hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌治療標的としてのストレス関連遺伝子HSF1シグナルの解析

肝癌におけるHSF1の役割と標的治療の可能性について研究を行った。HSF1の発現抑制により、MAPK経路の活性化の減弱と細胞増殖の低下、NF-κBの活性化の減弱とアポトーシスの亢進を認めた。肝癌の切除検体ではHSF1の高発現と臨床病理学的悪性度の相関を認めた。酸化ストレス肝発癌モデルとしてalb-cre/ LSL-KrasG12Dを作成し、このモデルの高脂肪食負荷では、有意な肝発癌の増悪、腫瘍部で強いHSF1の発現を認め、酸化ストレス肝発癌、NASH肝発癌におけるHSF1の関与が示唆された。HSF1の機能解析と臨床検体の結果より、HSF1は肝癌における重要な治療標的分子に成り得る事が示された。肝発癌に関して、慢性持続炎症、酸化ストレスなどの関与が考えられているが、詳細な分子機構は不明である。Heat shock factor 1 (HSF1)は酸化ストレスをはじめとした生体の様々なストレスにより誘導を受け、多岐にわたる癌関連遺伝子の制御に関与していると考えられている。本研究では主に酸化ストレス肝発癌におけるHSF1シグナルの解析を行い、肝癌治療標的としてのHSF1の役割を明らかにし、臨床応用への足がかりを作ることを目的とする。当該年度においてはHSF1の基礎的検討を進めた。2)肝癌の切除検体における免疫組織染色では、癌部が非癌部に比較して半数以上の症例で高発現しており、HSF1の高発現と分化度、腫瘍径、腫瘍個数、予後が相関している結果を得た。3)HSF1を臓器特異的に欠損させる目的で、HSF1 floxedマウスの作成、肝臓特異的ノックアウトマウスを作成中である(HSF1Δhep)。酸化ストレスを発生し、発癌を引き起こすと考えられる発癌モデルを高脂肪食モデルによって作成中である。肝発癌に関して、酸化ストレスの関与が考えられているが、詳細な分子機構は不明である。Heat shock factor 1 (HSF1)は、ストレス関連遺伝子、多岐にわたる癌関連遺伝子の制御に関与していると考えられている。3)HSF1の肝臓特異的ノックアウトマウスを作成中である(HSF1Δhep)。4)酸化ストレス肝発癌モデルの一つとして、癌遺伝子の変異型krasを肝臓特異的に発現させたalb-cre/LSL-KrasG12Dを作成した。このalb-cre/LSL-KrasG12Dモデルにおいて、通常食に比較して高脂肪食負荷では、有意な肝発癌の増悪を認め、脂肪肝部、腫瘍部においてHSF1の高発現を認めた。1)HSF1の肝癌における役割として、上皮成長因子EGF投与後のMAPK経路を介した細胞増殖への影響と、腫瘍壊死因子TNF-α投与後のNF-κBを介したアポトーシスの亢進に寄与していることが示された。2)肝癌の切除検体における免疫組織染色では、癌部が非癌部に比較して高発現しており、HSF1の肝癌における臨床病理学的検討より、肝癌における重要な予後因子であることが示された。3)酸化ストレス肝発癌モデルalb-cre/LSL-KrasG12Dにおいて、通常食に比較して高脂肪食負荷では、有意な肝発癌の増悪、HSF1の高発現を認めた。これらよりHSF1における酸化ストレス肝発癌、脂肪性肝炎由来の肝発癌における関与が示唆され、その分子的機序に関して現在検討中である。1), 2), 3)により、HSF1は肝癌治療における重要な標的分子になる可能性があることが実証され、この点に関しては研究の進行は順調である。遅延している点として、HSF1を肝臓特異的ノックアウトマウスを作成中であるが(HSF1Δhep)が、HSF1Δhepと考えられるマウスが十分に生育されない等の問題がある。本研究では、主に酸化ストレス肝発癌におけるHeat shock factor 1 (HSF1)シグナルの解析を行い、肝癌治療標的としてのHSF1の役割を明らかにする事を目的とした。4)HSF1の肝臓特異的ノックアウトマウス(HSF1Δhep)を作成中であるが、HSF1Δhepマウスが期間内では十分に生育されなかった。そのため、in vivoでの酸化ストレス肝発癌におけるHSF1のシグナル解析を期間内で明らかにするに至らなったが、1)-3)の成果により、HSF1は肝癌治療における重要な標的分子になることが実証され、酸化ストレス肝発癌における役割として今後も引き続き検討していく予定である。

酸化ストレス肝発癌モデルとしてalb-cre/ LSL-KrasG12Dを作成し、このモデルの高脂肪食負荷では、有意な肝発癌の増悪、腫瘍部で強いHSF1の発現を認め、酸化ストレス肝発癌、NASH肝発癌におけるHSF1の関与が示唆された。HSF1の機能解析と臨床検体の結果より、HSF1は肝癌における重要な治療標的分子に成り得る事が示された。1)HSF1の肝癌における役割として、上皮成長因子EGF投与後のMAPK経路を介した細胞増殖への影響と、腫瘍壊死因子TNF-α投与後のNF-κBを介したアポトーシスの亢進に寄与していることが示された。2)肝癌の切除検体における免疫組織染色では、癌部が非癌部に比較して高発現しており、HSF1の肝癌における臨床病理学的検討より、肝癌における重要な予後因子であることが示された。1), 2)により、HSF1は肝癌治療における重要な標的分子になる可能性があることが実証され、この点に関しては研究の進行は順調である。HSF1を臓器特異的に欠損させるHSF1 floxedマウスの作成、肝臓特異的ノックアウトマウスを作成中である(HSF1Δhep)。酸化ストレスを発生し、発癌を引き起こすと考えられる発癌モデルを高脂肪食モデルによって作成中である。HSF1Δhepマウスと酸化ストレスを発生し、発癌を引き起こすと考えられる発癌モデルと交配することによりその発癌に対する影響の検討を行う。HSF1Δhepマウス作成が遅延していることから、HSF1Δhepマウス作成研究者から、一部譲渡の依頼も検討する。in vivoにおいてHSF1の改変により変化する酸化ストレスを中心とした因子を癌部、非癌部で比較し網羅的に解析する。HSF1が関与する標的分子の中和抗体の作成、siRNA、アンチセンスなどの腫瘍組織への直接的注入や癌細胞または標的分子の発現細特異的プロモータ下にsiRNA配列をもつウイルスにて作成した治療法を構築、また、動物モデルを治療標的しての妥当性の検討、分子標的治療の検討を行う。これらは標的遺伝子単独ではなく、HSF1と併用する(HSF1の機能抑制)ことにより抗腫瘍効果の増強について検討する。患者検体におけるストレス応答シグナルの解析肝癌患者におけるストレス関連シグナルおよび因子の発現を検討するため、当科にて治療を施行する肝癌患者および肝癌に罹患していないコントロール患者より血清、癌組織、背景肝組織をインフォームドコンセントを取得したのちに採取する。これらにおいて既知のストレス応答関連因子を分子生物学的手法により、その発現量、部位を検討する。さらに患者の検体(おもに血清)を治療前後、または再発患者においてはその前後における因子の発現の検討を行い、同様に解析する消化器病学HSF1Δhepマウスと酸化ストレスを発生し、発癌を引き起こすと考えられる発癌モデルをと交配することによりその発癌に対する影響の検討を行う。HSF1が関与する標的分子の中和抗体の作成、siRNA、アンチセンスなどの腫瘍組織への直接的注入や癌細胞または標的分子の発現細特異的プロモータ下にsiRNA配列をもつウイルスにて作成した治療法を構築(Lenti-virus-siHSF1)、また、動物モデルを治療標的しての妥当性の検討、分子標的治療の検討を行う。
再生医療に適した、新しい多能性幹細胞の樹立方法の確立

