hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能改良型Gene Activated Matrixによる骨再生能の評価

本研究は、従来の骨移植材料に遺伝子を組み込み骨形成能を向上させた骨再生材料の開発をめざしたものである。すなわち、Minicircle DNAとナノ粒子リン酸カルシウムとを複合し、これらを高分子足場材料に組み込んだ高機能改良型遺伝子活性化基質(Gene Activated Matrix, GAM)の開発が目的である。本研究において、骨形成性プラスミドベクターを搭載したアテロコラーゲンとβ-Tricalcium Phosphateとを複合したGAMを用いて骨再生能を証明し、研究成果を得た。口腔外科領域において、高齢社会の進展に伴い顎骨および歯槽骨の再生はますます重要になってきている。現在、確実で有効な方法は新鮮自家骨移植だが、二次的外科的侵襲を要し採取量に限界があるなどの欠点がある。本研究では、従来の骨移植材料に遺伝子を組み込むことによって骨形成能を向上させた骨再生材料の開発をめざし、Minicircle DNAとナノ粒子リン酸カルシウムとを複合し、これらを高分子足場材料に組み込んだ高機能改良型遺伝子活性化基質(Gene Activated Matrix, GAM)の開発を目的とした。口腔外科領域では、超高齢社会の進展に伴い歯槽骨および顎骨を喪失する患者が増加していることから骨再生療法は重要な課題である。現在、新鮮自家骨移植が最も有効で、申請者も有用性を報告している(K Miura, et al.2015)。しかし、外科的侵襲や採取量の問題で、人工骨再生材料の開発が望まれている。本研究は、従来の骨移植材料に遺伝子を組み込むことによって骨形成能を向上させた骨再生材料の開発をめざしたものである。これまでにわれわれは骨形成性プラスミドベクター(pBMP4,pRunx2)を搭載したアテロコラーゲンによる遺伝子活性化基質(Gene Activated Matrix: GAM)を含浸したβ-Tricalcium Phosphate(β-TCP)を用いて骨再生能を証明してきた(M Umebayashi , et al. 2015)が、大量のプラスミドDNAが必要であった。したがって、今後はこれまでの学術的報告および研究を踏まえ、GAMの臨床応用を目的にナノバイオグラスを用いて遺伝子導入効率を高めるとともに低接着性コラーゲンを用いて細胞遊走能の促進を図り、低用量プラスミドベクターを保持した新規バイオマテリアルを開発し、骨再生療法の臨床応用を目指す。現在は、遺伝子を効率良く選定するため、in vitroで検討を行っている。遺伝子導入はエレクトロポレーション法を用い、導入細胞は、ヒトMSCを用いる。Minicircle DNAに導入する遺伝子は、BMP4、Runx2、FGF2とし、上記遺伝子を単独あるいは組み合わせて導入した細胞を培養し、骨芽細胞への分化能をアルカリフォスファターゼ活性およびオステオカルシン産生量で評価し、最も分化能の高い遺伝子あるいは遺伝子の組み合わせを決定している。歯学上記の結果に基き、今後は、高機能改良型GAMをラット頭蓋骨臨界骨欠損に移植し、経時的にCT撮影し、硬組織形成を評価する。埋入後4週および8週に標本を回収し、組織学的に骨形成を評価する。
「日本帝国」の支配地域における公娼制度と接客業の実態分析

本研究では「帝国」日本の直轄植民地であった台湾と朝鮮において、公娼制度が成立する過程を検討した。両者の制度成立に至る事情は大きく異なっているし、また内容においてもさまざまな違いが見られる。しかし日本の公娼制度を祖型とし、性病検診制度や集娼政策の実施など、基本的性格を貫徹させている点は共通していた。植民地期台湾への公娼制度の導入は、日本の領有直後の1896年からはじまり、1900年前後には自由廃業運動の影響を受けた制度の手直しが実施された。当初、貸座敷・娼妓に対する取締法令は地域ごとに違っていたが、1906年に全島的に統一された。一方、植民地化以前の朝鮮においては、日本人居留民を対象とする公娼制度・密売春取締政策が日本領事館により実施されていた。朝鮮保護国化後には、「貸座敷」「娼妓」などの語の使用をさけつつ、実質的に公娼を許容する制度が実施された。台湾と同様、朝鮮の公娼制度も各地域で違っていたが、「併合」後の1916年に統一された。公娼制度の確立にともない、朝鮮人接客女性は日本警察当局の定める「芸妓」「娼妓」「酌婦」という分類にあわせて再編成された。朝鮮において公娼制度が確立した第1次世界大戦の時期に、朝鮮人接客業者が朝鮮外に移動する現象が起こっていた。1920年代初めから、朝鮮人娼妓は台湾へも渡航をはじめ、台湾の朝鮮人娼妓数は1930年には台湾人を上回り、40年前後には台湾全体の娼妓数の約4分の1を占めるに至った。娼妓許可の最低年齢が16歳と最も低年齢であった台湾に、日本人だけでなく朝鮮人の女性たちも渡航していったのである。そして台湾における朝鮮人接客業の存在は、やがて日中戦争期に、大量の朝鮮人「慰安婦」が台湾を経由して華南地方の戦地に送り込まれる状況を生み出すことになる。植民地期朝鮮において発行されていた日本語新聞『京城日報』『朝鮮新聞』や朝鮮語新聞『毎日申報』の記事を検索し、この時期の風俗営業の変化の過程について調査した。その結果、以下のような知見を得た。1 1916年3月31日に公布された警務総監部令第4号「貸座敷娼妓取締規則」(同年5月1日施行)により、朝鮮全土で公娼制度は統一されたが、その背景には、日本人と朝鮮人で適用する法令が異なること、施行地域が当時の行政区域と違うことなどから、執行上不便な点があるという事情があった。またこの規則の制定には、立ち遅れていた朝鮮人風俗営業に対する取締を強化するねらいもあったものと思われる。2日韓「併合」以後、伝統的な朝鮮人風俗営業も再編成されていった。ソウルでつくられた妓生組合は、1910年代の半ばには「券番」(検番)の名称を付した組織へと衣替えしていった。例えば1907年に設立された「京妓」の組合である広橋組合は、漢城組合を経て、1914年に漢城券番へと名称変更し、また三牌によりつくられた新彰組合も、1914年京和券番となった。3 1910年代半ばまで、女性売買で目立つのは人妻や娘をだまして売りとばし結婚させるケースであったが、10年代後半になると、「娼妓」に売られるケースが増加する。

