hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咬筋筋活動のポータブル記録装置に混入するアーチファクトに関する研究

最近では、ポ-タブル記録装置を用い、自宅で就寝時の筋活動を記録されるようになってきたが、筋活動のみの記録であるため、アーチファクトが混入しても筋活動との識別が困難であるという問題点を有する。そこで、ポ-タブル記録装置により得られたデータからアーチファクトを除外する目的で、本年度は、同装置と無線テレメータシステムとを用いてbruxist20名の就寝時の筋活動を同時記録し、両装置の結果を比較することにより、ポ-タブル記録装置によるアーチファクトをパターン化し、データを集積することにした。結果は、以下の通りである。1.被験者は、全身的疾患および明らかな頭蓋下顎障害症状が認められず、自覚的、他覚的にbruxismが認められる成人20名を選択した。2.無線テレメータシステムと長時間ポ-タブル記録装置(平成8年度申請設備)を用いて睡眠中の咬筋筋活動をデータレコーダに同時記録した。なお、無線テレメータシステムでは脳電図、心電図、眼球電図、呼吸運動等も記録した。3.データレコーダから再生した無線テレメータシステムとポ-タブル記録装置の両記録結果を同時にコンピュータのディスプレイに表示し、両記録結果から筋活動とアーチファクトを識別し、それぞれパターン化してディスプレイに保存した。4.筋活動であるかアーチファクトであるかの判定は、無線テレメータシステムで得られた脳電図、心電図、眼球電図、呼吸運動等の生体現象記録を観察することにより行い、筋活動(1)、アーチファクト(2)、不明(3)の3種類に分類し、コンピュータのディスクに保存した。5.:本年度は、データの収集を主に行ったが、次年度は最終年度であるため、前年度に収集したデータと合わせて分析を行い、ポ-タブル記録装置に混入したアーチファクトをパターン化し、ポ-タブル記録装置のみでどの程度アーチファクトを排除できるかを検討する予定である。ポータブル記録装置により得られたデータからアーチファクトを除外する目的で、同装置と無線テレメータシステムとを用いてbruxistの就寝時の筋活動を同時記録し、筋活動とアーチファクトとの差異を調べた。被験者は、全身的疾患および明らかな頭蓋下顎障害症状が認められず、自覚的、他覚的にbruxismが認められる成人30名を選択した。無線テレメータシステムと長時間ポータブル記録装置を用いて睡眠中の咬筋筋活動をデータレコーダに同時記録した。無線テレメータシステムでは脳電図、心電図、眼球運動図、呼吸運動図も記録した。データレコーダから再生した無線テレメータシステムとポータブル記録装置の両記録結果を同時にコンピュータのディスプレイに表示し、両記録結果から筋活動とアーチファクトを識別し、それぞれパターン化してディスクに保存した。次いで、パターン化された筋活動とアーチファクトについて、各データの振幅と持続時間を算出し、筋活動とアーチファクトとの間で比較した。筋活動は、アーチファクトに比べて振幅が大きく、持続時間が長いパターンを示した。一方、アーチファクトは、振幅が小さくて持続時間が長いパターン(パターンA)が多かったが、振幅が大きくて持続時間が短いパターン(パターンB)もあった。パターンAでは、その振幅が嚥下時の振幅よりも小さい場合がほとんどだった(96%)。
MicroRNAプロファイリングによる頸動脈石灰化粥腫の安定化機構の解明

高石灰化プラーク、低石灰化プラークそれぞれにおいて発現増強または抑制を示すmiRNAを調べるため、とくにこれまでの研究結果から明らかとなった、不安定性に関係する血管新生に関する成長因子と、安定性に関係する石灰化生成に関与するRNAの調節制御に関わるmiRNAを明らかにするべく、miRNA microarray分析を行う試料としてヒト頸動脈プラークをカルシウムスコアを基準として高低石灰化群に分類して蓄積した。対象とするヒト頸動脈プラークは、頸動脈内膜剥離術によって摘出した標本で、摘出後ただちにRNA later処理を行った。石灰化含有度の評価は術前MDCTAでのカルシウムスコアで行った。microarrayを効率よく施行するため試料収集に時間をかけたため。血管石灰化の生成機構やその臨床的意義については未だ多くが解明されていない。頚動脈石灰化病変について蛋白質翻訳抑制またはmRNA分解を介する蛋白生成阻害に関与するとされるmicroRNA(miRNA)発現を調べ、石灰化および血管新生因子による粥腫の安定・不安定化の調節機構について検討した。頸動脈内膜剥離術において採取したヒト頸動脈プラークをカルシウムスコアを基準として高石灰化プラーク群と低石灰化プラーク群に分類し、miRNA microarray分析を行った(n=10)。Total gene signal(TGS)>50, Log2>1, FDR<0.05を群・個別比較より抽出、また、miResearchにて不安定性に関係する血管新生に関する成長因子と、安定性に関係する石灰化生成に関する因子に関わる遺伝子70種のうちcontext scoreがmedian以上かつ群比較にてFDR<0.1のものを加え、計19miRNA抽出した。qRT-PCRにより定量を行い検証すると、このうち比較解析よりhsa-miR-4530,133b, 1-3pの有意な発現低下が認められた。context score値よりANGPTL4がtarget geneの可能性があり、miRNA抑制によるANGPTL4発現促進がプラークの安定・不安定化制御に複雑に関与している可能性が示唆された。より正確に効率的にmiRNAを検出するべく試料数をより多く確保したため、microarrayの施行がやや遅れた。RT-PCRの結果にて、高発現のmiRNAについて、さらにPCRにてtarget geneを特定する。脳神経外科microarrayを効率よく施行するため試料収集に努め次年度の使用となったため。より正確に効率的にmiRNAを検出するべく試料数をより多く確保してmicroarrayを施行するため。収集した試料についてmicroarrayおよびRT-PCRを施行しtarget geneを特定していく。試料数をより多く確保して効率的にmicroarrayを施行する
壁面衝突噴流の基礎的研究と高効率噴霧生成への応用

