hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機溶剤暴露指標としての揮発性尿中有機溶剤濃度測定のための尿試料の採取と保存方法

半量状態では,冷蔵および凍結保存とも,3日後の濃度は80%以下となった.保存15日後の濃度は,[満水・冷蔵]>[半量・凍結]>[半量・冷蔵]であった.3.β-シクロデキストリン誘導体の尿への添加:水溶性のβ-シクロデキストリン・ヒドロキシアルキル誘導体(CD)を尿へ添加(CD濃度1.7, 0.8, 0.4W/V%)すると,CDの添加量が多いほど,トルエンおよびトリクレンとも保存性が向上(1015%)した.さらに,CDを添加した場合,凍結保存も有効であった.4.尿中有機溶剤測定(キャピラ-ガスクロマトグラフ法)の標準液の多成分同時調整方法:n-ヘキサン,トリクレン,パークレン,トルエンおよびm-キシレンをCDの10W/V%水溶液に溶かして標準液とした(濃度は各々,77,110,98,95,82μmol/L).n-ヘキサンを除く4溶剤の回収率は,2日後で95%以上と安定であった.CDが有機溶剤と抱接化合物を形成することを利用して,標準液の多成分同時調整方法が開発できた.満水保存の有効性と水溶性β-シクロデキストリン誘導体の添加保存の有効性,さらに,尿中有機溶剤の測定方法を確立することができた.ほぼ平成7年度度の計画書通りに研究を進めることができた.平成8年度は,有機溶剤の個人暴露濃度と尿中濃度の関係を追求する計画である.本研究では,尿中有機溶剤測定のための有効な(現場で利用できる)尿試料の採取及び保存方法(有機溶剤の揮発性に対処できる)を開発すること,特に本年は,開発された尿試料の採取及び保存方法を用いて,実際に現場で,有機溶剤暴露濃度と尿中濃度を測定し,両者の関係を明らかにすることを目的とした.平成8年度は計画書に則り,以下の研究結果を得た.1)暴露濃度と尿中濃度の関係:有機溶剤作業場で,作業者の有機溶剤暴露濃度測定(個人暴露濃度用ガスバッジを使用)と尿中有機溶剤濃度測定を実施し,両者の関係(回帰式,相関係数)を求めた.有機溶剤の暴露濃度(x)と尿中濃度(y)は,よい直線関係を示した.相関係数および回帰式は,トルエン[r=0.950,y=0.0270x],MIBK[r=0.900,y=0.352x],MEK[r=0.919,y=0.519x],IPA[r=0.940,y=1.095x]であった.2)許容濃度暴露相当の尿中濃度:上記で求めた回帰式から,許容濃度暴露に対する尿中濃度を算出した.各々の有機溶剤の暴露濃度と尿中濃度の回帰直線から求めた100ppm有機溶剤暴露相当値は,トルエン=2.70,MIBK=35.2,MEK=51.9,IPA=110μmol/Lであった.3)尿濃度の補正:尿中代謝物では,尿濃度の補正のためにクレアチニン補正,比重補正が有効であることが報告されているが,尿中有機溶剤の場合の有効な補正法について検討した.有機溶剤の曝露濃度と,尿中有機溶剤の(1)未補正濃度,(2)クレアチニン補正濃度および(3)比重補正濃度との相関係数を比較した.その結果,尿中代謝物のように,補正を加えても相関係数は改善されなかった.未補正値の相関係数がもっとも1に近かった.本研究により,尿中有機溶剤測定のための尿試料の保存方法が確立でき,曝露濃度と尿中濃度に強い直線性があることが示せた.今後,暴露指標としての尿中有機溶剤の研究が加速的に進展するものと考える.
静電気力学的効果による生体高分子の超マイクロマニピュレーション

本研究は,微細電極中に作られた高周波高電界を用いて、核酸・タンパクなどの生体高分子を分子1本1本のレベルで扱えるマイクロマニピュレーションの手段を開発し,生体高分子を基板上に配列固定する手法の基礎的研究を行なうことを目的とし,次の成果を得た。1.DNAの生物学的活性を失わずに固定する方法の開発:DNA分子を,分子全面にわたって固定してしまうと,RNAポリメラーゼがDNA上でRNAを合成するとき,あるいは制限酵素がRNAを切断するときなどに,固定した部位が立体障害として働き,DNAの読み出しや制限部位での切断ができなくなってしまうことを見い出した。この問題を解決するため,アビジン・ビオチンの分子間結合を利用してDNAの両端のみを基板上に固定する手法,および、DNAの長さよりわずかに短い間隙を持つ電極を用いてDNAの両端のみを固定する手法を開発した。さらに,これを用いて,DNAポリメラーゼがDNA上を移動していく様子の直接観察を行ない,この酵素の転写開始部位への到達のメカニズムを明らかにした。2.1本鎖DNAの固定法に関する研究:塩基が外部に露出する1本鎖DNAを伸長・固定することができれば,トンネル顕微鏡による塩基配列の直接読み出しなどの応用が開ける。しかしながら,1本鎖DNAは電気力により伸長することができないので,まず,2本鎖DNAを伸長・固定しておき,その後にヌクレアーゼを作用させて固定1本鎖DNAを得る技術を開発した。3.人工膜の作成法に関する研究:DNAやタンパクなどを固定する基板として,微細加工技術を用いて製作されたオリフィスに表面処理による表面電荷制御を施してここに黒膜を展開する手法を開発した。これらの研究成果により,電気力学的手法によるDNA分子の固体基板上への固定の技術が確立され,また,脂質膜基板を用いた配向・固定へ道を開くことができた。
膵星細胞の活性化機構の解明と膵星細胞をターゲットにした新しい膵炎治療法の開発

平成14年度において、ラット膵星細胞を用いた検討により以下の結果を得た。1.膵星細胞の増殖をin vitroにおいて最も強力に刺激する血小板由来増殖因子(PDGF)-BBは、MAP kinasesの1種であるERK系とphosphatidylinositol 3-kinase/Akt系を活性化する。特異的阻害剤を用いた検討により、PDGFによる細胞増殖誘導は、主にERK系の活性化を介して行われ、PI3-kinase/Akt系の関与は小さいこと。また、PDGF刺激は膵星細胞のchemotaxisを誘導することをはじめて明らかにし、その誘導はPI3-kinase/Akt系が主に、ERK系が一部関与することを明らかにした。2.炎症時の白血球-上皮/血管内皮間相互作用に重要なintercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)発現機構について検討した。培養により活性化された膵星細胞では、無刺激下においても恒常的にICAM-1の発現が認められた。IL-1やTNF-α刺激により、その発現は増強したが、その発現誘導は主に転写因子NF-□Bの活性化を介するものであり、MAP kinasesの関与は薄かった。3.急性および慢性膵炎の主要な原因であるアルコールの膵星細胞に対する作用について検討した。臨床的濃度とされる50mMのエタノールおよび200μMのアセトアルデヒドで処理すると、ERK,、JNK、p38 MAP kinasseおよび転写因子AP-1の活性化が認められた。NF-kBの活性化は認められなかった。エタノールおよびアセトアルデヒドは、コラーゲン遺伝子の発現を増強し、その増強効果はp38 MAP kinaseを介していた。
新規エルゴステロール結合両親媒性化合物の探索