4 1919年にソウルでは朝鮮人娼妓は「東新地」に一斉移転させられ、朝鮮人の遊廓が形成されることになった。背景に第1次世界大戦中の好景気による1910年代末の娼妓急増があり、この時点で日本の買売春システムが植民地朝鮮に定着したとひとまず想定できそうである。研究2年目の本年度は、初年度に収集した植民地公娼制度に関する基礎資料(植民地期台湾で発行されていた新聞『台湾日日新聞』のマイクロフィルムなど)の分析とともに、昨年度収集しきれなかった公刊資料(『台湾民報』など植民地期台湾で発行されていた雑誌、『関東庁警務局資料』マイクロフィルムなど)や未公刊資料(国史舘台湾文献館〔旧・台湾省文献委員会〕所蔵の旧台湾総督府関係档案など)の調査を進めた。また並行して、日本の植民地統治を経験した台湾の方々へのインタビュー調査も実施した。一方、植民地公娼制度のモデルが日本「内地」の制度であったことに留意し、とくにその中心的な位置にある東京都・警視庁の関連資料を国立国会図書館、東京都公文書館などで調査し、内容の分析を進めた。研究成果の発表は、今年度後半から台湾に滞在することになったため、それほど多くは行うことができなかったが、2003年9月に中国・黒竜江省で開かれた「東北抗日歴史問題第3次国際学術討論会」(黒竜江省社会科学院主催)に出席し、中国東北地方の日本支配地域(関東州、満鉄沿線地域)で実施された公娼制度の内容と朝鮮人女性の生活状況を検討したうえで、「満洲国」の公娼制度、慰安婦制度との関連について研究報告を行った。その他、2003年5月に韓国・ソウル市で開催されたシンポジウム「日帝下ファシズム支配政策と民衆の生活相」(延世大学校国学研究院主催)と、12月に台湾・台北市で開催された「第2届東亜細亜近代史青年研究者交流会議」(於台湾大学)ではコメンテーターをつとめた。1植民地期の朝鮮で発行されていた新聞や雑誌の記事・論文などをもとに、論文「植民地朝鮮における公娼制度の確立過程-1910年代のソウルを中心に-」を執筆した。この論文では朝鮮において「貸座敷娼妓取締規則」(1916年)などが制定され、公娼制度の法的枠組みが整備された時期に、朝鮮人接客女性が日本警察当局の定める「芸妓」「娼妓」「酌婦」という分類に沿う形で再編成されたことを指摘した。2「併合」以前の朝鮮において、日本人居留民を対象とする公娼制度・密売春取締政策の内容を、東京府・警視庁の制度と関連づけながら検討した。その結果、在朝鮮日本領事館による公娼制度は、警視庁の法令を参照してつくられたこと、公娼制度の存廃をめぐって外務省と現地領事館の見解の違いは大きく、やがてなし崩し的に日本人居留民の密売春が黙認されていったこと、日露戦争が朝鮮での公娼制度を再定立させる契機となったこと、などを明らかにした。なお資料としては『外務省警察史』、外務省外交資料館所蔵「外務省記録」、東京都公文書館所蔵の東京府・警視庁の公文類纂・公報・例規類などを使用した。3国史舘台湾文献館所蔵の旧台湾総督府档案、国立中央図書館台湾分館所蔵の公報類をもとに植民地期台湾の公娼制度の変遷過程を追跡した。地域ごとに違っていた取締法令が台湾総督府民政長官の通牒「貸座敷及娼妓取締規則標準」(1906年)で全島的に統一されたことなどが明らかになった。4これら旧日本帝国の支配地域で実施された性管理のシステムは、日露戦争を画期として支配地域全体へと拡大し、また第1次世界大戦を契機に朝鮮人接客業者の帝国内移動という状況を生み出すことになった。この論点については、早川紀代編『植民地と戦争責任』(吉川弘文館)に「植民地公娼制度と日本軍「慰安婦」制度」(第1章)として執筆した。
中小・中堅企業の共同開発に関する経営学的研究

中小・中堅企業の共同開発を現在最も体系的に実施している異業種交流活動を対象とした郵送法による実証研究を行った結果,次のような経営学的な含意をもつ分析結果が得られた.1.共同開発は初期段階,資源共有段階,共同活動段階の3つの段階を順次踏んで進化していく.そのために,各段階に応じた資源の組合せ,組織づくりを行なうとともに,それを創造的に破壊して次の段階へ進化しなくてはならない.2.資源には参加企業がもつ内的資源と参加企業以外から調達する外的資源とがある.内的資源は活動の進展に伴ないセレクションを強め,絞り込んでいかねばならず,これとは逆に,外的資源はセレクションを徐々に弱め,より多くの資源を取り入れていくことが必要となる.3.組織は構造と過程の2つの次元で把握される.構造は活動の進化に応じて,はじめは形態,公式化,パワー構造などが整備されず,ゆるやかな系構造であったものが,整備され剛構造へと変革されていかねばならない.逆に,過程は当初少数で,一様な相互作用をメンバー間に生じせしめているが,進化に伴ってより多数の多様な相互作用を引き起すものになっていく.タイトな相互作用からルースな相互作用に変化するのである.4.共同開発を成功へと導くためには,一方で資源のミックスに関して内的資源と外的資源の間にセレクションの不一致を生み出すとともに,他方で組織の固定性に関して構造と過程の間に不一致を生み出さなければならない.この2種の不一致が短期的な均衡を創造的に破壊して,長期的なダイナミックな均衡をもたらすための必要条件なのである.中小・中堅企業の共同開発を現在最も体系的に実施している異業種交流活動を対象とした郵送法による実証研究を行った結果,次のような経営学的な含意をもつ分析結果が得られた.1.共同開発は初期段階,資源共有段階,共同活動段階の3つの段階を順次踏んで進化していく.そのために,各段階に応じた資源の組合せ,組織づくりを行なうとともに,それを創造的に破壊して次の段階へ進化しなくてはならない.2.資源には参加企業がもつ内的資源と参加企業以外から調達する外的資源とがある.内的資源は活動の進展に伴ないセレクションを強め,絞り込んでいかねばならず,これとは逆に,外的資源はセレクションを徐々に弱め,より多くの資源を取り入れていくことが必要となる.3.組織は構造と過程の2つの次元で把握される.構造は活動の進化に応じて,はじめは形態,公式化,パワー構造などが整備されず,ゆるやかな系構造であったものが,整備され剛構造へと変革されていかねばならない.逆に,過程は当初少数で,一様な相互作用をメンバー間に生じせしめているが,進化に伴ってより多数の多様な相互作用を引き起すものになっていく.タイトな相互作用からルースな相互作用に変化するのである.4.共同開発を成功へと導くためには,一方で資源のミックスに関して内的資源と外的資源の間にセレクションの不一致を生み出すとともに,他方で組織の固定性に関して構造と過程の間に不一致を生み出さなければならない.この2種の不一致が短期的な均衡を創造的に破壊して,長期的なダイナミックな均衡をもたらすための必要条件なのである.共同開発の実行においては、はじめから開発目標が明確に定まっているものと、むしろ異質の経営資源の接触に基づき自然発生的に開発テーマを絞り込んでいくものとの二種のものがある。後者はテーマが決定された後のプロセスを含むことから、前者は後者に含まれると言えよう。異質な経営資源の結合による共同技術・製品開発の中核的な課題は、資源の多様性をどの程度に保てば開発テーマの創発的発生を高めることができるのかということである。技術情報資源の多様性に基づく調査結果から、この多様性のレベルは常に一定ではなく、むしろ企業間の共同的行為の進展に伴なって変化すべきであることが理解された。このことと対応して、例えば特定の希少資源をもつ企業の相対的パワーが高まるというように、参加企業間のパワー関係にも変化が見られることが明らかになった。開発テーマが明確に絞り込まれるに従って、各企業の役割が鮮明になり、横並びの平等的関係からある種の命令権限関係へと、企業間関係に変化が見られるのである。以上のことから、技術的な側面からみた企業間関係とパワー関連からみた側面との理論的な結合をさらに深く究明することが求められよう。その際、これらの二側面が参加企業の価値観,行動規範にどのような影響を及ぼし、イノベーションへとつながっていくのかという、文化的側面との関連も理論の射程に入れる必要があろう。
異方性と拡散による形態変化の数理解析