本研究の目的は,壁面衝突微粒化について,液膜生成過程,液膜流動,液膜分裂過程を明らかにし,高効率な噴霧生成への応用を検討することである。まず初年度は,平壁面に高速液噴流を衝突させ,壁面上の液膜を触針法を用いて測定した。測定結果によれば,液噴流軸を含み壁面に直交する面内で膜厚は最大となり,周辺にいくにしたがって一旦減少し最小となった後,再び急激に増大することが分かった。次に,壁面上の液膜流動の理論解析を行って膜厚の測定結果と理論解析結果を比較した。その結果,液膜厚さの測定値と解析結果はほぼ一致した。ただし,液膜厚さの最小値は測定値の方がやや大きくなった。次年度は尼半円状に凹んだ壁面に液噴流を衝突させ膜厚の測定を行って,平壁面に衝突させた場合との比較を行った。まず,曲壁面上の液膜の厚さを触針法を用いて測定した結果,膜厚に対する衝突角度,液噴流のレイノルズ数,衝突点からの距離の影響については平壁面の場合と同様であることが分かった.また,液膜流の中心線からの距離に対する膜厚の定性的な変化については平壁面の場合と同様であるが,膜厚の絶対値については,曲壁面の場合が平壁面の場合の約2倍であることが新たに分かった。その原因として,テイラー・ゲルトラー渦の発生が挙げられる。その指標となる,ゲルトラー数が69の範囲で渦が発生するとされているが,理論解析結果から,衝突点から測定点まで流れに沿ってゲルトラー数の最大値を計算すると,69の範囲に入り,渦が発生する可能性があることが分かった。渦が発生するとエネルギーが消散し,速度が減少して膜厚が厚くなる。これらの結果から,液噴流が曲壁面に衝突し液膜が生成すると,平壁面に比べてその膜厚が厚くなり,分裂して噴霧になると特性が悪化することが明らかとなった。本年度は,膜レイノルズ数の小さな層流液膜流について実験ならびに理論解析を行い,両者を比較して理論解析の妥当性を検討することを目的としている。まず,比較的液噴流の噴出速度の小さな壁面衝突実験装置を製作し,衝突角度を変えながら現有の触針法を用いた膜厚自動測定装置によって壁面上を流動する液膜の厚さを測定した。壁面上の液膜厚さは,液膜が微粒化後の噴霧特性に大きな影響を与える重要な因子であるので,その特性を詳細に把握する必要がある。衝突角度の影響については,衝突角度(液噴流軸と壁面とのなす角)が大きくなるほど液噴流軸を含む面内にある液膜の最大値は減少し,膜厚分布はより一様な分布に近づく。次に,壁面上での液膜流動に関する理論解析を行った。解析に先立ち,流れは層流二次元とし,壁面上のよどみ点から下流方向に層流境界層が発達すると仮定して,層流境界層内の速度分布には4次式を仮定した。壁面上のよどみ点と,液噴流の中心軸と壁面との交点である衝突点は,衝突角度が90度よりも小さいときはずれるが,そのずれには空気噴流の壁面衝突の理論解析結果を適用した。以上の仮定を設け,層流境界層の運動量方程式を解析的に解いて壁面上の液膜厚さを求めた。

その結果,液膜厚さの測定値と解析結果はほぼ一致した。ただし,液膜厚さの最小値は測定値の方がやや大きくなった。これは,液膜表面が波立っているため,触針法による測定に誤差が生じたためと思われる。また,液膜周辺部で膜厚の測定値が解析値よりも大きくなった。これは,理論解析ではハイドロリックジャンプを想定していないが,実際には壁面との摩擦,表面張力等によりハイドロリックジャンプが生じ,膜厚が急激に増大したためと思われる。本年度は,半円状に凹んだ壁面に液噴流を衝突させ膜厚の測定を行って,平壁面に衝突させた場合との比較を行った。実際のエンジン用シリンダー内での燃料噴流の壁面衝突などでは,平壁面よりは曲壁面に衝突する場合が多く,衝突微粒化においても液噴流を曲壁面に衝突させることによって,噴霧流の形状や諸特性の空間分布を制御できるなど,燃料噴射弁の機能性を高めることが可能となる。まず,曲壁面上の液膜の厚さを触針法を用いて測定した。壁面と液噴流との衝突角度,液噴流のレイノルズ数,衝突点から下流方向への距離ならびに液膜流の中心線からそれに直角な方向への距離を変えて,膜厚測定を行った。その結果,膜厚に対する衝突角度,液噴流のレイノルズ数,衝突点からの距離の影響については平壁面の場合と同様であることが分かった。また,液膜流の中心線からの距離に対する膜厚の変化については,中心線から離れるにつれて膜厚は一旦減少し,最小値をとった後増大に転ずる傾向は平壁面の場合と同様であるが,膜厚の絶対値については,曲壁面の場合が平壁面の場合の約2倍であることが新たに分かった。その原因として,テイラー・ゲルトラー渦の発生が挙げられる。流れ方向に凹の曲率を持つ壁面に沿って流体が流れると,遠心力の作用により境界層が不安定になりテイラー・ゲルトラー渦が発生することが知られている。その指標となる,ゲルトラー数が69の範囲で渦が発生するとされている。そこで,理論解析結果から,衝突点から測定点まで流れに沿ってゲルトラー数の最大値を計算すると,69の範囲に入り,渦が発生する可能性があることが分かった。渦が発生するとエネルギーが消散し,速度が減少して膜厚が厚くなる。これらの結果から,液噴流が曲壁面に衝突し液膜が生成すると,平壁面に比べてその膜厚が厚くなり,分裂して噴霧になると特性が悪化することが明らかとなった。
自己腫瘍特異的CTLのTCRVβレパトアとTh1/Th2サイトカイン産生能の解析

