hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
双対性に基づくプログラム変換に関する研究

直観主義論理の証明とプログラムとの同型対応関係は,プログラミング言語の設計,プログラムの静的・動的性質の解析や検証に有効に用いられてきた.この対応関係を古典論理まで拡張した計算体系としてM.Parigot(1992)によるλμ計算が知られている.そして,λμ計算が固有に持っている計算の性質や構造を古典論理の観点から解明して,その成果をソフトウェアの実現方法に還元することが重要な研究課題である.そこで,論理体系と型システムとの対応を踏まえて,ドモルガン的な双対性に基づくプログラム変換の計算的な性質を解明することを目指した.申請研究期間において得られた成果の概要を次にまとめる.(1)多相型λ計算から存在型λ計算へのガロア埋め込み双対性に基づくプログラム変換を多相型λ計算から存在型λ計算への埋め込みとして定義した.そして,この変換は,1ステップの計算規則から定義される擬順序関係に関して,所謂ガロア対応を形成していることが示された.(2)形無しλμ計算の健全かつ完全なプログラム変換と抽象機械双対性に基づくプログラム変換を形無しλμ計算の場合に拡張して,組を持つλ計算に対して健全かつ完全であることを示した.さらに,プログラム変換されたコードを処理する抽象的な機械を提案した.ここで,この機械は,計算に付随する代入情報を明示的に処理する機械になっている.(3)アジョイントとしてのプログラム変換(CPS変換)と逆変換多相型λ計算から存在型λ計算への埋め込みとして定義されたプログラム変換は,計算規則から定義される擬順序関係の基で,アジョイントを形成していることが明らかになった.本研究で新たに導入された計算体系である存在型λ計算の計算的および論理的性質を今後解明することは,多相型λ計算を含む多くの計算体系に興味深い視点を与えるものと期待される.直観主義論理の証明とプログラムとの同型対応関係は,プログラミング言語の設計,プログラムの静的・動的性質の解析や検証に有効に用いられてきた.この対応関係を古典論理まで拡張した計算体系としてM.Parigot(1992)によるλμ計算が知られている.そして,λμ計算が固有に持っている計算の性質や構造を古典論理の観点から解明して,その成果をソフトウェアの実現方法に還元することが重要な研究課題である.そこで,論理体系と型システムとの対応を踏まえて,ドモルガン的な双対性に基づくプログラム変換の計算的な性質を解明することを目指した.申請研究期間において得られた成果の概要を次にまとめる.(1)多相型λ計算から存在型λ計算へのガロア埋め込み双対性に基づくプログラム変換を多相型λ計算から存在型λ計算への埋め込みとして定義した.そして,この変換は,1ステップの計算規則から定義される擬順序関係に関して,所謂ガロア対応を形成していることが示された.(2)形無しλμ計算の健全かつ完全なプログラム変換と抽象機械双対性に基づくプログラム変換を形無しλμ計算の場合に拡張して,組を持つλ計算に対して健全かつ完全であることを示した.さらに,プログラム変換されたコードを処理する抽象的な機械を提案した.ここで,この機械は,計算に付随する代入情報を明示的に処理する機械になっている.(3)アジョイントとしてのプログラム変換(CPS変換)と逆変換多相型λ計算から存在型λ計算への埋め込みとして定義されたプログラム変換は,計算規則から定義される擬順序関係の基で,アジョイントを形成していることが明らかになった.本研究で新たに導入された計算体系である存在型λ計算の計算的および論理的性質を今後解明することは,多相型λ計算を含む多くの計算体系に興味深い視点を与えるものと期待される.直観主義論理の証明とプログラム(型付きラムダ計算)との同型対応関係は,プログラミング言語の設計のみならず,プログラムの静的・動的性質の解析や検証に有効に用いられてきた.この対応関係を古典論理まで拡張した計算体系としてM.Parigot(1992)のラムダミュウ計算が知られている.そして,ラムダミュウ計算が固有に持っている計算の構造や性質を古典論理の観点から解明して,その成果をソフトウェアの実現方法に還元させることが重要な研究課題である.そこで,論理体系と型システムとの対応関係を踏まえて,ドモルガンの双対性に基づくプログラム変換の計算的な性質を解明することを目的とする.本研究では,次の成果が得られている.(1)2階ラムダ計算から存在型を持つ体系へのガロア埋め込み双対性に基づくプログラム変換を2階ラムダ計算から存在型体系への埋め込みとして定義した.そして,この変換は,1ステップの計算規則から定義される擬順序関係に関して,所謂ガロア対応を形成していることが示された.さらに,2階ラムダ計算の正規な証明図におけるパスは,この変換により,ドモルガンの双対性の基で,存在型体系の証明図中の反転したパスに対応していること(証明双対性)が解明された.特に,多相型関数が,抽象データ型のプログラムにより自然に解釈されることも明らかになった.(2)型無しラムダミュウ計算の健全および完全なプログラム変換(1)のプログラム変換を型無しラムダミュウ計算の場合に拡張して,組を持つラムダ計算に対して健全かつ完全であることを示した.さらに,プログラム変換されたコードを処理する抽象的な機械を提案した.ここで,この機械は,計算に伴う代入情報を明示的に処理する機械にもなっている.なお,以上の成果はそれぞれ学術論文において公表されている.

直観主義論理の証明とプログラム(型付きラムダ計算)との同型対応関係は,プログラミング言語の設計,プログラムの静的・動的な性質の解析や検証に有効に用いられてきた.この対応関係を古典論理まで拡張した計算体系としてM.Parigot(1992)によるラムダミュウ計算が知られている.そして,ラムダミュウ計算が固有に持っている計算の性質や構造を古典論理の観点から解明して,その成果をソフトウェアの実現方法に還元させることが重要な研究課題である.そこで,論理体系と型システムとの対応関係を踏まえて,ドモルガン的な双対性に基づくプログラム変換の計算的な性質を解明することを目指した.本研究で得られた成果の概要は次のとおりである.(1)形無しラムダミュウ計算の健全かつ完全なプログラム変換と抽象機械双対性に基づくプログラム変換を形無しラムダミュウ計算の場合に拡張して,組を持つラムダ計算に対して健全かつ完全であることを示した.さらに,プログラム変換されたコードを処理する抽象的な機械を提案した.そして,ラムダミュウ計算に対する機械の妥当性を示した.ここで,この機械は,計算に付随する代入情報を明示的に処理する機械になっている.(2)アジョイントとしてのプログラム変換(CPS変換)*と逆変換多相型ラムダ計算から存在型ラムダ計算への埋め込みとして定義したプログラム変換(CPS変換)は,計算規則から定義される擬順序関係の基で,アジョイントを形成していることが明らかになった.すなわち,双対性に基づくCPS変換*が与えられると,存在型ラムダ計算の式Pに対する逆変換は,*に関する逆像の最大値として定義可能である.ここで,Q≦PとはP→Q(存在型ラムダ計算の計算規則から定義される擬順序)である.本研究で新たに導入された存在型ラムダ計算の計算的・論理的性質を解明することは、多相型ラムダ計算を含む多くの体系に興味深い視点を与えるものと期待される.
距離空間及び位相群における局所連結性と関数の一様性との関連に関する研究

