hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい担癌マーカーとしてのジペプチジルペプチダーゼ(DPP)IV

前年度の研究結果より,口腔癌細胞に由来する活性型TGF-β1がリンパ球の活性化とCD26/DPPIVの発現を抑制し,Th1,Th2細胞から産生されるTリンパ球活性化サイトカインの産生も抑制することが明らかとした.そこで本年度は,CDK2 inhibitor p27kipの持続発現によりG1 arrestが誘導されさらに,DPP IVの発現が抑制されるかを検討した.1ヒトKB細胞培養上清から得られた8 ̄30kDa分画を添加した実験系で,リンパ球の細胞周期をフローサイトメーターで検討した.その結果,8 ̄30kDa分画添加群ではG1 arrestが誘導さていることが明らかとなった.このG1arrestは抗TGF-β1中和抗体を添加することによりCell Cycle progressionがみられた.2ヒトKB細胞培養上清から得られた8 ̄30kDa分画を添加した実験系でリンパ球抽出液を採取し,CDK2 inhibitorであるp27kipおよびCD26/DPP IVの発現をウエスタンブロット法にて検討した.その結果,8 ̄30kDa分画添加群ではp27kipの発現が持続していた.また,分画添加群では,CD26/DPP IVの発現の低下を認また.本研究の結果より,口腔癌細胞に由来する活性型TGF-β1がリンパ球の活性化とCD26/DPPIVの発現を抑制することが明らかとなった.これらの機構は,CDK2 inhibitorであるp27kipによるG1 arrestの持続によるものと考えられた.本年度は,口腔癌患者の血清DPP IV活性低下の機序を明らかにすることを目的とし,ヒトKB癌細胞と健常人リンパ球の同時培養系を用いて検討した.その結果以下の知見を得た.1.リンパ球培養液中にTGF-β1を添加しリンパ球の増殖とDPPIV活性を検討したところ,濃度依存的にリンパ球の増殖抑制とリンパ球抽出液および培養上清中のDPP IV活性の低下が認められた.2.ヒトKB癌細胞培養上清を30%添加した実験系に中和抗体である抗TGF-β1抗体を添加し,リンパ球の増殖とDPP IV活性の変化を検討したところ,濃度依存的に正常リンパ球の85.3%までリンパ球増殖の回復がみられ,リンパ球抽出液および培養上清中のDPP IV活性の抑制もそれぞれ91.5%,78.7%まで回復した.3.ヒトKB細胞培養上清から得られた830kDa分画を添加した実験系で,Th1,Th2細胞から産生されるサイトカインをELISA法で測定した結果,830kDa分画添加群ではTリンパ球の活性化に関与するサイトカイン(IL-2,IL-10,IL-12,IFN-γ)の産生量の低下を認めた.また,抗TGF-β1中和抗体を添加した群ではサイトカイン産生量の回復を認めた.本研究の結果より,口腔癌細胞に由来する活性型TGF-β1がリンパ球の活性化とCD26/DPPIVの発現を抑制し,Th1,Th2細胞から産生されるTリンパ球活性化サイトカインの産生も抑制することが明らかとなった.前年度の研究結果より,口腔癌細胞に由来する活性型TGF-β1がリンパ球の活性化とCD26/DPPIVの発現を抑制し,Th1,Th2細胞から産生されるTリンパ球活性化サイトカインの産生も抑制することが明らかとした.そこで本年度は,CDK2 inhibitor p27kipの持続発現によりG1 arrestが誘導されさらに,DPP IVの発現が抑制されるかを検討した.1ヒトKB細胞培養上清から得られた8 ̄30kDa分画を添加した実験系で,リンパ球の細胞周期をフローサイトメーターで検討した.その結果,8 ̄30kDa分画添加群ではG1 arrestが誘導さていることが明らかとなった.このG1arrestは抗TGF-β1中和抗体を添加することによりCell Cycle progressionがみられた.2ヒトKB細胞培養上清から得られた8 ̄30kDa分画を添加した実験系でリンパ球抽出液を採取し,CDK2 inhibitorであるp27kipおよびCD26/DPP IVの発現をウエスタンブロット法にて検討した.その結果,8 ̄30kDa分画添加群ではp27kipの発現が持続していた.また,分画添加群では,CD26/DPP IVの発現の低下を認また.本研究の結果より,口腔癌細胞に由来する活性型TGF-β1がリンパ球の活性化とCD26/DPPIVの発現を抑制することが明らかとなった.これらの機構は,CDK2 inhibitorであるp27kipによるG1 arrestの持続によるものと考えられた.
安定化人工エイオンチャネル形成ペプチドのデザインと高次構造ならびに機能発現

不完全菌Trichodermapolysporumの産生するペプタイボールと称される20残基の両親媒性ペプチド、トリコスポリンの誘導体やトリコスポンをコアとしたヘリックスバンドル(ペプチドバンドル)型複合体の合成を行い、トリコスポリンの電圧依存性イオンチャンネル形成特性とその安定化因子の明確化、またそれらの分子構造論的基礎確立への展開を目指した。天然型トリコスポリン分子の高次構造は保持されたテンプレート型2量体と4量体ならびにジスルフィド型2量体2種を含むトリコスポリン誘導体は、いずれも電位依存性のイオンチャンネルを形成した。同時に、多量体のチャンネル寿命は、単量体のそれよりも極めて長いことが明らかになった。したがって、両年度で達成された成果は、ヘリックスバンドル型複合体として制御されたトリコスポリンチャンネルの安定化に成功するにとどまらず、チャンネル形成ペプチド研究の理論的基盤であるバレルステーブモデルを実証するにまで至った。以上、本研究と同時に行ったトリコスポリン誘導体の詳細なチャンネル形成特性の結果とを合わせ、トリコスポリン分子が安定なチャンネル機能を発現するためには、1.膜の厚さと極めて厳密に一致するペプチドのヘリックス長と2.ペプチド-脂質-水から構成される超共役分子の形成が重要であることが結論づけられた。また、チャンネル形成の安定化を促進する因子として、3.ヘリックス分子の脂溶性とヘリックス構造に折れ曲がりを誘導するPro残基の重要性が明確にされた。したがって、これらの研究成果を礎に、生体内イオンチャンネル研究や未知なる機能性材料の開発研究への展開が可能となった。さらに興味深いことに、新たに単離したアミノ酸11残基のペプチド、トリコロビンがトリコスポリン複合体と同様に寿命の長いチャンネルを形成することを発見した。この今までに例を見ない分子挙動は、新たなチャンネル形成機構が存在する可能性を示唆している。したがって、トリコロビンを用いた今後の研究は、既存の理論をさらに発展させた分子構造論への展開が期待できる。不完全菌Trichoderma polysporumから単離された20残基のペプタイボールであるトリコスポリンB類は人工脂質2分子膜に作用し、その両親媒性のヘリックスペプチドが4から9つ平行にかつ筒状に集まる、いわゆるbarrel-stave modelで説明できる電圧依存性イオンチャンネルを形成する。本ペプチドを利用して生体固有のタンパクの特性を模倣できる安定な人工タンパクをデザイン・合成することを目的に、主成分トリコスポリンB-VIa(TS-B-VIa)4分子を強制的にペプチドテンプレートに結合されたペプチド集合体(ペプタイボールバンドル)を合成した。合成したバンドルのCDスペクトルは、222と208nmに負のコットン効果を示し、チャンネルのコアとなる天然ペプチドの高次構造が保持されていることが明かとなった。バンドルのマクロレベルでの電圧-電流曲線は、バンドルもまた電圧依存的にチャンネルを形成することを示した。しかしながら、その曲線のヒステリシスはTS-B-VIaのそれより著しく増大しており、チャンネルの不活性化過程では、電圧依存性が低下することが認められた。さらに、ミクロレベルでは、バンドルのチャンネル寿命は、TS-B-VIaのそれよりも、極めて長いことが認められ、その電流は、TS-B-VIa4分子によると計算される電流と一致した。それゆえ、TS-B-VIaのイオンチャンネル形成が、平行なヘリックスバンドル構造であることが明らかになった。不完全菌Trichodermapolysporumの産生するペプタイボールと称される

