hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンクリート構造物の耐震性評価システムの構築

本研究は,将来比較的大きな地震の生じる可能性のある都市を対象として,コンクリート構造物の位置(緯度,経度)、とその地盤特性および構造諸元を与えることにより,その地域で生じる可能性のある地震動による構造物の基礎位置での加速度波形を推定し,さらにその加速度波形を用いて構造物の動的応答解析を行い,構造物の地震時挙動を求めることによりその耐震性を評価するシステムを構築することを目的とした。以下に研究の実施内容と得られた成果を示す.(1)非定常スペクトル合成による強震動予測法EMPRを兵庫県南部地震の推定に適用し,阪神地域における任意地点での強震動の推定を行った。名古屋地域における地震動については,想定東海,想定東南海,およびそれらが連動する複合型東海地震を対象とし,断層モデルは中央防災会議ならびに地震調査研究推進本部から発表されたアスペリティ分布を持つモデルとし,工学的基盤における地震動予測法EMPRならびに地盤震動解析法FDELによりシミュレーション地震動を算出した.さらに,三陸南地震や2003年十勝沖地震による基盤地震動ならびに地表地震動の算定も行った.(2)このようにして得られた地表面での加速度波形をもとに,コンクリート構造物,特に橋脚の応答変位と応答せん断力を3次元非線形動的解析手法を用いて求めた.なお,3次元非線形動的解析に関して,鉄筋の横方向へのハラミだしのモデルの改善と,適用範囲を高強度鉄筋にまで拡張した.これを鉄筋コンクリート部材の動的応答非線形解析システムに組み込んで,部材の変位表示の靱性解析の精度向上を図った。また,コンクリート橋の橋脚のように,比較的せん断補強筋が少ない鉄筋コンクリート柱のせん断耐力に関するデータが不足していることから,これらの柱の載荷実験を行った.せん断補強筋が少ない場合にはせん断ひび割れの幅は大きくなるが,同時にせん断ずれも大きくなるために,トラス機構以外で負担するせん断力は低下せず,現行のVu=Vc+Vsの式が適用できることが明らかとなった。(3)コンクリート橋脚の地震応答解析の結果,基盤面の地震動加速度が同じでも地盤条件によってはせん断破壊に至ることや,地震動加速度の卓越振動数や地震動減衰後の波形が構造物の挙動に影響を及ぼすことが明らかとなり,構造物の耐震性を評価する上で重要な要因となる知見が得られた.本研究は,将来比較的大きな地震の生じる可能性のある都市を対象として,コンクリート構造物の位置(緯度,経度)、とその地盤特性および構造諸元を与えることにより,その地域で生じる可能性のある地震動による構造物の基礎位置での加速度波形を推定し,さらにその加速度波形を用いて構造物の動的応答解析を行い,構造物の地震時挙動を求めることによりその耐震性を評価するシステムを構築することを目的とした。(3)コンクリート橋脚の地震応答解析の結果,基盤面の地震動加速度が同じでも地盤条件によってはせん断破壊に至ることや,地震動加速度の卓越振動数や地震動減衰後の波形が構造物の挙動に影響を及ぼすことが明らかとなり,構造物の耐震性を評価する上で重要な要因となる知見が得られた.阪神・淡路大震災を契機に、コンクリート構造物の耐震診断が数多く行われている。しかし、コンクリート構造物の地震による応答性状は、明らかに地震波形によって異なるため、その構造物の位置に生じた過去の地震を対象として解析を行い、構造物の耐震性を評価する必要がある。平成14年度は、名古屋市域におけるコンクリート橋数橋を対象として、当該地点における入力地震動を算定した。対象とした地震は、中央防災会議により提唱されている、想定東海、想定東南海、およびそれらが連動する複合型東海地震である。当該地点における表層地盤モデルは、愛知県によりまとめられた地盤メッシュモデルから各対象地点にもっとも近いものを選定した。地震動算定には、工学的基盤における強震動予測法EMPRならびに地盤震動解析法FDELを用いた。

このようにして得られた地表面での加速度波形をもとに、コンクリート橋の応答変位と応答せん断力を3次元非線形動的解析手法を用いて求めた。なお、3次元非線形動的解析に関して、コアコンクリートの拘束効果と軸鉄筋のはらみだしを考慮する材料モデルを導入し、軸力保持機能に関する損傷指標を提案した。また、コンクリート橋の橋脚のように、比較的せん断補強筋が少ない鉄筋コンクリート柱のせん断耐力に関する一方向載荷実験を行った。実験では、せん断ひび割れのひび割れ幅とせん断ずれを測定した。せん断補強筋が少ない場合には、せん断ひび割れ幅は大きくなるが、ひび割れ面におけるせん断ずれも大きくなり、結果としてひび割れ面でのせん断伝達力は小さくならず、既往の式であるVu=Vc+Vsで評価できる結果となった。阪神・淡路大震災を契機に、コンクリート構造物の耐震診断が数多く行われている。しかし、コンクリート構造物の地震による応答性状は、明らかに地震波形によって異なるため、その構造物の位置に生じた過去の地震を対象として解析を行い、構造物の耐震性を評価する必要がある。本年度は昨年度に引き続き、名古屋市内のコンクリート橋数橋を対象として選定し、想定東海、想定東南海、およびそれらが連動する複合型東海地震による耐震性の検討を目的として、それぞれの橋梁の地点における強震動を算定した。断層モデルは、中央防災会議ならびに地震調査研究推進本部から発表されたアスペリティ分布を持つモデルとし、工学的基盤における地震動予測法EMPRならびに地盤震動解析法FDELによりシミュレーション地震動を算出した。さらに、三陸南地震や2003年十勝沖地震による基盤地震動ならびに地表地震動の算定も行った。このようにして得られた地表面での加速度波形をもとに、コンクリート橋脚の応答変位と応答せん断力を3次元非線形動的解析手法を用いて求めた。なお、3次元非線形動的解析に関して、鉄筋の横方向へのハラミだしのモデルの改善と、適用範囲を高強度鉄筋にまで拡張した。これを鉄筋コンクリート部材の動的応答非線形解析システムに組み込んで、部材の変位表示の靭性解析の精度向上を図った。また、コンクリート橋の橋脚のように、比較的せん断補強筋が少ない鉄筋コンクリート柱のせん断耐力に関するデータが不足していることから、これらの柱の載荷実験を行った。せん断補強筋が少ない場合にはせん断ひび割れの幅は大きくなるが、同時にせん断ずれも大きくなるために、トラス機構以外で負担するせん断力は低下せず、現行のVu=Vc+Vsの式が適用できることが明らかとなった。コンクリート橋脚の地震応答解析の結果、基盤面の地震動加速度が同じでも地盤条件によってはせん断破壊に至ることや、地震動加速度の卓越振動数や地震動減衰後の波形が構造物の挙動に影響を及ぼすことが明らかとなり、構造物の耐震性を評価する上で重要な要因となる知見が得られた。
ヤッスホユック(トルコ共和国)の発掘調査-古代アナトリアの都市と交易路の解明