距離空間(距離が定義された空間)において,すべてのコンパクト距離空間との積空間がストレートになることの必要十分条件が得られた。さらに,ある距離空間が,収束点列とその収束点からなる空間との積空間がストレートであれば,その距離空間が全有界になることが証明された。1.本研究の研究目的の一つに「可算無限個の全有界でストレートである距離空間の積空間がまたストレートになるか?」という問題の解決を挙げているが,残念ながら今年度はその完全解を得るに至っていない。しかしながら,有限個の全有界でストレートである距離空間の積空間がストレートになることは分かっている。一方,この可算積空聞の稠密な空間で,有限積空間と一様同相である空間の可算和で表せる空間(Σ積と呼ばれている。)がストレートになる可能性が出てきた。この空間を利用することが,問題解決の問題の糸口になるのではないかと現在研究中である。2.位相空間論における有名な問題の一つである「すべてのM_3-空間は,M_1-空間となるか?」という問題において,(すべてのM_1-空間は,M_3-空間となることは知られている。)今年度,横浜国立大学の玉野氏によって価値ある結果が示された。また,M_3-空間から生成される自由可換位相群はまたM_3-空間になることも知られている。これらの結果を応用すると,M_3-空間から生成される自由可換位相群はM_1-空間になることがわかった。つまりこの位相群は,M_3-空間を含む空間である。このような例は,これまでひとつだけ知られていたが,位相群としては最初の例である。このことより,さらに「M_3-空聞から生成される(可換ではない)自由位相群はM_1となるか?」,「M_3である任意の位相群(可換位相群)はM_1となるか?」という本来の問題の部分解となる問題が考えられたが,決着は得られていない。大きな問題なので,あせらず時間をかけて研究をしていきたい。1960年代に,位相空間論における重要な空間M_3-空間とM_1-空間が定義され,すべてのM_3-空間はM_1-空間となるかという問題(M_3⇒M_1問題と呼ばれている。)が出された,以来半世紀が過ぎた現在においてもこの問題は解決されていない。しかしながら,この問題における部分解や様々な同値条件が得られており,その中に「すべてのM_3-空間はあるM_1-空間の閉空間として表される。」という結果がある。このことより,「すべてのM_1-空間の閉空間がM_1となる。」ことが,M_3⇒M_1問題の同値条件となることが分かる。さて,本研究の成果として「すべてのM_3-空間はあるM_3-位相群の閉部分空間として表される。」という結果を得た。実際この位相群は,与えられたM_3-空間から生成される自由可換位相群であり,「すべてのM_3-自由可換位相群はM_1となる。」という事実を証明した。平成20年度はこの大きな問題に取り組んだため,残念ながら論文の発表や学会等での発表ができなかったが,これらの結果を含む論文を現在準備中である。さらに,これらの結果をもとに,「すべてのM_3-自由位相群はM_1となるか?」「M_1-自由可換位相群のすべての閉空間はM_1となるか?」等のM_3⇒M_1問題に関して重要な問題の解決を目指して研究をしている。平成20年度の研究ではこの大きな問題について研究を行ったが,平成21年度もその研究を継続した。依然としてこの問題に関する完全解は与えらていないが,一方で,この問題における部分解や様々な同値条件が得られている。その中に「すべてのM_3-空間はあるM_1-空間の閉空間として表される。」という結果がある。この結果を用い「すべてのM_1-空間の閉空間がM_1となる。」ことが,M_3⇒M_1問題の同値条件となることが分かっている。さて,平成20年度の研究において,「すべてのM_3-空間はあるM_3-位相群の閉部分空間として表される。」という結果を得たが,今年度の研究においてこの結果をさらに詳しく調べ,次のような結果を得ることができた。・与えられたM_3-空間Xが自明ではない収束点列を含んでいる場合は,その空間から生成された自由位相可換群A(X)がM_1-空間になる。よって,XはA(X)の閉部分空間となる。・自明でない収束点列を含まないM_3-空間,例えば可算な離散空間ωのStone-Cechコンパクト化βωを考え

βω\ωから1点を取り,その点とωとの和集合からなる空間の場合においても,あるM_1-空間となる自由可換位相群の閉部分空間となる。これらの結果について講演を行ったが,論文はさらなる結果を積み上げ作成する予定である。
生物教育の中で地球生態系の理解を深めさせるための広い視野に立った藻類の教材化

本研究では、水圏生態系の生産者についての学習を通して地球生態系の理解を深めさせるために、広い視野に立った藻類の教材化を試みた。片山は、淡水産の藻類の祖先は海からやってきたことを紹介するために、淡水と汽水域で生育が報告されている緑藻ネダシグサの教材化に取り組んだ。また、横浜と協同で、緑色の植物以外のものでも光合成をする生産者であることを理解させる中学・高校レベルの実験開発も行った。石川は、日本人にとって食品として身近な海苔(アサクサノリ・スサビノリ)について、多くの人が正しい知識を持っていない点に注目し、海苔の一生と養殖の様子を紹介するビデオプログラムを作製した。また、藍藻の動きに注目して教材化を進め、その成果は、「スピルリナ,この奇妙な生き物」というビデオプログラムになっている。また、巨大な単細胞緑藻であるカサノリの教材化に向けての基礎的な研究を行った。真山は、珪藻を実際に採集し観察する方法や、これが河川・湖沼の水質の指標になっていることを紹介するビデオプログラムを作製し、その教育効果を検討した。このビデオプログラムは、珪藻の種類とその優占度をもとに身の回りの水域の水質を判定するという環境教育的な活動へと発展する探求活動の導入の役割も果たすと思われる。岡崎は、地球温暖化の解決手段となることが期待されている石灰藻を紹介する視聴覚教材(ビデオプログラムなど)を作製した。石灰の殻や鱗をまとった藻類が、地球温暖化の要因の一つである二酸化炭素を大量に取り除いていることなど、生徒の興味関心をひくものと思われる。横浜は、片山と協同で、海藻を用いた実験を開発するとともに、海中の世界を紹介するビデオプログラムを作製した。また、小学生から社会人までを対象とした藻類に関するワークショップを企画し、それらの実験やビデオプログラムの教育効果を確かめた。片山は横浜と協同して、海藻類の光合成色素の抽出と薄層クロマトグラフィーによる分離が極めて簡便に行える方法を開発した(研究発表欄参照)。また、緑藻類の光合成産物がでんぷんであることを定性的・定量的に検出する方法を開発した。これらの方法は、中学理科あるいは高校生物の生徒実験に取り入れることが出来ると考えられる。この他に、横浜は水中撮影によって海藻の生態をビデオやカラースライドに収め、視聴覚教材作製の準備を行った。石川は、藻類の形態形成や運動に関する視聴覚教材開発のために、緑藻オオバロニア・タマバロニア・カサノリの形態形成や藍藻スピルリナの運動をビデオやカラースライドに収録した。岡崎は、地球生態系における石灰藻の役割に注目し、大気中のCO_2濃度の上昇を石灰藻がどの程度食い止めているかということに関して情報収集を行った(研究発表欄参照)。また、石灰藻の種類や働きを紹介するビデオプロブラムを制作するために、石灰紅藻オオシコロや単細胞石灰藻ハプト藻などをビデオに収録した。真山は、小学校理科でも取り上げられている珪藻類を、児童・生徒に容易に顕微鏡観察させるために、試料採集の時期・場所・方法などを検討した。同時に、珪藻の生育する川や池の様子、珪藻の採集方法をビデオに収録した。珪藻は殻の模様が種によって特徴的であるが、これを観察するためには出来るだけきれいなプレパラートを作らねばならない。そこで、プレパラート作製法を簡便にかつ安全に行えるように改良するとともに、その過程をビデオに収録した。片山は、淡水産の藻類の祖先は海からやってきたことを紹介するために、淡水と汽水域で生育が報告されている緑藻ネダシグサの光合成特性を調べ、教材性を検討した(研究発表欄参照)。

