hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PIポリアミドによる病因性ミトコンドリアDNA変異関連疾患の治療法の検討

代表的なミトコンドリア病である、MELAS(乳酸アシドーシスと脳卒中様症状を伴うミトコンドリア脳筋症)の病因と深く関連するとされるミトコンドリアDNA (mtDNA)変異A3243Gを標的とするPIP(ピロールイミダゾール・ポリアミド)を複数合成し、さらにミトコンドリア内膜へ送達するためTriphenyl-phosphonium (TPP)カチオンを結合したPIP-TPPを作成した。従来のヘアピン型の他、ヘアピン型の半分の長さで直鎖型のPIP-TPPを合成した。ヘアピン型のPIP-TPPを合成DNAを用いてBiacoreでその結合能を調べた。すると、野生型のmtDNA変異を含むDNAsequenceに比べ、変異型のmtDNA sequenceに対して、約60倍の結合能があることがわかった。これらのPIP-TPPを標的変異mtDNA A3243Gを82%有する細胞、55%有する細胞、および野生型mtDNAを有する細胞に処理した。その結果、ヘアピン型、直鎖型両方でA3243G変異を持つ細胞で細胞増殖抑制効果が認められた。細胞増殖抑制能は、A3243Gの含有量が多い細胞で強く、同変異の無い細胞では認められなかった。さらに、A3243G変異を80%以上有する細胞系で、短期間PIP-TPP処理し、LC3とCytochrome Cの共染色によってA3243Gの含有量が多い細胞でmitophagyの増加が確認された。この結果から、mitophagyを起こしている細胞がA3243Gを持つ細胞で、正常mtDNAを持つ細胞が残存するかを検討することが必要であることから、変異mtDNAの割合の低い細胞系を用い同様の実験を行うとともに低濃度のPIP-TPPのA3243G変異細胞への長期投与が必要であると考え、現在研究を続行している。PI polyamide (PIP)は、ある種の細菌の産生する天然抗生物質から発想された小分子化合物で、核内DNAの副溝に特別な送達システムを必要とせず結合する。また、ピロール・イミダゾールからなる基本骨格の構成によって種々の塩基配列を標的とすることができる。実際当研究グループではPIPにアルキル化剤を結合させ、変異KRAS遺伝子の発現を抑制し、動物実験において、腫瘍の増殖を抑制することに成功している。このことから、細胞内のDNAを標的とする意味でミトコンドリアDNA (mtDNA)への応用が可能ではないかと考えた。mtDNA異常は、ある種のミトコンドリア病、糖尿病、癌転移に関連することが報告されている。当該研究では、ミトコンドリア病の一種であるMELASの原因mtDNA変異として知られているmtDNA3243 A>Gを標的としてPIPを合成し、その変異mtDNAの発現の抑制を目的とした。合成したPIP (PIP2)にFITCを結合した化合物PIP2-FITCを作製し、HeLa mt3243A>G変異mtDNA82%含有cybridに投与後、24時間はミトコンドリアに滞留することを観察したが、48時間後には排出された。そこで新鮮PIP2をHeLa mt3243A>G変異mtDNA55%含有cybridに2日毎に40日以上連続処理した。しかし変異mtDNAの発現量に変化が認められなかった。そこで膜電位差から、ミトコンドリアの内膜へ物質を導入するtryphenylphosphonium (TPP)カチオンをPIP2と結合し、このPIP2-TTPを、mt3243A>G55%含有cybridに濃度を変えて40-60日間、隔日に新鮮なPIP2-TPPを連続投与した結果、濃度依存的に変異mtDNAの発現量が減少し、正常mtDNA量が増加する傾向が認められた。ミトコンドリアは2重膜構造を形成しており、mtDNAは内膜内に存在する。このため、mtDNAに対するPIP2-TPPの影響が認められるまでに40日以上を費やすることから、次の手段を手がけるまでに時間がかかりすぎる事が問題である。しかし、他のmtDNAに対する処理を行う研究でも、長時間がかかる事が挙げられているため、この時間を短縮する方法を考える必要がある。さらに、短期間の処理により効果を上げるため、PIPとmtDNAとの結合頻度を上げるための改良、ミトコンドリア内でのPIP濃度の向上を図る。また、PIPの合成に使用する試薬が高価であり、湿度に左右されることから、合成に時間がかかることも問題の一つに挙げられる。そこで、合成効率を上げるため、合成機の更新、機器のある研究室の湿度・温度の管理の厳密化を図るなどの改善を行っている。PIPolyamide (PIP)は、単体でミトコンドリアに到達できるが、48時間後には排出されることが判った。そこで、電位差から物質をミトコンドリアへ送達するとされるpolyphenylphosphonium (TPP)カチオンと結合し(PIP-TPP)、長期滞留するか否かを検討した。この時、英国ケンブリッジのDr. Murphyから抗TPP抗体の供与を受け、cytochrome Cとの共染色を行なった。その結果、投与4日目、14日目においてミトコンドリア内にPIP-TPPの存在を確認できた。また、この際,抗TPPと抗チトクロムC抗体の二重染色によりPIP-TPPがミトコンドリア内膜内に達していることが明らかとなった。そこでPIP-TPPをHeLa細胞を母体としたmt3243 A>

G変異を55%含有するcybridに60日間に渡り長期間投与し、mtDNAの総コピー数を推定するため、COII遺伝子とβactinの比率をPCRで推測した。その結果、処理期間が長いほど、また、PIP-TPPの濃度が高いほどmtDNAのコピー数が多い傾向にあることが観察された。さらに変異mtDNAと正常mtDNAのコピー数の変化をPCRと制限酵素を組み合わせた解析を用いて検討した。その結果、mt3243の野生型のmtDNAコピー数が変異型のmtDNAコピー数に比べ多くなっている傾向が伺われた。今回までの研究で問題となるのは、1)高濃度のPIP-TPPを必要とすること2)長期間の処理が必要であることであった。そこで、これらの2点を解決するため、PIPの構造・合成過程にさらに検討を加えること。また、HeLaを母体とするcybridだけでなく、患者由来fibroblastでの検討を試みていきたい。ミトコンドリアDNA変異に対するPIポリアミドを複数合成することにより、最適な合成方法を模索するため期間を要した。また、PIポリアミドだけではミトコンドリアへの送達・滞留に不十分であることからtriphenylphosphonium(TPP)を使用することとした。TPPを用い、ミトコンドリアへPIポリアミドが送達されているかを抗TPP抗体で検出するため、英国ケンブリッジのDr.Murphyから抗TPP抗体の供与を受けるまでに期間を要した。代表的なミトコンドリア病である、MELAS(乳酸アシドーシスと脳卒中様症状を伴うミトコンドリア脳筋症)の病因と深く関連するとされるミトコンドリアDNA (mtDNA)変異A3243Gを標的とするPIP(ピロールイミダゾール・ポリアミド)を複数合成し、さらにミトコンドリア内膜へ送達するためTriphenyl-phosphonium (TPP)カチオンを結合したPIP-TPPを作成した。従来のヘアピン型の他、ヘアピン型の半分の長さで直鎖型のPIP-TPPを合成した。ヘアピン型のPIP-TPPを合成DNAを用いてBiacoreでその結合能を調べた。すると、野生型のmtDNA変異を含むDNAsequenceに比べ、変異型のmtDNA sequenceに対して、約60倍の結合能があることがわかった。これらのPIP-TPPを標的変異mtDNA A3243Gを82%有する細胞、55%有する細胞、および野生型mtDNAを有する細胞に処理した。その結果、ヘアピン型、直鎖型両方でA3243G変異を持つ細胞で細胞増殖抑制効果が認められた。細胞増殖抑制能は、A3243Gの含有量が多い細胞で強く、同変異の無い細胞では認められなかった。さらに、A3243G変異を80%以上有する細胞系で、短期間PIP-TPP処理し、LC3とCytochrome Cの共染色によってA3243Gの含有量が多い細胞でmitophagyの増加が確認された。この結果から、mitophagyを起こしている細胞がA3243Gを持つ細胞で、正常mtDNAを持つ細胞が残存するかを検討することが必要であることから、変異mtDNAの割合の低い細胞系を用い同様の実験を行うとともに低濃度のPIP-TPPのA3243G変異細胞への長期投与が必要であると考え、現在研究を続行している。
慢性腎不全下における肝切除後肝再生のメカニズムについて

