hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南極産隕石の日韓共同研究

韓国は、近い将来,南極での隕石採集を意図しており、その準備として,韓国における隕石学・宇宙化学の活性化を図る必要に迫られている。本研究は、日韓科学技術協定に基づいた〔日韓共同隕石研究〕を具体的に実行し、日韓の隕石学の充実を図るためのものである。本研究の第一の目的は,日本と韓国の研究者が共同して,日本の保有する南極産コンドライト隕石の鉱物学的・宇宙化学的研究を行い、原始太陽系の形成過程と隕石母天体の進化過程を解明することである。第二の目的は,南極産各種エコンドライト隕石を用いて、全岩化学組成と構成鉱物化学組成を求め、エコンドライト隕石母天体の成層構造と火成作用を考察することである。韓国側では,ソウル国立大学の李教授が代表者となり、日韓共同隕石研究討画〔南極産隕石の岩石学的・地球化学的研究〕(総額2000万ウォン)が韓国科学財団に申請され,1994年度に採択された。したがって,韓国側の研究と本研究は,互いに補完関係であり,充実した隕石共同研究が実行された。本研究の代表者である池田幸雄は,平成6年9月24日から10月11日まで,韓国のソウル国立大学を訪問し,研究分担者である木村真は,平成7年3月2日から3月9日まで,韓国のソウル国立大学と韓国海洋研究所を訪問した。一方,韓国側の代表者である李みん成は,平成6年12月23日から平成7年1月22日まで,日本を訪問し,茨城大学理学部,国立極地研究所隕石資料部門,及び東京大学理学部で共同研究を行った。本研究を実行するにあたり,日本側及び韓国側研究グループは,国立極地研究所より代表的隕石資料の配分を受けた。資料は,非平衡炭素質コンドライト隕石,非平衡普通コンドライト隕石,平衡普通コンドライト隕石,ハワ-ダイト隕石,ダイオジェナイト隕石,ユ-クライト隕石などであった。韓国においては,偏光顕微鏡を用いて、隕石の観察を行い,非平衡コンドライト隕石では,コンドリュール,アメ-ボイド・オリビン包有物,石質岩片,鉱物片,及びマトリックスを識別し,岩石学的研究を行った。ハワ-ダイト隕石では,各種のユ-クライト的岩片やダイオジェナイト的岩片を識別し,その衝激作用について研究した。平衡コンドライト隕石では,その岩石組織と結晶度により,変成作用を表わす岩石学的タイプの決定などの研究を行った。日本においては,とくに,非平衡コンドライト隕石とユ-クライト隕石について,X線マイクロ・アナライサ-を用いて,その構成鉱物の化学分析を行い,それらの隕石の形成条件や進化過程についての研究を行った。やまと8449隕石ではCRコンドライト隕石の加水反応について重点的に考察を行い,コンドリュール中の斜長石質ガラスが層状ケイ酸塩鉱物に変化する反応が原始太陽系星雲中で行なわれたことを解明した。また,CVコンドライトの1つであるやまと86009隕石では,オリピンを重点的に研究し,標準的隕石であるアエンデ隕石中のオリビンと比較・検討した。この結果,やまと86009隕石は,アエンデ隕石よりも還元的環境下で形成されたことが判明した。ポリミクト・ユ-クライトの1つであるやまと75011隕石では,その中に含まれる石質岩片の斜長石とピジョン輝石を分析し,その火成活動について考察した。やまと86009隕石の石質岩片は,母天体の比較的浅所でマグマから形成された表層ユ-クライトの岩石であり,比較的速い冷却速度を持ち,変成作用をほとんど受けていないことが判明した。本研究の目的の1つは,韓国における隕石学・宇宙化学を活性化することにあった。日本側研究者2名がソウル国立大学を訪問し,韓国側研究者と共同研究を行うと共に,ソウル大学の若い大学院生に講義を行って,彼らの隕石学に対する興味を増大させた効果は,望外の成果であった。一方,韓国側の代表者である李みん成は,平成6年12月23日から平成7年1月22日まで,日本を訪問し,茨城大学理学部,国立極地研究所隕石

資料部門,及び東京大学理学部で共同研究を行った。本研究を実行するにあたり,日本側及び韓国側研究グループは,国立極地研究所より代表的隕石資料の配分を受けた。資料は,非平衡炭素質コンドライト隕石,非平衡普通コンドライト隕石,平衡普通コンドライト隕石,ハワ-ダイト隕石,ダイオジェナイト隕石,ユ-クライト隕石などであった。韓国においては,偏光顕微鏡を用いて、隕石の観察を行い,非平衡コンドライト隕石では,コンドリュール,アメ-ボイド・オリビン包有物,石質岩片,鉱物片,及びマトリックスを識別し,岩石学的研究を行った。ハワ-ダイト隕石では,各種のユ-クライト的岩片やダイオジェナイト的岩片を識別し,その衝激作用について研究した。平衡コンドライト隕石では,その岩石組織と結晶度により,変成作用を表わす岩石学的タイプの決定などの研究を行った。日本においては,とくに,非平衡コンドライト隕石とユ-クライト隕石について,X線マイクロ・アナライサ-を用いて,その構成鉱物の化学分析を行い,それらの隕石の形成条件や進化過程についての研究を行った。やまと8449隕石ではCRコンドライト隕石の加水反応について重点的に考察を行い,コンドリュール中の斜長石質ガラスが層状ケイ酸塩鉱物に変化する反応が原始太陽系星雲中で行なわれたことを解明した。また,CVコンドライトの1つであるやまと86009隕石では,オリピンを重点的に研究し,標準的隕石であるアエンデ隕石中のオリビンと比較・検討した。この結果,やまと86009隕石は,アエンデ隕石よりも還元的環境下で形成されたことが判明した。ポリミクト・ユ-クライトの1つであるやまと75011隕石では,その中に含まれる石質岩片の斜長石とピジョン輝石を分析し,その火成活動について考察した。やまと86009隕石の石質岩片は,母天体の比較的浅所でマグマから形成された表層ユ-クライトの岩石であり,比較的速い冷却速度を持ち,変成作用をほとんど受けていないことが判明した。本研究の目的の1つは,韓国における隕石学・宇宙化学を活性化することにあった。日本側研究者2名がソウル国立大学を訪問し,韓国側研究者と共同研究を行うと共に,ソウル大学の若い大学院生に講義を行って,彼らの隕石学に対する興味を増大させた効果は,望外の成果であった。
関節軟骨障害におけるストレス蛋白質の発言機構と役割