エルゴステロール修飾シリカゲルを用いて微生物培養液からエルゴステロールに結合する天然物を探索した。放線菌の培養液抽出物(Streptomyces sp. K16-0477株)から新規物質ジピリマイシンBを発見した。ジピリマイシンBの精製は培養液を酢酸エチルで抽出した後、エルゴステロール修飾シリカゲルで精製を行うことで、ほぼ完了した。よって、エルゴステロール修飾シリカゲルに結合する化合物は本樹脂を用いることで容易に精製することができる。ジピリマイシンBの類縁物質としてジピリマイシンAも見いだされたが、エルゴステロール修飾シリカゲルには結合しなかった。ジピリマイシンAはカルボン酸を有し、ジピリマイシンBはカルボン酸の代わりにアミドを有しており、エルゴステロール修飾シリカゲルへの結合はアミドが重要であることが示唆された。現在、800サンプルを処理し、29化合物を推定新規化合物として、精製・構造決定を進めている。そのなかで、Streptomyces sp. K16-0477株が生産する化合物で部分構造にテトラミン酸とトリメチルアミンを有する新規物質が得られている。スケールアップして最終的な構造を確認している。また、LC-MSで同定できた既知物質のプロファイルを解析した結果、Si-ES樹脂と結合する化合物はポリエンだけでなく、窒素を含む化合物がよく検出され、全体の8割を占めていた。Si-ES樹脂と結合する化合物のCLog Pは0から2付近に塊を見せ、両親媒性物質とよく親和性を有していることが示唆された。エルゴステロール修飾シリカゲルを用いたスクリーニングで新規物質が見いだされており、さらに、本樹脂は富士シリシア化学より販売することになった。本樹脂と結合する化合物は両親媒性物質は得られているが抗真菌活性が見られない化合物もある。今後、シリカゲルに結合したエルゴステロールの修飾率やエンドキャッピングの検討が必要になってくる。今後、Streptomyces sp. K16-0477株が生産する新規物質の構造決定および推定新規物質の精製・構造決定、取得できた新規物質の抗真菌活性を始め、様々な生物活性評価系での測定を行う。真菌の細胞膜主要成分であるエルゴステロールを標的分子とする新たな評価系を構築し、北里微生物ライブラリーから新規抗真菌剤を探索することを目的とする。Amphotericin Bは、その高い有効性から50年以上、深在性真菌症治療薬のゴールドスタンダードとして使用されてきた。しかし、動物細胞膜の主要脂質成分であるコレステロールとの選択性は完全なものではなく、腎毒性など重篤な副作用を発現する場合もある。エルゴステロールと親和性の高い低分子化合物を探索し、安全性の高い真菌症薬の候補化合物を見いだす。本研究は放線菌培養液抽出物から生物活性ではなく、エルゴステロール結合樹脂を利用し、エルゴステロールと特異的に結合する化合物を探索することを目的に進めてきた。その結果、ポリエン系化合物以外の化合物もエルゴステロールーシリカゲル樹脂に結合し、メタノールで溶出されてくることがわかってきた。その特徴として、炭素、水素、酸素からなる化合物だけでなく、窒素を含む化合物が検出されることがわかった。エルゴステロールーシリカゲル樹脂を用いて新規物質を探索することを目的とした。放線菌の培養液を探索源に用い、スクリーニングを進めた結果、Amycolatopsis sp. K16-0194が生産するdyprimicin Bがエルゴステロールーシリカゲル樹脂に結合することがわかった。精製し、構造解析後、dyprimicin Bはジピリジン骨格を有するユニークな二次代謝産物であることがわかった。また、エルゴステロールーシリカゲル樹脂に結合しない同骨格のdyprimicin Aが取得できた。dyprimicin AおよびBの構造的違いはAがカルボン酸、Bがアミドであった。エルゴステロールーシリカゲル樹脂への結合はdyprimicin Bが保有するアミドが影響していることがわかった。放線菌培養液抽出物210サンプルを処理し、LC/MSで解析した結果、21既知化合物が同定された。様々な骨格の化合物が検出されているが、同じ官能基を有する化合物も見出されており、興味が持たれる結果となった。また、抗真菌活性が報告されていない化合物も検出された。放線菌培養液からSi-ES樹脂を用いて新規物質の探索をPC screeningで行った。新規物質と推定された化合物の中からAmycolatopsis sp. K16-0194が生産するK16-0194AおよびBに注目した。本菌株の培養液抽出物には19分(K16-0194 A)および20分(K16-0194 B)あたりに溶出される2つの化合物が含まれており、Si-ES樹脂にはK16-0194 Bがエルゴステロールーシリカゲル樹脂に結合した。K16-0194AおよびBを精製し、構造解析の結果、両化合物はピリジンが2つ結合したジピリジン骨格を有していた。K16-0194AおよびBの構造違いはカルボン酸(A)およびアミド(B)であった。

放線菌の培養液抽出物(Streptomyces sp. K16-0477株)から新規物質ジピリマイシンBを発見した。ジピリマイシンBの精製は培養液を酢酸エチルで抽出した後、エルゴステロール修飾シリカゲルで精製を行うことで、ほぼ完了した。よって、エルゴステロール修飾シリカゲルに結合する化合物は本樹脂を用いることで容易に精製することができる。ジピリマイシンBの類縁物質としてジピリマイシンAも見いだされたが、エルゴステロール修飾シリカゲルには結合しなかった。ジピリマイシンAはカルボン酸を有し、ジピリマイシンBはカルボン酸の代わりにアミドを有しており、エルゴステロール修飾シリカゲルへの結合はアミドが重要であることが示唆された。現在、800サンプルを処理し、29化合物を推定新規化合物として、精製・構造決定を進めている。そのなかで、Streptomyces sp. K16-0477株が生産する化合物で部分構造にテトラミン酸とトリメチルアミンを有する新規物質が得られている。スケールアップして最終的な構造を確認している。また、LC-MSで同定できた既知物質のプロファイルを解析した結果、Si-ES樹脂と結合する化合物はポリエンだけでなく、窒素を含む化合物がよく検出され、全体の8割を占めていた。Si-ES樹脂と結合する化合物のCLog Pは0から2付近に塊を見せ、両親媒性物質とよく親和性を有していることが示唆された。エルゴステロール修飾シリカゲルを用いたスクリーニングで新規物質が見いだされており、さらに、本樹脂は富士シリシア化学より販売することになった。本樹脂と結合する化合物は両親媒性物質は得られているが抗真菌活性が見られない化合物もある。今後、シリカゲルに結合したエルゴステロールの修飾率やエンドキャッピングの検討が必要になってくる。Amycolatopsis sp. K16-0194が生産するdyprimicinは生産培養を重ねるにに従い、その生産性は低下し、最終的に生産しなくなった。そこで、培地成分の交換や削除などの生産培地の検討を行いう。得られたdiprymicinを様々な生物活性の評価を行い、有用な生物活性を見いだしていく。エルゴステロールーシリカゲル樹脂を用いたスクリーニングを継続し、新規物質を見いだしていく予定である。今後、Streptomyces sp. K16-0477株が生産する新規物質の構造決定および推定新規物質の精製・構造決定、取得できた新規物質の抗真菌活性を始め、様々な生物活性評価系での測定を行う。
授業研究における「ピザ型」学力評価枠組みの構築