1.マウスを用いた実験系において同系腫瘍の皮下接種にて免疫した脾細胞もしくは所属リンパ節細胞を再度in vitroにて同腫瘍もしくは抗CD3抗体にて刺激培養することにより腫瘍特異的細胞障害性T細胞(CTL)が誘導された。このCTLは主にTCR Vβ3、5、7、8、11のレパトア群から成る細胞集団であったが、その中でTCR Vβ8陽性T細胞のみがIFNγ(Type1サイトカイン)を高産生しin vivoにて抗腫瘍効果を示し、TCR Vβ3、5、7、11陽性T細胞はIL-10(Type2サイトカイン)を主に産生し抗腫瘍効果を示さなかった。これより、T細胞の抗腫瘍免疫応答はTCR Vβレパトアにて決定されている可能性が示唆された。抗腫瘍効果を担っている特定のTCR Vβレパトアを活性化させる方法として、抗TCR Vβ抗体刺激やスーパー抗原刺激が有用であった。2.ヒトにおいてCTLの誘導に重要なB7分子発現の欠損を補うため、樹状細胞を用いたリンパ球培養法が有効と考えられた。ヒト消化器癌抽出抗原やCEA、MUC1、MAGE-3等の合成抗原ペプチドをパルスした樹状細胞にてリンパ球を刺激培養することにより抗原特異的CTLが誘導され、それぞれの抗原に応答するTCR Vβ群の優位な増加を認めた。合成抗原ペプチド提示樹状細胞ワクチンを接種した症例では、抗原反応性のTCR Vβレパトア群の増加が認められたが、各TCR Vβレパトア群における免疫応答の解析については、今後のさらなる研究が必要とされる。C57BL6(B6)マウスを同種系のfibrosarcoma,MCA207で免疫した後のリンパ球はin vitroで抗CD3抗体とIL-2にて刺激培養後に同腫瘍の肺転移を特異的に抑制した。この活性化リンパ球は4hr^<-51>Cr release assayでは特異的な細胞障害活性を示さなかったが,再度腫瘍で刺激することにより特異的にIL-2,IL-6,IL-10,GM-CSF,IFNγ,TNFαの産生を認めた。この活性化リンパ球のTCR VβレパトアをFACSにて解析すると、Vβ-5,7,8,11の割合がそれぞれ全体の5%以上で合計85%以上を占めていた。このうち抗Vβ-8抗体で刺激培養後の活性化リンパ球は95%Vβ-8陽性細胞であり、腫瘍の肺転移抑制効果を認めたが、抗Vβ-5,7,11抗体で活性化したリンパ球では肺転移抑制効果は認められなかった。Vβ-8陽性リンパ球はType1サイトカインを優位に産生したが、Vβ-5,7,11陽性リンパ球はType2サイトカインを優位に産生していた。これらの事実をヒトにおいて検討するためには、まず腫瘍特異的CTLの誘導が必要であるがヒトの腫瘍は免疫抗原性が低く、有効なCTLの誘導が困難なことが多い。特に、腫瘍のHLA-class I,II分子やB7.1,B7.2等のco-stimulatory moleculeの発現低下が原因と考えられている。そこで有効なCTL誘導のために、強力な抗原提示細胞である樹状細胞を用いてCTLの誘導を試みたところ、ヒト胃癌、大腸癌、肝細胞癌患者で自己腫瘍特異的細胞障害活性を有するCTLの誘導が可能となった。このCTLのTCR VβレパトアをFACSにて解析すると、Vβ-5.1,6.1,8,12,17,21.3の割合がそれぞれ全体の5%以上で高値であった。このCTLは自己腫瘍特異的にGM-CSF,IFNγ,IL-10を産生した。以上の結果を基に平成10年度はヒトCTLにおいて各Vβ陽性群を特異的に活性化し、その細胞障害活性とサイトカイン産生パターンを検討していく予定である。

平成9年度から引き続いたマウスを用いた実験により、腫瘍抗原にて免疫したマウスのリンパ球を抗Vβ抗体にて活性化することにより得られる特異的なVβ亜群の一部のみが腫瘍特異的細胞障害活性及びType1サイトカイン産生を示し、それとは反対に細胞障害活性を示さずType2サイトカインを産生するVβ亜群の存在も示された。これにより腫瘍抗原に反応してCytotoxic TcellとSuppressor Tcellがそれぞれ異なるVβ亜群からなる可能性が示唆された。本年度は特異的なVβ亜群を活性化するスーパー抗原を用いた実験を行った結果、スーパー抗原であるSEA,SEB2,SECなどでリンパ球を刺激することによりそれぞれ特異的なVβ亜群が活性化され、細胞障害活性及びTrype1サイトカイン産生に差を認めた。この結果よりスーパー抗原を用いて細胞障害活性を有しType1サイトカイン産生能を持つCTLを有効に増殖させる方法が考えられた。ヒトの細胞を用いた研究において癌患者の自己樹状細胞を用いた特異的CTLの誘導を試みた結果、GM-CSF及びIL-4にて培養した自己樹状細胞を自己腫瘍細胞抗原もしくは合成抗原ベプチドにてパルスして自己リンパ球と培養することにより腫瘍特異的CTLが誘導された。このCTLはリンパ球と腫瘍細胞のみとの混合培養により誘導したCTLに比較して特異的細胞障害活性及びType1サイトカイン産生が増強し、in vitroでのCTL誘導に有効であった。この方法で誘導されたCTLをさらにSEA,SEB2,SEC等のスーパー抗原で刺激することにより特異的にVβ亜群を活性化し細胞障害活性及びサイトカイン産生パターンの変化を現在比較検討中である。また抗原提示樹状細胞による刺激を繰り返し、CTLクローンの作成を試みている。平成9、10年度に実施したマウスの同系腫瘍特異的CTLのType1/Type2サイトカイン産生とTCRVb鎖との関係を調べた研究にてTCRVb8陽性CTLはType1サイトカインを産生しin vivoにて細胞障害活性を示したがTCRVb3,5,7,9,11陽性リンパ球はType2サイトカインを産生しin vivoでの抗腫瘍効果を示さなかった。平成11年度はヒト消化器癌患者の自己リンパ球と自己腫瘍との混合培養により誘導した活性化リンパ球のTCRVb鎖の発現とType1/Type2サイトカインの産生パターンを検討したところ、種々のTCRVb鎖を有するリンパ球が活性化され、Type1/Type2サイトカインとの明らかな相関は比較が困難であった。そのため、単一のTCRVb鎖を有するクローンを作成して、そのTCRVb鎖とサイトカイン産生パターンを比較検討する研究を進めたが、特異的CTLクローンの誘導に自己癌細胞での刺激では十分でなくクローンの作成が困難であったため、自己癌細胞の代わりに癌抗原ペプチド提示自己樹状細胞を用いた刺激培養系を検討した。消化器癌で高度に異常発現が認められるCEA,MAGE-3,MUC1抗原のアミノ酸配列をもとに抗原ペプチドを合成し、消化器癌患者のHLAをタイピングして各HLAに結合する抗原ペプチドを用いて患者リンパ球を刺激培養することにより効率良く抗原特異的CTLが誘導されることが確認された。現在その培養方法を用いてCTLのクローニングを試みている。次年度中に作成された各クローンのTCRVb鎖の検索とType1/Type2サイトカイン産生パターンの関係を明らかにすべく研究を進めている。
ポリグルタミン病の治療基礎研究

