hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己増殖能力を持つ文法フォーマリズムとそのための超高速パーザーの開発

本研究では自然言語で書かれた文の構文解析と知識獲得が同一視できる主辞駆動句構造文法(Head-driven Phrase Structure Grammar,HPSG)のための構文解析器(パーザー)及び文法の開発を行った。まず、構文解析器であるが、前年度から開発を続けているパーザー、文法開発用プログラミング言語LiLFeSを設計し、その処理系としてバイトコード・コンパイラ及びエミュレーターとネイティブコードコンパイラという2種の異なるものを開発した。また、LiLFeS上にパーザーを開発したが、このパーザーはオリジナルのHPSGで記述された文法を文脈自由文法に変換し、パーズ時にその文脈自由文法を使用することで、解析効率が数倍から10倍程度にまで向上されている。また、パーザー上で使用できる文法としては英語、日本語の二つの言語のために開発した。前述のパーザーを使うと日本語文法は新聞に現れる文の98%を平均250msec程度で解析することができる。また、単語に関する詳細な情報を与えていないにも関わらず、係受けの解析精度は80%を達成することができた。英語文法は、HPSGとは全く異なる既存のTree Adjoining GrammarをHPSGのフレームワークに移植することで作成した。また、研究の最終的なゴールである知識獲得に関しては、新聞10年分のテキストをわれわれのシステムを使って解析し、統計的処理を行って動詞に対する格フレームを生成する手法、及び解析結果を基に単語の意味分類を行なう手法を開発した。本年度は、研究初年度として基礎的な研究をおこなった。研究計画に述べた概要にしたがって、それらを分類すると次のようになる。[1]高速なHPSGパーザーの開発:我々独自のアルゴリズムをベースとし、以前から開発しているプロトタイプのHPSGパーザーをさらに発展改良し、さらに高速なパーザーを開発をおこなった。改良されたパーザーの特徴は以下の2点である。A)従来グラフ間のマージとして実現されてきた素性構造の単一化を抽象機械の実行で置き換えた。この際、我々のアルゴリズムで使用される部分的単一化という手続きも抽象機械の実行に置き換える手法を開発した。B)プロトタイプでは有限状態オートマトンにより構文木を生成したが、その有限状オートマトンをCFGに変換、CKYパーザーにより高速なパ-ズをおこなう。実装は全て終了したわけではないが、以上の改良により、プロトタイプに比較して5倍から10倍の高速化が期待される。また、上述の手法によりHPSGから変換されたCFGを用いることが可能な並列CKYパーザーの開発もおこない、少なくとも10倍程度の台数効果が達成できることを確認した。[2]HPSGをベースとした種々の文法の整備:3種の文法の開発を同時に行なった。一つはVoiceなどの日本語の言語現象を取り扱う言語学的に妥当な文法、もう一つは、以下に述べる文法獲得モデル、統計的情報の付与を容易にすることを狙った文法。また、さらに、京大で開発されているKNPとよばれるパーザーの文法を移植したものも、KNPの曖昧性解消モジュールとのインターフェースも含め開発をおこなった。[3]フォーマリズム上での文法獲得モデルの整備:HPSGに良く似た枠組であるCategorial Grammarの極限における同定という文法獲得モデルについて理論的考察および予備的実験をおこなった。[4]統計的情報の付与に関する理論的研究:University of Penn.でad-hocな文法枠組をベースに開発されたDependency Bigramといわれる手法をHPSGに取り込み、受動態などに見られる表層格の変更などの複雑な現象にも統計量が導入できるよう改良をおこなった。[2]で記述したが、Dependency Bigramで取り扱いやすいHPSGベースの文法についても開発、部分的な実現をおこなった。本年度は、初年度で開発した高速な文解析アルゴリズムをもとに、自己組織化機能・学習機能を持つ自然言語処理システムの基本的な枠組についての研究を行ない、最終年度での本格的な実験の準備を完了した。

すなわち、[1]高速・高効率な言語処理のための記述言語(LiLFes)の開発:本研究では、記号論的な方法論と統計的な手法との融合による自己組織化機能を持ったシステムの構成を目指すが、この種のシステムの基本的な要素としての記号処理用の高速なシステム(Li Fes)を開発した。このシステムは、最終的な自己組織化機能をもったシステムにおいて、素性構造に基づく文法に基づく文解析プログラムだけでなく、言語外的な知識を記述するためにも使われる。[2]日本語・英語の網羅的な文法の開発:実世界テキストからの学習機能を研究するためには、耐性が高い、網羅的な文法を必要とする。この目的のために、英語に関しては、米国・ペンシルベニア大学で開発されたLTAG文法を我々のシステム用に変換すること、日本語文法に関しては、語彙に関する詳細な知識がなくても文解析を行なうことができる耐性の高い文法を、それぞれ開発し、実世界テキストにこれらを適用することでその有効性を確認した。[3]統計的学習機能を備えた言語処理システムのプロト・システムの開発:構造的にアノテーションされたテキストを学習用サンプルとして用い、規則適用の統計的な性質を学習し、それをあらたな文解析に用いるプロト・システムを開発し、そのモデルの有効性を大規模なテキスト(EDRコーパス)に適用することで確認した。このプロト・タイプは、素性構造に基づく文法記述を対象としているが、統計的に最適な素性の組合せを決定することはできず、これは最終的な実験とともに、来年度の研究課題として残っている。[4]異なる文法フォーマリズムと自己組織化機能の相互関係に関する研究:[2]の項で述べたように、英語の文法は、ペンシルベニア大学のLTAGを我々の文法フォーマリズム(HPSG)に変換したものである。この2つの文法は、派生過程を保存するという意味で、強い意味での等価性が保証されているが、統計的な観点からも、同じ挙動を示すかどうかは不確定である。これも、統計的に最適な素性の組合せを選択する問題と同様に、最終年度の研究課題として残されている。以上のように、いくつかの研究課題は残されているが、最終年度の大規模実験を行なうための十分な準備が整い研究第2年度の目標は十分に達成された。本研究では自己増殖能力を持つ文法フォーマリズムとそのための超高速パーザーの開発指し高速な構文解析器と適用範囲の広い文法を開発してきた.HPSGでの解析速度が遅い第一の理由は,型付き素性構造の単一化が時間を要する操作であるということである,したがってまず第一にこの単一化を高速に実行できるようにすることが必要である.この方針にしたがって、先年度に引続き、文法記述・構文解析器開発用のプログラミング言語LiLFeSの処理系を発展させた。
二院制の下での上院の権限及び組織のあり方に関する考察

本研究の目的は、現代の民主主義的単一国家の下での上院が持つ「下院に対する抑制力」と「民主的正統性」の関係性について考察することを目的とする。具体的には、単一国家型・公選型の日本の参議院への比較対象として、単一国家型・非公選型の上院を持つイギリスと、連邦国家型の上院を持つドイツを取り上げ、両国において上院が実際に下院をどのように、そしてどの程度「抑制」しているのか、また両国の上院の「民主的正統性」(あるいはその欠如)をめぐってどのような議論が展開されているのかを検討する。
膜透過性ナノ集合体を利用した次世代型経粘膜ワクチンの開発

