hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテインキナーゼCサブタイプの活性化とターゲッティング機構の関連に関する研究

1)γ-,δ-,ε-PKCすべでが、G蛋白質共役型ATP受容体刺激により、20sec以内に細胞膜にtranslocationし、3min以内に元の状態に戻る(Retranslocation)。しかし、ホルボールエステル刺激によっては、すべての分子種が比較的ゆっりくりと(3-5min)ranslocationし、そのまま膜にとどまる。つまり、同一の分子種であっても、刺激により異なるターゲッティング機構を持つことが示された。2)アラキドン酸刺激により、γ-PKCは素早く細胞膜に、ε-PKCはややゆっくりとGolgi体周辺にtranslocationするのに対して、δ-PKCはtranslocationしない。つまり、同一の刺激によっても分子種によってtargeting部位(translocation)は異なることが示された。3)δ-PKCを活性化する3種の刺激(ATP,TPA,H202)は、それぞれ異なるターゲッティング機構によるものであり、細胞の機能に対する調節機構も異なると推測される。以上の結果から、PKCのターゲッティング機構は、分子種特異的、刺激特異的でありしかも時間的、空間的にも異なっていることが示され、ターゲッティング機構の解析はPKC分子種独自の機能の解明に有力な方法と考えられた。
消化管内分泌系と脳神経系および生殖機能系との相互作用による疾病予防・改善食の提案

食欲や血糖値など多様な生理現象を調節する消化管ホルモンの分泌は、摂取した食品成分により調節される。本研究課題では、消化管ホルモン分泌を強く促進する食品成分を含む「食事」を摂取した際の、各種消化管ホルモン分泌応答を、門脈カニュレーションラット、マルチプレックスなどの手技を用いて実験動物(ラット)にて検討した。その結果、タンパク質の組成を変えることで消化管ホルモン分泌が大きく異なること、それには共存する炭水化物の種類も影響することが明らかとなった。また、消化管ホルモンGLP-1の分泌を強く促進する難消化性糖質の添加により、肥満誘導食の摂取量を抑制できることが示された。食事摂取後の消化管ホルモン分泌動態を調べるため、まず普通食の自由摂取下での試験を行った。一夜絶食させたラットに、普通食(AIN-93G)を自由摂取させ、飼料摂取前および摂取後120分まで経時的に採血を行い、血漿中のtotal GLP-1濃度をELISAキットにて測定した。その結果、体重250グラムのラットは、一夜絶食後の再給餌で、最初の15分間に約4 gの飼料を摂取した。その後、120分までで合計7 g強の飼料を摂取した。血中のGLP-1濃度は摂取15分後から0分値に比べて有意に上昇し、60分をピークに120分まで高値(基礎分泌の2-3倍)を維持した。自由摂取後のGLP-1分泌応答が解析可能であることを確認した上で、門脈カニュレーションラットを用いた同様の食事負荷試験において採取した門脈血漿を用いて、マルチプレックスにて他のホルモン、サイトカインを一斉分析した。その結果、消化管ホルモンのうち、GLP-1、GIP、PYYの血中濃度が食後に上昇すること、食欲を亢進するグレリンは低下することが観察された。インスリン分泌の上昇も確認され、マルチプレックスを用いた本試験系にて食後ホルモン分泌応答を一斉にモニタリングできることが確認された。次に、食事負荷試験の際に、乳カゼインをたんぱく源としたコントロール食と、トウモロコシZeinをたんぱく源としたZein食を用い、食事負荷後の門脈血を採取した。その結果、食後30分においてZein食群がコントロール食群に比べて高い血中GLP-1濃度を示した。このことから、Zeinを飼料に混合して摂取させることで、それまでにZein加水分解物(ペプチド)単回経口投与で見られたように、GLP-1分泌が強く促進されることが示唆された。食後に分泌された消化管ホルモンを高濃度で検出するため、門脈カテーテルを留置したラットを用い、絶食後に再給餌し、無麻酔下で継時的に門脈採血を行った。乳カゼインをたんぱく源としたコントロール食と、トウモロコシZeinをたんぱく源としたZein食を摂取させると、コントロール食に比べ、Zein食群でglucagon-like peptide-1 (GLP-1)分泌が高まることが確認された。マルチプレックスでの測定により、GLP-1と同じく消化管内分泌細胞L cellより分泌されるpeptide-YY (PYY)の分泌もZein食で高まった。一方、上部消化管で産生されるglucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP)は、Zein食で早期に低下し、胃で産生されるグレリンは、Zein食摂取によりコントロール食摂取よりもさらに低下した。GLP-1、PYYは食欲抑制、グレリンは食欲亢進作用があることから、Zein食はその後の食欲を抑制することが考えられた。タンパク源を大豆、米などに変更して同様の試験を行ったが、Zeinほどの作用は見られなかった。従って、ここで見られたGLP-1、PYY分泌促進、グレリン分泌抑制は、Zein食に特有の作用と考えられた。上記の作用は、炭水化物源をショとした食事(スクロース食)で観察されたが、炭水化物源をデンプン(スターチ食)にした場合には観察されなかった。これらの結果より、タンパク源を変えるだけでなく、共存する炭水化物源によっても、食後消化管ホルモン分泌応答は影響を受けることが明らかとなった。しかしながら、どのような組み合わせが食後消化管ホルモン分泌応答に強い影響を与えるかについてはさらなる検討が必要と考えられた。本年度においてZein食に強いGLP-1、PYY分泌促進、グレリン分泌抑制作用が見出されたが、共存する炭水化物源によってもその作用は変動することが明らかとなった。一方で、脳内神経活動の指標となるc-fos発現解析、迷走神経切除にも着手しているが、性ホルモン、消化管ホルモン分泌との関係は解析できておらず、やや遅れていると判断した。食後の消化管ホルモン分泌応答を、覚醒下にて測定したところ、タンパク質源を変えることで、GLP-1、PYY、グレリンの分泌応答に影響が見られた。これら消化管ホルモンは迷走神経への作用を介して、食欲中枢である視床下部に働きかける。そこで、タンパク質源の異なる食事摂取直後の視床下部神経活動の指標となるc-fosのmRNA発現を定量PCRにより測定した。その結果、食後15分、30分において時間依存的なc-fos mRNA発現の増加が見られたが、食事のタンパク質源の違いによる明確な差異は見られなかった。同様に視床下部にて、食欲調節に関連するPOMC、AGRPならびに生殖に関連するGnRHのmRNA発現を測定したが、処理間の差異は見られなかった。

