hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国際課税制度が企業活動に与える影響

本年度はこの研究の最新の分析結果を"Territorial Tax Reform and Profit Shifting by US and Japanese Multinationals"という論題で国内外の学会や研究会で発表した。利益移転に関する研究の初稿ができ、さらにこの研究を学会や研究会で発表することで、今後分析を改善するための方針が定まったから。分析に利用するデータセットには拡張・改良の余地があることが分かった。次年度中になるべく早くデータセットを完成させて、本格的な分析に取り掛かる。引き続き利益移転に関する研究を進める。研究発表の際に受けたコメントや助言をもとに論文を改訂する。その上で改訂版の論文をワーキングペーパーとして公表し、学術誌に投稿することを目指す。次年度に旅費・物品費などの経費が計画よりも増えることが見込まれたため、今年度は当該助成金の利用額を減らしたから。次年度に本研究課題に関する国際会議や研究会に参加する必要があるから。また、次年度に論文の英文校正費を支出する予定があるから。
「ナノメートル原器」創製のための単分散標準粒子の発生に関する研究

ナノスケール領域において顕著に発現されると期待されている量子サイズ効果は、ナノ物質のサイズ(あるいはナノ粒子の粒径)に極めて敏感であるため、そのサイズを精確に決定することが必要不可欠である。しかし従来から行われている外挿法に基づく方法ではこうしたことは実現不可能であった。そこで本研究では、「ナノメートル原器」とも呼ぶべき単分散なナノ標準粒子の系統的な発生法の確立を目的とした検討を行った。平成17年度は、前年度開発を行ったコロナ放電型ナノ粒子凝集装置およびナノ粒子発生源を用いて、110nm域における単分散標準粒子の系統的発生法について検討を行った。コロナ放電型ナノ粒子凝集装置を用いたところ、放電電流強度に依存したフラーレンナノ粒子粒径分布スペクトルが得られた。分析装置(DMA)の粒径選別分解能を高めて測定を行ったところ、10量体まで重合したフラーレンナノ粒子のスペクトルが、それぞれ他のサイズから単離して観測されることがわかった。このことは、フラーレンナノ粒子を用いることによって、10量体まではナノ定規の目盛りのように扱うことができることを示唆している。一方、その構造について計算機シミュレーションによる予測を行った。その結果、小さなサイズのフラーレンナノ粒子においては直線型の幾何構造が安定であるのに対して、大きなサイズにおいては球形に凝集した形状が安定であることが示された。一方、ナノ粒子発生源において、フラーレンナノ粒子を金属蒸気(銀など)中を通過させることによって得られるナノ粒子についても調べた。その結果、フラーレンナノ粒子の粒径に強く依存する510nmの粒径をもつ金属フラーレン複合ナノ粒子を生成することがわかった。このナノ粒子の粒径は金属蒸気の発生条件によらず非常に一定の値を示すことから、これらの複合ナノ粒子についてもナノメートル原器としての応用が期待される。しかし従来から行われている外挿法に基づく方法では実現不可能であった。平成15年度は、加熱昇華法によるフラーレン類の単量体の発生法確立に取り組んだ。特に昇華点の高いC_<70>等の高次フラーレンにも対応できるよう耐熱性の高い発生源の開発に取り組んだ。またこれらを用いて安定的にC_<60>単量体を生成しこれを標準粒子として用いた測定の標準化について、測定機器である電気移動度分析器(DMA)の伝達関数の実測をナノ領域においてはじめて行った結果について論文発表を行った。また海外において成果発表も行った。一方、これらと並行してコロナ放電を応用したナノ粒子のイオン化源の開発も行った。予備的な実験から、従来法に比べて大きなサイズのナノ粒子を高効率にイオン化できることが示唆された。またこれに加えて、酸素存在下で多酸素含有クラスターを効率よく生成することを見出した。このようなクラスターは従来知られておらず、この成果についての論文報告を行った。また、クラスターの成長を促進させる研究も手がけた。実際、ナノ粒子の発生条件とクラスターの生成に関する予備的な実験も行った。平成16年度は、前年度開発を行ったフラーレン粒子発生源を用いてフラーレンクラスターの高分解能分析に取り組んだ。その結果、C_<60>クラスターの単量体と2量体の分離に成功した。また分子動力学計算の結果と比較したところ、その幾何構造は単量体が物理的に結合したものではなく化学的に結合した様式であることが示唆された。その反応過程についてはイオン化状態が密接に関連していると考えられる。これらの結果について論文発表を行った。また高次フラーレンであるC_<70>を用いてC_<60>で得られた結果と比較を行った。その結果、C_<70>単量体の粒径はC_<60>のそれより若干大きく観測され、その粒径はC_<70>固体中における平均分子間距離に相当した。これらの結果は高次フラーレンもC_<60>と同様に極めて優れた標準粒子としてふるまうことを示しており、これらの結果についても論文発表を行った。さらにコロナ放電型の粒子発生装置をもちいた実験を行い、従来のアメリシウム型発生装置との比較を行った。その結果、コロナ放電型の発生源においては2種類の成長傾向をもつフラーレン粒子の生成が観測された。これはコロナ放電によって生成された高密度なプラズマに起因する様々な過程由来の粒子が生成していることを示唆している。こうした種類のフラーレンナノ粒子は幅広い粒径域にて生成されており、従来より広い粒径領域についてもナノメートル原器として応用できる可能性が示唆された。

しかし従来から行われている外挿法に基づく方法ではこうしたことは実現不可能であった。そこで本研究では、「ナノメートル原器」とも呼ぶべき単分散なナノ標準粒子の系統的な発生法の確立を目的とした検討を行った。平成17年度は、前年度開発を行ったコロナ放電型ナノ粒子凝集装置およびナノ粒子発生源を用いて、110nm域における単分散標準粒子の系統的発生法について検討を行った。コロナ放電型ナノ粒子凝集装置を用いたところ、放電電流強度に依存したフラーレンナノ粒子粒径分布スペクトルが得られた。分析装置(DMA)の粒径選別分解能を高めて測定を行ったところ、10量体まで重合したフラーレンナノ粒子のスペクトルが、それぞれ他のサイズから単離して観測されることがわかった。このことは、フラーレンナノ粒子を用いることによって、10量体まではナノ定規の目盛りのように扱うことができることを示唆している。一方、その構造について計算機シミュレーションによる予測を行った。その結果、小さなサイズのフラーレンナノ粒子においては直線型の幾何構造が安定であるのに対して、大きなサイズにおいては球形に凝集した形状が安定であることが示された。一方、ナノ粒子発生源において、フラーレンナノ粒子を金属蒸気(銀など)中を通過させることによって得られるナノ粒子についても調べた。その結果、フラーレンナノ粒子の粒径に強く依存する510nmの粒径をもつ金属フラーレン複合ナノ粒子を生成することがわかった。このナノ粒子の粒径は金属蒸気の発生条件によらず非常に一定の値を示すことから、これらの複合ナノ粒子についてもナノメートル原器としての応用が期待される。
癌関連遺伝子を標的とする遺伝操作による温熱感受性の制御