今回我々は「新たな肝再生因子として報告された血小板由来のセロトニンが、腎不全の肝切除後肝再生能に影響を及ぼすのではないか」という仮説をたて、これを検証することとしていた。しかし、有意差は確認できなかった。一方、門脈枝結紮術後の肝再生においてエストロゲンはセロトニンレセプターのupregulationを介することが示唆され、臨床での門脈枝塞栓術におけるエストロゲン補充療法の可能性が示唆された。血小板由来のセロトニンが新たな肝再生因子として報告され,門脈圧亢進や脾機能亢進による血小板減少症を有する患者の肝切除術後肝不全対策への臨床応用が期待されている.一方,生活習慣病の増加に伴い慢性腎不全,透析導入患者は年々増加し,そのような患者のC型肝炎,肝細胞癌の有病率は高く,肝切除術を受ける機会が増加してきている.セロトニン(serotonin, 5-hydroxytryptamine, 5-HT)はモノアミン神経伝達物質で視床下部や大脳基底核,延髄の縫線核などに高濃度に分布しているトリプタミン誘導体の一種であり,主に神経系の分野で研究されているが,最近,肝再生に血小板由来のセトロニンが関与していると報告され(Lesurtel M eta1, Science, 2006),肝再生因子の新たな発見として注目されている.新たな肝再生因子として報告されているセロトニンの有用性を見る為に卵巣摘出術後の門脈枝結紮モデルを用いた.そのモデルに肝再生を促進するエストロゲンを投与したところ,エストロゲンを投与した群で,有意に肝再生が促進していた.肝臓にあるセロトニン受容体である5-HT2AをRT-PCRで評価したところ,エストロゲンを投与した群で有意に高値を示した.小腸におけるセロトニン合成酵素であるトリプトファンヒドロキシラーゼもエストロゲンを投与した群で有意に高値を示した.セロトニン5-HT2受容体拮抗薬であるKentaserinを投与することによって,エストロゲンを投与した群の肝再生は低下した.よってエストロゲン投与によりセロトニンを介して,肝再生が促進していると確認できた.今後ラットの慢性腎不全モデルを実際に用いて肝再生におけるセロトニンの有用性を確認したい.肝切除後の肝再生においてはエストロゲンの関与を示唆する報告がみられる。また近年、血小板由来のセロトニンが肝再生を促進するという報告がされ、肝再生因子の新たな発見として注目されている。今回我々は雄ラットを用いた門脈枝結紮モデル(portal vein branch ligation; PBL)で門脈枝結紮術後の肝再生におけるエストロゲンおよびセロトニンの役割について検討した。Wister雌ラット(220250g)を用いて両側卵巣摘出(OVx)2週間後にPBLを施行し、同時にエストロゲン補充療法を行う群(Estradiol群)と行わない群(Vehicle群)を作成し、PBL後の血漿中エストラジオールレベル、肝再生率を測定し、さらに再生肝における肝再生関連遺伝子およびセロトニンレセプターの発現をリアルタイムRT-PCRにて解析した。体重あたりの再生肝重量は、PBL後1、2、7日目のすべての時点においてEstradiol群はVehicle群に比べて有意に高かった。また、再生肝組織におけるTNF-α,HGFなどの肝再生関連遺伝子の発現をリアルタイムRT-PCRにて評価すると、Vehicle群に比べてEstradiol群で有意に高かった。さらに、7日目の再生肝組織におけるセロトニンレセプター2a(Htr 2a)の発現もVehicle群に比べてEstradiol群で有意に高く、エストロゲン補充療法によるPBL後の肝再生促進のメカニズムのひとつに、セロトニンレセプターのupregulationを介することが示唆された。門脈枝結紮術後の肝再生においてエストロゲンは肝再生を促進させる作用を示し、臨床での門脈枝塞栓術におけるエストロゲン補充療法の可能性が示唆された。
現存本の悉皆調査を通じた読本の出板流通に関する書誌学的研究

