技術的な障壁が一つ取り除かれたことになる。また、実際に炭素スパッタ法で大面積の電極を精度よく製作することも、技術的な障壁の一つであったが、これも大型のスパッタ施設を持つ企業や基板メーカーとの協力のもとに試作に成功した。以上より、本課題研究の現在までの達成度は、概ね順調に進展していると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。前方検出器では二次元読出しや、位置分解能を上げるためのさらに高密度の電極構造が必要となることから、これまでの一次元マイクロメガス構造から、高密度のμーPIC型検出器の開発を進める必要がある。そのため、今年度はμ-PICを、炭素スパッタ技術と組み合わせて開発し、読出しとしても二次元化、可能ならば3軸読出しとしてストリップ毎のパイルアップを低減させるための検出器デザインとしたものを開発し、高入射粒子線下で動作テストを行う。また、位置分解能の向上も目指し、これまでの研究で前方μ粒子検出器に必要とされることがわかってきた、数十μm程度の分解能を実現させるために、高密度に信号ピクセルを配置させるための基礎的な研究、及び試作も行っていく。μ粒子前方検出器は、HL-LHC計画の中では実現するかどうかは、予算的な原因で不透明な所もあるが、ガス検出器を用いた本研究により、低コストで実現できることを可能な限り示し、採用を目指す。
変異HIVをターゲットとするハイブリッド型阻害剤のデザインと開発研究

我々はヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアがHIVプロテアーゼ阻害剤において,理想的な遷移状態ミミックであることを見いだし,さらに低分子化にも成功した.この低分子HIVプロテアーゼ阻害剤は,次世代抗HIV薬として期待され現在米国アグロン社で開発中である.HIVプロテアーゼ阻害剤は画期的な成果を挙げて,併用療法により"エイズ患者の絶望を希望に変える"という初期の目的を達したが,大量投与が必要であること,また副作用および耐性克服など解決すべき問題点が山積みである.そこで,理想的なHMCを含むジペプチド型HIVプロテアーゼ阻害剤をデザインすることにより,耐性克服可能な組織移行性の高い低用量抗HIV薬の開発をめざし,P2位にジメチル基を有するKNI-549をリード化合物としてオプチマイゼーションを進め,コンフォメーション制約型のKNI-577,さらに,HIVプロテアーゼの2量体対称構造を考慮したKNI-764が強い抗ウイルス活性を有し,野生型及び,合成HIVプロテアーゼアナログ両方に強い阻害活性を示すことすなわち薬剤耐性克服の可能性を秘めていることを見いだした.さらに変異酵素の分子認識解析を行ない,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬KNI-684さらにKNI-694が強い抗HIV活性を有することを示した.これらの化合物は細胞膜透過性に優れ,細胞内で分解されてそれぞれの標的に作用することにより相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬への道を開いたと言えよう.我々はヒドロキシメチルカルボニル(HMC)イソステアがHIVプロテアーゼ阻害剤において,理想的な遷移状態ミミックであることを見いだし,さらに低分子化にも成功した.この低分子HIVプロテアーゼ阻害剤は,次世代抗HIV薬として期待され現在米国アグロン社で開発中である.HIVプロテアーゼ阻害剤は画期的な成果を挙げて,併用療法により"エイズ患者の絶望を希望に変える"という初期の目的を達したが,大量投与が必要であること,また副作用および耐性克服など解決すべき問題点が山積みである.そこで,理想的なHMCを含むジペプチド型HIVプロテアーゼ阻害剤をデザインすることにより,耐性克服可能な組織移行性の高い低用量抗HIV薬の開発をめざし,P2位にジメチル基を有するKNI-549をリード化合物としてオプチマイゼーションを進め,コンフォメーション制約型のKNI-577,さらに,HIVプロテアーゼの2量体対称構造を考慮したKNI-764が強い抗ウイルス活性を有し,野生型及び,合成HIVプロテアーゼアナログ両方に強い阻害活性を示すことすなわち薬剤耐性克服の可能性を秘めていることを見いだした.さらに変異酵素の分子認識解析を行ない,逆転写酵素阻害剤とのハイブリッド型抗エイズ薬KNI-684さらにKNI-694が強い抗HIV活性を有することを示した.これらの化合物は細胞膜透過性に優れ,細胞内で分解されてそれぞれの標的に作用することにより相乗効果をもつ本格的な第三世代の耐性克服エイズ治療薬への道を開いたと言えよう.
