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日本統治下朝鮮における衡平運動に関する歴史的研究

朝鮮の被差別民「白丁」(ペクチョン)にたいする差別の撤廃を掲げて、1923年に朝鮮衡平社が発起された。衡平社は1935年に大同社と改称し、1940年代には活動の跡が途絶えるが、本研究はその期間をも含めて衡平運動と位置づけて、日韓をまたがる共同研究をすすめた。成果としては、まず、京城地方法院検事局が作成した簿冊群などの朝鮮総督府関係史料を中心に翻刻した『朝鮮衡平運動史料集』の刊行があげられる。これらの新出史料や関連しての史料発掘によって、衡平社の組織や運動課題、植民地統治との関係、また戸籍など当該期の「白丁」をめぐる差別や主な生業とされた食肉皮革業などの実態解明を進めることができた。史料の収集整理と翻刻とにより、『朝鮮衡平運動史料集』の編集を進めた。校正を終え、2016年4月に出版する予定である。史料集の編集のために、3回の研究会を開催し、収録史料の検討を重ねた。史料集の刊行より、衡平社が大同社と改称した日中戦争期もふくめて、本研究を進めるための基礎史料を共有できるようになる。その内容は、主に京城地方法院検事局に報告された朝鮮総督府警察の報告文書であり、衡平運動の動向などが詳細に記録されている。衡平社が発行した大会ポスターやニュースなど初出の一次史料も散見され、それらの朝鮮語史料には適宜翻訳を付した。史料源である『思想ニ関スル情報綴』は、韓国の国史編纂委員会と高麗大学校アジア問題研究所とに分散所蔵されているため、それらをまとめて収録した本史料集の刊行は大きな意義を持っている。このほか、衡平社地方組織が襲撃された醴泉事件の予審終結決定や公判判決文、総督府警務局の年次編纂した『朝鮮の治安状況』からの抜粋などを収録し、衡平運動の全貌に近づくことができるよう努力した。また、主だった活動家の履歴や動向なども、警察の調査によって明らかにされている。さらに索引と地図をつけたことで、利便性は大きく向上した。また、韓国・慶尚大学校人権社会発展研究所が開催した国際学術大会「衡平運動を再び考える」(原題ハングル表記、日本語訳)に本共同研究のメンバーが参加するとともに、次の6名が報告をおこなった。駒井忠之「水平社博物館所蔵の衡平社関係資料の紹介」、吉田文茂「衡平社大会に参加した猪原久重」、割石忠典「衡平運動と「生活問題」について」、関口寛「帝国日本の被差別民への眼差し」、竹森健二郎「衡平社史料から見えてくるもの」、廣岡浄進「醴泉事件の経過と影響」。(本欄の字数制限のため各報告の副題は省略した。)3年計画の1年目は、史料集の編集を軸に研究会を進めた。編集の核となった渡辺俊雄をはじめ、竹森健二郎、吉田文茂、割石忠典、駒井忠之、高正子、金仲燮、徐知延、徐知伶ら研究協力者諸氏とともに史料の整理と翻刻とを進め、公刊史料集として出版に漕ぎつけた。また、朝鮮語史料や金仲燮論文を翻訳する作業なども、有能な研究協力者を得て、滞りなく進めることができた。共同と分担とによる史料解読の成果としての活字による史料共有により、研究条件が一躍整備された。朝治武、水野直樹、竹森健二郎、吉田文茂、高正子とで韓国に史料調査に赴き、既に入手したデジタル画像では判読が困難な史料の現物確認と高精度撮影、さらなる史料発掘の可能性を探った。その結果、編集中であった史料集を充実させることができた。また慶尚大学校人権社会発展研究所が開催した国際学術大会国際学術大会「衡平運動を再び考える」(原題ハングル表記、日本語訳)に招待され、本共同研究のメンバーが、日本の水平運動と朝鮮の衡平運動の交流の実相(駒井、吉田)、朝鮮牛の日本への移入(割石)、人類学者鳥居龍蔵による調査の中の白丁関係写真(関口)、大同社への転換の経過(竹森)、衡平社地方大会への襲撃事件(廣岡)といった多彩な報告をおこなった。また韓国の研究者からは、衡平社の経済活動、衡平社結成の地となった晋州における衡平運動前史、植民地統治下社会運動との関係、晋州での顕彰活動を続けてきた衡平運動記念事業会の紹介などの報告があり、貴重な学術交流をおこなうことができた。なお、史料集には収録しなかったが、次項に後述のとおり、植民地期朝鮮で発行されていた日本語新聞から関係記事を検索・収集する作業を開始した。『朝鮮衡平運動史料集』(解放出版社)を、2016年4月に出版した。金仲燮「衡平運動の歴史の新しい理解のために」(髙正子訳)、および水野直樹「収録史料解題」を収録し、両氏が共同監修者となった。本史料集の概要やその意義については、昨年度の本欄において記述した。本史料集を活用して、次の通り、口頭発表および論文を送り出すことができた。まず、研究拠点である部落解放・人権研究所の公開講座において、金仲燮、水野直樹、渡辺俊雄が、史料集の意義や収録史料の特質、および内容の紹介をおこなった。渡辺報告は後日、文章化された。