この研究課題で科研を得た四年間で、国内外ともに多くの未知であった所蔵機関や個人コレクションの書誌調査が実施できた。残念ながら確実な初板本を見出せない標目も残っているが、収集したデジタル画像等を参照して書誌データの整備をした。後摺本や活字翻刻本を含めた調査を志したので、データ整備を完璧に終えたわけではないが、Web上のWikiとして限定公開して批正を仰ぎつつ、より精確なデータとして公開する予定である。本研究の最終目的は『読本出板書目年表』の編纂である。読本というジャンルの研究に供する基礎資料の整備を目指す。そのために、国内のみ成らず、海外に散在する図書館等に蔵される読本の調査をして可能な限り精確な書誌書目解題としての出版年表を作成したい。継続研究の第一年目にあたる本年度は、今までの調査で充分な情報が得られていなかった書目や項目について、分担者との綿密な打ち合わせをした上で、大部に所蔵されている機関等のうち未調査のところから調査を開始した。未調査のコレクションであった横山邦治氏(読本研究の泰斗)の御所蔵本について、夏休みに広島の御自宅を訪問し分担者との共同調査を実施した。横山氏が大著『読本の研究』で触れられたことを原本に就いて確認できたのは大きな成果であった。また、明治期貸本屋の旧蔵書が収められているものの未公開である愛媛県立図書館の調査を、愛媛大学の福田氏の協力を得て実現でき、多数の明治期後印本の書誌データの収集が出来た。明治期に入っても貸本屋の品揃えとして江戸読本が不可欠であったこと、それも馬琴読本の持つ息の長い商品価値について識ることができた。年度末には、一大読本コレクションを蔵する学習院大学国文学研究室の資料を、延べ四日間にわたって調査をすることができた。昭和三十年代に文部省の補助金を得て購入された資料群であったが、その母体は「漆山文庫」という新潟県の医師に拠る収集の由。その多くは貸本屋本で後印本ではあるが、纏まった蔵書として読本の流通に関する貴重な資料であった。残された未調査コレクションとしては早稲田大学図書館があるが、昨年よりインターネット上で画像データが公開され続けており、諸板の確認については居ながらにして可能になった。ありがたいことである。今年度までの調査で収集したデジタル画像は膨大な枚数にのぼり、これらの整理を続ける必要がある。これも次年度への継続作業となる。なお、本研究課題は一年前繰り上げ申請をしたものであるため、旧課題の報告書をまとめる作業が必要となり、年度末からこれに取り掛かっている。最低限、現在明らかになっている所蔵機関の一覧を完成させ、大方の利用に供したい。今年度の研究は,昨年度末に調査をした学習院大学日本語日本文学研究室に所蔵する読本の大量データの整理から開始した。夏休みには昨年に引き続き,分担者と伴に横山邦治氏(読本研究の泰斗)宅へ出向いて御架蔵本の調査をした。また,年度末にはフランス国立図書館など在パリの読本についても調査をして,多くの貴重な書誌データの蒐集ができた。また,研究終了一年前倒し申請した以前の研究成果報告(20035)として,現時点で判明している読本の所在一覧をまとめた。未だ調査の及んでいない読本を大量に所蔵している機関として,国立国会図書館や東京大学国文学研究室などがある。近年,早稲田大学が所蔵する和本の画像データをインターネット上で公開しはじめたが,このプロジェクトから受ける恩恵は絶大である。大量の標目に関する書誌データを蒐集する場合,事前に閲覧申請をした上で,当該機関まで出向いて限られた閲覧時間内で作業をするのは非効率きわまりない。尤も,国会図書館や東大など相変わらず開館時間に出向いて調査するしかないところも多く,本研究の完遂にも今しばらくは時間が懸かると思われる。現状ではやむを得ないだろうが,多くの機関で画像データのインターネット公開を期待したい。今年度は一番手薄であった大本の調査が進捗した。取り分け、夏休みに横山邦治氏御所蔵本の三回目の調査を行い、大本もの読本を中心にした書誌調査とデジカメ撮影を実施し、御所蔵本の仮目録を作成し調査を終えた。一つのコレクションの目録と、一ジャンルの書目年表とは性格を異にするが、やはり一ジャンル全体の書誌を記述するためには各コレクションの目録の蓄積が不可欠である。また、別の研究プロジェクトで出掛けたベルギーのブリュッセル王立図書館と同王立美術歴史博物館でも、幾らかの読本を所蔵していることが分かり、その調査が出来た。さらに、サンクトペテルブルグのロシア国立図書館に行った時に、ロシア東洋学研究所にも読本が所蔵されていることを知り、こちらのデジタル写真撮影は許されなかったが、閲覧の上で書誌調査はできた。このように、国外の図書館などにも知られていない蔵書中に読本が見出せることがあり、「悉皆調査」はとても困難であると思われるが、知りうる限りの原本の調査が適うように努力したい。

最終年度を迎えるに当って、とても手間暇が掛かるが、今年度までに収集してきたデータの整理と、そのデータベース化が遅れており、少々急ぐ必要がある。本計画の最終年度にあたり、原本での書誌事項確認が済んでいない標目について重点的に調査をした。基本的には都内の図書館や大学を中心とし、画像が公開されている立命館大学アートリサーチセンターや早稲田大学図書館などの資料も参照しつつ、大阪府立中之島図書館や岩瀬文庫などに足を運んで未見資料の書誌調査を実施した。研究題目には大げさに「悉皆調査」と銘打ってしまったが、調べれば調べるほど多くの所在情報が得られ、また現在もなお古書店の目録などに出て来ることが少なくないので「悉皆」は到底不可能ではあったが、本研究終了後も補遺に努めていきたい。一方、今回の計画の最終目標である「読本出板書目」をWikiとして公開するためのデータ整備を進めた。特に、過年度に蒐集したデジタル画像データから書誌情報をデータベース化する作業が遅延していたので、日常的にこの作業に取り組んだ結果、インターネット上で公開できるだけのデータ整備に目途がついた。近々Wikiでの試験的な公開を実施し、大方からの批正を仰ぎつつ、より精度の高い書目にしていきたい。その後、ある程度の期間を経てから、「年表」として再構成して刊行できればと考えている。
マグマの結晶化と鉱物の融解過程の構造化学的研究

本研究は鉱物結晶の融解および結晶化の現象を融液の側からその構造・組織ならびに組成の変化に注目し明らかにしたものである。主として、次のような研究を行った。(1)ガラス構造の解析まず、マグマの主成分であるAl_2O_3-SiO_2系のガラスを作成し、その構造を明らかにした。その結果、殆どのAl原子は4配位をとり、わずかに6配位のものが存在することが明らかになった。この結果は、モンテカルロ法によるシミュレーション計算結果ともよい一致を示した。また、斜長石組成(NaAlSi_3O_8-CaAl_2Si_2O_8)のガラスの構造を詳細に調べた。その結果、Ca,Alの増加に伴って、密度上昇とモル体積の減少がみられそれらは、ガラス構造中のT-O-T角(T=Si,Al)の減少に対応すること分かった。(2)珪酸塩融液からの結晶相の晶出の関する研究まず、ブラウン管ガラス中に生じたSbに富む数ミクロンの結晶相を調べ、それがromeiteであることを明らかにした。また、romeiteを含む微小なよりSbに冨むガラス相の構造を解析することによりSbがガラスのネットワーク構造の擾乱を引き起していることが明らかになった。このネットワーク構造の乱れが、romeite結晶の晶出に関係していると推測された。また、融液と微小結晶が共存していたと考えられる天然の火山ガラス(黒曜石)の構造を解析した。分析の結果、火山ガラスは熔融ガラスと異なるサブミクロン・スケール構造を持っていることが明らかになった。これは、火山ガラスに含まれる、微小なクリスタライトに関係すると考えられる。続いて、2成分系の結晶化の数値実験を行い、それを火成岩の組織の生成過程に応用した。火山岩と深成岩の組織の小異は2桁に及ぶ冷却速度の違いが原因であることを明らかにした。(3)上記の結果および関連研究の結果をまとめ、学術雑誌ならびに学会に発表・公表した。本研究は結晶の融解や結晶化の現象を融液のがわからその構造・組織や組成の変化を調べて結晶化の過程を明らかにすることを目的としている。本年度は、融解・結晶化の過程での融液構造や結晶相の変化を主に高温から急冷して得たガラスについて調べつぎのような結果を得た。1、まず、天然の黒曜石の構造をX線回折法と赤外及びラマン分光法で解析した。X線回折法では熔融ガラスとの違いが明らかにならなかったが、分光法によって、熔融がラスに類似した部分と微細結晶(クリスタライト)の部分からなることが明らかになった。また、黒曜石を空気中並びにアルゴン雰囲気中で加熱したあとで急冷した試料を作成し、現在、分光法で解析中で結晶・ガラス共存状態の高温での変化を明らかにできるはずである。2、次に斜長石組成のガラスを高圧力下で加熱し、その構造の変化をラマン並びに赤外分光法によって調べた。その結果、高温・高圧(500°C、4-8GPa)では、まず、AlO_4、SiO_4四面体のつながり方が変化して密度が上昇し、さらにAlの配位数が4から6に変化していることが分かった。

