hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳虚血モデル神経細胞を用いた脳内病態解析の法医学的展開

本研究では脳虚血の病態解析を行うと共に、ミトコンドリアを指標とした法医診断マーカーの有用性について検討した。虚血条件下で、神経細胞の退行変性、樹状突起の萎縮及び細胞体の膨化が認められた。また、神経細胞の生存率や呼吸活性は虚血時間依存的に明らかに減少しており、虚血により神経細胞障害およびミトコンドリアの機能低下を認めた。さらに、固定条件変化によってミトコンドリアの形態が変化していた。以上の結果は、急死或いは遷延性の死亡などによりミトコンドリアの形態が変化する可能性を示唆しており、法医診断マーカーとして有用であること推察された。脳虚血を伴う脳出血、脳梗塞およびクモ膜下出血などの脳血管疾患は3大死因の1つである。従って、脳虚血の脳内病態を詳細に検討し、法医診断マーカーを検討する事は重要である。ミトコンドリアは細胞内のエネルギー産生やアポトーシスなど細胞の生と死の両面に対して重要な役割を担っている。従って、脳虚血よってミトコンドリアの機能や形態が変化する事が考えられる。そこで、本研究では脳虚血に伴うミトコンドリアの変化や脳内病態を明らかにすると共に、法医学への展開を検討する。当該年度は、脳虚血モデル神経細胞の作製し、Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit(Molecular Probe社製)を用いて虚血処理時間が神経細胞の生存率に及ぼす影響を調べた。まず、Wistar系ラット大脳皮質(胎仔E17)から神経細胞を単離後、初代培養細胞を作製した。その後、虚血処理:OGD(Oxygen-glucose deprivation)処理を行い、脳虚血モデル神経細胞を作製した。その結果、非OGD処理神経細胞群の生存率は98.8±1.1%であった。一方、15、30、60及び90分間OGD処理した群の生存率は、それぞれ85.3±0.7、74.8±8.1、69.6±10.2及び64.9±6.6%であった。また、90分間OGD処理後の神経細胞では樹状突起や軸索の委縮、細胞体の膨化が観察された。これらの結果から、虚血処理時間依存的に細胞障害が引き起こされている事が示唆された。さらに現在、脳虚血に伴うミトコンドリアの機能や形態の変化を調べるために、高分解能蛍光顕微鏡Delta Vision(Applied Precision社製)を用いて3次元画像解析の条件検討を行っている。今後、高精度にミトコンドリアの立体像を構築し、これらの変化が法医診断マーカーとして有用であるかについて検討する。従って、脳虚血の脳内病態を詳細に検討し、法医診断マーカーを検討する事は非常に重要である。ミトコンドリアは細胞内のエネルギー産生(酸素呼吸)において中軸的な役割を担うと共に、アポトーシスなど細胞の生と死の両面に対して重要な役割を有する細胞内小器官である。一方、脳虚血は細胞の生存に必要な酸素や栄養源の供給不足を引き起こすと考えられており、ミトコンドリアの酸素呼吸能および細胞死に直接関与している可能性がある。そこで、脳虚血モデル神経細胞を用いて脳虚血に伴うミトコンドリアの形態や活性の変化を調べ、これらの変化が法医診断マーカーとして有用であるかについて検討する。本研究では脳虚血の脳内病態を明らかにすると共に、法医学への展開を検討する事を目的とする。当該年度は脳虚血に伴うミトコンドリアの形態の変化を調べるために、高分解能蛍光顕微鏡Delta Visionを用いて3次元画像解析の条件検討を行った。培養細胞(初代大脳皮質神経培養細胞及び対照細胞:HeLa細胞)を用いて、ミトコンドリア特異的蛍光試薬(Mito Tracker Deep Red FM、Red 580、Red CMXRos、Green FM、Mito-ID Red Detection Reagent)の染色特性を調べた。生細胞条件下では、各染色試薬において特異性や染色性に差異が認められ、高い蛍光強度を有していた。一方、4%パラホルムアルデヒドを用いた固定条件下では、全ての蛍光試薬で著しい蛍光強度の低下が認められ、正確なミトコンドリア像を取得することが困難であった。そこで、GFPなどの蛍光蛋白質をミトコンドリア内に発現させて固定後の3次元像を構築し、上記蛍光試薬の結果と比較する予定である。従って、脳虚血時の脳内病態を詳細に検討する事は法医診断において非常に重要である。脳虚血は細胞の生存に必要な酸素や栄養源の供給不足を引き起こすと考えられる。

一方、ミトコンドリアは細胞内のエネルギー産生(酸素呼吸)において中軸的な役割を担うと共に、アポトーシスやネクローシスなど細胞の生と死の両面に対して重要な役割を有する細胞内小器官である。そこで、本研究では脳虚血モデル神経細胞を用いて脳虚血に伴うミトコンドリアの形態変化を調べ、これらの変化が法医診断マーカーとして有用であるかについて検討した。当該年度は、神経芽細胞(SH-SY5Y)と対照細胞としてHeLa細胞及びHek293細胞を用いてミトコンドリアの形態の変化を調べた。まず、ミトコンドリア特異的蛍光試薬を用いて、各細胞におけるミトコンドリアの形態や染色特性を詳細に検討し、正常時におけるミトコンドリアの形態を抽出した。一方、上記試薬を用いた染色では、固定条件下において著しい蛍光強度の低下が認められたため、赤色蛍光蛋白質(RFP)遺伝子をミトコンドリア内で発現させて観察を行った。RFPを用いた蛍光観察では細胞固定後も、蛍光強度が維持されており、ミトコンドリアの3次元像を構築可能であった。また、固定条件によってミトコンドリアの形態や細胞内分布が変化している可能性が示唆された。これらの結果は、急死、遷延性の死亡或いは死因などによりミトコンドリアの形態が変化している可能性を示唆するものであり、この変化は法医診断マーカーとして有用であると考えられた。脳虚血モデル神経細胞を作製し、神経細胞の虚血処理時間依存的な変化(生存率や形態など)について検討しており、おおむね順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。ミトコンドリア特異的蛍光試薬を用いた培養細胞の染色において、固定後の細胞では著しい蛍光強度の低下を認めた。そこで、GFPなどの蛍光蛋白質をミトコンドリア内に発現させて3次元画像を構築し、上記、蛍光試薬の結果と比較検討する予定である。これにより、高解像度顕微鏡を用いてミトコンドリアの正確な3次元画像を構築する。また、平成2224年度の結果から、脳虚血に伴うミトコンドリアの形態や活性の変化を調べ、これらの変化が法医診断マーカーとして有用であるか明らかにする。
田山花袋周辺における外国文学書の流通と受容に関する研究