また、研究協力者である割石忠典が、朝鮮牛の輸移入と広島県尾道の家畜市場との関連を探求した。同じく竹森健二郎が、衡平社が1935年に大同社と改称して組織存続を模索した経過について検討を加えた。海外の協力者である金仲燮は朝鮮王朝時代の身分政策が「白丁」を人種化したと論じた。研究代表者である朝治武は、全国水平社創立の世界史的意義を論じる中で、朝鮮衡平社に言及した。研究分担者である水野直樹は、水平社博物館の公開講座(2017年1月22日)において講演「水平社と朝鮮衡平社の交流について」をし、また韓国の複数の研究会で近代朝鮮戸籍における旧身分を標識する差別記載が見られることを解明する報告をおこなった。同じく廣岡浄進は、東アジア日本研究者協議会の招集した第1回国際学術大会(韓国仁川市にて)のパネルに参加した。また、昨年度(科研費の第1年目)に韓国の慶尚大学校人権社会発展研究所の主催で実施された国際学術大会、さらにシンポジウム後におこなわれた現地調査について、招待報告者のひとりでもあった割石忠典および傍聴参加した矢野治世美の両名で、雑誌記事を連載した。一般社団法人部落解放・人権研究所としては、『朝鮮衡平運動史料集』の発刊を区切りに、それまでの共同研究プロジェクト「衡平社史料研究会」を改めて「朝鮮衡平運動史研究会」として、研究の深化をめざすこととした。2016年4月、7月、2017年1月に、研究会を開催した。韓国からは4月には金仲燮氏を、1月には趙美恩氏を招き、通訳を交えて、研究交流を深めた。水野直樹は戸籍における「白丁」「屠漢」などの旧身分からつながる差別記載の調査を進め、ほぼ成稿に至っている。水野を中心に、引き続き史料収集を進め、植民地朝鮮で発行されていた日本語新聞『京城日報』、朝鮮語新聞『東亜日報』などから関連記事を収集した。『正進』など衡平社の発行物、あるいは断片的ではあるが新聞や雑誌などに掲載された記事の共有、翻訳にもとりかかった。そのなかで、水野が入手した史料のうち、衡平青年前衛同盟事件関係史料が未紹介であり、かつまとまっていること、16簿冊と大部にわたるが、調書などから衡平社に関係した青年たちの生い立ちや経歴が具体的に明らかにしうること、また証拠として押収された文書が一次史料として貴重であることなどから、まず、このうち調書などの日本語史料の翻刻作業に分担して取り組んでいる。そのほか、3月には、部落解放・人権研究所の別の共同研究プロジェクトである水平社100年研究会と合同で、全羅北道(井邑、全州、益山)およびソウルで、現地調査をおこない、韓国の在野研究者である金載永氏(井邑歴史文化研究所)との学術交流を実施した。本研究の目的は、日本統治下の朝鮮において白丁(ペクチョン)に対する差別の撤廃を求めて設立された衡平社の運動を解明することであった。まず、史料収集の成果として、研究協力者ともども一体となって、京城地方法院検事局文書(韓国・国史編纂委員会など所蔵)の中から衡平運動に関わる史料を検索・収集し、それらを翻刻して『朝鮮衡平運動史料集』の刊行に取り組み、研究補助期間の第2年度(2016年)にこれを出版できたことがあげられる。その上で、最終年度にかけて衡平社の刊行物や新聞雑誌等の記事収集を進め、史料集続篇の準備を進めた。初年度には韓国で国際研究集会が企画されてこれに招待され、その後も日韓にまたがる研究協力者とともに研究会の開催を重ね、研究交流とともに、衡平運動の全体像や地方での運動展開、朝鮮の社会運動や日本の水平運動との交流、白丁の伝統的生業であったと同時に衡平運動の経済的基盤でもあった食肉皮革業と植民地統治との関係、また映画などでの白丁表象や白丁出身者を判別可能な戸籍の実態などを明らかにし、近現代朝鮮社会の一断面を浮き彫りにし、日本による植民地統治の特質を明らかにすることに努めた。
動物組織中のスズ結合蛋白質の同定とスズと他金属の生体内相互作用機序の解析

マウスに無機スズ(SnCl_2)、5または50μmol/kg ip、50または500μmol/kg po、有機スズ(塩化トリブチルスズ、TBTC)5、10、または20μmol/kg ip、50または500μmol/kg po、いずれも1回投与し、20時間後のSnの臓器内分布と血中δーアミノレブリン酸脱水酵素(ALAD)活性を測定した。またSnと等モルのセレン(Na_2SeO_3)の同時投与による臓器分布やALAD活性への影響を観察すると同時に、血液および肝cytosol中のSn結合蛋白の検索を行い次の結果を得た。SnCl_2投与により1.Snは骨、脾、肝、膵、腎に多量検出され、脳では検出されない。Seの同時投与によって脾、膵中Snは有意に増加、骨、腎中Snは有意に低下し、肝Sn濃度は殆ど不変であった。2.血中Snは90%が血球中に存在し、ALAD活性は著明に阻害されたがSeの同時投与により阻害は生じなかった。3.赤血球中に少なくとも4種のSn結合蛋白が存在し、それぞれマクログロブリン、ALAD、ヘモグロビン、分子量約5万に相当する画分に一致した。Se同時投与ではSnのALAD画分へのとり込みが阻害されるので、活性は保護されると推察した。4.肝cytosolには肝Snの10%が存在し、少なくとも5種のスズ結合蛋白が存在する。ALAD画分が主Sn結合蛋白であるが、活性は阻害されない。Se同時投与ではこの分画中Snは殆ど検出されない。5.Sn結合蛋白は既報のクロム結合蛋白とは異なる。TBTC投与により1.Snは脳を含めて殆ど臓器中に分布するが、骨には殆ど検出されない。Seの同時投与により肝Sn濃度は増加するが、殆どの臓器では不変であった。2.血中Snの80%は血球中に存在するが、ALAD活性は全く影響を受けない。以上のようにTBTCとSnCl_2は生体作用が異なり、臓器分布では脳と骨でその差が著明である。血中ALAD活性はSnCl_2で阻害される。SeによるSnの生体作用の修飾はSnCl_2投与時により顕著である。1.マウスにスズ(SnCl_2)を5または50μmol/kg腹腔内投与し、種々の臓器中Sn濃度および血中ALAD(αーアミノレブリン酸脱水酵素)活性と投与量との間にdose-responseを認めた。Snと等モルのセレン(Na_2SeO_3)を同時投与するとSnによるALAD活性阻害は抑制され各臓器中Sn濃度にも変化がみられた。2.Sn投与マウスの肝臓中のSnの分布を検討したところ、ホモジネート中Sn含量の約10%がcytosol画分に在るが大部分は9000×g沈殿に存在した。血液試料においてはSnは大部分赤血球中に存在することを明らかにした。

3.Sephacryl Sー300を用いたゲル濾過の結果、赤血球中には少くとも4種のbinding-proteinが存在し、それぞれマクログロブリン、ALAD、ヘモグロビン、分子量約5万に相当する画分に一致している。Seを同時に投与したマウスから得た試料では、SnのALAD画分へのとり込みが抑制されていることが判明した。このことはSnによる血中ALAD活性の阻害をSeが保護する現象の裏付けとなる。4.肝cytosolのSephacryl Sー300によるゲル濾過の結果、少くとも5種のSn binding-proteinが存在し、Sn単独投与した場合ALADの検出される画分が主Snー結合蛋白であり、Sn・Se同時投与したマウスから得た試料ではALAD画分にSnは殆んど検出されない。しかしALAD活性は一貫して対照群と同程度である。SnがALADの活性発現とは無関係の部位に結合するのか、ALADと同位置に溶出される別の蛋白に結合するのかについては今後検討する予定である。5.本実験で得られたSn結合蛋白はすでに報告されているクロム結合蛋白とは異る。6.今後、脾、腎、膵についても上記の実験を行う予定である。これまで無機スズ(SnCl_2)の生体影響を中心に実験、研究をすすめてきたが、今年度は有機スズの生体影響に着手した。有機スズとしてトリブチルスズの塩化物(TBTC)を使用したが、これはSnCl_2に比して毒性がはるかに強いので、マウスへのip投与はSnCl_2(50μmol/kg)よりも下げざるを得ず、5、10、20μmol/kgとした。PO投与は無機・有機化合物ともに50,500μmol/kgとした。無機スズと有機スズの生体影響の大きな相違は脳および骨への分布と血中δ-アミノレブリン酸脱水酵素(ALAD)活性の阻害に顕著にみられた。即ち1.脳中スズ濃度はSnCl_2投与によっては殆ど検出されないが、TBTC投与翌日には明らかに検出される(5μmol/kg ip群で0.052±0.019μg/g、n=7,500μmol/kg PO群で1.52±0.29μg/g、n=7).2.骨中スズ濃度はSnCl_2ip投与では50μmol/kg群で10.01±2.6μg/g(n=4)、500μmol/kg PO投与では2.12±1.61μg/g(n=7)であるのに対して、TBTC ip投与では検出されず、500μmol/kg PO投与群で0.70±0.40μg/g、(n=7)であった。3.骨髄中スズ濃度はSnCl_2500μmol/kg PO群では38.75μg/gであるのに対して、TBTO500μmol/kg PO群では1.66μg/gであった。4.血中スズはSnCl_250μmol/kg ip群ではその90%が血球中に存在し1.08±0.43μg/ml RBC(n=4)であり、TBTC500μmol/kg PO群ではその約80%が血球中に依存し、1.87±1.27μg/ml RBC(n=7)であった。赤血球中ALAD活性はSnCl_2投与によっては著明に阻害され、投与翌日には対照群の10%にまで低下していたが、TBTC投与によっては活性に変化は認められなかった。5.スズとセレンの同時投与については、SnCl_2+Na_2SeO_3の組合せでは昨年報告の通りスズの体内分布にSnCl_2単独投与と異なる様相を示す臓器が多いが、TBTC+Na_2SeO_3の組合せではTBTC単独投与群と殆ど相違はなかった。
複数の活性中心を持つ抗癌医薬品の分子設計