3、また、SiO_2-Al_2O_3系のガラスを熔融法で作成し、その原子レベルの構造をX線回折法、NMR測定などで明らかにした。その結果これらのガラス中では、Al原子は4配位ないしは6配位をしていて、この系から晶出するライト結晶と類似した構造をすでに持っていることを明らかにした。4、上記の結果の内いくつかは、学会等で発表・公表した。本研究で購入した赤外分光装置は、これらの研究の核となるいくつかの結果を出すために用いられた。本研究は鉱物結晶の融解および結晶化の現象を融液の側からその構造・組織ならびに組成の変化に注目しながら解明して行くことを目的としている。昨年度は、黒曜石の結晶化等について研究を進めた。本年度は、地球物質の融液やガラスの構造解明を続けるとともに、岩石・鉱物の融解ならびに融液(ガラス)の結晶化過程における融液やガラスの構造および結晶相の変化についてつぎのような研究を行った。(1)ガラス(融液)と結晶相の共存する、珪酸塩物質について顕微ラマン分光測定を行った。その結果、数ミクロンのスケールでのガラス部分と結晶部分のラマンスベクトルの測定に成功した。急冷温度の違いによるガラス(融液)のラマンスベクトル(構造)の違いは小さく、今後詳細に検討解析を続けてゆく予定である。(2)(1)と同様のラマン分光測定を黒曜石ならびにそれを加熱したサンプルについて行った。その結果、加熱温度の上昇に伴い波数660cm^<-1>バンドの強度が低下し、490cm^<-1>のバンドの強度が増大することが明らかになった。これは、加熱することによりT0_4四面体のネットワーク構造が増大したものと考えることができる。そして、最終的により高温での加熱では溶融ガラスと同じスペクトルを示すものと考えられた。(3)GeO_2-SiO_2系の室温・飽和水蒸気条件下での結晶化をX線回折法によって調べた。その結果、時間の経過とともに結晶化が進み、その速度はGe0_2成分の減少とともに遅くなることが明らかになった。また、結晶粒の粒径はGeO_2成分の減少に伴い大きくなることを明らかにした。(4)顕微ラマン分光ならびに赤外分光測定のための加熱ステージの作成ならびに高圧セルの試用を開始したが、現在のところ結果を出すに至っていないが、来年度も継続して研究を行うことで成果を挙げられると考えている。(5)上記の結果および関連研究の結果の一部を、地球惑星関連合同学会および日本鉱物学会で発表・公表した。昨年度までに、ガラス(融液)の構造に関する研究、および結晶化過程でガラス(融液)と結晶相の共存する珪酸塩物質について研究を進めてきた。(1)ブラウン管ガラス中に生じた微小なガラス状のインクル-ジョンとその中の極微小結晶相について、イメージング・プレートを用いたX線回折測定と顕微ラマン分光測定を行った。その結果、数ミクロンのスケールの結晶相はromeiteであることを明らかにした。また、romeiteを含む微小なガラス相は周囲のガラス(珪酸塩液体)よりSbに冨み、このガラスの構造を解析することによりSbがガラスのネットワーク構造の擾乱を引き起していることが明らかになった。このネットワーク構造の乱れが、romeite結晶の晶出に関係していると推測される。(2)水を含む
ストレージ階層化時代のチェックポイント・リスタート技術の新展開

アプリケーション実行中にその状態を定期的に保存する状況を想定し、それを階層的なストレージに書き込む際の頻度などを自動調整する方法について検討した。また、その書き込みに要する時間を短縮する方法について検討した。そのためには、将来書き込まれる蓋然性の高いデータを投機的に書き込んでおくアプローチが有効であることから、その予測方法についても考察した。その予測のためには対象アプリケーションのメモリアクセスパターンを調べる必要があるため、メモリ解析ツールを開発した。大規模システムのジョブスケジューリングのシミュレータを開発し、これらの手法の効果を検証した。チェックポイントリスタートの実行時オーバヘッドを削減するために、今年度は特に投機的チェックポインティングの検討を進めた。近い将来更新される可能性の低いダーティページをチェックポイントファイルに投機的に書きこんでおくことにより、チェックポイントファイルの書きこみに要する見かけ上の時間の短縮を期待できる。しかし、予測を誤った場合にはファイルへの書きこみ回数が増加するため、その予測手法について研究した。その結果として、大きな配列に逐次アクセスするような規則的なメモリアクセスを検出することで、投機的チェックポインティングの効果の向上が見込めることが明らかになった。また、近い将来更新される可能性の低いダーティページを予測する手法の構築を目的として、アプリケーション解析ツールExanaを改良し、アプリケーションから実行時にアクセスしたメモリに関するトレース情報を取得すると共にダーティーページの推定に有用な時間情報を付加する機能の追加を行った。さらには、評価用のジョブシミュレータのプロトタイプの構築を行った。本シミュレータでは、実運用で得られた統計情報に基づいて生成したジョブミックスを使用し、例えばチェックポイントリスタートを組み込んだスケジューリングアルゴリズムの評価や、ノード故障等が発生した際のスケジューリング性能の評価等を実施することができる。投機的チェックポインティングを行った場合には継続的にファイルアクセスが発生するため、その効果はファイルシステムのバンド幅に依存していることがわかった。チェックポイントリスタートの実行時オーバヘッドを削減するために、本研究では特に投機的チェックポインティングの有効活用の検討を進めた。すでに更新され、しかも近い将来に再度更新される可能性の低いメモリページ(ダーティページ)をチェックポイントファイルに投機的に書き込んでおくことにより、定期的なチェックポイントファイルの書き込みに要する見かけ上の時間の短縮を期待できる。しかし、予測を誤った場合にはファイルへの書き込み回数が増加するため、その予測手法について平成26年度から引き続き研究した。また、定期的にチェックポイントファイルを取得する時間間隔は、性能に着目した場合と消費エネルギに着目した場合で最適値が異なることを明らかにし、それぞれに関して適切な間隔を決めるための手法を提案した。また、特にアプリケーションの性能解析ツールExanaの機能拡張を行い、投機的チェックポインティングにおいて比較的単純な予測モデルを用いて高速にメモリアクセスパターンの大まかな予測を行うことの妥当性を議論した。さらには、提案手法の大規模システムでの有効性を検証するために、大規模システムのジョブレベルのシミュレータを開発した、シミュレータ上でチェックポインティング間隔を変化させて性能や消費エネルギを算出することにより、提案手法の有効性を明らかにした。予測手法に関しては当初の予定通りに検討が進んでおり、最終成果に向けて開発が必要な環境の整備も進んでいる。高性能計算他のチェックポイントリスタート機能やジョブスケジューラと組み合わせた場合に期待される効果やその限界を評価し、今後のさらなる発展につなげていく予定である。主に平成26年度予算から支出予定だった海外出張経費を、平成27年度予算として支出することになったため差額が生じている。上記の理由のため、研究期間を通じた使用計画に変更はない。
オステオカルシン低値は２型糖尿病とメタボリック症候群の発症リスクを高めるか