本研究では,粘膜面に存在する免疫組織への抗原キャリアとしてS/O/Wエマルションを使用した。S/O/Wエマルションを腹腔内に投与したところ血中に抗体が産生されたことからこのエマルションが,免疫誘導能力を有していることが確認された。しかし,鼻腔粘膜に投与しても免疫誘導が発現しなかった。そこで,エマルション表面に粘膜付着性高分子をコーティングしたところ,鼻腔投与で免疫誘導が可能となった。この結果から,エマルションに免疫組織へのターゲティング機能を付与することが,効率的な免疫誘導に重要であることが示唆された。本研究では,細胞膜との親和性の高い脂溶性ナノ集合体を粘膜関連リンパ組織内の樹状細胞へ効率的に輸送し,そして粘膜免疫の誘導を促進するS/O/Wエマルションキャリアの開発を目指した。免疫組織は,粘膜面深部に存在するため,粘膜面へのキャリアのデリバリーが必要である。そのため,粘膜付着性を有するキトサンをS/O/Wエマルション表面にコーティングし,安定な抗原微粒子キャリアを調製した。この粒子をマウスの鼻腔へ投与し,免疫誘導能力を評価したところ,免疫促進剤として利用されるフロイントアジュバントと同等の免疫誘導能力を示した。粘膜付着性エマルションを利用し,粘膜面へ抗原キャリアを集積することで免疫誘導が大きく改善されたことから,免疫組織への抗原導入口となるM細胞へ選択的デリバリーを行うことでより効率的な免疫誘導が可能となると予想された。経粘膜での抗原投与により,免疫誘導の発現が確認されたことから,続いて,細胞へ抗原導入するためのエマルションの最適化を目指した。そのために抗原導入メカニズムについて検討した。抗原提示細胞(マクロファージ)へのS/O/Wエマルションの取り込み,そしてエマルションからの抗原の放出を共焦点レーザー顕微鏡による直接観察で評価した。エマルションの油相を色素で染色し,細胞へ添加したところ,油滴は瞬時にエンドサイトーシスにより細胞へ取り込まれていることが確認された。また,エマルション中の抗原は,細胞質への移行も観察されたことから,エンドソーム内において油相の分解,そして内封した抗原の分解が進行していることが予想された。この抗原の導入には,エマルションの表面電位,粒子径が大きく関与していることが確認された。ただし,エマルション表面に付着している化合物が細胞傷害性に大きく影響するため,その選択が重要となる。ワクチン投与は,生体内に備わっている病原体を認識し排除する免疫システムを利用して,病原体感染を防御する方法である。近年,病原体の主な体内侵入部位である粘膜面で免疫を誘導する粘膜ワクチンの開発が注目されている。粘膜免疫は,粘膜面に抗原特異的免疫を誘導することができ,同時に全身免疫を誘導するため,病原体の感染防御,重症化防止の二段構えの防御が可能となる。本研究では,脂溶性集合体を油滴に分散させたS/O/Wエマルションをワクチンキャリアとして利用し,粘膜免疫の誘導を検討した。マウスを用いて免疫誘導を評価したところ,S/O/Wエマルションは免疫誘導のための抗原キャリアとして十分な能力有しているが,粘膜面で機能を発揮するには,粘膜に集積させ,粘膜下部に存在する抗原提示細胞へ抗原を効率良く輸送する必要があることが予想された。そこで,粘膜付着性を有したエマルションを調製するために,エマルション表面への粘膜付着性高分子修飾を試みた。高分子修飾はエマルションと高分子との静電相互作用を利用した。この方法で高分子修飾可能となり,またエマルションの安定性向上と抗原漏洩抑制の効果も得られた。このキャリアによる粘膜免疫誘導を現在動物実験により評価中である。一方で,S/O/Wエマルションキャリアによる抗原提示細胞(マクロファージ)内への抗原導入メカニズムを検討した。エマルション油相と抗原をそれぞれ蛍光標識化し,顕微鏡観察によりそれぞれの動態を評価した。その結果,抗原の細胞内への取り込みは,エマルション油滴がマクロファージへまず取り込まれ(ファゴサイトーシス),そして油滴が細胞内で分解により抗原が細胞内へ放出されていることが判明した。今後,この抗原導入を効率的に進行させるために,キャリアの組成,調製法の最適化を行う必要がある。粘膜ワクチンの効果に関して,メカニズムを詳しく追求するつもりであったが,未だ準備段階である。これは,代表者の所属機関異動に伴い,当初予定していた設備が整わなかったためである。急ぎ対応しているところである。この他,エマルションキャリアを利用した粘膜ワクチンの免疫誘導の評価などは予定していたとおりに進行している。エマルションキャリアの調製,最適化とその免疫誘導効果の評価を平行して行い,スムーズにワクチン開発を行う。特に,細胞を使用した抗原導入メカニズムを解析し,エマルションの調製に反映させる。
携帯無線装置用アンテナの放射効率の測定法に関する研究

本研究は、人体近傍に置かれたアンテナの放射効率を、放射電力積分法を用いて実験的に求めるためのシステムを提案することを目的として行った.この方法を適用するにあたっては,被測定アンテナ(送信アンテナ)を取り囲む閉曲面上でプローブアンテナ(受信アンテナ)を走査させるための装置が必要になるという問題がある.そこで本研究では,ターンテーブルと,今回試作したベ-クライト製の直径120cm程度のアーチレールを用いて,球面走査を実現させることにより,放射電力積分法を簡便に適用することを可能にした.そこで,このアーチレールを含めて構成した測定系および測定方法の妥当性について検討を行うために,試作した測定装置を用いて,周波数1500MHzにおいて,自由空間中におかれた半波長ダイポールアンテナからの放射電力を測定した.その結果,測定装置の限界の範囲においては,妥当な結果が得られた.次に,この半波長ダイポールアンテナの近傍に人体モデル(生理食塩水入りファントム)を配置したときの放射効率を,放射電力積分法を用いて測定した.また,FDTD法(有限差分時間領域法)を用いた数値解析によるシミュレーションを行い実験値との比較をした.その結果,計算値と実験値は一致することが明らかになり,放射電力積分法,および試作した測定装置は,人体近傍に置かれたアンテナの放射効率を求めるためには有効である事を確認した.本研究は、人体近傍に置かれたアンテナの放射効率を、放射電力積分法を用いて実験的に求めるためのシステムを提案することを目的として行った.この方法を適用するにあたっては,被測定アンテナ(送信アンテナ)を取り囲む閉曲面上でプローブアンテナ(受信アンテナ)を走査させるための装置が必要になるという問題がある.そこで本研究では,ターンテーブルと,今回試作したベ-クライト製の直径120cm程度のアーチレールを用いて,球面走査を実現させることにより,放射電力積分法を簡便に適用することを可能にした.そこで,このアーチレールを含めて構成した測定系および測定方法の妥当性について検討を行うために,試作した測定装置を用いて,周波数1500MHzにおいて,自由空間中におかれた半波長ダイポールアンテナからの放射電力を測定した.その結果,測定装置の限界の範囲においては,妥当な結果が得られた.次に,この半波長ダイポールアンテナの近傍に人体モデル(生理食塩水入りファントム)を配置したときの放射効率を,放射電力積分法を用いて測定した.また,FDTD法(有限差分時間領域法)を用いた数値解析によるシミュレーションを行い実験値との比較をした.その結果,計算値と実験値は一致することが明らかになり,放射電力積分法,および試作した測定装置は,人体近傍に置かれたアンテナの放射効率を求めるためには有効である事を確認した.
韓国鍮器調査を基点としたアジア地域の青銅器熱処理技術研究の展開