横浜は、小学生から社会人までを対象とした藻類に関するワークショップ(研究発表欄参照)を企画し、片山と協同で開発した海藻を用いた実験や海中の世界を紹介するビデオプログラムの教育効果を確かめた。石川は、日本人にとって食品として身近な海苔(アサクサノリ・スサビノリ)の一生と養殖の様子を紹介するビデオプログラムを作製し、その教育効果を検討した。また、光に対する藍藻の動きを紹介する「スピルリナ,この奇妙な生き物」というビデオプログラムも作製した。岡崎は、地球温暖化の解決手段となることが期待されている石灰紅藻オオシロコや単細胞石灰藻ハプト藻を紹介する視聴覚教材(ビデオプログラムなど)を作製した。石灰の殻や鱗をまとった藻類が、地球温暖化の要因の一つである二酸化炭素を大量に取り除いている(研究発表欄参照)ことなど、生徒の興味関心をひくものと思われる。真山は、珪藻を実際に採集し観察する方法や、これが河川・湖沼の水質の指標になっていることを紹介するビデオプログラムを作製した。また、そのビデオプ教材を利用した室内実験を開発し、大学の生物学実験においてその教育効果を検討した(研究発表欄参照)。2年間にわたる研究成果をまとめ、研究報告書を作製した。
歯生病巣感染における歯凝集反応試験の確立と臨床応用に関する血清学的臨床的研究

当院皮膚科にて歯性病巣感染を疑われ当科を受診した患者190名に口腔内診査を施行した.患者は男性117名,女性73名,平均年齢は49歳(19-73歳)であった.皮膚疾患名では,掌蹠膿庖症104名(55%),慢性蕁麻疹48名(25%),結節性紅斑19名(10%)であり,口腔領域の疾患名は慢性辺縁性歯周炎は121名(64%),根尖性歯周炎は66名(35%),智歯周囲炎は31名(16%)であった.排膿は91名(78%)にみられ,全例に細菌検査をおこなった.グラム陽性球菌86例(94%),グラム陰性球歯62例(68%),グラム陽性桿菌29例(32%),グラム陰性桿歯7例(8%)が検出され,グラム陽性球菌のほとんどは連鎖球菌であり,同定された連鎖球菌はStr.sanguis22例(24%),Str.intermedius 13例(14%),Str.mitis 9例(10%),Str.salivarius 5例(6%),Str.constellatus 5例(6%)であった.このうち50例に対して血清凝集反応試験を行った結果,32例(64%)に抗体価の上昇を認めた.患者血清の凝集価の平均は,Str.sangui 8-16倍,Str.intermedius16-32倍,Str.mitisは8-16倍であり,健常者25名の凝集価(Str.sangui 4-8倍, str.intermedius 8ー16倍str.mitis4-8倍)に比べ高値を示した.歯科治療終了後に行った皮膚症状の判定では,治癒42名(22%),軽快93名(49%),不変55名(29%)であり,135名(71%)に症状の改善がみられた.血清凝集反応試験を行った患者50例のうち36例(72%)に皮膚症状の改善がみられた.抗体価の上昇を認めた32例中28例(88%)に皮膚症状の改善を認めたが,抗体価の上昇が認められなかった18例中では8例(44%)に皮膚症状の改善を認めた.歯性病巣感染では血清凝集反応試験により抗体価の上昇がみられた患者では口腔内原病巣の治療により皮膚症状の改善が期待できることが示唆された.現在さらに症例を増やすとともに詳細かつ多角的な検討を加え,研究を進めている.(1)対象と方法これまでにわれわれは歯性病巣感染が疑われた皮膚科患者131例に対して,詳細な口腔内の理学診査(歯周組織検査)とX線診査(パノラマX線検査)を施行し.そのうち口腔内の慢性病巣感染巣を有する患者80例について,膿汁採取,細菌検査を行い各種溶連菌(Str.sanguls,Str.intermedius,Str.mitis,Str.milleri)の同定および採血による血液検査,血清分離,保存を行った.これらの患者に対して歯科治療を行い,皮膚病変の変化を評価した.また,保存した血清のうち50例についてマイクロプレート凝集法による菌凝集反応を判定した.(2)結果皮膚科患者131名は,男性81名,女性50名であり,平均年齢は48.5歳(18歳から75歳)であった.皮膚科疾患名は,掌蹠膿庖症79例(60.3%),慢性葬麻疹2例(32.1%),結節性紅斑4例(3.1%),多形滲出性紅斑3例(2.3%),尋常性乾癬3例(2.3%)であった.口腔内慢性疾患名では,辺縁性歯周炎110例(84.0%),根尖性歯周炎66例(50.4%),智歯周囲炎8例(6.1%)を認め,131例中118例に歯科的治療に基ずく臨床的診断を行った.その結果,118例中58例(49.2%)に皮膚症状の改善を認めた.膿汁採取による細菌検査では,グラム陽性球菌67例(83.8%),グラム陰性球菌55例(68.8%),グラム陽性桿菌18例(22.5%),グラム陰性桿菌4例(0.5%)であった.同定された連鎖球菌はStr.sanguis 15例,Str.intermedius 8例,Str.mitis 3例であった.保存した血清50例についてマイクロプレート凝集法による菌凝集反応を判定ところ11例(22%)に凝集価の上昇を認めた.(3)今後の予定これまでの症例の経過観察,血清凝集反応試験を行うとともに,症例を増やし,歯性病巣感染における血清学的診断法の有用性を評価し,病因の解明を検討する予定である.当院皮膚科にて歯性病巣感染を疑われ当科を受診した患者190名に口腔内診査を施行した.