臨床面からの方向ではすでに数多くの患者に温熱治療が一般に行われてきて、大きな治療成果が得られている。しかし時として治療効果が低いことがあり、その場合は温熱の工夫、放射線感受性を増感させる工夫をこらしてきた。本研究ではどの活性型癌遺伝子、および癌抑制遺伝子が温熱抵抗性または放射線抵抗性をもたらすのか、またそのメカニズムを追求することを目的としている。癌細胞の温熱感受性を担う遺伝子としてp53・TNF・E1A・Kuなどの癌関連遺伝子群が同定されはじめてきた。研究手法として遺伝子操作による突然変異をもつ遺伝子やアンチセン遺伝子の導入によって明らかにすることができた。また従来から細胞の温熱感受性を担うとされてきたhsp72遺伝子産物のそれらの癌関連遺伝子産物との相互作用およびそれらの機能に関する研究も進んできた。また癌細胞で温熱処理によって引き起こされる形質発現誘導のしくみが、放射線によって誘発されるシグナルトランスダクションによく似ており、プロテインキナーゼ(PK)を介していること、p53の遺伝子型によることも明らかにされた。さらにそれらの遺伝子の変異の部位の違いも細胞の温熱感受性支配に大きな影響を与えることも知ることができた。しかし放射線で誘発されるp53依存型シグナルトランスダクションと同じように、癌細胞を温熱処理するとPKCまたはPKAを介するシグナルトランスダクションが存在することを見い出したことは本年の大きな成果と言える。今後、温熱によるWAF1からG_1停止または細胞死(アポトーシス)へ研究や、温熱処理によるシグナルトランスダクションの引き金となる初期反応の研究へと発展させてゆく必要性を提示したことにもなる。
ウシ肝臓20SプロラアソームのX線結晶構造解析

ウシ肝臓より精製・結晶化した20Sプロテアソームの結晶を数多く液体窒素中に凍結保存し、シンクロトロン放射光にて回折強度データの収集を試みた。分解能2.5Å以上の回折像を示す結晶もあったが、100Kの低温下においてもX線ダメージにより全非対称領域を満足するデータの収集を一つの結晶から行うことはできなかった。そこで、複数の結晶を用いてデータを部分的に収集し統合することにより、分解能3.3Å、収率約80%でRmerge11.6%の回折強度データとした。そのデータを用いて分子量換法により構造解析を行った。その統合されたデータから初期的な電子密度図を得ることは出来たが、データの精度の悪さからアミノ酸の側鎖の電子密度等、まだ決定できないところが多く、構造解析は途中段階である。結晶は、格子定数a=122Å,b=193Å,c:320Åで、空間群がP212121であった。また、さらに高分解能で質の高いデータを一つの結晶から収集しようと試みたところ、単位格子の大きい結晶があることが明らかになった。その結晶は前述した結晶の一軸の長さが三倍になったような形状で、格子定数a=203Å,b=320Å,c=360Å、空間群P212121であった。この結晶は、回折に異方性があり、高分解能の回折をする方向と、あまり回折を起こさない方向とがあった。結局分解能4.3Å、収率96,1%、Rmerge11.9%のデータを一つの結晶から集め、自己相関関数の計算により、非結晶学的2回軸が非結晶学的3回軸で関係づけられる位置に存在していることが明らかになったが、構造解析には到っていない。
中国東北地方の悪性腫瘍と関連疾患の発症要因の学術調査

この研究は、中国東北地方で多い鼻咽頭リンパ腫を検索し、エプスタイン・バールウイルス(EBV)関連NK/T細胞リンパ腫での腫瘍性EBV潜伏感染拡大、EBV非関連微小扁平上皮癌の併発、特異な壊死・自己貪食細胞死、発症前の外因による点突然変異を示唆する抗酸化ストレス性、特異な共生樹状細胞の存在を明らかにし、組織幹細胞形質による扁平上皮癌診断と自己貪食解析と酸化ストレス解析の免疫組織学的方法を確立した。この海外学術研究は、中国瀋陽市に位置する中国医科大学の賈心善教授を海外研究協力者として、海外学術研究の倫理面の対応を行い、日本で非常に少なく中国で非常に多い鼻NK/T細胞リンパ腫(NKTCL)の中国東北地方の症例を継続的に収集し、NKTCLとその背景に出現する異型上皮と上咽頭癌の発生状況を明らかにすると共に、これらの病変の性格を解析する免疫組織化学的方法を用い、あるいは開発して、検索できる保存病理標本でこれらの病変の発症要因の解析を行う。この研究で開発する保存病理組織標本での免疫組織化学的な腫瘍細胞の特徴的な分子発現の検出方法は、生体内の腫瘍細胞の特徴を明らかにすることが出来て、次世代の分子病理学の研究方法の一つであり、学際的にも、この研究のヒト保存病理標本での検索方法の開発と確立は意義のあるものと理解される。そして、この研究は、血液病理学、ウイルス学、腫瘍学、衛生学に寄与する。この研究は、2007年9月にハルピン医科大学、吉林大学医学部、中国医科大学で、セミナー・シンポジウムを企画実施し、中国東北地方の関係者の鼻リンパ腫診断と小児慢性EBV感染症の理解を図った。この研究は、鼻型Natural Killer (NK)/T細胞性リンパ腫(NKTCL)の多発地域の134例の鼻咽頭リンパ腫とそれらへのEpstein-Barr virus (EBV)感染を再検討し、鼻咽頭リンパ腫とその関連病変の発症状況とEBV感染の実際を明らかにすると共に、40例で細胞死を免疫組織化学的に検討した。NKTCLでの男性優勢の発病、鼻咽頭B細胞性リンパ腫の40才以下での発病の有意な低くさが明らかになった。NKTCLでは、サバイビン陽性リンパ腫細胞はEBV感染リンパ腫細胞を包含し、EBV感染よりもリンパ腫発生が先行することが示唆された。特異な壊死を示すEBV感染NKTCLでは、Bc1-2の有意な発現低下と強発現のサバイビンによるアポトーシスの抑制、自己貧食関連分子であるBeclin-1と特異な染色様式を示すLC3による亢進した自己貪食細胞死が示唆された。自己貪食の標的細胞小器官であるミトコンドリアと自己貪食された小器官等の分解に関与するリソゾーム酵素であるカテプシンDの解析は、EBV感染NKTCLでのBeclin-1に代る自己貧食亢進刺激とリソゾーム酵素産生低下、不十分な自己貪食空胞リソゾームでの分解不全を示唆した。11例のサバイビン陽性EBV非感染微小扁平上皮癌は、EBV感染NKTCLに見られ、EBV感染に先行する環境因子の存在を示唆した。この検索の結果は、中国で多発する鼻咽頭に限局したNKTCLの存在とその病態を明らかにした。この研究は、研究2年度までに、鼻型NK/T細胞性リンパ腫(NKTCL)の多発地域の鼻咽頭リンパ腫と関連病変(134例)で、Epstein-Barr virus (EBV)感染に先行する発癌刺激の存在とEBV感染関連の特異な自己貪食亢進、リソゾーム酵素産生低下、その結果の自己貪食細胞死を明らかにし、研究3年度である今年は、研究成果発表会(第3回日中病理学シンポジウム、山東大学医学部、2009,8.3)を行い、発癌刺激の存在を鼻咽頭リンパ腫での外的・内的活性酸素種(ROS)による細胞傷害(DNA損傷)の側面から検討する為に、抗8-OHdG抗体のALP標識ポリマー法で検索した。病変中の呼吸上皮は粘液細胞以外の上層に位置する核に陽性像を示し(16/17:94%)、扁平上皮は上層の細胞の核ほど強い陽性像を示し(19/20:95%)、漿液性腺上皮との粘液性腺上皮は6/12(50%)と0/11(0%)の陽性像しか示さずに、外的活性酸素種による損傷の存在が示唆された。一方、扁平上皮癌(21病変)は扁平上皮での8-OhdGの染色像とは異なり浸潤部での淡い染色像を全例示し、内的なROSによる損傷を示唆した。