ヤッスホユック発掘調査の成果として次の2点が特筆される。(1)第1層下部に検出された前期・中期鉄器時代の建築層は、ヒエログリフ付鉛製文書片の出土と共に、後期ヒッタイトの都市の存在を期待させるものである。(2)プラン、規模、設備、保存状態から中央アナトリアでは前例のない第II層出土の王宮址は、前期・中期青銅器時代の中央アナトリアにおける都市国家の存在とその東南アナトリアおよびメソポタミアとの交流を考古学的に実証するものである。トルコ共和国クルシェヒル県に位置するヤッスホユック遺跡の発掘調査は、紀元前3千年紀から1千年紀にかけての中央アナトリアにおける都市構造を解明するとともに、古代アナトリアおよびメソポタミアにおける都市間の交易システムの考古学的実証を試みるものである。2007年の予備調査における磁気探査、地形測量、表採調査、空撮を踏まえ、本研究では、ヤッスホユック発掘調査の第1段階として、ヤッスホユック遺丘中央部での発掘調査を開始する。その第1の目的は、磁気探査で検出された大遺構の確認と年代決定であり、更に第2の目的は、遺跡の概要を可能な限り把握することである。発掘調査と平行して、地中探査を継続し、出土遺物の分析を行う。また、遺跡の地理学的立地条件を調査する。トルコ共和国のヤッスホユック遺跡における発掘調査は、前3千年紀末から前1千年紀にかけての中央アナトリアにおける一つの都市の構造を解明するとともに、メソポタミアに繋がる古代アナトリアの都市間交易を考古学的に実証しようとするものである。2008年度の調査では、予定していた本格的発掘調査を開始することはできなかったが、磁気探査を継続、破壊されている断面の精査を開始し、前年度までに採集された表採土器の整理研究を行った。磁気探査は、前年度に確認した大遺構に続く遺丘頂上部の西側部分と、頂上部を取り巻く市壁の一部で行なった。大遺構の周辺は,幾つかの断片的遺構が見られるものの、磁気探査可能深度を超えるものと見られ、明確な遺構を確認することは出来なかった。より深い位置の探査が可能なレーザー探査等の方法を考慮しなくてはいけない。古代アナトリアにおける交易路の要所に位置した都市遺跡と考えられるヤッスホユックの都市構造を解明すべく、発掘調査をより効率的に行なうには、磁気探査、地中レーダー探査等の物理探査を入念に行なうことが不可欠である。次年度より本格的に開始する発掘調査に並行して、これらの物理探査も継続する予定である。遺跡南東部の破壊断面では、そのクリーニングと実測を開始した。これはかなりの時間を要するが、ヤッスホユックにおける堆積層を把握するためのトレンチを発掘することに匹敵する結果が得られると考えている。これらの調査に平行して、2007年度までに採集された表採遺物の研究を行った。この研究の結果、ヤッスホユックに堆積する文化をより詳細に把握推定することができた。特に,紀元前78世紀と紀元前2千年紀前半の文化がヤッスホユックを特徴付けることが明確になった。すなわち、後期ヒッタイトの都市とアッシリ商業植民地時代-古ヒッタイト時代の都市の存在が有力である。トルコ共和国のヤッスホユック遺跡における発掘調査は,前3千年紀末から前1千年紀にかけての中央アナトリアにおける一つの都市の構造を解明するとともに、メソポタミアに繋がる古代アナトリアの都市間交易を考古学的に実証しようとするものである。2009年度は、2007年の磁気探査により大遺構の存在が推察された遺跡頂上中央部に於いて本格的発掘調査を開始した。10×10mの発掘区を2個設定し行なった発掘調査では、四つの建築層を検出した。出土遺物から、第1、第2、第3建築層は後期鉄器時代に年代付けることができた。後期鉄器時代の第3建築層は、幅130cm余りの堅牢な石壁から成っているが、カマン・カレホユック第IIa層に平行することが明瞭である。この第3層の建物はその下の第4建築層の大火災層を均して建築されているため、その石壁の直下に漆喰塗りの日乾し煉瓦壁の上端の線を確認することができた。そしてその日乾煉瓦壁の線は、磁気探査結果と一致するものであった。時間的制約もあり、極めて限られた部分ではあったが、この第4建築層の年代推定の手がかりを得るための発掘を一部行なった。その結果、かなり保存状態の良い、230cm余りの高さで漆喰塗りの日乾し煉瓦壁が残存していること、床面には独特の形式の可動式の炉等が原位置で発見された。そして出土遺物等から、この遺構が2千年紀前半のものであることが確実となった。

すなわち、磁気探査で検出された大遺構は、第4建築層の大火災層の中に見出される日乾し煉瓦による建造物であり、前2千年紀前半(おそらくは第1四半期)の遺構であることを確認することができた。磁気探査結果から見られる遺構の形態、規模から考えて、アッシリア商業植民地時代の都市の王宮址である可能性が高い。発掘作業終了後、次シーズンにより良い形で保存処理を施し取り上げを行なうこととし、炉、大形の炭化木材等は保護フィルム等で覆い、発掘区全体には保護屋根を架けた。ヤッスホユックの発掘調査は、1.表採調査で推定された堆積文化を層位学的に確認すること、2.前3千年紀から前1千年紀の都市の構造を明らかにし、その古代アナトリアにおける位置付けを行うこと、3.当時の交易路を解明すること、を目的としている。2007年の磁気探査により検出された大遺構の発掘とその年代決定を当面の目的として、遺丘中央部で2009年に開始した発掘調査を、2010年度においても継続し、異なる二つの文化層を確認した。(1)第1層:脆弱な第1、第2建築層の遺構遺構の下に確認された第3建築層の遺構は極めて大規模で、堅牢な石壁の礎石を残していた。紀元前1千年紀の遺構としては、中央アナトリアでは今までに類のないものである。出土遺物から後期鉄器時代に位置づけられる。(2)第II層:磁気探査で検出された大遺構を含む大火災層であった。王宮址もしくは神殿址と考えられるこの大遺構は大小多くの部屋に分かれており、厚い化粧土の施された日乾煉瓦壁は2m余りの高さで保存されている。未だ一部を発掘したにすぎないが、二つの部屋の一部で床面を確認した。出土遺物から前期青銅器時代末期から中期青銅器時代初頭に位置づけられると推察される。これはアッシリア商人が活躍した時代に先行する時期であるが、アッシリア商人の活躍の受け皿となる十分発達した都市(都市国家)が既に存在していたことを示している。アッシリア商人の活躍やその交易が行われた都市名、あるいはアッカドのサルゴンの遠征等メソポタミアとの関わりは、粘土板文書から文献学的に知られているが、その考古学的実証は未だなされていない。ヤッスホユックでは、紀元前3千年紀末から2千年紀初頭にかけての交易システムの中で重要な役割を果たしていたと考えられる中央アナトリアの都市が明らかにされようとしていると言える。ヤッスホユックの発掘調査は、『表採調査で堆積が推定された文化を層位学的に明確にするとともに、特に紀元前3千年紀末から1千年紀にかけて、中央アナトリアと東南アナトリアおよびメソポタミアとの交易ルート上に存在したと考えられる一つの都市の構造を明らかにし、古代アナトリアにおける都市国家の形成について検証する』ことを目的とする。2007-2008年の予備調査を基に20092010年に行った発掘調査を継続した2011年度の調査では、特に以下の2点が注目される。1.第I層(鉄器時代)の下層部において、前期-中期鉄器時代すなわち後期ヒッタイト時代の建築層が出現し始めた。後期ヒッタイトに関係付けられる碑文は中央アナトリア南部で発見されているが、都市遺跡は確認されておらず、クズルウルマックの内側(東側)では、ヒッタイトの本拠地にもかかわらず、後期ヒッタイト時代には碑文さえも発見されていない。ヤッスホユックでは紀元前8世紀後半に年代付けられる鉛製ヒエログリフ文書の小断片の出土と共に、この時代の都市遺構の発見が期待されるところとなった。2.第II層(青銅器時代)において、そのプラン、規模、保存状態から、中央アナトリアでは前例のない前期-中期青銅器時代の大遺構が出土し、前期・中期青銅器時代における都市国家の成立と展開を考古学的に実証するための新たな知見を生み出しつつある。
ミズナラの物質分配及び年輪形成過程と種子豊凶との相互関係の解明