20残基の両親媒性ペプチド、トリコスポリンの電圧依存性イオンチャンネルの安定化とその分子構造論的基礎の確立をめざし、ヘリックスバンドル型のトリコスポリン複合体の構築を行った。前年度に合成した4量体合成の実績から得た知見をもとに、今年度は更なるトリコスポリン2量体3種を合成し、そのチャンネル形成特性を4量体のそれと詳細に比較検討した。今回合成した複合体は、4量体と同様のテンプレート型2量体とトリコスポリン分子の7と18位にCys残基を置換することによって合成したS-Sホモダイマー2種である。それらのCDスペクトルはいずれも4量体と同様の負のコットンカーブを示しており、2量体化においても、チャンネルコアとなるトリコスポリン分子の高次構造は保持されていることが、また、それらの2量体はいずれも4量体とほぼ同様に、極めて寿命の長いチャンネルを形成することが明らかになった。したがって、両年度で達成された成果は、ヘリックスバンドル型複合体として制御されたトリコスポリンチャンネルの安定化に成功するにとどまらず、チャンネル形成ペプチド研究の理論的基盤であるバレルステーブモデルを実証するにまで至った。以上、本研究と同時に行ったトリコスポリン誘導体の詳細なチャンネル形成特性の結果とを合わせ、トリコスポリン分子が安定なチャンネル機能を発現するためには、1.膜の厚さと極めて厳密に一致するペプチドのヘリックス長と2.ペプチド-脂質-水から構成される超共役分子の形成が重要であることが結論づけられた。また、チャンネル形成の安定化を促進する因子として、3.ヘリックス分子の脂溶性とヘリックス構造に折れ曲がりを誘導するPro残基の重要性が明確にされた。さらに興味深いことに、新たに単離したアミノ酸ll残基のペプチド、トリコロビンがトリコスポリン複合体と同様に寿命の長いチャンネルを形成することを発見した。この今までに例を見ない分子挙動は、新たなチャンネル形成機構が存在する可能性を示唆している。したがって、トリコロビンを用いた今後の研究は、既存の理論をさらに発展させた分子構造論への新たな展開が期待できる。
Aikの染色体分配における機能の解析とAikファミリーのcDNAクローニング

ヒト蛋白質キナーゼAIK1とAIK2は染色体分配に関与すると考えられているショウジョウバエのAuroraおよび酵母のIpL1と高い相同性を示す。HeLa細胞ではAIK1,AIK2はM期に特異的に発現し、染色体分配および細胞質分裂に関与すると考えられている。ヒトAIKのファミリー遺伝子の存在の検索と機能解析を行い、以下の諸点を明らかにした。1.AIK3cDNAをクローニングし、遺伝子が19q13.43に存在することを示した。AIK3蛋白質がM期に発現し、細胞分裂の後期から細胞質分裂期にかけて中心体に局在することを明らかにした。2.ドミナントネガティブAIK1のHeLa細胞での過剰発現によって、前中期で細胞が分裂を停止し、細胞死を起こす。このことから、AIK1は分裂前中期の紡錘体形成と染色体の整列に関与すると考えられる。3.ドミナントネガティブAIK3のHeLa細胞での過剰発現によって、後期で細胞が分裂を停止し、細胞死を起こす。このことから、AIK3は分裂後期の染色体分配に関与すると考えられる。4.抗AIK1抗体を用いてヒト乳癌および乳腺良性腫瘍の病理組織標本を染色した結果、33例中31例(94%)で組織病理型に関わらず、ガン組織のみが陽性に染色された。5.抗AIK1、抗AIK3抗体を用いて大腸ガン組織の免疫組織染色を行った結果、AIK1の過剰発見が78例中53例で(68%)、AIK3の過剰発現が78例中53例(51%)で観察された。これら3種のヒトAIKファミリーキナーゼが、それぞれどのような蛋白質を基質としてリン酸化するのか、細胞分裂周期および癌化の過程でどのようにかかわっているのかを明らかにすることは今後のきわめて重要な課題である。我々がクローニングした新規遺伝子aikは染色体分配を制御する遺伝子であるショウジョウバエのAurora、酵母のIPL1と高い相同性を示すことから、aik(Aurora/IPL1-related kinase)と命名した。AikはM期に特異的に発現しており、紡錘体極に前期から後期にかけて局在する(J.Biol.Chem.に発表)。aik遺伝子は、ヒト染色体20q13.2-13.3にマップされた。この領域は、ある種の癌で遺伝子増幅の認められる領域であることが知られており、最近aikが新しい癌遺伝子であることが報告された。そこで本研究では、乳癌症例33例の病理標本を用いてAikの発現を検討した。病理組織型には関係なく、高頻度に癌部が陽性に染色され、良性腫瘍では部分的に弱く染色された(投稿中)。現在、AikとAik3の細胞内における機能を、ドミナントネガティブ変異体を用いて解析を行っている。
骨格筋の虚血再灌流障害および切断肢保存に関する実験的研究-EPC-K1の有効性について-