高錫青銅器は割れやすいが、古代から鏡や武器、楽器などに利用してきた。現代の高錫青銅器工房が多く残る韓国とインドの調査からは、錫22%の高錫青銅での器形作りを鋳造と、550780°Cでの熱間鍛造で行う。鍛造加工では厚さ0.3mmの薄い鋺を作ることが可能で、これらの成形後、割れにくくするために650740°Cから水での焼入れを行うことが判明した。こういった調査を基に、遺物の金属組織比較によって古代の高錫青銅器製作技法を解明した。高錫青銅は熱処理をしなければガラスのように割れる脆弱な質であるが、高質で利用価値も高い。現代韓国には高錫青銅器の鍮器が今も盛んに作られ、熱間鍛造、焼入れなどの熱処理技術が用いられている。他にインドやインドネシアなど東南アジア地域にもこういった技術が残っている。東アジアでは韓半島高麗時代に遡り、列島では正倉院に残り、古墳から銅鋺が出土する。一般の青銅器と異なる製作技法で作られる高錫青銅器は、青銅器研究とは異なる一群で、その技術の発生、伝播、受容、変化は考古学的な研究対象として重要である。本研究は、韓国、インドの現代の高錫青銅器工房を調査しその工程を解明し、技法と金属組織を比較することにより、古代の高錫青銅器の製作技法を研究するものである。古代では錫20%を超える高錫青銅で鏡、武器、楽器を作ったが、鋳造のままではガラスのように脆く、熱処理して改善したという研究がある。Sn23%の模造鏡を焼き入れし出土鏡と比較すると、反り方や割れ方、色調などが異なることが分かった。韓国では現在も鉛レスのSn22%錫の鍮器を熱処理して製作しており、慶北奉化と金泉の3工房で鍮器製作工程を調査した。鍮器は鋳造で形を作る方法と鍛造で作る方法がある。鍛造は約700°Cに加熱し650500°Cの温度域で行われた。また鋳造、鍛造品共に約600°Cに加熱して水中に焼き入れし靭性の向上が図られる。韓国鍮器材料を光学顕微鏡ならびにSEMにより組織観察しEPMAを用いて定量分析をした。熱処理前後の相の硬さはマイクロビッカース硬度試験により評価した。試料は2箇所の鍮器工房から入手し、(1)鋳造材を加熱処理ののち打ち抜きしたもの、(2)鋳造材を加熱してプレス成形したのち焼入れしたもの、(3)鋳造材を加熱処理ののち焼入れしたもの、(4)鋳造材(非熱処理品)を調査した。(1)はα相とα+δ共析組織から成り、熱処理後徐冷されたことを示している。(4)も同様の相構成であるが、α相がデンドライト状になっており典型的な鋳造組織であった。一方(2)、(3)ではα相とそれを取り囲むマルテンサイト組織がみられた。この高錫青銅の成分はいずれもSn2022wt%程度であった。この合金では586°C以上に加熱すると、α+βの2相共存となる。これを徐冷するとβ相がα+δ共析となり(1)のような組織となるが、焼入れにより急冷すると原子の拡散が起こらず、β相がβ'マルテンサイトになる。それぞれの相について硬さ測定を行なった結果、いずれもα相の硬さは200HV程度であるのに対し、α+δ共析部分は420480HVと著しく硬い。それに比べて、マルテンサイト相は340390 HVと共析組織よりも硬さが低いことが確認された。錫23%で作る韓国鍮器の調査は8月に金泉工房で鋳造鍮器の焼き入れ、居昌工房でスピニング加工の熱間加工と焼き入れ、宝城工房でハンバンチャ(鋳造後の鍛造加工)の熱間加工の各温度をサーモグラフ温度計で測定した。熱処理時の温度分布と冷却速度など、これまで明らかにされていなかった熱処理技法が明らかになった。8月に馬山市の東亜細亜文化財研究院と「高錫青銅青銅器の熱処理技術共同研究」の覚書を交わし、日韓共同研究体制を整えた。同時に高麗、朝鮮時代の高錫青銅器10点の分析資料の分析を委託され、2009年10月に韓国で成果発表を兼ねてシンポジウムを開催することとした。インド南部のケララ州には古くから高錫青銅製品の製作が知られ文化財科学研究者のDr. Sharada Srinivasan氏(National Institute of Advanced Studies)を7月に富山大学に招聘し、本研究の韓国調査の成果発表を兼ねた博士の研究講演会を開催した。2009年2月、インド南部アランムラでは錫33%という、古代からの日中韓の青銅器には見られない超高錫青銅を用いた青銅鏡製作工房2軒を調査した。

