hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
魚類モノクローナル抗体遺伝子の新規探索法と抗体発現系の確立

IgNAR抗体の医学応用を目指して、マトリックスメタロプロテアーゼMMP-9を抗原として、6ヶ月間までイヌザメに接種し、血液を採取した。トラフグの免疫グロブリン遺伝子の構造解析、発現解析を行った。CHO細胞を用いたサメIgNAR抗体生産技術の開発を目的として、6つのIgドメイン(Vドメイン、C1-C5ドメイン)から構成されるサメ抗体の定常領域を組み合わせた発現コンストラクトを調製し、分泌生産に成功した。昆虫細胞を利用した細胞表面ディスプレイ法によって卵白リゾチームを認識するvariablelymphocyte receptorsを細胞表面に提示でき、卵白リゾチームが結合することを示した。ドチザメIgMおよびIgNARの各重鎖タンパク質について、C末端領域のペプチド配列を用いてウサギ抗血清を調製した。ドチザメを卵白リゾチームで3ヶ月間免疫し、血清および種々臓器をサンプリングした。イヌザメ(bamboo shark)のIgNARのcDNA配列を得て、定常部位の配列を抽出した。IgNARの可変部位をアンプリコンシーケンスし、個々の遺伝子の発現頻度を測る系を確立した。イヌザメに1ヶ月おきに抗原(HEL、BSA、MMP-09)を数回投与して投与1ヶ月後に採血した。BSAに関してELISAで抗体価を測定し、抗体価の上昇と連動して発現頻度の上昇した遺伝子を複数特定した。CHO細胞を用いてサメ抗体の可変領域と定常領域を組み合わせた発現コンストラクトを調製し、分泌生産に成功した。これらの成果からトランスクリプトーム解析による抗原得意的抗体遺伝子の同定とその発現系の確立はほぼ完了した。以下の内容を引き続き行う。サメ、トラフグを対象に、抗原投入前後で採血を行い、次世代シーケンサーを用いて抗体遺伝子発現のトランスクリプトーム解析を行う。また、これらの魚種の抗体の定常部位を認識をするモノクローナル抗体を作成してELISA系を構築し、血清の抗体価の測定を行う。特定の抗原に対する抗体価の増減とトランスクリプトーム解析結果の関連解析を行い、特異的な抗体遺伝子の候補を絞り込む。絞り込んだ遺伝子をCHO細胞で発現し、抗原との結合を検証することにより、抗体遺伝子を同定する。具体的には以下の内容を行う。1)実験魚の飼育(サメ類のイヌザメ、トラフグ)。2)抗原投与前の採血、白血球分離、mRNAの抽出。3)イルミナ社製、次世代シーケンサーMiseqによる抗体遺伝子のトランスクリプトーム解析4)テスト抗原のBSAの投与。5)魚類抗体認識人工抗体の単離とELISA系の確立。6)抗原投与後の採血、白血球分離、mRNAの抽出、トランスクリプトーム解析:投与前と同様に投与後についても2)、3)のステップを進める。8)候補遺伝子の選抜と遺伝子合成:抗体価と発現量が関連する遺伝子群を抽出する。それから発現量、運動性の点で上位10個に遺伝子を選びcDNA全長を合成する。9)CHO細胞による発現:合成したcDNAをベクターに導入し、CHO細胞に導入して発現し、抗体分子を合成する。10)CHO細胞発現抗体分子の抗原に対する結合能の測定:CHO細胞で発現した抗体分子を精製し、抗原に対する結合能をELISA、ウェスタンブロット法で確認する。
小脳低形成を合併したB細胞欠損症の遺伝子解析

平成8年度は次のような実験を行った。本年度、基礎実験として、患者の末梢血と骨髄血を用い、その造血3系統の減少に加え、電顕で、赤芽球、骨髄球のアポトシース及びCFU/c、BFU/cコロニー形成能の減少を確認することができた。リンパ球系の発生分化の異常は、B細胞欠損の以外に、新たにCD16、CD56陽性NK細胞とTCR rδT細胞が減少(01%)したことも判明した。また、FACSの検索より、骨髄には、CD34^+CD19^+ProB細胞が少数ながら存在したが、CD34^-CD19^+PreB細胞が確認しえなかった。すなわち、本疾患の病態はB細胞分化のProβ/Preβステージにおける分化異常であることを強く示唆した。一方、RT-PCR法より、Pax5遺伝子のmRNAが検出できなかった。プライマーの設定及び検体量などの問題もあり、改善すべき点を残しているが、次年度さらに検討していく予定である。また現在、B細胞の分化をより細かく分類するために、mb_1(Tg alpha), B29(Tg beta)などのプライマーの設定と条件を確立すべく準備中。なお、家系のPax5遺伝子の遺伝形式及び本人のPax5遺伝子の分子機構異常を明らかにするために、我々はすでに両親の末梢血由来EBv感染B細胞株及び本人と父親の骨髄血由来fibroblast初代培養細胞株を樹立した。但し、本人の汎血球減少が進行したために、本人由来のEBV感染B細胞株及び末梢血PHAT細胞blastにSV40ori^-プラズミドより形質変換した細胞株の樹立を数回も繰り返したが、まだ樹立できず、再度に試みる予定である。小脳低形成、胎児発育遅延、進行性汎血球減少及び易感染性を示した先天性B細胞欠損症の乳児例を経験し、本症例の検体を用いて、ヒトB細胞の初期分化を制御するPAX5遺伝子(BSAP)の検討、B細胞分化抗原の検討およびアポトーシスの検討を行った。まず抹消血と骨髄血よりDNAとRNAを抽出し、サザンブロッティング、ノーザンブロッティング、PCR-single strand conformation polymorphism(SSCP)法でPAX5遺伝子の異常の検出を行ったが、異常は認められなかった。CD34,CD10,lamda-like,TdT,mbl,B29等のB細胞の早期に発現する分化遺伝子群の発現の検討も行ったが、これらの骨髄細胞における発現はほとんどみられず、B細胞の発生の初期における異常が示唆された。また、本人とその家族の末消血よりEBウイルス感染B細胞株を樹立を試みたが、繊維芽細胞の株は樹立できたが、EB-virusによるB細胞株の増殖はみられず、樹立できなかった。今後アポトーシスとの関連を調べるため、末消血と骨髄血を用いて、Fas,Fas-リガンド,p53,Bcl-2,BAXなどの遺伝子産物を蛋白レベルでの発現を検討する予定である。さらに、症例に認められた多系統の発生異常(小脳低形成、B細胞欠質など)は胎生期組織特異的な細胞アポトーシスの分子機構に基づくことを明確にするため、いくつかの基礎的検討を行う予定である。
MDM2を標的とした新規胃癌治療薬の開発

