hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元映像解析法を用いた高齢者における歩行動作の特徴と転倒予防との関連

本年度は、前年度に引き続き国立長寿医療センター研究所・疫学研究部が行なう「老化に関する長期縦断疫学研究;NILS-LSA」に参加する中高齢者の歩行および転倒に関するデータベースを用い、転倒経験者における歩行動作の運動力学的特徴を横断的に検討することを到達目標とした。対象者は、愛知県の大府市ならびに知多郡東浦町在住の地域住民より性・年代別に層化無作為抽出した40-84歳のNILS-LSA第3次調査の参加者男女2,301名である。自記式の調査票を用いて、転倒経験の有無の回答を得、3次元映像解析法(DLT法)により対象が通常歩行した際の身体重心の並進歩行速度の平均値(以後歩行速度と略記する)・足関節底屈トルクのピーク値(以後足関節底屈ピークトルクと略記する)を算出した。転倒非経験者と比較して、転倒経験者は有意に女性に多く高齢であり、足関節底屈ピークトルクが低かった(Student t検定、p<0.001)ことから、歩行中の足関節底屈ピークトルクによって対象を2群(20パーセンタイル未満群/以上群、カットオフポイント59.8Nm)に分け、年齢、性、身長、体重、歩行速度を調整した多重ロジスティック回帰分析を用いて、転倒経験の有無との関係を検討した。その結果、20パーセンタイル以上群に対する未満群の転倒経験のOdds比は1.31(95%信頼区間1.03-1.66、p<0.05)と有意であった。以上より転倒経験者は歩行中の足関節底屈運動の小さい運動力学的特徴が認められた。本結果については国際学会7th World Congress on Aging and Physical Activityにて発表したところ、その研究意義が認められ若手優秀賞を受賞した。今後は転倒経験が及ぼす歩行の運動力学的変量への影響を検討するため、縦断的分析が必要であると考えられる。本年度は、国立長寿医療センター研究所・疫学研究部が行なう「老化に関する長期縦断疫学調査;NILS-LSA」に参加する中高齢者の歩行データと転倒経験の有無との関連を検討することを到達目標とした。対象者は、愛知県の大府市ならびに知多郡東浦町在住の地域住民より性・年代別に層化無作為抽出した40-84歳のNILS-LSA第3次調査の参加者男女2,006名である。自記式の調査票を用いて,転倒経験の有無,転倒恐怖感,転倒時期,転倒方向,転倒場所,転倒状況,転倒頻度,転倒による怪我の有無の回答を得た。また対象が通常・速歩行した際の動作を3次元映像解析法(DLT法)を用いて測定した。歩行データの記録は、4-6台のカメラ(サンプリング周波数60Hz、vicon140,Oxford Metrics)と2台のフォースプレート(サンプリング周波数1200Hz、9286,Kistler)により行なった。対象の第5中足骨頭・足関節外果・膝関節中心・大転子・肩峰点の左右5ヶ所計10ヶ所につけたマーカーの変位データおよび床反力データより,速度、歩幅、歩調、関節角度、床反力、下肢関節トルクを算出した。転倒関連データの分析は対象を性・年齢(40-49歳、50-59歳、60-69歳、70歳以上)に層化し比較検討した。また歩行データの分析は転倒経験の有無により群別し、Student-t検定を用いて評価した。年齢が高い群ほど過去1年間の転倒経験者の割合は増加した。またどの年齢群においても男性より女性で転倒経験者の多い傾向が示された。転倒時の活動では、歩行中の転倒が42.3%と最も多い傾向にあった。転倒経験群と転倒経験の無い群で歩行データを比較した結果、転倒経験群は通常歩行時の平均速度、鉛直方向の床反力ピーク値、足関節底屈ピークトルクが有意に小さい特徴が認められた。今後、転倒経験者の歩行変量間の関連を分析すると共に、対象の背景因子(性、年齢、ADL因子、既往歴・現病歴)を検討に加え、中高齢者における歩行動作の転倒関連因子を明らかにする予定である。本年度は、前年度に引き続き国立長寿医療センター研究所・疫学研究部が行なう「老化に関する長期縦断疫学調査;NILS-LSA」に参加する中高齢者の歩行および転倒に関するデータベース用い、転倒経験者における歩行動作の特徴を横断的に検討することを到達目標とした。自記式の調査票を用いて,転倒経験の有無,転倒状況,転倒方向の回答を得た。また対象が通常・速歩行した際の速度、歩幅、歩調、関節角度、床反力、下肢関節トルクを3次元映像解析法(DLT法)を用いて算出した。全歩行変量に年齢・速度との関連および性差が認められるため、年齢・速度を調整した共分散分析で,男女別に「転倒経験者と転倒非経験者」,「歩行中転倒経験者と転倒非経験者」,「歩行中前・横・後方向転倒経験者と転倒非経験者」各群の歩行変量を比較した。

その結果、男女とも,接地直後の前後方向床反力ピーク,支持期足関節角度範囲に有意な群間差が認められ、特に男性では転倒経験の有無の比較において、女性では転倒方向の比較においてその差が顕著であった。それらの結果をふまえ、さらに歩行中の足関節底屈ピークトルク値によって対象を2群(20パーセンタイル未満群/以上群、カットオフポイント59.8Nm)に分け、年齢、性、身長、体重、歩行速度を調整した多重ロジスティック回帰分析を用いて、転倒経験の有無との関係を検討した。その結果、20パーセンタイル以上群に対する未満群の転倒経験のOdds比は1.31(95%信頼区間1.03-1.66、p<0.05)と有意であった。以上より転倒経験者の歩行動作に関して、1)年齢・性の影響を考慮する必要があること、2)歩行中の足関節運動が変容すること、が認められた。本年度は、前年度に引き続き国立長寿医療センター研究所・疫学研究部が行なう「老化に関する長期縦断疫学研究;NILS-LSA」に参加する中高齢者の歩行および転倒に関するデータベースを用い、転倒経験者における歩行動作の運動力学的特徴を横断的に検討することを到達目標とした。対象者は、愛知県の大府市ならびに知多郡東浦町在住の地域住民より性・年代別に層化無作為抽出した40-84歳のNILS-LSA第3次調査の参加者男女2,301名である。自記式の調査票を用いて、転倒経験の有無の回答を得、3次元映像解析法(DLT法)により対象が通常歩行した際の身体重心の並進歩行速度の平均値(以後歩行速度と略記する)・足関節底屈トルクのピーク値(以後足関節底屈ピークトルクと略記する)を算出した。転倒非経験者と比較して、転倒経験者は有意に女性に多く高齢であり、足関節底屈ピークトルクが低かった(Student t検定、p<0.001)ことから、歩行中の足関節底屈ピークトルクによって対象を2群(20パーセンタイル未満群/以上群、カットオフポイント59.8Nm)に分け、年齢、性、身長、体重、歩行速度を調整した多重ロジスティック回帰分析を用いて、転倒経験の有無との関係を検討した。以上より転倒経験者は歩行中の足関節底屈運動の小さい運動力学的特徴が認められた。本結果については国際学会7th World Congress on Aging and Physical Activityにて発表したところ、その研究意義が認められ若手優秀賞を受賞した。今後は転倒経験が及ぼす歩行の運動力学的変量への影響を検討するため、縦断的分析が必要であると考えられる。
植物のフォスファチジン酸生合成の人為的コントロールによる耐病性付与に関する研究