iPS細胞は、体細胞を初期化することで得られる多能性細胞であり、ES細胞と同様の自己増殖能と多分化能を有し、理論上三胚葉系すべての細胞系譜に分化可能である。このため、細胞移植医療など再生医療への貢献を大いに期待されているが、現状のiPS細胞の致命的な欠点として、胎児組織などと比較して分化誘導時の分化成熟速度が非常に遅いこと、同一体細胞から同一方法で作出したiPS細胞でも、分化成熟速度は株間で大きなばらつきがあるため、再生医療へ用いるべきiPS細胞株の選別に多大な時間と労力が費やされているのが現状である。そこで本研究は、iPS細胞の分化成熟の速さを規定するメカニズムを明らかにするとともに、再生医療に適した分化成熟の速いiPS細胞を効率よく樹立できる系の構築を目的とした。昨年度の研究で、多能性に寄与する特定の化合物を用いた新しい条件で樹立したマウスiPS細胞は、従来法で作出したiPS細胞に比べ、神経分化誘導において非常にすばやい分化成熟能を持っており、他の胚葉系に関しても同等かそれ以上の分化能を有することがわかった。この系で作出したiPS細胞を従来法で作出したiPS細胞と比較すると、遺伝子発現、エピゲノム関連酵素、ゲノム全体のメチル化の各パターンにおいて、発生段階で初期胚盤胞よりも早い段階に特異的な状態に近いことがわかった。今回抽出した初期発生特異的遺伝子と分化成熟能の関連についての詳細な解析を、レポーター実験、発生工学的実験、分化誘導実験などを組み合わせて継続している。分化成熟の早いiPS細胞の選別方法あるいは樹立系の構築に向けて、その指標となりうる細胞表面マーカーや特徴的な遺伝子発現パターンの同定に近づきつつある。(抄録なし)様々な難治性疾患に対する再生治療の実現に向けて、iPS細胞は有力な細胞供給源として注目されている。しかし、従来のiPS細胞は胎仔由来の初代培養細胞と比べて分化成熟に膨大な時間を要し、早期に十分な成熟度の細胞を調製すべき細胞移植医療には最適化されているとは言えない。一方iPS細胞は、遺伝的背景が同じ体細胞由来であっても、クローン間で分化成熟能に著しいばらつきがあり、その機序は不明である。昨年度の研究で、多能性に寄与する特定の化合物を用いた新しい条件で樹立したマウスiPS細胞は、従来法で作出したiPS細胞に比べ、有意にすばやい分化成熟能を有することが分かった。この方法を用いて作出した分化成熟の速いiPS細胞と従来法で作出したiPS細胞の2群間で、どのような遺伝子発現の相違があるかをマイクロアレイ解析で調べた。意外なことに、多能性関連などの多くの遺伝子発現パターンに大きな相違はなかったが、一部の初期発達などに関わる遺伝子において有意な差が認められた。ここで抽出された遺伝子群がiPS細胞の分化成熟の速さを規定するのではないかと考え、特にエピゲノム制御に焦点を当ててさらなる解析を進めている。また予備的なデータではあるものの、同様のコンセプトでいくつかの化合物をヒト体細胞の初期化に用いることにより、従来法で作出したiPS細胞に比べて有意に分化成熟の速いヒトiPS細胞を樹立することに成功した。分化成熟の速さを規定するメカニズムを明らかにしつつ樹立法の改良にフィードバックし、造腫瘍性など安全性の検証を行いながら、真に再生医療に望まれる安全で優れた分化成熟能を持つiPS細胞を作製することを目指す。マウスだけでなく、(予備的結果も含まれるが)ヒトips細胞においても分化成熟の速いクローンを獲得できており、また分化成熟能の異なるクローン問で発現パターンの異なる遺伝子群を同定できたため。

分化成熟能の異なるマウスiPS細胞間で抽出した遺伝子群が、分化成熟の速さに直接的に寄与しているかを検証するとともに、初期化におけるエピゲノム変化がどのように分化成熟に影響するかを明らかにする。当初はマウスiPS細胞を用いた系で細胞移植による機能回復実験や安全性の検証を行う予定であったが、近い将来の臨床での細胞移植医療を視野に入れると、分化成熟の速いヒトips細胞の樹立および安全性検証等に注力すべきかと考えている。(抄録なし)
LPS-タンパク質複合体がT細胞とB細胞の相互作用におよぼす影響について

歯周病原性菌の一つであるPorphyromonas gingivalis(P.g)381株の膜分画を高速液体クロマトグラフィを用いて、クロマトフォーカシングカラムとゲルろ過カラムにかけ、47kDaタンパク質を精製した。この精製したサンプルに二次元電気泳動後銀染色を行った結果、分子量約47kDa、pI約4.5の単一のタンパク質スポットと、その周辺にスメア-に染色される物質が確認された。次に、この精製したサンプルをマウスに免疫しハイブリドーマを作製した。その結果、P.g-LPSと47kDaタンパク質に反応するモノクローナル抗体(mAb)が得られた。これらのmAbのうち、精製した47kDaタンパク質に反応するmAb(mAb G-V)はP.gの膜分画で多くの歯周炎患者の血清IgGと反応した47kDaタンパク質と反応し、P.g-LPSと反応するmAb(mAb A-I)は、47kDaタンパク質の周辺のスメア-に染色される抗原性物質に反応した。これらのmAb G-VとA-Iを用いてP.g以外の歯周病原性菌との交差反応を調べた結果、47kDaタンパク質とその周辺の抗原性物質は共にP.gに特異的であることがわかった。次に、47kDaタンパク質の免疫学的活性を調べる意味で、まずマウス脾細胞に対するマイトジェン活性を調べた。その結果、対照として用いたP.g-LPSは濃度依存的にマウス脾細胞に対してマイトジェン活性を示したのに対して、精製したサンプルでは逆にcytotoxityが認められた。また、熱処理したサンプルとの比較によりそのcytotoxityは47kDaタンパク質ではなく、その周辺のスメア-に染色される抗原性物質にあることが示唆された。今回の結果からは、精製した複合体がT細胞とB細胞の相互作用におよぼす影響については明らかにすることはできなかったが、精製物中のスメア-に染色される抗原性物質はLPSと同じ抗原決定基を持ちながら、cytotoxityも持つという貴重な結果が得られた。今後は精製物とLPS中の糖の分析を行い精製物中のスメア-に染色される抗原性物質がLPSとどのような違いがあるかを調べる必要がある。
平和構築における脱過激化を促進する取り組みのモデル研究

