hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
飲酒に伴う糖蛋白糖鎖の構造解析

(1)Westernblottingの結果、健常者トランスフェリンは約78kDaの単一バンドであったが、CDTの高いアルコール性肝障害患者では75kDaと72kDaの分子量の小さいバンドが余分に認められた。それらのバンドは糖鎖を脱離する酵素であるN-グリコシダーゼF処理のバンド(不完全処理、完全処理)と一致をみとめたことから、糖鎖そのものが欠損していると考えられた。また、5つの糖鎖結合部位を有するα1-acid glycoproteinにおいても同様の方法で検討したところ、アルコール性肝障害患者では糖鎖そのものの欠損が一部に認められた。(2)アルコール性肝障害患者血清からトランスフェリンを精製し、コンカナバリンAカラムから非結合分画を回収し、Western blotting後に糖蛋白糖鎖検出キットで糖鎖を染色したところ、72kDaバンドが部分精製されたが、これから糖鎖は検出されず、やはり糖鎖が消失したトランスフェリンであることが判明した。(3)コンカナバリンAを用いてELISAによるこれらの変異トランスフェリンの検出を試みたが、アルコール性肝障害のほとんどが10%以下の糖鎖変異を認めるに過ぎないことから、感度が悪く、健常者と鑑別することができなかった。アルコール肝障害にて入院した患者の血清を患者承諾の上、材料として用いた。サンプリソグは飲酒時(入院時)、および禁酒1ヶ月後に行い、20例以上を対象とした。また、比較対象として健常者5例も行った。1.レクチン親和電気泳動の結果、健常者においてConAに結合するバンドとして陰極側よりC1,C2,C3の3本のバンドとして分離された。一方、入院時の血清では、C1とC2、C2とC3との開にそれぞれC2'、C3'とするエクストラバンドを認め、しかも禁酒1ヶ月後のペア血清ではそれらのバンドはいずれも消失していた。2. CDTが4%以上のアルコール性肝障害患者のほぼ全例にC3'の出現を認め、部分精製したCDTに対してConA親和電気泳動を行いエクストラバンドとの比較をしたところ2本のバンドに分かれC2'、C3'に一致した。以上よりCDTは、単にシアル酸が取れたものではなく糖鎖そのものに変異が起こっていることが明らかとなった。3.C3'の出現を認めたアルコール性肝障害患者において肝機能検査、およびCDTとの相関を検討したところ、γGTP、CDTとは相関を認めたもののAST、ALTとは相関を認めなかった。4.アルコール性以外の肝障害であるウィルス性慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌の患者血清についても患者承諾の上、サンプリングし、糖鎖変異についてレクチン親和電気泳動で解析した。健常者においてLCAに結合するトランスフェリンのバンドとして陽極側よりL1,L2の2本のバンドとして分離された。レクチン分画の定量化をデンジトメトリーにて行った結果、疾患の重症度に応じてL2分画比の増加を認めた。(1)Western blottingの結果、健常者トランスフェリンは約78kDaの単一バンドであったが、CDTの高いアルコール性肝障害患者では75kDaと72kDaの分子量の小さいバンドが余分に認められた。
インフルエンザウイルス感染による気道炎症発生機序の解明(サイトカイン発現・アポトーシス誘導と細胞内シグナルの解析)

以上の結果、IV感染による気道上皮細胞のサイトカインRANTES発現はJNK, p38 MAP kinaseによって制御されること、アポトーシスはASK-1/JNK pathwayが関与することが示唆された。インフルエンザウイルス(influenza virus:IV)感染は気道傷害、気道炎症、を引き起こし、また、気管支喘息の症状を悪化させることことが知られている。この機序にIV感染によって誘導される気道上皮細胞からのサイトカイン産生が挙げられる。本年度はIV感染による気管支喘息の症状を悪化に注目し、好酸球の遊走活性を有するサイトカインであるRANTESに焦点を絞り、そのサイトカイン発現機構の一端を解明するために、mitogen-activated protein(MAP)kinase superfamilyを中心に細胞内シグナルを解析した。その結果、1)IV感染により気道上皮細胞に,extracellular signal regulated kinase(Erk),p38 MAP kinase,c-Jun-NH2-treminal kinase(JNK)のチロシンとスレオニンリン酸化および活性化を誘導した。2)SB203580(p38 MAP kinase特異的阻害薬),PD98059(Erk上流のMEK-1阻害薬),CEP-1347(JNK活性化阻害薬)は、それぞれIV感染により誘導されるp38 MAPkinase,Erk,JNKの活性を抑制した。3)SB203580およびCEP-1347は、IV感染により誘されるRANTES産生を容量依存性に部分的に抑制したが、PD98059は抑制しなかった。4)N-acetylcysteine(NAC)はIV感染によるRANTES産生を部分的に抑制したが、p38 MAP kinase,JNK活性は抑制しなかった。以上の成績は、IV感染による気道上皮細胞からのRANTES産生は少なくともp38 MAP kinaseとJNKを介することを示唆した。また、NACによって制御されるレドックス機構がp38 MAP kinase/JNK非依存性の経路を介してRANTES産生を制御することも示唆した。このような細胞内シグナルの解析と制御が、治療に結びつくことが期待される。本年度は、インフルエンザウイルス感染による気道上皮細胞からのIL-8産生を制御する細胞内シグナルを解析した。インフルエンザウイルス感染による気道上皮細胞のp38 MAPkinase,JNK,extracellular signal-regulated kinase(Erk)の活性をWestern blotで解析し、p38 MAP kinaseの特異的阻害薬SB 203580、JNKの特異的阻害薬CEP-1347、Erkの上流のMEK-1の特異的阻害薬PD98059のキナーぜ活性への影響とIL-8産生への影響を検討した結果、IL-8産生はErkとJNKで制御されていることが明かとなり、昨年度明らかにしたRANTESがp38 MAP kinaseとJNKで制御される成績とことなった細胞内シグナル分子が関与することを明らかにした。抗ウイルス薬のアマンタジンのサイトカイン産生に及ぼす影響を解析し、アマンタジンはIL-8,RANTES産生を抑制した。この成績はアマンタジンのウイルス脱核抑制作用を介してウイルスの増殖を抑制するのでインフルエンザウイルスによるサイトカイン産生はウイルスの増殖と関連することも示唆した。アポトーシスはASK-1/JNK pathwayが関与する成績を得ており現在、その詳細を解析中である。以上の結果、IV感染による気道上皮細胞のアポトーシスはASK-1/JNK pathwayが関与することが示唆された。
音脈知覚の神経基盤　－脳の誘発電位による検討－