構造の異方性を反映した非線形拡散型偏微分方程式の解の形状が異方性や拡散効果によってどのように変化していくかを解明するための数学的基礎をいくつかのテーマにわたって築いた。以下、代表的な結果についてのみ述べる。(i)結晶表面の運動を記述する方程式:雪結晶のように表面エネルギーの異方性が強い場合、その平衡形にファセットと呼ばれる平らな面が現れることがある。駆動力は結晶の外の拡散場になって定まり、拡散場は結晶の形状によって定まる自由境界問題であるが本研究では、(a)ファセットが維持できるとした場合の初期値問題の時間局所可解性;(b)ファセット上での拡散場の大小を主張するベルグ効果の証明;(c)ファセットが曲がってしまうための必要十分条件;(d)自己相似解の存在する十分条件と自己相似解について、その大きさによるファセットが曲がってしまう条件の記述;(e)平衡形の近くではファセットは維持できることの厳密な証明。といったさまざまな重要な結果を得た。なお、結晶形は円柱としている。ベルグ効果では円柱外でのラプラス方程式ノイマン問題の解についての基本的結果を得た。変分法や常微分方程式の結果を巧みに応用することによって上述の結果を得た。今後、ファセットが折れ曲がってからの解の追跡が求められる。(ii)流体力学の方程式:非粘性バーガーズ方程式では、不連続性を許したエントロピー解の概念を用いれば、時間大域的に一意に解ける非線形項が発散型でかけるということが大前提であり、他の問題に適用できなかった。本計画の直前に代表により導入された適正粘性解の概念は有効である。本計画ではそれを数値計算する上で重要な解のグラフ空間での特異垂直拡散の概念を確立し、適正粘性解を等高面法で数値計算することに成功した。拡散効果に異方性のある問題、特に拡散効果が非常に強く、その効果が非局所的になってしまう偏微分方程式を中心に、数学解析上のさまざまな成果を得た。流体力学で有名な粘性のない保存則例えばバーガース方程式については、初期値がどんなに滑らかでも有限時間で、解が不連続になることが知られている。一方、解のグラフを曲線とおもい、保存則を曲線の運動方程式とみなすと、有限時間で、曲線は1価関数のグラフとみなせなくなってしまう。この現象が不連続性に対応している。スカラー関数の保存則について、対応する曲線の運動方程式に対して垂直方向の強拡散項をつけると、不連続性をもつエントロピー解のグラフの運動を記述することを予想し、いくつかの具体的な状況の下で、厳密に証明した。しかも、この考え方は、不連続解のグラフの動きを追跡する上でも有効で、実際に有効な数値計算法を確立した。さらに、この方法は、必ずしも保存則だけではなくより一般の1階非線形偏微分方程式についても有効であることも示した。保存則でない場合、不連続性をもつ解の概念としてエントロピー解に対応するものがなく、不連続解の定義自体も問題であった。従来の粘性解理論は、このような場合には弱すぎ、解の一意性がいえなかった。それに対して、不連続面(ショック)の速度に制限をつける方法で、適正粘性解の概念を導入し、運動が時間に対して単調の場合、その初期値問題の大域可解性を証明した。この結果は、この方面では基本的なものであり、今後の進展が期待される。その他、結晶成長に関連する偏微分方程式について、その可解性を中心に成果を得た。

拡散効果に異方性のある問題、特に平滑化効果が特に強く、その量が局所的な量(微分等)からだけでは決まらない偏微分方程式を中心に特に結晶成長分野を中心に研究し、数学解析上の様々な成果を得た。結晶成長の分野では、円柱状の結晶がその成長していく過程でどのようにその形がくずれていくかを知る事は複雑な形態がどのようなメカニズムで生じるか知る上で重要である。まず、円柱状の結晶に対して、外部から分子が供給されている状況を考えてみよう。結晶の外では分子濃度は拡散場で支配され結晶は円柱型で一定速度で成長していると仮定しよう。この時、円柱の上部の面の中心部の方がふちより分子濃度が低いことは物理分野ではベルグ効果としてよく知られている。数学的には円柱の外でラプラス方程式を仮定し、境界面でのノイマンデータを定数とし、結晶面からはなれるに従って濃度が高くなるように符号がとれているとき、濃度が円柱の上部面の中心ではふちより濃度が低い事を示す事に対応する。この問題は2次元で結晶が正多角形の場合は関数論により示されるが、円柱の場合は未解決であった。これは円柱は滑らかな図形でないため、決して自明ではない。それにも関わらずベルグ効果が証明できたことの価値は大きい。結晶が小さいうちは平らな面が壊れずに成長していく事の根拠の一つになる。そのほか、間隔の小さい平行版の中での曲率流方程式にある結晶表面の動きを等高面法を用いて研究した。この薄膜近似の問題は均質化理論の特別な問題と考えられる。異方性を持つ曲率流方程式について、このような薄膜近似をおこなったのは本研究が最初で、極限の異方性も正確に導いていた。また粘性バーガース方程式を空間無限大で1次増大初期値に対して局所解を構成した。これは将来、空間無限大で流体力学の方程式を増大する速度場から解く上の基礎になる。非平衡非線形現象では、拡散効果と他の効果の複雑な相互作用により、様々な形態が形成される。このような現象を記述する非線形放物型方程式の解の性質を調べ、形態変化の仕組みの解明を目指している。具体的成果は以下のとおり。(1)自由境界値問題:円柱状の結晶がその成長していく過程でどのような条件のもとで崩れていくかを知ることは、結晶の複雑な形態が生じるメカニズムを知る上で重要である。この問題を準定常1相ステファン問題で結晶表面でのGibbs-Thomson効果と運動の効果を取り入れた問題として定式化した。表面エネルギーには特異な異方性があり、平衡形が円柱になるようなものを考える。すると、結晶表面の運動方程式は、表面エネルギー密度の劣微分を含み、通常の偏微分方程式では記述できない。それにもかかわらず自己相似解が存在しうる場合、平衡形の近くでは円柱形のまま成長できることを示し結晶成長分野で直観的に述べられていることの数学的裏付けを与えた。(2)半線形熱方程式の解の爆発問題:解のベキ乗の増殖項を持つ半線形熱方程式の解は爆発しうる。べきが1より大きくソボレフの臨界指数より小さい場合は、解の爆発の度合が拡散項のない場合と同じであることは正値解について既に約20年前に著者らによって証明されていた。これに対して、エネルギーの局所化という新手法により、解の符号条件なしに解の爆発の度合が拡散項のない場合と同じであることを示すことに成功した。(3)全変動写像
遺伝性精神遅滞症遺伝子FMR1の解析を通して知る脳内行動発現ネットワーク機構