現在「過激化」は、安全保障、国際政治、教育、心理学の重大な学術的焦点である。「過激化」は対称性において分析される。インドではカシミールにおいてムスリム若年層の過激化の一方、ヒンドゥー至上主義を支持層とする政権による同若年層の凶暴化が建国の理想である多元民主主義を脅かす。スリランカでは反イスラムの教義化が多数派仏教徒を暴徒化させる。宗教を国家の求心力の要としてきたパキスタンではテロ化に収束の兆しはない。バングラディッシュでもISISの浸透が国家権力への脅威になる。本事業は「過激化」の歴史的分析、アクター、それらが発する言説の分析、そして「脱過激化」への処方箋における当該国の最新の叡智を結集した。本研究「平和構築における脱過激化を促進する取り組みのモデル研究」では、平和構築や紛争解決において問題となるテロ等の暴力的行動に代表される行動や思想の過激化のメカニズムを研究する。更に、過激化した行動および思考を過激でなく暴力的でないものに導くためにはどのような取り組みが有効かという問いの元、既存の脱過激化を目指したプログラムを調査・効果測定し、脱過激化を促進する平準化され得るモデルを導きだす研究を行う。そのために、理論研究では国際政治、平和構築・紛争予防、心理学等の分野横断的研究を実施し過激化・脱過激化のメカニズムを明らかにし、実践研究では紛争地域で行われている脱過激化の取り組みを調査する。その上で、脱過激化が達成される効果が見込める平準化されたモデルを提案する。実践研究においての実地調査対象地域は、主に今なお対立中であり過激化の温床であるインド、パキスタンの係争地であるカシミール、またインド本土、パキスタン本土を対象とする。研究計画の初年度は、過激化・脱過激化のメカニズムの理論基盤を確固たるものにすると共に、調査対象とする脱過激化プログラムの調査を目的とした。(1)理論研究:最終的には脱過激化の平準化されたモデル提案が目的であるので多角的な視点を取り込むため、文献研究のみならず紛争経験国学術ネットワークの研究者を東京へ招聘し、研究会を実施、多様な紛争地の知見や経験をも反映させ理論的基盤につき議論した。また、次年度以降の脱過激化プログラムの調査と効果測定を実施するため、プログラム評価枠組みを構築した。(2)実践研究:次年度以降で脱過激化プログラムの調査と効果測定を実施するため、紛争経験地へ赴き調査研究対象とするプログラムを選定するための聞き取り調査を実施した。初年度は、脱過激化の平準化されたモデル提案のための理論的基盤構築および効果測定のための脱過激化プログラムについての聞き取り調査を行うという二本柱の課題を掲げており、理論的基盤構築のためには文献研究のみならず紛争経験国学術ネットワークの研究者を東京へ招聘し、研究会を実施、議論することを達成し、紛争経験地での脱過激化プログラムについての聞き取り調査についても実施することができたため、研究はおおむね順調に進展しているといえる。過激化のメカニズムの体系化、そして脱過激化のプログラムの理論構築の実践地域として選定したインド統治下カシミールにおいて、本研究が危惧した新世代の「過激化」が2016年7月より急激に顕在化している。それは、モディ政権BJP:インド人民党とPDPカシミール地域政党:人民民主党との連立政権運営の停滞の中、従来の宗教・政治組織の指揮命令に囚われないティーンエイジャー(カシミール自決抵抗の歴史には見られなかった女子の蜂起を含む)の自発的な蜂起、武闘化、戒厳令を敷く治安当局との衝突の激化である。急激な治安悪化により同地訪問が困難になったため、本年度は、現地の影響力のある活動家、言論人を第三国日本に招聘し、現在起きている「新世代の過激化」について、その発生の構造的そしてトリガー的要因の体系化を行った。2016年12月、インド側カシミールからPDP青年部長、最大地方紙Raising Kashmir編集長を含む7名、パキスタン側からは3名のカシミール問題研究者、計10名で、本学において5日間非公開で行われた協議から抽出された過激化メカニズムの仮説的言説は、英語の商業出版を視野にいれた各参加者の入稿と編集が鋭意進行中である。一方、「過激化」の最新のケースとしてカシミール問題をより多角的に捉えジェネリックな「脱過激化」のプログラムを特に高等教育の方法論として構築すべく、本学既存のインド、パキスタンを含む紛争経験国7カ国の9大学との「平和構築・紛争予防学学術ネットワーク」において協議し、具体的なカリキュラムの構築を試みた。2017年3月に本学に3日間、インド、パキスタン、アフガニスタン、インドネシア、スリランカ、カンボジアの提携校から代表研究者を招聘し策定した新カリキュラムは、「新世代」が数多く通うカシミールの当該大学を含めて、2017年5月から試験的に実施する予定である。本研究申請時には予測できなかったインド統治下カシミールの治安悪化、同時に、本研究が危惧予測した「新世代の過激化」の台頭、ならびにオバマ政権末期から迷走しているアフガニスタンにおける対テロ戦戦略の混迷によりパキスタンでの既存の脱過激化プログラムの調査実施の物理的に困難なため、該当年度の活動は、インド側カシミール問題に限定し、第三国日本に関係活動家、研究家を招聘し、安全な発言の場を提供し、それを他の紛争国の研究者との交流で静的に体系化する試みを行った。過激化のメカニズムの体系化、そして脱過激化のプログラム理論構築研究のケースとして指定したインド統治下