これらより、消化管ホルモンの分泌に違いの見られた時間では、視床下部でのこれら摂食、生殖関連ホルモンのmRNA発現には違いが見られず、異なるタイミングでの解析が必要と考えられた。一方で、覚醒下ラットでの回腸部腸間膜静脈からの経時的採血を可能とするカニュレーション手術に着手した。門脈と回腸腸間膜静脈の血中パラメーターを比較することで、小腸上部、下部での消化管ホルモン分泌、栄養吸収を解析することが可能となる。門脈または回腸部腸間膜静脈にカニューレを留置したラットにおいて、食後の血糖、消化管ホルモン濃度を調べたところ、グルコース濃度および上部消化管で主に産生される消化管ホルモン濃度は、門脈血で高値を示し、主に下部消化管で産生される消化管ホルモン濃度は、回腸部腸間膜静脈血で高値を示した。これにより、グルコースは上部小腸で多く吸収されることが確かめられたとともに、本モデルは消化管部位別のホルモン分泌や栄養素吸収の解析に有用であると考えられた。また、難消化性糖質を添加した食事組成により、消化管ホルモン産生の増加、食欲の抑制作用が明らかとなった。食欲や血糖値など多様な生理現象を調節する消化管ホルモンの分泌は、摂取した食品成分により調節される。本研究課題では、消化管ホルモン分泌を強く促進する食品成分を含む「食事」を摂取した際の、各種消化管ホルモン分泌応答を、門脈カニュレーションラット、マルチプレックスなどの手技を用いて実験動物(ラット)にて検討した。その結果、タンパク質の組成を変えることで消化管ホルモン分泌が大きく異なること、それには共存する炭水化物の種類も影響することが明らかとなった。また、消化管ホルモンGLP-1の分泌を強く促進する難消化性糖質の添加により、肥満誘導食の摂取量を抑制できることが示された。本年度は、食事負荷試験において、食後の種々のホルモン分泌応答を解析可能となった。また、Zeinを含む飼料の摂取で高いGLP-1分泌応答が観察されたことで、食事組成の違いに対する各種ホルモン分泌応答の解析ならびに、消化管ホルモン分泌を強く促進する食事組成の探索が可能となった。しかしながら試験条件の検討および、マルチプレックスの機器選定に時間を要したことにより、食事組成の組み合わせの検討に着手した段階であり、現在までの達成度はやや遅れていると判断した。Zeinタンパクは不可欠アミノ酸が大幅に不足したタンパク質であり、Zeinのみをタンパク源として持続的に摂取してもアミノ酸欠乏となる。Zeinに不足するアミノ酸を補足、あるいは種々のタンパク源と混合することで、持続的に摂取可能な飼料組成を考案し、これの摂取による、消化管ホルモン分泌応答を調べる。さらに、炭水化物源、難消化性糖質添加、脂質の変更などによる影響を調べる。また、消化管ホルモンへの影響の強い食事を用い、食後あるいは長期摂取後の脳内c-fos発現、性ホルモン発現を調べ、食事、消化管ホルモン、脳神経機能・生殖機能との関連を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。食品栄養学前年度に引き続き、たんぱく質・ペプチドと代表的な油脂、さらに難消化性糖質を組み合わせた食事を作成してラットに摂取させ、各消化管ホルモン分泌を、門脈カニュレーションラットを用いて経時的に解析する各栄養素による消化管からのホルモン分泌と脳内ホルモン発現との関連、脳神経系の消化管ホルモン作用への関与を明らかにする。
分子間水素結合系電荷移動錯体の異常な導電特性の解明

1,6-diaminopyreneの電荷移動錯体のいくつかが異常な電気物性を示すことから、系統的に錯体結晶作成を行い、その構造・物性を調べた。電子受容体は基底状態が中性となるものから、イオン性になるものまで、幅広い電子受容能をもつ15種を選んだ。これらの錯体は、構造・電子状態から以下の2グループに分けられ、それぞれについて本研究で得られた成果を記す。1.中性・交互積層構造の錯体:第一のグループはp-chloranil(CHL)に代表される交互積層型の構造をとる中性の錯体であるが、この構造・電子状態をとる結晶が導電性を示すということは普通はあり得ない。しかし、CHL錯体(10^0 Ωcm)をはじめ、p-bromanil,2,5-dibromo-3,6-dichloro-benzoquinoneとの錯体の場合でも、同様の高伝導性を示す錯体が得られることが分かった。さらに、これらの錯体は室温伝導度と磁化率の温度変化から2つの傾向に分けられることが分かった。2.イオン性・分離積層構造の錯体:TCNQとの錯体に代表されるイオン性の分離積層型の構造をもつ結晶が、新たに5種得られた。どれも完全にイオン化しているが、室温で10^<-1>10^3 Ωcmという高い導電性を示すことが分かった。しかし、高伝導性と矛盾する極めて大きい活性化エネルギーをもつという特徴が明らかになった。面間距離が均一であるが、IRによって全対称モードが観測され、spin-Peierls系である可能性が示唆されている。上記の2つのグループで共通の興味ある点は水素結合との関連性で、これらの系での小さな伝導度の異方性を見いだし、水素結合が導電機構に重要な役割を果たしていると考えられる。構造解析が未完成の錯体もあるが、今後は不足したデータを埋め、π電子系の相互作用と水素結合の強さを系統的に評価する予定である。異常な電気物性を示すことが見いだされた1,6-ジアミノピレン(DAP)とp-クロラニル(CHL)との電荷移動錯体について、構造・物性の詳細について調べた。その結果、中性の交互積層構造の結晶であり、初期状態は絶縁体だが、加熱及び結晶の粉砕によって10^0Ωcmまでに抵抗が減少すること、また、この変化で結晶構造や分子の電子状態が殆ど変化しないということが明らかになった。より詳細を知るために行なった磁性の測定で、低抵抗状態では若干常磁性磁化率が増加することが分かったが、抵抗値を説明できる程のスピン濃度ではなく、やはり殆どの分子が中性状態であるという結論には変わりがなかった。中性の交互積層構造の結晶がこれ程までに導電性が高いことはこれまでの常識では考えられず、この結晶の特徴である分子間水素結合に注目してDAPとp-ブロマニル、ジブロモジクロロ-p-ベンゾキノンとの電荷移動錯体へと系を拡張し、同じような異常な物性が現れるかどうかを調べた。その結果、両者の結晶ともほぼ中性の交互積層型の結晶構造を与えることが分かったが、多形の存在も見いだされた。結晶によっては10^1Ωcmの初期抵抗値を示すものや、加熱処理により低抵抗状態に変わるものがあることが分かり、DAPを電子供与体とする水素結合をもった電荷移動錯体が特殊な導電特性を示すことが確認された。