最終年度までには、十分なデータ分析には及ばなかったが、子どもの言語活動を活性化させ学力向上が期待される授業には、以下2点の共通点が確認された。第一は教育課程に共通した特徴である。単元を見通して教育計画を立案し授業実践に取り組む教師は、学級の子どもに習得させたい知識・技能や教科内容が導出される科学や文化および生活現実における援用可能性から批判的に教材を解釈している。第二は子どもの活動の共通点である。観察した授業では、習得活動の充実と学習意欲の向上を目標として、子どもの話し合いが導入されるだけでなく、授業目標の達成にとって不可欠で授業を子ども自身のものとするような諸活動が展開されていた。前年度に収集した授業研究関連データをもとに、授業時間内の教師と子どもの発話を時間軸に即して配置した授業プロトコールと教科単元および学習履歴を子ども毎に集積した学習ノートのデータベースを作成した。次に、プロトコールとデータベースを用いて、学級集団全体が単元学習中に用いることばの変化(主観的印象)と単元目標および各授業時間における学習目標達成の度合い(客観的成果)を関連づけ、授業における言語活動の分析指標を確定した。さらに、データ収集の前後に授業者である担任教師に行ったインタビューをもとに、観察児童を学習をリードするリーダー(A群)および学習に困り感のある子ども(B群)、授業改善に伴い活躍が期待できる子ども(C群)の3群にわけたマップを作成した。上述した3群のうちC群の子どもたちの言語活動のうち授業プロトコールにおいて把握されるものは、A群の子どもたちにリードされて活性化されることが判明した。また、C群に属する子どものデータベースを比較検討することで、彼らの学習においては、生活経験と学習内容の比較や既習経験を用いた未収事項の学習などの言語活動が活性化していることが明確になった。これらの傾向は、異学年・異教科で収集した授業データからも導きだされ、これまで学校における実践的研究として授業改善の中核を担ってきた方法論である授業研究において現場教師が印象として漠然として把握してきた成果を、量的データと質的データの両側面から実証する結果となった。このような授業分析からは、子どもの言語活動を活性化する際に原則となる授業構想の要因についても明らかになった。教科書に記載された内容を授業において合意・確認された内容を加えて再構成しなおす教科内容構成のプロセスに子どもが参加することは、子どもの言語活動を活性化する可能性をもつのである。PISA型学力評価枠組みに基づく授業研究を岡山市内公立小学校で実施した。授業場面の記録前には、授業構想にあたる学習指導案の検討を担当教員と共同で行い、学力形成を志向した学習指導の仮説についての共通理解を図ると共に、当該教科書単元及び教材を使った授業を実施することで学習における言語活動の変化が予想できる児童の抽出を行った。次に実際に実施された授業場面をビデオで記録し、さらに授業中に児童が作成した学習ノートを収集することで、PISA型学力評価枠組みを検討するための基礎データの収集にあたった。現在、多くの学校においてPISA型学力向上のための様々な取組が展開されている最中であるが、学校におけるそれら実践研究は日常校務の合間をぬって行われるものが多く、1時間ないし一単元の授業における児童の学習を言語の変化を観点として精緻に分析する授業研究は実施されにくくなっている。単元終了後の既製品テストによる児童の学習状況の把握や参観者の印象に基づく抽象的な授業批評にとどまることのない上述したようなデータの収集に基づく授業研究は、PISA型学力向上のために構想・導入された新たな指導方法の効果を測定する有効な手段であることが、協力を得た公立学校の教員からも評価された。とりわけ、今年度の授業研究では、教科書に教材として掲載される問題状況を児童の日常生活から再構成した自主開発の教材及びそれらを用いた学習内容の思考と表現に適した思考メディアの活用が、単に児童一人ひとりの学習における言語活動を活性化させるだけでなく、授業集団における学習内容を媒介としたコミュニケーションを活性化し、教科学習の成果をもって日常生活を読み解くPISA型学力の形成を促進することが明らかになった。PISA型学力評価枠組みに基づく授業研究を岡山市内公立小学校において実施した。ビデオ等による授業記録の前には、授業構想にあたる学習指導案の検討を協力教員とともに行い、学力形成を目指した学習活動の仮説について合意を得るとともに、当該の教材を使った授業を実施することで生じる表現の変化が顕著に生じる授業場面を確定した。次に、実際に実施された授業場面をビデオカメラで記録し、さらに授業後に児童が作成した学習プリントの情報を収集することで、PISA型学力評価枠組みを検討するための基礎データの収集にあたった。教科学習における言語活動を重視した授業実践は、現行学習指導要領の理解および教科書教材の普及にともない定着しつつあるが、授業改善の視点として学力評価の枠組みが活用されることは一般にまだ希である。単元を通した言語活動と習熟内容の変化を担当の教員のみならず、児童本人や児童相互に確認することを促進するPISA型学力の評価枠組みによる授業研究は、活用力向上のために構想・導入された新たな指導方法の効果を測定することのできる有効な手段であることが、協力教員からも引き続き評価された。とりわけ、今年度の授業研究においては、単元後半の活用場面で用いる教材の工夫と児童自身による教材選択によって育成される授業内容構成過程への参加が、単に児童一人ひとりの言語活動を活性化させるだけでなく、教科学習の成果を活用して教科の本質に迫るPISA型学力を形成する可能性をもつことが明らかになった。