【目的】強力なHO・scavengerで、臨床応用が期待されているEPC-K1の骨格筋に対する効果を検討した。【実験1】虚血再潅流障害に対するEPC-K1の効果Lewis系雄ラットの大腿中央部を大腿動静脈のみ残して切断し、血管クリップで4時間阻血した。阻血30分前にEPC-K1を10ml/kg尾静脈より投与したEPC群と生理食塩水を投与した対照群を作製した。24時間再潅流後、両側腓腹筋の筋収縮力を比較検討したところ、EPC群では健側の73%に維持されていたのに対して対照群は33%だった。また腓腹筋の湿乾燥重量比、過酸化脂質量、静脈血清のCPK・LDH・GOT-mを測定したところ、EPC群では対照群に対して筋浮腫、脂質過酸化および筋障害が有意差をもって抑制され、腓腹筋の組織学的検討においてもEPC群の障害程度は軽度であった。【実験2】複合組織移植の保存におけるEPC-K1の効果Lewis系雄ラットの大腿中央部で切断した後肢を直ちに4°CのEuro-Collins液に浸漬した。一定時間(9、12、24時間)冷保存後、ヘパリン生理食塩水で潅流して同系ラットに移植した対照群と、保存液および潅流液にそれぞれEPC-K1を10mg/l加えて同様に移植した実験群を作製し、正常群とそれぞれを比較検討した。移植24時間後、過酸化脂質量と筋浮腫は正常群に対して有意に高値を呈したが、9時間保存群では腓腹筋ATPは正常群と有意差なく、組織学的にも比較的正常に近い形態が保たれていた。対照群と実験群との比較ではいずれの検討項目も有意差なかった。【結語】虚血再潅流障害モデルにおいてEPC-K1を投与した群は、虚血再潅流による筋障害が有意に抑制され、筋機能が維持された。複合組織移植モデルの冷保存実験で骨格筋のviabilityは9時間まで維持できたが、EPC-K1を保存液と潅流液に用いても有効性は見られなかった。【目的】ラット骨格筋の虚血再灌流における筋機能障害に対して、強力なhydroxyl radical scavengerであるEPC-K1の効果を検討した。【方法】体重250300gのLewis系雄ラットの左大腿中央部を大腿動静脈のみ残して切断した。EPC-K1を10ml/kg尾静脈より投与し、30分後に血管クリップで動静脈を4時間阻血した(EPC群:N=8)。同様に生理食塩水投与をcontrol群(N=8)とした。24時間再灌流後、両側の腓腹筋を直接電気刺激し筋収縮力を比較検討した。また、腓腹筋の筋湿乾燥重量比、過酸化脂質量、静脈血清のCPK、LDH、GOT-m活性を測定し、腓腹筋の組織学的検討を行った。【考察】EPC群では、虚血再灌流による筋障害は有意に抑制され、筋機能が維持できた。EPC-K1は静脈内投与が可能な数少ない薬剤のひとつであり、切断肢・指の再接着や、複合組織移植において、その臨床応用が期待される。

【目的】ラット後肢の複合組織多植モデルにおいてEPC-K1を組織保存液として用いた場合に、EPC-K1が骨格筋の虚血再灌流障害に対して有効であるか否かを検討する。【方法】体重250300gのLewis系雄ラットの後肢を大腿中央部で切断し、直ちに4°Cの保存液に浸漬した。9時間冷保存後、ヘパリン生理食塩水で灌流(120cmH_2O)し、同系ラットへ移植した。保存液にEuro-Collins(EC)液を用いた対象群、EC液にEPC-K1(10mg/kg)を加えたEPC保存群、さらにEPC保存群で灌流液にEPC-K1(10mg/l)を加えたEPC灌流群の3群を作製した。移植24時間後に、以下の検討を行った。筋のviabilityの指標として腓腹筋のATP、フリーラジカル発生の間接的指標とした過酸化脂質量(LPO)浮腫の指標として腓腹筋の湿乾燥重量比、筋障害の指標として血清酵素(CPK・LDH・GOT-m)を測定した。また腓腹筋の組織学的研究も行った。【結果】筋ATP、筋LPO、筋乾湿重量比はEPC灌流群、EPC保存群、対象群の順に高値を呈するものの各群間で有意差なかった。血清酵素はLDHが対象群1829±376IU/dl、EPC保存群1675±2181IU/dl、EPC潅流群792±563U/dlとEPC灌流群が対象群およびEPC保存群に対して有意に低値を呈した。他のCPK・GOTmも同様な傾向があるものの各群間で有意差なかった。組織学的には各群ともに筋線維腫脹と筋線維間離解が軽度認められた。【考察】今回の結果でEPC灌流群が他の2群より移植筋の障害が抑制された傾向にあったが、有意差を認めたのはLDHのみだった。EPC-K1を保存液に用いるよりも灌流液に用いた方が有効性があるようだが、組織学的に対象群でも筋障害が軽度であることから、今後、保存時間を延長して更なる調査が必要である。
ビジネスモデル・パテントの研究

ビジネス方法特許に関しては、本研究開始時には一種の狂躁状態ともいうべき社会情勢があり、橋本元総理が各地の講演で取り上げるなど、注目度も極めて高かった。しかし、ビジネス方法特許が一般に普及したビジネスについて特許権を認めるものではないことが理解され、現実に大した影響を社会に与えないことが実感されるにつれて、社会的関心は急速に薄れた。またそれに伴い、専門家の間の議論も低調となった。しかしながら、直接の社会的な影響が小さいからといって、ビジネス方法特許が提起した問題が消滅するわけではない。特許制度の保護対象は「技術」だとの伝統的な理解を維持すべきかどうか、それを維持すべきだとしてビジネス方法特許は体系的にどう位置づけられるのか、特に登録要件や権利範囲はどのように考えるべきかといった、制度の根幹に関わる問題がそこに集約的に現れているのである。本研究においては、社会的影響に着目した軽薄な議論を敢えて回避し、上記のような根本問題を集中的に検討した。その成果が別紙業績表の筆頭に挙げた「ビジネス方法特許と非技術的事項の審査」である。また、特許権の行使という側面に関しては、損害賠償額算定の準則を一般的に検討する必要があったため、主としてアメリカの判例を中心に検討を行い、その一部を「アメリカ特許法における三倍賠償の法理」としてまとめることができた。また、特許制度の目的、その保護対象といった根本間題に関して、「21世紀の学術研究と知的財産研究所」及び「科学研究と特許」にまとめることができた。さらに、そうした根本問題の検討を続けるうち、特許制度の存在根拠についても考察を進め、それは「特権許与から行政行為への史的発展」という歴史研究に結実した。ビジネスモデル・パテントは、従来の技術の延長にはない特徴を備えているため、これを特許の対象とすべきか、あるいは特許の対象とするとしてもどのような形式で保護するか、ということについて、国際的にさまざまな議論がなされている状況にある。このような問題に対し、理論的・実証的な考究によって見通しを与え、ビジネスモデルに対する特許保護の方向を打ち出すことは喫急の課題である。本研究は、ビジネスモデルについて、(1)特許制度の目的に照らしてそれを保護の対象とすべきか否かという原理的な問題、(2)保護対象とする場合、特許庁における登録要件をどのように判断すべきかという問題、(3)登録後の特許権の権利範囲をどのように画定すべきかという権利行使上の問題、という3つの大きな課題を設定し、研究を行うものである。初年度の本年は、現状の調査を中心として、研究を行った。具体的には、(1)米国でビジネスモデルに対して付与されている特許のサーチ、(2)米国でこれまでに生じたビジネスモデル・パテントに関連する権利侵害訴訟の把握と分析、(3)欧州連合における、ソフトウェアやビジネスモデルに対する特許についての共通ルールの設定に向けての動きの調査、(4)日本におけるビジネスモデルに対する特許付与の動向調査、(5)ビジネスモデル・パテントがビジネスにどのような影響を与えているかに関する現状調査調査、(6)法律・経済・ビジネス・技術など諸分野における専攻文献調査、を行った。これにより、今後の分析・検討の基盤となる成果が得られた。ビジネスモデル・パテントは、従来の技術の延長にはない特徴を備えているため、これを特許の対象とすべきか、あるいは特許の対象とするとしてもどのような形式で保護するか、ということについて、国際的に様々な議論がなされている状況にある。本研究は、ビジネスモデルについて、(1)特許制度の目的に照らしてそれを保護の対象とすべきか否かという原理的な問題、