図像構成からみた高句麗前期の壁画古墳の特性と被葬者の出自の研究

本研究の目的は、朝鮮半島から中国の東北地域に存在した古代国家、高句麗の前半期の壁画古墳を対象に、壁画全体の設計を明らかにし、その内容を従来の研究よりさらに明らかにすることである。高句麗古墳の壁画の設計は、被葬者の信仰と死後の望み、経歴と社会的地位などを如何に表現するかに関わる。そのため、その解明は、被葬者の文化的背景や出自の理解と関連し、複合的な民族と文化をもつ高句麗の国家形成過程の研究にも寄与できる。以上の目的のため、壁画の展開図を作成し、図像の配置や向きなどの詳細な検討から壁画の構成を明らかにし、新たな視点で内容を解読するよう努めた。展開図の作成と壁画の観察には、近年整理が進んでいる、第2次世界大戦前に制作された模写を活用した。本研究で明らかになった点は以下の通りである。1.いくつかの壁画古墳に昇仙の望みや、仙界に昇る過程を明確に描いた図像がある。2.同じ古墳で、被葬者の仏教への帰依と昇仙の望みが混交して描かれる例がある。3.多数の図像で構成される天井部の壁画では、対称性や方向、高低の違いに入念に配慮して全体が設計されている。4.天井の壁画の図像には、1)方位と関連して全体の構成の柱となるもの、2)仙人や飛天、3)吉祥的な意一味を帯びたもの(おめでたいもの)、4)体のために効能があると考えられていた生き物、などがある。これらは、死した後も仙人らの住む世界で健康に過ごす望みと、その世界が順調に運行していることを表している。また、本研究で制作した展開図などの図面は、高句麗壁画古墳に対する様々な他の研究の基礎資料として役に立つと考えられる。本研究では、高句麗前半期の壁画古墳を対象に、図像の配置や組合せなどの詳細な検討から壁画の構成を明らかにし、石室構造と組合わせて墓室の空間設計を総体的に解明する。それによって、中国の後漢・魏晋南北朝期の壁画古墳から、どれほど独自の設計原理に則って高句麗の壁画古墳が作られたのかを明らかにし、合わせて被葬者の出自の研究に寄与する。本年度は、まず壁画関係の文献資料の収集に努めた。中国の漢代以降の最近の壁画古墳関係の発掘調査報告書と、日本・韓国で刊行されている関連資料を収集した。また、高句麗壁画古墳に影響を与えた中国北朝の壁画古墳の研究のため、山西省考古研究所馬昇副所長に、壁画古墳が発達する中国山西省の調査研究成果を公表してもらう研究会を行い、朱雀などの四神図や日月図などで最新の知見を得た。また本研究では、発掘調査報告書・写真・模写などにより、高句麗壁画古墳の展開図の作成を行い、それを基に個々の古墳の図像構成を分析、検討する。この展開図の作成を補う資料として、東京大学工学部建築学科所蔵の第2次世界大戦前の高句麗古墳壁画模写資料の調査を行った。調査したのは、江西大墓・江西中墓・双楹塚の3古墳の模写である。この模写資料の観察によって、写真では不明な所まで見て取れること、双楹塚のように現地でも見ることが非常に難しい資料を観察できたこと、現在では褪色している部分まで残っていること、実測図と同様に詳細な細部まで観察されていること、柱などの立体的なものに描かれた壁画が模写の展開図によって全貌を把握できたこと、などの成果があった。とくに双楹塚の墓主像や行列図の細部については、この模写の観察によって初めて得た知見が多数あった。主に、第2次世界大戦前に制作された高句麗古墳壁画の模写の調査を韓国国立中央博物館で行った。