本年度は、ワークシートやノートに固定される言語活動を授業研究における分析対象とすることで、教科内容に関する知識理解および技能習得の促進とその知識を活用した多様な問題解決行動とを構造的に分析する予定であった。この「活用力」と学校における言語活動との相関は、文科省および国立教育政策研究所共催の「全国学力・学習状況調査」でも注目されている分析視点ではあるが、本研究で扱った事例は以下の三点において先進的である。まず、言語活動の導入が教科目標の達成と対立する教科における言語活動の分析に着手したことをあげる。従って、第二に、家庭学習のような正課時間外でも言語活動が仕組まれる体育のような教科では、事後に学習活動を反省することが学校における言語活動の活性化に対して重要な意味を持つと考えられる。同時にこのことは、学級集団やその内側にある小集団の目標達成の過程が、個人の言語活動に依拠しているという知見をも予感させる。なお、本来であれば平成26年度前述した活用力の分析に着手する予定であった。しかしながら、身体表現およびその変化のデータ化し整理することと、それらと言語活動を総合的に分析する枠組みづくりに時間を奪われ、目標とする最終成果報告書を出すことができなかった。最終年度までには、十分なデータ分析には及ばなかったが、子どもの言語活動を活性化させ学力向上が期待される授業には、以下2点の共通点が確認された。第一は教育課程に共通した特徴である。単元を見通して教育計画を立案し授業実践に取り組む教師は、学級の子どもに習得させたい知識・技能や教科内容が導出される科学や文化および生活現実における援用可能性から批判的に教材を解釈している。第二は子どもの活動の共通点である。観察した授業では、習得活動の充実と学習意欲の向上を目標として、子どもの話し合いが導入されるだけでなく、授業目標の達成にとって不可欠で授業を子ども自身のものとするような諸活動が展開されていた。以前の授業研究の成果と課題に基づき収集する言語活動データを増やすにつれ、それらの整理と分類に一層の労力が必要となっている。加えて、協力教員の教育活動を妨げないような形で授業実践を記録するために、分析の基礎作業である画像および文字データを電子情報へと変換する作業を担う大学院生の確保が困難になっている。研究計画の進捗に伴うデータ収集の変化とそれらを加工する人的資源の不足から、今年度収集したデータの本格的な分析には着手しておらず、結果的に研究期間中に得た知見の総括も遅れている。教育方法学計画延長のための既に提出済みの申請書類に記載したとおり、昨年度収集したデータの整理と分類を急ぎ、昨年度実施した国語と体育の授業研究において得られた知見の分析を行う。また、これまで行った授業研究を総括し、言語活動の変化を評価枠組みとした授業研究に関する提言を最終報告集において検討する。これまでに収集されたデータは、二つの学年及び二つの教科によって実施された授業であった。このデータから上述したプロトコールとデータベース作成を行ったわけであるが、事前の計画立案の際には予想できなかった二つの原因から授業内言語を可視化・固定化する作業には時間がかかった。
ルーティングアルゴリズムのリアルタイム耐故障化に関する研究

通信ならびに半導体技術の飛躍的発展に伴い、コンピュータネットワークは飛躍的に拡大しつつある。その結果、離れた場所の多数の計算機をネットワークで有機的に結合した大規模な情報通信システムが現実のものとなってきている。コンピュータネットワークにおける基本的かつ重要な機能にルーティングがある。大規模な情報通信システムの一部で異常が起こり、それがネットワーク全体に波及して甚大な社会的影響を及ぼす状況になってきている。こうした状況を回避し、正常な情報通信サービスを提供し続けるためには、障害の回復をリアルタイムに行う必要がある。これを行うための有力なアプローチの1つとして、ネットワークに論理的な階層構造であるクラスタを導入し、ルーティングを階層的に行う階層ルーティングがある。本研究では、この階層ルーティングをリアルタイム耐故障化する際の基礎的考察を行っている。階層ルーティングが行われる階層ネットワークに対して、リンク障害の波及を小さく抑えることができるネットワーク形状の満足すべき条件、及び、その具体的形状を示している。得られた条件を考慮することにより、ネットワーク内に障害が発生した場合でも、その障害の波及をネットワークの一部に局所化した形で、ネットワークの他の部分における階層ルーティングの継続が可能となる。また、得られた成果は大規模コンピュータネットワークを論理的、あるいは、物理的に分割して、階層的に管理する際に有効である。また、既存のLAN、及び、WANを統合して階層的に管理する際にも有効である。更に、本研究で得られた結果は、VLSI/WSIの回路構成にも応用可能である。例えば、構成部品の障害によりVLSI/WSI内の回路を再構成する際に、得られた結果を用いることにより、再構成の際、性能を維持するために重要である配線距離の増加を低く抑えることができる。
コラーゲン／β型リン酸三カルシウム複合体の骨伝導性と生体内崩壊性の評価

本研究の目的は、ウシ真皮由来吸収性コラーゲンスポンジと多孔性β型リン酸三カルシウム(β-TCP)小顆粒の複合体は既存の臨床的無機物/コラーゲン複合体材料よりも優れた骨伝導能と生体内崩壊性を示すかどうかを検証することである。β-TCP/コラーゲン複合体を埋入したラット頭蓋冠臨界サイズ骨欠損は、限定的な未成熟骨梁と多量の材料残渣をみた既存の複合体材料埋入欠損と大きく異なり、移植材料のほぼ完全な置換を伴う密で連続性のある成熟した骨組織で被覆された。β-TCP/コラーゲン複合体は、骨芽細胞の石灰化能を亢進することにより、既存の複合体材料よりも優れた骨伝導能と生体内崩壊性を示すことが明らかとなった。効果的な新規骨生体材料の開発は骨再生治療を発展させ、インプラント治療の適応拡大につながる.しかし未だ良好な付形性、高い機械的強度および良好な生体親和性を全て具備した生体材料はない.本研究の目的は、前臨床試験として、厚生労働省認可材料のコラーゲンスポンジとベータ型リン酸三カルシウム(b-TCP)を組み合わせたコラーゲン/b-TCP複合体がラット頭蓋骨骨欠損モデルの骨治癒に与える影響を検証することで、このb-TCPコラーゲン複合体の骨増生術における有効性を検証することである.b-TCPコラーゲン複合体、対照の脱タンパク牛骨顆粒コラーゲン複合体を直径5.0mmのラット頭蓋骨欠損へ埋入した.術後10週に組織学的および組織形態計測学的評価を行った.術後10週において,b-TCPコラーゲン複合体は埋入部位の体積を減少させずに密で厚い成熟骨組織に置換された.一方,脱タンパク牛骨顆粒コラーゲン複合体を埋入した骨欠損内では,新生骨の形成量は少なく、顆粒を取り囲むように未成熟の骨組織が観察されたのみであった.b-TCPコラーゲン複合体は,ラット頭蓋骨クリティカル・サイズ骨欠損において,材料内部で骨梁形成をうけ,その後,成熟骨組織に完全に置換された.これら所見は,b-TCPコラーゲン複合体の優れた骨伝導性,生体内崩壊性および骨刺激活性を支持するものであった.本研究結果により、このb-TCPコラーゲン複合体は、臨床操作が行いやすい付形性と軟組織からの圧力に耐えうる適度な機械的強度を示しつつ、すぐれた骨伝導能と生体内崩壊性を発揮する理想的な骨補填材料となりうること、抜歯後のソケットプリザベーションや歯槽骨造成術における有効な骨補填材料となりうることが示唆された。効果的な新規骨生体材料の開発は骨再生治療を発展させ、インプラント治療の適応拡大につながる.しかし未だ良好な付形性、高い機械的強度および良好な生体親和性を全て具備した生体材料はない.本研究の目的は、前臨床試験として、厚生労働省認可材料のコラーゲンスポンジとベータ型リン酸三カルシウム(b-TCP)を組み合わせたコラーゲン/b-TCP複合体がラット頭蓋骨骨欠損モデルの骨治癒に与える影響を検証することで、このb-TCPコラーゲン複合体の骨増生術における有効性を検証することである.b-TCPコラーゲン複合体もしくは対照のコラーゲンスポンジを直径5.0mmのラット頭蓋骨欠損へ埋入した.術後4および8週に組織学的および組織形態計測学的評価を行った.術後4週において,b-TCPコラーゲン複合体は,生体内崩壊するとともに,材料内外から骨芽細胞と結合組織様組織の侵入を受けた.最終的に,b-TCPコラーゲン複合体は埋入部位の体積を減少させずに緻密で厚い成熟骨組織に置換された.一方,対照コラーゲンスポンジを埋入した骨欠損内では,薄い線維様組織のみ観察された.b-TCPコラーゲン複合体は,ラット頭蓋骨クリティカル・サイズ骨欠損において,材料内部で骨梁形成をうけ,その後,成熟骨組織に完全に置換された.これら所見は,b-TCPコラーゲン複合体の優れた骨伝導性,生体内崩壊性および骨刺激活性を支持するものであった.本研究結果により、このb-TCPコラーゲン複合体は、臨床操作が行いやすい付形性と軟組織からの圧力に耐えうる適度な機械的強度を示しつつ、すぐれた骨伝導能と生体内崩壊性を発揮する理想的な骨補填材料となりうること、抜歯後のソケットプリザベーションや歯槽骨造成術における有効な骨補填材料となりうることが示唆された。