(2)保護対象とする場合、特許庁における登録要件をどのように判断すべきかという問題、(3)登録後の特許権の権利範囲をどのように確定すべきかという権利行使上の問題、という3つの大きな課題を設定し、研究を行うものである。次年度にあたる本年は、昨年度の現状調査をさらに深めつつ、政策提言の模索を念頭に研究を行った。具体的には、(1)米国でビジネスモデルに対して付与されている特許関連の調査、(2)米国でこれまでに生じたビジネスモデル・パテントに関連する権利侵害訴訟の把握と分析、(3)欧州連合における、ソフトウェアやビジネスモデルに対する特許についての共通ルールの設定に向けての動向調査、(4)日本におけるビジネスモデルに対する特許付与の動向調査、(5)ビジネスモデル・パテントがビジネスに与えるインパクト調査、(6)法律・経済・ビジネス・技術など諸分野における専行文献調査、を行った。これにより、今後の分析・検討の基盤となる成果が得られた。ビジネズモデル・パテントは、日米欧において、その特許性の余地は認められるも、従来の技術の延長にはない特徴を備えているため、未だどの範囲を特許の対象とすべきか、あるいは特許の対象とするとしてもどのような形式で保護するか、ということについて、未だ国際的に様々な議論がなされている。このような問題に対し、理論的・実証的な研究によって見通しを与え、ビジネスモデルに対する特許保護の方向を打ち出すことは喫急の課題である。本研究は、ビジネスモデルについて、(1)特許制度の目的に照らして保護対象をいかに設定すべきかという原理的な問題、(2)保護対象とする場合、登録要件をどのように判断すべきかという問題、(3)登録後の特許権の権利範囲をどのように確定すべきかという権利行使上の問題、という3つの大きな課題を設定し、研究を行うものである。3年目にあたる本年は、これまでの調査をさらに深く掘り下げ、政策提言の模索を念頭に研究を行った。具体的には、(1)米国でビジネスモデルに対して付与されている特許関連の調査、(2)米国及び欧州連合におけるソフトウェアやビジネスモデルに関する政策・判例の動向調査、(3)日本におけるビジネスモデルに対する特許付与の動向調査、(4)アジア等途上国におけるビジネスモデルに関する政策・意識調査、(5)ビジネスモデル・パテントがビジネスに与えるインパクト調査、(6)法律・経済・ビジネス・技術など諸分野における専行文献調査、を行った。技術系の大学院生の補助は、学際的志向にもとづく政策提言模索に多いに役立ち、今後の分析・検討の基盤となる成果が得られた。ビジネスモデルパテントは、日米欧において、その特許性の余地は認められるものの、従来の技術の延長にはない特徴を備えているため、いまだどの範囲を特許の対象とすべきか、あるいは特許の対象とするとしてもどのような形式で保護するか、ということについて、未だ国際的に様々な議論がなされている。
ケイ素逆イリドの分光学的キャラクタリゼーションと反応性の解析

本研究はカルベンとケイ素との相互作用で発生が予期されるケイ素逆イリド中間体の介在を分光学的に検出し、キャラクタリゼーションすると共に、生成物分析によって、このようなイリドの特性を解明することを目的としている。本年度も前年度と同様に先ず一般的なイリドの発生法として、分子内の近接位にヘテロ原子置換基を持つジアゾ化合物の光及び熱分解を行い、生成物分析と分光学的手法を用い、その有用性と問題点を検討した。oー位に(ジメチルアミノ)エチル基を持つジフェニルジアゾメタンを光分解したところ、アンモニウムイリド由来の生成物として〔oー(ジメチルアミノ)ベルジル〕スチレンを与えた。反応をCHCl_3中で行うと、スチレンの代わりにジヒドロキノリウム塩が生成した。これはイリドがCHCl_3によってプロトン化されることを示しており、事実アルケン共存在下に反応を行うとジクロロカルベン付加体が単解された。又、共照射を77Kー2ーMTHFマトリックス中で行うと、イリドによると考えられる強い吸収が540,400,381nmに観測できた。そこで、ケイ素イリドを発生しうる先駆体としてoー(トリメチルシリル)メチルフェニルジアゾメタンを合成し、このものの10K,Arマトリックス中での光化学反応をIRスペクトルによって追跡した。光照射と共にジアゾ基に帰因される吸収は消失し、新たに二種類の生成物による吸収を与えた。この中で、主生成物の吸収は、発生したカルベンがメチル基にCーH挿入して生じる生成物によるものであったが、もう一種の生成物の吸収スペクトルは他の可能な最終生成物とは一致しなかった。このものがケイ素イリドによるものか否かは現在検討中である。
固体中電子の幾何学とスピン・電荷輸送現象の理論的研究

