hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中高年者における有害因子曝露による中枢神経高次機能への影響

P300潜時の延長から、振動病患者及び鉛曝露労働者における認知及び記憶に関連した機能の低下が示唆された。振動病患者については1995年に報告した音刺激によるP300潜時の延長を裏付けるものと考えられた。鉛曝露による中枢神経高次機能の変化は発育期の小児においては明らかにされているが、鉛曝露労働者など成人においては、この結果により初めて明らかになった。鉛曝露によって小児における多動や成人における不眠など興奮性の影響が明らかにされていることから、運動制御の抑制と関わるNOGOポテンシャル潜時の延長が期待されたが、明らかにはならなかった。今後例数を増やして、検討を深める計画である。振動曝露、トルエン・キシレンを主とした有機溶剤曝露による中枢神経高次機能への影響を明らかにする目的で、事象関連電位を、振動障害患者、有機溶剤曝露労働者及び年齢をマッチした健常対照者について測定した。中枢神経機能に影響を及ぼす疾患、外傷、飲酒量、他の有害因子などへの曝露がない振動障害患者60名(前年度調査群と合算、VS群、52歳65歳、59.7±3.82歳)および同じ基準で選んだ健常対照者38名(前年度調査群と合算、C-VS群、5165歳、60.1±4.34歳)、有機溶剤曝露労働者13名(TX群、3057歳、47.0±8.01歳)および健常対照者13名(C-TX群、3359歳、52.6±6.95歳)について、NOGOポテンシャル(NOGO-P)およびP300の潜時を測定した。刺激パラダイムは、NOGO-Pにおいてはコンピュータディスプレイ画面上に示される標的画像を見た際にボタンを押さない、P300においては同じく標的画像を見た際にボタンを押すことであった。VS群のNOGO-P潜時(153±17.1msec)は、C-VS群のそれ(144.5±10.22msec)に比べて、有意に延長し(Studentのt検定、p=0.0046)、TX群のそれ(158±9.47msec)は、C-TX群のそれ(145±8.03msec)に比べて有意に延長していた(p=0.0044)。一方、VS群におけるP300潜時(486±53.0msec)はC-VS群のそれ(425±38.1msec)に比べ有意に延長し(p<0.0001)、TX群のそれ(455±49.0msec)は、C-TX群(398±22.4msec)に比べて有意に延長していた(p=0.00174)。振動障害患者及び溶剤曝露労働者において、P300潜時の延長から認知及び記憶に関連した機能の低下が、NOGO-Pの延長から運動の抑制機能の低下が示され、溶剤曝露や振動障害による記憶、認知など中枢神経高次機能への影響が、明らかになり、また、溶剤曝露や振動障害患者における不眠や易怒など抑制が不十分な症状と運動抑制と関わるNOGO-P潜時の延長との関連が推察された。
美術館経験のヴィジュアル・スタディ:社会的空間の視覚的編制をめぐって

これは個別主観的経験を焦点に据えた来館者研究モデルの提示を主題とする社会学的ヴィジュアル・スタディである。来館者が自由撮影した写真をもとに対面インタビューが行われ、得られた画像と語りが画像データベースに集積されて、美術館経験の集合的-離散的表象が試みられた。成果は一部館内で即時公開され、調査実践自体を経験増幅装置とするアクション・リサーチ的展開可能性も示された。ヴィジュアル・ナラティヴの分析手法開発が課題として残った。本研究は人びとの美術館経験を題材にした社会学的ヴィジュアル・スタディである。その目的は、第1に来館者の主観的経験を焦点に据えた視覚社会学的な来館者研究モデルの提示、第2に社会学的ヴィジュアル・メソッドの開発(「画像データベース」ベースの研究法確立とヴィジュアル・ナラティヴ分析の手法開発)、そして第3に視覚社会学的研究の可能性の展望である。美術館をフィールドに、人びとの経験を画像と言説を手掛かりにして記述し続け、それらの集積・構成を通じて社会的時空のあり方を"来館者視角中心的に"表象する、それが本研究の主題である。プロジェクト1年目(平成21年度)の主要作業は調査デザインに則った調査実施とデータ収集だった。911月に福岡市・福岡アジア美術館で開催された「福岡アジア美術トリエンナーレ」において、9月下旬から3週間ごとに3回(1回は3日間)、ヴィジュアル・メソッドによる来館者調査(来館者による館内写真撮影とその写真を用いた写真誘出インタビュー)を実施し、スクリーニングを経て最終的に来館者316組の手になる画像(約13,500点)と音声(4,800分以上)を得た。そのうちの中心データは、来館者=調査対象者がそれぞれに自分自身の撮影済写真から選択した写真6点(総計1,896点)と、その1点ごとの説明言説である。これら中心データは、一方で被写体ベースの画像コーディングを経てデータベースを仮構築する材料となり、また他方、写真ごとに説明抜粋を添付したフォト・カードへと加工され、3回の調査期間それぞれの終了後に美術館に展示された(来館者の視角の展示)。後者は調査成果の早期フィードバックの試みでもあるが、こうした成果展示が、また調査への参加それ自体が、来館者の美術館経験を様々に活性化することもあらためて確認された。データ収集後は画像データベース構築の作業が続いている。プロジェクト2年目(平成22年度)の中心課題は、1年目に得られた画像/音声データを用いて、「来館者の美術館/展示経験を来館者自身の視点から画像と言説で再現/表象する」というモチーフを具体化する画像データベースを構築することだった。このデータベースは、1)来館者の視界、2)被写体との関わりかた、3)美術展の集合的表象、という3つの焦点を表現し、かつ、ヴィジュアル・ナラティヴ(画像と言説の併置に紡ぎだされる物語)を集積して、分析素材を集約するとともにそれ自体が分析結果の表現になるはずのものである。もっとも実際には、音声データの一部をトランスクリプト化し、データベースの粗設計をするところまでで年度内の作業を終えた。はじめ、316組の写真誘出インタビューの音声データをディクテーション・プログラムを用いてトランスクリプト化することを試みたが、結局、精度の悪さから実用を断念し、人の耳と手の作業に託すことにした。データ量が多く、予算が不足したため、作業は中途で終えなければならなかった。残りデータのトランスクリプト化はプロジェクト最終年に引き継ぎ、あらためてデータベースの完成を急ぐとともに、当初計画の完遂を目指すこととする。人びとの美術館経験を画像と言説を手掛かりにして厚く記述し、その集積・構成を通して社会的時空を"来館者視角中心的に"再現/表象すること、それが本研究の主題である。