トリプレットリピート病の代表例である脆弱X症候群患者では脳の高次機能(特に可塑性)に直接関わることが確実視されている樹状突起上スパインの形態異常が見られる。これはFMR1遺伝子の機能喪失によると考えられているが、その分子機構は不明である。ショウジョウバエをモデル動物として用い、FMR1が位置する遺伝学的分子経路を明らかにするため、FMR1機能の変化が、どのように細胞形態レベルでの変化、そして個体の行動レベル(概日リズムと記憶障害)での変化に至らしめるかを検討した。以下の結果を得た。1.生化学:ショウジョウバエdFMR1蛋白質が形成する複合体を精製し、この複合体にRNAi関連因子AGO2とDmp68、性行動関連因子Lingerer、そして光受容体形成関連因子Rasputinが含まれていることを明らかにした。2.細胞形態:これら変異体を用いて神経・筋結合部位(NMJ)の形態を観察し、dFMR1変異体では神経末端の過成長が、またLingerer変異体では神経末端の萎縮が見られ、dFMR1-Lingerer二重変異体では野生型に近い形態を示した。3.行動:匂い条件付けによるdFMR1変異体の学習記憶行動の解析を行い、(1)dFMR1変異体では短期記憶に顕著な障害があるが、長期記憶は正常であること、(2)学習記憶時のdFMR1遺伝子の発現不全により短期記憶の障害がおこること、(3)dFMR1ではドーパミンレベルが上昇していることが報告されているが、dFMR1同様ドーパミンレベルが上昇しているfmn変異体では非常に顕著な記憶障害が起こること、を見出した。一方、概日リズムの解析から、(4)AGO2欠損変異体では行動リズムの異常は見られないこと、(5)生物時計中枢細胞特異的プロモーターを用いてヒトFMR1を強制発現させると、長周期を示し,dFMR1を過剰発現した場合と同様に生物時計の周期を遅らせること、(6)ユビキタスに働くarmGAL4を用いて、ヒトhFMR1をFMR1欠失変異体に導入すると、短命化していた欠失変異体の寿命が改善され、約70%の個体の活動リズムが回復すること、(7)timeless-GAL4系統を用いて、ヒトhFMR1を欠失変異体に導入すると、7090%の個体の活動リズムが回復すること、を見出した。以下の結果を得た。トリプレットリピート病の代表例である脆弱X症候群の分子機序を解明することを目的とし、ショウジョウバエをモデル動物として用い、脆弱X遺伝子FMR1が位置する遺伝学的分子経路の解析を行った。さらに、FMR1機能の変化が、どのように細胞形態レベルでの変化、そして個体の行動レベル(概日リズムと記憶障害)での変化に至らしめるかを検討した。1)ショウジョウバエFMR1(dFMR1)及びRNAi関連遺伝子の遺伝学的相互作用の解析(塩見春彦):dFMR1蛋白質がRNAi必須因子AGO2と相互作用することを見出していたが、AGO2遺伝子の欠失系統を作成し、さらにdFMR1-AGO

2ダブル欠失ハエ系統も作成した。一方、dFMR1及びAGO2、またはその両方を過剰発現するハエ系統も作成した。これら変異体を用いて、神経細胞及び剛毛(ブリストル)の形態変化を解析し、これら二つの遺伝子が遺伝学的にも相互作用していることが明らかにした。2)dFMR1及びAGO2遺伝子変異体ハエ系統における概日リズムの解析(石田直理雄):上に述べた各種ハエ系統を用いて、これらの概日リズムの変容を休息-活動(locomotor activity)リズムを中心に解析を進めている。3)dFMR1及びAGO2遺伝子変異体ハエ系統における記憶障害の解析(齋藤実):dFMR1変異体の記憶障害をT-maze(2種類の臭いと電気ショックで条件付けることができる装置)を用いて解析した結果、この変異体が記憶障害変異体であることを見出した。また、1)で述べた各種ハエ系統を用いて、どのような学習記憶行動の変化(回復)が現れるかを行動解析し、行動レベルで相互作用を明らかにすることを試みている。(1)dFMR1及びdFMR1関連遺伝子欠失ハエ系統における脳神経系微細構造の解析(塩見春彦):dFMR1と相互作用する遺伝子及びRNAi因子AG02の欠失系統を用い、dFMR1/AG02とのダブル欠失ハエ系統を作製し、シナプスを含めた脳神経系の微細構造を解析した結果、dFMR1変異体lateral neuronで見られる形態異常がダブル欠失系統ではそのさらなる悪化が見られた。(2)修飾遺伝子の同定(塩見春彦):dFMR1を限定的に剛毛で過剰発現する系を立ち上げた。ptc-GAL4及びsca-GAL4というGAL4 driversを用いdFMR1を過剰発現すると剛毛が二股になるという形態変化が観察された。このハエに同時にAG02を過剰発現すると剛毛が二股になるという形態の改善が見られた。この結果は、AG02がdFMR1のサプレッサーであることを示唆する。(3)dFMR1及びdFMR1関連遺伝子変異体ハエ系統における概日リズムの解析(石田直理雄):dFMR1を過剰発現すると休息-活動(locomotor activity)の概日リズムに異常が現れる(長周期となる)ことを見いだした。(4)dFMR1及びdFMR1関連遺伝子変異体ハエ系統における記憶障害の解析(齋藤実):dFMR1変異体の記憶障害をT-maze(2種類の臭いと電気ショックで条件付けることができる装置)を用いて解析した結果、dFMR1変異体ハエが記憶障害変異体であることを明らかにした。つまり、dFMR1変異体ハエは学習できるが(0時間記憶は正常)、1時間記憶は野生型に較べ明らかな低下が見られた。トリプレットリピート病の代表例である脆弱X症候群患者では脳の高次機能(特に可塑性)に直接関わることが確実視されている樹状突起上スパインの形態異常が見られる。これはFMR1遺伝子の機能喪失によると考えられているが、その分子機構は不明である。ショウジョウバエをモデル動物として用い、FMR1が位置する遺伝学的分子経路を明らかにするため、FMR1機能の変化が、どのように細胞形態レベルでの変化、そして個体の行動レベル(概日リズムと記憶障害)での変化に至らしめるかを検討した。以下の結果を得た。1.dFMR1蛋白質が性行動
自閉症の原因遺伝子の単離