ウシ真皮由来の生体吸収性コラーゲンスポンジと多孔性β型リン酸三カルシウム(β-TCP)小顆粒からなる複合体は良好な臨床的操作性,優れた骨伝導能と生体内崩壊性を示す.本研究の目的は,ラット頭蓋冠臨界サイズ骨欠損モデルを用いて,このβ-TCP/コラーゲン複合体の骨伝導および生体内崩壊性に関して,市販の動物由来ハイドロキシアパタイト(HA)顆粒/コラーゲン複合体であるBio-Oss Collagenと比較することである.顆粒径0.150.8mmで75%の多孔率をもつβ-TCPとウシ真皮由来の溶解性コラーゲンスポンジを混和することによりβ-TCP/コラーゲン複合体を作製した.β-TCPとコラーゲンの乾燥重量比は4対1とした.ラット頭蓋冠に直径5.0mm骨欠損を2つ作成しBio-Oss Collagenもしくはβ-TCP/コラーゲン複合体をそれぞれ填入した.術後6週および10週にて,ヘマトキシリンーエオジン染色の脱灰組織切片を作製し,組織学的および組織形態計測学的分析を行い骨欠損内の骨治癒を評価した.術後6週にて,Bio-Oss Collagenを填入した骨欠損内は骨梁構造を認めない豊富な線維性組織であったのとは異なり,β-TCP/コラーゲン複合体を填入した骨欠損は密な結合組織を伴う未熟な骨組織を含んでいた.術後10週にて,β-TCP/コラーゲン複合体を填入した骨欠損は密で,連続性のある,成熟した骨組織で覆われ,複合体の骨組織への置換が観察された.しかしながら,Bio-Oss Collagenを填入した骨欠損では,わずかな量の未熟な骨梁構造と多量の残存Bio-Oss顆粒を含む密な結合組織のみ確認された.組織形態計測学的分析により,β-TCP/コラーゲン複合体は,Bio-Oss Collagenよりも,多くの骨組織の形成と残存材料の生体内吸収を伴い,多くの組織増生を引き起こすことが示された.β-TCP/コラーゲン複合体は,Bio-Oss Collagenよりも,形成とリモデリングをもたらす,優れた骨伝導能と良好な生体内崩壊性を示すことが示唆された.歯科補綴学本研究の目的であるb-TCPコラーゲン複合体充填後のラット頭蓋骨クリティカルサイズ骨欠損の治癒晩期までの骨形成過程および生体内崩壊性に関する詳細な組織学的および組織形態計測学的評価を行うことができており、また、当初の仮説の通りの良好な結果が得られているため本研究の目的であるb-TCPコラーゲン複合体充填後のラット頭蓋骨クリティカルサイズ骨欠損の治癒中期までの骨形成過程および生体内崩壊性に関する詳細な組織学的および組織形態計測学的評価を行うことができており、また、当初の仮説の通りの良好な結果が得られているため。b-TCPコラーゲン複合体の既存のコラーゲン無機骨複合体よりも高い骨伝導性がラット頭蓋骨クリティカルサイズ骨欠損における骨再生の有効性が示されたため、今後は、細胞培養試験を用いて、動物実験結果を後押しするb-TCPコラーゲン複合体が骨芽細胞の機能に与える影響を細胞生物学的に解析する予定である。治癒晩期(術後8および10週)の組織学的観察および骨形態計測評価を行うとともに、同様の実験モデルを用いて、すでに臨床応用されている類似したコラーゲン・無機材料複合体との組織学的・組織形態計測学的比較研究を行う予定である。実験用ラット、実験サンプルであるコラーゲンスポンジならびに既存のコラーゲン無機物複合体材料、コラーゲン/β-TCP複合体および動物実験・組織切片作成関連の消耗品の購入を予定しており、小計で495,000円となり、国際学会での発表の2名分の旅費として、400,000円を予定しているため、合計で、895,000円を予定している。
ニホンナシ自家不和合性における花粉側S遺伝子の分子的及び遺伝的解析の展開