タバコ植物Nicotiana benthamianaをモデル植物として、植物の自然免疫誘導機構の概要を明らかにしてきた。その結果、フォスファチジン酸代謝に関わるDS1は親和性の病原細菌、青枯病に対して発揮される基礎的抵抗性にかかわることを明らかにした。一方で、フォスファチジン酸キナーゼは植物免疫の制御に関与しないことを示した。また、フォスファチジン酸の下流で働く情報伝達因子として、ジャスモン酸、活性酸素代謝が関わることを明らかにした。また、DS1発現抑制形質転換タバコ、トマトの作製、DS1遺伝子変異体シロイヌナズナのホモ系統も単離できた。DS1遺伝子プロモーターの単離に成功した。フォスファチジン酸キナーゼ(Phosphatidic acid kinase; PAK)遺伝子の単離と機能解析を行った結果、期待していた植物免疫応答への関与が顕著でないことが明らかとなった。そのためPAKに関する解析を中断した。そこで、PAK研究に代わって、フォスファチジン酸フォスファターゼ(Phosphatidic acid phosphatase; PAP)遺伝子抑制形質転換植物の解析、PAPプロモーターの解析に力を入れることに研究をシフトした。CaMV由来35Sプロモーターの下流にヘアピン構造のRNAを発現する(RNAiコンストラクト)を用いて、フォスファチジン酸フォスファターゼ抑制形質転換タバコ(10系統)およびトマト(5系統)を作成の作出を完了した。形質転換タバコに関してはT3世代(固定系統)種子を十分両得ている。現在は、形質転換タバコ植物の耐病性検定を進めている。また、形質転換トマトに関しては、固定系等を得るための培養を進行中である。また、フォスファチジン酸フォスファターゼ遺伝子プロモーターに関しては、Nicotiana benthamianaのドラフトゲノム配列より、フォスファチジン酸フォスファターゼに対応する配列情報を検索し、PCR法によって約2kbpのフォスファチジン酸フォスファターゼプロモーター領域の単離に成功した。プロモーターの配列情報からは、MYBやWRKY転写因子との相互作用が予想される入れるが複数存在することが判った。現在は、プロモータ全長、および種々のデリーションプロモーターとレポーター遺伝子の融合コンストラクトを作成中である。植物ー病原体相互作用は過敏感反応に代表される植物免疫の誘導機構に焦点が当てられ、世界中で精力的に解析が進められている。特に病原体の感染の認識に関わるレセプターの同定と認識の分子機構、細胞内情報伝達にかかわるタンパク質分子に関しては世界的に注目され、精力的に研究がすすめられている。一方、1植物の病害感受化・受容化機構に関しては未知な部分が多い。申請者は植物の免疫応答発動システムのみならず、植物の罹病化・病害感受化機構の解析を進めてきた。その過程でリン脂質、特にフォスファチジン酸(PA)含量の変化が植物免疫応答の調節に関与することを見出だした。これまでに、1PAを脱リン酸化しジアシルグリセロールに変換するPAフォスファターゼ(PAP)遺伝子をノックダウンした植物では、PAの蓄積に伴い耐病性が向上すること。2PAPノックダウンした植物では、PAの蓄積量が増加しているが通常の植物と変わりなく成長し、免疫応答の活性化も起こっていない。しかし病原体の感染を受けると、通常の植物と比較して過剰なPAの蓄積に伴う急激・強力な免疫応答が誘導されるプライミング(病原体に対する反応性を高めるられる状態)が生じる。ことを明らかにしている。そこで、本研究は植物細胞内でのPA蓄積量の人為的上昇による植物の耐病性を向上について検討するために、1PAP抑制形質転換タバコ植物の作出、PAP遺伝子欠損シロイヌナズナ系統の収集と種々の病原体への免疫反応の検討。2プライミング効果を誘導するために必要な感染刺激についての詳細な解析を行う。3PAP抑制植物内で蓄積しているPAの分子種を解析し、プライミング効果を持つPA分子を特定する。ことを目的とした。フォスファチジン酸を介した植物免疫機構の解明と本免疫機構を利用した病害防除法の確立に向けて、下記の研究を推進した。恒常的にフォスファチジン酸を蓄積する植物をRNAi法により作出を行った。10系統のRNAiタバコ植物を用いた耐病性検定を行ったところ、複数の系統で」青枯れ病菌の増殖が抑制される結果を得た。また、RNAi法により5系統のRNAiトマト植物の作出にも成功し、ホモ系統をえた。今後はこれらRNAiタバコ・トマト植物を用いた詳細な耐病性検定を行うことにより、フォスファチジン酸代謝をターゲットにした新奇病害防除法開発へ向けた研究ができる状態になった。また、フォスファチジン酸代謝に関わるフォスファチジン酸脱リン酸化酵素のプロモーターの単離をタバコ植物で行った。

さらに、レポーターGUS遺伝子との融合遺伝子を作製した。現在は、フォスファチジン酸脱リン酸化酵素プロモーター・GUS融合遺伝子を発現すルタバコを作成中である。本植物を用いることによりフォスファチジン酸脱リン酸化酵素の発現解析が可能となる。植物病理学PAKが植物免疫応答への関与が顕著でないという期待とは異なるが一定の結果を得た。また、フォスファチジン酸フォスファターゼ抑制形質転換植物に関して、タバコ直物では10系統作成し、耐病性等の詳細な検討を進める段階に到達した。また、実用作物への展開を図るべくトマト植物を用いたフォスファチジン酸フォスファターゼ抑制形質転換植物に関しても5系統得ることができた。さらに、フォスファチジン酸フォスファターゼ遺伝子のプロモーターの単離にも成功している。そのような理由から、おおむね計画通りに研究は遂行できているものと判断している。1PAP遺伝子抑制形質転換植物の作出:カリフラワーモザイクウイルス由来の35Sプロモーターの下流にヘアピン構造のRNAを発現するようにPAP遺伝子断片を挿入したコンストラクト(RNAiコンストラクト)を、アグロバクテリウムを介して形質転換Nicotiana tabacum(普通タバコ)に導入し、12系統の形質転換体を得た。現在、効率よくPAP遺伝子が抑制された系統の選抜を行っている。また、トマト(品種マイクロトム、マネーメーカー)の形質転換植物を作製・選抜を進めている。2PAP様遺伝子欠損シロイヌナズナを用いた解析:シロイヌナズナには多数のリン脂質脱リン酸化酵素遺伝子が存在する。そのうち、PAPとして機能することが明らかにされている遺伝子の欠損変異体(LPPγ、LPPε1、LPPε2、LPPε1ε2、pah1、pah2、pah1pah2)について、種子の収集が終了した。現在、青枯病細菌およびトマト斑葉病細菌を用いて、耐病性検討を行っている。3PAP遺伝子抑制植物におけるプライミングの分子機構の解析:PAP遺伝子抑制タバコ植物、対照植物に種々の感染刺激を与えた場合の免疫応答の変化を、活性酸素の生産、PR遺伝子の発現を指標に調べた。キチン等の細胞死を引き起こさない感染刺激を与えた場合、活性酸素の生産、PR遺伝子発現の上昇は認められなかった。一方、過敏感細胞死を誘導する非親和性細菌の感染やエリシチンタンパク質の処理では劇的な活性酸素の生産、PR遺伝子発現上昇が認められた。フォスファチジン酸フォスファターゼ抑制形質転換タバコ植物10系統から、効率的にフォスファチジン酸フォスファターゼが抑制されている系統を選抜し、種々の病原体に対する応答を解析していく。フォスファチジン酸フォスファターゼ抑制トマト植物に関して同様に固定系統を選抜し、耐病性検定に進める。フォスファチジン酸フォスファターゼ遺伝子プロモーターに関しては、レポーター遺伝子との融合コンストラクトの作成、形質転換タバコ植物・培養細胞を作成し、フォスファチジン酸フォスファターゼ遺伝子の誘導に関わる植物細胞内情報伝達因子、病原体エフェクターの単離を進める。
BMPアンタゴニストTsukushiの網膜神経幹細胞における役割