天然抗腫瘍活性化合物(エポキシシコクシン)をリ-ド化合物として同一分子内に複数の活性中心(α,βー不飽和ケトンとエポキシ)を持つ5員環化合物を多数合成し、更にその環外のエステル結合を利用した二量化体やアミノ酸やステロイドホルモン類を導入した化合物を合成した。これらの化合物のPー388 in vitro活性を調べた結果、数種の化合物は予想通り強い活性を示し、分子内に一個の活性中心を持つ化合物より二個持つ化合物が強い活性を示すことが確認された。しかし、その二量化体である四個の活性中心を持つ化合物では活性に変化(増強効果)のないことが分かった。これは二量化の際の結合位置に問題があると考えられる。上記合成化合物は予期に反しin vivoではほとんど活性を示さなかったが、興味ある事実としてα,βー不飽和ケトンのメチレン部分にアルキルチオ(RSー)基を導入した化合物は分子内に一個の活性中心を持った化合物であるがin vivoで若干の活性(T/C,128%)を示した。これはアルキルチオ基が生体内で酸化とその脱離過程を経てα,βー不飽和ケトンを再生しているものと予想され、一種のプロドラッグ効果とも考えられる。このことから、硫黄原子を導入した化合物の活性増強化を検討する事とし、各種アルキルチオ基を導入後、硫黄原子を酸化してスホキシドやスルホン誘導体を合成した。更に、α,βー不飽和ケトンに各種アルキルジチオ-ルを用いて二量化体を合成し、その酸化体にそれぞれ誘導した。現在これら合成化合物のPー388in vivo活性試験を検討中である。
色素レ-ザ-励起による固体のハイパ-ラマン散乱の基礎的並びに応用研究

1.波長可変の、繰り返しパルスの色素レ-ザ-を用いて、固体の格子振動によるハイパ-ラマン散乱信号を世界で初めて観測した。また、このための高感度観測システムを開発した。2.上記の色素レ-ザ-および観測装置を駆使して、ハイパ-ラマン散乱効率の励起波長依存性をSrTiO_3、TiO_2結晶等について求めた。その結果、二光子の励起エネルギ-が物質のバンドギャップエネルギ-に接近すると共に、二桁にも及ぶ著しい散乱効率の増大を見い出した。この事実は、測定対照物質に応じて色素レ-ザ-の波長を選択すれば、高効率のハイパ-ラマン測定が可能である事を示したもので大きな成果である。3.上記の散乱効率の周波数分散を、縦波、横波フォノンで異なる事実も含めて理論的に説明した。4.禁制の縦波フォノンのハイパ-ラマン散乱で、強い共鳴効果現象が生ずることを発見した。TiO_2では通常は観測できない実験配置で、二光子励起エネルギ-が、一光子吸収禁制の電子遷移に一致するとハイパ-ラマン信号が異常に大きくなって観測できる事実を見い出し、励起子効果を用いて理論的に説明した。同様に、SrTiO_3でもこの禁制縦波フォノンの共鳴効果が存在することを見い出した。5.上記の結果は、通常の一光子吸収で観測できない固体の電子励起状態を、この方法を用いて観測できることを示したものであり、原理的に新しい普遍的な分光法を開発したことを意味する。これを、共鳴ハイパ-ラマン分光法と名づけることにした。大きな成果である。以上の様に、学問的に新しい基礎的事実を明らかにしたのみならず、応用上も重要な成果を得た。大きな成果である。
変動軸力・2軸曲げ・ねじりの複合応力下における鉄筋コンクリート部材の動的履歴特性

著者らは,正方形断面のRC橋脚を対象にこれまで軸力-曲げ-ねじりが同時に作用する時(いわゆる複合応力状態)の復元力特性や相関曲線を一連の実験によって明らかにしてきた,まだまだ解明すべき課題も多く,本科研費研究では以下の諸点について研究を行った.実験供試体の寸法は400×400×1600mmである.本課題の初年度では先ず,いわゆる二軸曲げ状態に対する実験を行った.初期軸応力はコンクリート強度の10%とし,帯鉄筋間隔30mmの供試体に対し,ねじり卓越型,中間型,曲げ卓越型,純曲げ型の4タイプの載荷を行った.実験の結果,二軸曲げの影響は曲げ卓越型の載荷状態ほど顕著となるため,一軸曲げにおいて作成した曲げねじり相関曲線を,特に曲げ卓越の二軸曲げ状態において使用することは危険側であることがわかった.最近の直下地震においては鉛直地震動を無視できないことが指摘されているため,二年目は軸力(鉛直地震動に相当),曲げ及びねじりの3者を交番載荷させた実験を行った.この実験は,帯鉄筋間隔30mmの供試体に対し,純曲げ型,中間型,純ねじり型の3ケースの載荷を行った.各ケースに対し,変動軸力の最大振幅を想定自重の50%とし,曲げ・ねじりが最大のときに軸力が最小となるタイプと,軸力が最大となるタイプの載荷を行った.最終年度は帯鉄筋間隔60mm,初期軸力なしのケースに対し,純曲げ,曲げ卓越,中間,ねじり卓越,純ねじり載荷パターンで5供試体の破壊実験を行った.これらの実験結果とこれまでの実験結果を合わせた合計30体の実験データ(二軸曲げ4体、変動軸力6体は除く)に関し,剛性低下率と等価減衰定数の定式化を行った.また,有限要素解析によって複合応力状態の復元力特性が評価可能であるか否かを検証するため,非線形有限要素解析を行った.その結果,純ねじりの単調載荷に関しては精度良く実験を再現できるが,交番載荷に関しては,今後解析上の工夫が必要であることがわかった。著者らは,正方形断面のRC橋脚を対象にこれまで軸力-曲げ-ねじりが同時に作用する時(いわゆる複合応力状態)の復元力特性や相関曲線を一連の実験によって明らかにしてきた.これまでの実験では曲げ荷重は主軸方向に作用させるいわゆる一軸曲げ状態であったが,実際には水平地震力の作用方向は任意であることを考慮して,本課題の初年度では先ず,二軸曲げ状態に対する実験を行った.供試体の寸法は400×400×1600mm,加力の方向は対角線方向である.本年度の実験は軸力10%,帯鉄筋間隔30mm供試体に対し,ねじり卓越型,中間型,曲げ卓越型,純曲げ型の4タイプの載荷を行った.純ねじり型は,曲げ加力をしないので以前の一軸曲げの実験結果を用いることとした.曲げ荷重-曲げ変位関係の比較を純曲げ型に対して行えば,一軸曲げに比して二軸曲げの曲げ耐力が大きくなっており,その比は1.30程度であった.この数値が√<2>=1.41に達していないのは,曲げが2向に作用しているため,二軸曲げの相関の影響が出たからである.