1次元トポロジカル超伝導体が2本平行に並んだ系を調べた.各々が孤立している場合は各量子細線の両端にマヨラナ状態が現れるが、距離が近い場合にはそれらが相互作用するためどのような状態が実現するかに興味が持たれる.2本の1次元系があることで超伝導位相の差が現れる点が単純なKitaev chainと大きく異なる.超伝導体が近接している場合はJosephson結合が生じる.位相差をθとしてJosephson結合のエネルギーはcosθで与えられる.しかしマヨラナ状態間のJosephson結合はsin(θ/2)という特異なエネルギーを持つことが2本のKitaev chain間に単一電子トンネリングを導入した系から導ける.位相差がバルクでは0であるが端に近づくにつれ有限の値をとるキンク構造を持つことをθに関するGL方程式から導いた.一般にこれまでの研究において有限サイズの系では両端のマヨラナ状態に有限の重なりが生じゼロエネルギー状態ではなくなることが問題とされてきた.ゼロエネルギーであることは基底状態の縮退を意味し、それ故に量子ビットを形成できるからである.一方、位相差の空間的変調を考慮した場合、マヨラナ状態間の重なりを取り入れても基底状態に縮退が残ることが分かった.これは超伝導量子ビットに類似するものと言える.外部磁場を印可することで任意に縮退を破ることが可能であり、量子ビットとしての有用性を期待できる.ここで言う基底状態の縮退はゼロエネルギーマヨラナ状態から直接導かれる従来のものとは異なりこれまでのトポロジカル量子計算の議論を直接適用できるものではないが、位相変調による縮退はマヨラナ状態の帰結である.マヨラナ状態が波動関数の重なりを除いてトポロジカルに保護されているのであるから、ここに現れた縮退もまたトポロジーに起因するものだと言える.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。固体中電子のトポロジカルな性質を理解するため,超伝導を対象に研究を行った.トポロジカル超伝導においてはその端にマヨラナ状態と呼ばれる特異な状態が出現することが知られ,近年実験においてその出現が確認されたことが注目を集めている.そこで重要になるのが強いスピン軌道相互作用および外部磁場であるが,我々はそれらがない状況でトポロジカルな状態が実現すること,さらにそこではスピン相関を電気的に制御できることを示した.この研究成果はPhysical ReviewLetters誌で報告した.2次元非従来型超伝導(p±ipペアリング)上の金属ナノワイヤを考慮し近接効果を用いて1次元超伝導状態を用意する.その有効理論から化学ポテンシャルを調節することでトポロジカル相が出現することを確認し,ワイヤ端に局在したマヨラナ状態が得られた.系の時間反転対称性が保たれていることが本質的に重要であり,それによりクラマース縮退が保証される.縮退した状態はスピン自由度を有しているとみなせるのでワイヤ端においてスピンを定義することができる(マヨラナイジングスピン).系全体がメゾ系である状況を想定するとゲーティングによって系内の電子数を調節することが出来るが,電子数の偶奇に応じてスピン状態と関係がつくことを見出した.これは電気的な制御によってスピン相関をコントロールできることを意味している.またスピンの時間発展を考慮することで両端のスピン状態を入れ替えるスワッピングに対応する操作を行えることも指摘した.磁性体と従来型超伝導の接合系において有効的に新奇な超伝導状態が実現する事を明らかにした.いくつかの先行研究に基づいた研究であるが、本研究の新規性は、(1)磁性モーメントによって生じる超伝導体の束縛状態を用いて有効模型を導出し、(2)それに基づき磁気秩序と実現する超伝導状態の関係を明らかにすることで、(3)2次元のトポロジカル超伝導体の実現について議論した点である.我々が注目したのは従来型超伝導中に孤立した磁性モーメントが存在している時にその周囲に形成される束縛状態(Shiba状態)である,格子状に並んだShiba状態は従来型超伝導のギャップ中にバンド構造を作り出し、そこにp波の超伝導が生じることになる.隣り合ったShiba状態の重なりに依ってバンドの各パラメータが変化するが、重なりは磁気モーメントの相対的な向きに依存する.すなわち磁気秩序と超伝導秩序が共存する系において、適当な磁気秩序を仮定する事で任意の超伝導状態を作り出せることを明らかにした点に本研究の重要性がある.より具体的には、(1)1次元のスピンヘリックス状態ではKitaevモデルが、(2)2次元のシングルスピンヘリックス状態ではノードのあるp波超伝導状態が、(3)スカーミオン結晶ではカイラルp波超伝導状態が、出来る事を示した.この理論的提案はトポロジカル超伝導を実現するという近年の課題に対して一つの解答を与えるものである.1次元トポロジカル超伝導体が2本平行に並んだ系を調べた.各々が孤立している場合は各量子細線の両端にマヨラナ状態が現れるが、距離が近い場合にはそれらが相互作用するためどのような状態が実現するかに興味が持たれる.2本の1次元系があることで超伝導位相の差が現れる点が単純なKitaev chainと大きく異なる.超伝導体が近接している場合はJosephson結合が生じる.

位相差をθとしてJosephson結合のエネルギーはcosθで与えられる.しかしマヨラナ状態間のJosephson結合はsin(θ/2)という特異なエネルギーを持つことが2本のKitaev chain間に単一電子トンネリングを導入した系から導ける.位相差がバルクでは0であるが端に近づくにつれ有限の値をとるキンク構造を持つことをθに関するGL方程式から導いた.一般にこれまでの研究において有限サイズの系では両端のマヨラナ状態に有限の重なりが生じゼロエネルギー状態ではなくなることが問題とされてきた.ゼロエネルギーであることは基底状態の縮退を意味し、それ故に量子ビットを形成できるからである.一方、位相差の空間的変調を考慮した場合、マヨラナ状態間の重なりを取り入れても基底状態に縮退が残ることが分かった.これは超伝導量子ビットに類似するものと言える.外部磁場を印可することで任意に縮退を破ることが可能であり、量子ビットとしての有用性を期待できる.ここで言う基底状態の縮退はゼロエネルギーマヨラナ状態から直接導かれる従来のものとは異なりこれまでのトポロジカル量子計算の議論を直接適用できるものではないが、位相変調による縮退はマヨラナ状態の帰結である.マヨラナ状態が波動関数の重なりを除いてトポロジカルに保護されているのであるから、ここに現れた縮退もまたトポロジーに起因するものだと言える.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。従来1量子ビットを試料の両端に引き離しその安定性を確保しようとしていたマヨラナ束縛状態の研究に、むしろそれぞれの試料端に2つのマヨラナ束縛状態を作って1量子ビットを形成し、量子もつれ状態を制御するという新しい考え方を導入したことは、同分野の研究に一石を投じたこととして高く評価出されると考えている.トポロジカル超伝導の実現に関して、最近急速に発展し今後ひとつの潮流になる可能性を秘めた磁性モーメント用いたモデルの研究を早い段階で着手できた事は評価に値するだろう.現在までの研究は基底状態に関する議論であり,次の展開はダイナミクスと励起状態の物理が考えられる。特にパウリ排他効果を用いた量子情報の読み出し、近藤効果などに関係した輸送現象へのアプローチを今後は進める。スピンカイラリティとホール効果の関係のように、磁性秩序と誘起される超伝導秩序の関係をさらに明らかにする事で、より多くの非自明な超伝導状態に対して予言を与える事が出来ると期待される。また外部磁場・電場の印加などにより磁気構造を変化させる事によってマヨラナ状態の操作を行う事を目指す。
過敏性肺炎の新たな治療標的としてのスフィンゴシン1－リン酸シグナル伝達系の解析