カシミールにおいて、昨年度に危惧した「新世代」、若年層の"自発的"抵抗とそれに対する治安当局の徹底的な武力弾圧は、パキスタン側で軍事訓練を施された戦闘員への民衆の"直接的"支援、殉教者追悼の圧倒的な拡大を起点とするジハード・ナラティブの止めどもない昂揚によって更に深刻化し、本事業の協力研究者への安全の懸念が現実のものとなった(その内の一人においては政府当局の監視/強制尋問に加え、パキスタン系過激組織による脅迫の末自宅に銃弾が撃ち込まれた)。以上の理由から現地訪問は昨年度同様断念し、関係者を日本に招聘するにとどまった。本年度の研究会議招聘は、過激化の「相対性」を見据えインド政治勢力として圧倒的多数派のヒンドゥー教徒側の過激化を視野に入れるべくモディ政権BJP(インド人民党)そしてその票田を形成するRSS民族義勇団の研究者、パキスタンからは独立期から国家の「宗教化」そして現在の過激化のナラティブの歴史的系譜の研究者、教育学の立場から脱過激化のカリキュラム開発の研究家、テロリスト組織から投降した元戦闘員の社会再統合事業の実践家、そしてパキスタンと歴史的相関性があり現在隣国のロヒンギャを契機に急速に若年層の過激化が進行しているバングラデシュの研究者を対象に実施した。研究会議は本学において非公開で4日間実施され、前年度の成果と共に英語の商業出版を視野に入れた各参加者の入稿と編集が進行中である。一方、前年度に実施した、本学既存の海外提携校と高速インターネットを通じてリアルタイムの交流を行う「平和構築・紛争予防学学術ネットワーク」におけるジェネリックな脱過激化のカリキュラムの実施は、カシミールの治安悪化による当該校の不参加で前年度は見送られたが、2018年5月現在試行されている。現在「過激化」は、安全保障、国際政治、教育、心理学の重大な学術的焦点である。「過激化」は対称性において分析される。インドではカシミールにおいてムスリム若年層の過激化の一方、ヒンドゥー至上主義を支持層とする政権による同若年層の凶暴化が建国の理想である多元民主主義を脅かす。スリランカでは反イスラムの教義化が多数派仏教徒を暴徒化させる。宗教を国家の求心力の要としてきたパキスタンではテロ化に収束の兆しはない。バングラディッシュでもISISの浸透が国家権力への脅威になる。本事業は「過激化」の歴史的分析、アクター、それらが発する言説の分析、そして「脱過激化」への処方箋における当該国の最新の叡智を結集した。研究計画の二年度目は、理論研究では脱過激化のメカニズムの仮説立案、実践研究では選定された脱過激化プログラムの調査・効果測定を行うことを目的とする。(1)理論研究:初年度に実施された理論研究基盤を元に、脱過激化を成し得るメカニズムを仮説として立案。(2)実践研究:初年度に調査されたプログラムを対象に、プログラムの分析および効果測定を、構築されたプログラム評価枠組みに則って実施。2016年12月の本学の会議で現地活動家、研究者からコンセンサスとして表明されたのは、「過激化」のもう一方のアクターであるインド本国のヒンドゥー至上主義勢力との接触、交流、そして、願わくば、過激化メカニズム理論構築と脱過激化対策の共有であった。
構法知識と多様な部品表現による建築情報モデルとそのデータベースに関する研究

本研究は、建築を構成する部品は本来は抽象的なものであり、「ある視点では一つとして捉えられていた部品が、別の視点からは複数の部品に区別して捉えられるべきこともある」といったように、様々に表現されるものであるという考えに着目している。この考えのもと、BIM(Building Information Modeling)においてそのような部品表現を可能にするための手法について考察を行うものである。研究の実施にあたってのサブテーマを、A)扱うべき部品の性質に関する考察、B)構法の知識ベース化、C)データベースのスキーマ設計と実装、D)他ソフトウェアとの連携、検証、の四テーマに整理している。今年度は、B)、C)について重点的に研究を行った。B)では、建築の構成方法(構法)をコンピューター言語で記述し、それを三次元モデルと関係性のネットワークとしてビジュアルに表現するための手法を試作した。C)では、データベースで部品単位でバージョン管理を行う手法について、プロトタイプを実装し検討を行った。部品単位のでバージョン管理システムの試作を通して、部品(実体)の三次元モデルにディテールを追加し、制作を行うという工程において生ずる更新、分割、設計案の分岐が適切に管理できることを確認した。また、D)では、このような表現の可視化手法として想定しているゲームエンジンについて、三次元CADとゲームエンジンとの情報連携に関する整理を行った。B)構法の知識ベース化では、寸法や部品、実体などのオブジェクトを組み合わせプログラミングを行うことで、三次元モデル化とその内部における上記オブジェクトの構成をネットワークとして可視化することができる仕組みを提案することができた。BIMにおいて部品を適切に管理し再利用するための一手法となると考えている。C)データベースのスキーマ設計と実装では、題材を更新、分割、設計案の分岐と設定(限定)してはいるが、ツリー構造を拡張したデータベーススキーマにてこれらが適切に扱えることが確認できた。次年度は特に、C)データベースのスキーマ設計と実装を重点的に進めることを計画している。今年度はケーススタディとして部品(実体)の更新、分割、設計案の分岐を扱うことを題材とし、ツリー構造を基本としたデータベーススキーマを採用した。部品の階層的な構造は単なる親子関係のツリーになっているとは限らず、複数の親を持つネットワーク状の構造となると考えられる。ツリー構造における検討を発展させ、ネットワーク状の構造について扱うことをまずは検討する。B)構法の知識ベース化については、寸法や部品、実体を扱うことを想定し試作を行ったが、その中で扱われている設計手法といった「方法」についても合理的に扱えるようにシステムの構成を整理したい。今年度はシステムの試作およびそれを通した検討を重点的に行ったため、執行予定であったデータベースサーバの調達は行わなかった。次年度執行予定である。
固体圧変形実験による反応進行下における玄武岩の変形メカニズムの解明

本年度は、沈み込み帯深部において脱水反応によって生成された流体が、周囲の岩石とどのような相互作用をするかと周囲の岩石の脆性破壊の結果である亀裂中の流体移動について野外調査と流通式反応実験により明らかにした。【関東山地・長瀞地域の三波川帯鉱物脈の解析】脱水反応による流体は沈み込み帯の地殻深度では岩石中に亀裂を発生させ、鉱物脈として記録される。沈み込み帯の情報を記録する三波川帯に発達する鉱物脈の解析を行い、(1)形成条件が200-400度、1-4kbarであること、(2)形状、内部組織、鉱物種から3タイプが存在することを明らかにした。TypeIとTypeIIは石英+曹長石+緑泥石+カリ長石からなり、母岩の鉱物から成長する。TypeIIは石英+曹長石+方解石からなり、微結晶により充填され、その空間分布は母岩の鉱物分布とは無関係である。これらの系統的な関係により、TypeIとIIIは、物質移動はそれぞれ母岩からの元素拡散と流体の移流によって支配されていることが明らかになった。【流通式反応実験による石英脈合成]高温高圧環境下(200-430度、30MPa)においてSiに過飽和な溶液を流すことにより、岩石基盤上に石英を析出させることに成功し、その反応速度解析を行った。また、その析出様式は、同じ温度条件下(430度)における析出でも、平衡に近い溶液からは基盤岩石中の石英の上にのみ成長するのに対して、過飽和度が高い条件(C/C_<eq>>3)では流体中で核形成が起こり成長するということを明らかにした。このことは、三波川帯のTypeIIIの鉱物脈がよりSi濃度の高い流体が深部から運ばれてきたこと、すなわち、地殻深度における主要な流体移動の流路であったことを示唆する。本年度は玄武岩の反応実験と、沈み込み帯における流体移動の証拠である鉱物脈の解析を行った。玄武岩の反応実験:出発物質として、(1)パナマ沖の初生的な海洋底の玄武岩、(2)四国四万十帯のメランジュ帯に産する玄武岩、(3)丹沢山地の塩基性岩、(4)三波川変成帯の緑泥不帯と(5)黒雲母帯に産する塩基性片岩を採取した。熱天秤を用いて含水量を測定したところ、(1)0.6wt%、(2)3.7 wt%、(4)3.8 wt%、(5)0.8 wt%と沈み込みに伴って、玄武岩は吸水から脱水に転じていることが確認された。丹沢山地の塩基性岩にっいて、700°C、0.7 GPa(角閃岩相)の条件下で96時間の脱水反応実験を試みた。実験後、薄片観察したところ、顕著な反応の進行は認められなかった。来年度は試料の粉末化、水の封入により反応を促進させ、変形との関連性を明らかにする予定である。三波川変成帯の鉱物脈の解析:沈み込み帯において進行する吸水・脱水反応に関与する流体移動の直接的な証拠の1つは沈み込み帯岩石中に存在する鉱物脈である。三波川変成帯関東山地に産する泥質片岩中の鉱物脈の組織と鉱物量比を解析した結果、三波川変成帯の上昇期には、石英+曹長石+緑泥石+カリ長石脈(タイプ1)と石英+曹長石+方解石脈(タイプII)が存在することが明らかとなった。タイプ1は母岩から鉱物が成長し、近接する母岩の組成に対応して脈内部の鉱物の量比が変化する。一方で、タイプIIは倉形で同心円状の成長累帯構造を持ち、充填鉱物は母岩の組成に無関係で一定である。一回のき裂の開口幅はタイプ1の方が0.05mm以下であるのに対して、タイプIIは0.5-5mmと全く異なる。すなわち、開口幅が大きくなるにつれて、充填鉱物の元素の移動機構が母岩からの拡散からき裂中の流体の移流へと変化したことを示している。