ハンチントン病はその遺伝子ハンチンチンのエキソン1に存在するCAGリピートの伸長によって引き起こされる常染色体優性遺伝子疾患である。その病理学的特徴は伸長したCAGリピートの翻訳産物である伸長したポリグルタミンを含む遺伝子産物の核内封入体の形成であり、この病理学的特徴は他のCAGリピート病と共通し、これらはポリグルタミン病と総称される。本研究はポルグルタミン病における封入体(凝集体)形成に着目し、これを制御する薬物を生薬スクリーニングによって同定することにより、疾患発症を制御する治療を確立しようというものである。また薬剤の分子標的を同定することにより、標的分子からさらに病態カスケードを明らかにすることも目的とする。生薬をハンチンチンエクソン1発現細胞を用いてスクリーニングした結果、生薬Aに抗凝集体形成効果があることがわかった。この生薬の成分がどの系を介して凝集体抑制効果があるかを検討し、有効成分を同定した。その有効成分を用いて作用機序を検討した。この成分は分解系、特にユビキチン・プロテアソーム系を介してポリグルタミンタンパク質の分解を促進し、凝集体形成を抑制していると考えられた。細胞内のもう一つの分解系であるオートファジー系には作用していないと考えられた、分解系に作用することはわかったが、分子標的が不明であるため結合タンパク質の同定などを試みている。また作用すると予想される細胞内受容体に対する効果を検討している。本研究ではポルグルタミン病における封入体(凝集体)形成に着目し、これを制御する薬物を生薬スクリーニングによって同定することにより、疾患発症を制御する治療を確立しようというものである。1)当研究室において以前から使用している細胞モデル系(ハンチンチンエキソン1+EGFPを誘導的に発現するマウス神経芽細胞Neuro2a細胞を用いる)をもちいて、ArrayScanをもちいてhighthroughputのアッセイ系を組んだ。2)この系によって漢方薬やタイの生薬のスクリーニングを行った。3)スクリーニングによって同定された薬剤の作用機序について、転写に影響しているものは除いた。(転写に影響して凝集体産生を減らしている場合はその後の効果が期待できないため)4)正常長ポリグルタミンへの影響を検討し、影響のないものを選んだ。5)選択された薬剤について作用点がどこかをin vitroで検討した。6)マウスin vivoでの検討を開始した。研究は順調に進展しており、効果の認められる薬剤の一つに関してはその作用点を明らかにしつつある。本研究ではポルグルタミン病における封入体(凝集体)形成に着目し、これを制御する薬物を生薬スクリーニンによって同定することにより、疾患発症を制御する治療を確立しようというものである。当研究室において以前から使用している細胞モデル系(ハンチンチンエキソン1+EGFPを誘導的に発現するマウス神経芽細胞Neuro2a細胞を用いる)をもちいて、ArrayScanをもちいてhighthroughputのアッセイ系を組んだ。この系によって漢方薬やタイの生薬のスクリーニングを行った。スクリーニングによって凝集抑制効果が認められた薬剤について正常長ポリグルタミンへの影響を検討し、影響のないものを選んだ。(転写に影響して凝集体産生を減らしている場合はその後の効果が期待できないため)発現遺伝子ハンチンチンエキソン1のRT-PCRを行い転写に影響しているものは除いた。選択された薬剤について作用点がどこかをin vitroで検討している。特に分解系への影響について検討を進めている。マウスin vivoでの検討を行った。ハンチントンモデルマウスR6/2について同薬剤の効果を認めたが、原理的に他のマウスにも効果が期待されたため、他のモデルマウスで検討を行っている。

生薬をハンチンチンエクソン1発現細胞を用いてスクリーニングした結果、生薬Aに抗凝集体形成効果があることがわかった。この生薬の成分がどの系を介して凝集体抑制効果があるかを検討し、有効成分を同定した。その有効成分を用いて作用機序を検討した。この成分は分解系、特にユビキチン・プロテアソーム系を介してポリグルタミンタンパク質の分解を促進し、凝集体形成を抑制していると考えられた。細胞内のもう一つの分解系であるオートファジー系には作用していないと考えられた、分解系に作用することはわかったが、分子標的が不明であるため結合タンパク質の同定などを試みている。また作用すると予想される細胞内受容体に対する効果を検討している。
フランスと日本の中等教育における哲学(倫理)の位置づけ・評価に関する比較思想研究

本研究は、フランスの中等教育において哲学教科書がどのようなプログラムの下に作成され、授業において使用されているかを調査した上で、わが国の中等教育において、フランスの「哲学」科目に一部対応する「倫理」の学習指導要領、教科書と照らし合わせ、両国の中等教育における「哲学(倫理)」の位置づけ・役割を比較考察する方法を探求するものである。これは、学習指導要領改訂により、今後、わが国の「倫理」科目が知識偏重ではなく、原典を重視しつつ、「考える倫理」へと舵を切っていくとみられることから、その傾向や方向性を、国際的な視点から評価することが必要になると考え、着想を得たものである。初めに、日本での資料収集を行った後、9月にフランスでの調査を行った。教科書等の収集に加え、高校教員への聞き取り調査を行い、パリ郊外にあるGuillaume Budé高校の授業を見学した。そこでは「文学」「経済・社会」「科学」に分かれた各クラスを聴講し、実際の教育現場における教科書・授業・教員との関係性が日本と大きく異なることを確認した。帰国後、指導プログラムの全訳を行い、その内容と、出版社によって特徴の異なる教科書内容とがどのように対応しているかの分析を行った。並行して、我が国の「倫理」の学習指導要領・解説等を検討し、フランスの教育プログラムと比較対照できる視角を模索し、今後の見通しを図った。その内容を2018年3月に発表し、今後論文化することが決定されている。本研究は当初、日仏の指導要領と教科書から「哲学(倫理)」のあり方にアプローチすることを目標としていたが、現地での調査研究の結果、教科書の実際の使用法が日本と大きく異なることが明らかになった。今後、指導要領、教科書、教員、授業及び大学入学試験の間の「関係性」に焦点を当て、教科書の役割について、より実践的で網羅的な調査を深めることが重要になる。
咬合異常による脳内ストレス回路の賦活化と回復機構の解明