リンパ腫細胞の増殖と8-OhdG染色像の関係を、定常的増殖における細胞死に伴う陽性像、細胞数減少性増殖に伴う陽性像、壊死に伴う陽性像に区分すると、B細胞リンパ腫は主に前2者(27/33:81%)を示し、NKTCLは、主に後者(62/77 80%)を示し、腫瘍細胞のROSよるDNA損傷の多くは内的なものであり、自己貪食亢進はミトコンドリア由来の強力なROSを生じ、ROS産生は自己貪食細胞死の過程で観察されることを示唆した。従って、鼻咽頭リンパ腫病変の正常上皮は、EBV感染に先行する発癌刺激の一つとして外的なROSの存在を示唆した。
ダイナミックレンジ拡張不要で時間短縮を実現する双方向テクスチャ関数計測システム

物体表面の光反射特性を従来よりも短時間でかつダイナミックレンジの拡張なしに計測するシステムを開発した.要点は入射光の時間変動が検出できる時間相関イメージセンサという素子にあり,新たに光源の入射方向がカメラの1フレーム間に1回転する照明を製作した.試作システムにおいて実験を行ったところ,光反射特性のうち鏡面反射成分には無視できない誤差が生じたが,拡散反射成分は面法線方向とともに良好に計測できた.本研究の目的は,物体における光の表面反射特性(双方向テクスチャ関数,BTF)を,入射方向・受光方向に関して密に,カメラのダイナミックレンジの拡張なしに,かつ従来よりも大幅に短い時間で計測するシステムを開発することである.本研究ではこのようなシステムを時間相関イメージセンサ(CIS),2軸回転走査照明,および2軸傾斜ステージを用いて構成する.本研究の大きな課題は2軸回転走査照明の実現にある.この照明は,球面を緯線ごとに円環で分割し,各円環にLEDを並べて構成する.CISカメラの1フレーム間に,特定の円環のLEDが1個ずつ順次点灯しつつ1周し,球面の中心位置に置かれた物体を入射方向を変えつつ平行光で照明する.平成25年度は,照明の土台となる構造物を3次元造形装置を用いて製作する方法を考案し,現在その設計を進めている.3次元造形装置(3Dプリンタ,5軸マシニングセンタ等)は申請者の所属機関が平成25年度より導入している.この方法によりLEDの角度・位置決めが精度よくかつ高密度に実現できるようになる.またLEDには当初のハイパワー型でなく砲弾形状の高輝度型を用いることに変更した.これにより光強度は低下するものの,正確な角度・位置決めと土台への取り付けの容易さが保証される.また構造物のほか,LEDの回転走査を駆動する信号生成回路をFPGAで構築する方法を考案した.FPGAに内蔵の位相同期ループ(PLL)回路を用いることにより,各緯度の円環ごとに周波数が異なりかつCISカメラのフレーム信号に同期する信号が生成できる.平成25年度はさらにディジタル時間相関方式のCISカメラを購入した.これは最高2,000 fpsのCMOSイメージセンサを用いており,高速カメラとしても動作する.これを用いることにより,2軸回転走査照明において個々のLEDが正確に点灯しているかを確認することができる.本研究の目的は,物体における光の表面反射特性(双方向テクスチャ関数,BTF)を,入射方向・受光方向に関して密に,カメラのダイナミックレンジの拡張なしに,かつ従来よりも大幅に短い時間で計測するシステムを開発することである.本研究ではこのようなシステムを時間相関イメージセンサ(CIS),2軸回転走査照明,および2軸傾斜ステージを用いて構成する.本研究の大きな課題は2軸回転走査照明の実現にある.この照明は,球面を緯線ごとに円環で分割し,各円環にLEDを並べて構成する.CISカメラの1フレーム間に,特定の円環のLEDが1個ずつ順次点灯しつつ1周し,球面の中心位置に置かれた物体を入射方向を変えつつ平行光で照明する.平成26年度は,まず2軸回転走査照明の土台となる構造物を製作した.形状は球殻状で,中心に向かってLEDを差し込む穴が多数空けられている.本来は構造物は全球にわたって製作されるのが望ましいが,加工の都合上北半球のみを製作した.北極方向にはカメラで撮影するための穴を開け,LED穴は緯線に沿いつつ赤道から北極方向に向かって密に配置した.加工には,申請者の所属機関に設置されている5軸マシニングセンタという精密工作機械を用い,今年度の予算はこの材料費のみに使用した.また,各緯線上のLEDをカメラのフレーム信号に同期して走査点灯するための回路基板を設計した.各緯線にCPLD 1個を搭載した回路基板1枚を割り当て,フレーム信号をPLL回路により逓倍しつつシフトレジスタに入力して走査パルス信号を生成する.当初はこの基板製作に予算を執行する予定であったが,納期が次年度にずれ込むことになったため,このための予算の残高はすべて次年度に繰り越した.これら照明装置の製作の他,今年度はカメラ出力から物体の面法線,拡散反射成分,鏡面反射成分を検出するための理論を確立し,シミュレーションにより検証した.本研究の目的は,物体における光の表面反射特性(双方向テクスチャ関数,BTF)を,入射方向・受光方向に関して密に,カメラのダイナミックレンジの拡張なしに,かつ従来よりも大幅に短い時間で計測するシステムを開発することである.本研究ではこのようなシステムを時間相関イメージセンサ(CIS),2軸回転走査照明,および2軸傾斜ステージを用いて構成する.本研究の大きな課題は2軸回転走査照明の実現にある.この照明は,球面を緯線ごとに円環で分割し,各円環にLEDを並べて構成する.CISカメラの1フレーム間に,特定の円環のLEDが1個ずつ順次点灯しつつ1周し,球面の中心位置に置かれた物体を入射方向を変えつつ平行光で照明する.平成27年度は,まず理論面において,2軸回転走査照明が物体の背面から入射する条件での時間相関イメージセンサの出力画像を数学的に記述し,それに基づきすべての緯度の照明に対して得られた出力画像系列から拡散反射成分と鏡面反射成分を分離するアルゴリズムを構築した.この理論に基づき,計測精度を数値計算により見積もった.またハードウェアの面では,前年度に設計した2軸回転走査照明の駆動用回路基板を製作するとともに,前年度に製作した照明用構造物にLEDを固定し回路基板と接続することにより,照明装置を完成させた.