FORMENコホート研究10年次追跡調査を奈良県橿原市、香芝市、奈良市、大和郡山市の対象者約1000人について実施した。内容は予定通りで、(1)対象者に空腹(食後7時間以上)での受診を求め、静脈血を採取し、血漿中グルコース濃度(FPG)とヘモグロビンA1c (HbA1c)の存在割合を測定した。この検査と問診時に処方箋かお薬手帳で糖尿病の現在の治療の有無を確認し、糖尿病新規発症を判定した。糖尿病新規発症の定義は、Baselineで糖尿病治療の既往がなかった者で、上記検査が空腹時血糖126 mg/dl以上、または、HbA1c 6.5%以上か、糖尿病の治療歴が生じた場合とした。(2)インスリン抵抗性はFPGと血清インスリン濃度からhomeostatic model assessmentinsulinresistance (HOMAーIR)を算出し、評価した。(3)二重エネルギー吸収法による体組成測定から部位別の体脂肪量と体脂肪率を算出した。(4)メタボリック症候群はウエスト周囲長、血清トリグリセライド濃度、血圧、FPG濃度より診断した。受診者は489人で、高齢者の10年間の追跡調査としては許容できる範囲と考えられた。受診者については空腹時血糖とHbA1c値により糖尿病の新規発生を把握し、二重エネルギー吸収法による体脂肪量の測定も問題なく、全員に実施できた。各種測定結果からインスリン抵抗性の指標であるHOMA-IRを推定し、メタボリック症候群の診断も実施できた。現在、得られたデータは順次電子化し、データベースを作成中である。別の課題の一昨年度の調査が台風による洪水で実施できず、翌年度にずれ込んだ影響で、昨年度の調査の実施時期が年度末の3月になった影響がまだ残り、予定した実地調査は実施できたものの、時期が年度末となり、未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は実施できていない。予定しながら、実施できなかった未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は平成31年度の早い段階で実施し、データベースを完成させ、解析し、最終結果を出す予定である。FORMENコホート研究10年次追跡調査を奈良県橿原市、香芝市、奈良市、大和郡山市の対象者約650人について実施した。(2)インスリン抵抗性はFPGと血清インスリン濃度からhomeo staticmodel assessment insulinresistance (HOMAーIR)を算出し、評価した。受診者は461人、受診率は71%で、10年間の追跡調査としては高いものと考えられた。ただし、調査の実施時期が平成30年3月にずれ込んだため、未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は実施できなかった。当初、調査は平成29年秋に実施予定であったが、前年度実施予定だった別の研究の調査が調査地の台風による洪水で今年度の7月に延期されたために、本調査が予定通りに実施できず、平成30年3月にずれ込んでしまった。そのため、未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は年度内には実施できなかった。

受診者は489人で、高齢者の10年間の追跡調査としては許容できる範囲と考えられた。受診者については空腹時血糖とHbA1c値により糖尿病の新規発生を把握し、二重エネルギー吸収法による体脂肪量の測定も問題なく、全員に実施できた。各種測定結果からインスリン抵抗性の指標であるHOMA-IRを推定し、メタボリック症候群の診断も実施できた。現在、得られたデータは順次電子化し、データベースを作成中である。別の課題の一昨年度の調査が台風による洪水で実施できず、翌年度にずれ込んだ影響で、昨年度の調査の実施時期が年度末の3月になった影響がまだ残り、予定した実地調査は実施できたものの、時期が年度末となり、未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は実施できていない。平成30年度は、残る約1000人の対象者について、10年次追跡調査を予定通り実施する。平成29年度に実施できなかった未受診者調査は、平成30年度の未受診者調査と併せて実施することにより、遅れを取り戻せると考えている。予定しながら、実施できなかった未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査は平成31年度の早い段階で実施し、データベースを完成させ、解析し、最終結果を出す予定である。平成29年度調査が3月にずれこみ、血液検査料約91万円の請求が平成30年3月31日となったので、支払いが30年度になってしまった。この支払いは30年度の初めに済ませている。予定しながら、実施できなかった未受診者対象の糖尿病新規発症に関する郵送・電話調査の費用を繰り越した。同調査は平成31年度の早い段階で実施する予定である。
H_2^<15>O法PETスキャンによる読字の神経機構の解析

正常被検者9名を対象として、数字と計算に関与する大脳皮質部位についてのH_2^<15>O法PETスキャンによる解析を行った。各被検者には、視覚提示課題として、注視点注視課題、2桁と1桁の繰り上がり又は繰り下がりのある加減計算式を視覚的に提示した時の計算式の黙読課題、およびその計算結果を口頭で答える計算課題の3課題を負荷し、次いで聴覚提示課題として、安静閉眼課題、視覚提示と同様の計算式をスピーカーから聴かせた時の計算式黙読課題、計算結果を述べる計算課題の3課題を負荷して、各課題負荷時の局所脳血流量を測定した。得られた画像から、視覚提示および聴覚提示のそれぞれについての、(計算-黙読)の減算画像と、(計算-注視または安静)の減算画像、および(黙読-注視または安静)の減算画像を作製した。全脳平均脳血流量の5%以上の局所脳血流量増加を有意の賦活とし、関心領域法によって、各被検者の大脳皮質上の約30箇所の領域に関し、各課題によって有意に賦活されたかどうかを判定した。(黙読-注視または安静)の減算画像では、視覚提示条件でも聴覚提示条件でも有意の賦活領域を捉えることは出来なかったが、視覚提示条件における(計算-黙読)の減算画像では、左上側頭回と左前頭前野において有意の賦活が認められた。(計算-黙読)の減算画像における左前頭前野の賦活は、聴覚提示条件でも認められたが、聴覚提示による賦活は視覚提示条件におけるより低かった。いずれの場合にも、角回や縁上回などの頭頂葉領域の賦活は見られなかった。以上の結果から、計算遂行においては、左前頭前野が関与していると考えられた。
環状オリゴ糖を用いた新しい放射性ヨウ素回収・保持システム開発に向けた基礎的研究