本研究では、私達が単離した新規BMPアンタゴニストTsukushi遺伝子の網膜神経幹細胞における細胞増殖・分化機構の解明を目的とし、マウス網膜神経幹細胞を単離し培養する系を主に用いてBMP-Tsukushiシグナルの幹細胞における役割を検討した。生後2-3ヶ月の野生型またはTsukushi欠損マウスから毛様体を剥離し、ニューロスフィアの培養系を確立した。眼1個あたりのニューロスフィアの数を数えたところ、Tsukushi欠損マウスでは野生型に比べてその数が30%ほど多かった。次に、ニューロスフィアの直径を測定し、比較した。30μm以上の直径を持つニューロスフィアの割合は野生型では5%であったが、Tsukushi欠損マウスでは20%に増加していた。さらに、1次ニューロスフィアをトリプシン処理して細胞をバラバラにした後、2次ニューロスフィアを形成させたところ、Tsukushi欠損マウスでは野生型に比べてその形成率がほぼ2倍になっていた。以上の結果かも、ニューロスフィアにおいて、Tsukushiは細胞の増殖を抑え、維持する機能を持つと考えられる。今後は、Tsukushiの細胞分化への影響を調べるために、各々のニューロスフィアをラミニンコートしたプレート上で、網膜幹細胞の分化を誘導する条件で培養し、様々な細胞マーカーで染色して細胞分化への影響を調べる予定である。さらに、Tsukushiがどのような分子と相互作用を行い、細胞増殖を制御するニッチ分子として機能するのか追求していきたい。
Sr_2RuO_4の超伝導状態における自発磁化の探索と超伝導特性の研究

NMRやμSRの測定によりスピン・トリプレット超伝導体であると考えられているSr_2RuO_4の超伝導状態が時間反転対称性の破れを伴うものであるかどうかを確認するため、微小ホール素子による局所磁場測定を行った。用いたホール素子は磁場感知部が5x5μm^2のものでり、試料の端に感知部を配置することにより自発磁化の発生にともなう局所磁場の検出を目指した。しかし、ゼロ磁場下での測定において0.1G以上の信号を現出することができなかった。この原因として時間反転対称性を破る状態が存在しないとも考えられるが、別の可能性として向きの異なるカイラルドメインからの局所磁場が打ち消し合い、ホール素子で感知されなかった可能性がある。カイラルドメインの大きさを見積もる有効な理論的枠組みはないが、逆にカイラルドメインの存在にも関わらず0.1G程度の磁場しか観測されないための、カイラルドメインの大きさを計算から求めた。簡単のためにカイラルドメインをストライプドメインとし、そのドメイン境界周辺に自発磁化の起因となる電流が対向して流れているとした。その結果、測定される局所磁場はカイラルドメインの大きさだけでなき、ホール素子の試料からの距離にも敏感に依存するが、1μm程度の現実的距離を仮定した場合、カイラルドメインの大きさは5μm^2よりはるかに小さくなくてはならないことが明らかとなった。一方、局所磁化ヒステリシスの測定には磁束密度がゼロ、すなわちカイラルドメインが存在した場合、ドメイン境界が存在する時にのみ磁化が減少するという異常が系統的に現れることが明らかとなった。
他者の行為理解の発達プロセス及びそのメカニズムの解明 : 知覚と行為の関連から

本研究の目的は,他者の行為理解の個体発生的起源に関する証拠と,その機能やメカニズムを実証的に検討することにある。申請者はこれまでの研究によって,ミラーニューロンシステムのダイレクトマッチング仮説の観点から,乳児期初期において他者の行為理解(行為の目標予測)と乳児自身の運動能力の発達的対応を示した。このテーマに関連した研究成果は,すでに国内外の学会で発表され,すでに国際誌に刊行されている(Kanakogi & Itakura, 2010; 2011)。また,ダイレクトマッチングによる他者の行為理解の感情的な側面として位置づけられる同情や共感という現象に関して,その個体発生的な起源を検証する実験を行った。その結果,生後幼い時期でも他者に対する同情的態度を示すという結果が得られた。この研究成果も,すでに国内外の学会で発表され,国際誌に投稿中である(Knakogi, Okumura, Inoue, Kitazaki, & Itakura, submitted)。これらの2つの研究の意義は,他者の行為理解の個体発生的な証拠を,自己と他者の関連性から実証的に行った点にある。これらの研究は,当該分野において独創的であり,その分野において非常に重要な研究に位置づけられることが予想される。また,成人を対象に,無生物の行為理解にかかわる神経基盤を検証するfMRI実験を行った。その結果,生物性の認知にかかわる領域(メンタライジング領域)が,ミラーニューロンシステムの活動を誘発するという仮説通りの結果は得られなかったが,無生物の社会的相互作用を観察している際に,生物性の認知にかかわる領域(メンタライジング領域)が活動し,その脳活動がのちの無生物に対する向社会的行動を予測することが明らかにされた。現在,この研究成果を国際誌に投稿すべく,英語論文を執筆している(Kanakogi et al., in prep)。申請者はこれまでの研究によって,ダイレクトマッチング仮説の観点から,乳児期初期において他者の行為理解(行為の目標予測)と乳児自身の運動能力の発達的対応を示した。本年度は,この研究を国内外の学会で発表するとともに,その研究領域に関するレビュー論文や実験論文を国際誌に投稿し,前者は刊行されるまでに至った。また,この研究を拡張する形で,ダイレクトマッチングによる他者の行為理解の感情的な側面として位置づけられる同情や共感という現象に関して,その個体発生的な起源を検証する実験を行った。その結果,生後幼い時期でも他者に対する同情的態度がみられるという結果が得られた。この研究成果に関しても,論文を執筆するとともに,来年度には国内外の学会でその成果を発表する予定である。これらの2つの研究の意義は,他者の行為理解の個体発生的な証拠を,ダイレクトマッチング仮説の観点から実証に行った点にある。これらの研究は,当該分野において今までにない知見を提供することにより,その分野において非常に重要な研究に位置づけられることが予想される。また,乳児研究と並行して,成人を対象に,生物と無生物の行為理解における異なる発達経路に対応する神経基盤の検証も行っている。この研究は未だサンプル数は少ないが,無生物の行為理解において,社会性の認知に関わる領域(メンタライジング領域)が,ミラーニューロンシステムの活動を誘発するという結果が得られている。この結果は,メンタライジング領域とミラーシステムに相互作用があることを示しており,行為理解の神経基盤に関する研究分野に新しい知見を付与する可能性を秘めている。
老化葉における2つの異なるオートファジー経路を介した葉緑体分解の制御機構