バラ科果樹はS遺伝子座のハプロタイプ(雌しべ側S遺伝子と花粉側S遺伝子のセット)に制御される配偶体型自家不和合性を示す。雌しべ側S遺伝子としてS-RNaseが単離・同定され、S-RNaseは自家花粉のrRNAを分解し、花粉管伸長を抑制すると考えられている。自他認識反応はS-RNaseと花粉側S遺伝子産物の相互作用により起こる。サクラ亜科(オウトウ,ウメ,アーモンド)ではF-box遺伝子(SFB/SLF)が花粉側S遺伝子として、S-RNaseの下流1.630kbに見出されているが、ナシ亜科(ナシ,リンゴ)では未だ同定されていない。本研究では、ニホンナシ花粉側S遺伝子をクローニングするため、二十世紀'(S2S4)由来のS4ホモ系統からBACライブラリーを作製し、S4-RNaseを起点とした染色体歩行を行い、S4-RNaseの上流395kbと下流615kbをカバーするBACコンティグを構築した。このBACコンティグ上の花粉側S遺伝子の位置を絞り込むために、自家和合性変異体の`おさ二十世紀'(S2S4^<sm>)のS4^<sm>ハプロタイプを解析し、S4^<sm>ハプロタイプがS4-RNase周辺236kbを欠失していること、花粉側S遺伝子がS4-RNaseの上流50kb、下流195kb以上離れた位置に存在することを明らかにした。欠失領域外に花粉特異的に発現する5つのF-box遺伝子を見出され、花粉側S遺伝子の有力な候補であると考えられた。また、S4^<sm>ハプロタイプを用いた自家和合性個体の選抜のため、S4^<sm>ハプロタイプ特異的マーカーを開発した。一方、花粉管停止機構の解明には細胞組織を包括した解析が求められる。花粉管が侵入した花柱組織の断面組織を透過型電子顕微鏡で観察するための試料作製法として、連続厚切り切片の作製を考案し、それによって花粉管の微細構造を明らかにした。ニホンナシの花粉側の遺伝的制御因子を探索するため,平成16年度はS-RNase周辺領域のBACコンティグ作成とS-RNaseと結合するタンパク質の解析を中心に研究を展開した.自家和合性品種`おさ二十世紀'(S2S4^<sm>)に由来するS4^<sm>ハプロタイプは,S4ハプロタイプからS4-RNase遺伝子を欠失しているが,花粉側S4遺伝子の機能は有している.したがって,S4とS4^<sm>ハプロタイプのゲノム構造を比較して欠失領域を特定することにより,欠失領域外に存在する花粉側S遺伝子を効率的に探索できると考えられる.この欠失領域を特定し,花粉側3遺伝子を探索するための材料として,`二十世紀'(S2S4)に由来するS4ホモ個体から2つのBACライブラリー(平均インサートサイズ93kb,26,000クローンと平均インサートサイズ116kb,10,000クローン)を作製した.S4-RNase周辺領域のBACコンティグを構築し,S4smハプロタイプの欠失領域の特定を試みたところ,S4^<sm>ハプロタイプではS4-

RNaseを含む約380kbが欠失領域していることを明らかにした.花柱の花粉管誘導組織で花粉に取込まれたS-RNaseは不和合組み合わせではribosomal RNAを分解し花粉管伸長を停止すると考えられているが,柱頭浸出液にもS-RNaseが含まれていることが分かった.ニホンナシにおける組織培養の外植体の条件と調整法及びNAAやTDZなどの最適濃度を再検討したところ,10-20%の再分化率向上が見られた.ビオチン化S-RNaseを用いたaffinity capture法により,花粉管伸長阻害時にS-RNaseと相互作用をする因子を単離した.現在LC-MSを用いてその同定を進めている.自家和合性品種`おさ二十世紀'(S2S4^<sm>)に由来するS4^<sm>ハプロタイプは,S4ハプロタイプからS4-RNase遺伝子を欠失しているが,花粉側S4遺伝子の機能は有している。したがって,S4とS4^<sm>ハプロタイプのゲノム構造を比較して欠失領域を特定することにより,欠失領域外に存在する花粉側S遺伝子を効率的に探索できると考えられる.平成17年度はS4^<sm>ハプロタイプの欠失領域の特定を中心に研究を展開した.S4-RNaseの上流約220kb,下流約370kbをカバーするBACコンティグを構築した。BACクローンの末端や内部の配列から設計したプライマーを用いてS4ホモ個体とS4^<sm>ホモ個体のゲノムDNAを鋳型にPCRを行った結果,S4^<sm>プロタイプはS4-RNaseの上流約50kbから下流約200kbまでの計250kbを欠失していることを明らかにした.現在,欠失領域外の塩基配列の決定を進め,ORFを検索している.一方で,花粉側3遺伝子候補のS対立性を検証するため,`長十郎'(S2S3)のBACライブラリーからS2-とS3-RNaseを含むクローンを単離し,整列化した.切片作成方法の検討により花柱下部の花粉管誘導組織における自家花粉管の挙動を電子顕微鏡で観察することが可能になった.再分化能が高い`豊水'と`新星'の葉片にAgrobacteriumを感染させ,感染・選抜条件を検討したが,形質転換体は得られなかった.ビオチン化S-RNaseを用いたaffinity capture法により単離した花粉管伸長阻害時にS-RNaseと相互作用をする因子をLC-MSで解析した.昨年度までに、自家和合性品種`おさ二十世紀'(S2S4^<sm>)に由来するS4^<sm>ハプロタイプはS4-RNaseの上流48kbから下流188kbまでのおよそ236kbが欠失していることを明らかにした。S4^<sm>ハプロタイプにおいて花粉側S遺伝子は正常に機能していることから、花粉側84遺伝子は欠失領域外に存在すると考えられた。欠失領域(236kb)の塩基配列からGENSCANにより36個の遺伝子を予測し、BLASTXを用いたホモロジー検索の結果、S4-RNase、16個のトランスポゾン関連遺伝子と1個のF-box遺伝子(S4F-box0)が見出された。S4F-box0はナス科、ゴマノハグサ科、バラ科サクラ亜科の花粉側S遺伝子と相同性を有し、花粉で特異的に発現していたが、欠失領域に存在することから花粉側S遺伝子ではないと結論づけた。
フェレット大脳における脳溝形成への連合線維の役割