比較のためにDAPとBF_4^-とのラジカルカチオン単純塩の物性も調べたが、この物質は異常な電気物性を示さず、電子供与体と電子受容体との間に形成される水素結合が、特異な電気物性の出現には必要であることが示唆された。1, 6-ジアミノピレン(DAP)とp-クロラ(CHL)との電荷移動錯体について、構造・物性の詳細について調べた結果、中性の交互積層構造の結晶であり、初期状態は絶縁体だが、加熱及び結晶の粉砕によって10^0Ωcmまでに抵抗が減少すること、また、この変化で結晶構造や分子の電子状態が殆ど変化しないという異常な電気物性を示すことが見いだされた。磁性測定の結果、低抵抗状態では若干常磁性磁化率が増加することが分かったが、抵抗値を説明できる程のスピン濃度ではなく、やはり殆どの分子が中性状態であるという結論には変わりがなかった。中性の交互積層構造の結晶がこれ程までに導電性が高いことはこれまでの常識では考えられず、類似の電子受容体であるp-ブロマニル、ジブロモジクロロ-p-ベンゾキノンとの電荷移動錯体へと系を拡張し、同じような異常な物性が現れるかどうかを調べた。その結果、両者の結晶ともほぼ中性の交互積層の結晶構造を与えることが分かったが、多形の存在も見いだされた。結晶によっては10^1Ωcmの初期抵抗値を示すものや、加熱処理により低抵抗状態に変わるものがあることが分かり、DAPを電子供与体とする水素結合をもった電荷移動錯体が特殊な導電特性を示すことが確認された。さらに、電子受容体をTCNQ誘導体やTCNEへと広げて、構造・物性を調べたが、これらの組み合せでは分離積層型の構造が現れやすくなることが分かった。導電性に有利な構造をもつようになった反面、イオン性の寄与が大き過ぎるため、再び半導体的な性質を示す結晶であることが分かったが、単純なバンド描像では説明できない電気物性をもつことが示され、ここでも水素結合がなんらかの役割を果していることが示唆された。1,6-diaminopyrene(DAP)の電荷移動錯体のいくつかが異常な電気物性を示すことから、系統的に電子受容体を変化させて、その構造・物性を調べている。まず、第一のグループはp-chloranil(CHL)に代表される交互積層型の構造をとる中性の錯体であるが、これまでの常識から判断すると、この構造・電子状態をとる結晶が導電性を示すということは期待できない。しかし、DAP-CHL錯体は、10^0Ωcmという極めて高い導電性を示す。類似の電子受容体であるp-bromanil,2,5-dibromo-3,6-dichloro-p-benzoquinoneとの錯体の場合でも、同様の高伝導性を示す、中性交互積層型錯体が得られることが分かった。しかし、p-bromanilと同程度の電子受容性をもつBTDA-TCNQとの錯体では、同じく中性交互積層型構造となったが、高伝導性は生じず、この原因を現在調べている。もう一つのグループは、TCNQとの錯体に代表されるイオン性の分離積層型の構造をもつ結晶である。この場合も、完全にイオン化しているため高伝導性は期待できないが、実際には温室で10^<-1>Ωcmという高い導電性をもっている。しかし、高伝導性と矛盾する極めて大きい活性化エネルギーをもつという特徴をもつ。このグループの錯体として、新たにDMTCNQ,FTCNQ,F2TCNQ,DMDCNQI,TCNEを電子受容体とするものが加わった。いずれも完全にイオン化した分離積層構造をもつが、導電性は10^<-1>10^3Ωcmと電子受容性の変化が関わっている可能性を示した。
1Hz領域の受動防振装置の開発

重力波天文学のための重力波検出器の開発において、要となる技術のうちの防振技術について、新しい原理に基づくX-pendulum機構は、観測周波数帯域(数百Hzから1kHz程度)を低周波の方へ飛躍的に改善できる可能性をもつ。このX-pendulum機構を防振装置に応用する技術の開発を行い、その特性のみならず、安価で信頼性の高い特徴を実地に示すことが本研究の目的である。平成7年度は、X-pendulum機構を一自由度の防振装置に応用する設計・製作した。その基本動作の確認と防振性能の測定により、基本的な特性は期待された通りであった。しかし、いくつかの問題点も明らかになった。それらは、X-振り子機構自体から発生する10Hz付近の共鳴による特性悪化と30Hz以上の周波数領域における減衰率の飽和現象であった。平成9年度は、TAMA干渉計に適用することを前提として、これらの改善を目指す設計を施し、実機を製作・調整した。また、これら重力波検出器への応用と合わせて、産業界への幅広い応用を目指すための問題点の検討を行った。この結果、機構学的な調整・バランスをとる設計を行うことにより、問題点の殆どが解決でき理想的な特性に近づけられることを実験で確認できた。また、このX振り子の防振装置には特許が付与されたが、これは産業界で広く応用される可能性が大であることを示している。本装置の最大の問題点は、Xワイヤの支持機構が複雑で調整に時間がかかるということであるが、これを金属ブロックから一体に切り出すことで実現すれば、この問題が一驚に解決でき、重力波以外への応用技術としても期待される。重力波天文学のための重力波検出器の開発において、要となる技術のうちの防振技術について、新しい原理に基ずくX-pendulum機構は、観測周波数帯域(数百Hzから1kHz程度)を飛躍的に改善できる可能性をもつ。本年度は、1次元装置で達成された防振性能に到達させるため、周期の設定を行うワイヤの張力を精密に設定できるジグを開発し、2次元水平防振装置を開発した。このようなモデルを2基製作し、調整を行って、周期については予定通りの性能であることを確認した。また、次年度において、この装置の特性を調べるための真空容器の製作の準備を行い、マイケルソン干渉計を用いる特性評価のための測定計画を立てた。また、このX-pendulum機構は、振り子の機械的減衰率を高める構造となっていることを利用して、防振装置の熱雑音特性に密接に関係する材料の擬弾性を調べた。その結果、ベリリューム銅のヒンジにつき、低い周波数領域でその特性が擬弾性であることを確認した。このことから、擬弾性という性質が一般的であると仮定する事により、これまでニュートン重力定数の測定で用いられたねじれ秤による、動的測定にまつわる誤差を推定し、現在の重力定数に4桁目で系統誤差がある可能性を指摘した。計画の第2年目にあたる本年度は、2次元水平防振装置の基本的な動作の確認を行い、同様な試作機2台を完成させた。