1.変形性関節症(OA)軟骨組織におけるHSP70の局在:手術時に得られたヒトOA軟骨組織に対し抗HSP70モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学を行なった。局在はOAの組織学的重症度と相関して関節面の表層から深層へ拡がっていた。2.軟骨細胞に対する圧力ストレスの影響:ヒト軟骨細胞様細胞株に対して050Mpaの静水圧を負荷した。圧負荷後、polymerase chain reaction(PCR)およびNorthern blot法を行なった。PCRでは圧負荷後、IGF-IおよびbFGFmRNAの発現に変動が認められた。Northern blotではTGF β1mRNAは5Mpaの圧力を負荷した後より、48時間で発現が亢進したが、50Mpaの圧負荷後は逆に発現が抑制されていた。また、HSP70mRNAは50Mpaの圧負荷後、速やかに発現が亢進した。35S sulfate取込みによるプロテオグリカン代謝測定では、15Mpaの圧負荷後、代謝が亢進し、1050Mpaの圧負荷後は代謝が減少していた。これらのことより、圧力ストレスが軟骨代謝を亢進させるサイトカインの発現を変動させて軟骨基質の維持に働いていること、HSP70を誘導する圧力ストレスは軟骨代謝に負の影響を与えることを示した。3.OA自然発生マウスに対するPCRによる検討:6カ月齢以上のOA自然発生ブラックマウス(Silberberg)の膝軟骨組織より、total RNAを抽出し、各種サイトカインおよびHSPに対するPCRを行なった。OAマウスでは対照群と比較してIL-6、IFN_γ、HSP47、70および86のmRNA発現が有意に高かった。これらのことは、様々なHSPがOA初期のmRNAレベルにおいても、その発症、進行を表す指標となり得ることを示している。また、OA初期におけるHSPの発現が、IL-6、IFN_γなどのサイトカインの発現と関連があることを統計的に示した。1.変形性関節症(OA)軟骨組織におけるHSP70の局在:人工関節置換術時に得られたヒトOA軟骨組織に対し抗HSP70モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学を行なった。対照として大腿骨頚部骨折に対する人口骨頭置換術時に得られた軟骨組織を使用した。HSP70の局在は、組織学的重症度と相関し関節面の表層から深層へ拡がっていた。この傾向は各症例間および同一関節内より得られた軟骨組織間で認められた。局在は特にサフラニンO染色性と相関しており、染色性が消失している部位では関節表層からの深度にかかわらずHSP70が陽性であった。このことから、軟骨基質の変性が、軟骨細胞のストレスに関係していると考えられる。in situ hybridizationでは軽度OA軟骨組織と重度OA軟骨組織ではHSP70mRNAの発現様式に違いが認められた。2.OA自然発生マウス膝軟骨における各種HSPとサイトカインの発現:6カ月齢以上のOA自然発生ブラックマウス(Silberberg)の膝軟骨組織よりtotal RNAを抽出し、HSP70mRNAに対するRT-PCRを行なった。OA自然発生マウスでは、対照群と比較して、特に膝外則部の軟骨でHSP70mRNAが有意に高率に発現していた。現在、他のHSPおよびサイトカインについてもRT-PCRを行なっている。

3.軟骨細胞に対する静水圧負荷によるシュミレーション荷重負荷:ヒト軟骨細胞様細胞株HCS2/8に対して静水圧負荷をかけると50Mpaの非生理的圧力下でHSP70mRNAが速やかに誘導されることをNothern blot analysisで確認した。また、細胞内HSP70蓄積が圧力依存性に亢進していることをWestern blot analysisで確認した。一方、HSP70mRNAが誘導される50Mpaの非生理的圧力負荷後に軟骨基質代謝を亢進させるサイトカインであるTGFbeta1mRNAの発現が抑制された。このことは、荷重ストレスが軟骨代謝に対して大きな影響を与えていることを示している。1.軟骨細胞に対する圧力ストレスの影響:ヒト軟骨細胞様細胞株に対して050Mpaの静水圧を負荷した。圧負荷後、polymerase chain reaction(PCR)およびNorthem blot法を行なった。PCRでは圧負荷後、IGF-IおよびbFGFmRANAの発現に返答が認められた。Northem blotではTGF β1mRNAは5Mpaの圧力を負荷した後より、48時間で発現が亢進したが、50Mpaの圧負荷後は逆に発現が抑制されていた。また、HSP70mRNAは50Mpaの圧負荷後、速やかに発現が亢進した。^<35>S sulfate取込みによるプロテオグリカン代謝測定では、15Mpaの圧負荷後、代謝が亢進し、1050Mpaの圧負荷後は代謝が減少していた。これらのことより、圧力ストレスが軟骨代謝を亢進させるサイトカインの発現を変動させて軟骨基質の維持に働いていること、HSP70を誘導する圧力ストレスは軟骨代謝に負の影響を与えることを示した。2.OA自然発生マウスに対するPCRによる検討:6カ月齢以上の変形性関節症(OA)自然発生ブラックマウス(Silberberg)の膝軟骨組織より、total RNAを抽出し、各種サイトカインおよびHSPに対するPCRを行なった。OAマウスでは対照群と比較してIL-6、IFNγ、HSP47、70および86のmRNA発現が有意に高かった。これらのことは、様々なHSPがOA初期のmRNAレベルにおいても、その発症、進行を表す指標となり得ることを示している。また、OA初期におけるHSPの発現が、IL-6、IFNγなどのサイトカインの発現と関連があることを統計的に示した。
企業ボラティリティと景気変動