・豊凶周期解明において,基礎的情報として樹木フェノロジーの観察手法について検討を行った.その結果,客観的データを得る手法として,写真撮影による着葉量の計測を行う新たな方法を構築した.・雌花数と成熟種子数の関係を調査,解析した.その結果,凶作年には雌花数が,豊作年におけるそれよりも少ないことが明らかとなった.また,成熟種子数/雌花数は,豊凶によって変化は認められなかった.・枝ごとの着葉量と成熟種子数との関係を調査,解析した.その結果,これら関係に明瞭な関係は認められなかった.・種子生産量と年輪幅との関係を調査,解析した.しかし,これら関係を解析するために必要とされる種子生産量についての十分な量のデータを得ることができなかった.今後,調査,解析を継続する.・幹細胞の形成過程と樹木フェノロジーとの関係を,ピンマーキング法を用い調査,解析した.その結果,早材部における導管形成は,発芽時前に開始されることがわかった.しかし,調査年が凶作年であったため,種子成熟との関係については明らかにできなかった.・豊凶周期の解明において,雌花数が重要な要因であることが明らかとなった.・豊凶周期解明において,基礎的情報として樹木フェノロジーの観察手法について検討を行った.その結果,客観的データを得る手法として,写真撮影による着葉量の計測を行う新たな方法を構築した.・雌花数と成熟種子数の関係を調査,解析した.その結果,凶作年には雌花数が,豊作年におけるそれよりも少ないことが明らかとなった.また,成熟種子数/雌花数は,豊凶によって変化は認められなかった.・枝ごとの着葉量と成熟種子数との関係を調査,解析した.その結果,これら関係に明瞭な関係は認められなかった.・種子生産量と年輪幅との関係を調査,解析した.しかし,これら関係を解析するために必要とされる種子生産量についての十分な量のデータを得ることができなかった.今後,調査,解析を継続する.・幹細胞の形成過程と樹木フェノロジーとの関係を,ピンマーキング法を用い調査,解析した.その結果,早材部における導管形成は,発芽時前に開始されることがわかった.しかし,調査年が凶作年であったため,種子成熟との関係については明らかにできなかった.・豊凶周期の解明において,雌花数が重要な要因であることが明らかとなった.林業的価値の高いミズナラについて,更新材料である種子の豊凶周期のメカニズムを解明することを目的とした研究である.平成12年度においては,下記の研究を行い,平成13年度における研究への基盤を確立した.現在,下記の成果に基づき,取りまとめを進めている.(1)北大雨竜演習林,九大北海道演習林において,試験地の設定を行った.特に,九大北海道演習林においては,200×100m(2ha)および100×100m(1ha)の大プロットを2個設定し,樹種,胸高直径,樹高,位置についての毎木調査を行い,シード・トラップを設定し,種子生産量の継続調査を開始した.(2)北大雨竜演習林において,ミズナラのフェノロジー観察および着花・着果量を計測するための調査木を選定し,これら観察,計測を定期的に行った.(3)九大北海道演習林において,ミズナラ10個体に対し,フェノロジーの観察と幹へのピン・マーキングを,生育期間中1回/2週間の頻度で施し,細胞形質の経時変化とフェノロジにおける変化との関係について解析を進めている.(4)北大雨竜演習林および九大北海道演習林における種子生産量に関する既存の調査データの収集を行い,現在,データベース化を進めている.(5)プロットおよび調査木における環境データを収集するための機器材を購入し,北大,九大両大学間で比較解析を行い得るために適切な,センサーの設置形態と設置数を明らかにするための事前実験を行った.林業的価値の高いミズナラについて,更新材料である種子の豊凶周期のメカニズムを解明することを目的とした研究で,昨年度より開始した調査項目の内,下記の事項について平成13年度も継続し,行った.(1)北大雨竜研究林,九大北海道演習林の調査プロット(それぞれ2ha,1ha)において,種子生産量に関するデータの収集.(2)北大雨竜研究林における樹木フェノロジー,着花・着果量の枝単位での詳細な観察と計測.(3)九大北海道演習林における樹木フェノロジー及び着果量の観察と計測.(4)九大北海道演習林における10個体を対象としたピンマーキングによる幹細胞レベルでの成長プロセスの解析.(5)調査地における気温等の環境計測.さらに今年度は,(1)九大北海道演習林における樹木フェノロジー,着花・着果量,着葉量の枝単位での詳細な観察と計測.(2)葉の長さ,幅と葉面積との関係解析.を追加し,計測を開始した.九大北海道演習林では,平成12,13年とも凶作であったが,北大雨竜研究林では,平成13年度が並豊作であったことから,必ずしも北海道内で豊凶が一律に派生するとは限らないことが明らとなった.林業的価値の高いミズナラについて,更新材料である種子の豊凶周期のメカニズムを解明することを目的とした研究で,12年度より開始した調査項目の内,下記の事項について平成14年度も継続し,行った.