33%高錫青銅は鍮器の成分よりも遥かに脆弱であり、錫25%の古代高錫青銅鏡や武器、楽器の東アジアにおける高錫青銅熱処理技術の変遷を研究する上で、極めて興味深い研究対象であった。また、本研究チームが23%高錫青銅鏡45面の焼き入れ実験を行った成果との比較も可能で、現代に残された貴重なインドの高錫青銅鏡だが、調査の結果全く熱処理をしない工法であり、古代青銅鏡への熱処理技術研究の重要な成果が得られた。インド南部アレッピーでは錫15%の高錫青銅で作るベル工房を調査し、鋳造方法と熱処理技法の有無を調べた。結果としてこの成分の高錫青銅では焼入れを施さないことが分かった。インドにおいて4箇所の工房を調査した。調査内容は前年度までの韓国工房と同じで、サーモグラフによる加工温度の測定、製品の金属組織分析、成分分析、工程記録、工具の実測、工房の実測、技術継承系譜の聞き取り調査などである。錫23%の鋺修理と純銅鍛造及び錫15%程度の青銅容器鋳造の工房1軒、錫比率は不明な高錫青銅青銅器鋳造工房1軒、錫23%の高錫青銅鋺工房1軒、錫23%のシンバルなどの楽器工房1軒である。この中で、熱間鍛造で厚さ0.2mmまで薄く叩き延ばす技法の温度測定を繰り返し行い貴重なデータが収集できた。韓国の鍮器製作と似ているが、鍛造製品の需要が韓国よりも高く、古代の高錫青銅器鍛造技法を研究する上で極めて有用な調査となった。デカンカレッジ(インド、プネ市)において、シンデ教授と高錫青銅器の共同研究を行った。銅鋺やバングル、ナイフなどを調査し高錫青銅を熱間鍛造していることが判明したが、韓半島の鍛造品とは異なる金属層があり、今後の分析が期待される。2009年11月、韓国金海市仁済大学を会場として、平成21年度二国間交流事業(韓国とのセミナー)を開催した。「韓半島の高錫青銅器の熱処理技術・製作技術」というテーマで、日韓10件の発表をおこない、討論会をおこなった。内容は、高麗、朝鮮時代の高錫青銅で製作された銅鋺の成分分析や金属組織観察研究、現代の鍮器工房の製作工程や熱処理技法研究、法隆寺宝物の高錫青銅器研究、アジアの高錫青銅器分布研究など多岐にわたり、韓国内の工房調査、韓半島古代の高錫器、アジアの変遷など本科研の前半の中間成果をまとめた。韓国で今も生産される高錫青銅器の熱処理を、韓国の工房で調査し、焼入れ温度等を測定した。それを基点として、インドでの高錫青銅器工房調査へ展開し、熱間鍛造による高錫青銅器製作工程を記録した。ミャンマー、インドネシア、日本の高錫青銅器製作資料を収集し、アジアの高錫青銅器技法比較を試みた。こういった研究を基盤として韓国、中国、インド、日本の高錫青銅器研究者を東京に招き、平成22年度国際研究集会として、本研究の最終年のまとめを行った。国際研究集会の主な成果は以下の通りである。紀元前1千年紀前半のインド亜大陸の遺跡から出土した熱間鍛造に適した錫22%、銅78%の二元系高錫青銅器があり、確認できる最も古い遺物で、インド亜大陸は高錫青銅器技術確立地域と考えられ、西方では二元系高錫青銅器製作の伝統は無く、その後、中国へは漢代以前に伝わり、さらに韓半島へ伝わった。南インド巨石文化(紀元前1000-500年)において最も古い高錫青銅器が出土し錫2025%であり、焼入れ前に加熱鍛造がされ、容器のいくつかは口縁が0.2-0.8mmと薄く精巧な作りである。ハラッパー文化はほとんどが純銅製品で、ハラッパー遺跡・モヘンジョダロ遺跡の青銅器177点では30%が青銅で、錫12%が上限であり、斧の銅製品は非加熱状態での鍛造による製法であった。中国二里頭期には錫23%の釣針が作られ、商代になり鋳造技術とともに焼き鈍しや熱間鍛造技術が伝わっていた可能性が有り、西周代には錫22%の高錫青銅器や、刃部が錫22%の焼き鈍しと冷間鍛造の犬が有る。現代の錫2223%の高錫青銅器工房の熱処
マウスの夛能性造血幹細胞群に含まれる放射線低感受性分画の研究

私どものトリチウム・チミジン・自殺試験などによる検索によれば、CFUーSは、S期の細胞をより多く含み、多方向性の分化能に乏しい比較的成熟した分画(早期出現コロニ-の前駆細胞)と、S期の細胞に乏しくquiescentで、分化の多方向性に富む分画(晩期出現コロニ-の前駆細胞)とに分かれた。種々の刺激に対して、前者が高感受性を示すのに対して、後者は余り影響を受けなかった。こうしたCFUーSのheteerogeneityを反映した放射線感受性の異なった亜分画の検討はされてこなかった訳ではないが、実際に検出されていなかった。骨髄細胞に400ラドないし600ラドの比較的高線量放射線を照射し、致死線量照射したマウスに移植して脾コロニ-を作らせると、高線量照射にお拘らず推定値を上回って生残する放射線感受性の比較的低い分画が認められた。すなわち、高線量部分で、放射線生残曲線の傾きは平坦化し、そのD_0は270ラドと、停戦領域から求められるD_0値、90ラドを大きく上回っていた。この事実は、本研究課題により、マウスの系統を変え、詳細に検討がなされたが、何れの実験においても普遍性の高い事実であった。この実験では、放射線の生物作用における酸素効果の程度が考察されなければならない。骨髄細胞の照射はin vitroで行ったので、この時間が長くなり低酸素状態が長くなれば、放射線感受性は自ずと低下する。照射の中断によって働く修復機転を避けるため、照射実験中の試験管の振盪は行っていない。しかしこの実験での線量率は高く、照射時間は600ラドでも高々4分14秒に過ぎない。酸素効果はminimumと考えて良いと思われる。他方、そうした非生理的な低酸素効果を実験条件から除くためには、in vivoの照射法による追試が考えられるが、照射後の骨髄細胞の採取が与える機械的損傷など、技術的修飾条件が錯綜する危険性が高いように思われ、実施しなかった。1)本研究の今年度の研究期間中に、多能性幹細胞(CFUーS)のheterogeneityを示す新しい技術協力を得ることができた。理化学研究所中内啓光博士の協力により、WGA(麦芽レクチン)陽性、Lin(B細胞、顆粒球形質、大喰細胞形質等)陰性、Thyー1弱陽性、及びcーkit由来のリガンド抗体APCー2陽性の細胞が濃縮度の高いCFUーS分画を与える事実、更に本研究との直接関係はないものの、骨髄細胞移植後12日目に顕微鏡レベルですらコロニ-を作らない、しかしながらそのレシピエントの骨髄細胞(脾細胞にも若干)を二次レシピエントに移植すると多数の脾コロニ-を産生する、(従ってよりprimitiveと考えられる)分画、とが発見された。(前者は確認。後者は第一次発見で、すでに米国科学アカデミ-紀要への投稿内諾を得て準備中)。以上により、本研究者からが年余にわたり実験を重ねてきた多能性幹細胞のheterogeneityの問題は更にevidenceをdiverseしたことになる。恐らくこれらの誌分画は同時に放射線感受性も、そのkeineticsのheterogeneityからして異なるものと推定される。2)他方6

Gy照射したC57BL/6マウス骨髄細胞を種々の細胞数に限界希釈し、致死線量照射したマウスに移植し、この細胞の通常の骨髄中に於ける存在比を検討した。その結果は、"F"値を考慮に入れずに求める時、2.35.3×10^4に1ヶで、通常の骨髄に於ける多能性造血幹細胞の約10%にすぎないことがわかった。3)1)で得られる分画と本研究がめざしている放射線感受性分画との間に何らかの関連のある証左は得られていないが、今回の新しい方法を導入して様々な分画を採取し、それぞれの放射線感受性を調べていることにより、諸分画のheterogeneityが放射能感受性の上でもheteroであることを示すことができるものと考え、その方向で研究方針を変更することにした。〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓試験などによる検索によれば、CFUーSは、S期の細胞をより多く含み、多方向性の分化能に乏しい比較的成熟した分画(早期出現コロニ-の前駆細胞)と、S期の細胞に乏しくquiescentで、分化の多方向性に富む分画(晩期出現コロニ-の前駆細胞)とに分かれた。種々の刺激に対して、前者が高感受性を示すのに対して、後者は余り影響を受けなかった。こうしたCFUーSのheteerogeneityを反映した放射線感受性の異なった亜分画の検討はなされてこなかった訳ではないが、実際に検出されていなかった。骨髄細胞に400ラドないし600ラドの比較的高線量放射線を照射し、致死線量照射したマウスに移植して脾コロニ-を作らせると、高線量照射にお拘らず推定値を上回って生残する放射線感受性の比較的低い分画が認められた。すなわち、高線量部分で、放射線生残曲線の傾きは平坦化し、そのDoは270ラドと、停戦領域から求められるDo値、90ラドを大きく上回っていた。この事実は、本研究課題により、マウスの系統を変え、詳細に検討がなされたが、何れの実験においても普遍性の高い事実であった。この実験では、放射線の生物作用における酸素効果の程度が考察されなければならない。骨髄細胞の照射はin vicroで行ったので、この時間が長くなり低酸素状態が長くなれば、放射線感受性は自ずと低下する。照射の中断によって働く修復機転を避けるため、照射実験中の試験管の振盪は行っていない。しかしこの実験での線量率は高く、照射時間は600ラドでも高々4分14秒に過ぎない。酸素効果はminimumと考えて良いと思われる。他方、そうした非生理的な低酸素効果を実験条件から除くためには、in vivoの照射法による追試が考えられるが、照射後の骨髄細胞の採取が与える機械的損傷など、技術的修飾条件が錯綜する危険性が高いように思われ、実施しなかった。
実験的内リンパ水腫に及ぼすストレスと血漿ADHに関する研究