1)田山花袋周辺作家の外国文学書貸借をめぐる記述の整理:前年度より継続して、花袋とその周辺作家とのあいだに行われた外国文学書の貸借の実態について、調査・検討した。その成果として、2つの論文、「田山花袋「髪」とイプセン「ロスメルスホルム」ー水と死のモチーフを中心にー」(『花袋研究学会々誌』35号、2018年6月)と「田山花袋における「平面描写」論の一基盤ー短編小説「不安」に触れつつー」(『解釈』64巻7・8号、2018年8月)を発表した。前者では、柳田國男・蒲原有明らとともに開催した「イプセン会」の活動をとおして、花袋がいかにしてこの北欧の劇作家に対する自身の理解を形成していったかを確認し、特にイプセンのリアリズムからシンボリズムへの転換点に位置するとされる戯曲「ロスメルスホルム」が、後の花袋の長編小説「髪」に与えた影響を検証した。後者では、日本自然主義の代表的描写論のひとつと目される花袋の「平面描写」論について、その理論展開が、花袋の理論・作品をドストエフスキイと比較して批判した内田魯庵との論争によって規定された側面をもつことを論証した。2)『学鐙』洋書目録欄の調査:丸善より刊行された雑誌『学鐙』に毎号掲載された新着洋書目録について、特に花袋周辺における外国文学の受容が文学史的に重要な意義をもったと考えられる、創刊(1897)から20年前後の期間を中心として調査を実施した。本調査は、丸善雄松堂によるデジタル版『学鐙』によって、従来の予定より大幅に効率化することが可能となった。1)田山花袋周辺作家の外国文学書貸借をめぐる記述の整理:花袋と周辺作家とのあいだでなされた外国文学書貸借の実態の検証を基礎として、海外文学が花袋の理論と創作に与えた影響について、2つの論文を発表した。ひとつはイプセンの戯曲と花袋の長編小説に関するもの、もうひとつはドストエフスキイをはじめとする西洋諸作家と花袋の描写論との関係を論じたものである。なお、後者は全国規模の査読誌に掲載された。2)『学鐙』洋書目録欄の調査:デジタル版『学鐙』を活用することにより、当初の予定より作業の大幅な効率化が可能となった。目録のみならず、海外文学関係の諸種のエッセイ・記事類についても同時並行で調査を進め、翌年度の学会発表・論文執筆のための基礎資料として整理することができた。1)田山花袋周辺作家の外国文学書貸借に関する調査を基礎として、以下の論文を発表予定である。1「花袋・メレシコフスキイ・藤村ー『人および芸術家としてのトルストイ』の貸借をめぐる基礎資料ー」(『田山花袋記念文学館研究紀要』31号)では、同館所蔵のメレシコフスキイ『人および芸術家としてのトルストイ』(英訳版)に見られる書き込みについての報告を軸として、花袋と藤村のメレシコフスキイを介したトルストイおよびドストエフスキイの受容について論じる。2「「平面描写」論以前における田山花袋のドストエフスキイ受容ー「熱烈なる思想」と「自動的自然主義」ー」(『花袋研究学会々誌』36号)では、花袋の出発期から1908年の「平面描写」論提唱までの時期におけるドストエフスキイ受容を整理し、それが従来考えられていたよりも肯定的色彩の濃いものであったことを論じる。3「一九一〇・二〇年代における田山花袋のドストエフスキイ受容ー史的意義肯定への道ー」(『文藝と批評』12巻9号)では、「平面描写」論以降における花袋のドストエフスキイ評価の変遷について、花袋の社会主義観との関係から論じる。なお、論文2と3は、30年度に発表予定であった論文を加筆・修正したものとなる。2)「小法官」自筆稿本については、その翻刻と解題を「田山花袋「小法官」翻訳稿本ー『アラビアン・ナイト』受容の一資料ー」として査読誌に掲載予定である。3)花袋訳『コサアク兵』をめぐる事例研究については、2018年3月に同様のテーマを扱った高野純子「『コサアク兵』における他者・自然との対峙ー心は只山を思へりー」(『田山花袋記念文学館研究紀要』30号)が発表されたため、同論文とは異なる角度からのアプローチを検討する。具体的には、同論文で網羅的には論じられなかった、草稿における推敲の傾向について分析することを計画している。1)田山花袋記念文学館所蔵花袋旧蔵洋書の調査:田山花袋記念文学館にて花袋旧蔵洋書の調査を実施した。その際、調査対象を花袋から島崎藤村に貸与されたメレジコフスキー『人および芸術家としてのトルストイ』(英訳版)およびその関連文献に絞り、作業の効率化を図った。同書の線引き箇所と読了日の書き込みから、海外文学書の貸借を通じて花袋と藤村のあいだに同時代文学に対する問題意識の共有が行われていたことが明らかとなった。2)花袋周辺作家の外国文学書貸借をめぐる記述の整理:これまでの研究成果を基礎に、本年度の研究内容を新たに追加した単著『田山花袋作品の形成』(2018年2月、翰林書房)を刊行した。

本書は、1890年代初頭の出発期から『時は過ぎゆく』にいたる田山花袋の重要作品について、海外文学の受容と執筆過程の実態を検証することにより、その文学的営為の内実を解明したものである。また、ドストエフスキーにかかわる文献の貸借関係について、学会発表「花袋のドストエフスキー受容」(花袋研究学会第99回例会、2018年1月20日)にて報告した。3)「小法官」自筆稿本をめぐる事例研究:「小法官」自筆稿本について、翻刻原稿を作成した。翻刻原稿の作成は、今後、翻訳底本との比較、および同時代におけるアラビアン・ナイト受容状況への本稿本の位置づけ等の作業を実施するための基礎づけとしての意義を有する。なお、この他に花袋の初期紀行文における漢文学の摂取について、一般向けの講演「田山花袋「志摩めぐり」の風景」(三重県生涯学習センター×皇學館大学×志摩市協働講座、2017年6月11日)と「田山花袋『南船北馬』に見る熊野の風景ー「北紀伊の海岸」と「熊野紀行」ー」(早稲田大学オープンカレッジ東紀州地域振興公社協力講座「熊野が生んだ作家たちーその風土と歴史」、2018年2月3日)において解説した。1)田山花袋記念文学館所蔵花袋旧蔵洋書の調査:花袋と藤村の間で貸借された洋書を中心に調査を行った。特にその書き込み部分については、撮影を実施してデータ化することにより、今後の研究の便を図った。当初計画していた網羅的調査とは異なるものの、花袋旧蔵洋書群における同時代作家との貸借関係にかかわる問題点を具体化することができたと考える。2)花袋周辺作家の外国文学書貸借をめぐる記述の整理:単著『田山花袋作品の形成』を刊行し、蒲原有明・国木田独歩・長谷川天渓・前田晁といった周辺作家と花袋のあいだでなされた外国文学書貸借の実態を解明することができた。また、特にドストエフスキー関連文献の貸借について重点的に取り組み、学会発表「花袋のドストエフスキー受容」にて報告した。3)「小法官」自筆稿本をめぐる事例研究:架蔵資料にもとづき翻刻原稿を作成した。これにより今後の論文化の基礎づけが行われたものと考える。なお、当初は海外文学書として主に西洋文学関係の文献を想定していたが、研究過程で重要性が明らかとなった漢籍の花袋初期紀行文への影響についても、その概要を一般向けの講演のかたちで発表することができた。1)田山花袋周辺作家の外国文学書貸借をめぐる記述の整理:前年度より継続して、花袋とその周辺作家とのあいだに行われた外国文学書の貸借の実態について、調査・検討した。その成果として、2つの論文、「田山花袋「髪」とイプセン「ロスメルスホルム」ー水と死のモチーフを中心にー」(『花袋研究学会々誌』35号、2018年6月)と「田山花袋における「平面描写」論の一基盤ー短編小説「不安」に触れつつー」(『解釈』64巻7・8号、2018年8月)を発表した。前者では、柳田國男・蒲原有明らとともに開催した「イプセン会」の活動をとおして、花袋がいかにしてこの北欧の劇作家に対する自身の理解を形成していったかを確認し、特にイプセンのリアリズムからシンボリズムへの転換点に位置するとされる戯曲「ロスメルスホルム」が、後の花袋の長編小説「髪」に与えた影響を検証した。後者では、日本自然主義の代表的描写論のひとつと目される花袋の「平面描写」論について、その理論展開が、花袋の理論・作品をドストエフスキイと比較して批判した内田魯庵との論争によって規定された側面をもつことを論証した。2)『学鐙』洋書目録欄の調査:丸善より刊行された雑誌『学鐙』に毎号掲載された新着洋書目録について、特に花袋周辺における外国文学の受容が文学史的に重要な意義をもったと考えられる、創刊(1897)から20年前後の期間を中心として調査を実施した。本調査は、丸善雄松堂によるデジタル版『学鐙』によって、従来の予定より大幅に効率化することが可能となった。
位相変調法に基づいたチップスケール原子時計の特性改善