この照明装置の下で試験物体を撮影し,照明装置が正しく動作していることを確認するとともに,拡散反射成分と鏡面反射成分の分離,法線ベクトル分布と拡散反射係数の推定,および鏡面反射成分パラメータの推定を行った.その結果,法線ベクトル分布と拡散反射係数は妥当な値で推定できるものの,鏡面反射成分パラメータは理論通りに推定できなかった.この原因は照明のパルス走査によって時間相関イメージセンサの出力が非線形応答を生じることであると考えられ,照明変調方式の変更が必要であることが確認された.物体表面の光反射特性を従来よりも短時間でかつダイナミックレンジの拡張なしに計測するシステムを開発した.要点は入射光の時間変動が検出できる時間相関イメージセンサという素子にあり,新たに光源の入射方向がカメラの1フレーム間に1回転する照明を製作した.試作システムにおいて実験を行ったところ,光反射特性のうち鏡面反射成分には無視できない誤差が生じたが,拡散反射成分は面法線方向とともに良好に計測できた.研究の遅延の主な理由は,1)2軸回転走査照明の3次元形状データを設計するCADソフトウェアへの習熟に時間がかかったこと(3ヶ月),2)2軸回転走査照明の回路基板を設計するEDAソフトウェアの導入およびそのバグへの対応に時間がかかったこと(4ヶ月),の2点に集約される.1)については,3次元形状データの設計自体が本研究において初めて取り組む作業であり,その習熟にある程度時間を要することは予期していた.しかし製品の仕様により考える通りの設計ができない点が多々現れ,それを製品サイトのディスカッションフォーラムで質問するなどして解決するという過程を繰り返す間に,思いのほか日数を要してしまった.2)については,当初は申請者の所属機関でライセンス契約されているソフトウェアを無料で使おうとしたが,ライセンス内容に起因する制約が設計上の障害となることが判明し,新たに自己負担で制約のないライセンスを購入する羽目に陥った.この導入までに予想外の日数が経過してしまった.さらに,購入したライセンスを使用するうちに複数のバグに遭遇し,しかもソフトウェアの製作会社も十分に対応できないものであったため,回避策を案出するまでに時間がかかってしまった.1),2)いずれの障害についても,同時並行で作業ができれば最小限の時間の損失で済んだのであるが,申請者の研究室にこれらを担当できる学生がいなかったこと,また連携研究者はいずれも画像センシングの専門家ではあるが,3次元形状データ,回路基板の設計の経験がなく,これらの点で役割分担が不可能であったことにより,申請者がひとつひとつの作業を順に進めていかなければならず問題を軽減できなかった.
ホウ酸輸送体ＢＯＲ１の分解／偏在メカニズムの解明

ホウ素は植物の必須元素であり、ホウ素の欠乏は植物の生育を阻害する。しかしながら、過剰量のホウ素は毒性を示す。そのため、ホウ素の欠乏および過剰は、農作物の品質や収量を低下させる要因となる。植物は、ホウ素の欠乏や過剰を防ぐために、ホウ素の輸送体の存在量や細胞内局在を制御し、植物体内のホウ素の恒常性を維持するための機構をもつ。ホウ素の輸送体のうち、シロイヌナズナの排出型ホウ酸輸送体BOR1は、低ホウ素条件の根に発現し、中心柱側の細胞膜に偏って局在することが知られている。この細胞膜上でのBOR1の偏在は、根から地上部への効率的なホウ素輸送に重要であると考えられている。一方、高濃度のホウ酸存在下でBOR1タンパク質はユビキチン化修飾を受け、液胞へ輸送されることで分解される。ホウ素に応答したBOR1の分解は、植物体内へのホウ素の過剰蓄積を防ぎ、その毒性を免れるために重要であると考えられている。BOR1の「偏在」と「分解」を制御する分子機構を解明することで、植物がもつ様々な栄養輸送体の細胞内での挙動の理解とともに、輸送体の細胞内での存在量や局在を人為的に制御する応用が期待できる。これまでの研究で、クラスリンに依存した小胞輸送が、BOR1の細胞内輸送の鍵であることがわかってきていたが、クラスリン依存的な経路を駆動するアダプタータンパク質についての知見は限られていた。本研究で私は、BOR1の「偏在」と「分解」のそれぞれの制御機構に、AP-2とAP-4という異なるアダプタータンパク質が用いられていることを突き止めた。今後は、本研究課題で得られた知見を基に、ホウ素に応答したBOR1の液胞輸送に関わるエンドサイトーシス機構についてさらに解析し、BOR1の偏在/分解を制御する細胞内輸送システムの全容を明らかにしたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、シロイヌナズナのホウ酸輸送体BOR1の「偏在」と「分解」に着目し、ホウ素栄養シグナルの伝達経路とBOR1の選択的輸送システムの解明を目的とする。私は、平成24年度までに高ホウ素条件においてもBOR1-GFPが分解されない変異株のスクリーニングを行い、5系統の変異株を単離している。平成25年度は、この変異株のうち1系統について、マッピングと次世代シークエンスのデータ解析によって原因遺伝子候補をほぼ一つに絞り、T-DNAノックアウト株を用いた解析により原因遺伝子の同定に近づいた。一方、BOR1がどのようなエンドサイトーシス経路で細胞内へと取り込まれるかはこれまで不明であった。そこで、植物のエンドサイトーシスに重要なダイナミン様タンパク質1 (Dynamin-related protein1, DRP1)が、BOR1のエンドサイトーシスを担い、BOR1の偏在を制御するという仮説を立てた。この仮説を検証するため、全反射照明蛍光顕微鏡を用いたBOR1-GFPおよびDRP1A-RFPの細胞膜上での局在や、DRP1の機能を阻害した条件におけるBOR1-GFPの細胞内局在を観察した。その結果、BOR1-GFPとDRP1A-RFPは細胞膜上で部分的に共局在し、さらにDRP1の機能が阻害されることでBOR1-GFPの偏在が著しく損なわれることがわかった。このことから、BOR1の偏在機構には、これまで提唱されていたBOR1のリサイクルだけではなく、DRP1依存的なエンドサイトーシスが重要であることが明らかになった。BOR1の偏在と分解を制御する分子メカニズムを明らかにするために、以下の研究を行った。1)BOR1分解変異株の解析申請者は、BOR1-GFP過剰発現株を用いた変異体スクリーニングによって、高ホウ素条件下においてBOR1-GFPが分解されない変異株bid1 (boron-induced degradation 1)を獲得している。次世代シーケンス解析の結果、bid1はヒスチジン生合成経路で機能するAPG10遺伝子にアミノ酸置換変異をもつことが明らかになった。これまでに、apg10変異体にBOR1-GFP遺伝子を導入した形質転換体や、変異型APG10にRFPを融合したタンパク質を発現する形質転換体の作出を行っている。2) BOR1のエンドサイトーシス経路の解析BOR1の細胞内輸送におけるクラスリン依存的エンドサイトーシス(CME)の寄与を解明するために、CMEに重要なクラスリン重鎖(CHC)やダイナミン様タンパク質1A (DRP1A)のドミナントネガティブ阻害実験を行った。その結果、CHC、DRP1Aの阻害条件下でBOR1-GFPの偏在、分解、そして構成的エンドサイトーシスが阻害されたことから、BOR1はCMEによって細胞内へ取り込まれることが示唆された。次に、CMEで積み荷となる膜タンパク質の選別に重要なAP2 μサブユニットの変異体(ap2m-2)を用いた解析を行った。興味深いことに、ap2m-2変異体においてBOR1-GFPの偏在や構成的エンドサイトーシスが著しく損なわれたものの、ホウ素に応答した分解は野生型同様に行われることがわかった。これらの結果から、BOR1の細胞膜上での偏在維持にはAP2に依存したCMEが、分解にはAP2に依存しないCMEが重要である可能性が示された。