本研究では老化葉で起こる葉緑体のオートファジーによる分解について、膜動態と関連する遺伝子について解析した。得られた結果は、(1)葉緑体は、RCB小胞とは異なり、液胞膜の陥入によって液胞内に取り込まれること、(2)葉緑体オートファジーにはオートファジー関連遺伝子(ATG)4に加えてATG2, 5, 7, 10が関与していること、が示唆された。本研究では、光合成機能と栄養素の体内リサイクル機構の両面から、植物の生長や環境応答性に深く関わる、植物特有のオルガネラ「葉緑体」のオートファジーによる分解の制御機構について、モデル植物シロイヌナズナを材料に分子レベルで明らかにすることを目的とした。葉緑体オートファジーにはRCBを介した部分分解と葉緑体本体の分解の2つの様式があるが、ここでは特に葉緑体本体のオートファジーに焦点を絞り、液胞内腔に至るまでの輸送形態(膜動態)や輸送に必須な遺伝子群や制御機構について明らかにするため、本年度は以下の2項目について解析を進めた。(1)ライブセル蛍光イメージングによる葉緑体の液胞への移行様式の解析葉緑体は液胞膜の陥入、すなわちミクロオートファジーの様式で液胞内部に取り込まれていることが、申請者らの予備的な観察結果から示唆されていた。この点について検証するため液胞膜とオートファゴソーム膜を同時に蛍光で可視化する形質転換体の作出をすることにした。具体的にはGFP-ATG8とRFP-γ-TIP、RFP-ATG8とGFP-γ-TIPを共発現する形質転換体の作出を進めた。各発現ベクターの構築と形質転換については終了し、現在はより蛍光強度が強い個体を選抜中である。(2)葉緑体本体のオートファジーに必須な遺伝子群の特定これまでに酵母とシロイヌナズナでのゲノム配列の比較から、マクロオートファジーに必須の遺伝子ATG群32種のうち、16種について植物ホモログ遺伝子AtATG群が同定されている。これらの遺伝子を欠損する変異体における葉緑体数の減少をモニターすることで、葉緑体オートファジーに必須なAtATG遺伝子群を特定することにした。今年度は各ATG遺伝子破壊変異体の単離、ならびにそれらをバックグラウンドに葉緑体移行GFPを発現する形質転換体を作出する準備を進めた。本研究では、光合成機能と栄養素の体内リサイクル機構の両面から、植物の生長や環境応答性に深く関わる、植物特有のオルガネラ・葉緑体のオートファジーによる分解の制御機構について、モデル植物シロイヌナズナを材料に分子レベルで明らかにすることを目的とした。葉緑体オートファジーにはRCBを介した部分分解と葉緑体本体の分解の2つの様式があるが、ここでは特に葉緑体本体のオートファジーに焦点を絞り、液胞内腔に至るまでの輸送形態(膜動態)や輸送に必須な遺伝子群や制御機構について以下の2項目に絞り解析した。この点について検証するため液胞膜とオートファゴソーム膜を同時に蛍光で可視化する形質転換体を用いて明らかにすることとした。具体的には、特に今年度はGFP-ATG8とRFP-γ-TIPを共発現する形質転換体の作出と選抜を進めたが、葉緑体の液胞への移行を明確にとらえるまでには至らなかった。解析の結果、これまでに明らかにされていたAtATG4に加え、AtATG2,5,7,10についても葉緑体オートファジーに関与していることが示唆された。
有機－無機ハイブリッド化を経由するシングルレイヤーゼオライトの合成

ゼオライトは触媒や吸着剤として広く利用されており、これを“シングルレイヤー"、すなわちユニットセルの厚さ程度に薄膜化できれば細孔内に入らない大きな分子に対しても高い触媒活性・吸着性能を示すと期待できる。研究代表者らは、末端有機基を持つ有機シランの自己組織化により、様々な種類の有機基・結晶構造・元素組成を有する有機ー無機ハイブリッド物質を合成することに成功し、これらの物質がゼオライト様シリケート薄膜と末端有機基が交互に積層した構造を持つことを明らかにした。一部の物質は、その構造から予想されるように、有機溶媒中で層剥離が起こり薄膜化させることができた。本研究では、研究代表者らがすでに報告している有機ー無機ハイブリッド型多孔体KCS-2の合成手法を発展させ、容易に剥離可能な薄膜状ゼオライトを開発することを目的としている。平成28年度は、研究計画に従い、末端型有機シランからの結晶性層状シリケート材料の合成について集中的に検討した。まずフェニルトリエトキシシランをケイ素源として用い、その結晶化を試みた。合成温度や原料混合比などの条件を変化させた合成を網羅的に行うことにより、結晶性物質を得ることに成功した。この物質(以下、KCS-5とする)の結晶化には低いH2O/Si比が有利であり、合成温度やOH/Si比、Al/Si比に最適値が存在することを明らかにした。この知見を活かしながら、異なる有機基を持つ末端型有機シランについても検討し、シクロヘキシル基や、n-ヘキシル基などの直鎖アルキル基を持つ有機シランからも層状構造を持つと思われる結晶性アルミノシリケート物質を得ることに成功した。ベンゼン環を持たない有機シランからも結晶性物質が得られ、さらに直鎖アルキルシランを用いた場合には炭素鎖が長い有機シランからの生成物が大きな層間距離を持つことが示唆されていることから、研究計画時に想定した、脂質二重層類似構造体を経由するスキームにより結晶化したと考えられる。得られた物質について元素分析を行うとともに、熱重量分析で構造安定性を、窒素吸着測定により表面積や細孔容積を、ベンゼン吸着測定により有機分子に対する親和性をそれぞれ評価した。KCS-2のような12員環大細孔を持つと思われるものはこれまでに得られていないが、すべての物質で有機分子に対する高い親和性が見られており、ベンゼンに対する飽和吸着量はKCS-2のそれを超えるものであった。また、KCS-5の構造はフェニル基が燃焼する500°C程度まで安定に保持されることが示された。本研究の目的である「薄膜化されたゼオライト」の開発のためには、末端型有機シランからの三次元構造体の結晶化というに高いハードルを超えなければならなかったが、様々な合成条件を変化させた合成を網羅的に行うことにより、平成28年度の目標である結晶性物質の合成に成功した。さらにそれにとどまらず、様々な有機シランから結晶性物質を得ることに成功している。これまでにKCS-2のような大きな細孔を持つと思われるものは得られていないが、有機分子に対する高い親和性は明らかになっており、その高い構造安定性とあわせ、材料としての今後の開発が期待できる。また実験結果は、研究計画時に想定していたとおりの「加水分解したケイ素源が有機基を内包する形で脂質二重層類似構造体を形成し、親水部でアルミノシリケート層が結晶化する」という生成スキームを支持しており、本研究の見通しの確かさも示された。層状シリケートである粘土鉱物の結晶構造決定は一般に困難だとされている。本研究での合成のターゲットとなる有機ー無機ハイブリッド型層状シリケートについても未知構造の決定は難しいと想定され、そのため生成物の結晶構造解析は本研究の達成目標には含めていなかった。しかしKCS-5についてはその結晶構造が研究協力者により決定され、KCS-5はSOD型ゼオライトを構成するアルミノシリケート層が積層し、層間にフェニル基が突き出たような構造をとっていることが明らかになった。この構造は本研究が最終目標とするシングルレイヤーゼオライトの積層体そのものであり、このことは平成28年度の材料合成が最終目標の直前まで進捗していることを示すとともに、今後の検討によるユニットセルレベルで薄膜化されたゼオライトの開発を期待させるものである。以上のことから、本研究では研究計画時の想定を超えた進捗が見られたと考えられる。平成28年度の研究で、フェニル基を持つ有機シランから新規多孔質材料KCS-5を結晶化させることに成功し、このKCS-5が薄膜状のSOD型ゼオライトとフェニル基が交互に積層した構造を持つことを明らかにした。またKCS-5は研究計画時の想定通り脂質二重層類似構造体を経由して結晶化することが示唆された。そこで平成29年度もこの結晶化ルートによる新規物質開発を継続した。原料シラン化合物の有機基や無機層を構成する元素の多様化を試み、様々な未知構造物質を得ることに成功した。原料シランの有機基を変化させた場合、単に生成物の有機基が変化するだけでなく、いくつかの場合にシリケート層の結晶構造も変化した。多くの場合6員環と4員環からなるシリケート層が得られる一方で、かさ高い有機基を持つ原料シランからはより大きな8員環を持つシリケート層も得られたことから、有機基の立体障害によりシリケート構造が変化することが示唆された。また、有機シランの代わりに有機ホスホン酸を原料とすることで、アルミノリン酸骨格を持つ未知構造物質を得ることに成功した。