この防振装置の微小振動環境下での動特性を測定するため、10mの真空パイプでつながれた真空槽にこれら2台をそれぞれ設置し、互いの間の振動距離変化をマイケルソン光干渉計で計測し、同時に地面振動も計測することにより、その伝達特性を測定した。この結果、X-pendulum機構自体から発生する10Hz付近の共鳴による特性悪化と30Hz以上の周波数領域における飽和現象が目標の特性を阻害していることがわかった。しかし、この測定に基づく構造の改良を行えば、理想的な特性に近づけられることも同時に確認できた。また、長期的な平衡点のドリフト特性を計測し、水平の傾きを制御すれば、予定通りの特性を出すことも確認した。以上により、この水平2次元防振装置は、重力波検出器の防振装置として十分使用可能であることが判明し、かつ、試作機開発で得た経験により安価に製作できる目処が立った。これらの結果は、すでに発表した論文で一部公表され、その他については公表論文を準備中である。重力波天文学のための重力波検出器の開発において、要となる技術のうちの防振技術について、新しい原理に基づくX-pendulum機構は、観測周波数帯域(数百Hzから1kHz程度)を低周波の方へ飛躍的に改善できる可能性をもつ。このX-pendulum機構を防振装置に応用する技術の開発を行い、その特性のみならず、安価で信頼性の高い特徴を実地に示すことが本研究の目的である。計画の第3年目の終了年度にあたる本年度は、平成8年度の基本動作の確認と防振性能の測定により明らかになった、X-振り子機構自体から発生する10Hz付近の共鳴による特性悪化と30Hz以上の周波数領域における飽和現象を同定・排除する方策の追求を進めるとともに、産業界への幅広い応用の目指すための問題点の検討を行った。この結果、機構学的な調整・バランスをとる設計を行うことにより、前者の殆どが解決でき理想的な特性を近づけられることを実験で確認できた。また、このX振り子の防振装置には特許が付与されたが、これは産業界で広く応用される可能性が大であることを示している。本装置の最大の問題点は、Xワイヤの支持機構が複雑で調整に時間がかかるということであるが、これを金属ブロックから一体に切り出すことで実現すれば、この問題が一挙に解決でき、重力波以外への応用技術としても期待されている。
栄養障害型表皮水疱症:人工接着分子を用いた新規遺伝子治療法の開発

1)栄養障害型表皮水庖症治療を目的とした人工接着分子の開発栄養障害型表皮水庖症では欠損VII型コラーゲン蛋白免疫寛容が破綻している。本研究では、完全長VII型コラーゲン蛋白の発現は破綻しているが、NC-1ドメイン領域までの発現は維持されている症例に対し、免疫応答誘導の可能性を低下させ、より有効な遺伝子治療法を開発することを目的として、NC-1とファイブロネクチン・コラーゲン結合ドメイン(FNCBD)のキメラ分子の発現ベクターを作製した。ヒト培養細胞株であるHaCAT細胞にNC-1/FNCBDを発現させ、その蛋白分子の産生が可能になった。この組み換え蛋白は単一ペプチドで機能すると考えられるため、その精製標品は人工接着分子として表皮水庖症治療に有効と思われる。現在NC-1/FNCBDトランスジェニックマウスを作製し、COL7A1ノックアウトマウスと掛け合わせることによりその治療効果確認を進めている。2)生体皮膚への遺伝子導入法開発生体皮膚は分子量1,000を超える分子の通過を厳密に制限しているため、分子量数百万を超えるNC-1/FNCBD発現ベクターの皮膚への導入は極めて困難である。そこで本研究では、遺伝子発現ベクターの生体皮膚への導入法開発を行った。50%グリコール酸溶液でラット皮膚を10分間処理することにより、表皮角層および顆粒層を変性・除去可能であることが確認された。次いで、グリコール酸処理した皮膚に対して、超音波エネルギーを利用した遺伝子導入を試みた結果、グリコール酸未処理皮膚に比較して、処理した皮膚では約10,000倍の遺伝子導入効果が得られることが明らかとなった。本法を利用してNC-1/FNCBD発現ベクターをラット皮膚に導入した結果、表皮での発現を確認し得た。研究実績の概要(1)VII型コラーゲン発現ベクターの作成ヒトVII型コラーゲンcDNAをクローニングし、これをbeta actin遺伝子プロモーター下流に接続し、VII型コラーゲン発現ベクターを作成した。このベクターをVII型コラーゲンの欠損した先天性表皮水疱症患者培養表皮細胞に導入し、抗ヒトVII型コラーゲンモノクローナル抗体を用いた免疫組織(蛍光抗体)にてヒトVII型コラーゲン産生を検討した。(2)NC1-ファブロネクチン・キメラ蛋白発現ベクターの作成ヒトVII型コラーゲンNC1ドメインとヒトファイブロネクチンのcDNAをRT-PCRによりクローニングし、NC1-ファイブロネクチン・キメラ蛋白発現ベクターを作成した。(3)マウスに対するヒトVII型コラーゲン免疫寛容誘導ヒトVII型コラーゲン遺伝子発現ベクターを、マウスの胎児皮膚へ超音波を用いて導入し、発現を確認した。このマウスの出生後にヒトVII型コラーゲン発現ベクターを皮膚に導入し、抗VII型コラーゲン抗体産生の有無をELISAにて検討予定である。今後の実験計画(1)VII型コラーゲンノックアウトマウスの皮膚症状レスキュー実験VII型コラーゲンノックアウトマウスに、VIIコラーゲンプロモーターに接続したNC1-ファイブロネクチン・キメラ遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを作成し、皮膚症状が改善するか否かを検討する。また、キメラ蛋白の皮膚基底膜領域での発現を、蛍光抗体法、免疫電顕法などにより確認する。さらに、キメラ蛋白に対する抗体産生の有無をELISAおよびT細胞アッセイにて検討する。(2)作成した発現ベクターを用いた遺伝子治療効果の解析VII型コラーゲンノックアウトマウス胎児皮膚に、ヒトVII型コラーゲン発現ベクターおよびNC1-ファイブロネクチン発現ベクターを導入し、これら蛋白に対する免疫寛容を誘導する。その後、出生後のマウス皮膚にこれら遺伝子発現ベクターを導入し、臨床症状および死亡率の改善について、コントロールと比較検討する。1)VII型コラーゲン発現ベクターの作成