一方,ねじり荷重-ねじり角関係における一軸曲げと二軸曲げの比較を行えば,ねじり卓越型では二軸曲げの影響が小さいが,中間型から曲げ卓越型へと曲げ荷重が増加するにつれて,二軸曲げ実験時の方がねじり最大耐力が小さくなっているのがわかった.曲げとねじりの相関曲線の比較をひび割れ時,降伏時,最大耐力時のそれぞれにおいて行った.ここで曲げモーメントは実荷重を√<2>分の1倍して,一軸あたりの値に直している.一軸曲げと二軸曲げを比較した結果,載荷状態が純曲げ状態に近くなるにつれて,両者の開きが大きくなっており,二軸曲げの影響が顕著になることがわかった.以上を要するに,二軸曲げの影響は曲げ卓越型の載荷状態ほど顕著となるため,一軸曲げにおいて作成した曲げねじり相関曲線を,二軸曲げ状態において,特に曲げ卓越の領域において使用することは危険側となる。著者らは、正方形断面RC橋脚に軸カ-曲げ-ねじりが同時に作用する時の復元力特性や相関曲線を一連の実験によって明らかにしてきた。これまでの実験では一定軸力下での曲げ及びねじりの交番載荷実験であったが、最近の直下地震においては鉛直地震動が大きいことが指摘されており、当該部材の耐震安全性を確保するためには水平地震動と鉛直地震動が同時に作用させた実験が不可欠であり、本年度は軸力と曲げ・ねじりの両方を交番載荷させた実験を行った。供試体の寸法は昨年度同様、400×400×1600mmである。本年度の実験は、帯鉄筋間隔30mmの供試体に対し、純曲げ型、中間型、純ねじり型の3ケースの載荷を行った。各ケースに対し、変動軸力の最大振幅を想定自重の50%と仮定し、曲げ・ねじりが最大のときに軸力が最小となるtype1と、曲げ・ねじりが最大の時に軸力が最大となるtype2の2タイプの載荷を行った。一定軸力の場合については、以前行った実験結果を用いた。今年度の実験から以下の知見が得られた。(1)軸力の変動により、荷重-変位関係のループ形状は変わる。type2では、履歴曲線の先端が尖っている。(2)曲げ荷重-曲げ変位関係、ねじり荷重-ねじり角関係の履歴曲線において、載荷ケースにかかわらずtype2の最大耐力が最も大きくなった。(3)骨格曲線で比較すると、純曲げ型・純ねじり型では最大耐力の大きさが、type2、type1、一定軸力の順であるのに対し、中間型ではtype2、一定軸力、type1の順となっており、複合応力状態の方が変動軸力の影響を受けやすいことがわかった。(4)等価減衰定数は、載荷パターンにかかわらず変動軸力type2の場合が小さい。(5)エネルギー吸収量に関しては変動軸力・載荷パターンにかかわらず結果には大差がない。(6)ひび割れは、変動軸力時の方がひび割れ本数は小さく、ひび割れ幅は大きくなる傾向にある。著者らは,正方形断面RC橋脚に一定及び変動軸力作用下での,曲げ及びねじりの交番載荷実験を行い,復元力特性や相関曲線を明らかにしてきた.本年度はこれまでの実験でパラメータ的に漏れていた帯鉄筋間隔60mm,初期軸力Oのケースに対し,純曲げ型,曲げ卓越,中間型,ねじり卓越,純ねじり型の5載荷パターンで合計5供試体の破壊実験を行った.供試体の寸法は昨年度同様,400×400×1600mmである.これらの実験結果とこれまでの実験結果を合わせた合計30体の実験データに関し,本年度は剛性低下率と等価減衰定数の定式化を行った.これらはねじりに関して等価剛性と等価減衰定数を必要とする耐震設計において必要不可欠な情報であり,既に実務家に利用され始めている.また,本研究で行っているような複雑な応力状態に対して,有限要素解析によって復元力特性が評価可能であるか否かを検証するため,汎用コードを用いて非線形有限要素解析を行った.その結果,純ねじりの単調載荷に関しては精度良く実験を再現できるが,交番載荷に関しては解が発散する場合があることを明らかにすることができた.
リモートセンシング技術を応用した屋根積雪害予測情報システムの開発