本研究は、企業ボラティリティの景気変動に伴う振る舞いを、実証的・理論的に分析しています。日本の企業ボラティティは、アメリカとは対照的に、逆相関を示しています。この実証分析に基づいて、日米の逆転現象を整合的に説明する理論を構築し、倒産の固定費用と限界費用の相対的な大きさによって、企業ボラティリティと景気変動の相関関係が逆転することを示しました。また、望ましい倒産費用構造に関する政策分析も行っています。本プロジェクトを通じて、企業レベルのボラティティと景気変動の関係と、それに基づいた政策的インプリケーションにつき、一定の所見が得られた。研究成果は、論文"Cyclical Behavior of Firm-level Volatility: An Explanation for the Contrast between the United States and Japan"(国際学術誌より改訂要求、再投稿済み)にまとめられているが、その概要は以下の通りである。1.個々の企業の実質売上高成長率の時系列上の変動率を計測し、その年ごとの平均値を企業ボラティティと定義すると、企業ボラティリティとGDPの中期的サイクルは、日本では逆相関を示し、アメリカでは順相関を示す。2.この逆方向の動きは、企業の異質性と、日米間の倒産費用構造の違いによって説明することが出来る。先行研究から読み取れる日本とアメリカの倒産限界費用・固定費用の相対的な関係を参照しつつ、企業がその生産規模を決定する際のリスクと、参入退出の意思決定を内生的に取り扱うモデルを構築することにより、倒産限界費用が相対的に高い日本では、倒産リスクを恐れた企業行動が増え、生産性の低く変動率の高い企業群が景気後退時に淘汰されず市場にとどまるという帰結を得た(アメリカでは逆のことが生じる)。3.生産の効率性を高めるためには、倒産費用構造への政策介入が重要になる。本論の政策的帰結は、アメリカ型にすれば良いというのではなく、最適な条件は日米の中庸にあり、倒産の限界費用と固定費用は、出来る限り均等化することで効率性が増す、というものである。日本の企業レベルのボラティリティを、日経NEEDSから得られた売上高成長率の変動から計測したところ、過去30年以上にわたり、日本のGDPが描く中期的な波(medium-term cycle)に対して反循環的(counter-cyclical)に相関していることが観察された。これは、順循環的(pro-cyclical)な企業レベルのボラティリティが報告されているアメリカと、際立って異なる結果である。平成23年度は、このデータ検証を行うとともに、日米のいかなる差がこのような逆転現象を生むのかを理論的に追及した。企業レベルのボラティリティは、個々の企業ごとに計測したうえでの平均値と定義されるので、どのような企業が市場に参入しているかに影響を受ける。したがって、中期的な景気の波に応じた企業の参入・退出のパターンが異なれば、上記のような逆転現象は起こりうる。本プロジェクトでは、企業が退出あるいは倒産のリスクをどう見積もっているかによって、景気変動に応じた参入・退出のパターンが逆転し、上記の日米比較に対応した結果を理論的に導けることを示した。ここで構築したモデルは、アメリカにおいて株価収益率で計測したボラティリティが、(本プロジェクトでの定義と同じ)売上高で計測したそれと景気に対して異なる相関関係を持つこととも整合的であることが確認されている。23年度の研究計画は、概ね予定通りに進行している。本プロジェクトは、日本における企業レベルのボラティリティと景気循環の関係を調べ、先行研究のあるアメリカの結果と比較し、共通点・相違点を理論的に検証するというものであった。現在までに、観察結果と整合的な理論モデルは示せているが、その理論モデルで扱っている要素がどの程度において重要な決定要因であるのかは明確ではない。その意味で、プロジェクト全体としてはちょうど前半を折り返したところということができるだろう。平成24年度には、これまでの結果を深めるとともに、新たに浮上してきた問題に取り組みたい。昨年度までの成果は、主として静学的な分析を扱っており、動学的な最適化を行う企業の意思決定は扱えていなかった。第一に行うべき研究は、倒産費用の構造がマクロ経済にいかなる影響を与えるかを動学的一般均衡の枠組みで分析することである。また同時に、これまで扱ってきたモデルでは、個々の企業のボラティティ自体は変化せずに、企業グループの構成が変わることによって、平均化された企業レベルのボラティリティの振る舞いを説明していた。しかし現実的には個々の企業のボラティティも時間を通じて変化しており、それが平均化された指標を動かす側面も無視できない。つまり、参入・退出する企業のタイプと、継続的に営業している企業の行動変化の、両面を考慮に入れたモデルの構築ということになる。これらの作業は、23年度の研究を通じて得られた知見を、広い意味での標準的なマクロ経済モデルに統合する側面を含んでおり、他の研究と比較検討のしやすい形での理論分析・政策分析を進めていくことを意味する。平成24年度は、主として成果報告及び情報取集のための旅費、論文の英語校正、図書等の資料購入、また、データ分析用のソフトウェアの保守・購入に充てる。
失書を“書字運動障害”と捉えるモデルに基づいた定量的データとその臨床応用の提案

本研究は,脳損傷による失書(字が読めるけれど書けない)症状の理解や,より優れた臨床評価の開発を目指す基礎研究であった。本研究の成果は2つある。まず,失書検査やリハビリにおいて,患者がどの程度“上手く"文字が書けているかについての評価指標を定めた。次に,そのような評価指標を利用して,臨床現場において書字の障害の程度を簡易的に計測する方法を開発した。本研究は,脳損傷による失書(時が読めるけれど書けない)症状の理解や,より優れた臨床評価の開発を目指す基礎研究である。具体的には,失書検査やリハビリにおいて,患者がどの程度“上手く"文字が欠けているかについての比較基準を定めることを第一の目的に置いた。次に,臨床現場における書字障害の程度を簡易的に計測する方法提案することを第二の目的とした。初年度には,健常者に対してペンタブレットを用いた学習実験を行った。実験では,新規文字をなぞる課題を行い,運動時間(描画時間)を固定する条件と,固定せずに出来るだけ速く書く条件を比較した。学習の結果,どちらの条件でもトレードオフの観点から学習効果は見られた。すなわち,運動時間を固定する条件では,エラーが減り,出来るだけ速く書く条件では,エラーはあまり変わらず運動時間が減った。知見自体の新奇性はないものの,本研究は,エラーの指標を定量的に計測し,かつ5日間という比較的長時間のデータを取得した点が新しく,長期のリハビリ状況における基準データとして有用である。さらに,失書患者に対しては,試験的にタブレット端末(iPad)での書字運動測定を行った。この測定は,臨床現場における簡易なリハビリツールおよび書字能力の定量的測定目的での使用を目指している。現段階での解析は少数例のものになるが,この測定は簡易なデータ取得ツールとして一定の有用性を示した。しかし同時に,サンプリングレートや解像度による解析の問題点も示した。今後は,これらの問題点の改善とともに,健常者を含め多数例での大規模なデータ取得・解析を行っていく。本研究は,脳損傷による失書(字が読めるけれど書けない)症状の理解や,より優れた臨床評価の開発を目指す基礎研究である。具体的には,失書検査やリハビリにおいて,患者がどの程度“上手く"文字が書けているかについての比較基準(健常者データ)を定めることを第一の目的とした。次に,臨床現場における,書字の障害の程度を簡易的に計測する方法を提案することを第二の目的とした。本年度は,初年度に引き続き,健常者に対してペンタブレットを用いた学習実験を行い,更なる結果の検討を重ねた。初年度と同様に,トレードオフの観点から,運動時間を優先させた場合と精度を優先させた場合ではどちらでも学習効果は見られることを確かめた。これに加えて,両条件における5日間の各指標の推移データに基づき,書字のような複雑な運動においては,精度と速度では異なる制御(内部モデル)が使用されている可能性を示唆した。同時にこの結果は,最終的な速度を予め指定してから運動精度を求める方略と,精度を重視して速度を上げていく方略は根本的に異なるシステムの更新の仕方によることを示唆する。この可能性はリハビリ場面のみならず,今後のスポーツ分野などにも応用可能である。本結果は,学会発表にて報告し,現在論文執筆中である。失書患者に対しては,健常者データに基づいて,iPadアプリを開発し,簡易な書字運動測定パッケージを開発した。このパッケージにより,臨床現場における簡易・定量的な検査ツール・リハビリツールが提供できた。このパッケージによって得られたデータを標準化することによって,通常の指標では検出できない失書患者の異常を可視化することに成功した。これらの結果は,健常の運動モデルの範囲内で,脳損傷による書字障害の運動的な側面が説明できることを示唆する。本結果は,学会発表にて報告し,パッケージ自体も公開できるよう準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。認知神経心理学26年度が最終年度であるため、記入しない。測定機器の調達遅れによる,研究順序の前後があった。しかし,簡易な測定機器(iPad)を用いた研究を前倒しで行っているため,研究全体の進捗状況としては,問題なく進行している。今後も,当初の目標通り研究を進めていく。特に,健常者と患者の比較を重点的に行い,その後定量的指標の妥当性・理論モデルからの予測を検証する。
高圧ジェットによる活性汚泥微生物叢の制御可能性