Murine double minute2 (MDM2)はユビキチン化を介してp53を分解する。MDM2の阻害は、その過剰発現によりp53機能が抑制されている野生型p53腫瘍細胞に有効ではないかと考えられる。本研究ではMDM2阻害剤nutlin-3のヒト胃癌細胞p53野生株におけるアポトーシスの誘導や細胞周期の停止を確認した。p53野生株MKN-45皮下移植ヌードマウスの系においてもnutlin-3単剤、5-FUとの併用で腫瘍増殖を抑制した。MDM2阻害は野生型p53遺伝子を有する胃癌に対する有望な治療薬になり得ると考えられた。本研究の目的はMDM2阻害薬によるp53活性化が、胃癌に対し有効であるか否かを明らかにすることにある。MDM2阻害薬の一つである低分子化合物Nutlin-3を用いて、その抗腫瘍効果を種々の胃癌細胞株でin vitroとin vivoにおいて検討した。平成22年度は各種ヒト胃癌細胞株のp53, MDM2の発現をウェスタンブロット法にて確かめ、Nutlin-3の抗腫瘍効果をMTT assayで解析した。その結果、MDM2の発現は細胞株で差があるものの、p53野生型の胃癌細胞では、その発現量にかかわらずNutlin-3用量依存性に-80-100%の高い抗腫瘍効果が示された。p53野生型MKN45細胞株の担癌マウスを作成し、Nutlin-3を腹腔内投与した。その結果、コントロール群に比べ、投与群で明らかな抗腫瘍効果が確認され(-42%)、この効果は5-FUの併用によりさらに増強した(-80%)。以上の成果をCancer Science誌において発表した。今回の我々の研究はNutlin-3が新たな胃癌治療薬として有望であることを示した初めての報告であり、胃癌最多発国である我が国にとって非常に意義深い。今後、様々なシグナル伝達経路の観点からNutlin-3の作用機序と有効性の関連を明らかにするとともに、他のMDM2阻害薬についても検討を行っていく予定である。本研究の目的はMDM2阻害薬Nutlin-3の抗腫瘍効果を明らかにし、臨床応用のための基礎的データを収集することである。癌蛋白であるMDM2は、そのN末端にp53結合領域を有し、p53との相互作用により、ユビキチン化後、プロテアソーム系での分解を誘導する。従って、MDM2とp53の結合を阻害して細胞内のp53蛋白集積を誘導し、且つ、転写抑制を解除することにより、がん細胞の増殖抑制とアポトーシスの誘導が促進される。平成23年度、我々は低分子化合物Nutlin-3がp53野生型胃癌細胞株でin vitroとin vivoにおいて優れた抗腫瘍効果を示したことを確認し、その成果をCancer Science (102 ; 605, 2011)に発表した。胃癌p53変異・欠失細胞株に対しては、MDM2のsiRNAの投与が腫瘍細胞の増殖抑制をもたらしたことが明らかになったため、平成24年度は、胃癌p53変異・欠失細胞株に対しての細胞増殖抑制のメカニズムを明らかにしつつ、核酸医薬としてのMDM2 siRNAの評価を行う予定である。また、胃癌外科切除標本を用いた、免疫染色法によるMDM2の過剰発現レベルを既に明らかにしており、この結果は平成24年度10月、JDDW2012にて発表予定である。さらに我々はこれまで、p53の脱アセチル化を阻害後p53機能の活性化を促進するSIRT1阻害剤Tenovin-6に着目し、胃癌細胞に対するin vitroでの抗腫瘍効果を検討してきた。Nutlin-3と同様、各種胃癌細胞株を用いて抗腫瘍効果を確認したところ、p53遺伝子状態に関わらず、非常に高い抗腫瘍効果を示した。平成24年度はin vivoの検討を行うとともに、大腸癌細胞を用いた検討も行う予定である。MDM2阻害薬の一つである低分子化合物nutlin-3を用い、平成22年・23年度に引き続き、その抗腫瘍効果を種々の胃癌細胞株でin vitroとin vivoにおいて検討した。平成23年度にp53野生型MKN45細胞株担癌マウスの作成後、in vivo実験の予備検討として、nutlin-3を様々な濃度にて腹腔内投与した。

本年度は、平成23年度に行った動物実験の予備検討に引き続き、in vivoでの抗腫瘍効果の再確認をすべく、動物実験を実施し、その有効性と安全性を再確認した。また、移植腫瘍組織の免疫染色にて、著明なp53とPARPなどのアポトーシス関連蛋白の発現誘導が認められた。次に、ヒト胃癌切除標本100サンプルを用い、免疫染色法にてp53とMDM2蛋白の発現解析を行った。結果ではそれらの発現頻度は各々16%、22%であり、p53変異率は従来の報告同様、PS不良例や病期進行例で有意に高かった。MDM2の発現については、病期や予後との関連性は認められなかったが、高発現の集団が20%以上で認められ、MDM2阻害剤の治療対象となり得る可能性が考えられた。以上の結果は、第20回日本消化器関連学会週間において発表した。今回の我々の研究はMDM2阻害が新たな胃癌治療薬開発戦略として有望であることを示した初めての報告であり、胃癌最多発国である我が国にとって意義深い。MDM2阻害薬Nutlin-3を用いた胃癌の抗腫瘍効果の検討は実験が精力的に行われたため、想像以上に早く進んだ。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、MDM2 siRNAを用いた胃癌細胞株に対する抗腫瘍効果のメカニズムを明らかしつつ、核酸医薬としての可能性を評価予定である。siRNAの配列決定については、siDirect(RNAico.)を用いて行い、定量RT-PCR法によりMDM2の抑制効率を評価予定である。数種類のMDM2に対するsiRNAを選定後、数種の胃癌細胞に導入し、抗腫瘍効果及びMDM2やp53,Rb,p73などの相互作用について、Western blot法にて評価予定である。また、新規低分子化合物tenovin-6を用いたin vivo実験については、薬剤至適濃度が不明であるため、様々な濃度にて動物実験を行い、推奨投与量の検討後、抗腫瘍効果を評価予定である。
超高温環境下における傾斜機能材料の破壊評価