(1)北大雨竜研究林,九大北海道演習林の調査プロット(それぞれ2ha,1ha)において,種子生産量に関するデータの収集.(2)北大雨竜研究林における樹木フェノロジー,着花・着果量の枝単位での詳細な観察と計測.(3)九大北海道演習林における樹木フェノロジー及び着果量の計測結果の解析.(4)九大北海道演習林における10個体を対象にピンマーキングを施した部位の解析.(5)調査地における気温等の環境計測.さらに今年度は,(1)九大北海道演習林における樹木フェノロジー,着花・着果量,着葉量の枝単位での詳細な観察と計測結果のデータベース化と解析.(2)枝単位での総葉面積と着果量との関係解析.(3)研究成果報告書の作成を行った.九大北海道演習林では,平成12,13年とも凶作,14年は並豊作であったが,北大雨竜研究林では,平成13・14年度が並豊作であったことから,必ずしも北海道内で豊凶が一律に派生するとは限らないことが明らかとなった.また,枝単位での総葉面積と着果量との間には明瞭な関係は認められないことが明らかになった.
高齢義歯装着者における咬合高径の変化が嚥下動態に与える影響

口蓋を被覆することが、嚥下時の舌圧に影響を及ぼすかどうかを検討した。被験者は健常有歯顎者21人(男性12人、女性9人、平均年齢25歳)とした。被験者にはあらかじめ実験内容を十分説明し、文書による同意を得た。口蓋部を被覆しない状態をコントロールとし、硬口蓋を被覆する実験床を装着した際の最大舌圧及び嚥下時舌圧を測定した。舌圧の測定は、Hayashiらの方法に準じて各3回行った。受圧プローブを舌と口蓋前方部の間に挟みその状態で随意的に7秒間強く押し付けさせ、その間の最大圧を最大舌圧とした。また、ゼリー飲料5ml(ごっくんゼリー、三和化学研究所)を嚥下させ、その間の最大圧を嚥下時舌圧とした。最大舌圧、嚥下時舌圧それぞれについて、対応のあるt検定を行った。また、床で口蓋を被覆した際の飲み難さを、100mm Visual Analog Scale(VAS)を使用して、実験床を装着した状態で、ゼリー飲料5mlを嚥下した際の「飲み難さ」を測定した。VAS値の0値は被験者が「実験床を装着しない際と同等」とし、100値は「非常に飲み難い」とした。実験床を装着した際の最大舌圧と嚥下時舌圧は、装着しなかった場合と比較して有意差は認められなかった。義歯によって、口蓋部の機械的感覚を遮断しても嚥下時の舌圧には影響を与えないことが示唆された。また、実験床で口蓋部の機械的感覚を遮断した際の嚥下時の「飲み難さ」を、VASを用いて測定したところ、全ての者が実験床未装着時と比べて飲み難いと感じたものの、その程度には被験者間にばらつきがあることが分かった。新義歯を製作しても「食べにくい」「飲み込みにくい」と訴える症例がある。このような症例の中には、旧義歯が著しく咬耗していて咬合高径が低下しており、それより咬合高径を挙上させた新義歯を製作した場合におこることがある。義歯製作過程において咬合高径を決定するためには、現在までに様々な方法が考案されており、咬合高径決定の適否は、床義歯補綴の成否に大きな影響を及ぼしていると考えられる。しかし、それらの方法が若年者から高齢者までの幅広いあらゆる年齢層に適応できるのかとなると疑問である。そこで、我々は高齢者における咬合高径の変化が嚥下に影響を及ぼしているのではないかと考えこの研究を企画した。平成15年度は、被験者の確保および被験食の選択においての予備的実験を行っている。現在、被験者の選定には、高齢者を含めた20名を予定している。また被験食の選択では、佐藤らの咀嚼気の評価表から本研究に適した食品を検索している。

また、ゼリー飲料5ml(ごっくんゼリー、三和化学研究所)を嚥下させ、その間の最大圧を嚥下時舌圧とした。最大舌圧、嚥下時舌圧それぞれについて、対応のあるt検定を行った。また、床で口蓋を被覆した際の飲み難さを、100mm Visual Analog Scale (VAS)を使用して、実験床を装着した状態で、ゼリー飲料5mlを嚥下した際の「飲み難さ」を測定した。VAS値の0値は被験者が「実験床を装着しない際と同等」とし、100値は「非常に飲み難い」とした。実験床を装着した際の最大舌圧と嚥下時舌圧は、装着しなかった場合と比較して有意差は認められなかった。義歯によって、口蓋部の機械的感覚を遮断しても嚥下時の舌圧には影響を与えないことが示唆された。また、実験床で口蓋部の機械的感覚を遮断した際の嚥下時の「飲み難さ」を、VASを用いて測定したところ、全ての者が実験床未装着時と比べて飲み難いと感じたものの、その程度には被験者間にばらつきがあることが分かった。
大強度相対論的電子ビーム-プラズマ系からの大出力広帯域マイクロ波発生

本研究の目的は、大強度相対論的電子ビーム・プラズマ相互作用により、プラズマ周波数より高い周波数の大出力マイクロ波を発生させ、その特性を調べることである。研究の延長線上にはマイクロ波発生機構の解明がある。カーボンを電極としたレール型プラズマ銃2基で、密度が軸方向に減衰するカーボン・プラズマを生成し、このプラズマ中に、大強度相対論的電子ビーム(最大1.5MeV、27kA、30ns)を入射した。アノード領域の下流側より5cmの点(この点でのプラズマ密度の最大値は12X10^<12>cm^<-3>)で、ビームの進行方向に対して直角方向に放射される大出力マイクロ波、およびドリフト管の下流側端部(アノード領域より70.5cm)で、ビーム進行方向に放射される大出力マイクロ波を、30.735.7GHz帯(マイクロ波出力1)、および40.060.0GHz帯(マイクロ波出力2)で測定した。測定結果をまとめると:1)プラズマ周波数の数倍から約10倍の周波数範囲で大出力のマイクロ波放射を観測した。2)放射には発生機構が異なると思われる二つのタイプがある。3)タイプIはビームの進行方向および直角方向で観測され、マイクロ波出力2対マイクロ波出力1の比がほぼ一定である。4)ビーム進行方向の出力が直角方向の出力より数倍大きい。5)タイプIの場合、マイクロ波出力のビーム・パラメーターへの依存の仕方がビーム出力の小さいときと大きいときとで異なる。6)タイプIIはビーム進行方向でだけ観測され、マイクロ波出力2対マイクロ波出力1の比が小さい。7)マルクス充電電圧が低いときには出ない。8)30.735.7GHz帯びでの最大出力は、ビーム進行方向で、約12kW/(m^2であった。以上の実験結果を踏まえ、1840GHzの周波数範囲の5チャンネルのマイクロ波スペクトロメーターを整備した。
他者の動作情報処理における社会脳システムの機能連関の解明

自己を他者とつなぐ脳の高次機能である社会的認知機能は、どの脳領域および脳領域を結ぶ神経路の、どのような仕組みによって実現されるのであろうか。本研究では、社会的認知機能として重要な「他者の動作情報処理」に焦点を絞り、その機能を担うと考えられてきた2つの神経システムの機能連関の解明を目指す。対面する2頭の実験動物が互いに相手の動作情報を参照し、それに基づいて自己の行動を決定する際の神経活動を計測して解析するとともに、ウイルスベクターを用いた神経路選択的な活動操作をおこなって、2つの神経システム間の機能連関を因果的に検証する。
φ粒子崩壊を用いた中間子質量に対する核物質媒質効果の研究