放射性ヨウ素は、飛散しやすいことに加えて、経口・吸入摂取により体内に取り込まれると、甲状腺に集積して甲状腺がんや甲状腺機能低下症等を誘発することが懸念されていることから、特に慎重な管理が求められている放射性同位元素のひとつである。環状構造を持つオリゴ糖であるシクロデキストリンは、ヨウ素を選択的に環内に取り込み、安定的に保持することが知られている。本研究では、シクロデキストリンを用いて気中に飛散した放射性ヨウ素、及び液中に含まれる放射性ヨウ素を効率的に回収する技術の構築に向けて、シクロデキストリンの放射性ヨウ素回収・保持に関する基本特性の解明に取り組んだ。放射性ヨウ素は、容易に飛散することに加えて、体内に移行すると甲状腺癌や機能低下症を誘発するなど、身体に深刻な影響を与えると考えられていることから、慎重に管理しなければならない放射性物質とされている。本研究の目的は、従来、ヨウ素の捕集剤として用いられて来た活性炭では実現することが出来なかった"原子力災害時に放射性ヨウ素の環境中への大規模な漏洩を防ぐ"、"万一放射性ヨウ素が環境中に漏洩しても、広範囲に拡散する前に回収する"、"核医学において放射性ヨウ素が投与された患者の排泄物を低コストで効率的に処理する"などを可能にする新しい放射性ヨウ素の回収・保持材の開発に向けて、シクロデキストリン(CD)の放射性ヨウ素回収・保持に関する基本特性を解明するために、[1]液体中のヨウ素濃度と捕集効率の関係の解明、[2]熱・放射線耐性の評価、[3]不純物がヨウ素の回収に与える影響の評価、[4]水溶性CDから不溶性CDへの包接ヨウ素移行法の構築、[5]気体中に拡散したヨウ素の捕獲効果の検証を実施することである。平成27年初頭に、CDと活性炭を組み合わせた新しいタイプの不溶性CD(CD誘導体)が開発された。理論上、ヨウ素の選択的な捕集に有効であると推測されたことから、[1]は従来の不溶性CD(CDP)を用いて実施する計画であったが、CDPよりもCD誘導体の方が放射性ヨウ素の捕集に対して高い効果を示すことが確認できた場合には、CD誘導体を用いて行くべきであると考えた。そこで、平成27年度に当初の計画になかった“[0]放射性ヨウ素の捕集に向けたCD誘導体の性能評価"を行うこととし、この結果を踏まえて、平成28年度に[1]を行うこととした。水溶性CDを用いる[2]については、当初計画通り、平成27年度に実施した。[0]放射性ヨウ素の捕集に向けたCD誘導体の性能評価は、α、β、γ-CDが、粉末状の活性炭、及び粒径が20μm×50μm(GW-A)、8μm×30μm(GA-M)、4μm×8μm(GA-X)の粒状の活性炭に0.110%の割合で添加された合計36種類のCD誘導体に対して実施した。5mlチューブに、各CD誘導体及をそれぞれ0.04g投入し、ここに放射性ヨウ素I-131水溶液を4g(100kBq)注入した。24時間経過後に、チューブから上澄み液1gを取り出して、オートウェルγカウンタを用いて放射能濃度を測定した。I-131水溶液に対する各上澄み液の放射能濃度の比(ヨウ素捕集率)を求めた結果、これまで溶液中からのヨウ素の回収に効果があるとされていたCDHPはいずれも0.05程度であり、十分な放射性ヨウ素の除去効果が見られなかった一方、GA-Mの活性炭にβ-CDが0.1%添加されたCD誘導体は0.964である等、CD誘導体は、CDHPと比べて、液体からの放射性ヨウ素の回収に大きな効果があることがわかった。[2]熱・放射線耐性の評価は、α、β-CDHPの10%水溶液にCo-60照射装置及びCs-137照射装置を用いて、10030,000Gyの放射線を照射した試料、及び電気炉で100200°Cに加熱した試料を用いて行った。各水溶液2mlにI-131水溶液50μlを投入し、十分に撹拌した後、ステンレス試料皿に0.5ml(36.5kBq)を滴下した。試料皿を常温下でフード内に40日間に渡って静置するとともに、数日おきにγ線測定装置を用いて測定した。そして、分注直後の測定値に対する各測定回の測定値の比(ヨウ素保持率)を求めた結果、CDは、200°Cまで加熱されても、また30,000Gyまで放射線が照射されてもI-131の捕集、保持に影響が見られなかった。高温・高線量下でのヨウ素の回収や、長期間に渡る放射性ヨウ素の保持にも適用可能であることが確認した。本研究の目的は、活性炭に代わる新しい放射性ヨウ素回収・保持材の開発に向けて、環状オリゴ糖(シクロデキストリン:CD)の基本特性を解明することであり、平成28年度は次の3点について研究を行った。前年度の基礎実験において放射性ヨウ素I-131の吸着効率が最も高かったα-CD誘導体(CD-活性炭結合体)について液体中のヨウ素濃度と捕集効率の関係を解明した。I-131

溶液10gに、α-CD誘導体0.1gを投入し、5日間静置したところ、I-131の濃度が1kBq/cm3から100GBq/cm3に相当する範囲において、吸着効率は80%でほぼ一定であった。一方、100TBq/cm3に相当する濃度では、ヨウ素はほとんど吸着されなかった。ヨウ素治療を受けた甲状腺癌患者の尿のI-131濃度は1.6MBq/cm3、福島原子力発電所事故直後に2号機タービン建屋で採取された高濃度汚染水のI-131濃度は13MBq/cm3である。放射線管理上取り扱うの汚染水の多くは、I-131濃度が100GBq/cm3よりも低いと思われる。このことから、CDは汚染水の処理に対して十分な性能を有していることが確認できた。次に、水溶性CDに包接されたI-131の水溶液10gに活性炭1gを投入したところ、上記実験と同じくI-131の吸着効率は80%になることを確認した。液体中にて飛散防止のために水溶性CDに包接させたヨウ素を除去する場合、液体中で水溶性CDと活性炭を反応させてCD誘導体を形成させることにより、ヨウ素を除去できることを確認した。最後に、尿に含まれる成分が、CD誘導体のヨウ素吸着に与える影響を評価した。人工尿を用いた実験により、アンモニアや尿素が存在すると、I-131の吸着効率が20%程度に低下したが、予め陽イオン交換樹脂に流した上で同様の実験を行ったところ、吸着効率が40%以上に上昇することを確認した。本研究では、[1]液体中のヨウ素濃度と捕集効率の解明、[2]熱・放射線耐性の評価、[3]不純物がヨウ素の回収に与える影響の評価、[4]水溶性CDから不溶性CDへの包接ヨウ素移行法の構築、[5]気体中に拡散したヨウ素の捕獲効果の検証の5項目について検証することを計画していた。当初、平成27年度に上述の項目[1]、[2]を、平成28年度に項目[3]、[4]を、そして平成29年度に項目[5]について行う計画を立てていた。しかし、平成27年初頭にCDと活性炭を組み合わせた新しい不溶性CD(CD誘導体)が開発されたことを受けて、平成27年度に、当初の計画になかった項目[0]放射性ヨウ素の捕集に向けたCD誘導体の性能評価"を行い、この結果を踏まえて、平成28年度に項目[1]は実施する様に計画を変更した。平成28年度は、項目[1]、[3]、[4]の3点について検証したことから、当初の計画において平成28年度末までに実施する予定であった4項目全てについて既に実験を終えている。以上のことから、本研究は、概ね順調に進展していると考えている。本研究の目的は、活性炭に代わる新しい放射性ヨウ素回収・保持材の開発に向けて、環状オリゴ糖(シクロデキストリン:CD)の基本特性を解明することであり、平成29年度は「気体中に拡散したヨウ素の捕獲効果の検証」ついて研究を行った。容積が204Lのグローブボックス内で、試料皿にNaI-131標準溶液と濃硝酸を滴下してI-131を気化させた。30分経過後に、蒸留水に水溶性α-CDを重量百分率が1%と10%となる様に投入したCD水溶液200mlを噴霧した。さらに30分経過後に、グローブボックスに接続したエアーポンプを用いて22L/minの流量でグローブボックス内の空気を30分間吸引するとともに、グローブボックスから流出した空気を活性炭フィルターに通すことによって空気中に含まれるI-131を捕集した。捕集終了後、活性炭フィルターをオートウェルγカウンタで測定した。比較のために、CD水溶液を噴霧せず、I-131を気化させてから60分後に、エアーポンプを用いてグローブボックス内の空気を吸引し、活性炭フィルター上にI-131を捕集する実験、及び水溶液のCD濃度が0%(蒸留水)を噴霧する同様の実験も行った。
妊娠産褥期における下垂体プロラクチン遺伝子の発現とその調節機構の解明