患者は男性117名,女性73名,平均年齢は49歳(19-73歳)であった.皮膚疾患名では,掌蹠膿庖症104名(55%),慢性蕁麻疹48名(25%),結節性紅斑19名(10%)であり,口腔領域の疾患名は慢性辺縁性歯周炎は121名(64%),根尖性歯周炎は66名(35%),智歯周囲炎は31名(16%)であった.排膿は91名(78%)にみられ,全例に細菌検査をおこなった.グラム陽性球菌86例(94%),グラム陰性球歯62例(68%),グラム陽性桿菌29例(32%),グラム陰性桿歯7例(8%)が検出され,グラム陽性球菌のほとんどは連鎖球菌であり,同定された連鎖球菌はStr.sanguis22例(24%),Str.intermedius 13例(14%),Str.mitis 9例(10%),Str.salivarius 5例(6%),Str.constellatus 5例(6%)であった.このうち50例に対して血清凝集反応試験を行った結果,32例(64%)に抗体価の上昇を認めた.患者血清の凝集価の平均は,Str.sangui 8-16倍,Str.intermedius16-32倍,Str.mitisは8-16倍であり,健常者25名の凝集価(Str.sangui 4-8倍, str.intermedius 8ー16倍str.mitis4-8倍)に比べ高値を示した.歯科治療終了後に行った皮膚症状の判定では,治癒42名(22%),軽快93名(49%),不変55名(29%)であり,135名(71%)に症状の改善がみられた.血清凝集反応試験を行った患者50例のうち36例(72%)に皮膚症状の改善がみられた.抗体価の上昇を認めた32例中28例(88%)に皮膚症状の改善を認めたが,抗体価の上昇が認められなかった18例中では8例(44%)に皮膚症状の改善を認めた.歯性病巣感染では血清凝集反応試験により抗体価の上昇がみられた患者では口腔内原病巣の治療により皮膚症状の改善が期待できることが示唆された.現在さらに症例を増やすとともに詳細かつ多角的な検討を加え,研究を進めている.
紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言アクセント類型論の形成

平成30年度、研究題目「紀伊半島熊野灘沿岸地域諸方言アクセント類型論の形成」に基づき、同地域諸方言についての現地調査・記述的研究を遂行した。当該年度中、熊野灘沿岸地域の複数の地点で現地調査を実施した。平成30年12月に、三重県熊野市木本地区・三重県南牟婁郡御浜町阿田和地区にて、それぞれアクセント体系の解明をめざした現地調査を実施した。現地調査で得たデータにもとづき、木本方言は「式の対立をもつ多型アクセント」の体系をもつと現時点では結論づけられる結果となった。阿田和方言のアクセント体系については、現時点では不明な点が多く残り、今後のさらなる調査・研究が必要な状況である。また、同月には申請者による網羅的なアクセント調査を実施済みの三重県尾鷲市尾鷲地区にて、動詞の活用形について分節音とアクセントの双方の観察を行う調査、人名のアクセントの予備調査を実施した。今後、尾鷲方言についてのさらに発展的な記述研究を展開する予定である。平成30年度には、申請者がこれまでに現地調査を実施していなかった2つの地区(三重県熊野市木本地区・三重県南牟婁郡御浜町阿田和地区)にて新たに現地調査を実施した。これにより、申請者は熊野灘沿岸地域の合計7地区で現地調査を実施済みとなった。同地域諸方言のアクセント類型論の形成に向け、さらに調査地区を増やして記述的研究を続行するものとする。申請者が熊野灘沿岸地域諸方言のアクセント類型論の形成をめざした研究を今後推進するにあたって、まずは新たな地区にて現地調査を実施することが考えられる。平成30年度までに、申請者は熊野灘沿岸地域の7地区にてアクセント調査を実施した。今後は、さらに調査地区を増やす予定である。新たに現地調査を実施する地点の選定にあたっては、金田一春彦(1975)『日本の方言アクセントの変遷とその実相』に掲載の、熊野灘沿岸地域諸方言の分類を示した地図が有用であると考えられる。また、現地調査を実施済みの7地区についても、アクセント体系の解明をめざす予備調査のみが実施済みの地点が複数存在する。そのような地点についても、アクセント体系の全容をとらえるとともに、さらに詳細な個別の現象(複合名詞アクセント、外来語アクセント等)を取り扱えるよう、現地調査を続行するものとする。申請者が現地調査を実施済みの地点のうち、尾鷲市尾鷲方言については、アクセントについての網羅的なデータを取得している。今後は、アクセントとイントネーションの連関を観察するなど、これまでの記述的研究をさらに発展させる形での研究の遂行をめざす。
チオエステルを求核剤とする直接的触媒的不斉アルドール反応の開発

「律速段階は求核種前駆体チオエステルの脱プロトン化である」とした上で、遷移金属を用いて効率的な活性求核種の生成を行おうと考えた。具体的には、遷移金属のパラジウムの特性を生かし、Pdの酸化的付加による炭素-硫黄結合の開裂を検討した。チオエステルを用いる反応として、パラジウムを用いる福山還元が広く知られている。そこでパラジウム等を用いて反応系中で酸化的付加した中間体を生成し、求核種前駆体として利用することを試みた。具体的には、Pd(OAc)_2と2.0当量の1,2-bis(dimethylphosphino)ethaneから反応系中にて調製した当量のPd(0)を用いて、チオエステルへの酸化的付加を検討した。その結果、^1H-NMR、^<13>C-NMRのいずれにおいてもチオエステルが消失し、ピークの顕著な高磁場もしくは低磁場シフトが観察された。また、^<31>P-NMR測定により、リンの存在が示唆された。得られた粗生成物はDCM/n-hexaneによる再結晶にて良好な単結晶が得られたので、現在X線結晶構造解析を行っている。ただし、チオエステル選択的な活性化を行うことが難しく、現在までに温和な塩基による活性求核種の効率的な生成を行うことが出来ていないため、アリファティックアルデヒドに対するaldol反応へと適用出来るコンセプトが確立できなかった。今後は、得られた化合物の正確な構造を決定し、酸化的付加した化合物であるならばスケールを上げて合成し、当量反応に用いる計画である。また、当量反応の検討と同時に、触媒量のPdを添加剤として用いて触媒的炭素-炭素結合形成反応の検討を行う予定である。これまでに触媒回転させたラセミ反応の報告すら一例もない、単純チオエステルを求核種前駆体とする反応系の開発に着手した。チオエステルを求核種前駆体とするアルデヒドへの直接的触媒的不斉aldol反応の開発に先立ち、単純チオエステルよりも比較的酸性度の高いチオラクトンを求核種前駆体に、アルデヒドよりも求電子性の高いイミンを求電子剤に設定し、直接的触媒的Mannich型反応の開発を行った。種々反応条件の検討を行い、10mol%のLHMDSを用いることで、チオラクトンを求核種前駆体とするイミンへの直接的触媒的Mannich型反応が円滑に進行し、97%収率且つ>20:1のanti選択性にて目的化合物を与えた。この条件を、単純チオエステルを求核種前駆体とするイミンへの直接的触媒的Malmich型反応に適用したところ、10mol%で96%収率にて目的化合物を与えることが分かった。更に触媒量を5mol%としても90%収率であった。基質一般性の検討を行ったところ、電子求引性置換基および電子供与性置換基を有するアルデヒドを用いても、中程度から高い反応性にて反応は進行し、対応する付加体を与えた。また、ヘテロ環を有するアルデヒドにおいても良好な反応性を示した。本反応条件は脂肪族アルデヒドに対しては原理的に適用不可能であるが、α、β-不飽和アルデヒドに対しては良好な結果を与えた。現在、単純チオエステルを求核種前駆体とする直接的触媒的不斉aldol反応の検討を行っている。チオエステル選択的な活性化を行うことが難しく、現在までに温和な塩基による活性求核種の効率的な生成を行うことが出来ていないため、アリファティックアルデヒドに対するaldol反応へと適用出来るコンセプトが確立されていないので。そこでパラジウム等を用いて反応系中で酸化的付加した中間体を生成し、求核種前駆体として利用する。