物質により特異的に親油的あるいは親水的な表面性状を持つことがわかっており、さらなる構造解析を通じ、結晶構造と物性の関係を明らかにしたい。材料応用を念頭に、すでに得られている物質の物性評価も進めた。フェニル基を持つKCS-5は熱安定性が高いだけでなく様々な有機溶媒中でもその構造は変化せず安定であった。一方、メチル基を持つKCS-11はアルコール溶媒中で熱処理することにより層間の膨潤が見られ、さらに激しい条件下での処理により層剥離が起こったことが示唆された。分解能の限界によりAFM観察で単層までの剥離が起こっているかは確認できなかったが、生成物の構造・物性の評価は今後も継続して行う。ゼオライトは触媒や吸着剤として広く利用されており、これを“シングルレイヤー"、すなわちユニットセルの厚さ程度に薄膜化できれば細孔内に入らない大きな分子に対しても高い触媒活性・吸着性能を示すと期待できる。研究代表者らは、末端有機基を持つ有機シランの自己組織化により、様々な種類の有機基・結晶構造・元素組成を有する有機ー無機ハイブリッド物質を合成することに成功し、これらの物質がゼオライト様シリケート薄膜と末端有機基が交互に積層した構造を持つことを明らかにした。一部の物質は、その構造から予想されるように、有機溶媒中で層剥離が起こり薄膜化させることができた。平成28年度の材料合成は計画どおり順調に進んだため、平成29年度も研究計画に沿って、2つのアプローチで新規材料の開発を進める。1つめのアプローチでは、ゼオライト合成によく用いられるstructure-directing agent(SDA)の利用を検討する。有機4級アンモニウムなどのSDAはゼオライト構造の多様化に大きな役割を果たしてきた。そこで本研究でも様々なSDAを合成に用い、多様な構造のシリケート層の形成を試みる。もう1つのアプローチとしてヘテロ金属種の導入を試みる。ゼオライトの合成では、ケイ素以外の金属種、すなわちヘテロ金属種の導入が結晶構造にバリエーションを与える因子であることが知られている。そこで、ゼオライトで特異な構造ユニットを与えることが知られている亜鉛やゲルマニウム、粘土鉱物に含まれるマグネシウムなどをアルミニウムの代わりに用い、多様な結晶構造の形成を狙う。これらの合成においても、温度や原料混合比などを変化させながら、合成条件の探索、最適化を行う。すでにKCS-5において示されたように、得られた材料はゼオライト様のアルミノシリケート層が有機基を層間にはさみながら積層した構造とると考えられる。そこで平成29年度の研究では、そのシリケート層の剥離も試みる。これらの材料のシリケート層どうしの相互作用は共有結合などに比べ弱く、比較的容易に層剥離できると考えられる。例えば、ヘキサンやトルエンなどの有機溶媒中に分散させ、超音波処理するなどして層剥離を試みる。処理後の分散媒を基板上にコーティングし、原子間力顕微鏡で観察するなどして、シングルレイヤーへの剥離を確かめる。無機材料工学、触媒工学
非神経組織における神経栄養因子およびその受容体の発現・機能の検討

神経栄養因子(NGF、BDNF、NT-3、NT-4)の非神経組織での機能を明らかにする一環として、本研究では、強い精巣毒性を持つカドミウム(Cd)に注目し、その精巣毒性発現過程での神経栄養因子およびそれら受容体遺伝子の発現変動を検討し、神経栄養因子の精巣毒性、精巣機能への関与の可能性を評価することを目的とした。まず、20μmol/kg体重の塩化Cdを7週齢SDラット、ddyマウスに皮下投与後、経時的にこれら遺伝子の発現を検討したが、これら遺伝子の多くについて、精巣構成細胞の傷害と一致して投与後4896時間で発現変動が引き起こった。次に、5,10,15,20μmol/kg体重の塩化Cdを7週齢SDラット、ddyマウスに皮下投与96時間後にこれら遺伝子の発現を検討した。その結果、精巣構成細胞の傷害性が顕著に認められる15μmol/kg体重以上の投与量で発現の変動がみられた。さらに、5、10、15、20μmol/kg体重の塩化Cdを3、7および12週齢SDラットに投与後、96時間での精巣におけるこれら遺伝子の発現変動を調べた。3、7週齢では15μmol/kg体重以上で発現の変動がみられたのに対し、12週齢では10μmol/kg体重以上から認められた。これらの変動は、精巣構成細胞の傷害性にほぼ一致していた。以上のように、神経栄養因子およびその受容体の多くは、Cdの精巣毒性発現に付随して発現変動が引き起こり、その変動には、投与量依存性と週齢差が見られた。したがって、神経栄養因子はCdの精巣毒性発現機構に関与している可能性が考えられ、その役割をさらに追究することにより、Cdの精巣毒性発現機構、神経栄養因子の精巣での機能が明らかになるものと思われる。NGF、BDNF、NT-3を代表とする神経栄養因子は、最近、非神経組織でも重要な役割を果たすものと考えられるようになってきた。しかしながら、非神経組織での神経栄養因子とその受容体の発現機構の解明や機能解析は、神経組織に比べ未だ大きく立ち遅れている。本研究では、非神経細胞培養株や、ラット、マウスの非神経組織での神経栄養因子や受容体の発現様式を検討することなどにより、非神経組織での神経栄養因子の役割を追究することを目的とした。本年度は、1.40種のヒト癌細胞株、および5種のヒト正常組織由来細胞株において、神経栄養因子(NGF、BDNF、NT-3)、受容体(TrkA、TrkB、TrkC、低親和性受容体)の遺伝子発現を検討した。次年度以降、この結果に基づき、それぞれの細胞の神経栄養因子に対する応答性を、増殖能等で評価するとともに、アンチセンスやRNA干渉などにより、神経栄養因子や受容体の発現をブロックすることで、どのように細胞機能が変化するかを検討し、それぞれの細胞に対する神経栄養因子の役割を推定することとする。2.ラットの部分肝切除を行い、肝再生過程での各種神経栄養因子および受容体の遺伝子発現を検討した。その結果、BDNFの著しい発現上昇が切除後30分で見られ、肝再生にBDNFの関与が期待された。3.強い精巣毒性を示す塩化カドミウムを、ラット・マウスに投与し、経時的に精巣での神経栄養因子および受容体遺伝子の発現をRT-PCRで検討し、数種の遺伝子において発現の変動が見られた。