我々が普通知っている素粒子の質量、崩壊幅といった性質は自由空間(温度T=0,密度p=0)で決まっているものであり、有限密度、有限温度の核物質中に置かれた素粒子の性質は自由空間とは異なったものになっていると考えるのが自然である。本研究では核内で崩壊するφの崩壊比および不変質量を測定し、chiral symmetry restorationで記述できるような核物質効果が存在するか否かを実験的に検証することを目的とした。素粒子に質量を与える機構「カイラル対称性の自発的破れおよびその回復」を核物質中での素粒子の振舞を通じて研究するという、実験的にまったく新しい分野を開くことが狙いである。実験セットアップとしては平成10年2月に、最後の電子同定用検出器、後段ガスチェレンコフカウンターと後段電磁カロリメータがインストールされ、スペクトロメーターとして最終的に完成した。それに先立って、平成9年度にφ→K^+K^-のテスト的データー収集を行い、平成10年5月より、φ→e^+e^-とφ→K^+K^-の両チャンネルで、3rd-levelトリガーを含めた最終データー収集ストリームが導入され本格的なデーター収集を開始した。平成9年度のデータは解析が終了し、いくつかの国際会議発表がなされ、また、四日市氏の学位論文とそれの伴う公表論文として発表されている。この時点では統計が不十分であったため、φ粒子の生成断面積の原子核依存性を議論するにとどまったが、平成10年、11年のデータからφ粒子の核内崩壊の幅とそのシフトを示すデータが得られ、いくつかの会議報告によって公表された。この報告ではこれまでの研究成果をまとめ収録した。この研究課題はいくつかのユニークな検出器開発を含んでおり、その成果も合わせて収録した。実験セットアップはほぼ予定どおりに進行し、平成8年11月にビームを用いたスペクトロメータの初めての調整を行なった。反応レートの確認、測定器全般の調整を行ない、測定機器の動作確認を済ませ、また必要な改良点など理解することを行なった。予算の関係上一部の測定器後段ガスチェレンコフ)は来年度に製作することとした。以下、年度始めの提出計画にしたがっての進行状況を記す。解析システムの構築C++を元にした解析プログラムの骨格が完成し、京都大学とKEKでの計算機で走らせる準備が整った。これにより大学と実験場所で並行して解析をするための基盤は確立した。平成7年度に予定したKEK-京都間の高速データリンク(16Mbps)はネットワーク上のトラブルから困難であったので、現在は2Mbpsのデータリンクを用いている。平成9年度に学情のATM回線を利用したグレードアップを行ないKEKの計算機群と大学の計算機のネットワーク的直結状態実現する予定である。飛跡検出器の校正および改良予定した飛跡検出器の製作が終了し、ビーム実験でのデータの収集に成功した。ほぼ予定どうりの動作が確認されている。残念ながら製作が送れたために飛跡検出器の校正は未だ手つかずであり、次年度に実行したいと考えている。この検出器で初めて導入されたセラミックエンドプレートは信号取り出しが簡便であるなどの実用上優れた点がある。実装上の利点が確認され、高湿度状態における問題点なども解決方法が見つかり、セラミックのチェンバー製作における利用が確立したと考えている。紫外有感Gas Cerenkov Counterの開発本研究で遂行する実験では重心系後方に出た、原子核中の滞在時間が長いmesonに焦点を当てている。そのために大立体角をおおうsegment化されたGas-Cerenkov counterが必要になった。このような大立体角のGas Cerenkov Counterは世界的に見ても例が少なく、本年度の製作過程でその実用性が確立した。

UV光の領域までの効率よいlight collectionを実現する曲面ミラーや光電子増倍管に効率よく光を集められるウィンストンコーンの製作なども行なった。この光学系はエアロジェルカウンタの集光システムにも応用され少ない光電子増倍管数で効率よく光子を集めるデザインが実用化した。平成9年6月に最初のphysics runを行なった。このビームタイムではφ→K^+K^-チャンネルにフォーカスしてデータ収集を行なった。プレリミナリーな解析を行ない、K粒子を選別しφ粒子の同定に成功した。検出器の校正など未完の部分が多い為、質量分解能は充分でないが、原子核ターゲット領域に生成される(実験室系での運動量の小さい)φ粒子の同定としては世界で初めてである。結果を平成9年12月に筑波大学で行なわれた国際会議、Quark-Matter97において発表した。平成10年2月には、最後の電子同定用検出器、後段ガスチェレンコフカウンターと後段電磁カロリメータがインストールされ、スペクトロメーターとして最終的に完成した。平成10年3月に、φ→e^+e^-とφ→K^+K^-の両チャンネルでのデーター収集を開始した。この時点ではトリガーは2nd-levelまでを導入し動作を確認した。このトリガーの導入に当たっては、ハードウェアー記述言語、VHDLを導入しFieldProgramable Gate Arrayを駆使し粒子の運動量と飛行時間相関からK粒子対を選択的に選ぶ試みが成功している。平成10年4月からはq3rd-levelトリガーを含めた最終データー収集ストリームが導入され本格的なデーター収集を開始する。本研究課題において遂行した実験は平成10年2月に、最後の電子同定用検出器、後段ガスチェレンコフカウンターと後段電磁カロリメータがインストールされ、スペクトロメーターとして最終的に完成した。平成10年5月より、φ-e^+e^-とφ→A^+K^-の両チャンネルで、3rd-levelトリガーを含めた最終データー収集ストリームが導入され本格的なデーター収集を開始した。このトリガーの導入に当たっては、ハードウェアー記述言語、VHDLを導入しFieldProgramable Gate Arrayを駆使し粒子の運動量と飛行時間相関からK粒子対を選択的に選ぶ試みが成功した。この実験は平成12年度まで継続し、随時、統計を上げたデータを公表していく。これまでの研究実績を略記する。まず、この実験はユニークな検出器開発を含んでおり、その研究成果は1:屈折率1.03のエアロジェル大量製作(500L)技術と特性(石野雅也、1997.3.第52回年会)2:電子同定の為のsegment化されたGas Cherenkov検出器の開発(三原智、1995.3.第50回年会)5: KEKPSE325実験のためのceramicを利用したdrift chamberの製作(小沢恭一郎、1995.9.秋の分科会)として物理学会において発表され、特に1および3に関して実際の実験でのオペレーションを取り入れた形での論文を現在投稿準備中である。
局所陰圧損傷（吸引損傷）における血行動態の解明