また、その析出様式は、同じ温度条件下(430度)における析出でも、平衡に近い溶液からは基盤岩石中の石英の上にのみ成長するのに対して、過飽和度が高い条件(C/C_<eq>>3)では流体中で核形成が起こり成長するということを明らかにした。このことは、三波川帯のTypeIIIの鉱物脈がよりSi濃度の高い流体が深部から運ばれてきたこと、すなわち、地殻深度における主要な流体移動の流路であったことを示唆する。
ピエゾケ－ブルを用いた構造物簡易スマ－トセンサシステムの研究

橋梁などの構造物の劣化や老化に伴う崩壊を助長する可能性が存在する。その為、安全な道路の安全確保には橋梁の構造条件の計測や点検が必要である。本研究では、構造物の健全性を容易に評価できる振動監視システムのためのピエゾケーブルセンサの試作を提案した。実装試験では、秋田県の国道上にある飛鳥大橋を対象として選定した。本センサは、応力状態の変化が発生したときに電圧信号を発する。この性質を利用して等価重量のトラックを用いて走行試験を実施し得られた振動による周波数応答は,適確に橋の固有振動数を計測することを確認した。それらは加速度計を使用して得られる周波数応答と同等であることが検証された。橋梁や建築物等の構造物における締結部にセンサを装着することや利便性を考慮するとセンサ形状は,図3に示す様にボルト形状センサが考えられる.本センサ原理は,圧電素子であるピエゾケーブルを挿入するための中空のウレタン樹脂の中心部に接着固定して変形が可能なようにしている.振動等を加えることによりセンサ自ら電圧を発生し,ウレタンの弾性力によって繰り返しオフセットが可能な設計にしている.つまり振動の大きさによる出力電圧の違いを計測する事が可能である.このオリジナルの本センサにサンプリングの周波数や出力電圧の閾値が設定可能なマイコンを接続して振動試験器による振幅の変化を測定した.また計測値を用いた加速度変換及び変位の変換等の有効性について従来の計測機器の測定結果に対応した簡易計算技術と解析方法等を検討した.測定項目は,振動装置において(1)振動台の振動をレーザ変位計で測定しながら振幅と周波数を一定状態で振動させ,ピエゾ振動計測センサはこの振幅による対応した変型が可能な治具に固定して周波数と振幅の変化による出力を測定する.(2)振動台をレーザ変位計で変位を測定しながら0.25mm,0.5mm,1mmと徐々に振幅を変化させ,各々の振幅における振動周波数115Hzまで変化させた時のピエゾ振動センサからの出力を測定し測定性能を評価する.(3)同様の振動試験を3軸加速度計とピエゾ振動計測センサとの比較測定試験を実施し,性能比較及び両センサの計測結果から得た数値を時間で微分した速度センサとしての用途についても性能を確認する.(4)振動試験器を用いて溶接構造物モデルの応力集中や疲労破壊の測定についてピエゾ振動センサと従来手法による測定結果を比較を実施した.1.実橋梁による本計測システムの性能試験(1)橋梁の床板における加速度計のFFT処理結果とピエゾ振動センサ出力のFFT処理結果から求めた固有振動数は,複数設置したセンサ番号14において,加速度計が3.43.8Hzであり,ピエゾ振動センサが3.33.8Hzであった.両センサの測定値がほぼ同じであったことから,簡易計測システムの有効性が認められた.また,検証のために実施した微動振動計を用いた橋梁上部における計測結果においても固有振動数の測定結果は3.61Hzであったことから有効性が検証されていると考える.2.海洋構造物の健全性モニタリング技術(1)ピエゾケーブルセンサで計測し,フーリエ変換後の振幅スペクトルの各モードに対応した最大値を組み合わせ比較することにより,損傷・破壊の予兆となるような浮体構造の不全を検知できる.(2)センサを複数使用し,振幅スペクトルの最大値を比較し,周波数応答特性を複数モードに対して評価することなどにより,損傷位置や要因の同定ができる可能性を示せた.3.簡易ピエゾケーブル変位センサと有限要素法を用いた伝統木造構造物の振動解析(1)開発したピエゾ変位計測センサは変位と比例した電圧による出力を得ることができ,この数値から振動の大きさや周波数を推定することと変位を換算することが可能である.(2)本計測システムによる簡易測定手法は,センサ電源が不要であり,複雑な解析値を求める必要もなく簡易的な計算式から求める数値が得られることから,実用的なスマートセンシングの構築が可能である.1.レンガ構造物における静的荷重用と動的荷重用の異なるセンサを使用して破壊のメカニズムに関する計測とFEM解析による比較(1)本簡易計測システムのセンサ出力値により,従来の試験方法では計測が困難であった構造物内部における圧縮破壊の破壊状況を想定する可能性を示す結果を得られた.(2)組積造煉瓦構造物の内部にピエゾ振動センサを挿入して計測することにより,圧縮によるひずみの拡大時に伴う破壊の危険予知を計測する可能性が得られた.(3)MEM解析値における試験体の破壊に関する圧縮最大応力や設計許容応力外での破壊の始まり領域とほぼ同じ位置でセンサ出力の計測が可能であることを確認した.2.飛鳥大橋における1年間の固有振動数の計測とシステムの耐久試験,平成28年6月まで実施予定,得られたデ-タの解析と装置の損傷程度について検討する.3.弾性関節を有する鉄骨構造物の接合部における変位と損傷の破壊試験(1)本計測システムの使用により,従来の試験方法では計測困難であった露出型柱脚の破壊の始まりと最終破壊直前の状況をピエゾ極限センサの出力から認識することが可能であることを実装試験により確認した.(2)露出型柱脚を用いた構造物の健全性をモニタリングするためにピエゾ極限センサと取り付け金具を用いた計測手法は有効であり,センサ出力の電圧値から構造物が受けたダメージの状況を推測することが可能であると思われる.4.昇降機の構造支持部材の安全性評価試験振動計測には極めて有効であり,危険値の設定が可能であれば非常に実用化が期待される結果を得ることが出来た.