メニエール病の特徴的内耳病変として内リンパ水腫は周知の事実であり、近年、臨床的にメニエル病をはじめとする内リンパ水腫症患群では内分泌学的に血漿ADH(vasopressin)が有意に高値を示すことが報告されている。ADHは腎の集合細胞に作用しc-AMPを介して水の透過性を亢進し水分を保持する機能を有するが、最近の報告では、蝸牛にもADH感受性のchannelが存在し、内・外リンパ液の保持に作用しているといわれている。この場合、ADHが過剰になれば内リンパ水腫の状態に移行することが予想される。また、別の実験でADHは侵害刺激などのストレス負荷により、分泌が上昇することが動物モデルで証明されており、ストレスにより引き起こされる内リンパ水腫の増悪はADHを介して生じている可能性がある。実験では、Kimura法に準じて手術的に内リンパ水腫動物(モルモット)を作成し、侵害刺激(急性の痛み刺激)によるストレス負荷を行う群と、ストレス負荷を行わないコントロール群にわけ毎日行動観察を行い、めまい発作が生じるか否かを検討した。さらに1週間ごとに1)血漿ADHの測定、2)-SP/APの測定、3)AP測定により聴力閾値の推定、4)蝸牛摘出標本により組織学的な内リンパ水腫の変化の観察、を8週間まで行った。これらにより、ストレス負荷により、血漿ADH値の上昇と内リンパ水腫の変化に相関がみられるか否かの検討を試みた。
日本語文法獲得過程における普遍文法と経験の相互作用に関する研究

本年度は、束縛条件AとBの獲得に焦点を絞って実験を行なった。(1)束縛条件:A:照応形は、同一文中に、主語でありかつそれをc-commandする先行詞を持たなければならない。B:代名詞は、同一文中に、主語でありかつそれをc-commandする先行詞を持ってはならない。実験文の構文は(2ac)の3種で、それぞれを文の内容を正しく描いた絵と間違った絵との2種類と組み合わせ、yes-no-疑問文の形で被験者に提示した。(各「文-絵ペア」x4=24質問)(2)質問絵(正)絵(誤)京都市内の保育園に通う36才児計73人を対象に実験を行なったところ、(3)の結果が得られた。(3)a.構文(2a)に関してはすべての年齢層で高い正解率が得られた。これは、束縛条件Aのc-command条項が早い時期に機能し始めることを示す。b.(2b)をj=kを示す絵と組み合わせて質問に対して、ほとんどの被験者が「うん/はい」と答えた。これは、束縛条件Aの主語条項が6才でもまだ習得されていないことを示す。c.代名詞を含む(2c)に対しては、全ての年齢層で低い正解率しか得られなかった。これは、次の3つのうち少なくとも一つは6才でもまだ習得されていないことを示す。i)日本語においてどの単語が代名詞であるかという知識ii)束縛条件B本年度は、束縛条件AとBの獲得に焦点を絞って実験を行なった。i)日本語においてどの単語が代名詞であるかという知識ii)束縛条件B
眼位異常のスクリーニングのための質問票の開発と有効性の検証

定期健康診断において同意を得られた一般成人672名を対象に、本研究のために開発した主観的指標・客観的指標で構成した24問の自記式質問票を用い、眼位異常に対する回答を得た。回答者には視能訓練士による眼位検査と立体視検査も行った。質問票及び眼位検査の結果から、データ解析の対象者は最終的に616名とした。重回帰分析及びROC曲線による解析の結果、質問項目の内9項目が、斜視及び間欠性斜視の症例に特異であると予測することができた。眼精疲労や身体的な疲労の原因となりうる眼位(眼の位置)異常の精査を目的に、眼科受診が必要な人を特定するための質問票を開発することが本研究の目的である。本研究の最終年度における今年度は、病院の定期健康診断において同意を得られた一般成人672名を対象に、初年度に開発した主観的指標・客観的指標で構成した24問の自記式質問票を用い、眼位異常に対する回答を得た。また回答者には視能訓練士による眼位検査と立体視検査も行った。検査対象者は男性254名、女性418名の計672名で年齢42.8±12.8歳であった。眼位検査の結果、平均斜視角5m:8.5±6.2Δ、1/3m:3.6±4.0Δとなった。その内、質問票及び眼位検査の結果から、データ解析の対象者は最終的に616名とした。616名中、正眼位及び斜位は合計489名、軽度間欠性斜視は118名、斜視及び間欠性斜視(中等度以上:斜視≧斜位)は合計9名であった。自記式質問票の回答から斜視及び間欠性斜視(中等度以上:斜視≧斜位)の症例を抽出することのできる質問項目は、重回帰分析ステップワイズ法を用いると、23項目中8項目が採用された。また、分布の違いも考慮した上で、さらにロジステッィク解析により9項目のROC曲線のAUC(曲線下面積)を求めたところ、0.96の高値を示した(p<0.05)。このことにより、開発された自記式質問票の質問項目の内9項目は、斜視及び間欠性斜視(中等度以上:斜視≧斜位)の症例に特異であると予測することができる。今後の研究では、軽度の間欠性斜視の症例を抽出することのできる質問項目を特定する予定である。また、眼科領域の健康診断における今回の調査結果は、過去に例を見ない規模のデータ数である。そのため、本データは今後の研究においても十分な基礎データとなると予測され、重要な調査となったといえる。眼科疲労や身体的な疲労の原因となりうる眼位(眼の位置)異常を精査することを目的として、眼科受診が必要な人を特定するための自記式質問票を開発することが本研究の目的である。本研究は2カ年計画であるが、初年度における当該年度は主に眼位異常に対する自記式質問票の開発を行った。研究計画段階では開発する質問票の質問総数を1020問程度と想定していたが、過去に開発・使用されている弱視と斜視を検出する質問票を参考にし、本研究において開発中の質問票の改訂を行った。臨床の場で眼位異常の患者の診察をするにあたり質問項目を検討し、妥当性の精査を行った。最終的には質問票の改定は、主観的指標と客観的指標の両面で構成した内容のものを24問とした。また研究2カ年目に、病院の定期健康診断において一般成人を対象として視能訓練士による眼位検査と立体視検査を行う計画であるが、ヒトを対象とする研究であるため、北里大学医学部病院B倫理委員会に諮り、倫理的配慮のもとに本研究が行われることを確認した。この倫理的配慮には、被験者の保護、プライバシーの保護、被験者の同意を得ることなどが含まれている。病院の定期健康診断の際に被験者による自記式質問票の回答及び視能訓練士による眼位検査・立体視検査を行うため、健康診断を実施する健康管理センターと本研究を円滑に進めるための事前の打ち合わせを行った。開発した質問票の臨床での活用を念頭に置き、自記式質問票の被験者への負担の軽減などを目的にシミュレーションを繰り返し行った。本研究は2カ年計画であるが、初年度においては主に眼位異常に対する自記式質問票の開発を行った。研究計画段階では初年度後半にパイロット調査を行い、その結果をもとに質問項目の精査を行う計画であったが、臨床で眼位異常の患者の診察により質問項目を検討、精査を行い、質問票の改良を重ねた。また本年度前半において、倫理委員会の助言を得、倫理的配慮のもとに本研究が行われることを確認した。