古くからラットにエストロゲン(E)を投与すると,下垂体プロラクチン(PRL)合成が増加することが知られ,我々はこの増加がPRLmRNAの増加によること及びPRLmRNAのEによる増加がpoly(ADP-riboje)合成の増加を介して誘導されることを明らかにしてきた.一方,妊娠・産褥期のラット下垂体においてもPRL合成が増加することが知られているが,その調節機序は必ずしも明らかでない,本研究は,この解明を目的とした.妊娠・産褥の種々の時期における血中E:PRL:下垂体PRLをラジオイムノアッセイにより測定すると共に,下垂体中PRLmRVAをcytoplasmic dot hybridization法により, poly(ADP-ribose)合成を^4C-NADの核内蛋白への取り込みを指標として測定した.また, PRL遺伝子発現に及ぼすpoly(ADP-ribose)合成の関与を検討する目的で,この合成阻害剤であるnicotinamideを投与する実験も行った.ラット血中のEは妊娠初期(妊娠4-8日)に増加し,この時期に一致してPRLmRNAの増加が見られた.この時期にnicotinamideを投与すると,血中Eの増加は対照群と同様に観察されたが,下垂体poly(ADP-ribose)合成及び, PRLmRNAの増加は認められなくなり,妊娠初期のPRL合成の増加QEによる:poly(ADP-ribose)合成の誘導によりPRL遺伝子の転写が増加したためと考えられた.妊娠中期から後期にかけて下垂体中PRLmRNAは妊娠前のレベルまで低下した.その後は分娩6日目よりPRLmRNAは上昇を示し12日まで負値を維持した.この時期にはE濃度の上昇はみられなかった.分娩後6-12日のPRLmRNAの上昇は乳子による吸乳刺激を除去するとみられなくなった.以上妊娠初期のPRL遺伝子発現はEによる調節を受け,分娩後は吸乳刺激による中枢性の調節を受けていると考えられた.古くからラットにエストロゲン(E)を投与すると,下垂体プロラクチン(PRL)合成が増加することが知られ,我々はこの増加がPRLmRNAの増加によること及びPRLmRNAのEによる増加がpoly(ADP-riboje)合成の増加を介して誘導されることを明らかにしてきた.一方,妊娠・産褥期のラット下垂体においてもPRL合成が増加することが知られているが,その調節機序は必ずしも明らかでない,本研究は,この解明を目的とした.妊娠・産褥の種々の時期における血中E:PRL:下垂体PRLをラジオイムノアッセイにより測定すると共に,下垂体中PRLmRVAをcytoplasmic dot hybridization法により, poly(ADP-ribose)合成を^4C-NADの核内蛋白への取り込みを指標として測定した.また, PRL遺伝子発現に及ぼすpoly(ADP-ribose)合成の関与を検討する目的で,この合成阻害剤であるnicotinamideを投与する実験も行った.ラット血中のEは妊娠初期(妊娠4-8日)に増加し,この時期に一致してPRLmRNAの増加が見られた.この時期にnicotinamideを投与すると,血中Eの増加は対照群と同様に観察されたが,下垂体poly(ADP-ribose)合成及び, PRLmRNAの増加は認められなくなり,妊娠初期のPRL合成の増加QEによる:poly(ADP-ribose)合成の誘導によりPRL遺伝子の転写が増加したためと考えられた.妊娠中期から後期にかけて下垂体中PRLmRNAは妊娠前のレベルまで低下した.その後は分娩6日目よりPRLmRNAは上昇を示し12日まで負値を維持した.この時期にはE濃度の上昇はみられなかった.分娩後6-12日のPRLmRNAの上昇は乳子による吸乳刺激を除去するとみられなくなった.以上妊娠初期のPRL遺伝子発現はEによる調節を受け,分娩後は吸乳刺激による中枢性の調節を受けていると考えられた.
メゾスケール力学モデルによる横補強コンクリートの変形・破壊機構と寸法依存性の評価