平成3年度に構築した熱有限要素解析システムに、傾斜機能材料の材料力学的挙動をよく表す構成則および最も適した破壊基準による亀裂評価法を組み入れた。このシステムを用いて傾斜機能材料の熱衝撃破壊問題について解析法を示し、傾斜機能材料の材料設計の一つの指針とした。即ち、(1)Kernerと若島による2つの球状粒子分散モデルを用いた材料構成則を、セラミック(ZrO_2)とチタニウム合金(Ti-6Al-4V)から成る傾斜機能材料に適用しシステムに組み込んだ。また、熱破壊強度を大きく左右する要因として線膨張係数の温度依存性が挙げられるが、線膨張係数をコントロールする目的で微小空孔を導入し、構成則に考慮した。想定する温度領域は極めて幅が広いため熱非均質性が激しく、また材料分布も非均質であるので強い非均質問題となる。非定常温度解を求めるため非線形差分アルゴリズムをシステムに追加した。(2)上記二つの材料からなる傾斜機能材料を、空力加熱を受ける宇宙機の前縁部に使用した場合を想定し、片側亀裂を持つ1000°Cおよび1800°Cの亀裂体に、それぞれ700°Cと-200°Cの熱衝撃が加えられた場合について解析した。これらの解析から次に示す知見を得た。即ち:傾斜機能材料の一つの機能である遮熱性は、セラミックの体積分率にほぼ比例した性能を持つが、亀裂強度に及ぼす影響は余り顕著ではない。微小空孔は遮熱効果が大であり、亀裂強度を低下させる働きが顕著である事が認められる。しかし、微小空孔は同時に破壊靭性をも下げる。破壊パラメタ,T^*,を用いた解析では、亀裂先端強度は組成材料単体からなる亀裂強度を上下限としない事が判明した。亀裂強度が臨界状態に達した後は不安定破壊に至る事が証明された。破壊靭性をも考慮した破壊安全性能と遮熱性能とは逆比例関係にあることが明かとなり、材料設計に当たってはどちらを重視するかはその目的によるところとなる。耐熱および熱遮蔽性と機械的強度を兼ね備えた傾斜機能材料は連続した複合性質を持っているため、材料定数が非均質である。またその上に、想定する温度範囲が一千度Kにも達するため、熱非均質性が著しく、極めて非均質性の高い非線形問題である。傾斜機能材料の使用時に想定される損傷モ-ドは破壊であると考えられるが、このように非均質性の高い状況の中で破壊靭性を材料塑性と温度に対して定義して行くのは非常に煩雑であり、また実用的でない。そこで、本年度の研究実施計画の一つである文献調査の結果、微少空孔の発生・成長・合体が亀裂の局破壊をもたらすGursonの損傷モデルを用いて破壊抵抗強さを決定し、同時に構成則とするアルゴリズムを既存の有限要素プログラムに組み込んでいる。傾斜機能材料のように非均質性の高い材料の破壊の評価においては破壊を支配する亀裂先端部分の状態を正確に把握する必要があるが、そのため高次の項を含む積分パラメタ-を用いる。しかし、小さな領域に離散化する有限要素法では要素間に歪の不連続性が現れ、亀裂先端の評価を著しく妨げる。この為、フィ-ルド・デ-タのスム-ズ化を行うアルゴリズムを組み込んで、意味のある破壊評価を行う事が出来る様になった。この方法により熱非均質亀裂問題の解析を行い、温度依存する材料定数のうち線膨張率が亀裂の安定性において最も支配的である事が判明した。傾斜機能材料をモデル化する事の可能性をチェックするため、二種類の全く異なった材料の接合体に存在する亀裂問題を取り扱った。材料不連続部分にわずかな幅の傾斜エレメントをモデル化してシミュレ-ションを行うことにより高次の項を含むT^*などの積分パラメタ-の評価が可能となり、溶接破壊などの非均質問題にも有効な破壊解析法である事が分かった。また傾斜機能材料は破壊に対して靭性の高い金属がその組成に含まれており、しかも高い温度領域で負荷される可能性があるため、クリ-プ現象を除外して考える事は出来ない。そこでまず第二期クリ-プについてクリ-プ破壊の実験結果をシミュレ-トし、傾斜機能材料へのクル-プ・モデリングを進めている。熱衝撃疲労による亀裂の生成は熱塑性が主な要因であり、特に本問題のような高温度域では顕著である。損傷モデルをもちいてこの問題の現象解析を行うため、熱塑性構成則を解析システムに組み込む作業を進めている。

(2)上記二つの材料からなる傾斜機能材料を、空力加熱を受ける宇宙機の前縁部に使用した場合を想定し、片側亀裂を持つ1000°Cおよび1800°Cの亀裂体に、それぞれ700°Cと-200°Cの熱衝撃が加えられた場合について解析した。これらの解析から次に示す知見を得た。即ち:傾斜機能材料の一つの機能である遮熱性は、セラミックの体積分率にほぼ比例した性能を持つが、亀裂強度に及ぼす影響は余り顕著ではない。微小空孔は遮熱効果が大であり、亀裂強度を低下させる働きが顕著である事が認められる。しかし、微小空孔は同時に破壊靭性をも下げる。破壊パラメタ,T^*,を用いた解析では、亀裂先端強度は組成材料単体からなる亀裂強度を上下限としない事が判明した。亀裂強度が臨界状態に達した後は不安定破壊に至る事が証明された。破壊靭性をも考慮した破壊安全性能と遮熱性能とは逆比例関係にあることが明かとなり、材料設計に当たってはどちらを重視するかはその目的によるところとなる。
焼却飛灰の鉱物学的重金属不溶化と早期土壌還元を実現するジオモディフィケーション