もしも酸化的付加によりチオエステルのα位水素の酸性度が上がるのであればそのまま検討を行い、酸化的付加のみでは酸性度の上昇が見込めない場合には、酸化的付加後の中間体を足掛かりとして配位子の検討を行うことで、チオエステル選択的な活性化を行う。
アルツハイマー病抵抗遺伝子BRI2に由来するペプチドを用いた記憶分子複合体の探索

アルツハイマー病(AD)は、高齢者でもっとも多い進行性の痴呆であり、高齢化社会を迎える日本において、その解明は重大な社会貢献となる。ADに特徴的な老人斑の主要な構成要素はベータアミロイド(Aβ)であり、Aβは、その前駆体であるアミロイド蛋白前駆体(APP)が代謝されることで切り出されてくる。ADの発症には種々の説があるが、APPの変異でADが発症すること、その他の遺伝性ADの原因遺伝子はPS1とPS2であり、二つともAPPからアミロイドを切り出す酵素の遺伝子であることから、APPの代謝異常が病態の中心であることは間違いがない。私どもは、APPに結合しAPPの代謝を抑制する、二型の膜貫通蛋白質であるBRI2を見出した。BRI2はADモデルマウスでADの進行を抑制する。BRI2からペプチドを作成し、APP代謝のβ経路を阻害するという結果を得たので、本研究ではその標的蛋白質を検索した。BRI2ペプチドをつかって、マウス脳、および培養細胞から、ペプチドに結合してくる蛋白質を精製し、質量解析すると、培養細胞からはペロキシレドキシンであるPRDX1が得られた。PRDX1がAPPの代謝経路に関係するかを調べるために、PRDX1のノックダウンを行うと、BRI2によるAPP代謝の制御が変化した。これは、BRI2によるAPP代謝経路の抑制に、PRDX1が必要とされることを示唆する。PRDX1は、もともと過酸化水素H2O2を分解する抗酸化作用をもつ酵素である。ADの原因説の一つに酸化的ストレスがあり、その説では、細胞内の蛋白質が酸化を受けることで神経細胞死を起こすと考えられている。本研究の実験からは、その酸化的ストレスの標的が、PRDX1を介したBRI2である可能性を示唆している。アルツハイマー病(AD)は、痴呆症の第一の原因である。高齢化する社会でADに対する対策は急務であるが、原因および治療法とも有効なものが確立されているとは言い難い。ADに特徴的な老人斑の主成分であるβアミロイドはその前駆体であるAPPの代謝により産生される。ADの発症機序はたくさんの説が唱えられているが、これまで知られている家族性ADの原因遺伝子は、APPの変異と、APPを代謝するγセクレターゼの構成因子である、プレセニリン1、プレセニリン2、ニカストリンの変異であり、APPの何らかの代謝異常がADの原因であることに疑いはない。申請者らは、APPと結合する蛋白質をスクリーニングすることで、2型膜貫通蛋白質であるBRI2を見出した。また、このBRI2がAPPの代謝を細胞レベル、個体レベルで抑制することを世界に先駆けて示した。さらに、このBRI2がAPPと結合してAPPの代謝を抑制するのに必要な最小領域を決定し、その最小領域の中で、βセクレターゼを抑制するアミノ酸10残基の非常に短いペプチド(BRI2ペプチド)を発見した。このBRI2ペプチドは、BRI2-APPの複合体と特異的に結合するが、この結合は、不思議なことに、タグで標識したBRI2ペプチドを生きている細胞の培養液中に加えると検出できるが、細胞を氷上で静置したり、界面活性剤をペプチドとともに加えて可溶化した場合には検出されない。つまり、この結合は、生きている細胞の何らかの活動を必要とする。さらに、このBRI2ペプチドが痴呆症モデルマウスにおこる海馬長期増強の低下を改善することを示した。本研究では、BRI2ペプチドと標的蛋白質の結合が、マウス海馬での記憶保持に役立つ記憶複合体と結合するのではないかとの仮説を立て、BRI2ペプチドに結合する蛋白質をマウス脳から高度に精製することに成功し、十数個の標的分子を得た。BRI2ペプチドにFLAGタグを付けたものをマウス尾静脈を経由して投与したものでは、ペプチドは嗅球以外にはめだった吸着はなく、脳血液関門を効率良く越えないと判断したので、生きた脳切片を切って、BRI2ペプチドやコントロールペプチドとともに培養すると、海馬の神経細胞の樹状突起様の構造に取り込まれた。BRI2ペプチドに結合する脳内蛋白質分子が、安定して結合する条件を検討し、再現性をもって、脳内タンパク質十数個を特異的に結合することを見出し、質量分析により標的蛋白質を同定しているところである。今回の研究では、このペプチドの標的分子を同定するため、マウス脳を細断したものを短時間ニューロベーサルメディアでインキュペーションし、ペプチドに結合してくる蛋白質を精製した。

精製したものを精製したものをアセトン沈殿し、高純度トリプシンで消化したのち、消化断片をWaters社のXevo QT of MSを使って逆相液体クロマトグラフィーで分離、ピークを質量分析計にかけ、PLGSソフトウェアでマウスのuniprotに対して得られた結果を検索して、結合蛋白質を同定した。細胞骨格系、膜蛋白質、シグナル伝達系の蛋白質が結合していた。BRI2ペプチドに結合してくる蛋白質精製する方法は、タグを変更したものを3つ、種々の条件下で検討した。検討したもののうち、タグのつけ方でも一種類、脳の細断方法も一種類、培養方法も特定の方法で行わなったもののみが安定した結果を出した。この理由はよくわからないが、完全にコントロールされていない条件がある可能性がある。もっとも困難だったのは、質量分析に使用しているWaters社のUPLC-MS Xevo QT of MS(超高圧液体クロマトグラフィー質量分析)とその解析である。UPLC-MSの操作が起動自体に2時間程度作業が必要で、4サンプルで12時間ほどかかる煩雑な機械であることに加え、取得した膨大なデジタルデータの解析パラメーターを設定するのが困難だった。パラメーターを上手に設定しないと、蛋白質自体が同定されてこない。現行の蛋白質の同定は、複数回の実験と複数回の解析で似た結果が出ているので再現性はある。アルツハイマー病(AD)は、高齢者でもっとも多い進行性の痴呆であり、高齢化社会を迎える日本において、その解明は重大な社会貢献となる。ADに特徴的な老人斑の主要な構成要素はベータアミロイド(Aβ)であり、Aβは、その前駆体であるアミロイド蛋白前駆体(APP)が代謝されることで切り出されてくる。ADの発症には種々の説があるが、APPの変異でADが発症すること、その他の遺伝性ADの原因遺伝子はPS1とPS2であり、二つともAPPからアミロイドを切り出す酵素の遺伝子であることから、APPの代謝異常が病態の中心であることは間違いがない。私どもは、APPに結合しAPPの代謝を抑制する、二型の膜貫通蛋白質であるBRI2を見出した。BRI2はADモデルマウスでADの進行を抑制する。BRI2からペプチドを作成し、APP代謝のβ経路を阻害するという結果を得たので、本研究ではその標的蛋白質を検索した。BRI2ペプチドをつかって、マウス脳、および培養細胞から、ペプチドに結合してくる蛋白質を精製し、質量解析すると、培養細胞からはペロキシレドキシンであるPRDX1が得られた。PRDX1がAPPの代謝経路に関係するかを調べるために、PRDX1のノックダウンを行うと、BRI2によるAPP代謝の制御が変化した。これは、BRI2によるAPP代謝経路の抑制に、PRDX1が必要とされることを示唆する。PRDX1は、もともと過酸化水素H2O2を分解する抗酸化作用をもつ酵素である。ADの原因説の一つに酸化的ストレスがあり、その説では、細胞内の蛋白質が酸化を受けることで神経細胞死を起こすと考えられている。本研究の実験からは、その酸化的ストレスの標的が、PRDX1を介したBRI2である可能性を示唆している。(1)結合蛋白質の特異性をさらに確認するため、FLAGタグのみでなく、FLAGタグより分子量の小さいビオチンタグのペプチドを作成し、マウス個体での尾静脈投与を行い、個体マウスでペプチドの脳への結合分布を調べる
高解像度三次元脈絡膜鋳型モデル構築による黄斑疾患の病態解明