このことから、カドミウムの精巣毒性発現に神経栄養因子および受容体の発現変動が、密接に関わる可能性が考えられ、今後、この点をさらに精査するとともに、内分泌攪乱物質を含めた環境化学物質についても検討する予定である。また、精巣機能発現への神経栄養因子の関わりについても評価する予定である。NGF、BDNF、NT-3を代表とする神経栄養因子は、最近、非神経組織でも重要な役割を果たすものと考えられるようになってきた。しかしながら、非神経組織での神経栄養因子とその受容体の発現機構の解明や機能解析は、神経組織に比べ未だ大きく立ち遅れている。本研究課題では、非神経細胞培養株や、ラット、マウスの非神経組織での神経栄養因子や受容体の発現様式を検討することなどにより、非神経組織での神経栄養因子の役割を追究することを目的とした。本年度は、出生後のラット精巣での神経栄養因子および受容体遺伝子の発現様式を検討することで、精巣機能発現に対する神経栄養因子関与の可能性を評価した。生後2、7、10、15、21、40、60日のWistarラットから精巣を取り出し、神経栄養因子(NGF、BDNF、NT-4)、それら受容体(TrkA、TrkB、TrkC、LANR)および、精巣構成細胞特異的発現遺伝子(Leydig細胞;LH受容体、Sertoli細胞;FSH受容体、精母細胞;TH2B、精子細胞;TP1、TP2)の遺伝子発現をRT-PCR法で検討した。FSH受容体は検討した期間全般でほぼ同一の発現が、LH受容体は7-10日で発現が低下した後60日まで上昇が、TH2Bは成長と共に発現上昇が、TP1、TP2は40、60日で発現が認められた。一方、NGFはLH受容体と類似の発現が、BDNF、NT-3、NT-4は生後徐々に発現が低下し、21日以降発現がほとんど認められなくなった。また、LANRは成長過程で発現が低下する傾向にあり、TrkBは逆に発現上昇、TrkAは15-21日で発現上昇を示した。以上の結果から、精巣の成長過程で、神経栄養因子が何らか重要な役割を果たしていることが推定された。【目的】これまでの本研究課題による研究から、神経栄養因子が精巣の成熟過程やカドミウムの精巣毒性発現過程で重要な役割を果たす可能性を示してきた。特に、塩化カドミウム(Cd;520μmol/kg体重)を投与した7週齢の雄性SDラットの精巣での神経栄養因子(NGF、BDNF、NT-3)およびその受容体(TrkA、TrkB、TrkC、LANR)の遺伝子発現を検討したところ、組織傷害や精巣構成細胞特異的発現遺伝子の発現低下が顕著に認められる15μmol/kg体重以上の投与量でそれら遺伝子の発現が変動することを見いだしたため、本年度は、それら発現変動に週齢差があるか否かを検討した。【方法】3、7および12週齢雄性SDラットにCd(5、10、15あるいは20μmol/kg体重)を単回皮下投与し、96hr後に精巣を摘出し、総RNAを調製した。RT-PCR法により神経栄養因子およびその受容体遺伝子、精巣構成細胞特異的発現遺伝子(Sertoli細胞:FSHR、Leydig細胞:LHR、精母細胞:TH2B、P19、精子細胞:TP1、TP2)の発現を検討した。【結果、考察】12週齢のラットでは、10μmol/kg体重以上の投与量でNGF、BDNFの発現上昇と受容体(TrkB、TrkC、LANR)および精巣構成細胞の特異的発現遺伝子の発現低下が見られた。一方、3、7週齢ラットでは、これらの発現変動は15μmol/kg体重以上の投与量で見られた。これら発現変動の相違から、Cdの精巣毒性に対する感受性には週齢差があることが示唆された。
ロッキング制振建築構造システムの応用と展開