そのため、ホウ素の欠乏および過剰は、農作物の品質や収量を低下させる要因となる。植物は、ホウ素の欠乏や過剰を防ぐために、ホウ素の輸送体の存在量や細胞内局在を制御し、植物体内のホウ素の恒常性を維持するための機構をもつ。ホウ素の輸送体のうち、シロイヌナズナの排出型ホウ酸輸送体BOR1は、低ホウ素条件の根に発現し、中心柱側の細胞膜に偏って局在することが知られている。この細胞膜上でのBOR1の偏在は、根から地上部への効率的なホウ素輸送に重要であると考えられている。一方、高濃度のホウ酸存在下でBOR1タンパク質はユビキチン化修飾を受け、液胞へ輸送されることで分解される。ホウ素に応答したBOR1の分解は、植物体内へのホウ素の過剰蓄積を防ぎ、その毒性を免れるために重要であると考えられている。BOR1の「偏在」と「分解」を制御する分子機構を解明することで、植物がもつ様々な栄養輸送体の細胞内での挙動の理解とともに、輸送体の細胞内での存在量や局在を人為的に制御する応用が期待できる。これまでの研究で、クラスリンに依存した小胞輸送が、BOR1の細胞内輸送の鍵であることがわかってきていたが、クラスリン依存的な経路を駆動するアダプタータンパク質についての知見は限られていた。本研究で私は、BOR1の「偏在」と「分解」のそれぞれの制御機構に、AP-2とAP-4という異なるアダプタータンパク質が用いられていることを突き止めた。今後は、本研究課題で得られた知見を基に、ホウ素に応答したBOR1の液胞輸送に関わるエンドサイトーシス機構についてさらに解析し、BOR1の偏在/分解を制御する細胞内輸送システムの全容を明らかにしたい。現在、BOR1の細胞内輸送におけるクラスリン依存的エンドサイトーシスの寄与について論文を作成している。27年度が最終年度であるため、記入しない。まず、bid1変異株とapg10変異株との交配によるアレリズムテストによって、bid1原因遺伝子の遺伝学的証明を行う。また、変異型APG10の細胞内での動態、bid1変異株におけるアミノ酸蓄積量等の解析を行い、なぜヒスチジン生合成経路の異常がBOR1の分解を阻害したのかを明らかにする。また、AP2以外のクラスリンアダプターの解析にも取り組み、エンドサイトーシスとリサイクリングを統合した、BOR1の細胞内輸送のモデルを構築する。獲得した変異体の原因遺伝子の遺伝様式は優勢変異であった。次世代シーケンス解析によって得た候補遺伝子は、null変異により致死性をしめすことから、T-DNA挿入変異株を用いたアレリズムテストおよび相補試験が困難である。そこで、現在、RNAiノックダウン株の作出、優勢変異型タンパク質発現株の作出を行っている最中であり、当初の予定よりもやや遅れている。RNAiノックダウン株の作出、優勢変異型タンパク質発現株の作出によって、BOR1分解変異株の変異原因遺伝子を決定する。BOR1の「分解」と「偏在」の制御に対する、クラスリンおよびクラスリンアダプタータンパク質・AP2寄与を明らかにし、DRP1の結果とともに、BOR1のエンドサイトーシス機構の全容を明らかにしたい。また、BORl偏在の数理モデル構築のために、BOR1のエンドサイトーシス速度等の定量的データを蓄積し、コンピュータシミュレーションによって検証したい。
海外留学における第二言語動機づけの変化：複雑系理論を用いたナラティブ・アプローチ

第二言語習得研究ではこれまで、海外留学によって第二言語を使用する機会が増えることで、様々な言語的側面が発達することがわかっている。海外留学は多くの大学生にとって自身の「学習歴における重要な意味を持つ経験」であり、第二言語コミュニケーション能力だけでなく、価値観や自己効力感、アイデンティティなど、心理面においても大きな変化をもたらすと考えられる。学習者の心理的変化を理解するため様々な研究方法が試みられているが、そのひとつとして「ナラティブアプローチ」が大きな注目を集めている。本研究ではナラティブアプローチを用いて海外留学期間中に日本人英語学習者の動機づけがどのように変化するのか、またどのような内的および外的環境要因が学習者の動機づけに影響を及ぼすのか調査を行った。1年目は研究参加に同意した日本人大学生30名(長期留学者10名、中期留学者20名)に対して、それぞれ約1時間の留学前インタビューを実施した。2年目は留学中の研究参加者が毎月作成する留学記録の収集と分析を行った。また留学を終え日本に帰国した参加者(中期留学者20名)に対して留学後インタビューを各1時間程度実施した。インタビューでは留学中の経験、動機づけの変化などについて尋ねた。さらに、帰国した学生にビッグファイブ理論に基づくパーソナリティ診断テストを実施した。すでに採取した留学記録およびインタビューは逐次書き起こしを行い、分析を行った。海外留学経験は学習者の第二言語能力の向上だけでなく、第二言語に対する動機づけにも大きな影響を与えると考えられている。近年、複雑系理論の視点から第二言語動機づけは様々な要因と相互作用し変化し続けるものと捉えられるようになってきたが、これまではほとんどが教室内で行われた研究であり、海外留学環境における動機づけの変化については調査されていない。本研究では留学期間中に日本人英語学習者の動機づけがどのように変化するのか、また学習者のどのような内的要因および外的環境要因が動機づけの変化に影響を与えるか、ナラティブアプローチを用いて検証する。本研究では、研究代表者所属大学において長期(10ヶ月)または中期(5ヶ月)の海外留学を経験する約30名の学生に対して、毎月留学経験の振り返りレポートを作成してもらう。また、参加者の中から約20名の学生に留学出発前と帰国後にインタビューを行う。初年度である平成28年度は研究参加に同意した留学予定の日本人大学生30名(長期留学者10名、中期留学者20名)に対して研究に関する説明を行い、約1時間の留学前インタビューを実施した。インタビューでは大学入学後の動機づけの変化やこれまでの学習経験、留学に対する期待などについて詳しく質問した。また、留学中は毎月留学先の授業内外の経験、学習者自身による学習や授業外活動に対する自己評価、自分自身の動機づけの状態などについて、毎月末にWord文書1-2ページ程度で作成、Eメールで研究代表者に送付してもらった。すでに採取したインタビューおよび振り返りデータは逐次書き起こしを行い、分析を開始している。研究協力者を、研究責任者の担当授業受講生から集めることで、容易に十分な数の参加者を集めることができた。また、採取したデータの書き起こしを外部専門業者に依頼することで、効率的に分析を進めることができた。本研究ではナラティブアプローチを用いて海外留学期間中に日本人英語学習者の動機づけがどのように変化するのか、またどのような内的および外的環境要因が学習者の動機づけに影響を及ぼすのか調査を行う。2年目である平成29年度は留学中の研究参加者が毎月作成する留学記録の収集と分析を行った。すでに採取した留学記録およびインタビューは逐次書き起こしを行い、分析を開始している。初年度(平成28年度)にインタビューを行った研究参加者を追跡調査している。新たな研究参加を探す必要がなく、順調にデータ採取を行っている。また、採取したデータは研究責任者の指導している大学院生に書き起こしを行ってもらうことで、滞りなく進めることができている。