携帯電話などの小型端末に搭載できるチップスケール原子時計(CSAC)の実現に際して,小型化に伴う原子共鳴のS/N比の低下は重要な課題となる.そこで,S/N比を改善する方法とし,原子共鳴の高速検出を可能とする位相変調法を開発に着手した.初年度では,S/N比の改善効果を検証するための数値解析ソフトと実験装置を構築した.これらによって,実験と理論が一致することを確認し,安定度が最適となる磁場条件が明らかとなった.実際に,位相変調法を適用したところ,発振器の性能指標で最も重要な周波数安定度が2倍程度改善されることを確認した.これらは国際会議や論文で報告している.2年目となる本年度では,本研究の最終課題である長期安定度の劣化要因となるライトシフトを低減する新しい方法の開発に着手した.まず,理論では,摂動法による数値解析を行い,ライトシフトとサイドバンドの強度比と周波数間隔との静特性を明らかにした.次に,ライトシフトの静特性に基づいて,ライトシフトの動特性を解析できるように解析ソフトに改善を加えた.しかし,従来の解析アルゴリズムでは,ライトシフトの動特性を精度良く得るために膨大な計算時間が必要なことが明らかとなった.そこで,圧電デバイスの振動解析で用いられるガラーキン・スペクトル法を用いることで,短時間で高精度に解を得られるように解析ソフトを改良した.その結果,従来法に比べて計算精度を落とさずに1000から10000分の1の時間で計算結果を得ることに成功した.この解析方法について,論文投稿し,アクセプトされ,7月にJJAP特集号に掲載される予定である.その一方で、分子遷移周波数精密計測に関する理論的研究も行い、初年度に1本、2年目となる本年度に5本の論文を出版した1年目で研究目標の位相変調によるS/N比の向上とその周波数安定度測定を行い,論文化されたこと.2年目で動的なライトシフトを解析するための新しいアルゴリズムを導入し,論文がアクセプトされていることが理由である.その一方で、分子遷移精密計測で2年で6本の論文を出版している。ライトシフト低減法の研究に向けた実験と解析を進める.新しいアルゴリズムを実装した解析ソフトを有効に活用し,ライトシフトが低減される条件を探索する.解析に基づいて実験を行い,ライトシフトが実際に低減されるかを確認する.携帯電話などの小型端末に搭載できるチップスケール原子時計(CSAC)の実現に際して,小型化に伴う原子共鳴のS/N比低下は重要な課題となる.そこで,S/N比を改善する方法とし,原子共鳴の高速検出を可能とする位相変調法を開発に着手した.初年度は位相変調における原子共鳴の高速検出できる実験装置を構築し,S/N比の改善効果を調査した.同時に,時間応答解析アルゴリズムを用いて,高速応答の原理と実験の最適条件を調査した.その結果,実験と理論が一致し,最適となるバイアス磁場条件が存在することが明らかとなった.実験結果からは,位相変調による高周波化によって,ノイズが低減されることが確認し,発振器の性能指標で最も重要な周波数安定度が2倍程度改善された.これに加え,提案法は,従来法に比べて,周辺回路の省電力化,小型化で重要となる原子共鳴の捕捉帯域が1桁広がることを確認した.これらをまとめ,6月に特許申請をし,7月論文投稿し,11月に論文が掲載された.そのうえで、分子イオンの振動遷移周波数のみで陽子ー電子質量比の変化の有無を評価する方法を立案し、11月に論文発表した研究目標の位相変調によるS/N比の向上とその周波数安定度測定を行い,論文化されたことが理由である.これに加えて,数値計算の結果と実験結果も一致しており,原子に印加する最適なバイアス磁場があることも理論的,実験的に示したことも大きな理由である.携帯電話などの小型端末に搭載できるチップスケール原子時計(CSAC)の実現に際して,小型化に伴う原子共鳴のS/N比の低下は重要な課題となる.そこで,S/N比を改善する方法とし,原子共鳴の高速検出を可能とする位相変調法を開発に着手した.初年度では,S/N比の改善効果を検証するための数値解析ソフトと実験装置を構築した.これらによって,実験と理論が一致することを確認し,安定度が最適となる磁場条件が明らかとなった.実際に,位相変調法を適用したところ,発振器の性能指標で最も重要な周波数安定度が2倍程度改善されることを確認した.これらは国際会議や論文で報告している.2年目となる本年度では,本研究の最終課題である長期安定度の劣化要因となるライトシフトを低減する新しい方法の開発に着手した.まず,理論では,摂動法による数値解析を行い,ライトシフトとサイドバンドの強度比と周波数間隔との静特性を明らかにした.次に,ライトシフトの静特性に基づいて,ライトシフトの動特性を解析できるように解析ソフトに改善を加えた.しかし,従来の解析アルゴリズムでは,ライトシフトの動特性を精度良く得るために膨大な計算時間が必要なことが明らかとなった.そこで,圧電デバイスの振動解析で用いられるガラーキン・スペクトル法を用いることで,短時間で高精度に解を得られるように解析ソフトを改良した.その結果,従来法に比べて計算精度を落とさずに1000から10000分の1の時間で計算結果を得ることに成功した.この解析方法について,論文投稿し,アクセプトされ,7月にJJAP特集号に掲載される予定である.