本研究では排水処理施設の曝気槽から排出される余剰汚泥の減容化装置として高圧ジェット装置に着目し、この装置を活性汚泥槽に組み込んだシステムの余剰汚泥減容化性能と活性汚泥中の微生物群集構造を調査した。曝気槽と沈降槽からなるシステムに高圧ジェット装置を導入した結果、余剰汚泥として引き抜かれる量を65%削減することができた。また、高圧ジェット装置を導入することで、細菌および真核生物の群集構造は大きく変化することが示された。さらに、活性汚泥の分散により小型の原生動物群が増加することを明らかにした。排水処理施設から排出される余剰汚泥の減量化を低コストで行える高圧ジェット装置の性能評価とそれに伴う微生物叢の解析を行った。体積1 m3の曝気槽と0.8 m3の沈降槽からなる標準活性汚泥法を模擬したパイロットスケールリアクターを2系立ち上げ、1系には高圧ジェット装置を汚泥返送ラインに接続した実験系、もう1系は装置を設置しない対照系として、実下水の連続通水試験を行った。3ヶ月半の連続運転で余剰汚泥として排出した積算汚泥量は、実験系は対照系の約35%であり、大幅に余剰汚泥を削減することができた。溶存態有機物・窒素化合物の除去性能は、実験系・対照系ともに統計学的有意差は確認されず、高圧ジェット装置を導入した活性汚泥槽での水質の悪化は見られなかった。運転期間中の汚泥フロックの粒度分布変化を確認したところ、対照系では約70 μmから170 μmまでフロックが増大したのに対し、実験系では高圧ジェット装置の影響によりフロックサイズが約50 μmまで減少した。このような活性汚泥のフロックに棲息する真核生物の菌叢評価を実験終了時点で行った。その結果、両系間の真核生物叢は大きく異なることが明らかになった。顕著な違いとして、対照系において真菌が大多数を占めていたのに対し、実験系ではわずかに検出されたのみであった。また、対照系では比較的大型なPlayhelminthesが見られたのに対し、実験系では大型の真核生物はほとんど検出されなかった。顕微鏡観察の結果、実験系ではBodo sp.などの比較的小さな原生動物が、対照系では微小後生動物が主に確認された。高圧ジェットにより活性汚泥フロックの分散化に伴いそれを捕食する真核生物は比較的小さなサイズになることが明らかになった。活性汚泥システムから発生する余剰汚泥の減容化を目指し、新たな活性汚泥減容化システムとして高圧噴射装置に着目した。この装置は細管で構成され、高圧ポンプ・ノズルからジェット流として供給された活性汚泥が摩擦、圧壊、衝突により活性汚泥中の微生物細胞を破砕する。この装置を容積1m3の曝気槽と汚泥沈降槽で構成される活性汚泥システムに組み込んだ新しいシステムの余剰汚泥の削減性能、処理水質、および活性汚泥中の細菌群集構造の評価を行った。高圧噴射装置を組み込んだ実験系は高圧噴射装置運転開始直後、活性汚泥中の懸濁物濃度の減少が観察され、高圧噴射装置が設置されていない対照系より汚泥の増殖が抑制された。約50日の連続運転における積算余剰汚泥量は対照系より65%削減できることが示された。高圧噴射装置適用後も有機物・窒素濃度ともに悪化は確認されず、実験系および対照系ともに有機物除去率75%、硝化率95%以上を示した。また、高圧噴射装置の導入による汚泥の沈降性や圧密性に大きな違いは見られなかった。しかしながら、処理水中のSSは装置適用後10日程度は比較的高い値であった(10 mg/L(実験系)vs.5 mg/L(対照系))。これは高圧噴射装置の汚泥分散効果に起因すると考えられ、高圧噴射装置の運転条件の最適化の必要性が示唆された。また、高圧噴射装置を適用後の活性汚泥に対して時系列的にPCR-DGGE法による細菌群集構造の解析を行ったところ、複数の特異的バンドの出現や消滅を確認でき、高圧噴射装置の影響で細菌叢が変化することが示唆された。高圧噴射装置を導入した実験系のみでグラム陽性細菌のBacillus属の存在が確認された。これらの細菌群が実験系の活性汚泥中にのみ出現する意義に関しては今後の検討が必要である。当初予定していた検討項目の進度にこそ違いがあるものの、予定した計画が適切であったため、計画通りに研究が進展している。高圧噴射装置を活性汚泥の余剰汚泥削減法として提案し、パイロットスケール実験の結果より、対照系の活性汚泥システムと比較して65%の減容化効果が示され、50日の運転期間中の水質悪化は確認されなかった。この成果の工学的価値を高めるために、今後は同等の成果が得られるかどうか、再現性評価を行うとともに、さらなる汚泥減容化の性能向上が図れるかの検討を行う予定である。

一方で、高圧噴射装置の導入により細菌群集構造の変遷が起こる現象に対する理論的考察が欠如しているため、今後はこのメカニズム解明を行う。以上の検討により、高圧噴射装置の汚泥減容化性能のさらなる評価と雑多な細菌群が棲息する活性汚泥中のポピュレーションの人為的制御手法の可能性を見出したいと考えている。昨年度の検討により、高圧噴射装置を導入した活性汚泥システムにおいて、当初期待していた値を大幅に上回る余剰汚泥減容効果が示された。また、高圧噴射装置を導入した活性汚泥中の細菌群集構造が高圧噴射装置の導入の無い対照系と比較して大きく異なる可能性が示された。このような申請者らの想定を大きく上回る結果が得られた原因、および高圧噴射装置が細菌群集構造に及ぼす影響を探るためには、当初予定していた細菌群集構造の評価方法では解像度が十分でなく、さらなる網羅的かつ徹底した細菌群集構造の解析が必要であると判断した。そこで、この取り組みの一環として細菌群集構造の解析の解像度を劇的に上げるべく、次世代シーケンサーを用いた細菌群集構造解析を行い、高圧噴射装置の有無による活性汚泥中の細菌群の変異を時系列的かつ網羅的に評価することとした。また、上述した成果がまとまった時期が年度末であったため、次年度にさらなる細菌群集構造解析を進めた方が良いという判断に至った。次年度の助成金の使途として、予定していた上述した高圧噴射装置の維持管理に必要な消耗品、分析用試薬の購入に加え、次世代シーケンサーの外注費に使用する予定である。
皮膚血管の特性と褥瘡発症機構の解明およびその看護方法の確立