これまでの研究により咬合異常は大脳において扁桃体をはじめとする辺縁系や前頭前野など、ストレスや情動と密接に関わる脳部位が賦活されることが機能的磁気共鳴画像法による研究により報告してきたが、今回の研究で比較的撮像操作が容易で臨床向きである近赤外線分光法を用いて、咬合位常時のストレス反応を大脳の前頭前野に着目することで客観的に計測が可能なことを明らかにした。前年度に引き続き、本研究課題の目的である脳の高次機能ネットワークの視点から不正咬合時の脳のストレス関連ネットワークの中継地点である前頭前野に着目し、光トポグラフィを用いて検討した。顎口腔系に異常を認めない被験者12人に対し、噛みしめることにより下顎が後方に誘導され下顎が後方位になるようなスプリントを作成し、通常の咬合位より後方位で噛みしめルという実験を行った。その結果、通常の位置での噛みしめと比較して後方位における噛みしめは、アンケート結果より相当なストレス状態にあることが確認され、同時に光トポグラフィにおける前頭前野活動も有意に活動量が増加していた。以上のことより、口腔からのモダリティ情報が咀嚼器官と脳のストレスのクロストークに重要な役割を果たしている可能性が示唆され、脳機能計測が臨床を行う上で大きな指標の一助となると考えられた。光トポグラフィは他のニューロイメージング技術(fMRI、PET、MEG等)と比較し、撮像手法が容易で撮像時被験者の体勢も自由度が高い(ある程度の体動も許容される)ため、今後実際の臨床現場における臨床応用が期待される手法である。また、咬合異常によるストレス状態を脳の機能回路の賦活化でとらえ、個々人によって異なるストレス状態の客観的事実と個人が主訴する心理生理学事実を世界に先駆けてシステム的に解明することは、ヘルス・プロモーションに果たす口腔器官の役割を日本発の情報として国外に発信する上で社会的に大きな意義が有ると考えられる。本研究課題の目的である脳の高次機能ネットワークの視点から咬合不全による脳のストレス関連ネットワークと咬合医療を用いた精神機能障害の治療を社会にアピールすることのスタートとして、各歯種の役割を脳機能の観点より明らかにできないかに着目し、光トポグラフィを用いて検討した。被験者(全ての歯種の歯髄を有する健常ボランティア)12人に対し、上下顎の前歯、犬歯、第一小臼歯、第一大臼歯に対してそれぞれコントラアングルハンドピースを用いて一定の力で振動刺激を与えた結果、大脳皮質の一次感覚野における脳活動範囲が他の歯種と比較して上下顎とも第一大臼歯が特異的に大きいことが分かり、第一大臼歯の感覚入力が他の歯種と比較して感受性が高いことが示された。以上のことより、口腔からのモダリティ情報が咀嚼器官と脳のストレスのクロストークに重要な役割を果たしている可能性が示唆され、実際臨床を行う上で大きな指標の一助となると考えられた。本研究課題の目的である脳の高次機能ネットワークの視点から咬合不全による脳のストレス関連ネットワークと咬合医療を用いた精神機能障害の治療を社会にアピールすることの基礎データとして、各歯種の役割を脳機能の観点より光トポグラフィ(NIRS)を用いて検討した結果、大脳皮質の一次感覚野における脳活動範囲が他の歯種と比較して上下顎とも第一大臼歯が特異的に大きいことが分かり、第一大臼歯の感覚入力が他の歯種と比較して感受性が高いことが示された。さらに、以前より磁気共鳴機能画像(fMRI)法の実験より明らかとなっていた咬合不全とストレス関連脳部位との関連性を、前頭前野に着目しNIRSを用いて脳活動を計測することでより簡便に咬合不全の状態が客観的に調査可能であることが示された。NIRSは他のニューロイメージング技術(fMRI、PET、MEG等)と比較し、撮像手法が容易で撮像時被験者の体勢も自由度が高い(ある程度の体動も許容される)ため、今後実際の臨床現場における臨床応用が期待される手法である。

また、咬合異常によるストレス状態を脳の機能回路の賦活化でとらえ、個々人によって異なるストレス状態の客観的事実と個人が主訴する心理生理学事実を世界に先駆けてシステム的に解明することは、ヘルス・プロモーションに果たす口腔器官の役割を日本発の情報として国外に発信する上で社会的に大きな意義が有ると考えられる。歯科矯正学健常ボランティアを対象に脳機能から下顎位を客観的に意義付けすることができたため、脳の高次機能ネットワークの視点から咬合不全による脳のストレス関連ネットワークを探索する本研究課題の目的の重要な基盤を築けたと考えられる。咬合を構成する要素である各歯種の役割を、健常ボランティアを対象に脳機能から客観的に意義付けすることができたため、脳の高次機能ネットワークの視点から咬合不全による脳のストレス関連ネットワークを探索する本研究課題の目的の重要な基盤を築けたと考えられる。健常ボランティアデータを基に臨床にフィードバックさせるため、実際の患者ボランティアを対象に再現性を確認していく予定である。本年度得られた健常ボランティアデータを基により臨床にフィードバックさせるため、今後は患者ボランティアを対象に、各歯種における補綴治療等による効果を脳機能部位という視点から明らかにし、咬合と脳のストレス関連ネットワークをより臨床に即した形で探索していく。本年度に使用する予定であった消耗品(実験用のスプリント作成のためのシート等)の購入量が当初の予定より減少したため。次年度の学会への成果発表、および論文投稿料として使用する計画である。本年度より膨大に集められたデータを解析・管理・保管するためにコンピュータ関連の備品・消耗品の購入が不可欠となる。また、得られた研究成果を業績としておさめるためには、学会発表・参加、論文執筆・投稿等の積極的な報告活動が必然となり、そのための経費として使用する予定である。
クロマチン構造中での減数分裂期DNA二重鎖切断を制御する因子の探索と機能解析