1.レンガ構造物における静的荷重用と動的荷重用の異なるセンサを使用して破壊のメカニズムに関する計測とFEM解析による比較を実施した.国際会議の発表数3件,査読論文の採択数,国際誌5件,和文誌1件と予想以上の成果を記録し,極めて良好な成果を国際的な場所で発表し好評を得ることが出来た.2.飛鳥大橋における1年間の固有振動数の計測とシステムの耐久試験.10ケ月経過後の現在も装置の健全性を保ちデータの遠隔送信を可能にしている.得られたデ-タはつくば市にある応用地質(株)の研究所において解析を実施中であるので,最終報告書には結果を掲載する予定である.3.弾性関節を有する鉄骨構造物の接合部における変位と損傷の破壊計測試験.予想以上の良好な成果を得ることが出来たため,学会発表以前にJSTの国外特許支援制度による外国特許取得の調整を実施中である.出願後は速やかに論文発表を実行する.橋梁の床版における加速度計のFFT処理結果とピエゾ振動センサ出力のFFT処理結果から求めた固有振動数は,センサ番号14において加速度計が3.43.8Hzであり,ピエゾ振動センサが3.33.8Hzであった.両センサの測定値がほぼ同じであることからも,簡易計測システムの有効性が認められる.また,検証のために実施した微動振動計を用いた橋梁上部における計測結果においても固有振動数の測定結果は3.61Hzであったことから有効性が検証されていると思われる.構造力学の簡易計算式を用いた設計数値による固有振動数の計算値は3.1Hzであり,死荷重による最大撓み量の計算値は約3.28cmになった.また,この計算から得られた最大撓み量を用いた別の簡易計算式で固有振動数を求めると約2.8Hzの参考値を得た.更に,FEM解析では3.36Hzが得られている.これらの計算結果をセンサ番号7の加速度計実測値からFFT処理で求めた固有振動数の平均約3.55Hzと比較するとFEM解析値や簡易計算値の近傍であることからも,本センサの信頼性が得られたと思われる.簡易計算値と実測値が近似した固有振動数の数値を示したことから,本計測システムを用いて得られた固有振動数を計測データして蓄積することにより,センサの出力値から直接簡易計算式を構築して荷重による変形時の撓み量を求められることも有効であると思われる.加速度計を用いた現状の計測システムと本計測システムを比較すると,計測時にセンサ電源を必要としないことやデータ送信がコードレスである利便性とシステム価格を1/7に抑えられる等,他のシステムと比較して本システムの優位性が認められたと考える.以上の点から本システムは,長期的な計測を実施することによる固有振動数の変化や構造物の異常な変形状況を定量的に測定し,橋梁全体の健全性を推測することが可能であると検証された.橋梁などの構造物の劣化や老化に伴う崩壊を助長する可能性が存在する。その為、安全な道路の安全確保には橋梁の構造条件の計測や点検が必要である。本研究では、構造物の健全性を容易に評価できる振動監視システムのためのピエゾケーブルセンサの試作を提案した。実装試験では、秋田県の国道上にある飛鳥大橋を対象として選定した。本センサは、応力状態の変化が発生したときに電圧信号を発する。
腐食環境促進実験による鋼橋の構造部材の耐久性に関する研究

鋼橋は主に腐食や疲労によって劣化する.特に,海浜地域や凍結防止剤が散布される地域では,疲労損傷に加え,腐食損傷の進行が深刻な問題となっている.これらの損傷は年々増加しており,今後,高度経済成長期に建設された膨大な数の鋼橋の老朽化が懸念される.そこで,本研究では鋼橋を安全かつ経済的に維持管理するために,新開発した腐食促進実験装置を用いて疲労と腐食による耐久性低下のメカニズムを明らかにした上で,耐久性を精度良く評価する手法を確立する.また,疲労損傷と腐食損傷の双方に対して合理的な補修・補強方法を確立する.本年度は構造部材・溶接継手の腐食環境促進実験および腐食劣化後の疲労試験を行った.以下に,これらの検討項目の概要について示す.1.構造部材・溶接継手の腐食促進実験腐食環境をシミュレートした複合サイクル腐食促進実験を鋼構造物で多用されている構造部材の溶接継手を対象として行った.実験終了後の試験体の腐食ピットをレーザー深度計により測定することで,母材部およびすみ肉溶接部について経時的な腐食特性を定量的に明らかにした.また,平成13年度の研究成果と比較検討することで,腐食劣化が問題となる実環境との相関性について検討した.2.腐食劣化後の溶接継手部の疲労試験1.の腐食実験後の溶接試験体を用いた疲労試験を行うことで,定期的な維持管理が行われる場合について,経時的な腐食劣化後の構造部材・溶接継手部の疲労挙動を明らかにした.鋼橋は主に腐食や疲労によって劣化する.特に,海浜地域や凍結防止剤が散布される地域では,疲労損傷に加え,腐食損傷の進行が深刻な問題となっている.これらの損傷は年々増加しており,今後,高度経済成長期に建設された膨大な数の鋼橋の老朽化が懸念される.そこで,本研究では鋼橋を安全かつ経済的に維持管理するために,新開発した腐食促進実験装置を用いて疲労と腐食による耐久性低下のメカニズムを明らかにした上で,耐久性を精度良く評価する手法を確立する.また,疲労損傷と腐食損傷の双方に対して合理的な補修・補強方法を確立する.本年度は暴露試験データの収集・整理,および構造材料・部材の腐食環境促進実験を行った.以下に,これらの検討項目の概要について示す.1.自然環境下における大気暴露試験データの収集・整理:これまで,実橋測定データが十分に蓄積されていないため,地形および地域別に行われた自然環境下における大気暴露試験データを収集・整理した.ここでは,腐食の進行度を試験体の重量減少量を測定することで評価した.2.構造材料・部材の腐食促進実験:(1)の腐食環境をシミュレートした複合サイクル腐食促進実験を構造材料と溶接継手を用いることで行った.実験終了後の試験体の腐食ピットをレーザー深度計により測定することで,経時的な腐食特性を定量的に明らかにした.また,(1)と(2)の試験体の腐食性状から本実験でシミュレート可能な地域環境を明らかにした.鋼橋は主に腐食や疲労によって劣化する.特に,海浜地域や凍結防止剤が散布される地域では,疲労損傷に加え,腐食損傷の進行が深刻な問題となっている.これらの損傷は年々増加しており,今後,高度経済成長期に建設された膨大な数の鋼橋の老朽化が懸念される.そこで,本研究では鋼橋を安全かつ経済的に維持管理するために,新開発した腐食促進実験装置を用いて疲労と腐食による耐久性低下のメカニズムを明らかにした上で,耐久性を精度良く評価する手法を確立する.また,疲労損傷と腐食損傷の双方に対して合理的な補修・補強方法を確立する.本年度は構造部材・溶接継手の腐食環境促進実験および腐食劣化後の疲労試験を行った.以下に,これらの検討項目の概要について示す.1.構造部材・溶接継手の腐食促進実験腐食環境をシミュレートした複合サイクル腐食促進実験を鋼構造物で多用されている構造部材の溶接継手を対象として行った.実験終了後の試験体の腐食ピットをレーザー深度計により測定することで,母材部およびすみ肉溶接部について経時的な腐食特性を定量的に明らかにした.また,平成13年度の研究成果と比較検討することで,腐食劣化が問題となる実環境との相関性について検討した.2.腐食劣化後の溶接継手部の疲労試験1.の腐食実験後の溶接試験体を用いた疲労試験を行うことで,定期的な維持管理が行われる場合について,経時的な腐食劣化後の構造部材・溶接継手部の疲労挙動を明らかにした.
食事献立の免疫調節機能評価系の確立