冬季間,降雪量が多い地域では屋根の雪下ろし作業が同時期の短期間に集中する.しかし,昨今は高齢化が進み屋根の雪下ろしが困難になっている家庭が増えているのが現状である.従って,積雪による家屋倒壊への警告や,種々の雪害対策への対応を迅速に行い被害を最小限に留める手立てが必要となる.現在,積雪地域の積雪深は,Amedasデータとして市町村内の1数箇所で観測しているだけである.従って,観測地域全体での積雪量の目安にはなるが,各家屋毎の屋根の積雪状態は情報として得る手段が無いのが現状である.そこで,行政側や関係機関への詳細な積雪状況データを提供することは,計測対象領域の危険度を把握する積雪深ハザードマップとして有効な情報と考えられる.以上のような背景に基づいて研究を進めてきた.本研究では米沢市内の屋根の積雪を対象に,積雪深の計測を行い積雪害危険箇所の抽出を試みた.実際の計測対象領域は,一般家屋の屋根の積雪深を高空間分解能で降雪日と同期させて,約2ケ月間に数十回の計測を行った.また,同時にレーザー距離計を用いて,数点積雪深を計測し検証用データの基準値とした.実際には,限定した計測対象領域からランダムドットパターンを用いてリモートセンシングデータとして計測を行った.その際,無雪時期にも同様の方法で計測対象領域の積雪深を計測しておき,積雪時に計測した結果との差分を取ることで積雪深データを求めた.その際レーザー距離計で測定したデータを用いて積雪深の検証を行い,ハザードマップ構築への有効性を確かめた.今回の積雪深計測データの一部には,積雪表面の状態により欠測部分が存在し,今後の課題として検討が必要となった.また,良好な結果を得た積雪面については,さらに対象面積を拡大して検討を進めて,有用な積雪深ハザードマップとして関係機関に提供できるように今後も研究を進めて行きたい.冬季間,降雪量が多い地域では屋根の雪下ろし作業が同時期の短期間に集中する.しかし,昨今は高齢化が進み屋根の雪下ろしが困難になっている家庭が増えているのが現状である.従って,積雪による家屋倒壊への警告や,種々の雪害対策への対応を迅速に行い被害を最小限に留める手立てが必要となる.現在,積雪地域の積雪深は,Amedasデータとして市町村内の1数箇所で観測しているだけである.従って,観測地域全体での積雪量の目安にはなるが,各家屋毎の屋根の積雪状態は情報として得る手段が無いのが現状である.そこで,行政側や関係機関への詳細な積雪状況データを提供することは,計測対象領域の危険度を把握する積雪深ハザードマップとして有効な情報と考えられる.以上のような背景に基づいて研究を進めてきた.本研究では米沢市内の屋根の積雪を対象に,積雪深の計測を行い積雪害危険箇所の抽出を試みた.実際の計測対象領域は,一般家屋の屋根の積雪深を高空間分解能で降雪日と同期させて,約2ケ月間に数十回の計測を行った.また,同時にレーザー距離計を用いて,数点積雪深を計測し検証用データの基準値とした.実際には,限定した計測対象領域からランダムドットパターンを用いてリモートセンシングデータとして計測を行った.その際,無雪時期にも同様の方法で計測対象領域の積雪深を計測しておき,積雪時に計測した結果との差分を取ることで積雪深データを求めた.その際レーザー距離計で測定したデータを用いて積雪深の検証を行い,ハザードマップ構築への有効性を確かめた.今回の積雪深計測データの一部には,積雪表面の状態により欠測部分が存在し,今後の課題として検討が必要となった.また,良好な結果を得た積雪面については,さらに対象面積を拡大して検討を進めて,有用な積雪深ハザードマップとして関係機関に提供できるように今後も研究を進めて行きたい.
フラクタル理論とファジィ理論を用いた自然形状線の評価に関する研究

1.自然形状線の特徴抽出住宅地図を複数枚集成して広域を表現した地図(広域図)を作成する場合、海岸線や湖沼などの自然形状線については、単に縮小しただけでは非常に見にくいものになり、何らかの簡略化が必要となる。特に、複雑な自然形状線を縮小する場合には、簡略化を行って見やすい形状にする必要がある。そこで、本研究では、まず自然形状線のフラクタル次元の変動曲線から自然形状線を"直線的"、"複雑"、"人工的"などの特徴を持った形状分割を行う手法を開発した。つぎに、この自然形状線の特徴に応じた縮小簡略化手法の開発を行った。2.自然形状線の縮小簡略化手法の開発複雑な自然形状線を簡略化する際、おの見やすさを評価するファジィルールを構築した。ルールの前件部変数として、(1)フラクタル次元値、(2)縮尺値、(3)量子化の最大比率(簡略化後の自然形状線の隣り合う2点のデータの方向がどの方向に属しているかを求め、それぞれの方向のうちで最大の方向の比率)の3変数、後件部変数として、見やすさを評価値を設定した。前件部変数はそれぞれ3つにファジィ分割、後件部変数は7つのファジィラベルを用いて、27個のファジィルールを構成した。これらのファジィルールを用いて、自然形状線が最も見やすくなる縮小間略図(広域図)を得る簡略化アルゴリズム(OpheimのアルゴリズムおよびReuman-Witkamのアルゴリズム)のパラメータを決定する手法を開発した。また、直線的な形状に対しては、縮小簡略化しても形状の見やすさはほとんど変化しないことから、パラメータを標準値に設定した。人工的な形状の場合は、簡略化を行わないことにした。以上により、汎用性のある見やすい自然形状線の最小簡略化手法を開発することができた。1.自然形状線(海岸線)の特徴抽出自然形状線(海岸線)を地図原データ(住宅地図データ)からそのまま縮小すると、見にくい広域図になる。特に複雑な自然形状線を縮小する場合には、何らかの簡略化を行って、見やすい形状にする必要がある。そこで、まず自然形状線のフラクタル次元値の変動曲線から、自然形状線を“直線的"、“複雑"、“人工的"などの特徴を持った形状分割を行う手法を開発した。この自然形状線の特徴ごとに、縮小簡略化手法を検討する。2.自然形状線(海岸線)の縮小簡略化複雑な自然形状線を縮小簡略化する際、その見やすさを評価するファジィルールを構築した。ルール前件部変数として、(a)フラクタル次元値、(b)縮尺値、(c)量子化の最大値比率(簡略化後の自然形状線の隣合う2点のデータの方向がどの方向に属しているかを求め、それぞれの方向で最大の方向の比率)の3変数、後件部変数として、見やすさの評価値を設定した。前件部変数はそれぞれ3つにファジイ分割、後件部は7つのファジィラベルを用いて、27個のファジィルールを構成した。これらのファジィルールを用いて、最適な簡略化アルゴリズム(Opheimのアルゴリズム)のパラメータを決定する手法を開発した。また、直線的な形状に対しては、縮小簡略化しても形状の見やすさは変化しないことから、簡略化アルゴリズムのパラメータを標準値に設定した。人工的な形状の場合は、簡略化は行わないことにした。以上により、自然形状線の一応見やすい広域図が得られることを確認した。

平成11年度は、見やすさの評価ファジィルールの妥当性についてさらに検討を重ね、簡略化アルゴリズム(種々の簡略化アルゴリズムを含む)のパラメータの決定法を確立し、自然形状線の見やすさの評価モデルの完成を目指す。さらに、汎用性のある自然形状線の自動作成システムの開発を行う。1.自然形状線の特徴抽出住宅地図を複数枚集成して縮小し広域を表現した地図(広域図)を作成する場合、海岸線や湖沼などの自然形状線については、単に縮小しただけでは非常に見にくいものになり、何らかの簡略化が必要となる。特に、複雑な自然形状線を縮小する場合には、簡略化を行って見やすい形状にする必要がある。そこで、本研究では、まず、自然形状線のフラクタル次元の変動曲線から、自然形状線を"直線的"、"複雑"、"人工的"などの特徴を持った形状分割を行う手法を開発した。つぎに、この自然形状線の特徴に応じた縮小簡略化手法の開発を行う。2.自然形状線の縮小簡略化手法の開発複雑な自然形状線を縮小簡略化する際、その見やすさを評価するファジィルールを構築した。ルールの前件部変数として(1)フラクタル次元値、(2)縮尺値、(3)量子化の最大値比率(簡略化後の自然形状線の隣合う2点のデータの方向がどの方向に属しているかを求め、それぞれの方向のうち最大の方向の比率)の3変数、後件部変数として、見やすさの評価値を設定した。前件部変数はそれぞれ3つにファジィ分割、後件部変数は7つのファジィラベルを用いて、27個のファジィルールを構成した。これらのファジィルールを用いて、自然形状線が最も見やすくなる縮小簡略図(広域図)を得る簡略化アルゴリズム(OpheimのアルゴリズムおよびReuman-Witkamのアルゴリズム)のパラメータを決定する手法を開発した。また、直線的な形状に対しては、縮小簡略化しても形状の見やすさはほとんど変化しないことから、パラメータを標準値に設定した。人工的な形状の場合は、簡略化は行わないことにした。以上により、汎用性のある見やすい自然形状線の縮小簡略化手法を開発することができた。
シロイヌナズナのガンマグルタミルトランスフェラーゼ遺伝子ファミリー機能解析