目的は、壁画の構成や意味を明らかにするための細部の観察で、対象は龕神塚・天王地神塚・隻楹塚・鎧馬塚・梅山里四神塚(狩猟塚)の5古墳である。特に龕神塚では、死後に仙界に昇ることを望んだ、いわゆる昇仙の思想を具象的に表現した可能性のある壁画が存在することに気付いた。また、同様の思想の表現は梅山里四神塚の壁画にも存在すると考えられるに至った。その他、これまでに展開図を作成し分析した古墳壁画の不明部位の補充を行うとともに、新たに表現の規則性などがわかった。高句麗の壁画古墳は、大きく見ると、生活の各場面や天界などを構成する多数の図像で構成される前半期のものと、四神図を中心に単純化される後半期のものに分かれる。研究課題の前半期の壁画古墳の図像構成を明らかにし、その意図を解読することによって、当時の高句麗の世界観や信仰の一端を明らかにすることができる。また高句麗は、旧楽浪郡地域や遼東地域の人々を加えた幾つかの異なる文化的背景を有する人々で構成されている。前半期の壁画内容の多様性の分析から、被葬者の出自の違いを明らかにすることができる可能性がある。近年、中国では国家的な歴史の再評価事業により、高句麗を中国内の一民族、一国家と見る傾向があり、韓国の反発を受けている。複雑な要素で構成されている壁画古墳は単なる模倣ではできない。そのため、古墳壁画がどれほど高句麗独自の手法で作られているかという分析から、この問題に対して答えることができる。高句麗の壁画古墳は、中国起源の手法や思想を基盤とし、細部にまで神経の行き届いた緻密さで図像や場面が構成されており、高句麗で消化吸収した後に、独自に設計されたものと考えられる。
間隙径分布からみた地盤注入とその応用に関する研究

地盤の弱部を補強する注入工法では,土の間隙径分布が計測されないできたためか,理論的究明がなされないでいる状況にある.土の間隙径分布計測法として提案している「空気圧入法」は,飽和土試料への空気圧入により一次元方向に貫通する空気道が形成された間隙部分を毛管モデルで近似する仮定に基づいている.本手法の精度等について検討した結果,(1)毛管モデルそのものである毛管模型に対する計測で計測原理・整理法の妥当性や(2)細砂・粗砂に分類される土試料についての計測の適用性がそれぞれ検証された.また,三次元的な評価という面をもつ水分特性曲線からの推定間隙径分布に較べて,(3)粒度に関係なく狭い範囲で頻度が高い均等な分布となる,(4)平均間隙径は12割小さくなる等の傾向が見出された.次に,砂層の間隙径と注入材粒径の関係について空気圧入による注入実験で調べた結果,(5)侵入可能な注入材粒径は砂層の平均間隙径の6割程以下であること,(6)注入材粒径の平均間隙径に対する比率の僅かな変化に伴って砂層の高さ方向における注入材の侵入長や注入量の分布が変化することが判明した.更に,(7)本手法の平均間隙径は平均粒径の約1/3の大きさであり,平均間隙径は平均粒径,間隙比と良好な関係で表現されることを利用して,(8)注入後の平均間隙径を推定すると,注入前の平均径に較べて12割程度減少することが見出された.更に,応用的研究として,推進工法の長距離化,曲線部の増加に伴って管外周に生じる摩擦抵抗を定量的に分析するためのリングせん断試験による検討は,せん断帯が明瞭に現れ,せん断帯構造を間隙径分布の変化として計測することに失敗したため,検定作業に留まった結果となった.地盤の弱部を補強する注入工法では,土の間隙径分布が計測されないできたためか,理論的究明がなされないでいる状況にある.土の間隙径分布計測法として提案している「空気圧入法」は,飽和土試料への空気圧入により一次元方向に貫通する空気道が形成された間隙部分を毛管モデルで近似する仮定に基づいている.本手法の精度等について検討した結果,(1)毛管モデルそのものである毛管模型に対する計測で計測原理・整理法の妥当性や(2)細砂・粗砂に分類される土試料についての計測の適用性がそれぞれ検証された.また,三次元的な評価という面をもつ水分特性曲線からの推定間隙径分布に較べて,(3)粒度に関係なく狭い範囲で頻度が高い均等な分布となる,(4)平均間隙径は12割小さくなる等の傾向が見出された.