1)血圧:30週令の雄ラットのWKYとSHRの動脈圧は、SHRが208±3.3mmHgで対照群のWKYの血圧に比べて有意に上昇していた。一方静脈圧は、SHRが-18±3.0mmH2Oで対照群のWKYの血圧と変わりがなかった。2)プロリルハイドロキシラーゼ活性:WKYの大動脈と腸間膜動脈におけるプロリルハイドロキシラーゼ活性は、(E.C.l.14.11.2;proline,2-oxoglutarate dioxygenase)活性は、8,730±320と13,950±580(CPM/mg蛋白量)であったのが、SHRでは17,850±270と18,840±330(CPM/mg蛋白量)とそれぞれ104%、35%有意に増加していた。一方、WKYの大動脈と腸間膜静脈におけるプロリルハイドロキシラーゼ活性は、5,080±580と10,900(CPM/mg蛋白量)であったが、SHRでは6,490±350と12,270(CPM/mg蛋白量)であり対照群と変わりがなかった。3)総コラーゲン含量:WKYの大動脈と腸間膜動脈における総コラーゲン量は、87.9±1.0と86.1±3.3(mg/g組織量)であったのが、SHRでは101.0±5.9と111.0±5.8(mg/g組織量)とそれぞれ15%、29%有意に増加していた。一方、WKYの大静脈と腸間膜静脈における総コラーゲン含量は、72.3±2.3と71.5(mg/g組織量)であったが、SHRでは77.0±1.7と83.8(mg/g組織量)であり対照群と変わりがなかった。以上の結果より、血管壁におけるコラーゲン代謝回転の変化が、同じ血管壁とはいえ動脈と静脈では異なり、しかも圧の高まっている動脈のみで上昇していることが明らかになった。褥瘡発症の原因の一つとして末梢血流循環障害が考えられている。そこで正常および血行障害のある末梢血管の特性を解明するために血管壁構成成分蛋白であるコラーゲン代謝回転を検討した。1、コラーゲン生合成の律速段階酵素であるプロリルハイドロキシラーゼ(PH)活性測定の準備:ニワトリエンブリオを用いて4-ハイドロキシプロリン-3-^3Hサブストレートを作成し活性のあることを確認した。2、PH活性の測定:12週令のWKYとSHRラットの血管壁中のPH活性を測定した。WKY(動脈圧;120±3.4mmHg)の大動脈と腸間膜動脈におけるPH活性は、8,730±320と13,9502±580 (CPM/mg蛋白)であったのが、SHR(動脈圧;208±3.3mmHg)では17,850±270と18,840±330 (CPM/mg蛋白)と有意に増加していた。

一方、WKY(静脈圧;-23±5.7mmH_2O)の大静脈と腸間膜静脈におけるPH活性は、5,080±580と10,900 (CPM/mg蛋白)であったが、SHR(静脈圧;-13±3.0mmH_2O)では6,490±350と12,270 (CPM/mg蛋白)であった。以上の結果より、高血圧動物での血管壁におけるコラーゲン生合成活性の変化が、同じ血管壁とはいえ動脈と静脈では異なり、圧の高まっている動脈のみで上昇していることが明らかになった。もしも、コラーゲン生合成に変化を及ぼす機構が血流中のなんらかの物質によるのならこのような違いが起こらないはずで、圧という物理的要因がコラーゲン生合成亢進の引き金の役割をしていることを示唆している。本研究では、褥瘡発症の解明とその予防方法の開発のために、正常および血行障害のある末梢血管の特性を自然発生高血圧ラット(SHR)とその対照群(WKY)を用いて血管壁構成成分蛋白であるコラーゲン代謝回転を指標として比較検討した。1)血圧:30週令の雄ラットのWKYとSHRの動脈圧は、SHRが208±3.3mmHgで対照群のWKYの血圧に比べて有意に上昇していた。一方静脈圧は、SHRが-18±3.0mmH2Oで対照群のWKYの血圧と変わりがなかった。2)プロリルハイドロキシラーゼ活性:WKYの大動脈と腸間膜動脈におけるプロリルハイドロキシラーゼ活性は、(E.C.1.14.11.2;proline,2-oxoglutarate dioxygenase)活性は、8,730±320と13,950±580(CPM/mg蛋白量)であったのが、SHRでは17,850±270と18,840±330(CPM/mg蛋白量)とそれぞれ104%、35%有意に増加していた。一方、WKYの大静脈と腸間膜静脈におけるプロリルハイドロキシラーゼ活性、5,080±580と10,900(CPM/mg蛋白量)であったが、SHRでは6,490±350と12,270(CPM/mg蛋白量)であり対照群と変わりがなかった。3)総コラーゲン含量:WKYの大動脈と腸間膜動脈における総コラーゲン量は、87.9±1.0と86.1±3.3(mg/g組織量)であったのが、SHRでは101.0±5.9と111.0±5.8(mg/g組織量)とそれぞれ15%、29%有意に増加していた。一方、WKYの大静脈と腸間膜静脈における総コラーゲン含量は、72.3±2.3と71.5(mg/g組織量)であったが、SHRでは77.0±1.7と83.8(mg/g組織量)であり対照群と変わりがなかった。以上の結果より、血管壁におけるコラーゲン代謝回転の変化が、同じ血管壁とはいえ動脈と静脈では異なり、しかも圧の高まっている動脈のみで上昇していることが明らかになった。
外国人労働者受け入れが公教育システムの持続可能性に与える影響について