その一方で、分子遷移周波数精密計測に関する理論的研究も行い、初年度に1本、2年目となる本年度に5本の論文を出版した1年目で研究目標の位相変調によるS/N比の向上とその周波数安定度測定を行い,論文化されたこと.2年目で動的なライトシフトを解析するための新しいアルゴリズムを導入し,論文がアクセプトされていることが理由である.その一方で、分子遷移精密計測で2年で6本の論文を出版している。さらなる周波数安定度改善に向けた研究を行う.特に,摂動法と密度行列に基づいた解析方法を用いて,チップスケール原子時計の長期周波数安定度の劣化要因となる光シフトを低減する検出方法の開発に着手する.ライトシフト低減法の研究に向けた実験と解析を進める.新しいアルゴリズムを実装した解析ソフトを有効に活用し,ライトシフトが低減される条件を探索する.解析に基づいて実験を行い,ライトシフトが実際に低減されるかを確認する.物品値段が予想よりも安価であったため残金が出た。その残金は、次の実験に使う物品購入に使用予定である。
Kチャネルブロッカーの構造活性相関と心不全治療の可能性

抗不整脈薬として使用あるいは開発されたKチャネルブロッカーであるd-sotalol,dofetilide,ibutilide,sematilide,almokalantなどはその基本骨格にmethanesulphonanilide(SO_2NHC_6H_6)を持つ。MS-551はd-sotalolのsulfonanilide骨格に代えてpyrimidindione骨格を持つ。強心薬Vesnarinoneはquinoline骨格(CONHC_6H_6)に加えて、cAMPに類似したN-C=O構造を持ち、PDE阻害作用と同時にKチャネル抑制作用を持つ。本年度は、第III群抗不整脈薬であるMS-551,E-4031,sematilideとPDE阻害剤vesnarinoneについて、活動電位波形と家兎心室筋I_k電流に対する薬物の性質の違いを検討した。vesnarinoneはMS-551と同様に、開放したKチャネルに結合してそれによるイオン電流を抑制するが、閉鎖したチャンネルからは解離する動態をとることが判明した。その結果、vesnarinoneは高頻度刺激時にも活動電位持続時間をさせ、sulfonanilide系であるE-4031とsematilideとは異なる作用を示した。以上の結果より、vesnarinoneは活動電位のプラトー相でI_k電流を抑制して高頻度刺激時にも活動電位持続時間を延長させること、このような性質は他の第III群抗不整脈薬物にはみられず、頻脈性不整脈に対する抗不整脈作用の点で有用であると考えられた。今後vesnarinone等のquinoline骨格を有する薬物の各種について同様の検討を加え、心不全などの病態における最適のKチャネルブロッカーの特性とそれが由来する構造について検討する。
甲状腺ホルモントランスポーター遺伝子群による血液脳関門モデルのデザイン

有機アニオントランスポーターを発現させた培養細胞を用いて、神経系への薬物の取り込みを行う試みが数多くなされてきたが、発現量の少なさや、導入の困難さから研究が進んでいなかった。我々は動物細胞で働くCAGプロモーターを含むコスミドベクターにLST1、LST2のcoding領域を挿入した。このベクターをpackagingしたのち大腸菌に感染させた。以上の方法で作製したコンストラクトをアデノウイルスゲノムDNAと共にリン酸カルシウム法でHEK293細胞に導入した。293細胞内でコスミドベクターとアデノウイルスゲノムDNAとの間で相同組み換えがおき、LST1,LST2組み換えアデノウイルスができた細胞のみが293細胞の膨化と細胞死によるplaqueを形成した。次いでLST1,LST2の蛋白が発現していることを確認するために、PCRによりバンドが認められたサンプル(ウイルス)を15cm dishに培養した293細胞に感染させ、細胞ごと回収しWestern blot法でLST1は81kDaに、LST2は88kDaに、いずれもコントロールの293細胞に対して有意なシグナルを確認した。シグナルが確認できたサンプルからウイルスを大量に作製するため、15cm dishに培養した293細胞を1サンプルにつき30plate用意し、全てにウイルスを感染させ細胞ごと回収し、超遠心及び透析によりウイルスを精製した。精製されたウイルス液のvirus titerを蛋白定量により近似したところ、LST1組み換えアデノウイルスは1.26×10^*10PFU/ml、LST2組み換えアデノウイルスは1.48×10^<10>PFU/mlであった。更に近似したvirus titerに従い、濃度を振って希釈したアデノウイルスを96穴plateに培養した293細胞に感染させ、比色法によりIC50を与えるウイルス濃度を求めた。LST1組み換えアデノウイルスはIC50=0.15PFU/cell、LST2組み換えアデノウイルスはIC50=0.2PFU/cellであった。LST1およびLST2組み換えアデノウイルスを培地中に投与したヒト培養肝細胞(PLC/PRF-5、HT-17、HepG2)は胆汁酸、ステロイドホルモンをベースに比べて薬30100倍取り込み、効果的な有機アニオントランスポーターの遺伝子導入方法が確立された。研究代表者は神経細胞における有機アニオントランスポーターの多様性を検討するためヒト海馬ライブラリーを検索したところ、ヒトOATPならびにヒトOATPと類似する構造をもつクローンを単離した。これらヒトにおける有機アニオントランスポーターはラットとは異なり、脳特異的に発現していることが明らかになった。一方で有機アニオントランスポーターはラットとヒトではその構成モレキュールが異なり、特にoatp系はヒトでは臓器特異的に発現しており、今後ラットでの結果がヒトに演繹できない可能性に気づき、研究代表者はこの有機アニオントランスポーターの種間での差異等を鑑み、初年度に中枢神経系における有機アニオントランスポーター遺伝子ファミリーの検索をヒトとラットで行うことにした。その結果ラット大脳よりプロスタグランジンD2を輸送する新規有機アニオントランスポーターmoat1を単離した。単離されたcDNAのアミノ酸配列はLST-1、oatpfamily、プロスタグランジントランスポーターに相同性が高かった。moat