自閉症の原因遺伝子の単離を目的とし、候補領域である染色体7q32領域D7S530とD7S684間に存在する遺伝子の網羅的インプリンティング解析を行った。1.新たなる遺伝子の同定染色体7q32領域D7S530とD7S684間に9個の遺伝子(NRF1,UBE2H,HSPC216,KIAA0265,CPA2,CPA3,CPA1,TSGA14,TSGA13)を新たに同定した.イントロンの存在,アミノ酸のコードなどから遺伝子とは認められなかったが,同一転写産物からの2つ以上のオーバーラップしたESTは各遺伝子間に散在して5カ所に認められた.遺伝子のエクソンからのEST以外に,遺伝子内イントロンから転写されたESTは3カ所に見られた.2.TSGA14のインプリンティング解析MESTとTSGA14のゲノム構造のすべてをカバーしたPACクローンの制限酵素地図から,TSGA14はMESTと逆方向に転写され50-kbセントロメア側に存在していることが確認された。TSGA14はTSGA14 l-type、s-type transcriptの2つの転写産物からなり、胎児各組織を用いたRT-PCRによるインプリンティング解析では、胎児の脳,肝,肺,小腸、精巣,腎臓において両TSGA14転写産物は両アレルからほぼ同程度発現しており、インプリンティングを受けていないことが判明した。3.その他の遺伝子のインプリンティング解析インプリンティング遺伝子であるMESTを中心として約1.2Mbにわたる領域に存在する遺伝子の網羅的インプリンティング解析を行ったところ、この領域でインプリンティングを受けている遺伝子はMEST,CIT1,CPA3のみであり、その他の遺伝子ではインプリンティングを受けていないことが判明した。以上よりMEST周囲7q32領域はインプリンティングドメインとして強く制御されてはいず,マウスにおけるIGF-II receptor gene(Igf2r)のように独立したインプリンティングシグナルによって制御されていることが示唆された.自閉症の原因遺伝子の単離を目的とし、本年度に以下の項目に関して新たな結果を得た。1.染色体7q32領域D7S530とD7S684間のPAC/BACクローンの整列化(PAC/BACコンティグ)および転写地図の作成ゲノム刷り込み遺伝子であるMESTを中心として約1.2MbにわたるPAC/BACコンティグを作成し、この領域に既存の遺伝子、STSをマップし、Human Gene Map99に報告されているESTのうち約50個をコンティグ内にマップし転写地図を作成し報告した(Genomics,2000)。2.コンティグ内にマップされた遺伝子/ESTsでゲノム刷り込みを受ける遺伝子の同定。現在までにMEST周囲の遺伝子、ESTに関してゲノム刷り込みの有無を検索し、CIT1における父親姓発現、COPG2の両親性発現を報告し(Genomics,2000)、さらに他の遺伝子CPA3におけるゲノム刷り込みを現在解析中である。今後の研究の展開として、1.7q32領域からの系統的なゲノム刷り込み遺伝子の単離ヒト・マウス雑種細胞でヒト7番染色体(父親由来又は母親由来)を1本のみ含む細胞を用い、コンティグ内の全てのEST、遺伝子に関してゲノム刷り込みの有無を検索することにより、系統的な刷り込み遺伝子の単離を行う。2.Silver-Russell症候群、自閉症患児において、新たに同定された刷り込み遺伝子の突然変異検出自閉症ばかりでなくSilver-Russell症候群においても同領域における遺伝子の関与が示唆されている。今後、Silver-Russell症候群においても、新たに同定された刷り込み遺伝子の突然変異の有無を検索する予定である自閉症の原因遺伝子の単離を目的とし、候補領域である染色体7q32領域D7S530とD7S684間に存在する遺伝子の網羅的インプリンティング解析を行った。

以上よりMEST周囲7q32領域はインプリンティングドメインとして強く制御されてはいず,マウスにおけるIGF-II receptor gene(Igf2r)のように独立したインプリンティングシグナルによって制御されていることが示唆された.
マイクロイメージセンサとマイクロマシンを用いた歯内療法支援ロボットの開発