次年度前半に病院職員を対象とした定期健康診断があり、その際に本研究のために開発した質問票への回答及び視能訓練士による眼位検査・立体視検査を行う予定である。検査後引き続き質問票の回答及び検査結果のデータの解析を行い、集団におけるスクリーニングの場での使用を想定した有効性を検討する。次年度後半には本研究の研究成果をとりまとめ発表する予定であり、今後の研究に繋げるため、質問票の英語化も検討中である。次年度の研究費は、開発した質問票の印刷費用及び質問票の回答及び眼位検査・立体視検査を行う視能訓練士や検査補助者への謝金を予定している。また、検査結果を解析するために実験補助員を雇用する予定である。他、研究代表者が本研究に関連する学会発表を行う予定であるため、学会参加のための費用を支出する予定である。
ゲノムスキャニングによる生物活性物質探索系の確立

放線菌ゲノムに含まれる未知の生物活性物質生合成遺伝子クラスターの探索系を開発するために、Nocardia brasiliensis IFMO406株において次世代シークエンサーを用いたゲノムスキャニングを行い、多くの生物活性物質生合成遺伝子クラスター候補を見出し、そのうちのひとつについては、調節遺伝子の強制発現によって代謝産物を検出することができた。この手法は新規な生物活性物質の探索に有効であると考えられる。本研究は、次世代シークエンサーを用いてNocardia brasiliensis IFM 0406のゲノムをシークエンスし、本菌が生産する複数の生物活性物質の生合成遺伝子の同定を試み、より多くの未知ゲノムにアプローチするための手法の確立を目指すことを目的とする。イルミナ社製の次世代シークエンサー(GAII)を用いてシークエンシングを行った結果、7,820,006本のリードが得られ、velvetによるアセンブルの結果、1,725本(≧1kb)のコンティグを得た。これらのコンティグは、すでにクローニングされ、配列既知のブラジリノライドの生合成遺伝子をほぼ完全に含んでいたことや、コンティグの総延長が推定ゲノムサイズと一致することから、作成したアセンブリーは本菌株のゲノムをほぼ網羅していると考えられたこれらのコンティグに対してMetaGeneAnnotatorとFramePlotを用いて遺伝子予測を行い、各遺伝子をアミノ酸に翻訳した後、相同性検索やドメイン検索によって、ポリケチド合成酵素(PKS)遺伝子を含む6本のコンティグと、非リボゾーム性ペプチド合成酵素(NRPS)遺伝子を含むコンティグを少なくとも2本、さらに経路特異的調節因子(SARPファミリー)遺伝子を含むコンティグを1本見出した。これらのコンティグの周辺領域を明らかにするために、カセットPCR法を用いてコンティグウォーキングを行った結果、I型PKSを含む約20kbおよび約33kbの領域と、II型PKSを含む24kbの領域が明らかになった。I型PKSを含む領域に関しては、PKSのモジュール解析により、ブラジリノライドの生合成遺伝子であることが示唆された。一方、本菌株からはII型PKSによって生合成されるような物質は見出されていないことから、II型PKSを含む領域は、新規な化合物の生合成遺伝子である可能性が示唆された。前年度に見出した二次代謝産物生合成遺伝子クラスターのうち、II型ポリケチド合成酵素遺伝子と予測される遺伝子を含むクラスター(hsnと命名)をクローニングするために、コスミドライブラリーをRed-ET法を用いてスクリーニングした結果、複数のコスミドによりhsnクラスター全体を得ることができた。次にRed-ET法で用いたマーカー遺伝子を取り除く事を試みたが、マーカー遺伝子を取り除くと宿主大腸菌に毒性を持つらしく、いまだ成功していない。一方、hsnクラスターには、二次代謝産物生合成遺伝子クラスターに特徴的に存在するSARPファミリーに属すると予測される遺伝子が2個(SARP1およびSARP2)存在するため、これを人為的に過剰発現することで、クラスター全体の発現の活性化を試みた。まずSARP1とSARP2それぞれをNocardia-E.coliシャトルベクターにクローニングし、さらにSARP1とSARP2をタンデムに連結し、同時に発現されるようにしたものも構築した。IFM 0406ゲノムに見出された二次代謝産物生合成遺伝子クラスターのうち、II型ポリケチド合成酵素遺伝子と予測される遺伝子を含むクラスター(hsnと命名)をクローニングするために、コスミドライブラリーをRed-ET法を用いてタグ付けすることによりコスミドをスクリーニングした結果、複数のコスミドによりhsnクラスター全体を得ることができた。次にRed-ET法でタグとして用いたマーカー遺伝子を取り除くために、当該領域を含む断片を染色体DNAからPCRで増幅し、in-fusionを用いてクローニングした。まずSARP1とSARP2それぞれをNocardia-E. coliシャトルベクターにクローニングし、さらにSARP1とSARP2をタンデムに連結し、同時に発現されるようにしたものも構築し、IFM 0406で発現させた結果、SARP1とSARP2を同時に発現させた時のみに生産される物質がHPLCで確認され、これがhsnクラスターに支配される二次代謝産物であると考えられた。

クラスター全体をひとつのベクターに組み込む計画だが、クラスター内の遺伝子(あるいはその産物)のどれかが大腸菌に毒性を持つなどの理由で、いまだ達成されていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。クラスター全体をひとつのベクターに組み込む計画を大腸菌以外を宿主として試みる。調節遺伝子の過剰現発現株に関しては、生産物を特定できるところまで進めたい。
口腔扁平上皮癌ならびに関連前癌病変の診断および治療法選択のための研究