1の蛋白は、有機アニオントランスポーターに共通の12箇所の膜貫通領域を持つと推測された。moat1のmRNAは全ての臓器に4.4キロと2.3キロの転写産物が認められた。また、moat1のヒトのホモログと考えられるクローンKIAA0880の転写産物もまた全てのヒト臓器に認められた。さらに2つの転写産物の発現量は各臓器によって異なっていた。moat1を発現させた卵母細胞は特異的にプロスタグランジンD2、ロイコトリエンC4、タウロコール酸を細胞外のナトリウム非依存性に輸送した。moat1のmRNAは中枢神経系の神経細胞に広く分布していたが特に海馬と小脳に強く発現していた。以上からmoat1はその構造と基質特異性の点からみて既知の有機アニオントランスポーターとは異なる全く新しいトランスポーターであると結論づけた。さらに現在までに我々単離した有機アニオントランスポーターはプロスタグランジンF2αを輸送しなかったが、我々はヒト海馬cDNAライブラリーよりプロスタグランジンEとF2αを輸送する新規有機アニオントランスポーターを単離した。PGETPは有機アニオントランスポーターの中でプロスタグランジントランスポーターに最も相同性が高くプロスタグランジンE1、E2とプロスタグランジンF2αを輸送したがLST-1やmoat1とは異なりタウロコール酸は輸送せずよりプロスタグランジントランスポーターに近い新規遺伝子であった。有機アニオントランスポーターを発現させた培養細胞を用いて、神経系への薬物の取り込みを行う試みが数多くなされてきたが、発現量の少なさや、導入の困難さから研究が進んでいなかった。我々は動物細胞で働くCAGプロモーターを含むコスミドベクターにLST1、LST2のcoding領域を挿入した。このベクターをpackagingしたのち大腸菌に感染させた。以上の方法で作製したコンストラクトをアデノウイルスゲノムDNAと共にリン酸カルシウム法でHEK293細胞に導入した。293細胞内でコスミドベクターとアデノウイルスゲノムDNAとの間で相同組み換えがおき、LST1,LST2組み換えアデノウイルスができた細胞のみが293細胞の膨化と細胞死によるplaqueを形成した。次いでLST1,LST2の蛋白が発現していることを確認するために、PCRによりバンドが認められたサンプル(ウイルス)を15cm dishに培養した293細胞に感染させ、細胞ごと回収しWestern blot法でLST1は81kDaに、LST2は88kDaに、いずれもコントロールの293細胞に対して有意なシグナルを確認した。シグナルが確認できたサンプルからウイルスを大量に作製するため、15cm dishに培養した293細胞を1サンプルにつき30plate用意し、全てにウイルスを感染させ細胞ごと回収し、超遠心及び透析によりウイルスを精製した。精製されたウイルス液のvirus titerを蛋白定量により近似したところ、LST1組み換えアデノウイルスは1.26×10^*10
Positive Representations

Positive Representationsに関する研究を行った。主にPositive Representationsのクラスター構造を発見して、普遍R行列の分解を作った。それを使って、A型の場合、最も重要な予想二つがやっと証明した。特に、Borel部分のテンソル積分解を明示的に書けて、さらに、シレダ・シャピロによってPositive Representationsのテンソル積分解も同じようなアイデアで証明した。彼らとの共同研究でPeter-Weyl定理も同様に証明した。また、ペナー・ゼットリンの共同研究によって、N=2タイヒミュラー超空間を作って、奇次元など色んな性質を研究した。
ファジイおよび多目的環境下での意思決定問題

第一に、複数のファジイ利得行列をもつ2人ゼロ和ゲームを考察した。各プレイや-は各利得に対して、ファジイ目標をもつと考える。そのとき、ファジイ目標の達成度が定義され、この達成度に関するmax-min戦略が考察される。特に、利得を表すファジイ数のメンバシップ関数とファジイ目標のメンバシップ関数が線形であるとき、2分法とシンプレックス法の第1段の併用と緩和法と変数変換の3つの方法により、ファジイ目標に関するmax-min解を計算する方法が線形計画法をベースとして与えられる。第二に、多目的双行列ゲームにおける均衡解について考察した。最初に、ファジイ目標を導入した多目的ゲームの均衡解を定義する。次に、線形なメンバシップ関数をもつファジイ目標を設定し、複数の目標を集約するうえで、加重和による方法と最小成分による方法を採用し、それぞれに対して均衡解が数理計画問題の最適解と等しいことを示す。また、本研究で提案するファジイ目標を導入した多目的ゲームの均衡解のPareto最適性について考察した。
断層破砕岩の構造岩石学的、年代学的ならびに鉱物学的研究

赤石裂線の断層破砕帯から採取した断層破砕岩類(断層ガウジおよびカタクラサイト)の鏡下観察を行い、断層面(just boundary)からの距離に応じて破砕、変質の様式およびK-Ar年代値がどのように変化するかを検討した。以下にその概要を述べる。○大局的にみると、断層面からの距離が離れるにしたがって、変形及び変質の程度は低下する。今回さらに精度を上げて10mごとに試料を採取し検討した。その結果、断層面近傍1020mの範囲においても、変形および変質の程度が低い部分が存在し、また断層面から100m離れた部分でも、その周囲の岩石よりも破砕および変質の程度が著しい部分が存在することが明らかになった。このことは、変形および変質が断層運動に伴って起こるものの、その様式はかなり不均質であることを示している。また変形の著しい部分では例外なく著しい粘度化を受けていることから、変形と変質は空間的にも時間的にも密接に関係していることが確認された。また、赤石裂線北部と南部において、ductile/brittle transition領域で形成されたと考えられるマイクロナイトを見いだした。このことは、現在の赤石裂線の少なくとも一部はマイクロナイト帯が露出する程度の削剥を受けていることを示している。○各断層破砕岩試料細粒部に含まれる粘度鉱物類の組み合わせ、および各種粘度鉱物の結晶学的な性質をXRDを用いて解析し、その後それぞれの試料についてK-Ar年代測定を行った。その結果、雲母粘度鉱物の結晶度指数とK-Ar年代値にはきわめてよい相関があることが明らかになった。すなわち結晶度の低下にともなってK-Ar年代値の若返りが認められた。両者の関係は指数関数で記述され、その相関係数は0.94である。この結果から求められた赤石裂線の変質年代は15Maとなった。
新しいらせん構造をもつポリアミドの合成と光転位