正常眼および疾患眼において、スウェプトソース光干渉断層計により取得した脈絡膜断層像の構造解析を行った。加齢と近視化はいずれも脈絡膜菲薄化を生じるが、脈絡膜毛細管板+脈絡膜中血管層厚加齢では菲薄化するのに対し、近視化では保持されることが明らかになった。滲出型加齢黄斑変性に対するアフリベルセプト療法後には脈絡膜厚の減少に加えて、中心窩下脈絡膜厚に対する脈絡膜大血管層厚の割合が減少する一方、脈絡膜毛細管板+脈絡膜中血管層厚自体は保たれていた。また断層像の二階調化手法により脈絡膜全面積に対する管腔領域の割合が減少することを見いだした。高速高侵達光干渉断層計を用いた脈絡膜断層撮影法により、黄斑部脈絡膜組織構造の三次元鋳型モデルを作成すること、最終的には非侵襲的に脈絡膜の器質的変化および循環動態を評価可能にする診断アルゴリズムを開発することを目標として研究を進行中である。現在は正常眼と疾患眼、とりわけ加齢黄斑変性および中心性漿液性脈絡網膜症における黄斑部脈絡膜厚の三次元体積データを収集中である。そして正常眼と疾患眼における脈絡膜断層像における血管構造の分析、特に脈絡膜毛細血管板層と脈絡膜中大血管層の厚さに注目して、それぞれの層別の三次元脈絡膜厚マップの作成を試みている。また疾患眼における各種治療後の全脈絡膜厚および上記の層構造別の脈絡膜厚の変化につき検討中である。例えば滲出型加齢黄斑変性の代表的治療である光線力学的療法と抗血管内皮増殖因子薬であるアフリベルセプト治療を行うといずれも全脈絡膜厚は減少するが(Koizumi H, et al.現在投稿中)、どの層が有意に治療後に変化をするかを分析することにより、生体眼での治療メカニズムを非侵襲的に理解できると考え、現在解析を進行中である。本研究は新規高速高侵達スウェプトソースOCTを用いて黄斑部脈絡膜構造の三次元情報を網羅的に取得し、生体内での脈絡膜鋳型モデルの作製を行うこと、さらに蛍光眼底造影所見などとの経時的比較検討により、最終的に脈絡膜の器質的変化および循環動態を非侵襲的に評価可能な診断アルゴリズムの開発を目標としている。平成26年度はOCTにより取得した脈絡膜断層像の構造解析を試みた。具体的には正常眼の脈絡膜内部構造の特徴、および黄斑疾患に対する治療後の脈絡膜内部構造の変化に関して検討した。正常眼では加齢および近視化に伴い脈絡膜厚が減少することが知られているが、脈絡膜内部構造の変化として加齢および近視化の双方で脈絡膜全体面積に対する管腔面積の割合が減少した一方、加齢でみられた脈絡膜浅層の菲薄化が近視化ではみられなかったことを明らかにし、同じ脈絡膜菲薄化という現象でも加齢と近視化ではそのメカニズムが異なることが示唆された。また、黄斑疾患に対する治療においては、脈絡膜厚の減少を惹起する滲出型加齢黄斑変性(AMD)に対するアフリベルセプト硝子体内注射(IAI)後の脈絡膜内部構造の変化を検討した。その結果、滲出型AMDに対するIAIは脈絡膜浅層よりも脈絡膜深層の有意な構造変化をもたらすこと、またIAI前後で脈絡膜管腔領域面積が有意に減少したのに対し、脈絡膜間質面積には有意な変化がみられなかったことを明らかにした。現在内部構造の変化とその臨床的意義の関連につき、各方面から検討中である。最終年度においては、滲出型加齢黄斑変性(AMD)における現在の標準治療の一つである抗血管内皮増殖因子(VEGF)薬投与後の脈絡膜厚変化と視機能および解剖学的変化の関連につき、特に滲出型AMDの二大サブタイプである典型AMDおよびポリープ状脈絡膜血管症(PCV)での差異に着目して検討した。代表的な抗VEGF薬であるアフリベルセプト硝子体内注射(IAI)開始12ヵ月後には中心窩下脈絡膜厚は有意に減少したが、その減少幅と視力改善はPCVにおいて有意に関連があった一方、典型AMDでは両者に有意な関連はみられなかった。典型AMD、PCVの双方において、12ヵ月間の疾患活動性再発がなかった群が再発があった群に対して有意に中心窩下脈絡膜厚が減少していることを報告した。すなわち、IAI後にみられる脈絡膜厚減少は網膜機能および疾患活動性と関連があることを明確にした。また典型AMD、PCVにおける脈絡膜層構造の差異につき検討した。典型AMD、PCVでは中心窩下脈絡膜厚、脈絡膜管腔・間質比に有意な差はみられなかったが、PCVでは典型AMDと比較して脈絡膜毛細管板層ー脈絡膜中血管層厚が菲薄化していることが明らかとなった。すなわち、典型AMDとPCVは脈絡膜新生血管の形態のみならず、その背後に存在する脈絡膜構造にも差異があることが明らかとなった。今後はOCTアンジオグラフィやレーザースペックルフローグラフィといった他の非侵襲的診断機器も用いた多角的解析を行いたいと考えている。