ガンマグルタミルトランスフェラーゼ(GGT)は、グルタチオン(GSH)の異化、GSH-生体異物抱合体(GSX)の分解、システイン(Cys)のリサイクル系においても初発酵素として極めて重要な働きをしていると示唆されているが、高等植物では、その詳細、特にGGTのin vivoで担っている役割は明らかではない。シロイヌナズナには、ヘテロダイマー型GGTをコードする3種類の遺伝子(AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3)が存在する。RT-PCR解析よりAtGGT1、AtGGT3は構成的に発現するのに対しAtGGT2は花と莢にだけ発現すると考えられる。遠心分画法によりシロイヌナズナGGTには可溶性と結合性の2群が存在することを明らかにした。結合性GGTは、マイクロソーム画分に存在せず、500mM NaClを含む高イオン強度磨砕バッファーで可溶化されたこと、プロトプラストでは検出されなかったことから、細胞壁に局在すると考えられる。また、野生型とatggt挿入変異株のGGT活性の解析より、AtGGT1は結合性(細胞壁)GGTで、AtGGT2及びAtGGT3は可溶性(可溶性画分)GGTであると考えられる。atggt挿入変異株、GSH合成に関与するGSH1遺伝子のpad2.1突然変異株、とその二重変異株を用いて、葉、莢におけるGSH代謝解析より、AtGGT1とAtGGT2はGSH異化に関与すると考えられる。細胞内におけるAtGGTタンパク質の局在解析を行うために、AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3プロモーターの制御下に発現されるAtGGT1、AtGGT2、AtGGT3とGFPの融合遺伝子をシロイヌナズナに導入した。グルタチオン(GSH)の異化は、細胞内GSH恒常性の維持、その構成アミノ酸の再利用やGSH-生体異物抱合体(GSX)の分解などにおいて必須とされるが、植物でその仕組みは完全に明らかにはされていない。高等植物GGTは、ガンマーグルタミル基の加水分解、または転位活性により種々のガンマーグルタミル化合物の生合成および分解代謝系における鍵酵素であると考えられている。しかも、GSHの異化、GSXの分解、システインのリサイクル系においても初発酵素として極めて重要な働きをしていると示唆されているが、その詳細、特にGGTのin vivoで担っている役割は明らかではない。シロイヌナズナには、ヘテロダイマー型GGTをコードする3種類の遺伝子(AtGGT1, AtGGT2. AtGGT3)が存在する。本研究では:1. RT-PCR解析よりAtGGT1, AtGGT3構成的に発現するのに対しAtGG72は花と莢にだけ発現することを明らかにした。2. atggt1-1, atggt2-1, atggt2-2 T-DNA、atggt1-2, atggt3-1, atggt3-2トランスポゾンタグ挿入変異株を同定した。変異株のT-DNAまたはトランスポゾン挿入部位を確認した上で、RT-PCR解析より、以上の変異株はヌル変異体であることを明らかにした。3.遠心分画法によりシロイヌナズナGGTには可溶性と結合性の2群が存在することを明らかにした。結合性GGTは、500mMNaC1を含む磨砕バッファーで可溶化されたのに対し、1%triton存在下で可溶化されなかったことから、マイクロソーム画分には局在しないと考えられる。また、結合性GGTは、プロトプラストでは検出されなかったことから、細胞壁に局在すると考えられる。

そして、野生型とatggt変異株のGGT活性の解析より、AtGGT1は結合性(細胞壁)GGTでAtGGT2及びAtGGT3は可溶性(可溶性画分)GGTであると考えられる。高等植物ガンマグルタミルトランスフェラーゼ(GGT)は、ガンマグルタミル基の加水分解、または転位活性により種々のガンマ-グルタミル化合物の生合成および分解代謝系における鍵酵素であると考えられている。しかも、グルタチオン(GSH)の異化、GSH-生体異物抱合体(GSX)の分解、システインのリサイクル系においても初発酵素として極めて重要な働きをしていると示唆されているが、その詳細、特にGGTのin vivoで担っている役割は明らかではない。シロイヌナズナには、ヘテロダイマー型GGTをコードする3種類の遺伝子(AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3)が存在する。平成20年度に引き続き、本研究では:1.野生型とatggt1,atggt2,atggt3の一重変異株を用いて、metolachlor, acinuorfenなどのGSX形式による解毒機構が推定されている除草剤、diamide, paraquatなどの酸化剤、カドミウムを含む培地での生育について検討したが、atggt変異株は、野生型と同程度のストレス耐性を示した。2.AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3の担っている役割が重なるという可能性があることから、交配によりatggt1-atggt3、atggt2-atggt3二重変異株を作成した。4.細胞内におけるAtGGTタンパク質の局在解析を行うために、AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3のcDNAsをRT-PCRで、AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3のプロモーターをゲノムPCRでクローニングした。また、バイナリーベクター(pBIGFP)を用いて、AtGGT1、AtGGT2、AtGGT3プロモーターの制御下のもとに発現されるAtGGT1、AtGGT2、AtGGT3とGFPの融合遺伝子を作成した。平成21年度に引き続き、本研究では:2.細胞内におけるAtGGTタンパク質の局在解析を行うために、AtGGT1、AtGGT2,AtGGT3プロモーターの制御下に発現されるAtGGT1、AtGGT2,AtGGT3とGFPの融合遺伝子を含むバイナリーベクターをそれぞれAgrobacterium法によりシロイヌナズナに導入した。
遺伝子改変膵がん自然発症マウスからの前癌病変初代細胞の樹立とその悪性化