次に,砂層の間隙径と注入材粒径の関係について空気圧入による注入実験で調べた結果,(5)侵入可能な注入材粒径は砂層の平均間隙径の6割程以下であること,(6)注入材粒径の平均間隙径に対する比率の僅かな変化に伴って砂層の高さ方向における注入材の侵入長や注入量の分布が変化することが判明した.更に,(7)本手法の平均間隙径は平均粒径の約1/3の大きさであり,平均間隙径は平均粒径,間隙比と良好な関係で表現されることを利用して,(8)注入後の平均間隙径を推定すると,注入前の平均径に較べて12割程度減少することが見出された.更に,応用的研究として,推進工法の長距離化,曲線部の増加に伴って管外周に生じる摩擦抵抗を定量的に分析するためのリングせん断試験による検討は,せん断帯が明瞭に現れ,せん断帯構造を間隙径分布の変化として計測することに失敗したため,検定作業に留まった結果となった.土の間隙径分布の計測法として提案している「空気圧入法」は,土の複雑な間隙を毛管の集合体とみなす毛管モデルの仮定に基づいており,飽和土試料への空気圧入によりその圧入圧力と空気透過量の関係から求めるものである.本方法の精度等について検討した結果,(1)毛細管モデルそのものである毛細管模型に対する実験で計測原理・整理法の妥当性を検証した.(2)本方法による間隙径分布は水銀圧入法によるものと遜色なかった.しかし,空気流に垂直な方向の間隙を評価し難いためか,水銀法によるものより若干小さくなる傾向にあった.(3)細砂・粗砂に分類される土試料についての計測の適用性が検証された.また,計測した間隙径分布と粒度の関係について調べた結果,(4)間隙径分布は粒度の約1/3の大きさに位置し,その平均間隙径は平均粒径,間隙比と良好な関係で表現された.(5)平均間隙径は粒度の細粒分粒径(有効径など)と相関が高かく,間隙の大きさは細粒分の粒径に支配される傾向にある.一方,球形粒子を砂層に注入する実験では,間隙径分布と注入材粒度について,(6)浸入可能と判断される注入材の平均粒径は砂の平均間隙径の約4割であった.

(7)浸入可能な球形粒子の粒径相当の大きさの間隙が多く存在することが推定され,複雑な間隙構造を毛管モデルで表現し計測する間隙径は,実際の間隙の大きさを過大に評価している懸念があると考えられた.土の間隙径分布計測法として開発した「空気圧入法」は,飽和土試料への空気圧入により,一次元方向に貫通する空気道が形成された間隙部分を毛管モデルで近似することに基づいている.本手法による間隙径分布は,三次元的な評価という面をもつ水分特性曲線からの推定間隙径分布に較べて,(1)粒度に関係なく狭い範囲で頻度が高い均等な分布となる,(2)空気流に垂直な方向や微細な間隙部分が評価され難いために分布範囲が狭くなる,(3)平均間隙径は12割小さくなる,等の傾向が見出された.次に,砂層の間隙径と注入材粒径の関係について空気圧入による注入実験で調べた結果,(4)侵入可能な注入材粒径は砂層の平均間隙径の6割程度以下であること,(5)注入材粒径の平均間隙径に対する比率が変化するに伴って,砂層の高さ(50cm)方向における注入材の侵入長や注入量分布は変化すること,具体的には,その比率が46割のとき砂層中央部まで侵入するが注入量は砂層上部に集中して滞留し,3割程度のとき一様に注入量が分布すること,等が認められた.第3に,注入滑材が有効な推進工法の抵抗力の評価手法の確立のための基礎実験としてシルト質土に対するリングせん断試験を実施し,発生するせん断帯の構造を間隙径分布の変化とし把えようと努めたが,せん断帯が明瞭に現れ,せん断帯の間隙構造計測に失敗した.土の種類を変えた再検討の必要があることがわかった.