主鎖にビフェニレンやビナフタレンなどの光学活性な軸不斉構造を導入した芳香族ポリアミドを合成した。この安定構造をコンピューターで計算すると新規ならせん構造をとることがわかり、その熱的安性をしらべたところ120°Cまでらせん構造を保持できることがCDスペクトルより確認された。メタンスルホン酸のような強酸中でもこのらせんは安定で、水素結合によりらせん構造を保持するペプチドと全くことなる新しいらせんポリマーであることがわかった。この新規ならせんポリマーの主鎖にアゾベンゼン構造を導入したところ、光照射により可逆的なトランスーシス転位が起こり、らせん構造が大きく変形することがわかった。この光反応を利用すると、非線形光学材料への応用が可能となり、実用的にも興味がもたれる材料である。さらに、このポリアミド合成は、ポリエステル,ポリウレタン,ポリ尿素など各種ポリマーの合成に拡張できることがわかった。例えば、芳香族ポリアミンは、ポリアニリンと同様な酸化還元応答を示すことが認められ、ポリマーの電子およびプロトン移動によりらせん構造が大きく変形することがわかり、酸化還元応答材料としても有用なものである。光学分割した(R)-および(S)-ジメチルビフェニル-2,2'-ジカルボニルクロリドと芳香族ジアミンからポリアミドを合成した。この芳香族ポリアミドは軸不斉ビフェニレン連結部で剛直なセグメントを結合しているので、一種のらせん構造をとると予想されるが、コンピューターにより安定構造を計算したところ、「ジグザグらせん」とでも呼べる新規ならせん構造となることがわかった。そのらせん構造はジアミン成分により大きく異なるものであった。ジアミンとして4,4'-ジアミノアゾベンゼンを用いると、このらせんポリマー主鎖にアゾベンゼン構造が導入される。アゾベンゼンは光照射によりトランス-シス転位することが知られているので、このらせんポリマーの光による変形を詳しく検討した。ポリマー溶液に紫外光を照射するとCDスペクトルが大きく変化し、らせん構造のすみやかな変形が観察された。続いて可視光を照射したところトランス構造は可逆的にシス構造にもどることがCDスペクトル及びUV-visスペクトルにより確認された。このらせん構造の可逆的な光変形はこのポリマーが光学材料として応用できることを示し、極めて興味深いものである。さらに、軸不斉連結部としてビナフチレン構造を有する芳香族ポリアミドを合成し、らせん構造の光変形をしらべたところ、同様に光照射により可逆的にらせん構造が変形することが認められ、新しい光学材料としての可能性を提示した。軸不斉ビフェニレンまたはビナフタレン構造をもつ剛直セグメントを結合してポリエステルやポリアミドなど、各種縮合系ポリマーを合成し、その光学的性質について検討した。軸不斉連結ユニットとして(R)-または(S)-6、6'-ジブロモ-2、2'-ジアルコキシ-1、1'-ビナッフチル(BABN)を用い、これと芳香族ジオールおよび一酸化炭素ヲパラジウム触媒を用いて反応させ芳香族ポリエステルを合成した。コンピューターによるポリマーの安定なコンホメーションはらせん構造となり、R体およびS体から合成したポリマーのCDスペクトルは対称になった。これは各々のポリマーが互いに逆巻きのらせんであることを示す。BABNと芳香族ジアミンおよび一酸化炭素の反応では、らせん構造をもつ芳香族ポリアミドが生成した。4、4'-ジアミノアゾベンゼンを用いたときは、主鎖にアゾベンゼン構造をもつポリマーが得られ、これは光によるシス-トランス転位によりポリマーらせんが変形することが、CDスペクトルにより確認された。2、2;-ジアルコキシ-1、1'-ビナフチルと芳香族ジカルボン酸クロリドを塩化アルミニウムを触媒として反応させるとらせん構造をとる芳香族ポリケトンが生成した。アゾベンゼン構造を導入したポリケトンは同様に光トランス-シス転位により、らせんが変形することがCDスペクトルにより確認された。これら新規ならせんポリマーの光学的性質に興味がもたれ、新しい光学材料としての応用が期待される。

メタンスルホン酸のような強酸中でもこのらせんは安定で、水素結合によりらせん構造を保持するペプチドと全く異なる新しいらせんポリマーであることがわかった。この新規ならせんポリマーの主鎖にアゾベンゼン構造を導入したところ、光照射により可逆的なトランスーシス転位が超こり、らせん構造が大きく変形することがわかった。この光反応を利用すると、非線形光学材料への応用が可能となり、実用的にも興味がもたれる材料である。さらに、このポリアミド合成は、ポリエステル,ポリウレタン,ポリ尿素など各種ポリマーの合成に拡張できることがわかった。例えば、芳香族ポリアミンは、ポリアニリンと同様な酸化還元応答を示すことが認められ、ポリマーの電子およびプロトン移動によりらせん構造が大きく変形することがわかり、酸化還元応答材料としても有用なものである。
肝細胞増殖因子HGFの新規作用：癌細胞に対する不可逆的な増殖抑制作用の分子機構

HGFによる癌抑制の研究において、研究代表者はHGFがある条件下で「不可逆的増殖抑制作用」を示すことを見つけた。一時的な細胞増殖停止が不可逆に至る機構を調べ、次項を明らかにした。HGFで不可逆的増殖停止する肝癌細胞株HepG2において、(1)発現しているOct3/4, Sox2, Klf4(山中因子)は不可逆的停止に関与しない、(2)不可逆的増殖停止に細胞周期因子p57KIP2が係わり得る、(3)不可逆的増殖停止にヒストンH3K9me3の減少およびメチル化酵素G9aの上昇が必要、(4)HGFで細胞分化状態が変わる可能性、(5)網羅解析により可逆的ー不可逆的停止間で異なる発現遺伝子群を見出した。本年度は、HGF刺激によってHepG2細胞が不可逆的増殖停止に至る間に発現変化する遺伝子の探索を進めた。まず、候補として考えられたOct3/4, Sox2, Klf4の発現レベルをRT-PCR法により調べたところ、予想に反しHGF刺激により発現上昇していたため、不可逆的増殖停止の原因としては考えにくいと判断した。一方、細胞周期制御遺伝子の発現を調べ、HGF刺激後24時間でp57Kip2が発現上昇することを見出した。次に、遺伝子発現マイクロアレイによる網羅的検討を行うため、プローブとして以下のRNAを調製した。得られたマイクロアレイのシグナルを数値化することで、各プローブ間の相関関係(類似性・相違性)の網羅的解析を行い次のことを明らかにした。(i)1と2で発現が異なる遺伝子群が存在する。(ii)2と3で発現が異なる遺伝子群が存在する。(iii)1と5は極めて類似している:HGFの存在に関係なく、増殖状態での発現遺伝子は同じである。(iv)3と4は極めて類似している:いったん不可逆的増殖停止に至った細胞はHGF刺激で発現遺伝子が変化しない。(v)6と7は極めて類似している:7の腫瘍へのHGF処理は効果が期待できない。(vi)6と8では僅かながら違いがある:8の腫瘍へのHGF処理は効果が期待される。(vii)1-5と6-8の間での相関は極めて低い:Xenograftにより腫瘍を形成したHepG2細胞は、シャーレ上のHepG2細胞と発現遺伝子が異なっている。特に(i)と(ii)の結果より、1と3に含まれない2特異的な遺伝子群が、HepG2細胞の不可逆的増殖停止に係わると考えられた。平成26年度では予定に先行して遺伝子発現マイクロアレイ解析を実施したことから、平成27年度は当初の計画に戻り、HGFによるHepG2細胞の不可逆的増殖停止が、細胞分化誘導and/or細胞老化誘導である可能性について検討を行った。(ii)細胞老化についての検討:代表的な老化マーカーであるSenescence Associated-b-Gal (SA-β-gal)について免疫組織染色法による検討を行った結果、HGF刺激したHepG2細胞の一部分が青く染まり、染色されたHepG2細胞割合は、HGFで72時間刺激した細胞及びHGFを入れ続けたHepG2細胞において高い傾向が認められた。しかし、HGF刺激のないHepG2細胞においてもコロニー中央部分が弱く染色され、また、HGFによる増殖停止誘導を阻害したPD98059処理後のHepG2細胞についても一部の細胞が染色された。これらのことから老化マーカーとしてSA-β-galを使用する為には、さらに条件検討が必要であると考えられた。一方、別の老化マーカーp14ARFについて、RT-PCRおよびWestern blottingにより調べた結果、HGF刺激96時間で発現が上昇していた。また、別の老化マーカーp16INK4aについても刺激後24時間以降で発現上昇していた。これらの結果より、HGF刺激によりHepG2細胞の老化が進み、不可逆的増殖停止に至る可能性が得られた。H27年度以降の計画としていた遺伝子発現マイクロアレイ実験を、研究効率を優先して平成26年度において実施したため、H26年度に予定の細胞分化、細胞老化などの検討がやや遅れていたが、平成27年度において当初の計画に戻って研究実施項目に取り組み、予定の研究項目について結果を得た。これらのことから、H26年度とH27年度の予定が逆になったものの、おおむね順調に進展していると言える。なお、雇用している研究補助員の時間的制限から、優先的に行うべき実験から実施し、後に結果をまとめる方針にて研究を進めている。平成28年度は、細胞老化に関して、さらに詳細な検討をすすめた。具体的には、SA-b-Galとは別の細胞老化マーカーとしてDcR2およびp14ARFを用いた検討を行った。HGF刺激したHepG2細胞ではDcR2の発現が上昇したが、不可逆的増殖停止の誘導後、HGF除去により発現量は減少したため、少なくともHepG2細胞では、DcR2は細胞老化マーカーとして不適であると考えられた。p14ARFの発現は、無刺激の0時間および96時間に比較して、HGF刺激96時間で発現が上昇していた。これら複数の細胞老化マーカーで異なる結果となったため、HGFの作用が細胞老化誘導かどうかを結論することは困難になると共に、何をもって細胞老化とするのか再考察が必要となった。一方、HGF刺激に伴うエピゲノム変化の解析を進めたところ、HGFによるヒストンH3K9me3の減少と同時に、hetero chromatin protein Hp1bの減少も見出した。