局所陰圧損傷によって死に至る機序の解明の為、ラットの四肢に陰圧を負荷し、血圧や呼吸運動等の生理学的データ及び陰圧負荷部の形態学的変化について検討した。阻血した前肢に陰圧を負荷する群、阻血せずに前肢に陰圧を負荷する群、阻血せずに後肢に陰圧を負荷する群を設け実験を行った。実験の結果前肢を吸引した群は阻血の有無にかかわらず呼吸運動の停止から死に至った。この実験系において死に至る機序は循環血液量減少性ショックではなく、呼吸運動の障害つまり胸郭運動障害による窒息であり、その原因は高度な陰圧負荷によって上肢のみならず上肢帯、胸郭の一部までもが吸引・圧迫され呼吸運動を阻害することであると考えられた。本研究のテーマである、局所陰圧損傷によって死に至る機序の解明について、これまで所属機関にて行ってきた研究と、それにより得られたデータの再分析を行い、今後実施する実験系のあり方について検討した。その結果、本実験を行う端緒となった事例(Ihama Y et. al. Anautopsy case of suctioninjury. Legal Medicine (2010))に最も近い経過をたどる実験系は、ラットの前肢に陰圧を付加するものであり、またこれが死に至る機序は、胸郭運動障害による窒息であると考えられた。しかしこれまでの実験から、局所陰圧損傷は胸郭運動のみならず、血行動態にも大きな影響を与えることが分かっており、局所陰圧損傷によって死に至る機序には、胸郭運動障害の他、何らかの循環不全が候補として挙がる。このため、局所陰圧損傷によって死に至る機序が胸郭運動による窒息であると、より明確に立証するためには、これら2つの要素を明確に分けることができる実験系の確立が必要と考えられた。この点を解決するためには、陰圧負荷部を阻血することにより、同部への血液流入を阻害する実験系が有用であると推測された。この実験系により、局所陰圧損傷の生体への影響から、血行動態への影響を取り除き、胸郭運動に対する影響のみにすることができると期待される。以上のことから、ラットの阻血した前肢に対し陰圧を付加する、新たな実験系にて動物実験を行い、生理学的、形態学的検討を加えることとし、所属機関である琉球大学の動物実験委員会から実験の承認を得るため、動物実験計画を申請中である。局所陰圧損傷によって急性死に至るための条件については、一定の知見が得られており、当初想定していた死の機序である胸郭運動障害と循環不全のうち、胸郭運動障害が最も影響が大きいと推測できている。またこのことを立証するための実験系についても作成の目処が立っており、次年度に実験を行えると考えている。これまで実験を行ってきた、ラット前肢に陰圧を付加する系の、死に至る機序を明らかにするため、前肢を阻血し前肢への血流移動を阻害した状態で、同部に陰圧を付加する実験系に関し検討を行った。この、前肢への血流を遮断した実験系を確立するため、Wister系雄性ラットを用いて予備実験を行った。本予備実験においては、主として前肢の適切な阻血方法についてと、また十分に阻血出来た状態で陰圧を付加するとどのような経過をたどるかについての2点を検討した。前肢の阻血については、駆血帯その他を用いて外表から圧迫する複数の方法の試験を行った。阻血は全ての例で成功はしなかったが、今回実施した実験で、その方法について一定の知見が得られ、今後はより精度よく前肢の阻血を行えるものと思われる。また、阻血の成功・失敗にかかわらず、すべてのラットで短時間のうちに胸郭運動障害が見られた。これは前肢への陰圧の負荷にもかかわらず血圧がほとんど低下しない例、すなわち阻血が成功したと考えられる例でも見られ、我々の仮説、つまり我々が経験した剖検例の死に至る機序は循環血液量減少性ショックではなく、胸郭運動障害による窒息であるという推測を支持する結果が得られたものと認められる。以上のことから、本年度は実験系の確立に向けて前進したと言え、また現時点で我々の仮説は正しいと考えられるため、今回検討した実験系の、本試に向けての準備を開始できると考えている。予備実験は予定通り実施できており、また仮説を支持する結果が得られている。目下引き続き実験を進めることに関して問題はなく、このまま想定通り進めば来年度には実験を終えることができると考えられる。本研究のテーマである、局所陰圧損傷によって死に至る機序の解明のため、前年度に引き続きラットを用いた実験を行った。すなわち、ラット前肢を阻血しつつ同部位に陰圧を負荷し、血圧や呼吸運動などの生理学的データおよび、陰圧負荷部の形態学的変化について検討した。前年度に検討した阻血方法を用い、手技に関しては概ね良好な結果を得られたため、十分な例数を確保すべく実験を継続した。実験の結果、最終年度では阻血した前肢に陰圧を負荷する群、阻血せずに前肢に陰圧を負荷する群、また阻血せずに後肢に陰圧を負荷する群について十分な例数を集めることが出来た。これらの群の比較検討によると、前肢を吸引したラットでは、阻血群、非阻血群いずれにも同様の経過で呼吸運動の停止が起こっていた。また、阻血群については、陰圧負荷時の血圧低下や、負荷部位の重量増加、出血は明らかに非阻血群に比して軽度で、陰圧負荷による血液移動を十分に抑制できていると考えられた。

従って、阻血群、非阻血群は呼吸運動の障害においてはその経過に変わりなく、一方陰圧負荷の循環動態への影響については阻血群が明らかに軽微であった。以上の結果より、本実験系において、前肢に陰圧を負荷することによって死亡に至る機序は、循環血液量減少性ショックであるとは考え難く、呼吸運動の障害、つまり胸郭運動障害による窒息(外傷性窒息)であり、その原因は、高度な陰圧負荷によって上肢のみならず上肢帯、胸郭の一部までもが吸引・圧迫され、呼吸運動を阻害することであると考えられた。局所陰圧損傷によって死に至る機序の解明の為、ラットの四肢に陰圧を負荷し、血圧や呼吸運動等の生理学的データ及び陰圧負荷部の形態学的変化について検討した。阻血した前肢に陰圧を負荷する群、阻血せずに前肢に陰圧を負荷する群、阻血せずに後肢に陰圧を負荷する群を設け実験を行った。実験の結果前肢を吸引した群は阻血の有無にかかわらず呼吸運動の停止から死に至った。この実験系において死に至る機序は循環血液量減少性ショックではなく、呼吸運動の障害つまり胸郭運動障害による窒息であり、その原因は高度な陰圧負荷によって上肢のみならず上肢帯、胸郭の一部までもが吸引・圧迫され呼吸運動を阻害することであると考えられた。局所陰圧損傷によって急性死に至る機序は胸郭運動障害であるとの仮説に基づき、新たな実験系を用いて仮説の検討を行う。仮説を支持する結果が得られた場合、データを蓄積、整理し、成果発表の準備に進む。得られなかった場合、データの検討を行い、死に至る機序のもう1つの候補である血行動態のより詳細な検討のため、血流計などを用いた脳循環などの評価を行う予定である。新たな実験系は概ね問題なく作成できており、局所陰圧損傷によって急性死に至る機序は胸郭運動障害であるとの仮説を支持する結果が得られている。引き続き実験を進め、データの収集を行い、その後整理、成果発表の準備に進む。法医病理学予算を有効的に使用するために、年度内に予算額を全額使用するということを行わず、次年度使用することとした。予算を有効的に使用するために、年度内に予算額を全額使用するということを行わず、次年度使用することとした。本研究には実験動物が不可欠であり、新たな実験系の検討のためラット購入の必要がある。また、これに付随して各種消耗品(麻酔薬や解剖、組織標本作製のための消耗品)が必要である。また、これに付随して各種消耗品(麻酔薬や生理学データ収集のための実験器具、解剖、組織標本作製のための消耗品)が必要である。また、実験の成果報告のため、論文の作成・投稿を行う予定であり、これに予算を充てる予定である。
都市における資源循環システムの再編と地域社会の変動