補強鋼材により横拘束されたコンクリート(以下,コンファインドコンクリート)の変形・破壊機構およびその寸法依存性を数値解析により評価することを目的として,コンクリートのメゾ(準微視)スケール力学挙動に立脚して構築した剛体バネモデルに,鉄筋および鋼管を表現するはり要素およびシェル要素を結合した解析手法を開発した.既往の実験結果との比較により開発手法の適用性を確認するとともに,同手法を用いたパラメトリックスタディーを行い,コンファインドコンクリートの圧縮応答に現れる寸法依存性機構についてメゾの視点から考察した.補強鋼材により横拘束されたコンクリート(以下,コンファインドコンクリート)の変形・破壊機構およびその寸法依存性を数値解析により評価することを目的として,コンクリートのメゾ(準微視)スケール力学挙動に立脚して構築した剛体バネモデルに,鉄筋および鋼管を表現するはり要素およびシェル要素を結合した解析手法を開発した.既往の実験結果との比較により開発手法の適用性を確認するとともに,同手法を用いたパラメトリックスタディーを行い,コンファインドコンクリートの圧縮応答に現れる寸法依存性機構についてメゾの視点から考察した.帯鉄筋や鋼管により横拘束されたコンクリート(以下,コンファインドコンクリート)は,高い圧縮強度および靭性能を示すことが知られており,RC橋脚やPC鋼材定着部など,圧縮荷重下で高い耐荷・変形性能が要求される構造部材に多く適用されている.一方,コンファインドコンクリートの圧縮特性における寸法依存性は,これまでにも多くの研究が行われているものの,検証されている範囲が限られており,適切に評価されているとは言い難い.本研究は,コンファインドコンクリートの変形・破壊機構ならびに寸法依存性挙動をメゾスケールの力学挙動に立脚した数値解析により把握・評価することを目的としている.本年度は,帯鉄筋により拘束されたコンクリートの変形・破壊挙動をシミュレート可能な数値解析モデルの開発を行った.具体的には,研究代表者が提案している,コンクリートのメゾスケール力学挙動に立脚して構築した構成モデルを適用した剛体バネモデルに,帯鉄筋を表現する,ファイバーモデルに基づいたはり要素を結合した解析手法を開発した.さらに,開発した解析手法を用いて,異なる供試体形状・寸法,帯鉄筋形状,帯鉄筋比および帯鉄筋間隔を有するコンファインドコンクリートの1軸圧縮載荷解析を行い,既往の実験との比較により同手法の適用性を検証した.その結果,開発した解析モデルは,(1)コンファインドコンクリートの強度,ひずみ軟化性状,破壊局所化挙動およびそれらの寸法依存性までを概ね再現できること,(2)鉄筋モデルの選択は,実験結果を再現するために重要であり,円形断面供試体に対しては,鉄筋構成モデルにおける塑性硬化挙動が,角形断面供試体に対しては,鉄筋の曲げ応答が,巨視的な強度と特に軟化性状に影響を及ぼすこと,また,これらを適切にモデル化することで,コンファインドコンクリートの圧縮応答を定量的に再現可能であることが分かった.本研究は,帯鉄筋および鋼管により横拘束されたコンクリート(以下,コンファインドコンクリート)の変形・破壊機構および寸法依存性を,メゾスケールの力学挙動に立脚した数値解析により把握・評価することを目的としている.前年度は,帯鉄筋により離散的に横拘束されたコンクリートの破壊挙動をシミュレート可能な数値解析モデルの開発を行った.具体的には,コンクリートのメゾスケール力学挙動に立脚して構築した構成モデルを適用した剛体バネモデルに,帯鉄筋を表現する,ファイバーモデルに基づいたはり要素を結合した解析手法を開発した.本年度は,剛体バネモデルに,幾何学的非線形性を考慮したシェル要素を結合することで,鋼管により連続的に横拘束されたコンクリートを表現可能な数値解析モデルを開発した.さらに,上記2種類の解析モデルを用いてコンファインドコンクリートの1軸圧縮解析を行い,実験との比較により解析モデルの妥当性を検証するとともに,コンファインドコンクリートの寸法依存性を評価するために,既往の実験では検証されていない供試体寸法までを含んだパラメトリックスタディーを行った.その結果,(1)開発した解析モデルは,既往の実験で評価されている領域におけるコンファインドコンクリートの圧縮特性に現れる寸法依存性を概ね再現できること,(2)パラメトリックスタディーの結果,角形断面供試体の方が,円柱形断面供試体より寸法依存性が大きいこと,(3)帯鉄筋を用いたコンファインドコンクリートの場合,同一帯鉄筋量の条件では,帯鉄筋間隔が小さいほど寸法依存性が小さいこと,(4)鋼管により,連続的に補強した方が,帯鉄筋により離散的に補強した場合より,寸法依存性が小さいことが分かった.さらに,解析により得られた供試体内部の応力伝達機構を可視化することにより,寸法依存性のメカニズムについてメゾの視点から考察し,いくつかの解釈を得た.
遠隔計測による都市の危険度評価に関する基礎研究

都市域の危険度評価には基礎となるデータを要する.本研究では都市域を構成する要素に基づいて危険度評価を行うことを目標にして研究を実施した.そのため第一段階として,遠隔計測データを分類して,都市の構成要素を抽出する方法を開発した.高速性を重視して,処理時間の短い二分木法を採用し,従来の分光特性に基づく方法を拡張して,分光特性と空間特性(空間的分散)を同時に考慮した二分木法を開発して自動処理に用いた.対象とした遠隔計測データは空間的分解能を考慮して空中写真をディジタイズして用いた.空間分離能は約1mのものと,約5mのものてある.危険度評価には二つの方向が有り得る.一つはボトムアップともいうべきもので,評価に必要な都市域構成要素を出発点とし,それらの情報を積み重ねて最終的な評価に至るものである.当初は,この方法で進めていたが,すべての要素が揃わなければ評価に至らないという欠点がある.危険度評価に必要な要素がすべて遠隔計測データから得られるとは限らないため,トップダウンともいうべきもう一つの方向を検討した.これは,既にある評価値を遠隔計測データから得られる構成要素の面積占有率に,回帰分析によって結び付けるものである.評価値(東京都)は500mメッシュで得られているため,多くの遠隔計測データを要する.上の分解能を有する多くの遠隔計測データを入手することが困難であったため,細密数値情報を遠隔計測データを仲介するものとして利用した.これに基づき,危険度を表現するモデルを作成できることを確かめた.まだ,問題は残されているが,遠隔計測データから危険度マップを作成する一つの方向を示した.技術的には,分類手法(最適線形判別法,クラスタリング),変化域抽出法,空間分解能の評価法などを開発した.都市域の危険度評価には基礎となるデータを要する.本研究では都市域を構成する要素に基づいて危険度評価を行うことを目標にして研究を実施した.そのため第一段階として,遠隔計測データを分類して,都市の構成要素を抽出する方法を開発した.高速性を重視して,処理時間の短い二分木法を採用し,従来の分光特性に基づく方法を拡張して,分光特性と空間特性(空間的分散)を同時に考慮した二分木法を開発して自動処理に用いた.対象とした遠隔計測データは空間的分解能を考慮して空中写真をディジタイズして用いた.空間分離能は約1mのものと,約5mのものてある.危険度評価には二つの方向が有り得る.一つはボトムアップともいうべきもので,評価に必要な都市域構成要素を出発点とし,それらの情報を積み重ねて最終的な評価に至るものである.当初は,この方法で進めていたが,すべての要素が揃わなければ評価に至らないという欠点がある.危険度評価に必要な要素がすべて遠隔計測データから得られるとは限らないため,トップダウンともいうべきもう一つの方向を検討した.これは,既にある評価値を遠隔計測データから得られる構成要素の面積占有率に,回帰分析によって結び付けるものである.評価値(東京都)は500mメッシュで得られているため,多くの遠隔計測データを要する.上の分解能を有する多くの遠隔計測データを入手することが困難であったため,細密数値情報を遠隔計測データを仲介するものとして利用した.これに基づき,危険度を表現するモデルを作成できることを確かめた.まだ,問題は残されているが,遠隔計測データから危険度マップを作成する一つの方向を示した.技術的には,分類手法(最適線形判別法,クラスタリング),変化域抽出法,空間分解能の評価法などを開発した.