前年度の研究では,周波数の異なる2音(A音,B音)を組み合わせたABA音列を用いて,音の知覚的体制化(2音をひとまとまりとして捉えるか:一音脈知覚,2つのまとまりとして捉えるか:二音脈知覚,音脈分凝)の違いに応じて,脳幹の神経活動が変化することを明らかにした.脳幹の神経活動だけでなく,脳幹より上位の視床・聴覚野レベルの神経活動も知覚状態に変化することが明らかとなった.また,知覚状態の変化に伴い上位の神経活動が脳幹の活動よりも早く生じることがわかった.本年度は,昨年度国際誌に投稿した上記の内容について,査読に対する修正を行った(本年度受理).これまでの研究では,A音とB音の周波数差を手掛かりとした知覚的体制化について調べてきた.しかし,周波数差の手掛かりがなくても,音の振幅の時間変化(振幅変調)の差を手掛かりとした場合も音脈知覚の変化が生じることが知られている.本研究では,周波数差を手掛かりにした場合(TONE条件)と振幅変調の差を手掛かりとした場合(AM条件)について知覚特性を比較し,音脈分凝の知覚メカニズムを探ることを目的とした.2条件の比較の結果、(1)周波数差と振幅変調の差が音脈分凝の起こる割合に与える影響は,異なるレベルに存在する聴覚系の周波数分析機構と振幅変調分析機構の特性の違いから説明できること(2) TONE条件の方がAM条件に比べて知覚交替の回数が多いこと,が明らかとなった.これらの結果を論文にまとめ,国際誌に投稿した.査読に対する修正を経て,本年度受理された.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。特徴量の異なる2つの音(A音、B音)と無音(-)を組み合わせた音列(ABA-音列)を聴取した際、捉え方の異なる2つの知覚状態が生じうることが知られている。このABA-音列の知覚は、音列の物理特性に依存する。しかし、物理特性が一定であっても、音列を繰り返し呈示すると、聴取者の知覚が2つの解釈の間で切り替わることが知られている。この知覚交替現象は、曖昧な聴覚入力に対する解釈を探る脳内の処理を反映するものであると考えられる。これまで、音脈知覚の神経基盤の理解を目指し、脳の誘発電位を用いた研究を進めてきた。その結果、聴性脳幹反応(Frequency following response: FFR)と視床・聴覚野レベルの反応(Middle latency response:MLR)が音脈の知覚状態と相関することがわかった。本年度の研究では、知覚交替に伴った脳幹の神経活動の変化より、上位の活動(MLR)の変化の方が先に生じていることが確認された。これは音脈形成の処理機構に上位から脳幹へのフィードバック投射が含まれていることを示唆する。ここまでの結果をまとめ、国際誌に投稿し、現在査読(minor revision)を受け内容を修正中である。また、これまでは周波数情報(A音とB音の間の周波数差)を手掛かりとした音脈知覚について調べてきた。しかし、音脈分凝は周波数手掛かりを含まない場合も起こることが知られている。そこで、時間情報(振幅変調の違い)を手掛かりとした場合について音脈の知覚交替特性を調べた。その結果、時間情報を手掛かりとした場合、周波数手掛かりと比べて、知覚交替の回数が少ないことがわかった。この結果については現在論文を執筆中である。上位の神経活動と脳幹レベルの神経活動の相互関係を見出すことができ、申請書に記載した計画を進めることができたため。前年度の研究では,周波数の異なる2音(A音,B音)を組み合わせたABA音列を用いて,音の知覚的体制化(2音をひとまとまりとして捉えるか:一音脈知覚,2つのまとまりとして捉えるか:二音脈知覚,音脈分凝)の違いに応じて,脳幹の神経活動が変化することを明らかにした.脳幹の神経活動だけでなく,脳幹より上位の視床・聴覚野レベルの神経活動も知覚状態に変化することが明らかとなった.また,知覚状態の変化に伴い上位の神経活動が脳幹の活動よりも早く生じることがわかった.本年度は,昨年度国際誌に投稿した上記の内容について,査読に対する修正を行った(本年度受理).これまでの研究では,A音とB音の周波数差を手掛かりとした知覚的体制化について調べてきた.しかし,周波数差の手掛かりがなくても,音の振幅の時間変化(振幅変調)の差を手掛かりとした場合も音脈知覚の変化が生じることが知られている.本研究では,周波数差を手掛かりにした場合(TONE条件)と振幅変調の差を手掛かりとした場合(AM条件)について知覚特性を比較し,音脈分凝の知覚メカニズムを探ることを目的とした.2条件の比較の結果、(1)周波数差と振幅変調の差が音脈分凝の起こる割合に与える影響は,異なるレベルに存在する聴覚系の周波数分析機構と振幅変調分析機構の特性の違いから説明できること(2) TONE条件の方がAM条件に比べて知覚交替の回数が多いこと,が明らかとなった.これらの結果を論文にまとめ,国際誌に投稿した.査読に対する修正を経て,本年度受理された.今後は、音脈知覚の脳内処理メカニズムの理解に向けて、以下の観点から研究を行う。ひとつは、聴覚系の階層的構造の重要性である。これまでの研究で脳幹へのフィードバック投射が示唆されたが、より厳密に脳内処理ネットワークを調べるには、新たな技術が必要である。

特に多チャンネルEEGやMEGによる信号源分離に着目している。もうひとつは、周波数情報以外の手掛かりに基づく音脈知覚である。異なる特徴次元に基づく音脈の知覚は、異なるメカニズムを反映している可能性が考えられ、さらなる実験を進めることでメカニズムの理解につながると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞膜動態の高分解能計測によるエンドサイトーシス超初期過程の分子基盤の解明

細胞膜の形態と成分のダイナミックな変化は、細胞が周囲環境変化に応答した物質の取り込みやシグナル伝達を発動するために重要である。本研究では、(1)高速原子間力顕微鏡による細胞膜微細構造の物理的高分解能計測と、(2)薄層斜光照明法と蛍光異方性を用いた細胞膜形態の回折限界を超えた光学的計測とを同時に行う。この世界でオンリーワンの高分解能計測法を用いたバイオイメージングにより、エンドサイトーシスを効率的に行うために予めプログラムされたドメインを解析し、細胞膜形態変化の分子基盤の解明および「細胞膜動態学の創出」を目指す。
脳における時間表現の研究