生後490日の雌雄フェレットの大脳の固定標本から主要な脳溝および脳回の発生時期を特定した。また、大脳固定標本のMRI画像を7TMRI装置を用いて取得し、主に90日齢の大脳の形態について解析したところ、T1強調MRI画像から得られる最大強度投影マップ(MIPマップ)がミエリン化に基づく皮質領野の区分の再現することが明らかになった。脳溝の形態を定量的に解析したところ、頭頂連合野周囲の脳溝の発達が雌に比べて雄でよいことが明らかになった。また、拡散テンソル画像から脳溝領域および脳回領域の皮質下白質線束のFA値を計測したが、脳溝形成と皮質下白質線維の発達との間の関係は不明瞭であった。一部の哺乳動物では大脳皮質が著しく発達し、複雑な脳溝を形成する。我々はサルにおける脳溝形成の詳細を肉眼解剖的(Fukunishi et al, Anat Embryol, 2006; Kashima et al, Brain Struct Funct, 2008)およびMRI画像解剖的(Sawada et al, Brain Struct Funct, 2009)に明らかにした。更に、脳溝形成への皮質下白質線維束の関与についても明らかにした(Sawada et al, Neurosience, 2010)。本研究は、脳溝を形成する最も小型の実験動物であるフェレットを用いて、その脳溝形成に関与する連合線維を特定し、その発生・発達・有髄化に伴う脳溝の形状と脳溝周辺の皮質層構造の変化をMRI画像解剖的および免疫組織化学的に明らかにすることを目的とする。24年度は、成獣フェレットの大脳形態の詳細とその性差について定量的に解析した。雌雄の成獣フェレット(各5例)の脳のT1強調およびT2強調MRIを取得し、volume-rendering法により脳表の形態を三次元的に描出した。MRI画像を基に大脳の主要構造の体積を計測したところ、雄の大脳皮質と白質の体積が雌に比べて大きいことが明らかになった。T1強調画像におけるシグナル強度を半定量評価したところ、大脳の各領域において雌に比べて雄でT1シグナル強度が強いことが明らかになった。また、最大強度投影法(MIP)により、大脳の皮質領野によりT1シグナル強度が異なることがわかった。更に、T1シグナル強度が異なる皮質部位の組織切片を作製し、抗ミエリン塩基性蛋白(MBP)抗体を用いて免疫染色を行ったところ、T1シグナル強度とMBP免疫陽性反応は負の相関をもつことが明らかとなった。25年度は、これまで採取したフェレット大脳の固定標本のMRI画像(T1強調画像、T2強調画像、拡散強調画像)を用いて以下の(1)(4)について解析を行った。(1)FA値計測による皮質下白質線維発達の定量評価:雌雄の成獣フェレットの脳の拡散テンソル画像を用いてFAマップを作成し、脳溝・脳回の各領域の皮質下白質のFA値を定量した。雌雄の大脳ともに脳溝・脳回の各領域の皮質下白質のFA値は高い値を示したが、FA値の領域差および雌雄差は認められなかった。(2)sulcation index(SI)の計測:雌雄の成獣フェレットの脳のT1強調MRI画像から脳溝を描出し、その表面積からSIを算出した。脳全体のSIは雄で0.550±0.037、雌で0.490±0.035で、雌に比べて雄で脳溝形成の頻度が高いことが明らかになった。(3)Volume-rendering法による脳溝の三次元的形状の変化:雌雄の成獣フェレットの脳のT1強調MRI画像を用いてVolume-rendering法により各脳溝を三次元再構築した。大脳の前半部の脳溝では古皮質の脳溝が雌に比べて雄で深かった。大脳の後半部では古皮質の脳溝が雄で深いのに加え、新皮質の脳溝が雄で深く、且つ雄で後方に拡張していた。(4)組織切片を用いた脳溝・脳回領域における大脳皮質層構造の差異:雌雄の成獣フェレットの大脳の組織切片を作製し、抗NeuN抗体(神経細胞のマーカー)を用いて免疫染色を行い、脳溝・脳回の各領域において皮質の神経細胞数を計測した。皮質の神経細胞数は、頭頂連合野周辺の脳溝および脳回で雌に比べて雄で多かった。以上の結果から、フェレット大脳において脳溝形成には性差があり、特に頭頂連合野周囲での皮質の発達が雄において顕著であった。しかし、皮質下白質線維の発達の性差および脳溝・脳回の形成との関係は不明瞭であった。

我々はサルにおける脳溝形成の詳細を肉眼解剖的(Fukunishi et al, Anat Embryol, 2006; Kashima et al, Brain Struct Funct, 2008)およびMRI画像解剖的(Sawada et al, Brain Struct Funct, 2009)に明らかにした。更に、脳溝形成への皮質下白質線維束の関与についても明らかにした(Sawada et al, Neurosience, 2010)。本研究は、脳溝を形成する最も小型の実験動物であるフェレットを用いて、その脳溝形成に関与する連合線維を特定し、その発生・発達・有髄化に伴う脳溝の形状と脳溝周辺の皮質層構造の変化をMRI画像解剖的および免疫組織化学的に明らかにすることを目的とする。23年度は生後4、10、21、42日齢および成獣(3ヶ月齢)の雌雄フェレット(各36例)を灌流固定し、取り出した大脳の脳溝・脳回の形成について肉眼解剖的に観察を行った。フェレット大脳皮質では、4日齢には既に冠状溝と上シルビウス溝吻側部が確認できた。10日齢には前シルビウス溝と十字溝がみられ、前・後S字回、冠状回、前シルビウス外回など大脳吻側半の脳回が形成された。大脳尾側半では、10日齢に偽シルビウス溝と嗅脳溝が、21日齢には上シルビウス溝尾側部と外側溝がみられ、これらの脳溝の発生により21日齢までに大脳尾側半の脳回、すなわち外側回、後シルビウス外回、シルビウス上回が形成された。以上の結果から、フェレット大脳は吻尾側方向に皮質の成熟が進み、脳溝・脳回は吻側部から順に発生することが明らかになった。24年度は成獣および一部の発生段階の雌雄フェレットのMRI画像(T1強調画像、T2強調画像、拡散強調画像)の取得と、成獣フェレットの大脳形態の詳細とその性差を定量的に明らかにした。その結果は現在、英文論文にまとめ、神経イメージング関連の英文誌に投稿中である。また、MRI計測の結果の一部については、平成24年7月開催の第52回日本先天異常学会学術集会で発表済みである。以上の様に24年度の目標であった成獣フェレットの大脳形態の定量的解析が終了しており、その成果の公表の準備も進んでいることから、研究計画は概ね順調に進んでいると思われる。今年度は、各発生段階のフェレットの大脳固定標本の採取と、その脳表の肉眼解剖的観察を行った。その結果として、フェレット大脳における脳溝・脳回形成の全貌が明らかになり、更に大脳皮質視覚野における二次溝形成の雌雄差を明らかにした。これらは平成24年3月開催の第117回日本解剖学会総会全国学術集会で既に発表済みである。更に平成24年発行の英文学術雑誌「Congenital; Anomalies」への掲載も決まっている。肉眼解剖的観察が終了した大脳固定標本については、順次MRI計測(T1強調画像、T2強調画像、拡散強調画像の取得)を行い、既に成獣の雄1例おおよび雌4例については、大脳皮質および皮質下構造の体積の計測、FA値の計測、脳溝形成頻度(gyrification index; GI)の計測が終えている。MRI計測の結果の一部については、平成24年7月開催の第52回日本先天異常学会学術集会で発表予定である。以上の様に初年度の目標であった大脳固定標本の採取とその肉眼解剖的観察については終了しており、その成果の公表も既にしていることから、研究計画は概ね順調に進んでいると思われる。今後は、採取した大脳固定標本のMRI計測(T1強調画像、T2強調画像、拡散強調画像の取得)を継続して行い、これらの画像を元に、(1)大脳皮質や皮質下構造の体積の計測、(2)FA値の計測、(3)
首都圏における地震動と広帯域地下構造モデルに関する研究