過敏性肺炎では肺へのリンパ球流入が炎症反応を促進する。本研究ではハト糞抽出物(PDE)の吸入による過敏性肺炎のマウスモデルを用いて、リンパ球循環の過程に重要であるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系の役割を検討した。PDE吸入モデルマウスにおいて、S1P受容体の機能的アンタゴニストであるFTY720(フィンゴリモド塩酸塩)の投与により、リンパ球、好中球の肺への浸潤が抑制され気管支肺胞洗浄液(BAL)細胞中のIL-17A mRNA発現が低下したが、肺線維化は変化しなかった。次に、SphK1の阻害による影響を同様に検討したが、SphK阻害薬投与による肺線維化抑制は明らかでなかった。本研究では、環境由来抗原の吸入によってIII型・IV型アレルギーが惹起され肺へのリンパ球流入が炎症を促進する過敏性肺炎を対象としている。平成25年度は本学中央飼養保管施設の改修工事が行われることとなり動物実験施設が使用不可となったため、当初の予定を変更した。具体的には、当研究室では以前よりハト糞抽出物(PDE)による感作・反復吸入によって誘導される慢性過敏性肺炎のマウスモデルを作製しているため、保存されているモデルマウスの肺組織を用いて、本研究の目的に関連するサイトカイン・ケモカインなどの遺伝子発現を測定した。コントロールマウスおよびハト糞抽出物(PDE)を反復吸入したモデルマウスの肺組織よりRNeasy Mini Kitを用いてRNAを抽出した。次に、SuperScript III Reverse Transcriptaseを用いて逆転写を行いcDNAを作製した。Ssoadvanced SYBR Green Supermixおよびプライマーを購入し、cDNAを用いてreal-time PCRを行い、各種サイトカイン、ケモカインの肺組織中mRNA発現を測定した。結果は、モデルマウスの肺組織ではコントロールマウスと比較して、T細胞が産生するサイトカインおよびT細胞を肺組織に遊走させるケモカインの発現が上昇していることが確認された。今後の研究では、今回確認されたT細胞の肺組織浸潤が、リンパ球循環の過程に重要であるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系を抑制することによって抑えられるかどうかを解析していく予定である。本研究では、生活環境由来の抗原の吸入によって肺にIII型・IV型アレルギーが惹起され肺へのリンパ球流入が炎症を促進する過敏性肺炎を研究対象としている。平成26年度は本学中央飼養保管施設の改修工事が継続され、動物実験施設が使用不可の時期が多かったため、動物を扱わない実験が中心となった。当研究室では以前よりハト糞抽出物(PDE)による感作・反復吸入によって誘導される慢性過敏性肺炎のマウスモデルを作製しており、保存されているモデルマウスの肺組織を用いて、本研究の目的に関連するサイトカイン・ケモカイン、さらにSphingosine kinase、スフィンゴシン1ーリン酸(S1P)のレセプターのサブタイプR1R5、線維化に関連するマーカーであるTGF-beta、alpha-SMAなどの遺伝子発現を測定した。コントロールマウスおよびハト糞抽出物(PDE)を反復吸入した過敏性肺炎モデルマウスの肺組織よりRNeasy Mini Kitを用いてRNAを抽出した。Ssoadvanced SYBR Green Supermixおよびプライマーを購入し、cDNAを用いてreal-time PCRを行い、肺組織中mRNA発現を測定した。結果は、過敏性肺炎モデルマウスの肺組織ではコントロールマウスと比較して、T細胞に関与するサイトカイン、ケモカインの発現が上昇しており、さらにS1PレセプターのサブタイプR1-5のうち、一部のサブタイプが発現上昇し一部が発現低下していることが明らかになった。平成27年度の研究では、過敏性肺炎モデルマウスに対してスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系を抑制する薬剤を投与することによって、生体内での病態を解析していく実験を中心に予定している。過敏性肺炎は、環境由来抗原(鳥抗原や真菌など)の吸入が持続することによって肺組織でIII型・IV型アレルギーが誘導されて発症する間質性肺炎である。リンパ球性炎症や線維化が生じる。過敏性肺炎の病態の一つであるIV型アレルギーではリンパ組織から肺へのリンパ球の流入が炎症反応を促進するため、本研究では、リンパ球流入の機序を明らかにすることが有効な治療法開発につながると考え、当教室で確立した過敏性肺炎マウスモデル(Int Arch Allergy Immunol 154:264,2011. PLoS One 10: e0137978,2015.)を用いて、リンパ球循環の過程に重要であるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系の抑制による効果を解析する実験を行った。結果は、鳩糞抽出物(PDE:pigeon dropping extracts)を吸入させた過敏性肺炎(鳥飼病)モデルマウスにおいては、コントロールマウスと比較して気管支肺胞洗浄液中の総細胞数、リンパ球、好中球の増多を認め、また、肺組織中のTh2系サイトカイン、IL-17Aの発現増加を認めた。S1P受容体の機能的アンタゴニストであるFTY720(フィンゴリモド塩酸塩)の投与によって気管支肺胞洗浄液中のリンパ球、好中球の増多が抑制され、また、S1P受容体陽性リンパ球、特にTh17の肺浸潤抑制を反映して気管支肺胞洗浄液細胞中のIL-17A mRNA発現がFTY720投与群で低下していた。

一方、過敏性肺炎(鳥飼病)モデルマウスの肺組織においては、FTY720投与による肺線維化の改善効果は明らかでなかった。本学中央飼養保管施設の改修工事がH25年から26年にあったため、動物実験の開始が大幅に遅れたため。過敏性肺炎ではリンパ組織から肺へのリンパ球流入が炎症反応を促進する。本研究ではリンパ球流入の影響を明らかにすることが有効な治療法開発につながると考えた。当教室で作製したハト糞抽出物(PDE:pigeon dropping extracts)の吸入による過敏性肺炎(鳥飼病)のマウスモデルを用いて、リンパ球循環の過程に重要であるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系の抑制による影響を検討した。PDEを吸入したモデルマウスにおいて、S1P受容体の機能的アンタゴニストであるFTY720(フィンゴリモド塩酸塩)の投与によりリンパ球、好中球の肺への浸潤が抑制された。また、S1P受容体陽性のTh17リンパ球の肺浸潤抑制を反映して気管支肺胞洗浄液(BAL)細胞中のIL-17A mRNA発現はFTY720投与群で低下していた。しかし、肺線維化の改善は明らかでなかった。以上よりリンパ球上のS1P受容体であるS1P1をブロックするだけでは肺線維化までは抑制できないと考えられたため、線維芽細胞、血管内皮細胞、マクロファージ上などにも発現している他のS1P受容体サブタイプもターゲットとして、S1P受容体の制御ではなくS1P産生の制御を治療標的とした。SphK1の抑制によりTGF-βを介した筋線維芽細胞への転換による肺線維化を制御できる可能性があるため、SphK阻害薬の投与を同様に行い効果を評価した。しかし、PDE吸入モデルマウスにおいてSphK阻害薬投与による肺線維化の抑制効果は明らかでなかった。なお、本年度未使用額があるまま研究を終了致しました。過敏性肺炎では肺へのリンパ球流入が炎症反応を促進する。本研究ではハト糞抽出物(PDE)の吸入による過敏性肺炎のマウスモデルを用いて、リンパ球循環の過程に重要であるスフィンゴシン1ーリン酸(S1P)シグナル伝達系の役割を検討した。PDE吸入モデルマウスにおいて、S1P受容体の機能的アンタゴニストであるFTY720(フィンゴリモド塩酸塩)の投与により、リンパ球、好中球の肺への浸潤が抑制され気管支肺胞洗浄液(BAL)細胞中のIL-17A mRNA発現が低下したが、肺線維化は変化しなかった。次に、SphK1の阻害による影響を同様に検討したが、SphK阻害薬投与による肺線維化抑制は明らかでなかった。本学中央飼養保管施設の改修工事が施行中であったため動物実験が不可であったが、ようやく平成26年末より使用可能となったため計画・準備をすすめている。S1Pは、生成に関与するSphK1, SphK2と、脱リン酸化・分解に関与するS1Pフォスファターゼ, S1PLの両者のバランスによって保持されている。
月の進化履歴復元のための年代決定手法の開発と月面詳細地質年代マップの作成