一般廃棄物焼却飛灰や石炭灰を対象に、二次鉱物生成による重金属等の有害元素の鉱物学的不溶化が可能か検討した。一般廃棄物焼却飛灰の場合、Gypsum等の形成によって可溶性元素や重金属が不溶化されることを確認したが、Ettringite等の結晶構造への重金属封入による不溶化については確認出来なかった。石炭灰ではアパタイト形成によってフッ素等の有害元素を不溶化できた。焼却飛灰を粒子個々のレベルで分析した結果、複雑な内部構造を持つことを見出した。また、元素組成の不均一性は粒子内部のレベルでも、粒子間でも大きいことを見出した。狙った二次鉱物生成による効果がこの不均一性のために限定的となる可能性がある。1逐次抽出処理による鉱物学的3次元構造の解明逐次抽出処理によって溶解度別にマトリクスを除去し、3次元骨格構造を露出化させた。走査型電子顕微鏡(SEM)で骨格構造を観察し、エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)で各マトリクスの元素分布を測定した。これにより、飛灰粒子の地球化学的3次元構造を明らかにできた。2ミネラルモルフォロジーの分類化SEMで飛灰粒子表面の形状を観察するとともに、SEM-EDXを用いて元素組成および元素分布を測定した。XRD分析での鉱物組成を援用しつつ、飛灰粒子表面での鉱物組成を推定した。表面形状別に分類化するとともに、湿潤化に伴う同一飛灰粒子表面のミネラルモルフォロジーの変化を明らかにできた。前年度に引き続き、一般廃棄物の焼却飛灰や石炭灰を対象に、飛灰粒子の表面形状や3次元特性について分析した。一般廃棄物の焼却飛灰粒子の場合、主にケイ素からなり、複雑な構造を持つコア骨格、その周りを覆うアルミニウム/カルシウム/ケイ素を主体とする准溶解性マトリクス、および塩化ナトリウム/塩化カリウムを主体とする表面層となる構造を持つことを見出した。また、その表面に選択的に微小鉱物を生成させて、生成する鉱物種やその結晶形状などを分析した。単純な湿潤化やキレート処理に伴う湿潤化によって溶解性元素が粒子表面を移動、濃集化するが、難溶解性の硫酸カルシウム系鉱物(Gpysumなど)が形成されるとそれらの移動が著しく制限さえることを見出した。鉄系鉱物(goethiteやhematiteなど)にはチタンやクロムなどの重金属の濃集化が一部で見出されたが、飛灰粒子全般に見られる傾向ではなかった。石炭灰へのアパタイト層/有機アパタイト層を形成させたところ、アモルファス状の滑らかな表面を持つ層を形成することが出来た。アパタイト層では土壌や無処理石炭灰と比較して、水分保持濃が向上する効果を見出した。一般廃棄物焼却飛灰だけでなく石炭灰や廃プラスチック燃料焼却飛灰も対象に、その表面形状や3次元特性を分析できた。この点は当初の計画よりも進展している。表面への微小鉱物生成も計画通りに実験、観察および分析が出来ている。一部の鉱物への重金属の濃集化の頻度が予想に反し低いことを見出しており、これは翌年度に本格的に研究する重金属の鉱物学的不溶化に向けて有用な知見を得た。以上より、研究は概ね計画通りに順調に進捗していると評価した。一般廃棄物焼却飛灰や石炭灰を対象に、粒子表面の形状や鉱物学的特性について分析した。前年までと同様に、一般廃棄物焼却飛灰粒子の内部特性について分析し、ケイ素を主体とする複雑な構造を持つコア骨格、その周りを覆うアルミニウム/カルシウム/ケイ素主体の難溶解性マトリクス、塩化ナトリウム/塩化カリウムを主体とする表面層についてもそれぞれ分析を進めた。粒子内部の特性が層ごとに異なるだけでなく、一般廃棄物焼却飛灰では焼却炉の形式によってケイ素主体コア骨格の構造形状が著しく異なることを見出した。鉱物誘導技術を開発するにあたり、並行して焼却飛灰の不均一性を評価する必要性が分かったことから、研究内容を追加することとした。飛灰粒子の各層における元素分布を精力的に測定し、粒子内および粒子間の主要元素の相関性を分析した。焼却飛灰は粒子内で不均一性を持つ粒子と比較的不均一性が少ない粒子があり、粒子間においても特定の主要元素濃度が高い、もしくは低い粒子が存在し、粒子間の不均一性も大きいことを見出した。重金属の鉱物学的不溶化を施す際、飛灰粒子の元素構成によっては狙った二次鉱物生成が促進されず、不溶化効果を低減させる可能性がある。条件が異なる二次鉱物生成処理を2段階か3段階実施することで、不均一性の問題は克服できると推察された。鉱物誘導技術の開発では、pH条件の変化、ケイ素系やアルミニウム系の各種添加剤、水熱処理などを検討した。粒子によって二次鉱物の生成結果が異なり、上記の不均一性に起因していると考えられる。最適な条件や添加剤の決定には至っていないが、有望な添加剤等のスクリーニングは順調に進んだ。

また、元素組成の不均一性は粒子内部のレベルでも、粒子間でも大きいことを見出した。狙った二次鉱物生成による効果がこの不均一性のために限定的となる可能性がある。当初の予定どおりの研究成果を達成することができた。査読付き論文を1報(さらに1報が査読中)、国際会議での発表件数が9報であり、研究成果として十分に達成できていると考える。研究は計画通りに順調に進捗していることから、このペースで研究を進めていく予定である。本研究では分析センターにある共通機器(電子顕微鏡およびエネルギー分散型X線分析装置)を高頻度に使用するが、年度末に装置が故障したため、分析に遅れが生じることが懸念される。他の共通機器や他の研究機関が所有する装置を借り受け、研究遂行への支障を最小限に抑える予定である。環境工学順調に研究が遂行されていることから、このまま研究を進めていく予定である。研究計画どおりに研究は進捗し、研究費の執行も概ね研究どおりであったが、4437円の執行残が生じた。来年度に実施する追加実験において、実験に必要な薬品(約4500円)を追加購入する必要があることから、来年度での使用に回すことにした。研究成果の進展に伴い、その成果の発表(国内学会4件、国際会議9件)が想定よりも多くなった。よって旅費の支出も増加したことから、次年度予算から50万円を前倒し請求し、旅費との残額が生じた。来年度に実施する追加実験において、実験に必要な薬品(ピロ亜硫酸ナトリウムなど、約4500円)を追加購入する必要がある。よってこれらの薬品の購入に使用する予定である。次年度も研究成果を積極的に発表していくため旅費を確保し、研究の進展に併せて物品費も使用していく。
眼底組織模倣型オーガンチップデバイスの開発