減数分裂相同期組換えは、染色体上のホットスポット領域でDNA二本鎖が切断(DSB)されることからはじまる。申請者らは分裂酵母を用いて、ホットスポット周辺でのアセチル化ヒストンH3リジン9(H3K9ac)やH3K4メチル化酵素Set1とそれらに関連する因子によるDSB形成機構を研究した。まず、ホットスポット周辺領域が減数分裂期に転写されることが、H3K9acを誘起する可能性が考えられた。また、Set1とヒストンH2A.Zとが互いに異なる機構でDSB形成を促進すること、およびH2A.Zが染色体の凝縮度を調節することでDSBを導入する因子の染色体結合を促進することを明らかにした。その重要性にも関わらず、クロマチン構造中でのDSB形成機構はいまだに不明の点が多い。申請者らは分裂酵母のホットスポット周辺に見られるアセチル化ヒストンH3リジン9(H3K9ac)、H3K4メチル化酵素Set1(ただしホットスポット周辺のH3K4メチル化状態は低い)がDSB形成を促進することを見いだした。しかし、これらの因子を欠く細胞でもDSBが部分的ではあるが形成されたことから、他の因子も関与していると考えられる。そこで、本研究では、H3K9acやSet1と並行してDSB形成を促進する因子を同定し、それらの機能を解明する。なお、2014年4月に遺伝学的解析を得意とする研究室に移籍したため、申請時の計画で予定していた生化学的実験(Set1タンパク質の結合因子の同定など)を遺伝学的実験に変更する。(1)H3K9acやSet1と協調してDSBを促進する因子の探索について、H3K9がアセチル化されないH3K9A変異、set1遺伝子欠失と相互作用を示す変異を遺伝学的にスクリーニングする。本年度は、スクリーニング方法やそれに用いる株の検討など系確立のための準備を行った。(2)set1の様々な変異体を構築し、これらをもとにDSB形成を解析する株を用意した。以上は、本研究を展開するうえで必須の作業である。また、新所属先で、DSB形成を検出する系を整備し、この系を用いて、染色体DNAの安定性を制御する因子の解析を共同研究として行った。減数分裂期相同組換えは、染色体上のホットスポット領域でDNA二重鎖が切断されること(DSB; DNA double strand break)から開始される。正確なDSBの形成は減数分裂後に生じる配偶子の産生に重要ではあるが、そのクロマチン構造中での分子機構はいまだに不明の点が多い。申請者らは分裂酵母のホットスポット周辺にみられるアセチル化ヒストンH3リジン9(H3K9ac)、H3リジン4(H3K4)メチル化酵素Set1がDSB形成を促進することを見出した。しかし、これらの因子を欠く細胞でもDSBが部分的ではあるがみられたことから、他の因子もこの過程に関与していると考えられる。また、ホットスポット周辺でのH3K4のメチル化状態が低いことから、Set1がどのようにしてDSB形成に機能するかという点も不明である。そこで、本研究ではH3K9acやSet1とともにDSB形成を制御する因子を探索し、それらの機能を解明する。本格的なスクリーニングに着手する前の段階ではあるが、Set1と協調してDSB形成を促進すると考えられる因子の候補を取得できたため。申請者らは分裂酵母のホットスポット周辺で、ヒストンH3K9のアセチル化(H3K9ac)がDSB形成を促進することを見いだした。また、H3K4メチル化酵素Set1も、(ホットスポット周辺のヒストンメチル化を介さないで)DSB形成に関わることを報告した。しかし、H3K9acやSet1を欠く細胞でもDSBが部分的ではあるが形成されたことから、他の因子も関与していると考えられる。そこで、本研究では、H3K9acやSet1によるDSB形成機構の詳細を解明する。当該年度はモデルホットスポットのひとつであるade6-3049に注目した解析を行った。その結果、DNA結合性転写因子であるAtf1が,このホットスポットに結合し周辺での転写を活性化することがわかった。Atf1の転写活性化ドメインを同定したところ、以前に報告された組換え活性化に関わるドメイン(Gao et al. 2008 N. A. R.)と同一であった。このドメインを欠損させると、周辺の転写量が減少するとともにH3K9acやヌクレアーゼ感受性が低下することがわかった。従って、ade6-3049ホットスポットでのH3K9acはその周辺での転写とDSB形成に関連があることがわかった。また、Set1と協調してDSB形成を促進する因子の候補を取得していたが、実際にこれらの二重変異体ではDSBがほとんど形成されないことを明らかにした。さらに、Set1の酵素活性がDSB末端の処理に関与することを明らかにした。H3K9acやSet1の機能に直接的に迫ることはできていないものの、それに関連する有益な情報や因子を取得できたり、それに関連する論文発表を行えているから。

申請者らは分裂酵母のホットスポット周辺で、ヒストンH3K9のアセチル化(H3K9ac)がDSB形成を促進することを見いだした。また、H3K4メチル化酵素Set1も、(ホットスポット周辺のヒストンメチル化を介さないで)DSB形成に関わることを報告した。しかし、H3K9acやSet1を欠く細胞でもDSBが部分的ではあるが形成されたことから、他の因子も関与していると考えられる。そこで、本研究では、H3K9acやSet1によるDSB形成機構の詳細を解明する。当該年度はSet1と協調してDSB形成を促進する因子の候補であるヒストンH2A.ZのDSB形成における役割について解析した(Set1とH2A.Zを同時に欠く二重変異体ではDSBがほとんど形成されない(未発表)が、これらの遺伝学的相互作用の詳細については現在検討中である)。H2A.Zは、減数分裂の進行そのものには必要ないものの、DSB形成には必要であることがわかった。H2A.Z欠損株を詳細に検討したところ、DSBを導入する因子のいくつかは、タンパク質量は野生株とほぼ同じではあったが、染色体への結合が低下していることがわかった。従って、H2A.ZはDSB関連因子の染色体結合を促すことで組換え開始を促進することが考えられた(S. YamadaらN.A.R.2018)。実際、DSB関連因子の一つをH2A.Z欠損株において染色体に強制的に結合させると、DSB量の増加が部分的ながら見られた。減数分裂相同期組換えは、染色体上のホットスポット領域でDNA二本鎖が切断(DSB)されることからはじまる。申請者らは分裂酵母を用いて、ホットスポット周辺でのアセチル化ヒストンH3リジン9(H3K9ac)やH3K4メチル化酵素Set1とそれらに関連する因子によるDSB形成機構を研究した。まず、ホットスポット周辺領域が減数分裂期に転写されることが、H3K9acを誘起する可能性が考えられた。また、Set1とヒストンH2A.Zとが互いに異なる機構でDSB形成を促進すること、およびH2A.Zが染色体の凝縮度を調節することでDSBを導入する因子の染色体結合を促進することを明らかにした。本計画を進めるうえで、重要な準備作業をほぼ終了したため。また、並行して進めている他の課題の研究から、本計画と関連する知見も得られており、本計画を発展させるうえでの新たな手掛かりになると期待される。H3K9acやSet1と協調してDSB形成を促進する因子を探索する遺伝学的スクリーニングの系を本格的に稼働する。ただし、効率については現時点でも問題があるため、この点の改良も随時行う。また、予備実験でえられたSet1と協調してDSB形成を促進すると考えられる因子について、その機能、Set1との相互作用の様式と意義などについても研究を進める。まず、H3K9acとSet1の作用機作を明らかにするためのスクリーニングを改善する。これと並行して、Set1と協調してDSB形成を促進する因子について、解析を進めて論文発表を行う。の解析また、新たなアプローチとして、今回明らかになった転写とDSB形成の相互作用について、機能的な関連性を検討する実験を開始する。遺伝・ゲノム動態初年度において、研究計画の準備段階をほぼ終えたので、本格的な解析を始める。
転写因子ISGF3γのサブユニット会合ドメインの立体構造の研究