われわれは遺伝子改変膵がん自然発症マウスの膵がんおよび前癌病変からの腫瘍腺管の分離に成功した。さらにこれを3次元培養することにより、分化度に応じた管腔形成を再現することができた。さらに前癌病変由来の腫瘍腺管と膵がん由来の腫瘍腺管を用いて、そのマイクロアレイ発現を網羅的に解析し、発癌を促進するマイクロRNA15種、発癌を抑制するマイクロRNA18種を同定した。膵臓に前癌病変である異型腺管PanINを自然発症するPdx1-Cre;LSL-KrasG12D strain(PanINマウス)および膵癌を自然発症するPdx1 -Cre;LSL-KrasG12D;p53lox/+strain(PDACマウス)から初代PanIN細胞、初代PDAC細胞の分離と、その細胞株化に成功した。分離した腫瘍腺管はEpCAM陽性であり、免疫不全マウスへの移植により、その悪性度に応じた造腫瘍能を認めた。しかしながら前年度に作成した細胞株をマウスに移植し、その組織構造を評価したところ、もとの膵癌自然発症マウスでは保たれていた腺管構造が大部分で消失していることが判明した。そのため、腫瘍腺管そのものの移植腫瘍では元の形態が保たれており、細胞株の使用は分化度の変化が否定出来ないため断念した。また腫瘍腺管を3次元培養で培養すると、前癌病変由来の腫瘍腺管はきれいな腺管構造を形成するが、膵癌由来の腫瘍腺管は規則的な形態構造を示さず、放射状に増殖していった。この3次元培養はその腺管の分化度を反映した形態を示すものと考えた。分離した腫瘍腺管を用いてマイクロRNAアレイを行ったところ、PanINに比べてPDACでその発現が増加した発癌促進マイクロRNA候補18種と、逆に発現が減少した発癌抑制マイクロRNA候補15種を抽出することができた。これらの候補マイクロRNAの絞り込みをmiRbaseから得た情報を元に行い、発癌促進マイクロRNA2種、発癌抑制マイクロRNA1種に注目し、腫瘍腺管に対してこれらのマイクロRNAのノックダウンを試みた。しかしながらsphere状を呈した腫瘍腺管に対するノックダウンは感染効率の問題から困難が多く、十分な抑制効果を得ることはかなわなかった。膵臓に前癌病変である異型腺管PanINを自然発症するPdx1-Cre;LSL-KrasG12D strain(PanINマウス)および膵癌を自然発症するPdx1-Cre;LSL-KrasG12D;p53lox/+strain(PDACマウス)から初代PanIN細胞、初代PDAC細胞の分離と、その細胞株化に成功した。細胞株は初代細胞に比べて扱いやすく、十分なサンプル量が得られるものの、その形質が変化する危険性がぬぐいきれないため、マイクロRNAアレイのサンプルは分離直後の初代細胞を使用することとした。2倍以上の変化とデータの信頼性・再現性をもとに候補となるマイクロRNAを抽出したところ、PanINに比べてPDACでその発現が増加した発癌促進マイクロRNA候補18種と、逆に発現が減少した発癌抑制マイクロRNA候補15種を抽出することができた。これらの候補マイクロRNAの絞り込みをmiRbaseから得た情報を元に行った。具体的には候補マイクロRNAの塩基配列から標的遺伝子を検索し、そのデータをもとに発癌促進マイクロRNA2種、発癌抑制マイクロRNA1種に注目することとした。現在樹立したPanIN・PDAC細胞株(マウス由来)およびヒト膵癌細胞株のマイクロRNA発現を評価したのち、siRNAを用いてノックダウンを行い、標的遺伝子の発現変化の評価を行うとともに、3次元培養による培養形態の変化について解析を進めている。また細胞株樹立にともない、細胞株の評価を行った。細胞株は複数の株の樹立を行ったが、間質のコンタミを評価するためフローサイトメトリーによる表面抗原解析を行い、EpCAM陽性細胞のみを上皮と考え、MACSシステムを用いて純化、さらにマウス移植による造腫瘍能の評価を行った。PanIN細胞株の異型腺管形成の確認は腎皮膜下移植でようやく確認することができた。すでに初代細胞の分離技術は確立習得しており、マイクロRNAアレイのサンプル準備は特に技術的な問題なく行うことが出来たが、マウスの準備に手間取った。PanINマウスもPDACマウスもわれわれの施設でコロニーを確立・維持しているが、予定通りのマウスを確保するのに結局半年ほどの期間を要した。しかしながら十分検討に耐えうるサンプル数を確保することができ、信頼性の高いデータを得ることが出来た。またsiRNAの初代細胞への導入が困難であった。すなわち初代細胞はそのviabilityが極めてデリケートであり、培養形態も浮遊sphere培養であるため、そのままでは導入が困難なため、細胞株化する方針とした。細胞株化はその細胞の評価を十分行う必要があり、フローサイトメトリーによる表面抗原解析、マウス移植による造腫瘍能の確認を行った。

特にPanIN細胞株の評価はPanINといわれる異型腺管の形成を確認したいところであったが、通常の皮下移植では腫瘍形成が確認できず、さまざまな試行錯誤の末、腎皮膜下移植でPanINの形成を確認することができた(ただし肉眼的には腫瘍の形成は確認できない)。この細胞株のvaridationに多くの時間が必要であった。しかしながらこの点を曖昧にすると本研究の根幹、信頼性を損なう可能性が残るため、避けて通ることはできないと判断し、あえて時間をかけて評価した。そのために予定した3次元培養による評価を進めることが出来ず、研究が遅れた。候補マイクロRNAのノックダウンによる3次元培養における培養形態の変化の評価を最優先目標とする。現在進めている細胞株の候補マイクロRNA発現解析とsiRNA導入を終了し、実際に3次元培養を行う。3次元培養は初代細胞では分化度を反映した培養形態を呈するが、細胞株の場合は工夫が必要であり、まずはPanIN細胞株での培養形態確認を急ぐ。細胞株はsingle cellでの培養を行っているが、single cellのままでは3次元培養でも腺管形成を呈するのは困難と予想される。まずはこの点を解決するには、浮遊sphere培養系への移行が必要であろうと考えており、この点について早急に解析を進めたい。培養系の確立と平行して、in vivoにおける造腫瘍能の評価を平行して進めたい。ヌードマウスを用いてノックダウンをした細胞株を移植し、得られた移植腫瘍の評価を行う。研究費は主として最優先課題であるin vitroでの解析のための消耗品、すなわちsiRNAベクターや3次元培養のための消耗品などの購入に当てる。また可能であれば、平行してin vivoの評価を行うための実験動物の購入にも使用したい。
南極のオゾンホール経由の紫外線照射により誘起される白内障発生の分子機構