本研究は、食品の免疫調節能を、調理、消化吸収といった食材が体内に取り込まれるまでの過程をふまえて評価可能な実験系を、Caco-2細胞(腸管上皮細胞モデル)-THP-1細胞(免疫担当細胞モデル)複合培養系を用いて確立することを目的する。今年度は、野菜から昨年度考案した人工消化試料を調製し、Caco-2細胞とTHP-1細胞の単独培養に添加し、サイトカイン分泌能に及ぼす影響を検討した。まず、試料をCaco-2単独培養に添加し、細胞からのTGF-βとIL-7の分泌量を測定した。TGF-βとIL-7は互いに拮抗する作用を有するため、野菜試料添加がTGF-βとIL-7分泌能に及ぼす影響も拮抗すると推察され、実際、キクカボチャ、エダマメ、ゴーヤには、IL-7分泌抑制作用とTGF-β分泌促進作用が認められた。しかし、青ジソ、ナス、シシトウのように両サイトカインの分泌を抑制するものもあった。また、ズッキーニについて、種々の加熱調理を施した後に人工消化試料を調製したところ、IL-7の分泌量への影響は生のものと変化が認められなかったが、TGF-βの分泌量は、油炒め加熱を施すことによって、有意に促進された。動物実験では、油脂添加食によるTGF-β分泌促進の報告があるが、炒め加熱によって食品に吸収される油脂量でその効果が認められた。また、ゴーヤについてTHP-1細胞からのIL-10とIL-12の分泌量に及ぼす影響を検討したところ、単なるゴーヤの水抽出添加では、両方のサイトカイン分泌促進能が認められたが、人工消化することによってこの促進能が消失した。しかし、ゴーヤを加熱調理して人工消化した試料を添加すると、IL-10の分泌量のみ促進された。今後、これらの調理済み野菜から調製した人工消化試料を、複合培養系に添加し、免疫ネットワークに及ぼす影響の検討を行う予定である。本研究は、食品成分の免疫調節能を、食品中の成分含量に基づく機能性評価だけでなく、調理、食品の組み合わせ、腸管吸収といった食材が体内に取り込まれるまでの過程をふまえた評価系を、Caco-2細胞(腸管上皮細胞モデル)-THP-1細胞(免疫担当細胞モデル)複合培養系を用いることによって確立することを目的としている。本年度は、主に試料の調製方法と調理操作が食品の免疫調節機能に及ぼす影響について検討した。まず、試料は、食物因子が摂食後から小腸上皮細胞に到着するまでの過程に対応するように調製した。すなわち、食品を砕断後、ペプシン消化し、さらにパンクレアチン/胆汁消化を行った。しかし、このまま培養細胞に添加すると、試料中に存在する消化酵素の細胞に対する影響が懸念される。そこで、パンクレアチン/胆汁消化を、分子量15000で分画可能な透析膜内で行った。透析外液を無血清培地とし、消化終了後、この透析外液をフィルター滅菌し、血清添加して細胞に与えた。現在、この方法で調製した試料を、Caco-2単独培養に添加し、Caco-2細胞からのTGF-βとIL-7の分泌量を測定中である。一方、食品を調理することによって、元の食品の有した免疫調節機能がどのように変化するかを、THP-1単独培養系を用いて検討した。今年度は、食物が摂取されるまでの変化を検討することとし、野菜から水抽出液を調製し、THP-1細胞に添加し、添加72時間後の培養上清中のIL-10、IL-12を定量した。その結果、大根(青首、聖護院)は、THP-1細胞のIL-10、IL-12分泌能を促進した。しかし、大根を加熱することによって、この分泌促進能は消失した。また、大根への調味料添加の影響を検討したところ、しょうゆを添加することによって、分泌促進能が消失した。調理操作によって、食品のもつ免疫調節能が変化することが明らかとなった。また、ゴーヤについてTHP-

1細胞からのIL-10とIL-12の分泌量に及ぼす影響を検討したところ、単なるゴーヤの水抽出添加では、両方のサイトカイン分泌促進能が認められたが、人工消化することによってこの促進能が消失した。しかし、ゴーヤを加熱調理して人工消化した試料を添加すると、IL-10の分泌量のみ促進された。今後、これらの調理済み野菜から調製した人工消化試料を、複合培養系に添加し、免疫ネットワークに及ぼす影響の検討を行う予定である。
社会変化や気候変動を考慮できる都市・建物強風被害リスク評価プラットホームの構築