脳は信号の時間順序をどのようにして決定しているのだろうか。左右の手に刺激を加えて時間順序を回答させる課題で、手を交差すると時間順序判断が逆転するという現象を手がかりをしてこの問題に取り組んだ。非侵襲脳活動計測と経頭蓋磁気刺激法を組み合わせた研究を行った結果、脳は信号の空間位置の情報と「動き」の情報を統合して時間順序を再構成しているという仮説(動き投影仮説)を支持する結果を得た。われわれは、これまでの研究から、脳に入力する信号は感覚の種類によらず空間の中で定位された後に時間的に順序づけられるという仮説を提案した。本年度の研究では、左右の手に加えた皮膚刺激と、2つの視覚刺激を用いて、この仮説の検証を目的とした3つの実験を行い次の成果を得た。1.左右の手に加えた2つの皮膚刺激の時間順序判断が同時に与えた視覚刺激の影響を受けるかどうかを調べ、刺激時間差100ms程度の場合には特に強い影響を受けることを見出した。時間差が100msを越えるとその効果が減弱していくことから、100ms程度の時間差で強く現れる「仮現運動」の信号が皮膚刺激の時間順序判断にも寄与するのではないかと推測した。2.Morroneら(2005)はサッケードの開始前後300ms程度の範囲で様々な時間差の視覚刺激を与えてその時間順序を判断させ、サッケード直前100ms以内に時間差50ms程度の視覚刺激を与えたときその順序の判断が逆転することを2名の被験者で報告した。われわれは6名の被験者で追試を行い、Morroneらの報告と基本的に一致する結果を得た。3.サッケードによる逆転の効果は皮膚刺激の時間順序判断にも及ぶだろうか。我々は左から右へのサッケードの開始前後の様々なタイミングで、正中矢状面内の上下に配置した左右の手に皮膚刺激を加え、その時間順序判断を検討した。その結果、視覚刺激の場合と同様に、サッケード開始直前に刺激時間差50ms程度で与えた皮膚刺激が最も逆転しやすいことを見出した。サッケードは異種の感覚信号に基づいて生成される「動き」の信号に影響を与えて時間順序判断を逆転させるのではないかと推測した。これらの結果は皮膚刺激も視覚刺激も空間的な動きの情報を使って時間的に順序付けられることを示唆している。次年度は機能的磁気共鳴画像法と磁気刺激を組み合わせ、脳のどの領域が時間順序判断に責任があるのかを調べていく。昨年度までに我々はサッケードによる時間順序判断逆転の効果が視覚刺激だけではなく、皮膚刺激の判断にも及ぶことを示した。サッケードは異種の感覚信号に基づいて生成される「動き」の信号に影響を与えて時間順序判断を逆転させるのではないかと推測した(動き投影仮説)。本年度はさらに次の研究を行った。1.サッケードによって音刺激の時間順序も反転するのか?視覚刺激、皮膚刺激の代わりに音刺激を用いてサッケードが音刺激の時間ll頃序判断も逆転するかどうかを調べた。5名の被験者に対して実験を行った結果、上下方向の振幅20度のサッケード開始直前100ms以内に左右のスピーカーから右が50ms先行の音刺激を出した場合、正解率が85%から40%に低下し、判断が逆転する傾向を示した(p<0.0001)。時間順序判断は感覚の種類によらずサッケードの影響を受けることが明らかになった。2.脳のどの領域が逆転現象に責任があるのか?機能的磁気共鳴画像法で触覚の時間順序判断課題に寄与していることが期待される空問と動き関連領域を特定し、磁気刺激の効果を調べた。機能的磁気共鳴画像法の実験は10名で行い、その結果を参考に3名の被験者に対して磁気剃激の実験を行い、結果を検討している。次年度にさらに人数を追加し研究を進める。3.α波と時間順序判断に関係があるのか?α波が脳の「クロック」であるという仮説(Kristopherson,1967)と視覚刺激の動きの知覚がα波の位相に依存するという報告(Varela, et. al.,1981)に注目して、時間順序判断課題を行う際のα波の位相と時間順序判断の逆転との関係について解析を行った。手を交差して、左手、右手の順に200msの時間差で刺激を与えたときにほぼ5割の確率で判断が逆転した2名の被験者の正解時と判断逆転時の脳活動を比較した結果、刺激を与える直前の脳活動に周期約10Hzで有意な差(p<0.0001)が検出された。刺激直前のα波の位相が時間順序判断に影響を与えることを示す結果である。次年度に、さらに被験者数を増やし精密な解析を行う。昨年度までに我々はサッケードによる時間順序判断逆転の効果が皮膚刺激や音刺激の時間順序判断にも及ぶことを示した。

サッケードは感覚信号に基づいて生成される「動き」の信号に影響を与えて時間順序判断を逆転させるのではないかと推測し(動き投影仮説)、次の研究を行った。1.サッケードによって動きの信号の判断が逆転するのか?サッケードを行わせつつ様々なタイミングで視覚刺激を呈示して時間順序判断をおこなわせた。12名の被験者のうち、10名(男性4名、女性6名)では過去の報告(Morroneら)と一致した判断の逆転が観察された。一方で男性2名では逆転は見られなかった。同じ被験者群にランダムドットを呈示し、上下どちらの向きに動いていたかを判断させたところ、判断が逆転した10名では、サッケード直前に誤答率が増加した。サッケードによって動きの信号の判断が逆転するとともに、動き信号の逆転と判断の逆転が相関することが示された。2.脳のどの領域が逆転現象に責任があるのか?機能的磁気共鳴画像法で触覚の時間順序判断課題に寄与していることが期待される領域を特定し、磁気刺激の効果を調べた。特に側頭頭頂接合部周辺の領域を特定し、7名の被験者に対して磁気刺激の実験を行ったところ、交差に伴う逆転の割合が変化した。側頭頭頂接合部周辺が腕交差に伴う逆転に関与していることを示唆する。3.α波と時間順序判断に関係があるのか?α波が脳の「クロック」であるという仮説(Kristopherson,1967)と視覚刺激の動きの知覚がα波の位相に依存するという報告(Varela et al.,1981)に注目して、時間順序判断課題を行う際のα波の位相と時間順序判断の逆転との関係を調べた。時間順序課題遂行中のMEG計測実験を行い、信号が良好に収集できた11名分のMEGデータを解析した。左右半球の後頭葉皮質に置いたセンサー間のコヒーレンス解析を行ったところ、腕交差条件における正解試行の刺激提示前後のα帯域のコヒーレンスが不正解試行に比べて顕著に上昇する傾向が観察された。この結果は、左右大脳半球のα帯域の協調が腕交差時の時間順序判断に重要であることを示唆する。
変動振動の測定・評価方法に関する研究

本研究の目的は,変動振動の物理計測値に対する人体の感覚的大きさ(心理評価値)との関係で,合理的な測定評価法を系列範ちゅう法およびME法を用いて明らかにすることである。振動は,その発生形態により定常振動,変動振動に分類され,さらに変動振動は,周期的間欠的に変動する振動と不規則かつ大幅に変動する振動に分類される。現在の振動規制法では,周期的,間欠的に変動する振動が変動ごとの指示値の最大値の平均値で評価されるのに対して,不規則かつ大幅に変動する振動については,5秒間,100個またはこれに準ずる間隔,個数の測定値の80%の上端値の数値をもって評価されている。この不規則かつ大幅に変動する振動に対しては,現行の評価方法で得られた振動レベルでは実際の人体での感覚よりも低い評価となり住民の被害の訴えに合っていないとの指摘がなされている。このようなことから,不規則かつ大幅に変動する変動振動に対する合理的な測定評価法を明らかにする必要がある。また、ISO2631,BS6841などの規格においては,running r.m.s. valueやVDVが提案されている。すなわち,最近のISO,BSでは,振動の評価に時間積分値,パワー平均の概念が導入されてきている。しかし,このようなBS,ISOの新しい評価方法で得られた物理評価値と心理評価値との関係が日本人に対してどのようになるかは何等明らかにされていない。そこで,実際の道路交通振動を大阪府下15ケ所で測定し、各種の評価方法で分析し,現行の評価方法で得られた値とISO,BSの評価方法で分析した値との比較検討を行なった結果,現行の評価方法で得た値とISO,BSで得られた値とは,対応を取ることはできなかった。また,道路交通振動を代表する振動のパターン波形がハニング形になることが明らかになったので,その振動の物理量と心理量の関係をME法を用いて実験室実験を行なった結果,VDVが最も対応の取れる物理評価値であることが明らかになった。
トランスメンブランコントロールの機序