本プロジェクトの2年目となる平成30年度には、日本における移民流入効果の分析に適した理論モデルの構築、およびカリブレーションに必要とされるデータをマイクロデータより構築する作業、およびいくつかのシナリオのもとでの移民流入が公教育支出に与える影響の定量的な評価を進めた。まず、平成29年度に改定作業を進めていた論文が出版された。2000年代のスペインへの移民の大量流入を定量的に分析しFarre, Ortega, and Tanaka (2018)をLabour Economicsの4月号から出版することができた。理論モデルの構築においては、前述の論文Tanaka, Farre, and Ortega (2018)のモデルをベースとした所得分布を外生的に変化させることで公教育支出の選択が変わるモデルを用いて、日本における少子高齢化や、それを補間するために必要な移民数に関するシナリオを複数考慮し、それぞれのシナリオの元での公教育支出の計算を行うことができた。それによると、移民と日本人の児童生徒に関する想定として、特に教育費用と家計所得、さらに子供数に関する仮定は定量的にも大きな影響を与えることがわかった。データの作成においては、移民の流入によって教育成果がどのように変化するのか、また教育に対する需要がどう変化するのかに関しての定量的な知見を得るために新たなデータ利用申請を行い、シミュレーションに必要とされるデータの構築を行なった。移民流入のシナリオに応じて想定される所得分布の変化を外生的に与えた上で、理論モデルの挙動は安定的であることは確認されており、現時点で得られている結果も直感と整合的なものになっている。そのため、所得分布の内生化を行うことによって、移民受け入れが公教育支出水準に対して与えるこれらの影響が異なるとしても、二次的な影響が追加されるにとどまることが予想され、現時点で得られている結果とは大きく異ならないことが予想される。理論モデルの細部の検討がまだ必要とされる部分が残ってはいるものの、移民受け入れ政策が公教育支出に対して与える効果の定量的な検証においては、移民受け入れ政策および社会変化のシナリオの検討が重要であり、最終年度における複数のシナリオのもとでのシミュレーションの実装は十分に可能である。データ整備に関しては、平成30年度から政府統計の二次利用申請を新たに行なったが、その大半はすでに利用申請が承認されて、いくつかの政府統計に関してはすでに整備作業に着手することができ、すでに教育に関する分析を始めることができている。平成31年度は、理論モデルの細部の再検討を行いつつ、現実的なシナリオのもとでの政策分析シミュレーションを通じて、移民受け入れが公教育支出水準に与える効果を定量的に把握し、その結果を論文としてまとめる作業を行う。研究成果を学術論文としてまとめるために、国内外のセミナーや学会等での報告も計画する。さらに、昨年度から一橋大学の増田一八講師に研究協力者として参画してもらっているが、引き続き公教育制度の変更および義務教育制度の変更の影響に関する実証分析を行うことによって、移民に対する教育の義務化がもたらす影響に関しても引き続き分析を進めてゆく予定である。本プロジェクトの初年度となる平成29年度には、本研究課題の出発点となる研究論文の改訂・出版作業を進めると同時に、日本における移民流入効果の分析に適した理論モデルの構築、およびカリブレーションに必要とされるデータ作成をマイクロデータより構築する作業を進めた。理論モデルの構築においては、前述の論文Tanaka, Farre, and Ortega (2018)のモデルをベースにし、日本における移民受け入れを分析する上で簡単化するために、まず移民の出身国の異質性を捨象した上で、所得分布が移民の流入によって外生的に変化することを考慮したものにした。ある程度現実的な移民受け入れシナリオの元で想定されるものと整合的な所得分布の変化を外生的に与えた上でも、理論モデルは安定的な結果となることを確認できた。データの作成においては、理論モデルのパラメターを設定する上で必要となる所得分布を全国消費実態調査から、また小中学校における公私生徒比率、私教育支出、公教育支出といった情報を学校基本調査より作成した。上記の理論モデルと今年度作成したデータを用いて、理論モデルのパラメターのカリブレーションを試みることができた。理論モデルの拡張に関しては、所得分布の内生化はまだ完了してはいないものの、移民流入のシナリオに応じて想定される所得分布の変化を外生的に与えた上でも、理論モデルの挙動は安定的であることは確認されたので、外生的な変化と整合的な所得分布の変化をもたらす生産関数を考慮することによって、所得分布の内生化は可能であるとの見通しを持つことができているため。また、データの整備開始を初年度に計画していたが、必要最小限と考えられるデータに関してはその整備を概ね順調に遂行でき、簡単なカリブレーションを試みることができたため。

それによると、移民と日本人の児童生徒に関する想定として、特に教育費用と家計所得、さらに子供数に関する仮定は定量的にも大きな影響を与えることがわかった。データの作成においては、移民の流入によって教育成果がどのように変化するのか、また教育に対する需要がどう変化するのかに関しての定量的な知見を得るために新たなデータ利用申請を行い、シミュレーションに必要とされるデータの構築を行なった。移民流入のシナリオに応じて想定される所得分布の変化を外生的に与えた上で、理論モデルの挙動は安定的であることは確認されており、現時点で得られている結果も直感と整合的なものになっている。そのため、所得分布の内生化を行うことによって、移民受け入れが公教育支出水準に対して与えるこれらの影響が異なるとしても、二次的な影響が追加されるにとどまることが予想され、現時点で得られている結果とは大きく異ならないことが予想される。理論モデルの細部の検討がまだ必要とされる部分が残ってはいるものの、移民受け入れ政策が公教育支出に対して与える効果の定量的な検証においては、移民受け入れ政策および社会変化のシナリオの検討が重要であり、最終年度における複数のシナリオのもとでのシミュレーションの実装は十分に可能である。データ整備に関しては、平成30年度から政府統計の二次利用申請を新たに行なったが、その大半はすでに利用申請が承認されて、いくつかの政府統計に関してはすでに整備作業に着手することができ、すでに教育に関する分析を始めることができている。平成30年度は、理論モデルの構築およびデータ整備の完了を目指し、その上で理論モデルのパラメターの設定(カリブレーション)および現実的なシナリオのもとでの政策分析シミュレーションを通じて、移民受け入れの効果を定量的に把握することを目指す。国際比較分析のためには、City University of New YorkのFrancesc Ortega先生、Julen Esteban-Pretel先生、Nuria Rodriguez-Plana先生、University of BarcelonaのLidia Farre先生との意見交換を通じて、アメリカやスペインを始めとする諸外国との比較を通じて、日本の移民受け入れの特徴を明らかにしてゆく。そのために、ニューヨークおよびスペインの訪問も予定している。さらに、移民受け入れを始めとする大きな社会的な変化において公教育制度の変更が果たす役割に関しても同時に考察を行うために、一橋大学の増田一八講師を研究協力者として迎えて分析を推進する。平成31年度は、理論モデルの細部の再検討を行いつつ、現実的なシナリオのもとでの政策分析シミュレーションを通じて、移民受け入れが公教育支出水準に与える効果を定量的に把握し、その結果を論文としてまとめる作業を行う。研究成果を学術論文としてまとめるために、国内外のセミナーや学会等での報告も計画する。
メラニン代謝親和性を有するメラノーマ特異的化学療法剤の開発とその効果増強

新しく開発された生体に毒性の少ない黒色腫親和性4-S-cysteaminylphenol(4-S-CAP)の腫瘍細胞致死効果の有効性の決定を目的とする。1)本薬剤の50%致死用量(LD50)は420mg/kgである。生体に毒性の少ない4-S-CAPをB16メラノーマ担癌マウスおよびヒトメラノーマ担癌ヌードマウスに薬剤をipに接種し、腫瘍増殖抑制効果と宿主延命効果を検討した結果、4-S-CAPはマウスに移植したB16メラノーマの増殖を有意に抑制し、且つ宿主の延命効果を促進した(伊藤、1992、北川,春日他、1993)。2)マウスを用いたB16メラノーマの人工的肺転移の実験系において、4-S-CAPの転移抑制効果はマウスを用いた人工的肺転移の実験系では薬剤投与群では対照群に比べて色素産生性黒色腫例に限って転移形成率が有意に抑制された(北川,春日他、1993)。3)メラニン形成修飾剤(MSH,theophylline)によりB-16黒色腫細胞のメラニン代謝経路に生物学的修飾を加えた結果、本薬剤は4-S-CAPの細胞致死効果を増強した(コロニー形成法)(春日、1992)。その複合投与はチロジナーゼの活性化率に依存して、4-S-CAPの致死効果を相乗的に増強した(山田、1992)。4)4-S-CAPのヒト黒色腫細胞(HMV-I,-II)への取り込みの速度は色素産生能の程度に依存することが明かとなった(伊藤、1991)。5)Tyrosineおよび4-S-CAPと類似の化学構造を示すAzatyrosineはヒト黒色腫細胞およびB16マウス黒色腫細胞株の何れに対してもtransformed NIH/3T3細胞よりも有意な細胞増殖抑制効果を示し、その連続投与は細胞形態を変化させ、その変化は除去後も維持された(春日、1992)。6)メラニン親和性をもつクロロキンはヒト黒色腫細胞を色素産生能に依存して増殖抑制効果を示した(伊藤、1992)。
超高齢シニアアスリートの体力とライフスタイル（第３次継続研究）