本研究は、リサイクル活動に関わる多様な担い手の実態とそれらの相互の関係をつかむことを目的とし、再生資源卸売業者の歴史と実態、およびリサイクルを主軸とする地域社会づくりを進める市民団体を主な分析対象とする。これまで、(1)大都市における再生資源卸売業の集積地域に関する調査(東京都荒川区東日暮里地区における故繊維産業集積地、東京都足立区関原・本木地区における資源回収業集積地域)、(2)先進的な地域リサイクルシステムを作り上げている自治体と市民団体(東京都北区、香川県善通寺市など)、(3)産業廃棄物不法投棄問題が生じた地域社会(香川県土庄町豊島)の三つについて調査を進めた。(1)再生資源卸売業の集積地域の調査では、複数の業者に対する継続的な聞き取り調査を重ね、かつて故繊維産業が集積していた東日暮里地区における産業集団としの故繊維産業の実態や、本木地区に集積していた、拾集人や建場業がどのような地域的文脈に基づいて活動していたのかを確認した。(2)リサイクルを核とした地域社会づくりとしては、先進的な事例として東京都北区及びそのリサイクル施設の運営団体、香川県善通寺市の資源回収活動における行政と地域住民組織との役割分担について調査した。その結果、他の特別区に先駆けてユニークなリサイクル政策を実現した背景として、町内会などの既存地域社会に深く根ざした市民団体の活動の歴史的厚みと、それらの団体が行政当局と再生資源業者との提携をスムーズに行えたことの二点を析出した。(3)香川県豊島の調査では、産業廃棄物不法投棄場の視察と、歴史的経緯に関する資料収集、住民運動のリーダーに対する聞き取り調査を実施し、過疎地域においてこうした問題が生じる背景を把握した。また、産業廃棄物問題からの地域社会の再生戦略が、過疎地域における持続可能な経済システムの構築という課題を持っていることを確認した。本研究は、リサイクル活動に関わる多様な担い手の実態をつかむため、再生資源卸売業者の歴史と実態、およびリサイクル関連のまちづくりを進める市民団体に着目している。本年度は、(1)東京都荒川区東日暮里地区における故繊維産業集積地、(2)東京都足立区関原・本木地区における資源回収業集積地域、(3)東京都北区におけるリサイクル施設およびその運営を行う市民団体、の三つを主な対象とした調査を進めた。(1)故繊維産業集積地の調査では、複数の故繊維業者に対する継続的な聞き取り調査を重ね、かつて故繊維産業が東日暮里地区において多数の業者が緻密な分業構造を形成しながらひとつの産業集団として機能していたことを確認し、それが再生羊毛やウエスなどに対する豊かな需要と、都市の浮動的労働者層によって担われていた独特の廃品回収機構を存立条件としていたことを明らかにした。(2)資源回収業集積地域の調査では、当該地域における町内会幹部に対する聞き取り調査を重ね、この地域を構成する多様な住民層とそれぞれの大まかな来住・定着の時期をつかむことができた。それにより、かつてこの地域に多数存在した、再生資源市場を最底辺で支える拾集人や建場業の地域的文脈について確認した。(3)北区のリサイクル施設及び市民団体調査においては、他の特別区に先駆けてユニークなリサイクル政策を実現した背景として、町内会などの既存地域社会に深く根ざした市民団体の活動の歴史的厚みと、それらの団体が行政当局と再生資源業者との提携をスムーズに行えたことの二点を析出した。本研究に関して、2004年度は、2003年度からの継続調査を進めていったが、とくにリサイクル活動に関わる多様な担い手の実態をつかむため、再生資源卸売業者の歴史と実態、およびリサイクル関連のまちづくりを進める市民団体に着目して追加調査を実施している。具体的な内容としては、(1)産業廃棄物不法投棄場問題を経験した香川県豊島の地域再生戦略におけるリサイクル政策の意味と、

(2)地方都市における廃棄物政策及びリサイクル運動の担い手である市民団体を主な対象とした追加調査である。それぞれの調査の研究概要は以下のとおりである。(1)香川県豊島の調査では、産業廃棄物不法投棄場の現地視察と、歴史的経緯に関する資料収集、住民運動のリーダーに対する聞き取り調査を実施して問題の全体像を把握した。また、産業廃棄物問題からの地域社会の再生戦略が、過疎地域における持続可能な経済システムの構築という課題を持っていることに着目し、隣接する直島における大規模なリサイクルプラントを主軸とした地域経済のあり方と対比しながら検討すべき問題であることが明らかとなった。(2)地方都市の廃棄物政策及びリサイクル運動の調査では、主に香川県善通寺市と山口県山口市・下関市を対象に、当該地域における自治体、市民団体、関連業者に対する聞き取り調査を重ね、地方都市における廃棄物政策が住民自治組織と自治体との関係の蓄積によって左右されることと、廃棄物政策の転換が再生資源卸売業及び民間清掃業の存立基盤をどのように変えていく経緯について明らかにした。その他、2004年度は2年間の調査を踏まえたまとめに向けての作業を行っている。
没入型VRを活用した対人誘導行動の評価手法の確立と対人誘導機能の構築への応用

人間を手助けするロボットは,物事や手順を的確に伝える能力を持つべきである.しかしながら,そのような対人誘導行動の良し悪しを定量化するための尺度は確立されておらず,より良い戦略を探るための評価,比較が困難となっている.本研究では,多様な環境・人間を対象とした被験者実験における膨大な実験コストや実験条件の制御の難しさなどの問題の解決方法として,没入型VRを活用する.VR内での被誘導者の挙動データの分析,第三者による主観評価結果との比較を通して,対人誘導行動の評価手法を確立する.さらに,確立した評価手法を活用したロボットの対人誘導機能の実装を通して,評価手法の有用性を明らかにする.人間を手助けするロボットは,物事や手順を的確に伝える能力を持つべきである.しかしながら,そのような対人誘導行動の良し悪しを定量化するための尺度は確立されておらず,より良い戦略を探るための評価,比較が困難となっている.本研究では,多様な環境・人間を対象とした被験者実験における膨大な実験コストや実験条件の制御の難しさなどの問題の解決方法として,没入型VRを活用する.VR内での被誘導者の挙動データの分析,第三者による主観評価結果との比較を通して,対人誘導行動の評価手法を確立する.さらに,確立した評価手法を活用したロボットの対人誘導機能の実装を通して,評価手法の有用性を明らかにする.
ネクローシスDNA断片化と無菌的炎症