本研究は、計画研究6班の総括班として、以下の活動を行った。1.総括班会議は平成元年8月と平成2年1月の2回東京で開催し、運営に関する諸問題を審議した。2.各計画研究班の最も著名な成果を中心に平成2年1月17日に東京でシンポジウムを開催し、約140名の参加を得て好評であった。3.本重点領域研究の包含する広範な分野を相互に紹介し理解と交流を深める目的で、班員の和文総説の別刷を選んで集録し、複写製本して班員に配布した。4.計画研究6班の班間にまたがる交流を促進するため、班間共同研究を公募し、有意義と認められた4件を財政的に支援した。5.研究費の追加配分を受けたので、顕著な業績を挙げつつあり、かつ研究費不足に悩んでいる班員を公募の上、各班から精選された者に対して財政的に支援した。6.総括班員の創意により、長期的展望の下に、各計画研究班では実行の困難ないくつかの試行錯誤的研究を行った。(1)葛西は筋小胞体の全てのイオンチャンネルを同定する方法、T管膜のDHP結合蛋白質と小胞体膜のリアノジン結合蛋白質の相互作用を調べる方法などの確立に務めた。(2)香川は膜のエネルギー変換の制御に注目し、短期的にはATP合成酵素のATP依存H^+電流が膜電位によってKmの変化なしにVmaxを変ること、長期的にはホスホリパーゼC合成の制御を明らかにした。(3)藤原は劣悪環境下の情報伝達系の変化の解明を目指し、低酸素下にPI代謝回転系の感受性が増大することを見出した。(4)三品は情報伝達機構の多様性に焦点を当て、ムスカリン性アセチルコリン受容体のサブタイプIとIIの差は疎水性領域VとVIの間の領域と効果器との共役の差であることを明らかにした。(5)遠藤は生きた細胞における蛋白間相互作用の実証を目的として、筋細胞のT管膜蛋白と小胞体膜蛋白との間の連関を題材に、生きた細胞内での蛋白間架橋を試みつつある。
キナーゼの動的構造解析のための基盤構築

キナーゼCdk2をコムギ胚芽無細胞タンパク質合成系を用いて大量調製する系を確立し、20種類の安定同位体標識を作成後、各種2次元NMRの測定を行ってHNシグナルの帰属を完了した。次に、Cdk2に基質アナログや阻害剤を作用させて、HNシグナルの変化や動的構造の違いを調べたところ、これらの物質の作用によりX線結晶解析の結果からは得られていなかった立体構造変化や運動性の変化が現れることがわかった。キナーゼCdk2をコムギ胚芽無細胞タンパク質合成系を用いて大量調製する系を確立した。mRNAの量や、反応のpH、反応の温度を最適化することにより、NMR測定に必要な十分量のCdk2を合成する条件を確立できた。次に、得られたCdk2を、様々なバッファーに溶解したのち、室温で数日間放置し、沈殿が生じるかどうかを確認することで、Cdk2を安定に保つことができる測定に最適なバッファー条件を絞り込んだ。そして、^<15>N/D二重標識された20種類のアミノ酸を基質のアミノ酸として使用することにより^<15>N/Dでの均一標識体を作成し、上記で決定したバッファー条件において良好な^1H-^<15>N TROSY-HSQCスペクトルが観測できることを確認した。このバッファー条件において、Cdk2の主鎖のアミド基由来のシグナルについて、プロリンを除く残基数の7割以上を観測することができた。さらに、Cdk2について、コムギ胚芽無細胞タンパク質合系を用い、1種類のアミノ酸だけが^<13>C/^<15>N/Dで三重標識され、他のアミノ酸が^<15>N/Dで二重標識されたものを合計20種類作成した。この20種類の標識体について、HN(CA), HN(CO), H(N)CA, H(NCO)CA, H(N)CO, H(NCA)COなどの各種2次元NMRの測定を行った。現在、そのデータを基に主鎖由来のNMRシグナルの帰属を行っている途中であるが、観測したシグナルの7割程度が既に帰属できている。キナーゼCdk2について、コムギ胚芽無細胞タンパク質合系を用い、1種類のアミノ酸だけが^<13>C/^<15>N/Dで三重標識され、他のアミノ酸が^<15>N/Dで二重標識されたものを合計20種類作成した。この20種類の標識体について、HN(CA)、HN(CO)、H(N)CA,H(NCO)CA,H(N)CO,H(NCA)COなどの各種2次元NMRの測定を行った。この測定データをもとにHNシグナルの帰属を行い、観測可能であった194個のHNシグナルのうち176残基分(91%)のHNシグナルを帰属できた。次に、Cdk2に基質アナログであるAMPPNPや阻害剤であるRoscovitineを作用させて、HNシグナルの変化を調べた。HNシグナルの変化を解析した結果、X線結晶解析では、Apo体と複合体でほとんど立体構造変化が見られなかったにもかかわらず、NMR解析の結果では、Apo体と複合体でヒンジ領域周辺の立体構造が変化していることがわかった。これは従来の常識とは異なり、キナーゼは整体中においては基質や阻害剤の結合により立体構造変化を起こすことを示唆している。さらに、NMRのCPMG法を用い、Apo体とRoscovitine複合体とでの動的構造の違いを調べた。すると、Roscovitine複合体においてはC-terminal lobeにおいて運動性の変化が見られ、阻害剤の結合により結合部位のみならずキナーゼ全体の運動性が変化することが示唆された。
ジャガイモYウイルス普通系統(PVY-O)のゲノムのクロ-ン化と構造解析