1年目は研究参加に同意した日本人大学生30名(長期留学者10名、中期留学者20名)に対して、それぞれ約1時間の留学前インタビューを実施した。2年目は留学中の研究参加者が毎月作成する留学記録の収集と分析を行った。また留学を終え日本に帰国した参加者(中期留学者20名)に対して留学後インタビューを各1時間程度実施した。インタビューでは留学中の経験、動機づけの変化などについて尋ねた。さらに、帰国した学生にビッグファイブ理論に基づくパーソナリティ診断テストを実施した。すでに採取した留学記録およびインタビューは逐次書き起こしを行い、分析を行った。今年度は研究参加の大学生が海外留学を終了後に2回目のインタビューを実施する。1回目のインタビューの分析を終えることで、2回目のインタビューでは焦点を絞った質問をすることができる。2回のインタビューの分析結果を比較することで、参加者の英語に対する動機づけが留学経験を通じてどのように変化したか検証を行う。また、分析結果を国内学会、国際学会(英国応用言語学会年次大会を予定)において発表を行い、国際学術誌への論文投稿の準備を行う。今後はこれから留学を終え帰国参加を対象に留学後インタビューを実施する。その後、これまでに集めたインタビューおよび留学中の記録データを基にナラティブ分析を行う。初年度に予定していた海外学会発表を取りやめたため。平成29年度に予定していた学会発表を取りやめたため、次年度使用額が発生した。平成30年度6月に実施される国際学会において研究発表を行う予定である。本年度または次年度に、本研究結果に基づく発表を国際学会で行う予定である。
油性徐放性製剤の筋肉内注射により発生する硬結を予防するための看護ケア方法の確立

2019年度:研究1「ハロマンスの硬結に対する中殿筋運動の効果の検証」として,臨床において中殿筋運動による介入研究を行い効果を検証する.2020年度:研究2「フェソロデックス投与部位の組織の様子と筋運動の影響」として,動物にフェソロデックスを筋注しハロマンス同様の組織変化があるか基礎研究を行なう.2021年度:研究3「フェソロデックスの硬結に対する中殿筋運動の効果の検証」として,臨床において中殿筋運動による介入研究を行い効果を検証する.2020年度:4年間の研究成果をまとめ,筋注後の筋肉運動を「油性徐放性製剤の筋注により発生する硬結を予防するための看護ケア方法」として確立する.2019年度:研究1「ハロマンスの硬結に対する中殿筋運動の効果の検証」として,臨床において中殿筋運動による介入研究を行い効果を検証する.2020年度:研究2「フェソロデックス投与部位の組織の様子と筋運動の影響」として,動物にフェソロデックスを筋注しハロマンス同様の組織変化があるか基礎研究を行なう.2021年度:研究3「フェソロデックスの硬結に対する中殿筋運動の効果の検証」として,臨床において中殿筋運動による介入研究を行い効果を検証する.2020年度:4年間の研究成果をまとめ,筋注後の筋肉運動を「油性徐放性製剤の筋注により発生する硬結を予防するための看護ケア方法」として確立する.
NFATｃ１を介した免疫抑制剤による前立腺癌新規治療