インターフェロンα,β(IFN-α,β)は抗ウイルス作用をはじめとして様々な生理活性を示すサイトカインであり、生体防御において重要な役割を果たしていると考えられている。IFN-α,βは標的細胞表面の特異的レセプターに結合し、その細胞質部分に相互作用するチロシンキナーゼの活性化が起こる。その結果STAT1,STAT2と呼ばれる転写因子が燐酸化によって活性化され、さらにこれらとDNA結合サブユニットであるp48(ISGF3γ)との3量体(ISGF3)が形成される。細胞核内においてISGF3は一群の遺伝子プロモーターのISREに結合してそれらの活性化、さらには抗ウイルス作用をはじめとした生理活性の発現を引き起こす。我々はマウスISGF3γのcDNAクローニングを行い、その一次構造を明らかにしてきた。またマウスISGF3γのDNA結合ドメインとSTATと結合するドメインを明らかにした。特にDNA結合ドメインを欠き、STAT結合ドメインを有する変異分子は細胞内においてドミナントネガティブに作用し、IFN-α,βの作用を阻害することが明らかとなった。STATとの相互作用に必要な最小限のドメインを細胞内およびin vitroの再構成系で決定した(アミノ酸211-399)。今年度はHis tagを付加したこのドメインを大腸菌の発現系をもちいて生産することに成功し、Niキレートカラム、ゲルろ過カラムにより、単一標品にまで精製することができた。(収量約5mg/1培養)。この標品についてNMR解析(都臨床研生理活性物質研究部門稲垣冬彦博士のグループとの共同研究)の結果、構造をとっていると考えられた。現在この分子の安定同位体標識を行っている。
必要な知識を想起する能力を育成する授業と評価水準を開発する実証的研究

本年度の目標は、去年度構想した、必要な知識を想起する能力を育成する授業を複数のクラスで実践し、考察することで授業設計の原理を抽出することであった。そのために、数と式、図形領域の2つの授業をそれぞれ複数の学級で実践した。具体的には、1学期に数と式領域の授業を2つの学級で実施した。また、2学期に図形領域の授業を3つの学級で実施した。そして、毎月主催する研究会に参加している現場教員に録画した授業映像を視聴してもらい、議論することで、まずはよかった点と改善すべき点を明確にした。次に、生徒の変容がどこで起こっているかを分析し、その要因を探った。なお、収集したデータには、授業映像以外にも、研究代表者と院生1名による写真、フィールドノート、実際に生徒が記述した解答用紙のコピーもあり、それらも基にして議論を行った。そうした議論を通して、生徒の変容があった箇所を明らかにし、変容と指導や活動との関係を探ることでその要因を考察することで変容のあった生徒を見いだした。そして、見いだした生徒の様子をビデオや解答状況を分析し直すことで、時系列に整理し、改めて授業者の指導や支援、友達との相談、授業での議論内容と変容の関連を探ることで、生徒の変容の要因を捉え直し、授業設計の原理の抽出を目指した。その結果、必要な知識を想起するには、一度想起した知識が適切か、妥当かを評価する機会をもつことが重要であることが明らかになった。そこで、必要な知識を想起する過程を知識を検索する過程と検索した知識を評価する過程に分けることとし、その二つの過程を含むように授業を設計、展開することとした。本年度の目標は、去年度構想した、必要な知識を想起する能力を育成する授業を複数のクラスで実践し、考察することで授業設計の原理を抽出することであり、具体的には次の3つのことを計画していた。一つ目は「1学期に数と式領域の授業を複数の学級で実施すること」、二つ目は「2学期に図形領域の授業を複数の学級で実施すること」、三つ目は「生徒の変容などを考察するとともに、授業者による展開の相違点に着目して実践結果を分析し、授業設計の原理を抽出すること」であった。このうち、一つ目と二つ目については実際に授業を実践することができた。ただし、授業者以外の研究協力者の先生方に授業を見学してもらうことはできなかったため、授業を録画し、その映像に基づいて事後の検討や反省の議論を行った。三つ目については、実践した授業を分析することで、評価の重要性を明らかにできた。そこで、必要な知識を想起する過程を必要な知識を検索する過程と検索した知識を評価する過程といった二つのサブプロセスから捉えることとした。それらの成果については、日本数学教育学会の秋期研究大会において「適切なベースの想起を促す方法に関する研究ー検索したベースを評価することに注目してー」という題で研究発表を行った。このように当初の計画通り研究が進んでいるため、おおむね順調に進展していると判断した。今後の研究については、抽出した原理に基づいて単元を通した授業を設計、実践し、現場の教員と共に生徒の変容を分析することで知識を想起する能力の水準を設定することを目指す。そのために、以下の4つのことをする計画である。第一に、授業設計の原理に基づいて、単元を通した授業を設計する。第二に、大学の附属中学校において、単元を通した授業を実施する。第三に、授業記録と生徒のノートから生徒の変容をとらえ、知識を想起する能力の高まりをとらえる水準を設定する。第四に、設定した水準について、授業実践協力者全員とその適切性を協議し、成果を整理する。これらの計画を通して抽出した原理の適切性を検証するとともに、必要な知識を想起する能力の水準の設定を目指す。なお、水準の設定が難しい場合には、生徒の変容の過程を整理することで、変容の傾向や指導との関係を分析することにとどめることも考えている。本年度の目標は、知識を想起しづらい単元や内容を特定し、子どもが知識を想起できるようになるための授業を構想することであった。そのために、まずは、知識の想起に関連する認知科学の先行研究をレビューしていった。そうして得られた知見を分析、考察することで類推におけるベースの想起、生成に関する理論を構成し、それに基づいて実験授業を計画、実施した。そして、その成果をまとめ、日本数学教育学会第50回秋期研究大会において研究発表を行った。また、そうして得られた知見や実験結果をこれまでの自分の研究成果と比較し、整理することで類推に関する理論として構成し直し、理論部分を中心とした成果を日本数学教育学会誌『数学教育学論究』97巻Vol.105・106に研究論文として掲載し、一方で、開発した教材に関する成果を日本数学教育学会誌『数学教育』第99巻第11号に教材研究として掲載した。そのように理論を十分に検討したうえで、中学校数学科の教員に聞き取り調査を行い、生徒が想起を苦手とする単元や内容を特定していった。そして、特定した内容と先行研究で指摘されている課題の関係を分析し、生徒が苦手とする原因について考察した。さらに、それらの理論に基づいて特定した課題を克服する指導方法や教材を開発し、それらを用いた学習指導案を作成した。そして、学校現場の教員と意見交換することで学習指導案をブラッシュアップしていった。