ダビンチは心臓血管外科や胸腹部外科領域に使用される遠隔操作による双腕型のマスタースレーブ型手術支援ロボットであり、低侵襲手術支援システムとして導入する施設が増えている。しかし、マスタースレーブ型手術支援ロボットの有用性が注目されているのは内視鏡下の縫合・結紮操作が中心となる手術であり、そのまま歯内療法領域に適用することは困難である。本研究では、肉眼では見えないものを可視化する立体画像情報と画像処理技術と駆動範囲制限機構により制御されるヒトの手では実現困難な微細作業や根管内の処置を可能とする次世代型治療支援ロボットの基盤技術の確立を目的とする。根管治療は硬組織に囲まれ、直接見ることが困難な狭小な根管を治療対象としており、歯の内部に広がっている髄腔の立体的な空間認識と限られた空間と視野において微細な操作をする能力が重要である。本研究では、カスタマイズ可能な駆動範囲制限機構を有した歯内療法支援ロボットに物体認識を行うロボットビジョン(ロボットのための視覚機能)と拡張現実ディスプレイを搭載する。これにより、拡張現実(現実環境にコンピュータを用いて情報を付加提示する)とロボットの新規な制御機構による再現性の高い位置制御技術の融合を行う。3D-CTによる根管の現実に実在するかのような立体映像がリアルタイムで裸眼にて正確な位置に表示され、駆動範囲制限機構により高度な位置制御が可能な安全性の高い次世代型治療支援ロボットの実現を目指す。平成27年度には、三次元造形技術を用いたカスタマイズ可能な駆動範囲制限機構を有した治療支援ロボットの開発を行った。研究計画調書の内容と進行状況がほぼ同一のため歯内療法において、歯根および根管の三次元的な形態・位置・方向を立体的に把握することはきわめて重要であり、歯科用実体顕微鏡、歯科用コーンビームCT、根管用内視鏡などは有用な情報となる。歯髄・根尖性歯周組織疾患は、直接目で見えない部位に発症するため、直接見ることのできない部位を直接視覚的に認識することは、適切な歯内治療を行うために非常に重要である。また、根管治療では周囲に干渉するため器具の動きや視野が制限される。このため、限られた空間と視野において根管治療を支援する高精度な歯内療法支援装置は有用である。本研究では、カスタマイズ可能な駆動範囲制限機構を有した歯内療法支援ロボットに物体認識を行うロボットビジョン(ロボットのための視覚機能)と拡張現実ディスプレイを搭載した。3D-CTによる根管の現実に実在するかのような立体映像がリアルタイムで裸眼にて正確な位置に表示され、駆動範囲制限機構により高度な位置制御が可能な安全性の高い次世代型治療支援ロボットの実現を目指した。本課題により、直視できない根管の視覚化と精密な操作を可能とする既存の技術では不可能な次世代の歯内療法を実現する。これまでの歯内療法の体系を変化させる可能性がある。平成28年度には、歯内療法支援ロボット・物体認識を行うロボットビジョン・拡張現実ディスプレイの統合を行なう。標的である歯を見ながら、リアルタイムにその根管内の構造を可視化し、「根管形態、隣接する歯周組織、歯根と上顎洞底や下顎管との関係はどうか」「今操作している位置に根管内部の側枝・破折があるか」「計画通りに根管治療が進んでいるかどうか」「歯内療法支援ロボットは駆動範囲制限機構により設定の通りに制御できているか」「歯内療法支援ロボットの標的位置誤差」など三次元的な識別精度、処理速度を評価し、次世代根管治療機器としての将来的な可能性と問題点を検証する。計測には、レーザ変位計、3Dスキャナ、高精細カメラなどを用いる。歯学購入予定の術野カメラ取付金具を次年度に購入することになったため高速画像制御コンピュータビジョン、拡張現実ディスプレイの高解像化・高画質化・高速化、非接触応力センサ、非接触マイクロアクチュエータを構成する部品の開発・改良費などが必要である。
RA175(SynCAM)ノックアウトマウスにおける機能シナプスの解析

免疫グロブリンファミリーに属すRA175(SynCAM1)は、C末端のPDZ結合領域を介して細胞接着・機能的シナプスの形成に関与している。申請者はRA175のC末端EYFIに結合するタンパクを探索し、複合体を形成する蛋白をプルダウン・免疫沈降・免疫染色法および作成したRA175ノックアウトマウスを用いて解析した。その結果、RA175はPar-3と直接結合すること、特異的な神経回路網作製のために過剰なRA175はデンドライト上で切断されている可能性を示唆した。RA175は免疫グロブリンファミリーに属する神経系と上皮組織に特異的に局在するホモフィリックな細胞接着分子であり、神経細胞の軸索伸長、軸索経路探索、繊維束の形成に関与している。またRA175は、SudhofらによりSynCAMとして機能シナプスの形成に関与する接着蛋白としても報告されているものの、未だ不明な点が多く残されている。RA175(SynCAM)ノックアウト雄マウスは不妊症状を示し、これまでの精巣異常についての解析結果は神経組織およびシナプス伝達機構におけるRA175(SynCAM)の機能の解明に役立つものと確信し、本研究では、後シナプス肥厚上のPDZ領域を持つ分子に焦点をあて、シナプスでRA175(SynCAM)と足場を形成する蛋白を探索し、それに結合するシナプス接着分子や受容体からなる複合体を解析し、これら分子のシナプス情報伝達における機能を明らかにすることを目的として検討を行った。RA175(SynCAM)のC末端のPDZ結合配列に結合する蛋白をマウス胎児ライブラリーからtwoハイブリッド法にて探索し、未知および既知あわせて約十種類の候補遺伝子が得られた。現在擬陽性と陽性との識別過程を行っている。また、RA175の細胞質領域とGRIP, SynGAP, GKAP, PSD95,Shank, Homerなどシナプスに局在が知られているPDZ領域を有する蛋白との相互作用を調べるため、細胞発現系のベクターに導入し、免疫沈降法およびGST融合蛋白法、さらに蛋白を用いたプルダウンアッセイを行い、解析を進めている。RA175/SynCAM1は免疫グロブリンファミリーに属する神経系と上皮組織に特異的に局在するホモフィリックな細胞接着分子であり,神経細胞の軸索伸長,軸索経路探索,繊維束の形成に関与している。C末端のPDZ結合領域(EYFI)を介して細胞接着に関与しており,機能的シナプスの形成に関与しており,RAI75/SynCAMIはシナプス前膜においてCASKと結合していることが知られているが,シナプス後膜で結合する分子については,明らかでない。我々はRA175/SynCAMIのC末端EYFIに結合するタンパクをtwoハイブリットシステムに分離し,プルダウン法,免疫沈降法,免疫染色法によりシナプス後膜にて複合体形成する蛋白を解析,同定した。その結果,1)RA175/SynCAM1はPar-3と直接結合することを明らかにし,作製したRA175/SynCAM1ノッひクアウトマウスを用いて「RA175/SynCM1ノックアウトマウスの精巣におけるPar-3の異常」について報告した(Am J Patho1.,2007)。シナプス形成機構でも,上皮組織における細胞接着ジャンクション形成に基本構造が保存されていることから,シナプス後膜においてもRA175/SynCAMの複合体が存在し,興奮性および抑制性の機能シナプス形成に関与していることが考えられる(投稿準備申)。2)ガンマーシントロフィンがNeuroligin同様にRA175/SynCAMに結合することが明らかになった(投稿準備中)。さらに特異的な神経回路網作製のために,過剰なRA175/SynCAMはデンドライト上で切断されることが明らかになった(投稿中)。免疫グロブリンファミリーに属し最近になってCadm1に名前が統一されたRA175/SynCAM1は、C末端のPDZ結合領域を介して細胞接着・機能的シナプスの形成に関与している。我々はこれまでRA175/SynCAM1のC末端EYFIに結合するタンパクを探索し、プルダウン・免疫沈降・免疫染色法により複合体を形成する蛋白を解析し、RA175/SynCAM1はPar-3と直接結合することを明らかにし、作製したRA175/SynCAM1ノックアウトマウスを用いて解析を行ってきた(Am J Pathol., 2007)。本年度は、下の1)-3)についての結果を得た。1)RA175/SynCAMにはこれまで知られているエクソン7とエクソン9の間が異なるアイソフォームが少なくとも4つの存在し、特異的な神経回路網作製のために、過剰なRA175/SynCAMはデンドライト上で切断されることが明らかにした。またこの切断はtumor necrosis factor-alpha-プロテアーゼ阻害剤により影響をうけることから、tumor necrosis factor-alpha-converting enzyme (TACE)/ADAM17-様プロテアーゼが作用している可能性が示唆された(Neurosci Lett., 2008)