細胞死に際して核内DNAが断片化されることは知られているが、その生理的意義については不明であった。我々は細胞死DNA切断酵素遺伝子を欠損したマウスに薬剤で肝細胞死を誘導したところ、症状の増悪を認めた。その原因は死細胞除去が行われないことによる酸化ストレスの亢進にあるものと考えられた。つまりDNA断片化の生理的意義は、速やかな死細胞除去と酸化ストレス抑制による生体恒常性の維持にあることが示唆された。ネクローシスDNA断片化酵素DNaseγの遺伝子欠損マウス(KOマウス)を用いて、その生理機能の解析を行った。in vivoにおけるネクローシス誘導系である解熱鎮痛剤アセトアミノフェンの大量投与により肝細胞ネクローシスを誘導したところ、野生型マウスに比べKOマウスでは感受性が亢進し、生存率は低下し、ALT値も高かった。KOマウスでは肝臓全体にわたり広範囲にネクローシス領域が広がっていたが、ネクローシス細胞核の変性は軽微で、炎症細胞の浸潤、さらには肝細胞の再生も抑制されていた。このメカニズムとしては、DNA断片化が抑制されることにより、ネクローシス細胞核からの何らかのDAMPs(damage-associated molecular pattern molecules)生成が阻害され、自然免疫系を中心とした生体防御反応が減弱し、最終的にアセトアミノフェンに対する抵抗性の低下につながっているものと予想された。このDAMPs候補として、ヌクレオソーム、HMGB1、SAP130を想定し、検討を行った。またKOマウスで見られた壊死細胞核の断片化の抑制が、本当にDNaseγによるのかどうかを調べるために、ハイドロダイナミックインジェクション法や、高分子ミセルを用いた発現ベクターのマウスへの直接投与を試みた。DNaseγ遺伝子欠損マウスにアセトアミノフェンを投与し、薬剤性肝障害を誘導すると、DNaseγ遺伝子欠損マウスでは野生型マウスに比べ広範囲のネクローシスが誘導された。この理由として、DNaseγ遺伝子欠損マウスではネクローシス細胞由来のDAMPsによる自然免疫活性化が抑制されているのではないかと考えた。DNaseγ遺伝子欠損マウスの壊死細胞からは細胞質中のALTなどの酵素は自由に漏出するが、核は比較的無傷で、核内物質の漏出が抑制されていた。したがってDAMPsは核内物質で、DNaseγが染色体DNAを断片化し、核を崩壊させ、核内のDAMPsの放出を誘導するものと予想した。この条件に合致するDAMPsの第一候補として遊離ヌクレオソームが考えられた。しかしながら、これまでのところ遊離ヌクレオソーム単独で樹状細胞やマクロファージなどを十分に活性化することはできていない。したがって、薬剤性肝障害の誘導をDAMPsによる自然免疫活性化の抑制で説明することはやや無理があるように感じられた。一方、アセトアミノフェン投与後の肝臓では酸化ストレスが増すことは知られていたがDNaseγ遺伝子欠損マウスでは野生型マウスに比べ酸化ストレスがより強く起こっていることが明らかになった。そこでDAMPsとしてのヌクレオソームの機能として、酸化ストレスの中和による自然免疫活性化があるのではないかと予想した。細胞死は大きくアポトーシスとネクローシスの二つに分類される。細胞死の際の180bpのDNA断片化はアポトーシスの指標とされている。我々はこれまで、アポトーシス時に見られるのと同様のDNA断片化がネクローシスの際にも見られることがあり、それを司っている酵素の一つがDNaseγであることを明らかにしてきた。DNaseγ遺伝子欠損マウス(KOマウス)に解熱鎮痛剤アセトアミノフェンを大量投与し、肝細胞ネクローシスを誘導したところ、野生型マウスに比べ、K0マウスでは感受性が亢進していた。この原因としては、昨年度までの研究で酸化ストレスが重要な要因であることが示唆されていたが、ネクローシスの原因とその制御メカニズムに関しては不明な点が多かった。今年度、特異的な阻害剤や抗体を用いた解析の結果、ネクローシスの直接的な原因として、酸化ストレスに伴い産生される毒性の高い低分子量の不飽和アルデヒドが関与することをつきとめた。これまでアセトアミノフェン誘導性肝障害の原因はアセトアミノフェンの代謝産物N-acetyl-p-benzoquinoneimine(NAPQI)による細胞毒性が主たる原因といわれてきたが、実はこれは一次損傷の原因であり、さらなる損傷の拡大は、引き続いて生じる酸化ストレスとその副産物である不飽和アルデヒドによる二次損傷に因ることが明らかになった。KOマウスに比べ野生型マウスで損傷が抑制されるのは、DNA断片化により遊離するヌクレオソームに、この不飽和アルデヒドが捕捉されて中和される可能性と、DNA断片化により細胞の崩壊と遊離が促進され、不飽和アルデヒドの拡散を防いでいる可能性が考えられる。
セリウムの化学種と安定同位体比の解析に基づく精密な酸化還元指標の確立と地球史研究

地球科学試料の希土類元素(REE)パターンに現れるセリウム(Ce)異常は、地球の過去の酸化還元状態(paleoredox)を知り、地球大気の進化を議論する上で重要な地球化学的指標である。しかしこのCe異常が、どの程度の酸化還元状態に厳密に対応するかは不明で、続成作用の影響も受けると報告されており、現状ではCe異常を用いた地球の古環境の推定には、その定量的な意味づけという点で限界がある。本研究では、様々な酸化還元環境においてCe異常が生じる素過程を先端的なX線吸収微細構造(XAFS)法などにより明らかにし、Ce異常の生成過程と様々な酸化還元環境の対応を物理化学的に追及することを目的とする。またこのような素過程の研究から、Ce安定同位体比の変動が、Ce異常を生じるいくつかの化学反応を反映することが期待されるので、この点を室内実験から明らかにすることを目的とする。本年は、Ce同位体比の測定のために、希土類元素の混合溶液からCeを分離する方法を開発した。これまで、Ln resinというリン酸エステル系の分離カラムを用いて、塩酸系でCeを分離する手法を最適化した。さらに、バクテリア細胞表面に希土類元素が吸着した場合や、マンガン酸化物および水酸化鉄に希土類元素が吸着した場合に、Ce異常の程度がどうなるかやCe(IV)/Ce(III)比がどう変化するか、などを調べた。これらのことから、Ceがマンガン酸化物に吸着する際にCeの酸化が起きることや、水酸化鉄への吸着の際にもCe異常が現れる場合があることを明らかにした。しかし後者の場合、酸化剤は酸素である可能性もあり、今後の検討がさらに必要である。