1.PVYのゲノムRNAより作製したcDNAのクロ-ン化PVYには、普通系統(PVY-O)と黄斑えそ系統(PVYーT)の2系統が存在し、この両系統の間では干渉作用が認められないので、両ウイルスのゲノムの塩基配列にはある程度の差異があることが予想された。そこで、この両系統のウイルスをタバコ(Nicotiana tabacum cv.Samsun NN)で増殖させ、純化精製した後ゲノムRNAを抽出した。その鎖長は両ゲノムとも電気泳動上約10kbであった。このRNAよりoligo(dT)をプライマ-としてcDNAを合成しクロ-ン化したところ、PVY-Oでは4.7kbの、PVY-Tでは1.3kbの最大鎖長のcDNAを得た。これらの全塩基配列を決定したところ、その末端にはpoly(A)鎖が存在したのでゲノムRNAの3'側に相当するものであると判明した。両者の塩基配列の相同性は88%であった。また両塩基配列とも予想されるopenreading frameとしては1個の連続したものしか見いだされず、ウイルス構成タンパク質がpolyproteinとして生成されることが示唆された。両ウイルスの外被タンパク質は共に267アミノ酸であると推定されたが、両者間の相同性は92%にとどまった。また、非相同アミノ酸の50%はN末端から45アミノ酸の範囲内に局在していた。2.タバコの組織からの植物体再生条件の検討PVY抵抗性植物の遺伝子組換え技法を用いた育種のためには、組織から植物体を再生させる必要がある。そこでタバコ(N.tabacum cv.Petit Havana line SRI)の葉の切片を、ナフタレン酢酸とベンジルアデニンを制限したMurashige-Skoog培地上で培養することにより、植物体へと再生させることに成功した。今後は、この条件を上記PVY外被タンパク質遺伝子でのタバコの形質転換系に応用することが可能であると考える。
気導および骨導マスキングを応用した歯科騒音低減デバイスの開発

歯科切削音は、二人に一人が不快に感じており,歯科受療行動の阻害因子となっている。安心できる歯科治療環境の提供のため新規不快感低減デバイスの開発が必要と考えた。治療中の患者は気導音だけではなく骨導音も知覚している。より効果的な歯科騒音低減デバイスとするには、気導だけでなく骨導にも対応した解決手法を適用する必要がある。本研究では、歯科切削音を含め歯から骨を介しての伝達・知覚される音の特性を明らかにする。さらに歯科治療時の患者頭部周囲の周波数帯域ごとの音圧分布を計測することで騒音低減対策に効果のある周波数帯域などの情報を得た。歯科治療中の患者の不快感を効果的に軽減させる歯科騒音低減デバイスの新規開発をめざし研究をすすめている。切削治療中の患者は耳から聞こえる気導音だけではなく、歯から伝わる骨導音も知覚しており、デバイス開発のためには歯を介した骨導音の知覚特性を明らかにする必要がある。そこで、高周波域対応の聴力測定機器を応用した骨導音知覚レベルの検討を簡易防音室にて行った。聴力検査に用いられる骨導振動子を前額部および前歯部に圧接し、検査に用いる16kHzまでの純音に対して、その最小可聴値と出力レベルについて被験者を用いて測定した。被験者には十分な説明を行い,同意を文書で得て実施した。医療認可を受けている聴力検査機器を応用使用することで出力レベルは限定され安全性を確保して実験を遂行できた。骨導聴力検査機器の取扱い、手技、知識に関して、研究協力者である言語聴覚士の協力を得た。その結果、被験者ごとの個体差があるものの、歯から伝わる純音の骨導聴力閾値が低く、非常に小さなレベルの刺激されやすく、骨導音対策の必要性が改めて認識された。さらに、周波帯域により骨伝導知覚レベルが異なることがわかり対策すべき周波帯域を明らかにすることができた。予定していた骨導音知覚レベルの検討は順調に実施できた。骨導知覚閾値を比較したところ上述のような結果を得ており、歯からの骨導音が非常に知覚されやすいことがわかった。引き続き、ダミーヘッドを用いた切削音の頭部音圧分布測定についての測定を行うため、解析法については研究協力者と十分な打ち合わせをすすめており、次年度早々には実施できる予定である。歯の切削治療中の患者は耳から聞こえる気導音だけではなく、歯から伝わる骨導音も知覚しており、デバイス開発のためには歯を介した骨導音の知覚特性を明らかにする必要がある。また、年配者より聴覚の良い若年者が歯科ドリル音の超高周波帯域の音成分をより知覚できることを心理実験により確認し、研究成果として報告してきた。聴力レベルがより良い特性を有する子供のほうが影響を受けやすく不快な感情をもちやすいと推測される。前年度は、聴力検査に用いられる骨導振動子を改良し前額部および前歯に圧接し周波数毎の歯を介する骨導知覚レベルを把握した。今年度は、被験者の歯ぎしり音を気導マイクロホンおよび前額部に圧接した骨導マイクロホンで収録し、歯から骨を伝わる音の周波数成分や知覚特性をより深く検討し、成果発表を行った。また、研究計画に則り、ダミーヘッドを用いた切削音の頭部音圧分布測定を実施し、歯科ドリル音の周波数帯域毎の拡散レベルを把握できた。さらに、今年度、所属機関での動物実験に必要な承認を得て、聴力特性が解明されているマウスを対象とする歯科ドリル音聴取実験を実施した。高周波成分を変化させたドリル音を作成し、高周波成分の有無による不安感への影響を行動解析により検討した。これらの成果は不快感低減を考えるうえで有用な情報となった。ダミーヘッドを用いた切削音の頭部音圧分布測定を実施し、歯科ドリル音の患者に影響の強い周波数帯域毎の拡散レベルを把握できた。また、マウスを用いた行動解析実験により、超高周波帯域の音成分による不快感の影響を検討した。これらの成果は幼児なども含めた若年者への不快感低減効果を高めるために有用である。歯を削る治療を受ける患者は歯科ドリルからの音を耳から聞く気導音だけではなく、歯から伝わる骨導の音としても知覚している。歯科治療中の患者の不快感を軽減させるデバイス開発のためには、耳の周囲での歯科ドリル音の音圧や周波数特性を把握した気導音に対する対策と、歯を介した骨導音の知覚特性を明らかにしての骨導に対する対策が必要である。前年度に引き続き、歯科治療時の患者頭部周囲の周波数帯域ごとの音圧分布を計測し、得られたデータを用いて可視化を行った。さらに、歯科ドリル音の周波数帯域の違いによる行動への影響を評価した。具体的には、国際規格に準じたHATS(ダミーヘッド)とヒトの聴力特性を有する人工耳を用いて人工口から放射する切削音の周波数毎の音圧分布を可視化し、診療台上で治療を受けている状況での歯科ドリル音の音響特性測定および周波数帯域毎の拡散レベルを把握した。また、不快の閾値の評価実験を聴力のよい小児を対象とした行うのは難しいため、聴力特性が解明されているマウス(人間と似た聴力特性を有する)を用いた動物実験での歯科ドリル音聴取時の行動解析実験を実施した。