本研究は世界のトップとして活躍しているシニアアスリートの体力とライフスタイルについて検討を行った。測定参加者の10年後の平均年齢は90.3歳。男性2名、女性7名、計9名が測定に参加した。結果;瞬発的な筋力発揮を求められる種目、すなわち垂直跳び・反復横跳び・立ち幅跳びなどで著しい低下を示した。年齢別でみると、体力の年間低下率は、70歳台から80歳台ではー2%、80歳台から90歳台ではー3%を示した。ライフスタイルについて、高齢者にとってスポーツも生きがいに足るものであることが示された。結論:高齢者こそ筋トレーニングが必要であることが判明した。平成24年度においては、おもに栄養摂取状況について2つの観点から研究を実施した。(1)超高齢エリートアスリートの10年後(80.0→90.0歳)の栄養摂取状況(2)同年齢の一般健常者群との比較。(1)に関して、10年前、当初10名の被検者(男女各5名)で栄養調査を実施したが、その後、諸々の事情(死亡・認知症・入院中・連絡先不明・等)により参加可能な被検者が減少し、現在も健康で競技を続行している4名(8394歳女性3名、93歳男性1名)が10年後の再調査に応じた。調査は調査者(管理栄養士)が被検者宅を訪問し、3日間にわたってすべての食事内容を記録・秤量法によって摂取量を算出した。結果:エネルギー摂取量は10年後、2345→2063kcal(ー12%)へと減少。同様に多くの栄養素摂取量は減少した。一方、食品群別摂取量では緑黄色野菜の摂取量が増加した。(2)に関して、上記(1)の被検者とほぼ同年齢(8497歳、平均年齢88.3歳)で運動習慣のない一般健常者10名を被検者として、(1)と同様の方法で調査を実施し、エリートアスリート群と比較検討した。結果:アスリート群は一般健常者群のエネルギー摂取量及び三大栄養素摂取量のみならず、平成22年国民健康・栄養調査による70歳以上の人々の三大栄養素摂取量を40%上回る値を示した。カリウム・葉酸以外のミネラル・ビタミン類において、アスリート群は有意に多く摂取していた。また、コントロール群(一般健常者)の10年後の体力測定を計画していたが、諸々の事情により、殆どの被験者から不参加の連絡があり、実施は2名(80歳代女性)にとどまり、十分な資料を得られなかった。最終年度:新たに判明したことは腰椎骨密度の変化である。超高齢アスリート群と日常的な運動をしていない超高齢者(対照群)の第2腰椎から第4腰椎までを比較した結果、対照群では10年間に約15%減少したのに対し、アスリート群では2%の減少に留まっていた。これはスポーツ活動の実施が骨密度保持に有益である可能性が示された結果であると評価できる。全体を通じて実施した研究の成果:80歳・90歳を超えても、なお矍鑠としてスポーツに勤しみ、シニアアスリートとして世界に羽ばたき、高いパフォーマンスを発揮している人たちの、身体機能・栄養摂取状況・ライフスタイルはどのようになっているのかについて、10年後、同一被験者35名中9名(男性2名・女性7名、平均年齢90.4歳)の追跡検証を試みた。体力の低下率は内容によって異なり、その程度によって3段階に分かれた。A比較的緩やかに低下:握力・長座体前屈などのような静的な発揮能力を要求される種目。B加齢に伴い急激に低下:垂直とび・反復横とび・立ち幅とびなど瞬発的な筋力発揮を要求される種目、C例外なく大幅低下:開眼片足立ちのようなバランス能力を要求される種目。A・B・Cいずれの種目においても70歳台→80歳台(年率ー2%)よりも80歳台→90歳台(年率ー3%)の方が低下率は顕著であった。これらのことから「高齢者にこそ筋トレを!」が提唱される。栄養摂取状況では10年間でエネルギー・栄養摂取量は減少したが、75歳以上区分の一般高齢者よりも高いエネルギー・栄養摂取量であった。ライフスタイル調査から、高齢者にとってスポーツも生きがいに足るものであることが示された。超高齢社会日本にとっても、シニアアスリートの生き方は、健康寿命延長の視点からも示唆に富むものであると考える。本研究のねらい:ヒトはどこまでエイジングに逆らえるのか、どのようなライフスタイルが生活の活力源になるのか、について検討すること。

研究方法:各種スポーツ種目で、国内外で活躍している男女9名(女性7名・男性2名)、平均年齢90.4歳(8396歳)について、2001年測定から10年後の2011年に、同一の項目について身体能力の測定(結果表示:2011/2001×100)及びライフスタイル調査を実施した。研究結果:下肢等速性筋力、膝伸展60度ー29.0%,膝屈曲60度ー36.2%。最高酸素摂取量ー26.9%。骨密度(大腿骨頚部)ー21.3%。体力テスト、握力ー14.4%、上体起こしー35.9%、長座体前屈ー5.2%、開眼片足立ちー47.0%、10m障害物歩行ー31.5%、反復横跳びー31.6%、立ち幅とびー40.9%、垂直とびー34.4%。ライフスタイル、練習量;週2回・1日12時間程度、生きがい;全員が現在行っているスポーツを生きがいとしている、睡眠時間;22時前後に就寝、睡眠時間は89時間の者が多い、年間旅行回数;平均56回。身体能力の面から見ると、静的な体力の低下率は小さいが、動的な体力はいずれも低下率が30%を超える。また、バランス能を示す開眼片足立ちは最大の低下率を示し、スポーツ実施の有無に関係なく低下し、超高齢者においては転倒の危険性があり、転倒防止のためのトレーニグが必要とされる。加齢に伴う体力低下は、一般的に3060歳代では年率約1%とされているが、今回の測定から、70→80歳代では2%、80→90歳代では3%の低下が認められ、とりわけ動的な体力の低下が顕著であることが判明した。また、高齢者にとってスポーツも生きがいに足るものに成り得ることが示された。栄養調査について:公布申請書に記載した研究計画では、前回測定参加者10名について、10年後の検討を行うとしていたが、その後、死亡・認知症発症・入院・等の理由で、測定可能な参加者が減少し、アスリートとして競技を続行している者は4名にとどまった。いずれの被検者も90歳前後であることを考慮すると、やむを得ないことと考えている。一方、超高齢エリートアスリートとして調査に参加した被検者と比較するために、ほぼ同年齢の一般健常者(非運動運群)の食事調査を行い、アスリートと一般健常者の栄養摂取の状況を明らかにできたことは、大きな収穫であった。体力測定について:残念ながら、一般高齢者の殆どの者から参加が得られず、90歳前後の年齢で、一般高齢者がこのような体力測定に参加すること自体が困難であることが判明した。対象者について:当初の計画において、80・90歳代の超高齢アスリート30名について測定及び調査を実施するとしていたが、研究に参加できた被験者は9名(女性7名・男性2名)であった。このことについて、男性は10年前研究開始時点で全員が80歳を超えており、現在存命の者は7名、うち5名はスポーツを中止(100歳2名・9396歳3名)、2名がスポーツを継続中で参加となった。女性は10年前測定開始当初、平均年齢が70歳代であり、その後の死亡確認者は1名、中止者・連絡先不明者を除き、6名が被験者として参加した。対象者が結果として当初予定を下回ったが、寿命・超高齢・体調等、さまざまな原因があり、止むを得ないことと考えている。測定項目及び調査について:形態測定からライフスタイル調査に至る7項目の実施計画を立て、すべての項目について予定通り測定及び調査を実施した。結果の整理については、MRIによる下肢筋群の解析中であり、現段階で研究実施の概要報告に記載するに至っていない。研究結果について:体力の低下は予想以上に大きく、とりわけダイナミックな動きを要求される種目及びバランス能の低下が顕著であった。平成24年度に実施予定の一般健常者とよく比較検討したい。わが国は超高齢社会を迎え、85歳以上の超高齢者もすでに400万人を超えている。
溶接橋梁の疲労設計への破壊力学手法の適用に関する研究