臨床的には日常の診療において口腔前癌病変ならびに扁平上皮癌を有する患者の記録を行い,症例を重ねてきた.白板症における臨床所見と組織像との比較についてはdysplasiaの有無と発症部位との関連を調査したが,口腔に主として白板症の認められる頬粘膜,歯肉,舌の内では,舌が最もdysplasiaの発現し易い部位であることが本研究によって解明された.組織学的異型度と臨床視診型との関連については紅白斑型に異型を示す症例が目立って観察され,また,異型を示す症例ならびに多発性である症例に再発例が多い事が判明した。白板症が単発性であるか多発性であるかについては,その発症機序についても検索する必要があり,今後の課題の一つである。電気泳動法による分析に関しては等電点電気泳動法(IEF)とSDSポリアクリルアミド電気泳動法を用いてケラチンサブユニットの分析を行ってきたが,これらの分析では,泳動後のゲルを銀染色することにより感度の高い検出が行い得られ,小さな口腔内生検材料においても蛋白の検出が可能となった。しかしながら,口腔白板症ならびに扁平上皮癌組織よりClausenの方法他によって抽出したケラチン分画の分析ではケラチン以外にも数多くの蛋白が検出され,従来行われている二次元電気泳動のみによるケラチンサブユニットの検索法では正確なケラチンの同定が不可能と考えられ,ウエスタンブロッティングによるケラチンの同定が必要となった。現在,ケラチンに対するポリクロ-ナル抗体を用いてケラチンの同定が可能であるが,今後はモノクロ-ナル抗体による同定を行い,正確なサブユニットの構成を明らかにしたい。また,臨床的な予後に差異を生じさせる原因の解明についても,白板症ならびに扁平上皮癌は多様な形態,性質を有する事より,なお多くの生検材料の検索が必要であり,今後も継続していく方針である。臨床的には日常の診療において口腔前癌病変ならびに扁平上皮癌を有する患者の診査所見の記録、症状の変化に応じた写真撮影による記録、生検を施行してきた。これらの記録の一部については1988年12月3日に第21回日本口腔科学会の九州地方部会で"口腔白板症の臨床診断学的検討"として発表し、主として、好発年齢、性差、部位、嗜好習慣、発症様式と臨床視診型との関連について示した。ケラチンの分析に関しては生検により得た口腔前癌病変、口腔外科手術時に得た正常部口腔粘膜あるいは口腔扁平上皮癌組織および剖検により得た正常足底部皮膚を-85°Cの超低温槽に凍結保存したものを材料とし、Clausenの法によりケラチン分画を抽出している。抽出後のケラチン分画の電気泳動については本研究に際し購入した電気泳動装置を用い、その基礎実験として正常口腔粘膜ならびに足底部皮膚におけるケラチンの等電点電気泳動による分析を行なった。当初、ファルマシア社製の既製の等電点ゲルを用いて泳動を行なったが、ケラチンの物性が適さず、分離されなかったため検討を重ねた結果、8M尿素を含有するJagerstenらの等電点ゲルが比較的良好な泳動パターンを示すことがわかった。上記方法に従って得た2種の試料のケラチン分画の泳動パターンにおけるコマジーブリリアントブルー染色ではサイトケラチンの等電点とされているpH5-8の領域に約6種類のバンドを認め、重層扁平上皮組織を構成する基本的なケラチンサブユニット数と考えられた。当面の実験課題としては等電点電気泳動の精度の向上と第2段階としてのSDSポリアクリルアミド電気泳動法を併用した2次元電気泳動法の確立にあり、ケラチンサブユニットのより詳細な分析が可能となるよう現在検討中である。

臨床的には日常の診療において口腔前癌病変ならびに扁平上皮癌を有する患者の記録を行い、症例を重ねてきた。個々の患者の記録については経時的に1週間ないし1カ月毎に経過観察を実施し、症状の変化に応じて、写真撮影による記録、また必要と認めれば細胞診、生検を施行している。これらの記録の一部については白板症の治療法と予後について1989年5月25日、第43回日本口腔科学会総会で発表した。白板症の臨床所見と組織像との比較についてはdysplasiaの有無により発症部位との関連を調査したが口腔に主として白板症の認められる頬粘膜、歯肉、舌の内では、舌が最もdysplasiaの発現し易い部位であることが本研究によって解明された。また、白板症において上皮下に付随して認められる炎症性細胞浸潤の上皮性細胞異型の出現に及ぼす影響についても検索しているが、現在までのところなお明かな因果関係は認められていない。組織学的異型度と臨床視診型との関連については紅白斑型に異型を示す症例が目立って観察されたが、さらに詳細な分類を組織像のパタ-ン化のもとに行う必要性が本研究より認められ、現在検討中である。電気泳動的な分析に関しては現在、等電点電気泳動を主にファルマシア社の等電点マ-カ-を指標としてケラチンサブユニットの分析を行っている。この分析では、泳動後のポリアクリルアミドゲルを銀染色することにより感度の高い検出が行い得るようになり、染色条件が確立された。但し、ケラチンの抽出に用いているClausenの方法でもなおケラチン以外の細胞骨格蛋白の混在が疑われ、現在ウエスタンブロッティングによるケラチンの同定を定施すべく、条件設定に努めている。ケラチンの調製用電気泳動装置による大量の精製は未だ達成されていないが、当面、精製度の高いケラチンの抽出を追究してゆき、将来は本研究による特異抗体の作製をも求める方針である。臨床的には日常の診療において口腔前癌病変ならびに扁平上皮癌を有する患者の記録を行い,症例を重ねてきた.個々の患者の記録については経時的に1週間ないし1カ月毎に経過観察を実施し,症状の変化に応じて,写真撮影による記録,また必要と認めれば細胞診,生検を施行している.白板症の臨床所見と組織像との比較についてはdysplasiaの有無により発症部位との関連を調査したが,口腔に主として白板症の認められる頬粘膜,歯肉,舌の内では,舌が最もdysplasiaの発現し易い部位であることが本研究によって解明された.また,白板症において上皮下に付随して認められる炎症性細胞浸潤の上皮性細胞異型の出現に及ぼす影響についても検索しているが,現在までのところなお明かな因果関係は認められていない.組織学的異型度と臨床視診型との関連については紅白斑型に異型を示す症例が目立って観察されたが,さらに詳細な分類を組織像のパタ-ン化のもとに行う必要性が本研究より認められ,現在検討中である.電気泳動法による分析に関しては現在,等電点電気泳動(IEF)を主にファルマシア社の等電点マ-カ-を指標としてケラチンサブユニットの分析を行っている.
接合部変形・柱脚変形を伴う鉄骨架構の地震応答挙動