その他、研究期間中に、聴力検査に用いられる骨導振動子を改良し前額部および前歯に圧接し周波数毎の歯を介する骨導知覚レベルを測定した。被験者の歯ぎしり音を前額部に圧接した骨導マイクロホンおよび気導マイクロホンで同時収録するシステムを構築し、歯から骨を伝わる音の周波数成分および知覚特性をより深く検討し成果発表を行った。これらの成果は効果のある不快感低減デバイス開発に有用な情報としていかされた。歯科切削音は、二人に一人が不快に感じており,歯科受療行動の阻害因子となっている。安心できる歯科治療環境の提供のため新規不快感低減デバイスの開発が必要と考えた。治療中の患者は気導音だけではなく骨導音も知覚している。より効果的な歯科騒音低減デバイスとするには、気導だけでなく骨導にも対応した解決手法を適用する必要がある。本研究では、歯科切削音を含め歯から骨を介しての伝達・知覚される音の特性を明らかにする。さらに歯科治療時の患者頭部周囲の周波数帯域ごとの音圧分布を計測することで騒音低減対策に効果のある周波数帯域などの情報を得た。次年度は、歯科治療中の切削音の頭部周囲の音圧分布を把握するために、人間の聴力特性を有する疑似耳マイクロホンがセットされたダミーヘッドを用いた測定を行う。さらに効果的なマスキング音についての検討を行い、デバイス用新規骨導振動子の試作を進める予定である。次年度は、気導および骨導音に対する効果的なマスキングのためマスカーとマスキングレベルについてさらなる検討を行う。マスキングの効果に対する評価は被験者を対象としてsemantic difference methodにて評価する。これらの結果をもとに具体的なデバイスの試作品完成をめざす。歯科おおむね研究計画通り順調に進んだが、頭部音圧分布測定については、計測の精度を上げるために模擬口腔内マイクロホンの性能についての追加検討が必要となったため、実際の計測が次年度へ繰り越したため計測に伴う物品購入の一部が次年度へ繰り越しとなった。おおむね研究計画通りに進んだが、予算として計上していたデバイス筐体外注費は次年度へ持ち越しとなったこと、および、科研費以外の英語論文の投稿支援事業の対象となり掲載料が年度末に返金されことにより次年度使用額が生じた。ダミーヘッドを用いた切削音の頭部音圧分布測定を行い購入予定の解析ソフトウェアを用いて解析をすすめる。さらにデバイス用新規骨導振動子を試作するために消耗品を購入する。研究計画に則り必要性を吟味して効果的に助成金を使用する予定である。計画どおり、デバイス筐体の製作費および必要な解析ソフトウエアのオプションの購入を予定している。また、国内外の学会において研究の成果発表および国際誌への論文投稿にかかわる費用として使用する計画である。
ヒト間葉系幹細胞共移植によるヒト造血幹細胞への放射線障害評価マウスモデルの構築

ヒト造血幹細胞(HSC)への放射線障害をヒト間葉系幹細胞(MSC)がもたらす防護効果の視点から評価するため、新しいヒト化マウスモデルの構築を試みた。超免疫不全マウス(NOG)の骨髄内にHSCとMSCを直接共移植することにより、マウスにおけるヒトの骨髄内造血環境の再構築を行った。移植後8週目から12週目では末梢血中でのヒト造血細胞を確認することは難しかったが、全採血、及び各組織の解析結果から、既に肝臓、脾臓、骨髄などの組織において多様なヒト造血細胞、間質細胞の生着が認められた。今後、このヒト化マウスを用いることでヒトHSCに対する放射線障害をin vivoで多面的に解析できる可能性を提示した。本研究では、高線量の放射線によるヒト造血幹細胞への障害をヒト間葉系幹細胞がもたらす防護効果の視点から評価するための新しいヒト化マウスモデルを構築することを目的としている。そこでまず、ヒト造血幹細胞とヒト間葉系幹細胞を同時に移植することにより、超免疫不全マウス(NOG)の骨髄内にヒトの造血環境を再構築することを目指した。平成26年度は、できる限りドナーの骨髄内での造血環境に近づけることを理想として、単一ドナー由来の骨髄単核細胞から造血幹細胞と間葉系幹細胞の両方を調整する方法を試みた。細胞表面抗体と磁気ビーズにより標識した細胞を磁気カラムに通して濃縮することで、高純度の造血幹細胞(CD34陽性)と間葉系幹細胞(CD271陽性)を採取した。間葉系幹細胞の分離にはプラスチックシャーレ上で接着細胞を選択的に培養する方法もあるが、CD271陽性の間葉系幹細胞はより増殖能力や成長因子の分泌能力が高いことが報告されることから、マウス骨髄での生着率や放射線障害に対する防護効果も高いものと期待される。分離後、間葉系幹細胞は培養により増幅し、移植用の細胞として準備中である。また一方で、間葉系幹細胞の放射線障害に対する防護効果をin vitroで検討するための系を準備した。はじめに放射線照射したヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いて、放射線による細胞死を抑制する効果を指標とした評価法を検討した。Transwellを用いた非接触型共培養法、および間葉系幹細胞の培養液を添加する培養法により評価を試みたところ、予想していたよりも顕著な効果は認められなかった。しかしながら、骨髄間葉系幹細胞の不死化細胞株(UE6E7T11)においては共培養および培養液添加のいずれにおいても比較的顕著な細胞死抑制効果が認められたことから、以後この細胞を陽性対照として置き、移植に用いる間葉系細胞の評価を行うこととした。本研究では、高線量の放射線によるヒト造血幹細胞への障害をヒト間葉系幹細胞がもたらす防護効果の視点から評価するための新しいヒト化マウスモデルを構築することを目的とし、ヒト造血幹細胞とヒト間葉系幹細胞を同時に移植することにより、超免疫不全マウス(NOG)の骨髄内にヒトの造血環境を再構築することを目指した。平成27年度には、ヒト骨髄単核細胞から単離した造血幹細胞と間葉系幹細胞をNOGマウスの下肢大腿骨内に注入し、末梢血中のヒト造血細胞をFACS解析により測定することでマウス骨髄内でのヒト造血の成否を確認した。直接骨髄内へ細胞注入するため、尾静脈からの移植に比べて早期にヒト造血が成立するものと予想していたが、予想に反して末梢血中のヒト造血細胞のキメリズムは上がっていない。そのため、何匹かのマウスをサンプリング調査したところ、末梢血中にヒト造血細胞が認められない個体であっても、脾臓、及び骨髄内には複数のヒト細胞が存在していることを確認した。そこで残りのマウスのヒト造血細胞のキメリズム測定を継続して行い、ヒト化NOGマウスへの放射線照射と骨髄からのヒト造血幹細胞の単離を行う準備をしている。一方で、in vitroにおいて間葉系幹細胞の造血幹細胞に対する放射線障害防護効果を検討するため、CD34陽性造血幹細胞への放射線照射を行い、間葉系幹細胞との共培養、および間葉系幹細胞の培養上清から精製したエキソソームを培養液に添加することで造血幹細胞への影響が認められるかを、コロニーアッセイ等を用いて比較した。計画では平成26年度中にNOGマウス骨髄内へのヒト造血幹細胞と間葉系幹細胞の共移植を開始する予定であったが、MSCの調整に時間を費やしたことと、施設内へのNOGマウスの導入が遅れてしまったことから、計画を繰り越して平成27年度から移植実験を行うことにしたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。