生体組織・臓器の構造や機能を模倣した新しい3次元培養モデル(Organ-on-a-Chip)が最近注目されてきており、肺、肝、腸などの消化呼吸器系組織を模倣する試みが盛んに検討されている。しかしながら、眼などの特殊感覚器系に関するオンチップの培養モデルはほとんど例がない。そこで本研究では、マイクロ流路デバイス内に眼底組織を模倣した3次元培養系の構築に取り組んだ。流路デバイス内で網膜色素上皮細胞などの神経支持細胞を培養して、形態観察や分泌物解析を行ったところ、生体組織に近い機能を発現していることが確認された。今後、開発した培養系の病態モデル化やそれを用いた薬効評価への展開が期待できる。本年度は、昨年度に開発したポーラス膜を組み込んだマイクロ流路デバイスを用いて、ヒト網膜色素上皮(ARPE)細胞とヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の流路内培養を検討した。マイクロ流路デバイスは上下2層の流路構造を備えており、各流路は、10ミクロン径の細孔のアレイを有するポリジメチルシロキサン(PDMS)膜で隔てられており、この膜の上下がそれぞれ細胞の培養面となっている。また、細胞に力学刺激を加えるために、ポーラス膜の一部を柔軟性の高いポリスチレン等のナノ薄膜に置き換えた流路デバイスも作製した。まず、流路デバイス内でARPE細胞を潅流培養すると、ポーラス膜上にARPE細胞のモノレイヤー組織が形成され、上皮に特徴的なヘキサゴナルな細胞形態が観察された。ポーラス膜表面にナノスケールの凹凸を加えるとタイトジャンクションの形成が促進されることがわかった。また、生体RPE層と同様に、基底側への血管内皮増殖因子(VEGF)の極性分泌も観察された。次に、流路デバイス内でHUVECを潅流培養すると、ポーラス膜の細孔に細胞が侵入し反対側の面に遊走する様子が確認された。細胞培養面の反対側にVEGFを混合させた培養液を潅流すると、遊走する細胞数が3倍程度増加し、HUVECがVEGFに応答していることがわかった。続いて、ポーラス膜の上下にARPE細胞とHUVECをそれぞれ培養して共培養系を作製した。今後、この共培養系を用いた両細胞間の相互作用の評価や、RPE層の機能低下を誘発する刺激を負荷することで病態モデルへの展開が期待できる。本年度は、主にマイクロ流路デバイスの作製と網膜色素上皮細胞(RPE)の流路内培養を検討した。フォトリソグラフィーを用いて、シリコン基板上にSU-8のピラー(高さ25 um、直径10 um)を80 um間隔で作製した。この基板をフッ化シランで処理した後、ポリジメチルシロキサン(PDMS)のプレポリマーを流し込み、熱硬化させることで、10 umの細孔のアレイを有するポーラス化PDMS膜を得た。このポーラス膜を、流路構造を造りこんだPDMSモールドで挟み込み、2層流路構造を有するデバイス(各流路のサイズは、幅1 mm、高さ100 um)を作製した。このデバイスの上層流路に、CoCl2負荷でGFPを発現する網膜色素上皮細胞(RPE-HRE-EGFP)を導入し、細胞がポーラス膜に接着後、流路を上下反転させ、同様の操作をして元に戻した。上下の流路共に流速20 ul/hrで培地を潅流させ2日程度培養したところ、ほぼコンフルエントに細胞が増殖した。その後、上層流路に流す培地のみにCoCl2(300 uM)を添加して潅流培養を続けた。すると24時間以内にCoCl2を負荷した上層流路の細胞でのみGFPの発現が確認された。これは、ポーラス膜の上下にそれぞれ培養した細胞に異なる負荷を与えることができることを意味している。今後、ポーラス膜の上下にRPE-HRE-EGFP、脈絡膜血管内皮細胞を培養し、新生血管の誘発と細胞保護に関する細胞周囲環境因子を評価する予定である。当初の計画通り研究が進行しているため。大幅な研究計画の変更は考えておらず、当初の計画に沿って、オンチップ培養および細胞応答解析を中心に進める。次年度使用額が生じているが、3月までに執行済みの4月支払分であるため、次年度での使用予定はない。
現代中国の政軍関係と地方権力(歴史的考察と国際比較の視点からの分析)

研究期間の最終年度であるため、改革・開放期の中国人民解放軍について分析を行った。中央・地方関係を視点においた、同時期の軍の特徴は次のとおりである。1.党軍関係の基本構造は変わっていない。政治委員は伝統的に軍事指揮員より強い権限を持ち、軍内党員も構成員の2030%を占めている。また、党中央委員会における軍関係者の割合も約20%を占め、軍の政治に対する発言力の強さも表している。97年国防法は、依然として軍を指揮するものは共産党であるとした。2.中央軍事委員会の機能の強化と地方軍区に対するコントロール強化が進んでいる。近代化の要請、規律の引き締めに対応して、98年には中央軍委に総装備部が新設された。地方軍区は85年に7大軍区に改編され、同時に35歩兵軍を24合成集団軍に改編した。合成集団軍を大軍区の主兵力として中央への統合化を進め、かつての地方軍であった省級軍区の地位は大幅に低下している。3.対外開放政策の影響下にすすんだ、軍の経済活動の行き過ぎを是正する試みが、93年よりなされている。しかしこれは、軍財政の一部を支えていたために抵抗も大きく、このコントロールがうまくいくか否かが、中央政府の軍に対する指導力の程度を評価する指標となろう。将校達の教育水準の向上、近代戦に対応するための軍の編成、最新装備の購入などによって、軍の近代化、統合化は確実に進んでいる。ただしこの近代化の目的は、主として戦闘の合理的遂行のためであり、現状ではまだ政治に対して中立的な立場に立つことを考慮してはいない。党軍としての性格は未だ連続性を保っており、この性格を持ち続ける限り、政治に対して強い影響力を示し続けることになろう。
アルツハイマー病早期診断のための分子イメージングに関する基礎的研究

アルツハイマー病などの神経変性疾患では脳内でグリア細胞であるミクログリア(Mi)が病変部に集積し活性化している。Miが脳内で休止型から活性型になると末梢性ベンゾジアゼピン受容体(PBR)が発現し、PBRの発現とMiの毒性転換に関連性が深いことが示唆されている。ポジトロンCT(PET)を用いて生体内でPBRの発現をモニタリングできれば神経変性疾患の早期診断が可能となる。ラットモデルに対しPETとPBR製剤により、活性型Miを生体内で画像化可能かどうか検討した。活性化した株化Mi細胞で基礎的検討も行った。今年度我々は、培養下で活性化した外来性株化ミクログリアをラット脳内に注入し、PETと末梢性ベンゾジアゼピン(PBR)製剤^<11>C-PK11195により、活性型ミクログリアを生体内で画像評価可能かどうか検討した。ミクログリアの状態は、PET測定後に免疫染色して解析した。線条体に外来性株化ミクログリアを認め、内在性ミクログリアの活性化はわずかのみ認めた側の線条体にPETでPBRへの集積増加を認めた。障害側と健常側の差は約20%程度とエタノール注入モデルよりは健側との差を認めたが、充分ではなかった。そのため、イタリアBari大学と共同開発し、マウスによる検討で^<11>C-PK11195よりも高い親和性を示したPBR製剤^<11>C-CB148について、一側線条体へのエタノール注入モデルによる脳内の内在性ミクログリアを活性化するラットモデルと動物PETで検討した。さらに、これらのPETリガンド開発の成果に基づきBari大学と共同開発した蛍光標識PBRリガンドであるCBF5を用いラット株化ミクログリア細胞の結合部位を蛍光顕微鏡下で観察した。エタノール注入モデルと^<11>C-CB148 PETによる評価では、障害側線条体に健常側と比べ1020%の増加を認め、約10%程度の差であった^<11>C-PK11195と比べ優位な集積増加は認められなかった。しかし、その集積は免疫組織学的な活性型のミクログリアの数と有意な正の相関を示した。蛍光標識PBRリガンドCBF5とラット株化ミクログリア細胞の蛍光顕微鏡下での観察では、LPS刺激により、刺激前と比べミトコンドリア表面への集積の増加が観察された。この所見により、脳内の休止型ミクログリアではミトコンドリアの内部に存在しているPBRが活性型になるとミトコンドリアの表面に移動(トランスロケーション)することにより、PBR製剤の結合が増加するという仮説が証明された。昨年度までの実験で、一側ラット線条体へのエタノール注入モデルと末梢性ベンゾジアゼピン受容体製剤11C-PK11195 PET(positron emission CT)による評価では、健側と比べ、傷害側線条体に10%前後の有意な集積増加を認め、免疫組織染色で傷害側線条体に活性型ミクログリアの集族を認めた。しかし、傷害側線条体の集積に高いものから低いものにばらつきが認められたことから、線条体の傷害の程度の違いで性質の違う活性型ミクログリアの混在、ミクログリアの毒性転換との関連が示唆されたため、今年度、同様のエタノール傷害モデルラットの腹腔内にLPS(lipopolysaccharide)を投与し、ミクログリアの性状変化によって末梢性ベンゾジアゼピン受容体への集積に変化が生じるかどうか検討した。LPS投与群は非投与群と比べPETで有意な集積増加を認めた。さらに、RT-PCR(polymerase chain reaction)による遺伝子解析で、LPS投与群の方が多くのラットにサイトカイン(TNFα,IL-1β)の発現を認め、発現を認めなかったラットは集積が低かった。LPS非投与群はサイトカインの発現したラットは少なかった。LPS投与群と非投与群は活性型ミクログリアの数に有意差を認めなかった。これらの結果から、末梢性ベンゾジアゼピン受容体への集積は、活性型ミクログリアの発現の数よりも毒性転換との関連が高いことが示唆された。今回我々は、従来の末梢性ベンゾジアゼピン受容体(PBR)リガンドよりも脳内への移行率が高く、特異的結合と非特異的結合の比が高いリガンドとして、カナダ、トロント大学Dr. Alan A. Wilsonが新規に^<18>F標識PBR製剤として開発した[^<18>F]N-(2-(2-fluoroethoxy) benzyl)-N-(4-phenoxypyridin-3-yl) acetamide ([^<18>F]FEPPA)についてラット脳傷害モデルを用いて従来のPBRリガンドと比較、検討した。