Western法によりH3K9のメチル化酵素を調べたところ、mono/diメチル化を担うG9aの発現がHGF刺激後48時間から顕著に上昇すること、この発現上昇がRas活性化依存的であることを見つけた。さらに、HGFによるH3K9me3の核内シグナル強度の減少が、G9aの阻害剤BIX01294で抑制されたこと、また、同時にG1期停止が抑制されたことから、HGFによるH3K9me3変化および細胞増殖停止にはG9aの発現上昇が必要であることを明らかにした。さらに、HGF刺激によるH3K27me3とH3K4me3の増加も新たに見出した。H3K9me3の減少、およびH3K27me3とH3K4me3の増加は、共に遺伝子発現の活性化を反映する。そこで、HGF処理後48時間までの不可逆的増殖停止に至る間に発現変化する遺伝子の網羅解析をRNA-seq法により進めた結果、HGF刺激により発現変化する遺伝子群を見出すことに成功した。HGFによる癌抑制の研究において、研究代表者はHGFがある条件下で「不可逆的増殖抑制作用」を示すことを見つけた。一時的な細胞増殖停止が不可逆に至る機構を調べ、次項を明らかにした。HGFで不可逆的増殖停止する肝癌細胞株HepG2において、(1)発現しているOct3/4, Sox2, Klf4(山中因子)は不可逆的停止に関与しない、(2)不可逆的増殖停止に細胞周期因子p57KIP2が係わり得る、(3)不可逆的増殖停止にヒストンH3K9me3の減少およびメチル化酵素G9aの上昇が必要、(4)HGFで細胞分化状態が変わる可能性、(5)網羅解析により可逆的ー不可逆的停止間で異なる発現遺伝子群を見出した。平成26年度研究実施計画において最優先で解析すべき対象とした細胞の未分化状態制御に係わる因子(Oct3/4, Sox2, Klf4)についての解析を完了した。また、最も時間と労力を要する遺伝子発現マイクロアレイ実験についても実施し、網羅的な解析結果を得るに至ったことから、研究計画は順調に進展しているといえる。一方、平成26年度の研究実施計画においては、HGF刺激によるHepG2細胞の不可逆的増殖停止誘導に係わる候補遺伝子cDNAを、任意時期に発現制御できる細胞システムの構築を含めていたが実施を延期した。これは、高価な遺伝子発現マイクロアレイ実験の実施に際し、無駄のない実験を行う必要からサンプル数の調製(増加)を行う必要が生じ、研究の次段階に必要となる実験を先に行ったためである。具体的には、HepG2細胞によって免疫不全マウスに腫瘍を形成し、できた腫瘍に対してHGFを継続的に投与、これらの腫瘍から得たRNAを遺伝子発現マイクロアレイによる解析に処した。この結果、in vivoにおける腫瘍に対しては、HGFの作用は限定的である(効果が期待される腫瘍と期待できない腫瘍が存在する可能性がある)ことが分かってきた。この情報は、HGFによる癌細胞の不可逆的停止誘導をもとに医療展開を考える上で非常に重要となる。なお、遺伝子発現マイクロアレイ実験は主に共同研究者により実施され、また、免疫不全マウスによるin vivo実験は他の研究計画に不随させて実施した。
高靱性ナノ複合材料の作製

1.アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の作製高靱性アルミナ・ジルコニアナノ複合材料を作製するために次のことを行った.ジルコニアの安定化効果を調べるために,安定化したジルコニア粒子と安定化していない粒子をゾル・ゲル法により作成し,種々の条件で焼結状態を調べた.その結果を下記にまとめる.・水和ジルコニア前駆体作成条件は,アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度に強い影響を与える.・サブミクロンのジルコニア粒子の分散によってアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度は顕著に向上する.・空気に長時間さらした試料は単斜晶が支配的となる.・焼結後の冷却は,ジルコニア格子内の酸素欠損が準安定正方晶ジルコニアとなるのをさけるために低い空気圧のもとで行う必要がある.・イットリウム,マンガン,マグネシウムの酸化物の添加は,正方晶ジルコニアを含むアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度を大きく高める.2.アルミナとその複合材のエアロゲルの合成異相ナノ粒子を粒内に含む,アルミナ基ナノ複合材料を容易に作製する方法として,アルミナと金属や非金属ナノ粒子を含んだアルミナエアロゲルを作成する方法について研究した.アルミナエアロゲルは超臨界乾燥(SCD)によった.その結果,下記のことが明らかとなった.・低密度で表面積の極めて大きなアルミナのナノ粉末を作成した.その材料は軽く綿毛のような材料であり,低コストで作成される.・このエアロアルミナの作成にはポリマーや有害化学物質を用いていない.・ナノ寸法の金属粒子や非金属粒子をアルミナエアロゾルに含めることは容易にできる.・パルス通電法によりアルミナ基ナノ複合材料の作製は研究途中であるが,容易に達成されるものと思われる.・この研究に関していくつかの特許申請を準備中である.1.アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の作製高靱性アルミナ・ジルコニアナノ複合材料を作製するために次のことを行った.ジルコニアの安定化効果を調べるために,安定化したジルコニア粒子と安定化していない粒子をゾル・ゲル法により作成し,種々の条件で焼結状態を調べた.その結果を下記にまとめる.・水和ジルコニア前駆体作成条件は,アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度に強い影響を与える.・サブミクロンのジルコニア粒子の分散によってアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度は顕著に向上する.・空気に長時間さらした試料は単斜晶が支配的となる.・焼結後の冷却は,ジルコニア格子内の酸素欠損が準安定正方晶ジルコニアとなるのをさけるために低い空気圧のもとで行う必要がある.・イットリウム,マンガン,マグネシウムの酸化物の添加は,正方晶ジルコニアを含むアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度を大きく高める.2.アルミナとその複合材のエアロゲルの合成異相ナノ粒子を粒内に含む,アルミナ基ナノ複合材料を容易に作製する方法として,アルミナと金属や非金属ナノ粒子を含んだアルミナエアロゲルを作成する方法について研究した.アルミナエアロゲルは超臨界乾燥(SCD)によった.その結果,下記のことが明らかとなった.・低密度で表面積の極めて大きなアルミナのナノ粉末を作成した.その材料は軽く綿毛のような材料であり,低コストで作成される.・このエアロアルミナの作成にはポリマーや有害化学物質を用いていない.・ナノ寸法の金属粒子や非金属粒子をアルミナエアロゾルに含めることは容易にできる.・パルス通電法によりアルミナ基ナノ複合材料の作製は研究途中であるが,容易に達成されるものと思われる.・この研究に関していくつかの特許申請を準備中である.
簡易岩盤三軸圧縮試験法に関する基礎的研究