これまでに本研究の目的である月面詳細地質年代マップの作成に向けて、月周回衛星「かぐや」に搭載された月面撮像分光機器(LISM)で得られた画像データを用いて、月面年代決定手法の開発・改良を行い、更にそれを適用することで月面地質年代調査を進めてきた。また、その結果から月の進化履歴の復元を進めてきた。以下に研究内容とその成果の詳細を示す。月のマグマ噴出の歴史を知ることは、月の熱史を理解する上で重要な情報である。マグマ噴出の開始時期については、岩石サンプルの放射年代測定から43.5億年前にはすでに火成活動が始まっていたことが明らかになっているが、終了時期はよくわかっていなかった。そこで我々は、「かぐや」によって得られた高分解能画像データを用いて過去に若い溶岩が存在している領域と考えられてきた嵐の大洋・雨の海の領域において、クレータ年代学手法により溶岩流の年代決定を行った。その結果、月では15億年前までマグマ噴出が起こったことが明らかになり、30億年もの長期にわたって火成活動が続いていたことが分かった。また、若い溶岩流ほど高いチタン含有量を示していることから、嵐の大洋・雨の海領域のマントルでは、深くなるほどチタン量が増加するといった鉛直分布があると推測される。この結果は、月初期のマグマオーシャンから地殻-マントルの形成後にマントル内で重力不安定に起因する大規模なオーバーターンが起こったことを示唆している。これまでに本研究の目的である月面詳細地質年代マップの作成に向けて、月周回衛星「かぐや」に搭載された月面撮像分光機器(LISM)で得られた画像データを用いて、月面年代決定手法開発・改良を行い、更にそれを適用することで月面地質年代調査の初期解析を行ってきた。<月面年代決定手法開発・改良に関する成果>これまでに広く用いられてきた年代決定手法であるクレータ年代学の問題点として、2次クレータの混入の可能性が挙げられてきた。月における直径数km以下のクレータのほとんどは、クレータ形成時の放出物が再び月面に衝突してつくられたクレータ(2次クレータ)に支配されている可能性が指摘されている問題である。本研究では、月面の様々な年代をもつ領域でクレータのサイズと頻度の関係を調べたところ、大部分の領域では月面の標準的なサイズ分布と一致することから、2次クレータの問題はクリティカルではないことが示された。また、一部の領域では2次クレータの影響が見られたが、クレータ位置の空間分布のランダム性を評価することで、2次クレータの影響が強い領域を解析対象から除外できることが分かった。<月面地質年代調査の初期解析の成果>解析領域は、(1)月の進化を考える上で重要地域であるが、これまでに年代決定が行われていなかった月の裏側の溶岩流と、(2)月の歴史で最後に噴出したと考えられる表側の嵐の大洋にある溶岩流である。月の裏側のマグマ噴出はインブリウム代(32億年前まで)には終了していたと考えられていた。しかし、裏側の海の詳細な年代決定の結果、広範囲に点在した複数の領域で25億年前まで火成活動が起こっていたことが分かった。また、より最近まで噴出が続いていたと考えられる表側の海に関しても、かぐやデータを用いた詳細解析によって、これまでよりも数倍の精度での年代決定に成功し、海の形成の終焉時期が約18億年前であることを示した。これら成果は、月のグローバルな熱進化の理解や、海分布の表裏二分性の成因に制約を与えるものである。また、その結果から月の進化履歴の復元を進めている。<月面年代決定手法の開発・改良>月表面を覆っている表土は宇宙空間に曝されている時間とともに、太陽風や微小天体衝突の影響によって、その反射スペクトルが赤化、暗化することが知られている。このスペクトルの赤化、暗化を月面成熟度として数値化することで、表面の年代指標として用いる事が可能である。昨年度、本研究では月面成熟度を用いた年代推定手法の妥当性を検証したが、本年度は更に解析を進めて、クレータの年代と成熟度のキャリブレーション作業にとりかかっている。現状は、クレータ年代の見積りを進めており、約20個のクレータを年代決定した。今後は、それらのクレータの成熟度指標を算出し、クレータ密度から得られる年代とのキャリブレーション、誤差評価を行う予定である。<月面地質年代の調査>クレータ年代学を用いて、月面地質年代調査を進めた。本年度、解析を行った領域は月の裏側の北半球にある海と衝突盆地である。それらの領域では、「かぐや」以前は高解像度データが欠落していたため、詳細な研究が行われていなかった。今回の年代決定により、月の裏側の海はほぼすべて解析済みとなった。年代決定の結果から得られた主な成果を以下に示す。月の海の二分性に関して、(1)表側と裏側のマントル内でのマグマの生成量が違っていた、