一側ラット線条体への6-OHDA注入モデル(パーキンソン病モデルラット)における^<11>C-PK11195と^<18>F-FEPPAの比較では、^<11>C-PK11195は約13%、18F-FEPPAは約27%の左右差を認め、^<18>F-FEPPAの集積の方が有意に高かった。^<18>F-FEPPAの集積と免疫組織学的評価の比較では、チロシ水酸化酵素(ドーパミン神経)とは有意な負の相関を認めた。ED-1染色(活性化ミクログリア)とは相関を認めなかった。^<18>F-FEPPAの集積とRT-PCRの比較では、炎症性サイトカイン(TNFα、IL-1β)と相関を認めた。これらの結果から、^<18>F-FEPPAは、パーキンソン病モデルラットにおいて^<11>C-PK11195よりも高い信号が得られた。PBR PETはミクログリアの活性化の程度よりも、毒性転化の程度に関連が深いと考えられた。
難治性ふどう膜炎の細胞生物学的・免疫学的研究

1.ベーチェット病ベーチェット病患者における慢性再発性の炎症病態形成におけるT細胞の役割についての研究をおこなった.まず,活動性のぶとう膜炎を有するベーチェット病患者では末梢血リンパ球の活性化マーカーの上昇がみられるが,この内特にT細胞について,SEB,抗CD3抗体などの刺激因子に対する反応を調べた.その結果,対照とした健康成人では速やかに活性化されたが,ベーチェット病患者では反応が低く抑えられ,24-48時間後に両者の活性化マーカーの発現率が逆転することが判明した.また刺激により活性化したT細胞の抗Fas抗体,あるいはTNF-alphaにより誘導されるapoptosis(activation induced cell death; AICD)を解析したところ,活動性ぶどう膜炎を有する患者群ではapoptosisを起こす割合が有意に低かった.これらの事実より,ベーチェット病患者のリンパ球は特異な活性化持続状態にあるものと考えられた.一方動物モデルを用いた研究では,実験的自己免疫性網膜ぶどう膜炎(EAU)においてhelper T細胞のサブセットを検討し,炎症の形成過程でTh1/Th2比が上昇すること,また治療によりこの比率が抑えられることが明らかとなり,T細胞サブセットに焦点をあてた治療法の開発が有用である可能性が示唆された.2.原田病原田病の疾患感受性遺伝子であるHLADRB1*0405をベタク-を用いて移入したDRB1*0405陽性色素細胞の作製に成功し,現在患者リンパ球との反応を解析中である.1.ベーチェット病ベーチェット病患者における慢性再発性の炎症病態形成におけるT細胞の役割についての研究をおこなった.まず,活動性のぶとう膜炎を有するベーチェット病患者では末梢血リンパ球の活性化マーカーの上昇がみられるが,この内特にT細胞について,SEB,抗CD3抗体などの刺激因子に対する反応を調べた.その結果,対照とした健康成人では速やかに活性化されたが,ベーチェット病患者では反応が低く抑えられ,24-48時間後に両者の活性化マーカーの発現率が逆転することが判明した.また刺激により活性化したT細胞の抗Fas抗体,あるいはTNF-alphaにより誘導されるapoptosis(activation induced cell death; AICD)を解析したところ,活動性ぶどう膜炎を有する患者群ではapoptosisを起こす割合が有意に低かった.これらの事実より,ベーチェット病患者のリンパ球は特異な活性化持続状態にあるものと考えられた.一方動物モデルを用いた研究では,実験的自己免疫性網膜ぶどう膜炎(EAU)においてhelper T細胞のサブセットを検討し,炎症の形成過程でTh1/Th2比が上昇すること,また治療によりこの比率が抑えられることが明らかとなり,T細胞サブセットに焦点をあてた治療法の開発が有用である可能性が示唆された.2.原田病原田病の疾患感受性遺伝子であるHLADRB1*0405をベタク-を用いて移入したDRB1*0405陽性色素細胞の作製に成功し,現在患者リンパ球との反応を解析中である.
中等学校法人による大学設置の研究-都道府県私学助成のはたした役割-