首都圏における低周波数から高周波数までの広帯域地震動伝播特性の解明および地下構造モデルの高精度化のため、観測地震動の解析と数値シミュレーションを行った。また、地球内部不均質構造の形成過程や複雑な3次元地下構造下での地震波動伝播特性の解明にも取り組んだ。首都圏下にはフィリピン海プレートの沈み込みに伴う流体が関与している地震波速度の低速度異常が多く検知されており、流体の移動と不均質構造の生成および地震発生に関する研究が重要であることが示唆されている。そこで、フィリピン海プレートの海洋性地殻を伝播するトラップ波の解析い、海洋性地殻内の流体の分布について検討した。解析の結果、深さ30-40 km程度で海洋性地殻の物性が大きく変化し、その結果、トラップ波が効率的にトラップされ、パルス的な観測波形となることを明らかにした。この成果は、地震活動、地球内部での流体の移動、それに伴う化学変化などの研究に大きなインパクトを与えると考えられる。これらについては国内学会および国際誌への論文投稿および受理・掲載に至った。また、中規模以上の浅発地震において大型建造物の被害に重要な大振幅の表面波(長周期地震動)についても、中深層観測井でのVSP調査、地震波形モデリング、微動調査の結果を統合し、作成した構造モデルで、盆地端における長周期地震動の励起およびその伝播を再現することに成功した。このことより、長周期地震動の励起と伝播には2 km以深の深部構造ではなく、浅部速度不均質が大きく関与していることを明らかにした。国内学会、国際会議および国際誌への論文投稿および受理・掲載に至った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は関東平野を対象として、地殻・マントルから浅い盆地堆積層内までの1Hz以上の高周波数を含む広帯域地震動の伝播特性を解明し、それを説明できるような不均質構造モデルの提案を目的とする。これまで、わかっていなかった盆地堆積層内での短波長不均質構造モデルの推定、それにともなう地殻・マントル内の短波長不均質構造モデルの高精度化を行い、首都圏直下の地下構造モデルの精度を格段に改善させる。上記研究目的のために、今年度は盆地堆積層内の不均質構造推定を行った。関東平野内で得られる地震の波形記録のCoda波(S波の後に続く震動)記録と半理論的に合成されるCoda波を比較し、堆積層内における散乱係数(散乱の強さ)と非弾性減衰(地震波の減衰の強さ)の推定を行った。その結果、地殻・マントルに比べ、柔らかく伝播速度の遅い堆積層では散乱係数と非弾性減衰が強いことを明らかにした。また、Coda波解析の過程で、平野内の直達S波にも不均質構造推定の鍵となる特徴を見出した。観測される高周波数地震動を含む広帯域(0.05-4Hz)地震波形の再現には、短波長不均質構造だけでなく、長波長の不均質構造も正確である必要がある。そのため、現在提案されている地震基盤モデルを用いて地震動シミュレーションを行い、観測波形と比較を行った。やや長周期地震動(0.125-O.5Hz)を用いて比較をした結果、関東平野周辺では波形の再現性が高かったにも関わらず、関東平野内部(盆地内)に入った途端に再現性が悪くなることがわかった。盆地の端では、従来行われてきたような解析手法では盆地中心部に比べ精度が低くなるため、新たなモデル構築手法を提案する必要がある。盆地堆積層内での高周波数地震動の伝播特性解明のため、Coda波を用いた構造の推定を行い、国内会議にて推定結果を発表した。しかし、より浅部の地盤増幅率との分離が難しく手法の改良が必要であることがわかった。首都圏で観測される地震動を詳細に解析していると、千葉県北西部下20-30km程度の深さを通過した地震動のみ、紡錘形をした崩れた波形となることがわかった。数値シミュレーションによる検討で、紡錘形の波形は千葉県北西部下20-30km程度の深さの低速度異常での強い地震波散乱によるものであることがわかった。強い地震波散乱により地震波の振幅も大きく減衰し、防災上も重要であることが明らかとなった。また、この低速度異常は、既往の研究によりフィリピン海プレートの沈み込みに伴う流体が関与していることが示唆されており、流体の移動と不均質構造の生成に関する研究が重要であることも示唆された。海洋プレートの最上部にある海洋性地殻によって流体が深部へ供給されていることから、フィリピン海プレートの海洋性地殻を伝播するトラップ波の解析を行った。解析の結果、深さ30-40km程度で海洋性地殻の物性が大きく変化していることを明らかにした。また、大型建造物の被害に重要な長周期地震動についても、中深層観測井でのVSP調査の結果から作成した構造モデルで、盆地端における長周期地震動の励起およびその伝播を再現することに成功した。このことより、長周期地震動の励起と伝播には2km以深の深部構造ではなく、浅部速度不均質が大きく関与していることを明らかにした。

首都圏における低周波数から高周波数までの広帯域地震動伝播特性の解明および地下構造モデルの高精度化のため、観測地震動の解析と数値シミュレーションを行った。また、地球内部不均質構造の形成過程や複雑な3次元地下構造下での地震波動伝播特性の解明にも取り組んだ。首都圏下にはフィリピン海プレートの沈み込みに伴う流体が関与している地震波速度の低速度異常が多く検知されており、流体の移動と不均質構造の生成および地震発生に関する研究が重要であることが示唆されている。そこで、フィリピン海プレートの海洋性地殻を伝播するトラップ波の解析い、海洋性地殻内の流体の分布について検討した。解析の結果、深さ30-40 km程度で海洋性地殻の物性が大きく変化し、その結果、トラップ波が効率的にトラップされ、パルス的な観測波形となることを明らかにした。この成果は、地震活動、地球内部での流体の移動、それに伴う化学変化などの研究に大きなインパクトを与えると考えられる。これらについては国内学会および国際誌への論文投稿および受理・掲載に至った。また、中規模以上の浅発地震において大型建造物の被害に重要な大振幅の表面波(長周期地震動)についても、中深層観測井でのVSP調査、地震波形モデリング、微動調査の結果を統合し、作成した構造モデルで、盆地端における長周期地震動の励起およびその伝播を再現することに成功した。このことより、長周期地震動の励起と伝播には2 km以深の深部構造ではなく、浅部速度不均質が大きく関与していることを明らかにした。国内学会、国際会議および国際誌への論文投稿および受理・掲載に至った。26年度が最終年度であるため、記入しない。Coda波を用いた盆地堆積層内の散乱・減衰構造の推定を行い、その結果をまとめ学会発表を行う過程で、Coda波だけでなく直達S波についても、平野内で特徴があることを発見し検討を行った。また、長波長の不均質構造(地震学基盤構造)についても、既往の構造モデルの問題点を洗い出すことに成功し、構造改善のためのヒントを得ることができた。首都圏の地震動の強度に重要な首都圏下の減衰構造に関して大きな知見が得られた。また、首都圏下の不均一な減衰構造の分布とその成因について、多用な視点から明らかにすることができた。このことは、首都圏での強震動予測だけでなく、地球内部での流体の移動や化学変化などを研究する研究者にも大きな影響を与える発見であった。また、長周期地震動に特化した速度構造モデルの構築法についても大きな進展があった。今年度は、昨年度推定された盆地堆積層内の散乱・減衰構造の結果をまとめ英語雑誌への投稿を目指す。その過程で、文献調査や地質などの他の情報との比較を入念に行う。また、千葉県中部から南部にかけて特徴的な形状のS波が観測されているので、関東平野下の地下構造モデルの高精度化のために原因をつきとめ、不均質構造モデルの提案を行う。関東平野周縁部の地震基盤構造モデル改善のため、平野端でのやや長周期地震動の励起に着目し、数値シミュレーションと観測の比較から、構造モデルの構築を行う。首都圏下の地震活動や地震動の減衰を知る上で、沈み込みに伴う流体の移動を知ることは非常に重要である。そこで、海洋性地殻を伝わるトラップ波の解析を通して、海洋性地殻内の構造の深さ変化や地震動伝播に与える影響を詳細に調査する。