データベースよりVII型コラーゲン遺伝子(COL7A1)プロモーター領域約4000塩基対の塩基配列を検索し、ヒト末梢血単核球由来DNAをテンプレートにPCRを用いてCOL7A1プロモーターをクローニングした。このプロモーター下流にVII型コラーゲンcDNAを接続し、ウイルスプロモータに比較して生理的状態に近いVII型コラーゲン発現調節を期待できるVII型コラーゲン発現ベクターを作成した。2)NC1-フィブロネクチン・キメラ蛋白発現ベクターの作成ヒトVII型コラーゲンNC1ドメイン・ヒトファイブロネクチンのキメラ蛋白発現ベクターを作成した。この発現ベクタープラスミドDNAをヒト培養ケラチノサイトに導入し、ウエスタンブロッティングにて予想されるサイズの蛋白の発現を確認した。3)マウスに対するヒトVII型コラーゲン免疫寛容誘導ヒトVII型コラーゲン遺伝子発現ベクターを、マウスの胎児皮膚へ超音波を用いて導入し、発現を確認した。このマウスの出生後にヒトVII型コラーゲン発現ベクターを皮膚に導入し、抗VII型コラーゲン抗体産生の有無をウエスタンブロット法にて検討した。その結果、遺伝子導入効率にばらつきがあるものの、約40%のマウスでヒトVII型コラーゲンに対する免疫寛容が誘導されることが明らかとなった。4)生体皮膚への新規遺伝子導入法開発ヘアレスラット皮膚の角層バリアーをグリコール酸で除去したのち、DNA溶液中で超音波を照射することにより、生体皮膚に高効率に遺伝子導入が可能であることを明らかにした。また、吸引水泡を形成した後、水泡内にDNA溶液を造影剤と共に注入し、超音波を照射することにより、水泡蓋表皮内に遺伝子導入が可能であることを明らかにした。この方法により、先天性表皮水庖症の遺伝子治療が可能になると考えられる。
ゴルジ装置細胞質側局在高分子蛋白質の局在機構の解析

最近ゴルジ装置の細胞質側に、今まで形質膜にしか存在しないと考えられていたβ-spectrin,ankyrin,dynaminのホモログがゴルジ装置に存在することが報告された。さらに我々が全一次構造を明らかにしたGCP372およびラットホモログGCP364、GCP170、GCP112、p115を始めとして245kDa,210kDa,200kDa,130kDaの新しい高分子ゴルジ装置細胞質側局在蛋白質の発見が報告されている。現在も未知の蛋白質検索の有効な道具となるヒト自己抗体やゴルジ装置に対するモノクローナル抗体を用いて盛んに検索がおこなわれている。我々も肝炎患者血清自己抗体が認識する230kDaのゴルジ装置局在抗原を見いだし(C.S.F.,1996)、さらに現在も自己抗体を用いて未知のゴルジ装置局在蛋白質を検索している。私たちは、これらの蛋白質のゴルジ装置における役割を解析する第一段階として、これらの蛋白質の内、II型膜蛋白質GCP364とペリフェラル膜蛋白質GCP170、GCP112/GM130およびp115についてゴルジ局在機構の解析をおこなった。GCP372/GiantinおよびGCP112/GM130はC末近傍のコイルド-コイルドメインがゴルジ局在化に必須であった。GCP170およびp115はリン酸化と膜結合能が密接な関係にあり、リン酸化ドメインがゴルジ局在化に重要な働きをしていた。これらの局在機構にはいずれも他のゴルジ装置蛋白質との相互作用を強く示唆している。ここで示したゴルジ細胞質側局在新規蛋白質と他の蛋白質との相互作用によりゴルジ装置をとりまく蛋白質のネットワークを構築し、これは単にゴルジ装置の構造の支えとなっているだけではなく機能的なネットワークを構築していると考えられる。さらに今後の課題としてGCP170およびp115のリン酸化に関与しているゴルジ装置局在kinaseの検索はゴルジ装置の構造、機能を理解するために重要な寄与ができると考えられる。平成9年度はゴルジ装置局在蛋白質GCP364,GCP170,GCP112の局在化機構を解明する目的で以下の実験をおこなった。1]GCP364について。GCP364 cDNAと、細胞膜蛋白質syntaxin2 cDNAを用いて作製した変異体cDNAをCOS-1細胞に導入し、解析し以下の結果を得た。1)GCP364膜ドメインを持ったsyntaxin2は弱いゴルジ局在化を示した。2)膜ドメインを欠失させたGCP364において、4個のcoiled-coilドメインのうちN末から4番目のもの(アミノ酸1765-3116)がゴルジ局在化に必須であった。3)4番目のcoiled-coilドメインのC末端側約1/3領域(アミノ酸2938-3116)のみでもゴルジ局在が見られた。さらにこの領域を欠失させるとゴルジ局在は観察されず小胞体への分布が観察された。これらの結果はGCP364のゴルジ局在化には、細胞質ドメインのアミノ酸2938-3116の領域が強く関与していることを示唆する2]GCP170について。

1)各種kinase阻害剤存在下でGCP170リン酸化を解析した結果、CKII阻害剤A-3処理でのみGCP170リン酸化型の顕著な減少が見られた。またA-3処理細胞では未処理細胞に比べてGCP170の細胞質への分布が増加していた。2)同調培養細胞を用いて、細胞周期の各段階におけるGCP170のリン酸化を解析したところ、M期にリン酸化型の消失が観察された。3)BFA処理したHeLa細胞を経時的に集め、リン酸化の程度を解析すると、処理時間と共にリン酸化型の減少が観察された。4)GCP170のhead,rod,tailの各ドメインを欠失させたコンストラクトを作製、細胞内分布を解析した結果、野生型とtail欠失GCP170のみがゴルジへの局在を示し、head欠失GCP170はゴルジ局在を示さなかった。またheadドメインが選択的に高度にリン酸化されることが示された。これらの結果からGCP170のゴルジ局在には選択的にリン酸化がおこるheadドメインが必須であり、ゴルジ装置が分断化されるM期およびBFA処理においてGCP170の脱リン酸化が起こり、GCP170の脱リン酸化とゴルジ装置の形態維持に関与している要素との関係が示唆される。3]GCP112について。GCP112はスプライシングの違いで、N末近くに27アミノ酸欠損と138アミノ酸欠損した3種の分子種が存在する。HA-tagをこれらの変異種に導入螢光抗体法で観察したところ3種はすべてゴルジ装置に局在していた。さらに架橋剤DSPでHeLa細胞を処理、免疫沈降によりGCP112と相互関係を持つ蛋白質の検索をおこなった。その結果160kD,100kD,70kD,50kDおよび25kDの蛋白質が検出された。以上の結果をふまえて、さらなるGCP364,GCP170,GCP112のゴルジ装置局在機構の解析をおこなっている。平成10年度は局在機構を解析するゴルジ装置局在高分子蛋白質としてII型膜蛋白質GCP364/giantinとペリフェラル膜蛋白質GCP170を対象とし、それぞれの局在化に必要なドメインの検索を行い以下の結果を得た。1)GCP364は細胞質C末側1/3の部分、特に2938-3116領域に強いゴルジ装置局在能が観察された。一方、GCP364の膜結合ドメインはほとんどゴルジ装置局在能を示さなかった。これのことから本蛋白質のゴルジ装置局在には他のゴルジ装置細胞質側蛋白質との相互作用が強く関係していることが示唆される。実際酵母のTwo-Hybrid系を用いた相互作用蛋白質の検索では数種類の新規蛋白質が本蛋白質の2938-3116領域と相互作用を示す結果を得ている。2)GCP170はそのN-末から約400アミノ酸の領域のリン酸化がゴルジ装置局在に大きな働きをしている。細胞分裂期やbreferdinA処理によりゴルジ装置の分解を引き起こすと、この領域のリン酸化は急速に失われ、同時にGCP170はゴルジ装置膜から急速に解離し、この解離はゴルジ装置の分解に先立っておこる。しかしながら細胞分裂期とbrefedinA処理では脱リン酸化のパターンが異なり、細胞分裂期とbreferdinA処理ではGCP170への影響が異なると考えられる。マイクロチューブを分解してゴルジ分断化を引き起こすnocodazole処理はGCP170のリン酸化に影響は見られなかった。これらの結果はGCP170とそのリン酸化はゴルジ装置の形態維持に関与していることを示した。
チェルノブイリコホートの全ゲノム解析による放射線誘発甲状腺がん感受性遺伝子の同定