1.研究の目的:本研究の目的は、中等学校法人(高校や中学を設置する学校法人)による大学設置のメカニズムを解明することであった。中でも、大学設置のための資金調達・蓄積の方法に着目し、都道府県私学助成がその重要な資金源になったのではないか、との仮説を立てて研究を行った。2.研究の方法:上記の仮説の検討のために、以下の方法で研究を進めた。主な研究方法は、(1)統計資料を用いた学校法人及び都道府県私学助成の財政・財務分析、(2)都道府県私学担当部署への訪問調査、(3)学校法人への訪問調査、(4)私学関係者による座談会の実施、(5)関係資料の収集、などであった。3.研究成果の概要:(1)都道府県私学助成が中等学校法人の資金蓄積を可能にし、それによって大学設置を実現するという仮説を直接に支持する分析結果は残念ながら得られなかった。(2)一方で、都道府県私学助成が高校の全入化段階を達成・維持するうえで重要な役割を果たしたという事実を確認できた。この知見と本研究の仮説との関連は、以下の2点にまとめることができる。第1は、高校進学率を高水準に維持させることは、中等学校法人の経営に多大なメリットをもたらしたこと。第2は、高校進学率の上昇とその維持が国民の高等教育への進学要求を増大させ、中等学校法人が大学を設置するうえでの潜在的な市場を形成させたという点である。これらの意味で、都道府県私学助成は間接的に中等学校法人による大学設置に一定の影響を与えたと言いうる。(3)都道府県私学担当部署への訪問調査・学校法人への訪問調査によって、マクロデータ分析では見落とされる都道府県間・学校法人問の違いや特色の一端を明らかにできた。私学関係者による座談会とともに、これらは本研究に重要な示唆を与えた。(4)上記の(1)(3)の成果をまとめた成果報告書を作成するとともに、一部を日本教育社会学会にて報告した。1、都道府県私学助成制度の比較・検討本年度継続的に開催した研究会において、都道府県私学助成制度が都道府県ごとにどのように異なるかを、国立教育研究所(『都道府県私学助成の研究』、1987)などの先行研究によって理解し、関連知識・情報のメンバー間での共有化を図った。また、日本私立学校振興・共済事業団の『今日の私学財政』や文部(科学)省の『私立学校の支出および収入に関する調査報告書』などの既存の財務統計資料の収集にも努め、データによる比較・分析も取り入れた。今後とも資料の収集と分析を継続し、都道府県ごとの私学助成制度のさらなる実態解明に努める。2、訪問調査の実施本年度は、宮城県総務部私学文書課、長野県教育委員会事務局私学教育振興室、大阪府生活文化部私学課、大阪市総務局行政部総務課などの都道府県及び政令指定都市の私学担当部署に対する訪問調査を実施した。現在どのように私学助成を行っているのかについてのみならず、私学助成がどのように推移してきたかについての情報も得ることができ、本プロジェクトにとっては非常に有益なものとなった。またそういった私学助成の実施主体である自治体だけでなく、日本私立中学高等学校連合会に対しても聞き取り調査を行うことができた。3、資料収集の実施既述の財務資料のほかに、都道府県や日本私立中学高等学校連合会などの私学団体が出している私学助成関係図書及び学校法人の法人誌等の収集も行った。

同時に、61の都道府県及び政令指定都市に私学関係資料の寄贈を依頼し、42の自治体から寄贈を受けることができた。今後はこれらの資料の継続的な収集を行うのと同時に、当該資料を用いたデータベースを作成する予定である。1.私学助成に関する量的データ分析私立高等学校及び高等学校を持つ学校法人への私学助成が、その教育や経営、またはその他にどういった影響を及ぼしたのかを、『学校基本調査』、『私立学校の財務状況調査報告書』、『地方教育費調査報告書』などのデータを利用して分析・考察した。それらの分析では、全国・都道府県の私学助成が、私立高校・学校法人の教育や経営及び都道府県高校進学率の上昇・高等教育(大学・短大)進学率の上昇に一定の影響を与えたことが示唆された。また、それらの分析結果をまとめたものを学術雑誌に投稿し、内容を定期的に開催した研究会で議論した。2.座談会・訪問調査の実施2006年6月には、日本私立中学高等学校連合会の前会長・堀越克明氏、元副会長・九里茂三氏、現会長・田村哲夫氏を招いて、『学校法人制度、私立学校振興助成制度に関する座談会』を開催した。そこでは、私学助成の獲得や私立学校振興助成法の制定に私学団体が重要な役割を果たしたことが分かった。当初の予定では、訪問調査の対象として行政側(都道府県私学担当部局)と私学側(学校法人)を挙げていたが、座談会の開催によって、それらの中間レベルとしての"私学団体"も訪問調査対象に加えることになった。平成18年度に行った訪問調査は、秋田県教育庁総務部私学班、岩手県総務部総務室私学振興担当、全国私立学校審議会連合会、宮城県私立中学高等学校連合会、福岡県私学協会、財団法人日本私学教育研究所、学校法人九里学園、学校法人八戸工業大学の8ヶ所に及んだ。訪問調査を実施した後は研究会にてその概要を報告すると共に、『研究・調査資料集』として編集・印刷し、メンバー間で情報の共有化をはかった。3.学校法人の沿革史分析訪問調査の対象としなかった学校法人の沿革史の読み込みも積極的に行った。平成18年度は工業系の大学を設置した学校法人に焦点を当て、大学設置に至った経緯・資金や資産の調達方法などを探った。その経緯等を見ると、あるパターンに沿っている学校法人あれば、そうでない学校法人もあるようであり、これらをどのようにまとめていくかは平成19年度の研究課題となった。1、都道府県私学助成の分析昨年度までに集積した私学助成に関する基本データを利用した分析の結果、本研究の当初の仮説(都道府県私学助成が高校法人(高校を設置する学校法人)の資金蓄積を可能にし、それによって大学設置を実現するという仮説)を直接に支持する分析結果は残念ながら得られなかった。しかし、その一方で、都道府県私学助成が高校の全入化段階を達成・維持するうえで重要な役割を果たしたという事実を確認することができた。この知見と本研究の仮説との関連は、以下の2点にまとめることができる。第1は、高校進学率を高水準に維持させることは、高校法人の経営(資金蓄積)状況に多大なメリットをもたらしたこと。第2は、高校進学率の上昇とその維持が国民の高等教育への進学要求を増大させ、高校法人が大学を設置するうえでの潜在的な市場を形成させたという点である。これらの意味で、都道府県私学助成は間接的に高校法人による大学設置に一定の影響を与えたと言いうるであろう。
高親和性IgE受容体発現樹状細胞によるアトピー疾患の抗原特異的免疫寛容誘導療法