2)RA175ノックアウトマウスの行動解析および生理学的解析についてRA175ノックアウトマウスを129SV系統からC57BL/6J系統に10代継代し、解析を進めている(投稿準備中)。3)共同研究により自閉症患者集団についてRA175/SynCAM1の変異を調べたところ、二種類の変異を見出した。これらの変異が疾病に関与していると示唆された(Biochem Biophys Res Commun., 2008)。
チェルノブイリ原発事故後の長期にわたる甲状腺がん分子疫学調査

チェルノブイリ原発事故後激増した小児甲状腺がんの成因と長期健康影響を明らかにする研究目的で、すでに確立した海外拠点との学術交流による分子疫学調査を計画的に推進することができた。特にWHOやNCRP、EUなど欧米の放射線安全防護に係わる国際プログラムに積極的に参画し、低線量被ばくのリスク評価・管理について交流実績を挙げた。旧ソ連3ヶ国(ベラルーシ、ウクライナ、ロシア)における放射能汚染地域の住民データ、生体試料の収集から遺伝子抽出活動を継続し、放射線誘発甲状腺がん疾患関連遺伝子群の探索を行い、候補遺伝子のSNPs多型を解析した。その結果、DNA損傷修復酵素、がん抑制遺伝子群のSNPsの交洛関係を見出した。同時にChernobyl Tissue Bankという国際共同研究体制の運営に継続参画し、放射線誘発甲状腺がんの潜伏期や被ばく時年齢、病理組織像などの違いを詳細に検討し、臨床像の特徴についての解明を試みた。その結果、放射線被ばくによる甲状腺癌は非被ばくの散発性甲状腺がんと比較してもその予後や再発率に大差なく、通常の診断治療指針の遵守による生命予後の良さを明らかにすることができた。網羅的遺伝子解析の途中結果では疾患感受性遺伝子SNPs候補を見出している。上記研究成果は国内外の学会で報告すると同時に、WHOなどの低線量被ばく安全ガイドラインへの取組に保健医療行政上からも貢献している。放射線の外部被ばくによる発がんリスクだけではなく、放射性ヨウ素類の選択的甲状腺内部被ばくにより乳幼児・小児期被ばくのリスクが明らかにされ、今後の原発事故対策や放射線安全防護基準策定の基盤データの整備につながり社会的波及意義が大きいと期待される。チェルノブイリ原発事故後激増した小児甲状腺がんの発生年齢ピークが、青年から若年成人へと移行している。現地に確立したチェルノブイリ組織バンクを活用し、また国際共同研究を推進し、甲状腺がん症例と対照症例のサンプル数を増やし、DNAチップを用いた網羅的遺伝子多型SNPs解析を行っている。本年度は255症例(放射性誘発甲状腺がん)と596例の対照コントロールについて解析を行い、以下の5標的遺伝子群9箇所のSNPs解析が終了した。ATM;G5557A、IVS22-77T-A、IVS+238C-G、XRCC1;R280H、R399Q、TP53;R72P、XRRC3;T241M、MTF-1,int1、int5。いずれも最終的なGenotypeの確認は直接塩基配列を解析し証明した。主たる研究成果は、これら個々のSNPsでは特徴的な放射線誘発甲状腺がんの感受性や抵抗性を示唆するグルーピングは困難であり、より症例数の増加が望まれる。その一方、これらSNPs組合せによる小児特異的あるいは成人特異的な甲状腺がん疾患感受性遺伝子が存在する可能性が示唆された。これら分子疫学調査に加えて、事故後発症する甲状腺がんが小児期から成人へと移行し、同一環境変異原暴露からの潜伏期の違いで臨床像、病理組織所見、遺伝子変化に違いがある可能性が示唆され、その観点から小児甲状腺がんの特徴を見出し、その診断から治療さらに予後予測を行っている。小児甲状腺がんは病理組織学的に悪性度が高いもののその臨床経過は良好で、現在760例の術後甲状腺がん(含む放射性ヨウ素大量療法)を国際共同プロジェクトの枠組みの中で追跡している。放射能汚染地域で活動する人材育成を目指し、人事交流や技術指導移転などロシア連邦オブニンスク医学放射線研究所、ベラルーシ共和国ミンスク甲状腺がん研究所、ウクライナ内分泌代謝研究所と推進した。さらにWHOとの連携を深め、緊急被ばく医療から晩発性低線量放射線人体影響の各種共同プログラムやガイドラインの策定に参画し、国際協調の下でチェルノブイリ分子疫学調査の推進が可能であった。

平成20年度は、チェルノブイリ原発事故後に発症した甲状腺癌の分子疫学調査を継続し、ベラルーシ、ウクライナ、ロシアの3カ国からの患者情報を元に共同研究を推進し、またセルビア共和国ベオグラード放射線腫瘍研究所からも共同研究者を招聘し、ヒト放射線誘発がんの臨床病理学的解析とデータの比較検証会議を行った。更に京都大学ゲノム医科学センターとの共同研究としてベラルーシ共和国を中心とする新たな生体試料収集を行い、DNA抽出に続いて網羅的遺伝子多型解析を現在も実施中である。ウクライナ共和国キエフ市では、放射線医学研究所および内分泌代謝研究所と共催してワークショップを開催し、今なお継続する放射性ヨウ素内部被ばくによる甲状腺癌の発症増加のピークの成人への移行を明らかにした。ロシア原発労働者における疫学調査の予備会合を国際科学技術センターと共同開催した。分子疫学調査研究の継続に加えて、WHOチェルノブイリ専門家会議、低線量医療被ばく問題会議などへ専門家を派遣し、放射線被曝による甲状腺癌調査結果を報告し今後の研究の展望について協議している。研究成果の一部である被ばく年齢依存性に惹起される遺伝子変異の特徴については、米国ミシガン州立大学、シカゴにおける甲状腺学会、さらにヒューストのMDアンダーソン癌研究所において発表し、低年齢層における放射線被ばくのがんリスク増大を明らかにした。当初からの研究計画に従い、人材交流および試料提供による遺伝子解析は順調であり、臨床データとの照合によるチェルノブイリ原発事故後の甲状腺癌の特徴が明らかにされ、放射線感受性・抵抗性の分子機構解明の国際共同研究が進展している。チェルノブイリ原発事故後激増した小児甲状腺がんの成因と長期健康影響を明らかにする研究目的で、すでに確立した海外拠点との学術交流による分子疫学調査を最終年度も計画的に推進することができた。特にWHOやNCRP、EUなど欧米の放射線安全防護に係わる国際プログラムに積極的に参画し、低線量被ばくのリスク評価・管理について交流実績を挙げた。旧ソ連3ヶ国(ベラルーシ、ウクライナ、ロシア)における放射能汚染地域の住民データ、生体試料の収集から遺伝子抽出活動を継続し、放射線誘発甲状腺がん疾患関連遺伝子群の探索を行い、候補遺伝子のSNPs多型を報告した。同時にChernobyl Tissue Bankという国際共同研究体制の運営に継続参画し、放射線誘発甲状腺がんの潜伏期や被ばく時年齢、病理組織像などの違いを詳細に検討し、臨床像の特徴についての解明を試みた。その結果、放射線被ばくによる甲状腺癌は非被ばくの散発性甲状腺がんと比較してもその予後や再発率に大差なく、通常の診断治療指針の遵守による生命予後の良さを明らかにすることができた。網羅的遺伝子解析の途中結果では疾患感受性遺伝子SNPs候補を見出している。本年度客員教授として招聘したウクライナからの研究者は、原発事故後の精神的影響の取り纏めを行った。上記研究成果は国内外の学会で報告すると同時に、WHOなどの低線量被ばく安全ガイドラインへの取組に保健医療行政上からも貢献している。
ジオセルを活用した補強土擁壁技術の開発と多様な現場条件への適用