本研究の主題は「放射線誘発甲状腺がんの発症リスクに関与する遺伝子多型性SNPsの同定」である。申請者らはチェルノブイリ原子力発電所の事故により乳幼児期に放射能被爆を受けたベラルーシ人から、早発型甲状腺乳頭がんの患者群の検体と、その患者と年齢、性別、被爆時の居住地が一致する健常者群の収集をし、全ゲノム関連解析GWASを実施した。チェルノブイリ原子力発電所事故後の放射線被曝による最も深刻な問題は、周辺住民、特に乳幼児に集中して発生した甲状腺がんである。放出された放射性物質の一つに半減期が短いヨード131があるが、ヨードは甲状腺に蓄積される性質があり、汚染された食品の摂取による内部被爆が甲状腺がんが激増した原因になったと考えられている。我々は放射線誘発甲状腺がんの発症リスクに関与する遺伝因子を同定するため、61万個のSNPマーカーを搭載したSNPアレイを用いて全ゲノム関連解析(GWAS)を開始した。2セットのDNA検体群を用いた全ゲノム関連解析で、9q22にゲノムワイドで有意となる領域のほか、9p、12p、等複数の候補領域が再現性良く検出された。そのうち9qの候補領域には非放射線誘発甲状腺がんの感受性遺伝子FOXE1が含まれており、統計解析においてp=4.8x10-12と極めて強い関連が得られた(Takahashi et al, 2010)。本年度は9p、12p領域に焦点をあてて、さらなる検体群を用いた再現性検証を行い、新たな感受性遺伝子の同定を試みる。さらに各候補遺伝子の主要ハプロタイプ(頻度5%以上)を決定し、生物学的機能に影響を与える一塩基多型を特定する。また、生化学的、細胞生物学的解析で、遺伝子多型と発がんの関連を明らかにする。我々はチェルノブイリ原子力発電所の事故により乳幼児期に放射能被爆を受けたベラルーシ人から、早発型甲状腺乳頭がんの患者群の検体と、その患者と年齢、性別、被爆時の居住地が一致する健常者群の収集をし全ゲノム関連解析(GWAS : Genome Wide Association Study)を開始した。一次スクリーニングとして患者187検体、対照群172検体のDNAを用いて行ったGWAS結果により選択されたSNPsに関して統計解析を行い、患者集団内での頻度が統計学的有意に達するSNPがあるかを検討した。二次スクリーニングには患者214検体、対照群448検体を用いてGWASを実施した。一次、二次で有意差の得られたSNPについては、それを含むハプロタイプの頻度に差があるか否かを検討した。その結果、p=6.4x10^<-5>を含む6個(9番染色体に4個、12番染色体に2個)の潜在的有意差を持つSNPが得られた。候補として選ばれた6 SNPsについて新たな患者259検体、対照群648検体用いて三次スクリーニングを行った。タイピングには、Taqman法を用いた。結果をデータベースに取り込み統計解析を行い、三次スクリーニングでも有意差を示したSNPが一つ得られた(p=3.3x10^<-3>)。一次から三次スクリーニング各々の結果を用いてメタ解析を実施した結果、強い関連を示すp=2.3x10^<-7>が得られた。今後は、早発型甲状腺乳頭がんの患者群の検体と、その患者と性別、年齢、被爆時の居住地の一致する健常者群の収集をベラルーシで続けるとともに、ウクライナからも収集し始める。今回得られた結果は再現性を確認する必要があるため、研究全体を通して検体数の増加(約1,500検体ずつ)につとめる。
オートクレーブ養生によるコンクリート二次製品の高強度発現機構の解明