1.マウスのハプテンによる接触過敏反応の自然軽快現象における樹状細胞とCD4陽性CD25陽性細胞の役割について検討した。その結果、ハプテン塗布による接触過敏反応の感作相あるいは惹起相で表皮の樹状細胞であるランゲルハンス細胞と表皮角化細胞はCD4陽性細胞の遊走因子であるIL-16を産生し、抗IL-16抗体の投与によって接触過敏反応の自然軽快現象が抑制された。さらに、IL-16を投与することにより接触過敏反応が抑制され、この現象には、CD4+CD25+FoxP3+の調節性T細胞が関与していることが明らかになった。活性化したケラチノサイトやランゲルハンス細胞が産生するIL-16が、CD4陽性の制御性T細胞を過敏反応局所に遊走させて反応を軽快させる方向に制御する役割を有することを示唆しており、この機構を利用したアレルギー反応の新しい制御法の開発につながることが期待される。2.新しい制御性樹状細胞の誘導法の開発を目的として、アレルギー炎症のメディエーターであるヒスタミンとセロトニンがヒト単球の寿命や樹状細胞への分化と成熟におよぼす影響について検討した。その結果これらのメディエーターは、単球のグルココルチコイドやFas-FasLを介したアポトーシスを抑制することによって寿命を延長させること、また抗原提示能の弱い未熟な樹状細胞への分化を誘導すること、これらの現象には2型ヒスタミン受容体や1型セロトニン受容体が関与していることが明らかとなった。これらのメディエーターによって寿命を延長した未熟樹状細胞はIL-10を産生することから、抗原特異的な制御性T細胞の誘導に利用できる可能性が示唆された。これは活性化したランゲルハンス細胞が産生するIL-16が、CD4陽性の制御性T細胞を過敏反応局所に遊走させて反応を軽快させる方向に制御する役割を有することを示唆しており、この機構を利用したアレルギー反応の新しい制御法の開発につながることが期待される。

さらに、IL-16を投与することにより接触過敏反応が抑制され、この現象には、CD4+CD25+FoxP3+の調節性T細胞が関与していることが明らかになった。活性化したケラチノサイトやランゲルハンス細胞が産生するIL-16が、CD4陽性の制御性T細胞を過敏反応局所に遊走させて反応を軽快させる方向に制御する役割を有することを示唆しており、この機構を利用したアレルギー反応の新しい制御法の開発につながることが期待される。2.新しい制御性樹状細胞の誘導法の開発を目的として、アレルギー炎症のメディエーターであるヒスタミンとセロトニンがヒト単球の寿命や樹状細胞への分化と成熟におよぼす影響について検討した。その結果これらのメディエーターは、単球のグルココルチコイドやFas-FasLを介したアポトーシスを抑制することによって寿命を延長させること、また抗原提示能の弱い未熟な樹状細胞への分化を誘導すること、これらの現象には2型ヒスタミン受容体や1型セロトニン受容体が関与していることが明らかとなった。これらのメディエーターによって寿命を延長した未熟樹状細胞はIL-10を産生することから、抗原特異的な制御性T細胞の誘導に利用できる可能性が示唆された。
コンクリート部材のせん断耐力に及ぼす軸方向力の効果の再評価に関する研究

本研究では,せん断補強筋を配置しないPCはり部材を対象として,そのせん断耐力に及ぼすプレストレス量(軸方向圧縮力),プレストレスの分布形状,コンクリート強度等の影響を実験・解析の両面から検討し,軸方向圧縮力がせん断抵抗メカニズムに及ぼす影響を再評価することを試みた。得られた主な結果を以下に示す。1.せん断ひび割れ発生荷重は,断面下縁のプレストレス量が大きいほど増加する。また,下縁のプレストレス量が等しい場合は,その分布形状が長方形のものがもっとも大きく,以下,台形分布,三角形分布の順となる。2.本研究で試験したPCはりのせん断ひび割れ発生荷重は,国内外の各種設計基準類で計算されるコンクリート負担せん断力と比較してもかなり大きく,現行基準はせん断耐力に及ぼす軸方向圧縮力の効果をかなり過小評価する傾向がある。これに対し,修正圧縮場理論ならびに本研究で提案した簡易式による計算値はせん断ひび割れの傾斜角を含め,せん断ひび割れ発生荷重を精度よく推定することができる。3.軸方向圧縮力作用下のせん断抵抗メカニズムは,せん断補強筋を配置する場合としない場合で異なる。せん断補強筋を配置しない場合,せん断ひび割れが発生してもそれが直ちに斜め引張破壊に結びつかず,軸方向圧縮力の効果によりタイドアーチ的耐荷機構が形成され,最終的には載荷点直下のコンクリートの圧潰で最大耐力が決定される。したがって,せん断補強筋を配置しないPCはりでは,修正圧縮場理論や本研究で提案した簡易式を用いてもせん断耐力をかなり安全側に評価する傾向があり,例えばストラット&タイモデルのような別の評価法が必要であると考えられる。一方,せん断補強筋が配置された場合はトラス機構の崩壊により最大荷重が決定される場合が多く,この場合は,修正圧縮場理論や本研究で提案した簡易式により,コンクリート負担せん断力を適切に評価することができる。本研究では,せん断補強筋を配置しないせん断破壊先行型のPCはり部材を対象として,そのせん断耐力に及ぼすプレストレス量(軸方向圧縮力),プレストレスの分布形状,コンクリート強度等の影響を実験・解析の両面から検討し,軸方向圧縮力がせん断抵抗メカニズムに及ぼす影響を再評価することを試みた。2.せん断ひび割れの傾斜角は断面下縁のプレストレス量が大きいほど小さく,また,下縁のプレストレス量が等しい場合は,その分布形状が長方形のものがもっとも小さく,以下,台形分布,三角形分布の順となる。また,いずれの場合も,各種の基準で仮定されている45度と比較して3040度とかなり小さな値となる。3.せん断ひび割れ発生荷重は,国内外の各種設計基準類で計算されるコンクリート負担せん断力と比較してもかなり大きく,現行基準はせん断耐力に及ぼす軸方向圧縮力の効果をかなり過少評価する傾向がある。これに対し,修正圧縮場理論による計算値はせん断ひび割れ発生荷重をかなりの精度で推定する。4.最終的なせん断破壊荷重(せん断耐力)は,各種基準や修正圧縮場理論による計算値よりもかなり大きくなる。これは,せん断補強筋を配置しないPCはりの場合,せん断ひび割れが発生してもそれが直ちに斜め引張破壊に結びつかず,軸方向圧縮力の効果によりタイドアーチ的耐荷機構が形成され,最終的に曲げせん断破壊するためと考えられる。したがって,軸方向圧縮力作用下のせん断抵抗メカニズムは,せん断補強筋を配置する場合としない場合で異なり,配置しない場合は例えばストラット&タイモデルのような評価法が必要であると考えられる。

一方,せん断補強筋が配置された場合はトラス機構の崩壊により最大荷重が決定される場合が多く,この場合は,修正圧縮場理論や本研究で提案した簡易式により,コンクリート負担せん断力を適切に評価することができる。