(2)表側の地殻が薄いためにマグマの噴出が起こりやすかった、という二つの解釈ぶ提案されているが、どちらの影響が支配的かは不明であった。そこで重力異常データに基づいて裏側で地殻が薄い領域とされるモスクワの海に着目し、「かぐや」データを用いた詳細解析により、海を構成する溶岩流の体積を正確に見積もることに成功した。また、その結果を表側の同サイズのベースン内の溶岩流の体積と比較することで、表裏の海の二分性は地殻厚だけでは説明ができず、表側と裏側でマグマの生成量が310倍程度、異なることを明らかにした。月の海を作ったマグマの熱源として、内因起源(放射性元素の崩壊熱など)と外因起源(巨大天体衝突)が考えられているが、いまだ解明されていない。月裏側の南半球には南極エイトケン盆地と呼ばれる太陽系最大の衝突クレータが存在する。そこで我々は、南極エイトケン盆地の内部と外部での火成活動の違いを調べることで、巨大衝突の火成活動に与える影響を調査した。月裏側の北半球にある海と南極エイトケン盆地内の海の年代決定を行い、その年代分布を比較した結果、南極エイトケン盆地の内部と外部で、溶岩の年代分布に大きな違いがない事がわかった。この結果から、南極エイトケン盆地をつくった巨大衝突は月内部のマグマ生成に大きな影響を与えなかったこと、月裏側のマグマは内因起源で生成されたことが示唆された。これまでに本研究の目的である月面詳細地質年代マップの作成に向けて、月周回衛星「かぐや」に搭載された月面撮像分光機器(LISM)で得られた画像データを用いて、月面年代決定手法の開発・改良を行い、更にそれを適用することで月面地質年代調査を進めてきた。また、その結果から月の進化履歴の復元を進めてきた。以下に研究内容とその成果の詳細を示す。月のマグマ噴出の歴史を知ることは、月の熱史を理解する上で重要な情報である。マグマ噴出の開始時期については、岩石サンプルの放射年代測定から43.5億年前にはすでに火成活動が始まっていたことが明らかになっているが、終了時期はよくわかっていなかった。そこで我々は、「かぐや」によって得られた高分解能画像データを用いて過去に若い溶岩が存在している領域と考えられてきた嵐の大洋・雨の海の領域において、クレータ年代学手法により溶岩流の年代決定を行った。その結果、月では15億年前までマグマ噴出が起こったことが明らかになり、30億年もの長期にわたって火成活動が続いていたことが分かった。また、若い溶岩流ほど高いチタン含有量を示していることから、嵐の大洋・雨の海領域のマントルでは、深くなるほどチタン量が増加するといった鉛直分布があると推測される。この結果は、月初期のマグマオーシャンから地殻-マントルの形成後にマントル内で重力不安定に起因する大規模なオーバーターンが起こったことを示唆している。
木材の破壊理論の確立とそのRBD(信頼性に基づく設計)への応用

1.材端に切欠きをもつ梁の強度予測を、有限要素法による応力解析と有限小領域破壊基準を用いて行い、実験結果とよい一致の得られることを確認した。またこの解析により有限小領域としては繊維方向に1.5mm×繊維に直角方向に0.2mmが妥当であり、かつせん断の応力-ひずみ曲線はかなり弾塑性に近い非線形性をもつことを画像相関法を用いた観察により明らかにした。またボルト接合における木材での破壊についても同手法により解析し、実験結果とよい一致が得られた(増田)。また、実用的簡易予測法として応力拡大係数Kを用いる予測を試みたが精度よい予測とは言えず今後さらに検討の必要がある(祖父江)。2.スギ材ラミナを集成することにより強度のばらつきをどの程度小さくすることができるかをモンテカルロ・シミュレーションを用いて予測した。この際、積層接着による補強効果と、圧縮側での塑性を考慮した解析を行うことにより、より適合性の高い予測を行えることを確かめた(三橋)。3.破壊が起こった後、どのように進展していくかを解析する方法として拡張個別要素法を木材に適用することを試み、まず木材切削に適用した。今後さらに改良すべきところは多いが、破壊過程の解析方法として有効な手段であることを明らかにした(太田)。木材のねじりせん断における塑性挙動とその複合応力における降伏挙動を検討し、Hill型の条件式の方がJenkinのそれよりも適合性がよいことを明らかにした(吉原)。モードI(横引張)、モードII(せん断)の混合モード応力負荷における木材の破壊基準を実験的に検討し、K(応力拡大係数)を用いた破壊基準では一義的な規定は得られないことを明らかにした(佐藤清)。またKがコンパクト引張、3点曲げ、片側クラック引張の3種による違いが少しあることを実験により確かめた(鈴木)。木材の破壊条件として従来の線形破壊力学に基づく方法とは異なり、有限な小領域における平均応力が破壊のクライテリオンを満たしたときに破壊が始まるとする増田の提案する有限小領域破壊理論の応用例として、ボルト接合における木材の破壊を検討した。ボルトから材端までの距離が短い場合は繊維に直角方向の引張応力で破壊に至るが、長い場合はせん断応力で破壊に至ることが、FEMによる解析とSPF材を用いた実験結果から明らかとなった(増田)。せん断における応力-ひずみ曲線が線形ではなく非線形であることを考慮した解析を行うことが今後に残された課題である。横引張に対する応力-ひずみ曲線および破壊じん性に関しては(三橋)が検討中であるが、せん断の応力-ひずみ曲線については(吉原、太田)がねじり試験により検討し、(増田)は顕微ビデオ及び画像相関法を用いて検討中である。現時点での実験結果では弾塑性というよりは、折線的な非線形である。今後さらに実験を進め確かめる必要がある。ボルト接合における木材の破壊をいわゆる破壊力学を用いて(祖父江)は解析することを試み、ボルト孔のような切欠きのない問題に対して等価切欠きの長さをいくらにすべきか基礎実験及びFEM解析を行っている。横引張応力とせん断応力が同時に作用する場合のひずみエネルギ開放率のクライテリオンとしては(佐藤清)も(鈴木)もいずれも2乗の和の形が実験式とよく適合するという結果が得られた。AEと破壊じん性の関係は破壊のモードにより異なることを(佐藤敬一)は実験的に明らかにしつつある。また、集成材の破壊予測にRBDの適用を(三橋)は試み、引張側2層のラミナの曲げ応力度がそのラミナのMORに達したとき破壊に至るとする仮定では、実験結果との適合性がよくないことを明らかにした。

1.材端に切欠きをもつ梁の強度予測を、有限要素法による応力解析と有限小領域破壊基準を用いて行い、実験結果とよい一致の得られることを確認した。またこの解析により有限小領域としては繊維方向に1.5mm×繊維に直角方向に0.2mmが妥当であり、かつせん断の応力-ひずみ曲線はかなり弾塑性に近い非線形性をもつことを画像相関法を用いた観察により明らかにした。またボルト接合における木材での破壊についても同手法により解析し、実験結果とよい一致が得られた(増田)。また、実用的簡易予測法として応力拡大係数Kを用いる予測を試みたが精度よい予測とは言えず今後さらに検討の必要がある(祖父江)。2.スギ材ラミナを集成することにより強度のばらつきをどの程度小さくすることができるかをモンテカルロ・シミュレーションを用いて予測した。この際、積層接着による補強効果と、圧縮側での塑性を考慮した解析を行うことにより、より適合性の高い予測を行えることを確かめた(三橋)。3.破壊が起こった後、どのように進展していくかを解析する方法として拡張個別要素法を木材に適用することを試み、まず木材切削に適用した。今後さらに改良すべきところは多いが、破壊過程の解析方法として有効な手段であることを明らかにした(太田)。4.木材のねじりせん断における塑性挙動とその複合応力における降伏挙動を検討し、Hill型の条件式の方がJenkinのそれよりも適合性がよいことを明らかにした(吉原)。モードI(横引張)、モードII(せん断)の混合モード応力負荷における木材の破壊基準を実験的に検討し、K(応力拡大係数)を用いた破壊基準では一義的な規定は得られないことを明らかにした(佐藤清)。またKがコンパクト引張、3点曲げ、片側クラック引張の3種による違いが少しあることを実験により確かめた(鈴木)。