高強度コンクリート二次製品を製造する際は,オートクレーブ養生と呼ばれる高温高圧蒸気養生が用いられる.この理由は,180°C-1MPaという製造条件により,トバモライトと呼ばれる水和物が生成されるためであり,これはALCパネル等の製造に用いられる高強度化理論に基づくものである.本研究で得られた成果により,CSHの多量生成と結晶化前のトバモライトゲルの混相が微細空隙を充填し,緻密化することが,高強度化の主な要因であることを明らかにした.これは,従来のトバモライトの生成を目的とした従来の製造条件に限らない,環境負荷低減型のオートクレーブ養生技術の提案を可能とする新しい高強度化理論を示すものである.本研究課題の主たる目的は,オートクレーブ養生による高強度発現機構を解明し,新しいオートクレーブ養生技術の実用化へ向けた高強度化理論の導出することである.平成28年度はこれを解明するにあたり,100時間を超える超長時間のオートクレーブ養生を実施したモルタル硬化体を用いて圧縮強度を測定し,強度発現の要因を細孔空隙,微細構造の観点から実験検討を行う予定であった.研究者によるこれまでの知見によれば,オートクレーブ養生によるコンクリートの高強度化には必須とされるトバモライトの生成量の増加に反比例して強度が低下することを予想していた.実際の検討では,普通セメント,シリカ質混和材としてシリカフュームを用いることで,シリカフュームの添加率に関わらず,既往の研究により約150N・mm-2程度の強度発現が確実な配合を用いて検討を進める予定としていた.しかし,基本となるモルタルの強度が100N・mm-2に満たない強度発現しか得られない状況が続いた.そこで,上記材料を含めた,細骨材,高性能減水剤等の使用材料の影響,モルタルミキサーや蒸気養生・オートクレーブ養生装置等の観点から検討を重ねたが強度発現は認められなかった.練混ぜ性状は高性能減水剤で調整し,モルタルフローを統一することで確認していたが,硬化した供試体を詳しく観察すると以前より気泡の数が増加していることがわかった.そこで10秒単位でテーブルバイブレーターによる締固め時間を検討し,圧縮強度による精査を行った.その結果をもとに高性能減水剤の影響を精査したところ,以前から使用していた同タイプとの成分が異なっていることが判明した.現在一般に流通されているタイプでは対応できないため,更に低空気連行タイプを特注し,消泡剤を併用しながら配合の再検討を行った.その結果,基本となる配合を確定させた.この配合を用いて平成29年度は各種検討を実施する.既往の研究により約150N・mm-2程度の強度発現が明らかな配合を基本配合として検討を実施する予定であったが,その配合では100N・mm-2にも満たない強度発現しか得られない状況が続いた.そのため,各種試験に供するための供試体作製が行えず,基本配合の見直しを余儀なくされた.あらゆる観点から検証した結果,その原因は,使用している高性能減水剤の影響であることがわかった.使用していた高性能減水剤は,一般的に市販されているもので低空気連行タイプを用いていたが,作製したモルタルは微細な気泡が多く含まれ,強度発現に影響を及ぼしていた.なお,この高性能減水剤は過去の研究で得られた成果をもとに,全く同じ製品を用いていた.そのため,これらは製造ロットによる影響であると考えていたため,その他の使用材料を含め,新旧による影響が主な原因と考え,配合検討を繰返し行ったが,強度が全く改善されなかった.更に詳細な検討を行った結果,使用している高性能減水剤によって空気連行過多となっていたことが判明した.そこで,過去の研究と同等のレベル低空気連行タイプを新たに特注し,消泡剤を併用しながら配合の再検討を行った.その結果,基本となる配合を確定させた.コンクリート二次製品を対象とした新しいオートクレーブ養生技術の実用化へ向けた高強度化理論の導出を目的とした,一般的養生条件の3時間を含む,500時間までの長時間のオートクレーブ養生を実施し,トバモライトの生成とセメント硬化体の強度発現性に着目した基礎実験を行った.その結果,以下の研究成果が得られた.(1)養生時間200時間までは,養生時間に比例して圧縮強度の増加が認められたが,シリカフューム添加率10%の場合,300時間以降で圧縮強度の低下が認められた.これに対し,シリカフュームの添加率0%,5%の場合は,養生時間が300時間まで圧縮強度は増加したが,養生時間500時間では低下した.(2)シリカフュームの添加率に関わらず,養生時間10時間までは全空隙が減少し,それ以降は圧縮強度の増加に比例して3-6nmのゲル空隙が増加する傾向を示した.圧縮強度が低下した養生時間500時間では10-50nm以上の空隙が増加し,全空隙が極端に増加した.シリカフューム添加率0%,5%の場合の養生時間500時間においても同様に全空隙の増加が認められた.(3)トバモライトの生成は,養生時間200時間までは顕著なピークが認められなかったものの,6-50nmの毛細管空隙量の増加に伴い圧縮強度の低下が認められた300時間,500時間の場合においてトバモライトの生成が確認された.

また,トバモライトゲルが,僅かであるが養生時間の進行に伴い生成が促進されたことが確認できた.以上のことから,オートクレーブ養生によるコンクリート二次製品の高強度化は,非晶質のC-S-Hの多量生成および半結晶化によるトバモライトゲルの混相による微小空隙の充填による内部構造の緻密化が主な要因であることを明らかにした.これはトバモライトの生成に限らないC-S-Hの生成に着目した新しいオートクレーブ養生による高強度化理論を示すものである.高強度コンクリート二次製品を製造する際は,オートクレーブ養生と呼ばれる高温高圧蒸気養生が用いられる.この理由は,180°C-1MPaという製造条件により,トバモライトと呼ばれる水和物が生成されるためであり,これはALCパネル等の製造に用いられる高強度化理論に基づくものである.本研究で得られた成果により,CSHの多量生成と結晶化前のトバモライトゲルの混相が微細空隙を充填し,緻密化することが,高強度化の主な要因であることを明らかにした.これは,従来のトバモライトの生成を目的とした従来の製造条件に限らない,環境負荷低減型のオートクレーブ養生技術の提案を可能とする新しい高強度化理論を示すものである.高性能減水剤の影響によって,本研究課題の進捗状況は遅れているが,現在入手できる高性能減水剤を用いた基本配合が確定しているため,計画より大分遅れているが計画通り,研究を遂行していく.水セメント比は30%,シリカフュームの添加率を0%,5%,10%の3水準の配合でフロー値(250mm±10mm)となるように調整した新たな高性能含水剤タイプを使用して調整する.これを用いて作製したモルタル硬化体により,オートクレーブ養生温度を一般的な3時間に加え,10,30,50,100,200,300,500時間の合計8水準で検討を行う.試験は,圧縮強度試験,水銀圧入式ポロシメーターを用いて細孔空隙測定,生成水和物の形態観察は,走査型電子顕微鏡によって観察を行う.また,生成水和物の定量測定は粉末X線回折により行う.これらを踏まえ,電子線マイクロアナライザーによる面分析を行いCa/Si比を算出し,上記で得られた高強度発現メカニズムの理論の裏付けを行う.土木材料次年度使用額が生じた理由は,本研究課題の主な研究経費となる「電子プローブマイクロアナライザによる分析委託業務」の実施が,平成29年度に遅延したことによる.この分析は,平成28年度中に超長時間のオートクレーブ養生を実施した供試体を用いて,圧縮強度,細孔空隙,生成水和物の定量測定を行った後,これらの結果の裏付けを行うための測定であるが,現在までの進捗状況で述べた通り,平成28年度は高性能AE減水剤の成分の変更に伴い,長時間のオートクレーブ養生を実施する以前のモルタル硬化体の圧縮強度において所定の圧縮強度が得られず,各種実験が遂行できなかったことによる.この分析は,生成水和物の組成分析を面分析によるCa/Si比の算出を行うものであり,本研究課題の核となる検討項目となるものであるため,平成28年度中に解決した基本配合を用いたモルタル硬化体によって各種試験を実施した後に確実に実施しなければならない.平成29年度7月中に圧縮強度,細孔空隙,生成水和物の定量測定を行い,8月から9月にかけて電子プローブマイクロアナライザによる分析を委託業務として実施する.
液化ジメチルエーテルによる底質中PCBs・ダイオキシン類の除去プロセスの構築