本年度の最終段階では、以上の成果や分析に基づいて作成した学習指導案を用いて、中学生と大学生を対象とした予備授業を行い、その結果を附属中学校の教員と分析した。本年度の目標は、先行研究に基づいて学習指導案を作成し、授業実践予定者と話し合うなかでブラッシュアップすることであった。そして、そのために、「1.これまでの研究成果に基づくとともに、知識の想起に関わる認知科学や数学教育学の文献を収集して考察すること」、「2.知識の想起に関連する先行研究において課題が指摘される内容や単元を取り上げ、認知科学の研究成果に基づいて解決策を導出して学習指導案を作成すること」、「3.授業実践協力者と学習指導案を検討し、実践可能なものへとブラッシュアップすること」を計画していた。1.と2.に関連して、研究の成果を日本数学教育学会誌『数学教育学論究』97巻Vol.105・106と日本数学教育学会誌『数学教育』第99巻第11号、そして、日本数学教育学会第50回秋期研究大会発表集録に掲載することができた。ただし、一部投稿した論文に対する査読意見において他の理論や概念との関係に関する問題点が指摘されたため、その部分の修正についてさらなる先行研究のレビューとその考察が必要と考えている。2.と3.に関連して、中学校数学科の教員と協力、協議する中で、生徒が想起を苦手とする単元や内容の特定、生徒が苦手とする原因の考察、特定した課題を克服する指導方法や教材の開発、そして、学習指導案の作成とブラッシュアップを行った。さらに、作成した学習指導案を用いた予備授業も行えている。以上のことから、理論の一部を修正する必要があることが明らかとなったが、多くの研究成果を発表でき、また現場の教員と協力して様々な学習指導案を作成できていることから、研究は当初の計画通り、おおむね順調に進展していると判断した。本年度の目標は、去年度構想した、必要な知識を想起する能力を育成する授業を複数のクラスで実践し、考察することで授業設計の原理を抽出することであった。そのために、数と式、図形領域の2つの授業をそれぞれ複数の学級で実践した。具体的には、1学期に数と式領域の授業を2つの学級で実施した。また、2学期に図形領域の授業を3つの学級で実施した。そして、毎月主催する研究会に参加している現場教員に録画した授業映像を視聴してもらい、議論することで、まずはよかった点と改善すべき点を明確にした。次に、生徒の変容がどこで起こっているかを分析し、その要因を探った。なお、収集したデータには、授業映像以外にも、研究代表者と院生1名による写真、フィールドノート、実際に生徒が記述した解答用紙のコピーもあり、それらも基にして議論を行った。そうした議論を通して、生徒の変容があった箇所を明らかにし、変容と指導や活動との関係を探ることでその要因を考察することで変容のあった生徒を見いだした。そして、見いだした生徒の様子をビデオや解答状況を分析し直すことで、時系列に整理し、改めて授業者の指導や支援、友達との相談、授業での議論内容と変容の関連を探ることで、生徒の変容の要因を捉え直し、授業設計の原理の抽出を目指した。その結果、必要な知識を想起するには、一度想起した知識が適切か、妥当かを評価する機会をもつことが重要であることが明らかになった。
次世代モーションセンサを用いたナチュラルユーザーインターフェイス実験教材の開発

昨今注目を集めている次世代型のモーションセンサはマーカスーツ等を使わずに関節位置の高精度推定が可能なため、従来型センサでは適用しにくい日常生活で家電製品をジェスチャー制御する等の利用が期待できる。このような入力方法は「NUI(ナチュラルユーザーインターフェイス)」と呼ばれ、直感的な入力が可能なため今後の主流となる可能性がある。この背景から、家電製品をジェスチャー制御するシステムの構築を目的とする学生実験を提案し、必要となる教材の開発を行った。提案した学生実験は、Microsoft社のKINECTセンサを用いて人間のジェスチャーを検出し、家電製品に命令を送信するプログラムの開発を通して、センサ情報の処理方法の学習と、人間にとって自然な動きとはどういうものかを考察し実現する事を目的としている。今回開発した教材は、PC、KINECTセンサ、制御基板、制御対象の4つからなる。制御対象は、USB扇風機、USBデスクライト、ポータブルDVDプレイヤーの3種とした。また、USB機器に供給する電源の制御回路と、DVDプレイヤーのリモコンと同じ信号を発する赤外線LEDを搭載した制御基板を作成した。ソフトウェア面では、実験時間中はジェスチャー認識とコマンドの送信部分のみを作成すればよい様に、センサの初期設定や画面表示部分などはあらかじめ用意してあるサンプルを作成した。教材の有用性を確認するため、所属機関である小山高専の学生を対象とした模擬実験を行った。アンケート結果からは「課題が難しい」「時間が足りない」といった意見が多数を占めた一方で「NUIシステムに興味を持った」「もっと実験したい」という意見も多く、学生にとってやりがいを感じ自主的に取り組める課題であることがわかった。今後は、PBL科目やエンジニアリングデザイン科目の教材としての検討と、それに応じた課題設定や教材の改良を行う予定である。
地震動観測に基づく都市域内各種地盤の強震動特性に関する研究

1.仙台地域の各種地盤10地点における地震動観測記録を利用して、各観測点の表層及び第三紀層を含むやや深い地盤構造のモデル化を行ない、地盤構造の特性と地震動特性との関係について検討を行なった。地震動基盤をS波速度1.3km/sの層とする各観測点の地盤構造モデルは、観測記録の12秒程度までの周期特性を良く説明し得ること、地盤構造モデルの伝達関数の自乗積分値は観測記録の振幅特性と良く対応することを明らかにした。2.上記の地盤構造モデルを用いて、各観測点の1978年宮城県沖地震による強震動を、地盤の非線形性を考慮して推定し、加速度振幅や応答スペクトルの特性に及ぼす地盤構造の影響を検討した。表層の軟弱層が数m程度とうすい場合の強震動の加速度応答スペクトルは、0.30.5秒の短周期域で極めて大きい値を示し、表層の軟弱層が十数mと厚い場合には、0.51秒の周期範囲で大きな値を示すこと、これらのスペクトルの特徴は実際の各種建築物の被害状況とよく対応することを明らかにした。3.強震動の強度指標として、弾性1質点系の最大応答エネルギーの振動数積分を導入し、上記の推定強震動の強度指標は、地盤が極端に非線形化する場合を除いて、地盤の弾性時の伝達関数の自乗積分に比例すること、従って強震動の強度指標は、地震動基盤における入射波のスペクトル・レベルと地盤の伝達関数から近似的に予測可能となることを明らかにした。4.推定強震動を用いて構造物モデルの弾塑性応答解析を行い、強震動の強度指標と応答塑性率についての検討から、固有周期及び降伏耐力の等しい構造物の応答塑性率は強震動の強度指標とほゞ比例的な関係となること、従って、都市域内の種々の地盤条件を考慮した強震動の建築物に対する破壊力を、強震動のエネルギー積分に基づく強度指標を媒介として評価し得ることを明らかにした。