本研究ではCsAおよびFK506はNFATc1を抑制し,膀胱癌細胞においてCOX-2を抑制していた.一方で,前立腺癌細胞においては,COX-2での変化は見られなかった.詳細なメカニズムは不明だが,癌種やその他の因子が,NFATc1の下流因子に影響している可能性がある.またNFATのc2-5までの他のパスウェイが影響している可能性も考えられる.本研究では,細かな検討はできなかったが,少なくとも膀胱癌においてはNFATc1の発現が多く見られ,NFATc1とCOX-2を介した抗腫瘍効果のパスウェイが動いていると考えられた.本研究において,膀胱癌において免疫抑制剤であるCsAおよびFK506がNFATc1-COX-2の経路で抗腫瘍効果を示すことが分かった.そして,NFATc1の活性化が膀胱癌の進展に関与していると考えられた.NFATc1は核内移行により活性化する転写因子で,核内に移行するとAP1,MEF2,GATA,およびHDACなどとヘテロダイマーを作り下流因子へと転写されていく(Macian, 2005)(Mancini and Toker, 2009).大腸癌の細胞株であるCaco-2,HT116,およびHT29においてNFATc1の下流遺伝子はc-MYCと考えられている.本研究でも前立腺癌においてはNFATc1-c-MYCによるパスウェイを認めており,また悪性黒色腫ではNFATc1の下流遺伝子はCOX-2と報告されている.これらのことから癌種による違いがあると考えられる.本研究では前立腺癌の進展におけるNFATの働きを解明し、今後の去勢抵抗性前立腺がん治療に役立てるものである。本年度は、前立腺癌におけるNFATの各種isoformの発現を確認し、特にNFATc1が前立腺癌の進展であることを明らかにした。ヒト前立腺組織アレイ225症例を用いた免疫組織染色では,前立腺癌組織は正常組織に比べて有意にNFATc1の高発現を認めた.また,下記表にあるように,前がん病変であるHGPINは正常と前立腺組織の間の発現スコアであり,前立腺癌の発癌・進展に関与していることが確認された.ヒト前立腺癌組織アレイにおいて,前立腺全摘除術後のPSA再発とNFATc1高発現の相関を確認した.NFATc1の発現のある群ではない群と比べて有意にPSA再発の低下を認めた.前立腺癌組織アレイにおけるNFATc1の発現と予後因子を多変量解析で検討した.NFATc1は有意に独立した予後因子であった.マトリジェルを用いた細胞浸潤能について検討を行った.NFATc1をノックダウンすると,細胞浸潤能は有意に低下した.また,免疫抑制剤を用いても,細胞浸潤能は有意に低下した.また細胞浸潤能に関してPCR法でMMP2およびMMP9の発現を検討したところ,免疫抑制剤で有意にMMP2およびMMP9の発現低下を認めた.ゼラチンザイモグラフィーをもちいても同様にMMP2およびMMP9の活性低下を認めた.一方で,NATc1をノックダウンした細胞では,免疫抑制剤による細胞浸潤能の低下は確認できなかった.これらのことより,免疫抑制剤はNATc1を介した細胞浸潤能の低下を認めた.NFATは免疫抑制剤の治療標的であるため、発現していることで、今後免疫抑制剤における前立腺癌治療の可能性を示唆するものであった。1.前立腺全摘後の再発率はNFATc1発現群で有意に高かった(p&lt;0.001)。2.前立腺細胞株において、免疫抑制剤がNFATc1の発現・活性を低下させた。また、免疫抑制剤の刺激により細胞増殖能・創傷癒合能・細胞浸潤能の低下やMMP-2・MMP-9の活性の低下を認めた。これらの結果は、NFATc1-shRNAを強制発現させた細胞株では認められなかった。3.マウス移植片腫瘍モデルにおいて、免疫抑制剤使用群では有意に腫瘍の増殖抑制を認めた。1.膀胱癌に増殖因子(アンドロゲン刺激)を加えた群と加えない群を比較した転写因子アレイでNFATc1活性の増加を確認した。2.前立腺ヒト組織検体を用いた免疫組織染色で予後と有意に相関した。(論文投稿中)3.膀胱癌細胞株において免疫抑制剤で刺激したところ増殖抑制を確認した。膀胱癌の大きな特徴は再発を繰り返すこと、再発に伴い時に悪性度が高くなることであり、治療における大きな問題となっている。そのため、膀胱癌の発生・進展機構の解明と治療への応用について様々な検討が進められているが、いまだに効果的な治療方法の開発には至っていない我々はこれまでの研究から免疫応答に関わる転写因子であるNFATc1が正常前立腺組織に比べて前立腺癌組織で高く発現していることを見出している。(論文投稿中)NFATc1は免疫抑制剤の主要標的であることから、免疫抑制剤による膀胱癌罹患率の減少効果にNFATc1が強く関わっていると推測された現在、下記3項目のうち2項目は終了しており、おおむね順調に推移している1.ヒト膀胱癌組織アレイでのNFATc1の発現解析。ヒト前立腺癌組織検体(200例)におけるNFATc1の発現を免疫組織学的染色を用いて検討し、組織病理学的特性と臨床経過との関連性について解析する。また、得た結果を用いて予後予測ノモグラムを作成し、共同研究機関である海外多施設の症例で標準化(Validation)を行い、新規診断・新規予後予測マーカーの可能性について検討する。

2.SiRNAと免疫抑制剤を用いたNFATc1機能解析。免疫抑制剤であるシクロスポリン・タクロリムスによるNFATc1の標的分子発現をウェスタンブロット・PCR法によって検討する。また、膀胱癌細胞の増殖抑制効果、浸潤抑制効果についてはMTTアッセイ、創傷癒合アッセイ、細胞浸潤アッセイを用いて検討する。更に、各種標的分子の遺伝子発現転写調節機構についてウェスタンブロット、ルシフェラーゼアッセイ等を用い検討する。3.臓器移植患者における膀胱癌罹患率の疫学調査。当研究施設である横浜市立大学附属病院は腎移植の認定施設であることから、臓器移植後に免疫抑制剤を使用している患者の膀胱癌の罹患率およびサブエンドポイントとして膀胱癌の病理組織学的特性を倫理委員会の承認を受けた上で後ろ向きに解析する本研究ではCsAおよびFK506はNFATc1を抑制し,膀胱癌細胞においてCOX-2を抑制していた.一方で,前立腺癌細胞においては,COX-2での変化は見られなかった.詳細なメカニズムは不明だが,癌種やその他の因子が,NFATc1の下流因子に影響している可能性がある.またNFATのc2-5までの他のパスウェイが影響している可能性も考えられる.本研究では,細かな検討はできなかったが,少なくとも膀胱癌においてはNFATc1の発現が多く見られ,NFATc1とCOX-2を介した抗腫瘍効果のパスウェイが動いていると考えられた.本研究において,膀胱癌において免疫抑制剤であるCsAおよびFK506がNFATc1-COX-2の経路で抗腫瘍効果を示すことが分かった.そして,NFATc1の活性化が膀胱癌の進展に関与していると考えられた.NFATc1は核内移行により活性化する転写因子で,核内に移行するとAP1,MEF2,GATA,およびHDACなどとヘテロダイマーを作り下流因子へと転写されていく(Macian, 2005)(Mancini and Toker, 2009).大腸癌の細胞株であるCaco-2,HT116,およびHT29においてNFATc1の下流遺伝子はc-MYCと考えられている.本研究でも前立腺癌においてはNFATc1-c-MYCによるパスウェイを認めており,また悪性黒色腫ではNFATc1の下流遺伝子はCOX-2と報告されている.これらのことから癌種による違いがあると考えられる.本研究は前立腺癌の進展におけるNFATc1の関与を明らかにした。今後、前立腺に限らず膀胱癌においてもNFATの各種isoformの発現が確認されており、基礎実験を含めて尿路上皮癌においても研究を進めていく方向である。疫学調査および分子細胞実験を進めていく。
風景概念生成期の研究-東インド会社の交易都市スラトの英国人墓地の調査-