腫瘍生物学平成27年度では、まずヒト造血幹細胞と間葉系幹細胞を合わせてNOGマウスの下肢骨髄内に移植することにより、マウス骨髄内にヒト骨髄内の造血環境を構築する。移植後、マウス骨髄内にヒト造血幹細胞と間葉系幹細胞の両方が生着し、機能的な生理活性を有していることを末梢血リンパ球細胞のキメリズム解析と骨髄の免疫組織化学を用いて確認する。次に、ヒト造血細胞の生着が成功したヒト化マウスを用いて放射線障害評価系モデルを構築する。具体的には、ヒト化マウスに0.5 4.0 Gyの放射線を照射し、照射後2週間毎に末梢血中のヒト白血球数を測定し、15週目までの生存率とヒト血液細胞のキメリズムを追跡して造血障害からの回復程度を評価する。同時に、放射線によるヒト造血幹細胞へのダメージを解析するため、骨髄細胞内の造血幹細胞をソーティングにより分取し、コロニーアッセイによる分化能の評価と、発現遺伝子解析を行う。また、骨髄以外の組織(胸腺、リンパ節、脾臓、皮膚、小腸上皮)も含めて、病理組織解析により放射線障害の程度を評価する。最後に、間葉系幹細胞の培養上清から超遠心分離機により精製したエキソソームをヒト化マウスの尾静脈より投与し、放射線照射後12週目の骨髄からヒトの造血幹細胞を回収し、幹細胞能の消耗などをコロニーアッセイとフローサイトメーター解析を用いて評価する。また、DNA損傷の程度や遺伝子発現の変化を解析し、エキソソーム投与によるヒト造血幹細胞に対する放射線障害の防護効果を検証する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
初任者研修指導教員の指導実態と意識に関する基礎的・実証的研究

平成7年度における研究の実施状況1)国内・外の初任者研修研究資料及び文献の収集と分析を行った。2)初任者配属校及び地方教育センターにおいて、聞き取り調査を実施し、その結果の分析を行った。3)予備調査を踏まえた上で、調査票を作成し、平成6年度に初任者研修を受けた「初任者(308名)」・初任者研修の「指導教員(231名)」・初任者配属校の「校長(228名)」を対象に3県2市において郵送自記式質問紙調査を実施し、その結果の分析を行った。新たに得られた知見上述の文献研究、聞き取り調査、及び質問紙調査の結果、次の3点が明らかになった。1)指導教員と初任者との間の人間関係及びコミュニケーションに係わる意識に齟齬が認められた。2)指導教員と他の教員との良好な人間関係及び活発なコミュニケーションにより、校内の初任者研修指導体制が確立し、初任者研修の実効性を向上させることが把握できた。3)初任者の学校文化への適応と初任者研修の効果に関連性が見られることが認められた。今後の研究課題平成6年度から7年度の2年間に渡る研究の結果、初任者研修に係る今後の研究課題として次の3点を指摘できる。1)初任者の学校文化への適応及びその促進に関する研究が求められる。2)初任者配属校内における研修を充実させるための指導体制・組織に関する研究開発が必要である。3)初任者研修の実効性を向上させるために、指導教員の養成・研修プログラム開発に関する研究が緊要となる。平成6年度における研究の進展状況1)国内・外の初任者研修研究資料及び文献の収集と分析を行った。3)調査項目案を作成し、23名の初任者を対象に予備調査を実施し、その結果の分析を行った。新たに得られた知見上述の文献研究、聞き取り調査、及び予備調査の結果、次の3点が明かになった。研究の達成状況1)指導教員の初任者への指導・助言及びその方法の有用性・的確性・適時性について、聞き取り調査と予備調査を実施したが、聞き取り調査による事例研究はまだ不充分である。2)初任者配属校及び地方教育センターにおいて、聞き取り調査と予備調査を実施した結果を踏まえて、本調査の調査票を修正・再構成した。学術上の問題点1)初任者の学校文化への適応及びその促進に関する研究が求められる。2)初任者配属校内における研究を充実させるための指導体制・組織に関する研究開発が必要である。

1)指導教員と初任者との間の人間関係及びコミュニケーションに係わる意識に齟齬が認められた。2)指導教員と他の教員との良好な人間関係及び活発なコミュニケーションにより、校内の初任者研修指導体制が確立し、初任者研修の実効性を向上させることが把握できた。3)初任者の学校文化への適応と初任者研修の効果に関連性が見られることが認められた。今後の研究課題平成6年度から7年度の2年間に渡る研究の結果、初任者研修に係る今後の研究課題として次の3点を指摘できる。1)初任者の学校文化への適応及びその促進に関する研究が求められる。2)初任者配属校内における研修を充実させるための指導体制・組織に関する研究開発が必要である。3)初任者研修の実効性を向上させるために、指導教員の養成・研修プログラム開発に関する研究が緊要となる。
旧石器時代サヌカイトの流通に関する体系的研究：東部瀬戸内地域を中心に

本研究では、旧石器時代の瀬戸内周辺地域で多用されるサヌカイトについて、後世に生じた欠損部を利用して蛍光X線分析を実施し、原産地推定をおこなっている。風化面を除去する必要がなく、新たに遺物を傷つけずに分析することが可能で、風化面の除去が必要とされた従来の方法に比べて、より多数の石器を対象とすることができる点に特色がある。この特色を活かし、東部瀬戸内地域の代表的なサヌカイトの二大原産地である二上山と五色台をめぐる旧石器時代の集団関係を、とくに石材流通の観点から詳細に復元することを目的としている。2018年度の成果は主に次の2点である。(1)岩屋産サヌカイト原石の分析過年度に収集済みの岩屋(淡路島)産サヌカイトについて、蛍光X線分析をおこなった。先行研究により、岩屋産サヌカイトが兵庫県の石器群で利用されるという所見が示されているため、議論の基礎とするための分析である。分析の結果、四国の五色台周辺の原産地と合致する複数のグループを含むという所見が得られ、従来の岩屋産地での分析による知見が追認された。(2)明石市西脇遺跡出土資料の分析西脇遺跡出土資料について蛍光X線分析をおこない、61点のうちの1点が二上山産と判定された。残りについては産地を特定できていないが、明瞭な分析値のまとまりが読み取れる。西脇遺跡は淡路島の岩屋から12kmほどの位置だが、分散傾向を示す岩屋産サヌカイトの分析結果とは明らかに異なっている。この結果は、播磨東部地域のAT降灰以降の石器群におけるサヌカイト利用のあり方を示すものとして重要視される。研究開始1年目は、兵庫県内の資料を分析の主要な対象としてきたが、遺跡出土資料の分析実施が西脇遺跡の1例に留まっていて、当初の計画に及んでいない。3月までに資料所蔵機関との実務的な手続きが完了しなかったことにより遅れが生じたためである。現状は、将来的な分析実施を考えるものを含め、機会を捉えて候補資料の選定を進めているところである。兵庫県については、七日市遺跡3次調査出土資料について分析候補を選定する作業をおこなった。ほかに、高見I遺跡(愛媛県)、郡家今城遺跡の出土石器について、分析候補の選定に向けて資料調査をおこなった。これらについては適宜、分析実施に向けての調整を進める。また、四国原産地のデータ収集が進んでおらず、消費地での分析結果を十分に評価することができていないことも当初よりの課題となっている。とくに、複数の産地があるとされる五色台周辺(香川県)の実態把握と対照データの整備を優先的に進める必要がある。引き続いて兵庫県内の資料に関する分析事例を蓄積することを主要な課題として、研究を進める。すでに対象を選定済みの資料についての分析実施を実施できるよう調整を進めるとともに、ほかにも適切な対象の選定を進めて、研究を加速させたい。加えて、四国原産地のデータ収集が必須であるため、すでに地元関係者との調整を進めているところであり、好適期である秋から冬を目途に、できるだけ早期の現地踏査を実施することにしたい。