平成9年度はプロトタイプ型の簡易岩盤三軸圧縮試験装置(直径10cmの試験片対応)を製作し,原位置での適用を前提とした中規模の室内モデル実験を実施した。根付き試験片部は低強度セメントモルタル(一軸圧縮強度15.4MPa)を,周辺岩盤部はコンクリート(呼び強度24MPa)を用いてモデル岩塊を作製した。根付き試験片が最も単純な1不連続面(円柱軸から60度傾斜)を内在する場合も取り扱った。平成10年度は圧力変換器と油圧ジャッキを装備して,佐賀県多久市の砕石工場内(玄武岩が主体)での原位置岩盤に対する適用実験を行った。軸値からの反力は鉱山重機(自重80トン)にとった。周圧,軸力および変位はデータロガーを介してパソコンに取り込む計測システムを構築しこれを採用した。2年間に渡る一連の実験から明らかとなった事柄を以下に列挙する。1.作成したプロトタイプ型の簡易岩盤三軸圧縮試験装置が計画どおりの機能を有していることを確認した。2.本試験は強度定数を5%程度過小評価する傾向がある。実験の範囲内では強度定数に関して寸法効果は確認されなかった。3.不連続面を内在する試験片の強度は不連続面自身の強度定数の影響を著しく受ける。4.原位置試験から実験手順と計測システムに問題の無いことが確認された。しかしながら,水溶性コーキング材のシール効果は低くシール材の改善が指摘された。重機重量不足のため1本の試験片のみの破壊となった。指摘された問題を解消し,原位置試験の実施実績を重ねることで本試験法の試験技術を確立したい。プロトタイプ型の原位置簡易岩盤三軸圧縮試験用アタッチメントを作製し,原位置での適用を前提とした中規模の室内モデル実験を実施した。根付き試験片部は炭酸カルシウム混入の低強度セメントモルタル(一軸圧縮強度15.4MPa,寸法φ10×H25cm)を,周辺の岩盤部はコンクリート(呼び強度24MPa,スランプ18cm)を用いて直径35cm,高さ35cmの岩盤モデル岩塊を作製した。岩盤モデル岩塊は厚さ4mm,内径131.8mmの一般構造用炭素鋼管で補強し,アタッチメントは8本のアンカーボルト(M27)で岩盤モデル岩塊に装着した。周圧は既存の油圧ユニットから供給される油圧を利用して最大1.96MPaを与えた。最も単純な1つの不連続面(軸力載荷方向に対して45度傾斜)が内在する場合を取り扱った。本年度の室内モデル実験から明かとなった事柄を以下に列挙する。1.新たに制作したプロトタイプ型の原位置簡易岩盤三軸圧縮試験用アタッチメントが想定通りの機能を有し,これまで採用して来た方法を踏襲して簡易岩盤三軸圧縮試験が実施できることを確認した。2.せん断強度と内部摩擦角に関しては,簡易三軸試験結果は従来の擬似三軸試験結果より約5%程度小さめの値を与え,これまでの結果と同様な傾向を示した。力学的パラメータに関しては寸法効果は確認されなかったが,これはこれらの力学的パラメータが実験結果から間接的に評価されることによるものと考えられる。3.岩盤モデル岩塊自身の押抜きせん断耐力不足のため高い周圧を付加することができなかった。このため不連続面の滑動が根付き試験片の挙動を支配する範囲での実験となったが,同一試験片に対する多段三軸圧縮試験を行うことで不連続面の力学的パラメータ(せん断強度と内部摩擦角)を評価することができた。

根付き円柱試験片を利用する簡易岩盤三軸圧縮試験法(Compact Triaxial Compression Test)に関し,本年度は佐賀県多久市東多久石原の(株)タニグチ両子山採石工場内の採石跡地で本試験法の原位置岩盤への適用実験を実施した。一帯の岩盤は安山岩と流紋岩から成っており,実験は安山岩部(岩石の圧縮強度:192MPa)で実施した。コア抜き機を利用して原位置岩盤にφ10×25cmの円柱を切り残し根付き試験片を造出した後,周囲の岩盤を円筒状に注意深く排除した。根付き試験片にゴムスリーブをかぶせM24のアンカーボトルを所定の位置に溶接した耐圧補強鋼管をその外側に挿入し,無収縮モルタルを打設して平坦な載荷面に整形・復旧した。プロトタイプ型の三軸圧縮試験用ピストンキャップをアンカーボトルで接着し,簡易岩盤三軸圧縮試験を実施した。周圧は圧力変換器を利用して窒素ガス圧を水圧に変換して試験片に与えた。軸力は鉱山重機(自重80トン)に反力をとり,手動油圧ジャッキを利用して行った。周圧,軸力および変位は,データロガーを介してパソコンで集録した。本年度の原位置試験から明かとなった事柄と改善点を以下に列挙する。(1)原位置での実験から提案している簡易岩盤三軸圧縮試験の作業手順に問題が無いことが確認された。しかしながら,水溶性コーキング材のシール効果は低く,シール材の変更の必要性が指摘された。(2)今回の実験では重機の反力不足のため1本の試験片しか破壊せず,力学的パラメータの妥当性を検証するまでに至らなかった。しかしながら,計測された差応力ひずみ曲線は試験中の試験片の応答を明確に捉えており,試験システムの有効性は確認された。新たに派生した問題点を解消する対策を講じて,平成11年度に再度原位置試験の実施を計画している。