本研究では、溶接継手部からの疲労亀裂の発生および進展性状を実験的に明らかにし、それに対して破壊力学による検討を行ない、溶接橋梁部材の精度の高い疲労寿命予測法を確立した。さらに、破壊力学による検討から、疲労設計を行なう際に特に問題となる応力比、溶接欠陥,部材寸法が疲労強度に及ぼす影響を定量的に明らかとした。本研究の概要は以下の通りである。(1)溶接橋梁部材での疲労亀裂は高い溶接引張残留応力場で発生・進展することから、そこでの疲労亀裂進展速度と疲労亀裂の下限界値に及ぼす応力比の影響について、実験および破壊力学解析から検討した。その結果、応力比の影響は非常に小さく、したがって疲労設計においては応力比の影響を考慮する必要のないことが明らかとなった。(2)縦方向溶接部に生じる代表的な欠陥であるブローホールが疲労強度に及ぼす影響について実験的に検討するとともに、破面に残したビーチマークを詳細に観察することから疲労亀裂の発生・進展性状を明らかにした。また、欠陥を回転楕円体形の空洞にモデル化し、そこから発生する疲労亀裂の進展解析を行ない、欠陥の形状・寸法が疲労寿命に及ぼす影響を定量的に明らかとした。(3)非荷重伝達型の前面すみ肉溶接継手の主板の厚さが疲労強度に及ぼす影響について疲労試験および亀裂進展解析から検討した。その結果、主板と付加板が相似形で大きくなる場合、主板が厚くなるにしたがって疲労強度は低下するが、橋梁部材での一般的な構造詳細のごとく付加板の厚さが一定の場合には主板がある程度以上厚くなると疲労強度の低下は生じなくなり、したがって橋梁の疲労設計においては特に板厚効果を考慮する必要のないことが確かめられた。
過去で未来を守る：保全古生物学の確立に向けて

小笠原諸島と琉球列島の陸貝群集の化石、現生試料の研究から、過去の環境変動を明らかにし、それが群集に及ぼした影響を調べた。炭素、酸素同位体比分析と殻の形態解析の結果から、最終氷期末の約1万年前に、植生が湿性なものから乾性なものへと急速に変化し、それによる絶滅と種構成の変化が起きたことが示された。小笠原では人の入植した300年前以降にも大きな植生の変化があり、それに伴い群集構成はさらに乾性的なものにシフトした。過去には現在よりも湿性な植生が分布し、その環境を好む陸貝群集が成立していたと考えられた。陸貝群集の保全には、上記群集の変化を考慮に入れる必要がある。小笠原諸島の父島と母島において、砂丘や石灰岩地の洞窟において陸貝の化石の調査を行い、多数の完新世および更新世の化石を採取することができた。大型種の陸貝殻の内部には、小型種、微小種の殻が含まれており、計30種以上を識別することができた。これらのうち、約30%は人間の入植後には生息が記録されていない種であった。これらのホスト殻については、一部の放射性炭素年代を個体ごとにAMS法により測定した。その結果、約6万年前から約500年前まで幅広いレンジの化石が含まれていることがわかった。また殻内部の小型種貝殻についても放射性炭素年代測定を行ったところ、ホスト殻とその内部に保存されていた小型陸貝の年代は、ほぼ一致することが明らかになった。そのため、同一のホスト殻から産出した小型陸貝は、すべてホスト殻と同じ年代の試料として扱うこととした。得られた放射性炭素年代は、今後、暦年代に較正した後、得られた年代から、産出する種の時間分布を推定する予定である。日本各地の陸貝の群集構造や種構成と、生息環境の関係を調べるため、特に西日本を中心に現生陸貝の調査を行った。得られた種多様性のデータと環境要因の関係を調べたところ、土壌pH、気温、湿度、土壌カルシウム含有量に強い関係が認められれ、人為的なかく乱は種構成に関係したものの、種多様性には関係が認められなかった。今後、これらのデータをさらに集め、解析を進めるとともに、化石記録の解析結果と照合して、過去の環境要因の変化の推定および過去の環境の復元に活用する。人間活動によって、生態系がどのように変化したかを調べるため、小笠原諸島や琉球列島の陸貝化石の炭素、酸素同位体比の分析を行った。これと殻の形態解析の結果との比較に基づいて、それぞれの集団の生活様式の推定を行った。次に、これと日本各地の現生陸貝から得られた生態情報と殻形態の情報との比較から、上記の関係の一般性を検討した。さらに前年度の解析に引き続いて、小笠原の砂丘や河床、洞窟から採取された陸貝化石の年代を、AMS法年代測定と較正曲線による暦年代推定により求めたところ、5万年前以降の年代を示すもので構成されることが再確認され、さらに1万年前と300年前に群集構成や殻の形態に大きな変化が生じていることが示された。またそれ以外の時期も、5万年前から1万年前にかけて、種の絶滅が生じ、徐々に種数が減少する傾向が認められた。前年度に引き続き、各地点の化石の産出状況の解析と、それに基づく環境推定を行い、人が入植する以前の陸貝相やその形態的特徴、さらに当時の陸貝の生態やそれをとりまく生態系の推定を行った。δ13Cとδ18Oの分析結果から、環境、特に植生の変化が1万年以前と300年前生じていることが再確認された。このことから最終氷期の終わる今から1万年前に、植生が大きく変化したこと、そしてその後、人の入植した300年前以降にも大きな植生の変化があったことが示された。さらに1990年以前の殻試料と20年後の試料との比較から、最近20年間に、殻の色彩型の頻度に変化が生じたことが認められた。以上の結果から、300年前以降に生じた殻の特徴の変化は、植生環境の急速な変化への応答を示すものであり、またそれは人為的な環境改変を示すものであると考えられた。これと日本本土、小笠原および琉球列島の現生陸貝から得られた生態情報と殻形態の情報との比較から、上記の関係の一般性を検討した。