これらについては適宜、分析実施に向けての調整を進める。また、四国原産地のデータ収集が進んでおらず、消費地での分析結果を十分に評価することができていないことも当初よりの課題となっている。とくに、複数の産地があるとされる五色台周辺(香川県)の実態把握と対照データの整備を優先的に進める必要がある。引き続いて兵庫県内の資料に関する分析事例を蓄積することを主要な課題として、研究を進める。すでに対象を選定済みの資料についての分析実施を実施できるよう調整を進めるとともに、ほかにも適切な対象の選定を進めて、研究を加速させたい。加えて、四国原産地のデータ収集が必須であるため、すでに地元関係者との調整を進めているところであり、好適期である秋から冬を目途に、できるだけ早期の現地踏査を実施することにしたい。当初計画では、物品費により既存のデスクトップパソコンを2018年度中に更新する予定としていたが、当面不具合などもなく、使用に支障がないため更新を見送った。2019年度中には更新を予定しており、当初の予定額相当は執行する見込みである。旅費については、分析実施が1回に留まったこと、香川県の原産地踏査が未実施に終わったため、相当額が未執行となった。2019年度については、分析実施にかかる資料調査件数が増える見込みである。また、遅れている現地踏査も実施することで、適正に執行する計画である。
油による地盤環境汚染機構とその浄化法に関する基礎的研究

研究期間初年度(平成16年度)は、土中への油の浸透および保持特性に関する室内実験を実施した。含水比を調整した試料土(山砂および砂質ローム)表面に灯油およびA重油をそれぞれ自然浸透させ、浸透油量の経時変化を試料の初期含水比およびサクション圧との関連において検討した。その結果、試料土の初期含水比の増加につれ浸透油量は減少し、浸透が生じる試料土の初期含水比は約40%が限界であった。次に油を充填したテンシオメータを用い、初期含水比を調整した試料土についてサクション圧の変化を調べた。不飽和砂の油に関するサクション圧は、発揮される不圧自体が水に比べて小さく、体積含水率の増加につれて急激に減少する結果が得られた。これを定量的に評価するため、負の圧力水頭体積含水率の関係(特性曲線)をVGモデルを用いて近似し、カラム実験における油の浸透シミュレーションを行ったところ、実験状況がよく再現できた。平成17年度には、各種洗浄剤による油汚染土の浄化実験を行い、浄化効率を比較検討した。洗浄剤には界面活性作用および気泡連行作用をもつ過酸化水素(濃度0.5%)、水酸化ナトリウム(0.1%),ケイ酸ナトリウム(1%,5%)を使用した。カラム試験と連携した洗浄実験では、いずれの洗浄液でも灯油については70%以上の浄化効率が得られたが、過酸化水素は油回収率90%近くと非常に高い浄化効率を示すことが確認された。また、一定回収率達成に要する洗浄液の必要量に関しても、過酸化水素は0.4PV(累積流出間隙体積)と少なく、洗浄液の土中への供給に時間を要するものの、他の洗浄液に比して経済的であることが確かめられた。さらに、撹拌洗浄実験(室内洗浄プラント)による油汚染土中の油分回収率については、重油汚染ロームに対する過酸化水素(0.5%)の適用が最も効果的であることが判明した。平成16年度は、研究計画の前段に相当する土中への油の浸透および保持特性に関する室内実験を実施した。アクリルカラムに含水比を調整した試料土(山砂および砂質ローム)を一定密度で充填し、カラム上端に連結した給油タンクより試料土表面に灯油およびA重油をそれぞれ自然浸透させ、浸透油量の経時変化を試料の初期含水比およびサクション圧との関連において検討した。その結果、試料土の初期含水比の増加につれ浸透油量は減少したが、浸透が生じる試料土の初期含水比は約40%が限界であった。油浸透時の試料中の間隙水+油の飽和度(Sw+So)は、初期含水比Sw=0,10%ではSw+So=80%前後、Sw=30,40%ではSw+So=95%に達し、残存空気量は5%ほどに減少した。いずれの実験でも、油浸透時におけるカラム下端からの既存間隙水の排出は認められず、油の浸透に伴う間隙水の移動は生じていないことが確かめられた。そこで次に、油を充填したテンシオメータを用い、初期含水比を調整した試料土についてサクション圧の変化を調べた。これを定量的に評価するため、不の圧力水頭体積含水率の関係(特性曲線)をVGモデルを用いて近似し、カラム実験における油の浸透シミュレーションを行ったところ、実験状況がよく再現できた。

今年度はC重油を除き予定の実験を実施し得たが、引き続き第一段階の実験を継続するとともに、次年度は過酸化水素や水酸化ナトリウムによる油汚染土の浄化実験を実施する計画である。平成17年度前半は、土中への灯油および重油の浸透ならびに保持特性に関する室内実験を継続した。その過程で、漏洩油の土中輸送における土の有効間隙部分の定量的評価ならびに土粒子への吸着特性に関し別途系統的な実験を実施し、カラム試験のような鉛直一次元浸透条件に対し、累積流出間隙体積に基づく輸送特性の評価法についての研究成果を論文として発表した。続いて、各種洗浄剤による油汚染土の浄化実験を行い、浄化効率を比較検討した。洗浄剤には、界面活性作用および気泡連行作用をもつ過酸化水素(濃度0.5%)、水酸化ナトリウム(0.1%),ケイ酸ナトリウム(1%,5%)を使用した。カラム試験と連携した洗浄実験では、いずれの洗浄液でも灯油については70%以上の浄化効率が得られたが、過酸化水素は油回収率90%近くと非常に高い浄化効率を示すことが確認された。また、一定回収率達成に要する洗浄液の必要量に関しても、過酸化水素は0.4PV(累積流出間隙体積)と少なく、洗浄液の土中への供給に時間を要するものの、他の洗浄液に比して経済的であることが確かめられた。さらに、攪拌洗浄実験(室内洗浄プラント)による油汚染土中の油分回収率については、重油汚染ロームに対する過酸化水素(0.5%)の適用が最も効果的であることが判明した。以上、油による地盤環境汚染機構とその浄化対策に関する2年間の研究成果を研究報告書に取りまとめ、別途報告する。