加齢と近視化はいずれも脈絡膜菲薄化を生じるが、脈絡膜毛細管板+脈絡膜中血管層厚加齢では菲薄化するのに対し、近視化では保持されることが明らかになった。滲出型加齢黄斑変性に対するアフリベルセプト療法後には脈絡膜厚の減少に加えて、中心窩下脈絡膜厚に対する脈絡膜大血管層厚の割合が減少する一方、脈絡膜毛細管板+脈絡膜中血管層厚自体は保たれていた。また断層像の二階調化手法により脈絡膜全面積に対する管腔領域の割合が減少することを見いだした。脈絡膜断層像の内部構造の解析につき、正常眼および各種黄斑疾患における特徴的所見、そして各種治療前後における変化につき検討を行っており、概ね予定通りに進捗している。眼科学脈絡膜内部構造の解析をさらに推進させる一方、他の眼底イメージング手法の結果との関連性につき検討する。とりわけ、脈絡膜毛細管板の断層像所見とOCTアンジオグラフィ所見を対比し、非侵襲的な脈絡膜循環動態評価手法をさらに発展させる予定である。脈絡膜鋳型モデル作成の前段階として脈絡膜断層像を脈絡膜毛細血管板層と脈絡膜中大血管層に分離して三次元的な構造解析を予定通り進行している。また正常眼と疾患眼における構造の差異や治療後の各層の変化にも着目し、病態および治療に関するメカニズムの分析を行っている。研究課題に関してOCTを用いた脈絡膜構造の三次元的解析を進行中であったが、脈絡膜血管構造を高精度に画像化可能なOCTアンギオグラフィの使用が急遽可能となった。新規方法論を併用することで研究成果の飛躍的な進歩が期待され、それに伴う研究経費および成果発表の経費の大幅な増大が予想され、来年度に予算を使用する必要性が生じている。各種黄斑疾患における三次元脈絡膜鋳型モデルの自然経過、治療後の変化の長期的な検討を行うと同時に、脈絡膜の層構造の境界部の自動検出、および各層の脈絡膜厚の自動算出プログラムの開発にも着手する。また治療前後の蛍光眼底造影所見と脈絡膜断層像の変化を定量的に解析し、脈絡膜の器質的変化および血流動態などの変化を断層像の定量的解析で検出する診断アルゴリズムの構築を目指す。脈絡膜断層像および血管形態評価のためのコンピューター、ソフトウェア、保存媒体の購入費用、研究成果発表のための論文製作経費、国内・国外における学会発表経費、研究補助員に支払う謝金などに使用予定である。人件費や解析ソフト開発・改良費用、データ解析のためのコンピューター購入などの費用を次年度に持ち越したため。人件費や解析ソフト開発・改良費用、データ解析のためのコンピューター購入に加え、国内・海外での成果発表のための経費に使用する予定である。
初期発生における新規膜分子プロトジェニンの役割の解明

発生期にはたらく免疫グロブリンスーパーファミリー(IgSF)に属する一連の膜タンパク質は、細胞膜上でのタンパク質-タンパク質相互作用を介して細胞内にシグナルを伝え、細胞の形態・接着・分化・移動・生存などの様々な局面での役割を担っている。我々は胚発生期にはたらく新しいIgSF分子をコードするProtogenin(PRTG)遺伝子を同定し、原腸陥入運動において、原条から沿軸中胚葉への細胞移動の過程で強く発現することに着目した。抗PRTG抗体を作成して細胞内局在を調べたところ、PRTGタンパク質の発現は細胞膜上に限局していた。ニワトリ原腸胚でProtogeninを強制発現して中胚葉細胞の移動を調べると、体節中胚葉の腹側で細胞塊を形成することがわかった。この過程をレーザー共焦点顕微鏡で三次元タイムラプス撮影したところ、これらの細胞の移動速度が正常より低下していた。またPRTGを発現させた培養細胞(L-cell)でaggregation assayをおこなうと細胞塊を形成することから、PRTGは細胞外領域を介して細胞接着に関与すると考えられた。さらにPRTGに対するsiRNAを原腸胚で作用させると、Protogeninの発現を阻害された細胞の原腸陥入が阻害されることがわかった。これらの結果からPRTGは原腸陥入運動において細胞接着に必要であり、陥入運動時に細胞群がひと続きになって陥入し、移動していくことに役立っていることが示唆された。原腸陥入は中胚葉と内胚葉を形成する過程での一連の細胞移動プロセスから成る。この際に上胚盤葉の細胞が連続的に陥入するしくみは明らかになっていない。我々はニワトリ胚の初期発生過程においてProtogenin(PRTG)が原腸陥入時に原始線条から移動しながら沿軸中胚葉へと分化する細胞群に強く発現しており、連続的な細胞移動に関与することを見いだした。PRTG抗体を作成してタンパク質の分布を調べると、PRTGタンパク質は陥入細胞の細胞膜上に存在していた。原腸陥入前の上胚盤葉の細胞にPRTGを過剰発現すると、細胞の陥入が遅延し、陥入後も沿軸中胚葉の腹側に凝集することがわかった。培養繊維芽細胞(L-cell)にPRTG遺伝子を導入してaggregation assayを行ったところ、PRTGタンパク質を持つ細胞同士は細胞接着性が高まり、集合しやすい性質を獲得することがわかった。これらのことはPRTGが細胞表面上で接着因子として働き、原腸陥入する細胞間をつないで連続的な動きを可能にしていることを示唆していた。
主応力方向が変化する桁形式橋梁主桁横桁交差部の疲労き裂進展挙動と疲労強度評価