柱の浮き上がりを伴うロッキング構造システムは,重力による鉛直荷重を活用して地震応答低減を図る。浮き上がりに伴って降伏するベースプレートを柱脚部に設置した架構を対象として,今まで地震応答低減効果を明らかにすると同時に課題も指摘してきている。本研究では,本構造システムの応用と展開を図ることを目的として,未だ解明されていない捩れ応答特性の解明,柱脚部浮き上がり架構の課題を克服するための新たな構造システムの提案,耐震設計に関する提言を行う。本研究は,浮き上がりに伴ってるベースプレート(以下BPY)を柱脚部に設置たロッキング制振建築構造システムを対象として,未だ解明されていない捩れ応答特性を明らかにし,かつBPY架構の課題を克服するための新たなロッキング構造システムを提案し,解析及び実験により,本構造システムの応用と展開を図ることを目的とする1.偏心を有するBPY架構における捩れ応答特性と力学機構既往の鉄骨造3層縮小模型BPY架構の3次元振動台実験結果を詳細に分析・検討し,偏心を有するBPY架構の捩れ応答特性とその力学機構及びエネルギー応答特性を把握した。2.柱中間部浮き上がり許容機構を持つ構造システムの地震応答特性BPY架構の最下層層間変形角は柱脚固定架構よりも増大するという課題に対処するために,最下層の柱中間部に浮き上がりを許容する接合部(以下MCU接合部)を設けた新たなロッキング構造システムを検討の対象とする。MCU接合部は,柱軸方向に自由に変位すると同時に柱せん断力を確実に伝達する機能とダンパー機能を併設した機構とし,ダンパーには鋼材履歴,摩擦,粘弾性の3種類を設定し,それらの試設計を行った。さらに,試設計した鋼材履歴ダンパーを有するMCU接合部の基本的な力学特性を検討した。3.初期鉛直張力による自己復元機構を持つ構造システムの地震応答特性BPYを用いないロッキング構造システムとして,構造物自重の代わりにPTワイヤーで初期鉛直張力を導入して架構を初期位置に復元させる新たな構造システムを対象とし,日米共同研究で行ったEディフェンスでのロッキング耐震要素架構振動台実験結果を詳細に分析し,この耐震要素架構の地震応答低減効果を検証した。4.ロッキング構造システムの非構造部材の耐震性種々のロッキング架構の浮き上がり部分に設置される設備配管等が保有する変形追従性能を検討して整理した。本研究は,浮き上がりに伴って降伏するベースプレート(以下BPY)を最下層柱脚部に設置したロッキング制振建築構造システムを対象として,未だ解明されていない捩れ応答特性を明らかにし,かつBPY架構の課題を克服するための新たなロッキング構造システムを提案し,解析及び実験により,本構造システムの応用と展開を図ることを目的とする。1.偏心を有するBPY架構における捩れ応答特性と力学機構偏心率を変数とした3次元地震応答解析により地震時捩れ応答特性を検討し,BPY modelの捩れ応答に関して,鉛直地震動人力成分の影響はあまり大きくないことを明らかにした。2.柱中間部浮き上がり許容機構(以下CMU機構)を持つ構造システムの地震応答特性BPY架構の最下層層間変位角は柱脚固定架構よりも増加する課題に対処するために,最下層にCMU機構を設けたロッキング構造システムを対象として地震応答解析を行い,そのCMU架構の地震応答特性を検討した。また,CMU機構及びそこに併設する鋼材履歴ダンパーを設計し,次年度に実施する静加力実験のためのCMU機構付縮小柱試験体を設計・製作した。3.初期鉛直張力による自己復元機構を持つ構造システム(以下制御型ロッキング架構)の地震応答特性BPYを用いないロッキング構造システムとして,構造物自重の代わりにPTワイヤーで初期鉛直張力を導入して架構を初期位置に復元させる制御型ロッキング架構を対象として地震応答解析を行い,この架構の地震応答低減効果を評価した。4.ロッキング構造システムの非構造部材の耐震性昨年度検討した浮き上がり部分の設備配管等の保有変形追従性能に対して,上記13で対象としたロッキング架構の地震応答時浮き上がり変位がどの程度の値に達するのかを検討した。浮き上がりに伴って降伏するベースプレート(BPY)を最下層柱脚部に設けたロッキング制振建築構造システムを対象として,捩れ応答特性を明らかにし,BPY架構の課題を克服するロッキング構造システムを提案し,解析と実験により本構造システムの応用と展開を図る。1)偏心の有るBPY架構の捩れ応答特性:先行研究の3次元振動台実験の鉄骨造3層縮小模型BPY架構を対象とし,地震動入力レベルと捩れ応答の関係に着目して偏心率を変数とした3次元地震応答解析を行い,その捩れ応答特性と力学機構を評価した。2)柱中間部浮き上がり許容(CMU)機構を持つ構造システムの地震応答特性:BPY架構では柱脚浮き上がりにより架構の剛体回転が生じて上部構造自体の変形が抑制されるため,最大層間変形角は柱脚固定架構よりも概ね小さくなる。

しかし,BPY架構は柱脚部回転固定度が小さく,最下層の層間変位角は柱脚固定架構より増大する。この課題に対処するため,最下層柱中間部にCMU機構を持つ構造システムの地震応答特性を評価した。同時に,CMU機構付縮小模型柱試験体の静加力実験を行い,その基本力学特性を把握した。3)初期鉛直張力による自己復元機構を持つ構造システムの地震応答特性:BPY架構で活用する自重の代わりにPTワイヤーで初期鉛直張力を導入して架構を初期位置に復元させる構造システムを対象として地震応答解析を行い,その適用範囲と応答特性を評価した。この構造システムは,浮き上がり柱の負担自重が少ない架構の場合に自己復元機能を有効に付与できる。4)ロッキング構造システムの非構造部材の耐震性:ロッキング構造システムの地震応答時の最下層部浮き上がり変位に対して浮き上がり部分の設備配管等の保有変形追従性能をどの程度に設定するべきかを検討した。5)まとめと本構造システムの耐震設計に関する提言:本研究を総括し,耐震設計に関する提言を行った。平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震の被害調査のために,研究計画に数ヶ月の遅れが生じたが,その後,研究計画の達成に努力した結果,概ね計画通りの成果を得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後の研究計画の変更はない。研究を予定通り遂行する。
身近な素材を活かすWebコンテンツ開発と教員への研修-雪と気象情報を例に-

身の回りで起こった現象に対する興味・関心を醸成し、それをサポートすることを目的に、雪と気象情報に関するWebコンテンツ開発と教員研修プログラムの開発を進めた。教育現場の教員と連携しながら作業を進め、より実践的に役立つものを目指した。・科学と社会との関わりを意識しながら、「雪」に関する様々な情報を提供するWebページ「北海道雪たんけん館」の開発を進めた:1)前年度に開発した雪面カメラからの画像をWebページ上に取り込み、雪面からの映像と積雪深が表示できるようにした,2)前年度に撮影した空撮ビデオ映像・写真を収録:降雪をもたらす雲、排雪場、十勝から見た日高山脈(天気界)など。人工雪崩のビデオ映像も収録,3)固体降水粒子の写真約300枚を「雪の結晶」、「雪片」、「雲粒付雪結晶,あられ」に大別し、収録,4)北海道の冬や雪まつりなどを題材とした雪を扱った英語ページを制作。・トップページへの年間アクセス数は9万件超であった。平日・日中のアクセスが多いことから、学校からの利用が多いと推定される。また、年間200件を超える質問に回答した。小学校5年生が約半数であった。雪に学ぶ子どもたちをサポートするという意図に沿っていた。・気象衛星の更新に伴い、画像を提供するシステムを新たに構築し、そのWebデザインを行った。静止衛星の仕組み、画像の種類をグラフィックに解説した。気象衛星画像の見方に関する教員向けガイドブック(pdf版)を作成した。・気象情報を扱った教員研修プログラムを開発した。気象衛星画像の見方やインターネットから得られる気象情報、天気予報の仕方、山での気象観測などの演習からなる。1.「雪」に関するWebコンテンツの開発:「教室で使える」内容を「子どもの目線に立った」表現で提供することを心掛け、本年度は以下の項目について作業を進めた。(1)雪面の高さに位置するように常に上下動し、雪面や降雪、吹雪などの様子を捉える雪面Webカ目ラを企画・開発した。雪面の位置はカメラと一体化された上下に駆動可能な赤外線センサーで検出する。センサーの位置から積雪深も計測する。ハード面の試験を終え、データを次年度にWebページ上に公開予定。(2)札幌市内小学校で総合的な学習の時間に児童が行った除雪に関する調べ学習を元に、除雪に関するページを制作した。(3)子どもたちが撮影した冬の生活の様子などに関する投稿ページを制作した。(4)根室市の小学校で毎冬行われるスケートリンク制作の実時を紹介するページを制作した。(5)ヘリコプターを使って、上空からの降雪雲や排雪場などの冬景色の撮影を行った。次年度にWebページ上に公開予定。2.学校教育現場での実践によるコンテンツ利用方法の検討:道内教育現場の先生方に協力を依頼し、学校での実践を進めた。「冬の暮らしの達人発見!」などの単元構成や本時案をWebページ上に公開した。3.教員研修プログラム等の開発:多くの学校で雪や気象の授業を活性化させるためには、教員対象の研修が不可欠である。そこで、開発を進めてきた雪に関するWebページの利用法を検討する研究会を開催した。また、文科省SPP事業の一環として行われた気象関連ワークショップの教材開発を進めた。
オンライン技術を用いた裁判外紛争処理手続の実証的研究