平成15年度箱形鋼柱試験体は耐震性能観測装置(スチール・スウィング)の枠組と重錘間を連結することで地震もしくは人為的な装置(起振機等)の振動により挙動が観測される。箱形試験体とスチール・スウィングの複合された特性を得るため起振機による強制振動実験と自由振動実験を行なってそれぞれの共振曲線を測定した。また、観測に用いる箱形鋼柱に載荷実験を行い、箱形鋼柱試験体の応答挙動を調べた。加力方法は3種類(1方向載荷、30°2方向載荷、円軌道2方向載荷)行い、試験体は2種類(エンドプレートの厚さが9mmと19mm)使用し、それぞれ箱形鋼柱試験体の復元力,エンドプレートとボルトの接合部の復元力などの力学特性に関するデータが得られた。平成16年度平成15年度に行われた耐震性能観測装置を用いた強制振動実験と実地震観測の結果を基づき、箱形鋼柱試験体の地震応答性状を実証的に調べた。さらに、同装置に装着されている自動観測システムを用い、自然地震に対する地震応答観測を行なった。その観測データの加速度成分に対してスペクトル解析を行い、地盤・錘の間の伝達特性を同定し、それに適合する簡単なモデルによって、その地震応答波形を再現することができた。また、箱形鋼柱試験体の2軸曲げ載荷実験結果から耐力相関を考慮した終局耐力や弾塑性挙動を実証的に検討を行なった。特に、柱脚部を適切な力学モデルで近似し、極限解析によって2軸曲げの耐力相関面を算定し、実験結果との適合性を検討した。実際の接合部変形・柱脚変形を従う鉄骨架構の非線形挙動を設計計算に反映させるため、エンドプレートとボルト接合部を半剛接・部分強度の接合部の一種としてモデル化するべきであり、接合部を各崩壊型(ボルト降伏とプレート降伏)に応じて、接合部の強度・変形性能のM-θ関係モデルを提案した。本年度は同一のH形鋼梁に対して4種類の梁端接合部(トップシートアングルとダブルウェブアングル、ダブルウェブアングル、フラッシュ形エンドプレートと対照試験体として剛接に設計された突出型エンドプレート)の梁端接合試験体を作製した。また現有設備の耐震性能観測装置(スチール・スウィング)用に箱形鋼柱試験体(□-150×150×6)長さ1500mmに両端に厚さ9と19mmの2種類のベースプレートを取り付けた試験体を作製した。箱形鋼柱試験体は耐震性能観測装置(スチール・スウィング)の枠組みと重錘間を連結することで地震もしくは人為的な装置(起振機等)の振動により挙動が観測される。箱形試験体とスチール・スウィングの複合された特性を得るため起振機による強制振動実験と自由振動実験を行いそれぞれの共振曲線を測定した。結果、観測模型の1次固有周期は1Hz、2次固有周期は7Hz、3次固有周期は13Hzであった。自然地震に対する応答観測体制の一部分が完成し、自動観測が可能となったので、スチール・スウィングに強制振動実験に使用した箱形鋼柱試験体を取り付け、観測を開始した。また観測に用いている箱形鋼柱試験体に載荷実験を行い、箱形鋼柱試験体の応答挙動を調べた。加力方法は3種類(1方向載荷、30度2方向載荷、円軌道2方向載荷)行い、試験体は2種類(エンドプレートの厚さが9mmと19mm)使用し、それぞれ箱形鋼柱試験体の復元力、エンドプレートとボルトの接合部の復元力などの力学特性に関するデータが得られた。

本年度は平成15年度に行われた耐震性能観測装置(スチール・スウィング)を用いた強制振動実験と実地震観測の結果を基づき、箱形鋼柱試験体の地震応答性状を実証的に調べた。さらに、同装置に装着されている自動観測システムを用い、自然地震に対する地震応答観測を行なった。その観測データの加速度成分に対してスペクトル解析を行い、地盤・錘の間の伝達特性を同定し、それに適合する簡単なモデルによって、その地震応答波形を再現することができた。また、平成15年度に得られた箱形鋼柱試験体の2軸曲げ載荷実験結果から耐力相関を考慮した終局耐力や弾塑性挙動を実証的に検討を行なった。特に、柱脚部を適切な力学モデルで近似し、極限解析によって2軸曲げの耐力相関面を算定し、実験結果との適合性を検討した。実際の接合部変形・柱脚変形を従う鉄骨架構の非線形挙動を設計計算に反映させるため、エンドプレートとボルト接合部を半剛接・部分強度の接合部の一種としてモデル化するべきであり、接合部を各崩壊型(ボルト降伏とプレート降伏)に応じて、接合部の強度・変形性能のM-θ関係モデルを提案した。また、単軸方向の復元力特性モデルを2軸に拡張する手法を提案し、2軸繰り返し載荷時の弾塑性挙動を追跡して、その手法の妥当性を検討した。
動脈硬化促進遺伝子導入MHC確立ミニブタを用いた移植心冠動脈病変進展機序の解明

移植心冠動脈病変(Cardiac allograft vasculopathy: CAV)は慢性期心機能低下に大きな影響を与え生命予後に直結するため、病変進展機序の解明と治療戦略の開発は最重要課題である。本研究では、移植免疫に重要な組織適合性抗原(Major Histocompatibility Complex: MHC)が確立したクラウン系ミニブタを遺伝子改変することによって鹿児島大学で開発した動脈硬化モデルミニブタ(ヒトアポリポ蛋白(a)(Apo(a))導入により動脈硬化促進因子リポ蛋白(Lp(a))が高値を示すミニブタ)を用いた実験によって、免疫学的因子(自然免疫や獲得免疫)あるいは非免疫学的因子(動脈硬化や加齢に伴う変化)が複雑に絡むCAV発症機序の解明をはかる。平成30年度は、MHCクラウン系ミニブタ異所性心移植モデル(T細胞免疫が殆ど関与しないMHC適合間心移植、ただしマイナー抗原に対する免疫反応を制御するため術後短期間免疫抑制療法を使用。ドナーおよびレシピエントは12か月以下の月齢の加齢動物ではない個体を使用)において、どのようにCAVが進展うるのかという点の評価を中心として研究を実施したところ、このモデルでは60日以上にわたり心臓が長期生着し、生検所見で拒絶反応やCAVの進展は認められなかった。この結果はCAVの発症および進展には、強い免疫反応もしくは動脈硬化・加齢などの因子が重要であることを示唆するものである。クラウン系ミニブタを用いた他の臓器移植モデルにおいて、短期免疫抑制療法下のMHC不適合間移植では免疫抑制療法終了後に強い細胞性拒絶反応、グラフト不全を生ずることから、引き続きMHC適合移植モデルを用いた実験により、加齢ドナー(あるいはレシピエント)を用いた移植、あるいは動脈硬化モデルミニブタを用いた移植実験によって、免疫学的因子の関与が少ない条件でのCAV進展の評価によって、加齢や動脈硬化等の因子のCAV発症への関与の解明につながることが期待される。平成30年度は上記のように、MHC確立クラウンミニブタを用いた異所性心移植モデルでCAV進展モデルが得られなかったことから、やや遅れていると判断した。しかし遅れを生じた点に対する対策はなされていることから、平成31年度も研究の継続により進捗をはかる。上記のように、加齢動物ではない個体を用いたMHC適合間異所性心移植モデルでは移植後2か月の間にはCAV進展は明らかでなかったことから、引き続きMHC適合移植モデルを用いた実験により、免疫学的因子の関与が少ない条件でのCAVの発症および進展評価を継続し、加齢ドナー(あるいはレシピエント)を用いた移植、もしくは動脈硬化モデルミニブタを用いた移植実験によって、CAV進展が得られるのかについて明らかにし、CAV発症機序の解明につながる知見を得る方針である。移植手術の際に用いる薬品の供給が不足したため、この薬品を次年度に入手することを第一案として考え、また入手不可能な際は代替となる薬物を次年度に購入することを計画している。