本研究では、受入研究者が開発してきた改良型ジオセルの引抜き抵抗発現メカニズムや、それを用いた補強土擁壁の耐震性について検討を行った。まず、一連のジオセルの土中引き抜き試験を実施し、盛土材粒径、およびジオセルサイズが引抜け挙動に及ぼす影響を調べた。試験結果を分析すると、ジオセルには3通りの土中引抜けパターンが存在すると考えられる。1盛土材粒径が大きくジオセルのセルの間隔が狭くなると、セルの受働土圧が十分に発揮されず、セルと盛土材が一体となって引抜ける。この場合、セル数が増加しても、引抜き抵抗は増加せず、むしろ低下することも考えられる。2セル間隔がやや大きくなると、受働土圧が引抜け抵抗の増加に有効に働くが、その間隔が大きくなるにつれて引抜け方向にある前のセルの背面地盤が引抜けと共に乱され、全体の引抜け抵抗が低下する可能性がある。3セルの間隔が十分大きいと、各セルが十分に受働土圧を発揮するが、敷設長当たりのセル数は少なくなるため必ずしも引抜け抵抗は増加しない。これらの解釈はジオセルのサイズに起因する複雑な引抜け抵抗特性を適切に説明できると考えられる。次に、振動台模型実験によるジオセル補強土擁壁の耐震性について検討を行った。比較のために実施した無補強擁壁では、破壊に至るまでの擁壁の変位は比較的小さいが、400galの加速度では変位が急激に大きくなり、脆性的な破壊挙動を呈した。一方、改良型ジオセル補強土擁壁は、加速度が400galを大きく超えても安定性を保ち、高い変形能を示したまま約800galを超えた付近で崩壊した。また、DIC法による画像解析より、補強領域内のせん断ひずみは入力加速度が大きくなっても十分抑制されていることが確認された。この傾向は、補強土擁壁が地震動に対し延性的な変形挙動を示したことと密接な関係がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、盛土擁壁背面の新たな引張り補強材を開発と、その補強効果発揮メカニズムを明らかにすることを目的としている。本研究では、様々な粒径の現場発生土もその内部に収めることが可能で、かつ立体構造に起因する高いアンカー力が期待できるジオセルに着目した。昨年度は、一連のジオセルの土中引き抜き試験を、粒径の異なる礫質土盛土地盤に対して実施した。各セルについて、異なる高さと間隔を有するジオセル模型による引抜き試験も実施し、盛土材粒径、およびジオセルサイズがジオセルの引抜け挙動に及ぼす影響を調べた。その結果、ジオセルには3通りの土中引抜けパターンが存在することを見出した。具体的には、盛土材粒径が大きくジオセルのセルの間隔が狭くなると、セルの受働土圧が十分に発揮されず、セルと盛土材が一体となって引抜ける(block failure)。また、セルの間隔がやや大きくなると、引抜け方向にある一つ前のセルの背面は引抜けと共に乱され、全体の引抜け抵抗が低下する場合がある(interference failure)。更に、セルの間隔が十分大きいと、各セルが十分に受働土圧を発揮するが、敷設長当たりのセル数は少なくなる。次年度では、これらの引抜けパターンと盛土材粒径・ジオセルサイズとの関係を詳細に調べる予定である。その他、昨年度は、ジオセルと従来の面状補強材を用いたこれまでの振動台模型実験結果を整理すると共に、画像解析を用いて過去の実験の再分析を実施した。昨年度はジオセルの引抜き試験を中心に実施し、多くの貴重なデータを取得することができた。顕著な成果は、ジオセルの引抜け挙動には3つのモードがあることを実験的に示したことであり、これは周辺地盤とジオセルサイズとの相互作用に起因すると考えられる。このような複雑な挙動は、従来の面状補強材による検討では確認されないものであり、これを理解することはジオセルを用いた補強土擁壁の開発には非常に重要なものである。昨年度の成果は国際会議に投稿済みであり、国際誌にも2編投稿予定である。

比較のために実施した無補強擁壁では、破壊に至るまでの擁壁の変位は比較的小さいが、400galの加速度では変位が急激に大きくなり、脆性的な破壊挙動を呈した。一方、改良型ジオセル補強土擁壁は、加速度が400galを大きく超えても安定性を保ち、高い変形能を示したまま約800galを超えた付近で崩壊した。また、DIC法による画像解析より、補強領域内のせん断ひずみは入力加速度が大きくなっても十分抑制されていることが確認された。この傾向は、補強土擁壁が地震動に対し延性的な変形挙動を示したことと密接な関係がある。盛土擁壁背面の補強材として一般に用いられているジオグリッドなどの面状補強材は、高い耐震性を有することが昨今の地震により示されてきたが、依然として補強土技術の一般構造物への適用・普及に課題が残されている。補強土技術の普及を妨げている要因の一つに、既存の補強土技術では高品質な盛土地盤材料と施工技術(締固め)が常に要求されることが挙げられる。昨年度行った実験は、十分締固められた盛土地盤を対象に実験を実施してきたが、次年度は盛土の品質によらず、要求される性能を実現し得る盛土補強材を開発することを目的とし、締固め度の低い盛土や現場発生土も対象として実験を行う。その他、ジオセル引抜け時の周辺地盤との相互作用をより正確に把握するため、改良した一面せん断試験機を用いて土粒子の挙動とひずみの発達を画像解析により検討する、平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。