平成14年度は、主としてオンラインオークションに起因するトラブルを対象としたオンライン紛争処理(ODR)の実証実験のため、ハード面ソフト面のシステム構築を行った。具体的には、ウェブページに紛争処理手続のあらましを表示したサイトを構築し、そこにおいて申し込み用のフォームを設置した。他方、申し込み受付からあっせん開始、あっせん処理手続へ、処理の流れを定め、申し込み当事者、相談室(受付担当者)、相手方当事者、あっせん員、そして事務局のデータの送受信および保管、担当者間における共有方法を確立した。さらに、研究協力団体としてシロガネサイバーポールおよび電子商取引振興協議会の参加を得て、シミュレーションによる相談員・あっせん員の予定者の研修を行った上で、実際の事件受付を実施した。なお、その際オークション・サイトの運営会社(Yahoo!)にも協力を得た。加えて計画中のドメスティック・ヴァイオレンス被害者のためのオンラインサポートは、研究協力団体にフェミニスト・サポートセンター東海の参加を得て、サイト構築と手続の流れに関する協議を行った。これらの実証実験は、平成15年度にも継続して実施する予定である。
ライフサイクルを考慮した体系的な補強設計法の確立

構造物の補強工法である接着・増厚補強の統一的な設計法確立のために,既設部と補強部との付着界面の剥離耐力推定モデルを提示するとともに,付着界面強度に与える疲労,湿潤環境,凍結融解作用,界面粗度の影響,最適な補強材料特性と補強法(寸法,箇所)を明らかにした.さらに,交通荷重を模した移動輪荷重下の耐荷力が増厚補強により向上すること,3次元数値解析により補強後の耐荷力のシミュレーションが可能なことを示し,最新の補強設計指針と補強後の耐荷性状推定モデルを提示した.構造物の補強工法である接着・増厚補強の統一的な設計法確立のために,既設部と補強部との付着界面の剥離耐力推定モデルを提示するとともに,付着界面強度に与える疲労,湿潤環境,凍結融解作用,界面粗度の影響,最適な補強材料特性と補強法(寸法,箇所)を明らかにした.さらに,交通荷重を模した移動輪荷重下の耐荷力が増厚補強により向上すること,3次元数値解析により補強後の耐荷力のシミュレーションが可能なことを示し,最新の補強設計指針と補強後の耐荷性状推定モデルを提示した.主な成果を以下に示す.(1)接着工法を施された棒部材の接着界面の剥離も考慮した付着モデル,接着界面および既設部補強筋の付着特性のひび割れ周辺での劣化など,材料の構成則を厳密に考慮した,離散ひび割れ型数値モデル(剛体バネモデル)を適用し,接着補強された部材の引張特性を,コンクリートのテンションスティフネスが,FRPシートの引張剛性により変化する様子を含め,精度よく再現できることを示した.また,既設部の補強筋の付着劣化が,界面の剥離現象に与える影響を数値的に解明した.(2)接着工法を施された面部材の押抜きせん断挙動を,界面での付着構成則を考慮した3次元FEM解析を行って推測し,実験結果と比較することにより,耐力が推定できることを示した.FRPシートが重なり合っている個所の付着性状が異なっていること,耐力を推定する簡便なマクロモデルを,併せて提示した.(3)増厚工法を施された棒部材の接着界面の剥離に関し,曲げひび割れを起点とした剥離耐力を推定する数値モデルを提案した.この数値モデルでは,曲げモーメントが等しい区間,曲げおよびせん断力が作用する(曲げモーメントが変化する)区間,増厚端部の3か所において,界面に作用するせん断力の大きさと,界面のせん断付着強度を計算する手法を提示し,実験結果との比較により,モデルの妥当性を示した.(4)上記(3)のモデルに必要な増厚部のひび割れ間隔を算定するモデルを提案した.増厚部と既設部コンクリートにおいてひび割れの発生時期が異なることなどの理由により,既往の鉄筋コンクリート部材のひび割れ間隔推定法が適用できないことを示し,増厚部と既設部の補強筋の付着,両者の界面の付着を考慮した,新たなひび割れ間隔推定法である.実験結果との比較により,モデルの妥当性を示した.(5)増厚補強後の部材の耐荷性状に与える,既設部に発生したひび割れの影響を実験的に調べ,耐力はほとんど変わらないことを示した.増厚工法((1)から(3))と接着工法((4)(5))に関する主な成果を以下に示す.(1) PCM(増厚材)ーコンクリート(既設部)の界面付着性状は,界面粗度(Ra値)が大きくなるとともにそのせん断付着,引張付着強度が大きくなり,骨材寸法が10から25mmの場合,Ra値が約1mmの時が最適である.これに対応するウォータージェット工法の処理深さは,2mm余りである.(2)既設部のコンクリート強度が小さくなるほど,かぶり部の付着割裂破壊による終局荷重は小さくなることが実験的に示され,この結果は平成22年度の成果である付着割裂破壊耐力推定モデル(Concrete Tooth Model)で推定できる.(3)既設部に予め移動輪荷重疲労試験による損傷を与えた状態で増厚補強した後,再び移動輪荷重疲労試験を行うという一連の試験を開始した.最初の供試体において破壊が観察された.(4)平成22年度の成果である増厚工法用の付着割裂破壊耐力推定モデルが,鋼板およびFRP接着により補強された部材にも適用できることを,従来の多くの実験結果と比較することにより確認した.このモデルを用いて,最適な接着補強材量を,種々の変数(補強材強度・剛性,既設部補強筋強度・量,接着面の幅・位置)の下で示した.(5)浸水試験より,FRPシートとコンクリートとの接着界面のせん断付着強度は,湿潤状態の影響で若干低下することが明らかになった.この理由としては,FRP,接着樹脂,コンクリートの強度の低下というよりは,接着界面特性の劣化であることが考えられた.そのことと関連して,浸水試験を行わない供試体が表層付近のコンクリートの凝集破壊が支配的なのに対し,浸水試験を行った供試体は接着界面の破壊が支配的である.また,浸水試験を行った供試体の接着界面での引張付着性状は,浸水試験を行わない場合と比較して,より靱性的となる.移動輪荷重下の増厚補強コンクリートスラブの載荷試験結果より,増厚補強により疲労寿命が1桁長くなることを確認した.疲労破壊形態は増厚部と既設部との付着界面での剥離破壊が支配的ではなかった.以上の結果より,従来の移動輪荷重下の押抜きせん断破壊耐力推定法を拡張した,増厚部の効果を考慮した新たなマクロモデルを提案した.