本研究では、社会変化や気候変動による建物の強風被害防止・低減のための研究成果を迅速に防災・減災対策に反映させるために、気象モデル、確率台風モデルを用いて強風ハザードを評価し、強風ハザード・建物耐風性能データベースを参照しながら建物被害モデルを用いて強風被害リスクの予測を行うプラットホームをGIS上に作成した。建物耐風性能データベースは、幾つかの実市街地における調査によりにアーカイブした。作成したプラットフォームを用い、実在する市街地において強風災害リスクを試験的に求めて有用性を検証するとともに、人口密度など、既存のデータベースを用いて被害リスクを簡易的に求める方法なども提案した。本年度には、建物の強風災害に対する適応策に関する成果を迅速に防災・減災対策に反映させるために、建物耐風性能データベースを参照しながら社会変化や気候変動の影響のもとで強風ハザードおよび都市・建物の強風被害リスクの予測を可能とし、国民・住民の合意形成を進め、政策的意思決定を助けるための適応策評価機能を持たせた“強風被害リスク評価プラットホーム"に関して、基本設計を行い、構成モジュールである、強風ハザードを求める「気象モジュール」。確率台風モデルを用い、気候変動や社会変動下における台風に伴う強風ハザードを求める「確率台風モジュール」。強風ハザードに対応する建物の被害リスクを求める「建物被害モジュール」について実装を行い、年度の中ごろまでに設計仕様が満たされているか、サンプルデータを用いた性能評価を行い、調整・不具合の修正を行って初年度末までに、プラットホーム全体が要求される初期性能を満たすように作業を進めた。地域特性や社会変化を反映した建物の耐風性能に関する情報を提供する「建物耐風性能データベース」に関しては、データの構造、取り扱う要素、プラットホームとのデータのやり取りに関する検討をおこなった。また、「建物耐風性能データベース」に格納するデータに関しては、高知県南国市、熊本県宇城市において建物の実地調査を行い、データの収集および、本研究グループで開発した“モバイルGISを用いた調査データ入力支援ツール"を活用して“建物耐風性能要素"収集支援ツールの動作確認と効率化を図るための改良点の検証を行った。研究は強風ハザードおよび都市・建物の強風被害リスクの予測を可能とする“強風被害リスク評価プラットホーム"を構築するものである。本年度の実績を以下にまとめる。・「気象モジュール」については、平成27年に発生した台風の計算を行い、観測結果と比較した結果、用いた気象モデルでは地面付近で観測地よりも大きめの風速を予測することが判った。そこで、建物の被害リスク予測の精度を高めるために、地形や建物・植物などの地面粗度の影響を取り入れ、変動風速場を予測できるラージエディシミュレーションを用いたダウンスケーリングを検討した。・「確率台風モジュール」は「建物被害モジュール」と組み合わせて、プラットホームに組み込むための調整を行った。また、建物被害モデルに取り込む被害発生メカニズムの改良と、建物耐風性能要素の感度解析を行った結果、精度向上のためには外装材の耐力評価と風圧力の精度評価が重要であることを明らかにした。・「建物被害モジュール」については、建物被害モデルに取り込む被害発生メカニズムの改良を行った。また、建物耐風性能要素の感度解析を行った結果、外装材の耐力評価と風圧力の精度評価が重要であることが判った。そこで、屋根ふき材の風圧力に対する耐力評価と、建物群内における各建物に加わる風圧力特性を明らかにするために風洞実験を行い、建物群内で建物に加わる風圧力を明らかにした。また、過去の台風被害との比較により精度検証のための準備を行った。・「建物耐風性能データベース」については、前年度と異なる場所を選び、建物耐風性能要素の調査収集を引き続き行った。また、住宅統計調査、都市計画基礎調査、国勢調査や住宅登記簿など、既存のデータベース上の建物耐風性能要素を活用し、現地調査を行わなかった地域においても「建物耐風性能データベース」を構築するための方法を検討し、より広い地域への拡張法を検討した。1.「気象モジュール」については平成27年に発生した台風の計算を行い、観測結果と比較した結果、用いた気象モデルでは地面付近で観測地よりも大きめの風速を予測した。これより、建物の被害リスク予測の精度を高めるためには、地形や建物・植物などの地面粗度の影響を取り入ることが必要として、地面粗度の影響を取り入れ、変動風速場を予測できるラージエディシミュレーション(LES)を用いたダウンスケーリングを行えるように設計を変更した。そのため、当初予定していたアンサンブル予報の機能、および、渦位逆変換を用いたコースや強度の異なる多数の台風を発生させる機能の開発は中止とした。2.「確率台風モジュール」については「建物被害モジュール」と組み合わせて、プラットホームに組み込むための調整を行った。建物被害モデルに取り込む被害発生メカニズムの改良と、建物耐風性能要素の感度解析を行った結果、精度向上のためには、外装材の耐力評価と風圧力の精度評価が重要であることが判った。そこで、屋根ふき材の風圧力に対する耐力評価と、建物群内における各建物に加わる風圧力特性を明らかにすることが重要であるとして、風洞実験により建物群内で建物に加わる風圧力を明らかにした。このように、当初予定していた建物耐風性能要素の洗い出しと精度検証はほぼ達成された。なお、将来気候予測結果の公開が遅れたため、当初予定していた将来気候下における“確率台風モデル"用のパラメータの最適化は、平成28年度に行う予定とした。3.「建物耐風性能データベース」に関しては新たに4都市で実地調査を行い、建物耐風性能要素に関して地域差を調べた。また、建物数値データから建物耐風性能要素を抽出する方法を検討した。以上により、当初予定していた建物耐風性能要素の洗い出しと精度検証はほぼ達成された。

本研究では、社会変化や気候変動による建物の強風被害防止・低減のための研究成果を迅速に防災・減災対策に反映させるために、気象モデル、確率台風モデルを用いて強風ハザードを評価し、強風ハザード・建物耐風性能データベースを参照しながら建物被害モデルを用いて強風被害リスクの予測を行うことができるプラットホームをGISシステム上に作成した。建物耐風性能データベースは、幾つかの実市街地における調査により市町村ごとにアーカイブし、数値地図情報上のデータと比較して、住家・非住家の割合、屋根形状、外装材の種類、階数などの建物耐風性能要素について地域ごとの特性の違いを求めた。他方、住宅統計調査、都市計画基礎調査、国勢調査や住宅登記簿など、既存のデータベース上の建物耐風性能要素を活用し、現地調査を行わなかった地域においても「建物耐風性能データベース」を構築するための方法を検討し、より広い地域への拡張法を検討した。さらに、構築したプラットホームを用いて低層建物の強風被害リスクを実市街について求め、合意形成や政策的な意思決定の場での使いやすい出力書式を工夫した。また、建物に加わる風圧力と周囲の建物との関係をGIS上の「建物耐風性能データベース」を用いて抽出するための、建物群および建物群内の建物位置を自動的に抽出する方法を提案し、市町村単位で台風通過時の被害リスクを求めた。その結果から、建物が建物群の縁にある割合(エッジ率)と被害額の大きさに相関があることを明らかにし、さらにエッジ率と市町村ごとの人口密度との関係を求め、人口密度から、建物の強風被害を簡易的に評価する手法を提案した。これにより、GIS上の建物強風被害リスク評価プラットホームを用いて台風による強風ハザードを求めれば、市町村単位の人口密度から簡易的に建物の被害リスクを、例えば屋根葺き材の被害額として示すことができるようになった。本研究では、社会変化や気候変動による建物の強風被害防止・低減のための研究成果を迅速に防災・減災対策に反映させるために、気象モデル、確率台風モデルを用いて強風ハザードを評価し、強風ハザード・建物耐風性能データベースを参照しながら建物被害モデルを用いて強風被害リスクの予測を行うプラットホームをGIS上に作成した。建物耐風性能データベースは、幾つかの実市街地における調査によりにアーカイブした。作成したプラットフォームを用い、実在する市街地において強風災害リスクを試験的に求めて有用性を検証するとともに、人口密度など、既存のデータベースを用いて被害リスクを簡易的に求める方法なども提案した。交付申請書に記載した当初予定に関しては、1.“建物強風被害リスク評価プラットホーム"の基本設計、および、構成する“モジュール"と“データベース"の実装をほぼ予定通り行うことができた。