本研究は、汚染底質を対象に、液化ジメチルエーテル(液化DME)を用いたPCBs・ダイオキシン類の除去プロセスを構築することを目的とした。液化DMEによる抽出では、回分式抽出10min×3バッチにおいて最も効率的にPCBsを抽出することができ、この際のPCBs抽出率は91.5%であった。液化DMEの再利用・回収は、5回の再利用でほとんどPCBs抽出能が低下せず、ほぼ全てのDMEを回収できた。抽出されたPCBsは、Fenton反応により求めた最適条件で、排水基準を達成した。最終的に分解を含めた全体システムについてLCCO_2評価を実施したところ、1mgTEQ-DXNs分解あたり526.3kg-CO_2と算出され、他の技術よりも優れていることが分かった。本研究は、液化ジメチルエーテル(以下、液化DME)を用いた汚染底質中のポリ塩化ビフェニル(以下、PCBs)、およびダイオキシン類の除去システムを構築するにあたり、まず、DME流通式の試験装置を用いて、底質の種類、液化DME線速度や液固比(液化DME量/底質量)、底質の試料径をパラメータとして変化させ、水分、およびPCBsの抽出特性を明らかにした。また一部の底質についてはダイオキシン類の抽出特性も明らかにした。平成20年度の研究の結果、抽出実験系でのマスバランスの整合性を確認した上で、線速度0.132mm/sec、試料径4mm、液固比60mL/gの条件で、5種類の底質全てについて、水分:96.4%以上、PCBs:86.4%以上を常温で、同時に抽出除去することができた。また、同条件でダイオキシン類を98%以上抽出することができた。しかし、分析した底質組成とPCBs、水分の抽出特性とは関連付けることはできなかった。最適条件としては試料径を2mm、線速度を0.132mm/sec程度にすれば、液固比60mL/g以下で、底質の高度浄化が可能であることが示唆され、さらに、エントレーナーとしてトルエン、またはヘキサンを底質1gに対し、0.2mL程度添加することで抽出率の向上が確認できたため、更なる高度化が期待できる。また、従来、高いPCBs抽出能を有するとされるエタノール、イソプロパノールを対象とし、液化DMEとのPCBs抽出能の比較を行ったところ、液化DMEがPCBs抽出溶媒として遜色ないことが示され、再利用が容易である点で、液化DMEの優位性が期待できた。抽出時の現象として、特に高塩素化PCBsの脱塩素化が生じ得ることが明らかとなった。抽出による脱塩素化により、PCBsの毒性が高まることも懸念されるため、その原因が溶媒にあるのか、底質にあるのかを今後明らかにする必要がある。本研究は、都市河川・港湾の底質固形分に、ポリ塩化ビフェニル類(以下、PCBs)などの有害化学物質が濃縮されていることが多いが、汚染底質の根本的な処理には、多くのエネルギーやコストが必要となる状況に鑑み、新しい溶媒として液化ジメチルエーテル(以下、液化DME)を用いた汚染底質中のPCBs、およびダイオキシン類の抽出除去システムを構築することを目的とした。平成21年度は、実汚染底質を対象に、回分式DME抽出実験を行い、平成20年度に実施した流通式DME抽出実験との相違点から、水分の影響を推定した。また、液化DMEの最大の利点である溶媒回収、再利用に重点を置き、液化DME回収・再利用の検討を行った。以下に得られた主な成果を示す。1.液化DMEを用いた底質中PCBsの回分式抽出液化DMEによる回分処理回数を増加、すなわち液固比(液化DME/底質)を増加させるほど、底質中PCBsの抽出率、および水分の抽出率が増加した。浸漬時間に関しては、増加させるほどPCBs抽出率は増加したが、水分抽出率は低レベルで変化しなかった。この原因は、水分飽和度の高いDMEが、底質中水分の拡散を妨げること、および液化DMEのPCBsと水分の飽和溶解度の差によるものと考えられた。これにより、PCBs抽出液量を少なく、PCBs濃度を高くコントロールできる可能性が示唆された。最適抽出条件は浸漬時間10min×3バッチであり、PCBs抽出率90%以上が確保できた。2.抽出利用後の液化DMEの回収、およびその再利用の検討

流通式DME抽出実験装置を用い、底質からのPCBs抽出、DME分離・回収・再利用を5回繰り返し実施した結果、水分抽出率、およびPCBs抽出率はほとんど変化せず、使用したDME回収率は99-102%であり、使用したDMEのほぼ全量を回収しつつ、安定したPCB抽出率、水分抽出率を得ることができた。本研究は、都市河川・港湾の底質固形分に、ポリ塩化ビフェニル類(PCBs)などの有害化学物質が濃縮されていることが多いが、汚染底質の根本的処理に、多くのエネルギーが必要となる状況に鑑み、新しい溶媒として液化ジメチルエーテル(液化DME)を用いた汚染底質中のPCBs、およびダイオキシン類の抽出除去プロセスを構築することを目的とした。平成22年度は、汚染底質から液化DMEにより抽出された分離液中PCBsについて、Fenton反応による分解無害化を検討した。また最終的に、これまで構築したシステム全体について物質収支を明らかにし、LCE解析、LCCO_2解析を行って、既存技術との比較を行った。以下に得られた主な成果を示す。・抽出処理後の底質が、PCBs暫定除去基準値、およびダイオキシン類の環境基準を満たす条件になるように、10分の浸漬時間で3バッチの条件で抽出した分離液(PCBs濃度:約3904μg/L)をここでの分解実験に用いた。種々の実験の結果、反応時間を120分とし、Fe^<2+>:H_2O_2=30mM:1000mMの条件で、30分間隔で4回試薬を添加することで、PCBsの排水基準を満たすことができた。・これまでの結果を総合した本プロセスの最適条件、および比較対象として、回転焼成式分解法、還元加熱法+金属Na分散体法、真空加熱法等の7種の底質中ダイオキシン類の無害化技術と比較する形で、エネルギー消費量、LCCO_2解析を行った。その結果、ダイオキシン類1mg-TEQ分解あたりの処理エネルギー、処理時のCO_2排出量は、本プロセスで、1.36GJ、526.3kg-CO_2であり、比較対象中最低値を示した還元加熱法+金属Na分散体法との組合せ処理法で、8.41GJ、761.4kg-CO_2となり、本プロセスの優位性(省エネルギー性)が示された。