荷重の移動に伴い主応力方向が変化する主桁・横桁交差部の主桁ウェブ側溶接止端部の応力性状,止端からの疲労き裂の発生・進展性状と疲労強度を明らかにする目的で,ウェブに面外ガセットを有するI断面桁試験体の定点荷重(4点曲げ)疲労試験と移動荷重疲労試験(輪荷重走行試験)を行っている.そして,最も大きい主応力が生じる溶接止端内の位置は荷重移動に伴って徐々に変化する,移動荷重下の疲労強度は,定点荷重下よりも25%程度低い,移動荷重下での疲労き裂は溶接止端に沿って進展する領域が長い,主応力直角方向ではなくさらに傾いた方向に進展する,などの結果を示している.桁ウェブ直上を車が通過すると,せん断力の向きが反転するためにウェブの主応力の方向は変化するが,主応力の方向が変化する場でのウェブガセット溶接継手の疲労強度評価法は明らかになっていない.本研究では主応力方向が変化する応力場での疲労強度評価法を確立するために不可欠な,移動荷重による鋼I桁ウェブガセット溶接部の応力性状を明らかにすることを目的とし,面外ガセットを有する桁試験体の移動荷重下の応力測定試験と,それを対象とした有限要素応力解析を行った.さらに,同様の試験体を用いて移動荷重疲労試験と主応力方向が変化しない定点荷重疲労試験を行った.本年度得られた主な結果は以下のとおりである.(1)梁理論ではせん断応力と主応力の角度は瞬時に変化・反転することになるが,実際には鉛直方向応力の影響で,なだらかに変化する.(2)せん断応力がなだらかに変化することにより,最大主応力の角度もなだらかに変化し,主応力の最大点も着目位置直上ではなく,そこから若干離れた荷重位置で生じる.(3)溶接止端での応力は,応力集中を受けない位置に比べて大きくなるものの,主応力方向の変化は小さい.(4)最も大きい最大主応力が生じる溶接止端部内の位置は,主応力方向から見て溶接止端が突き出た位置である.溶接止端に沿う最大主応力発生位置と方向は,荷重の移動とともに変化する.疲労強度の評価においては,このような挙動に注意すべきと考えられる.(5)移動荷重下の疲労強度は,従来から行われている定点荷重下の疲労強度に比べて,20%程度低い.主応力方向が変化する応力場での疲労き裂の発生・進展性状、そして疲労強度を明らかとする目的で、面外ガセットを有する桁試験体を対象とした定点荷重疲労試験と移動荷重疲労試験を3体ずつ行った。また、疲労き裂が生じるガセット回し溶接止端近傍で応力測定を行うとともに、それらを対象とした有限要素応力解析を行った。2種類の桁試験体(A,B試験)を製作した.これら試験体は,H形鋼(340x250x9x14mm)にソールプレートと垂直スティフナ,そして面外ガセットを溶接したものである.試験体は、長さ4500mm、支点間距離4000mmの桁試験体である。定点荷重試験では荷重点間距離を600mmとした4点曲げ試験、移動荷重試験では輪荷重を試験体中央3000mmの範囲を繰返し移動載荷した。定点荷重試験では、従来から知られているように、主応力直角方向に疲労き裂が進展したが、移動荷重試験では、主応力直角方向ではなく,さらに傾いた方向に進展する場合が多かった。移動荷重疲労試験で得られた疲労強度は、定点荷重疲労試験よりも30%程度低かった。応力測定試験と有限要素解析から、移動荷重下では高い応力が生じる位置が、荷重の移動にともなって主応力の方向が変化するだけではなく、回し溶接止端を舐めるように移動することが明らかとなった。以上のような疲労破壊の起点となる回し溶接止端での応力性状の違いが移動荷重下と定点荷重下の疲労強度の相違となって生じたものと考えている。また、このような疲労強度の違いは、応力性状の違いに起因する疲労き裂の発生・進展挙動であると予想しており、2016年度は詳細な破面観察を行う。当初の計画では面外ガセットを有する桁試験体の移動荷重疲労試験のみを行うこととしていたが、同じ試験体で定点荷重試験を行い、両者の疲労強度を比較することにより、移動荷重(主応力方向が変化する)下の疲労強度が明確になると考えた。また、桁ウェブの上部に面外ガセットが存在する場合には、当初予定していた下部に位置するよりも移動荷重による主応力の大きさと方向の変化が大きくなることが昨年度の検討で明らかになったことから、桁ウェブ上部に面外ガセットが存在する桁試験体の移動荷重疲労試験と定点荷重疲労試験も行った。そのため、実橋測定と小型試験体の疲労き裂進展試験を行わなかった。今年度の試験で移動荷重下と定点荷重下で疲労強度が異なることが明らかとなったので、その原因究明を2016年度に行う予定である。

本研究では桁形式橋梁の横桁が交差する主桁ウェブの応力測定およびその部分を対象とした応力解析を行い,その応力性状を明らかにした上で,それを再現するための疲労試験を行い,主応力方向が瞬時に変化する交差部主桁ウェブにおける疲労き裂の発生・進展性状を明らかにし,桁形式鋼梁の疲労安全性の向上に寄与することを目的としている.2014・2015年度に実施した桁試験体の移動荷重試験により,主応力方向が変化する応力場にある面外ガセット部の応力性状と疲労強度を明らかにした.2016年度は,疲労試験を行った桁試験体の疲労破面観察を行い,定点荷重下(主応力方向一定)と移動荷重下(主応力方向変化)の疲労強度の相違の原因を以下のように明らかにした.最大主応力範囲で整理した場合,主応力方向が変化する応力場にある面外ガセット継手の疲労強度は,主応力方向が変化しない応力場よりも,2030%程度低い.その下限はJSSC指針の疲労強度等級Gの疲労強度曲線よりも下に位置している.主応力方向が変化する応力場で疲労強度が低くなる原因は,最大主応力位置が溶接止端の広い範囲を移動するため定点荷重疲労試験に比べて疲労き裂が発生しうる領域が広くなることにあると考えられる.さらに,過年度の結果より,圧縮繰返し応力を受ける面外ガセットの疲労き裂発生・進展性状と疲労強度を明らかにすることの重要性が見出され,圧縮繰返し応力と引張繰返し応力下で面外ガセット溶接継手の疲労試験を行い,両者の違いについて検討した.そして,以下の結果を得た.圧縮繰返し応力下では,主板を貫通してある程度進展した後,疲労き裂は停留する.疲労き裂が主板を貫通するまでの領域では,疲労き裂の進展形状・進展速度に対する応力比の影響は認められない.疲労き裂が主板を貫通するまでを疲労寿命とみなすと,応力範囲-疲労寿命関係に対する応力比の影響は認められない.荷重の移動に伴い主応力方向が変化する主桁・横桁交差部の主桁ウェブ側溶接止端部の応力性状,止端からの疲労き裂の発生・進展性状と疲労強度を明らかにする目的で,ウェブに面外ガセットを有するI断面桁試験体の定点荷重(4点曲げ)疲労試験と移動荷重疲労試験(輪荷重走行試験)を行っている.そして,最も大きい主応力が生じる溶接止端内の位置は荷重移動に伴って徐々に変化する,移動荷重下の疲労強度は,定点荷重下よりも25%程度低い,移動荷重下での疲労き裂は溶接止端に沿って進展する領域が長い,主応力直角方向ではなくさらに傾いた方向に進展する,などの結果を示している.計画では,実橋梁で応力測定を行う予定であったが,疲労試験に集中したため,実施できなかった。今年度実施の予定である.桁の移動荷重下での応力測定試験と疲労試験については,予定通り実施、また27年度実施予定の一部についても完了した.定点荷重による疲労試験は,当初の計画では行う予定ではなかったが,移動荷重下での疲労強度と比較する目的で行った.今年度の試験で移動荷重下と定点荷重下で疲労強度が異なることが明らかとなったので、その原因究明を行う。その際の鍵は、疲労き裂の発生・進展挙動であると予想しており、2016年度は詳細な破面観察を行う。破面観察結果や過年度に明らかとした移動荷重下での面外ガセット回し溶接部の応力性状などを加味して、最大の主応力の方向と位置が変化する応力場の疲労強度評価法の確立を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。橋梁を中心とした鋼構造とその接合部の強度,補修・補強と維持管理移動荷重に伴う主応力の変化については,鉛直方向応力の影響が大きいことが明らかになかった.そのため,今後は鉛直方向応力がより大きくなる桁ウエブの上部にも面外ガセット取付け,移動荷重疲労試験と定点荷重疲労試験を行う.さらに,このような試験体を対象とした応力解析を行う.以上の結果を利用して,主応力方向が変化する応力場での疲労強度評価法の確立を目指す.20016年3月の謝金の処理ができなかったため。桁試験体の疲労試験を追加したため、予定していた実橋測定、2軸応力場での疲労き裂進展性状確認のための疲労試験を中止したことによる。謝金(実験補助)の3月分を2014年度中に支払うことができなかったため。