研究成果の概要:南極上空に発生するオゾンホールにより増加したB領域の紫外線が,動物眼の角膜や水晶体に及ぼす影響を,分子分光学的手法により研究した。牛角膜に紫外線を照射すると,照射時間に応じて,角膜コラーゲンのアミドII赤外バンドの強度が,アミドI赤外バンドと比較して強度を減少させることが,FT-IR測定によって明らかになった。これは,コラーゲンの主成分であるプロリン残基が紫外線によって損傷を受けた結果と解釈された。また,ビタミンを添加した牛眼試料では,上記の強度減少が抑制されることも確かめられた。更に,南極で紫外線曝露した牛眼の水晶体の近い赤外ラマン散乱測定の結果,水晶体のトリプトファン残基由来のラマンシグナルが,他のアミノ酸残基と比較して著しく減少していることが明らかになった。主にシステイン残基が酸化されて重合することが原因で生じる老化による白内障とは,明らかに異なる機構で紫外線による白内障が進行していることを示していた。一方,南極昭和基地周辺で実施した,野生アデリーペンギンの眼の目視による調査では,眼に異常を来たしている個体を発見することは出来なった。ただし,ペンギン眼の分光学的な調査を実施しているわけではないので,分子レベルでの異常が眼に発生しているかどうかは未だに不明である。また,南極昭和基地周辺の紫外線強度の季節変動を連続的にモニターする目的で,昭和基地の環境科学棟に設置した分光装置の記録を日本に持ち帰って検討した。その結果,太陽光高度が等しい春と秋の紫外線強度が大きく異なり,春の強度が明らかに大きいことや,夏と比較してもB領域紫外線に限ってみると春の強度の方が大きいことも明らかになった。このように,本研究によって紫外線が眼に引き起こす白内障などの異常を分光学的手法によってある程度解明することが出来た。オゾンホールによる紫外線強度の増大による影響を今後も継続して調査することが望ましい。南半球の春先に発生するオゾンホールの影響のために,南極ではB領域の紫外線が地表に到達するなどの影響が現れている。南極に地理的に近いオーストラリア大陸では,皮膚癌患者増加の傾向が告されている。南極における紫外線量の増加が生態系に及ぼす影響は大きいと推察される。そこで実際に動物組織を用いた影響評価の研究として,紫外線が目の水晶体や角膜に、どのような分子機構で白内障を引き起こすか調べた。平成17年に昭和基地に運搬した牛眼および豚眼の試料は,春季,夏季,秋季に分けて各々30日間太陽光に晒す実験を行った。平成19年4月頃に日本に試料が運搬される見込みである。試料の分子構造を分光学的に観測し,次年度報告する予定である。さらに平成18年12月に昭和基地に運んだ試料は,現在紫外線曝露実験の遂行中で,平成20年4月頃に日本に戻ってくる予定である。一方,南極の紫外線曝露実験が眼の試料に及ぼす影響を定量する目的で,牛眼角膜および,培養したヒト皮膚の線維芽細胞に紫外線を人工的に一定時間照射する実験を行った。角膜のFT-IRスペクトルをATR法により観測したところ,紫外線照射によってアミドIIバンドのアミドIバンドに対する比が大きく減少していることが分かった。これは,角膜の主成分であるコラーゲンのペプチド結合が紫外線照射により破壊された結果であると考えられた。糖尿病との関連を調べる目的で,角膜の糖化やビタミンC添加の実験も行った。その結果,コラーゲンのペプチド結合の破壊の程度は,角膜を糖化すると促進され,ビタミンCの添加により抑制された。一方,ヒト皮膚の線維芽

細胞に紫外線を照射すると,細胞の多くが死滅してしまい,紫外線照射により発現すると期待されたコラーゲン分解酵素は培地中に確認できなかった。現在,ヒト皮膚の表皮細胞に対する紫外線照射の影響に関する実験を継続的に行っている。南半球の春先に発生するオゾンホールの影響のために,南極ではB領域の紫外線が地表に到達するなどの影響が現れている。南極に近いオーストラリア大陸では,皮膚癌患者増加の傾向が報告されている。南極における紫外線量の増加が生態系に及ぼす影響は大きいと推察される。動物組織を用いた影響評価の研究として,紫外線が目の水晶体や角膜に、どのような分子機構で白内障を引き起こすか調べた。また,平成19年12月平成20年2月にかけて,山本と高橋が,第49次南極地域観測隊隊員として昭和基地に滞在して,環境科学棟において,ヒト皮膚繊維芽細胞とヒト皮膚角化細胞への紫外線照射実験(夏季と秋季)を実施した。実験終了後の,培地や細胞は,砕氷艦しらせにより日本に持ち帰って分析する予定である。平成17年に昭和基地に運搬した牛眼および豚眼の試料は,春季,夏季,秋季に分けて各々30日間太陽光に晒す実験を行った。平成19年4月頃に日本に試料が運搬される見込みである。試料の分子構造を分光学的に観測し,20年度中に報告する予定である。さらに平成18年12月に昭和基地に運んだ試料は,現在紫外線曝露実験の遂行中で,平成20年4月頃に日本に戻ってくる予定である。一方,南極に生息するペンギンの眼に対する紫外線の影響を評価する目的で,ラングホブデ袋裏,オングルカルベン島,リーセルラルセンの3ケ所のアデリーペンギンルッカリーを調査して,ペンギンの眼の現地観察調査や写真による調査を行った。さらに,4体のアデリーペンギン死亡個体を回収して日本に持ち帰った。更に,太陽光スペクトルの強度の季節,時間変動を調査する目的で,卓上分光光度計と太陽光追尾装置を組み合わせた装置を昭和基地の環境科学棟屋上に設置して,現在も観測を継続的に実施している。南極のオゾンホール発生時に南極に到達する紫外線が,生態系に与える影響評価の一環として,特に生物の眼に与える影響に注目して,眼のタンパク質の高次構造の変化を分光学的に研究した。研究を実施するために,研究代表者と研究分担者は,第49次南極地域観測隊の夏隊員として,平成19年12月19日平成20年2月15日の間に,南極昭和基地に滞在して,実験を行なった。(1)南極のオゾンホール発生時に南極地表に到達する紫外線強度の季節変動を,波長250800nmまで,1時間に一度測定記録した。(2)(1)の結果を踏まえて,南極昭和基地に設置した,紫外線曝露装置を用いて,牛及び豚の眼に紫外線を照射する実験を実行した。(3)ATR-FT-IR法によって,角膜コラーゲンのアミドIIバンドの強度が,アミドIバンドの強度と比較して大幅に減少することが明らかになった。これは,コラーゲンの特にプロリン残基の結合が紫外線によって壊れている可能性を示唆している。(4)同じく、近赤外ラマン散乱測定の結果,牛眼水晶体のクリスタリンのトリプトファン残基が,紫外線照射によって選択的に壊れていることが明らかになった。
複合材料で補強された鋼およびコンクリート構造に効果的な剥離解析モデルの構築

近年,接着工法による既設構造物の補修・補強において,FRPなどの複合材料が盛んに用いられているが,異方性積層板として取り扱われる複合材料に対して有効な構造解析法や剥離解析に有効な解析理論は未だ確立していない。本研究では,複合材料で補強された鋼構造やコンクリート構造に対して,剥離解析に有効な改良ZIG-ZAG理論とLayer-wise ZIG-ZAG理論を開発することを目的としている。さらに,これらの理論に基づいた階層型複合材料モデル(階層型複合材料ZZ要素,階層型複合材料LZ要素,階層型粘着要素)により,接着接合された複合材料の剥離挙動を正確に評価できる効果的な構造解析法に発展させる。