17世紀後半,インド西岸の交易都市(スラト,バローダ等)には,主として東インド会社の交易活動に伴い西欧の建築文化が流入すると同時に,それらはムガール朝の建築様式と混じり合い,独特の発展を見た。特に,霊廟建築はその墓地のあり方(都市計画的にも,死生観という点でも)は,特徴的であり,商人達によって祖国にその文化が伝えられたと考えられる。本年度は,平成18年度にインド・デリーの国立公文書館付属考古学協会中央図書館及び,インド考古学協会ヴァドダラ支部において,これらの霊廟建築に関する図面資料の収集,またスラトの英国人墓地およびオランダ人墓地の現地調査によって得られた情報を元に分析を行った。また,18世紀初頭のロンドンにおいて複数の建築家によって提案された郊外型墓地との比較検討を行った。これらの結果,インドにおける墓地及び霊廟建築(特にスラトのオランダ人墓地)と英国において提案された郊外型墓地との間に様式上の興味深い類似点が確認された。このことは本研究の主題でもある英国における風景概念の生成が18世紀初頭の埋葬文化,特に霊廟建築と墓地のあり方と強く結びついていることを考えると極めて興味深い事実であると言えよう。本研究の期間内には,残念ながらインドにおける霊廟の所有者や建立年,設計者,また墓地の計画者といった事柄に関する,文献資料を十分に掘り起こすことができなかったため,インドにおける霊廟文化の英国への影響という点を実証的な観点から十分に検討するには至らなかった。今後の課題といえるだろう。本研究は、17世紀後半のインドの貿易都市において、ムムガール朝の建築様式と西欧からの商人が持ち込んだ西欧建築が融合して独自の発展を遂げた建築群-特に霊廟建築-の実態を明らかにし、英国における風景概念生成との関係を探る'ことを目的とする。初年度である平成18年度は、基礎資料の収集を行うと共に、インドの英国人墓地がいかなるものであったかという点を、現地調査を通じて把握するための研究活動を行った。更に、平成18年12月から平成19年1月にかけての約一週商の期間、インドの都市スラトなどにおける英国人墓地を現地調査し、霊廟建築の実態を把握すると共に、研究資料としての記録写真撮影を行った.また、インド国立公文書館付属考古学中央図書館、インド考古学協会ヴァドダラ支部などにおいて、本研究課題関する関連資料を収集した。こうした現地調査・資料収集と並行して、次年度の研究に生かすため、収集した資料および写真の整理作業を准めた。また、研究成果の一端を『「風景概念」の形成期における非西欧圏文化の影響-サー・ジョン・ヴァンブラの建築作品とラストにおける霊廟建築』にまとめ、日本建築学会大会において口頭発表した。
二軸変動複合応力下の疲労き裂伝播形態解析コードの開発

本研究により得られた結論は以下の通りである。(1)2軸応力を受ける部材結合部に発生する疲労き裂の伝播形態を把握するため、2軸応力範囲比を各種変化させた疲労き裂進展試験を行い、初期き裂の進展方向からき裂進展方向が巨視的に90度転回するき裂伝播形態のモード分岐現象を捉えることが出来た。これによって、2軸応力を受ける複数のき裂発生可能点がある部材結合部についてその巨視的最終破壊形態をおおよそ推定することが可能となった。(2)著者らが開発したき裂伝播シミュレーション手法を用い上述の実験に対応する数値シミュレーションを行ったところ、き裂伝播形態については実験とほぼ同様な結果を得ることができ、本手法は巨視的最終破壊形態の予測に有効であることが確認できた。今回のシミュレーションでは試験体下部Iビームの曲げ剛性が試験領域のそれに比べ十分大であると仮定したが、精度向上のためには今後解析領域の周辺構造の剛性も正確に組み込んだ計算が必要である。(3)疲労き裂伝播寿命については、試験体によって実験とシミュレーション結果がおおよそ一致するものと大幅な相違が見られるものがあった。その原因を調査するため、試験体製作時に発生する溶接残留応力を測定した。その結果隅肉溶接による残留応力がき裂伝播経路上に負の平均応力として作用している場合に大幅なき裂伝播寿命の増加が生じることがわかった。今後溶接残留応力のき裂伝播に及ぼす影響について詳細な研究を行う必要がある。本年度は自動要素生成機能を持つき裂進展解析プログラムに関し,以下の開発を行った。き裂先端部における応力の精度を確保するため,き裂先端には一定の規則的要素分割領域を配置するが,この領域形状を従来の正方形から円形に変更した。これによって,き裂の進展に伴うき裂の湾曲に対してこのき裂先端領域の方向性が無くなり,周辺要素の分割をより構造全体形状に適合したパターンとすることが可能になった。また,本手法で採用している修正四分木法によるメッシュは比較的正方形に近い要素が生成できる利点がある一方,領域隅部の処理が困難で,しばしば,要素欠落等を経験したが,この点についてもコーディングの見直しを行い大幅な改善をみた。疲労き裂の進展シミュレーションに際しては,応力拡大係数の変動範囲に関して局所対称性規準が成立するものとした。遂次き裂進展のステップサイズは,前述の局所対称性規準の満足度と、開口型モードの応力拡大係数範囲の変化が過大にならないことを考慮して選択する。これによって適切な疲労き裂伝播経路とその経路上に沿ったパリス則にもとづくき裂伝播寿命予測が可能となった。本計算手法の妥当性を検討するため,初期状態が混合モード下にある疲労き裂の数値シミュレーションを行うとともに対応する実験結果との比較を行った。さらに,補強板構造の疲労き裂伝播に関して重要な複合応力下のき裂進展についても予備的な数値シミュレーションを行った。これについては次年度以降本格的研究に入る予定である。今年度は主に以下の2項目について研究を実施した。1.2軸応力場における疲労亀裂進展シミュレーション疲労き裂は板材表面の溶接部など局部応力集中箇所から板表面に垂直な方向に向かって伝播を開始するが、船体縦横部材交差部は一般に2軸複合応力状態にあるので、一旦伝播を開始したき裂がその伝播期間中常に初期き裂の方向に沿って伝播するとは限らない。局部の応力集中によって発生したき裂も一旦伝播を開始すると、その伝播経路は、各時点でき裂サイズのオーダの広がりを持つ領域内の応力分布に支配されることになる。本研究では、現在開発中の疲労き裂進展シミュレーション・コードを用い、応力集中のある部材交差部から発生した疲労き裂について、2軸繰返し応力範囲比をパラメトリックに変化させたき裂伝播数値シミュレーションを行い、その伝播形態を解明した。特に、初期き裂の方向とは巨視的伝播方向が全く異るき裂伝播形態が生ずる分岐現象の焦点を当て、このような一種のモード分岐は、2軸応力範囲比と部材交叉部の局部形状に支配されること、伝播経路の変化とともにき裂進展速度の急激な加速を引き起こす場合もあることを明らかにし、実験的にも同様な現象を確認した。2.本解析コードのフランジを有する構造への適用に関する研究本解析コードは2次元領域の縁き裂を対象として開発されていたが、本年度の研究においてはこれを板の周辺にフランジ材を有する場合に拡張することを試みた。ここで、フランジ材についてはその面内剛性のみを評価することとした。このプログラムを利用し、き裂がはり部材のウエブを切断するモードで進展し、外板等のプレート・フランジに接近するときの挙動の予測を行った。計算例としては3点曲げを受けるフランジ付ビームのビームウェブ内のき裂進展の数値シミュレーションを行い疲労き裂進展に対するフランジの影響を検討した。

今回のシミュレーションでは試験体下部Iビームの曲げ剛性が試験領域のそれに比べ十分大であると仮定したが、精度向上のためには今後解析領域の周辺構造の剛性も正確に組み込んだ計算が必要である。(3)疲労き裂伝播寿命については、試験体によって実験とシミュレーション結果がおおよそ一致するものと大幅な相違が見られるものがあった。その原因を調査するため、試験体製作時に発生する溶接残留応力を測定した。その結果隅肉溶接による残留応力がき裂伝播経路上に負の平均応力として作用している場合に大幅なき裂伝播寿命の増加が生じることがわかった。今後溶接残留応力のき裂伝播に及ぼす影響について詳細な研究を行う必要がある。