プロジェクト3年目(平成23年度)の課題は、平成22年度からの継続作業として、平成21年度の写真誘出インタビュー調査のデータをもとに画像/ナラティヴ・データベースを構築すること、それをふまえて多相的集合的な「美術館経験表象」を編成すること、そして成果を美術館というフィールドでフィードバックすることであった。けれども、実際にこれらの課題を完遂するには至らず、年度内の作業は、インタビュー・データの一次的トランスクリプトを作成し(316件中240件を完了)、さらにこれを再整形しつつデータベースを粗構築するにとどまった。画像/ナラティヴ・データベースはそれ自体が美術館経験の多相的集合的な表象-である。一方でそれは、来館者の多彩な経験を集成し、インタラクティヴな再現(=追体験)を可能にするとともに、他方、見方/見え方と語りの語彙(=集合的レパートリー)の抽出を促す。多様にあらわれる経験が、しかし集合的表象の具象化事例でもある、という事態を操作的に把握する装置であることを目指すのがこのデータベースである。その完成を急ぎ、その表象としてのそれを言説的に「翻訳」提示する論理の構築につとめ、さらに、なすべき場(=美術館)でのフィードバックを実現することが、今後の一連の課題である。
買い物弱者の栄養摂取状況と改善策

本研究で行った買い物弱者の実地調査から特に摂取たんぱく質の不足が明らかになった。摂取たんぱく質の不足はフレイルの進行を助長する。この成果を日本老年医学会雑誌に報告した。そこで平成30年度は栄養改善策の1つとして、たんぱく質摂取を増加させることによって栄養状態が改善できるのかを確認するために実証実験を過疎地域で行った。たんぱく質の摂取の改善は、高たんぱく質食品を付加することにした。これに該当する食品は、明治の高たんぱく質ミルク(200ml)とした。エネルギー摂取量は100kcal、たんぱく質量は15gである。日常の食生活は維持し、高たんぱく質ミルク(200ml)を毎日1本摂取を義務づけた。対象人数は10名弱とした。期間は3ヶ月間とした。分析項目は、身長、体重、体組成(以上毎日測定)、栄養摂取量、血液分析(ヘモグロビン, HDL-コレステロール, LDL-コレステロール,総コレステロール,アルブミン)とし開始時と1ヶ月毎の計4回分析をした。現在も実験は進行中である。現在の調査地域の選択および住民の了解を得るまでに、日時を要した。何度か他の地域の行政担当者あるいは、医療関係者を訪問したが、了解を得ることができなかった。実験の詳細についてまず医療機関の担当者に説明し了解を得た。つぎに地域住民へ実験の説明を行い、実験参加への同意を得て、平成30年度実験を開始できた。実験を開始してからは、1,2名の身体不調により辞退はあったが、現在までトラブル無く順調に実験を行っている。平成30年度に実施した調査の不備や不足について実験を行う。そして最終年度は栄養調査やフレイル、生活実態アンケート調査・血液検査結果を解析する。フレイルの進展抑止にたんぱく質付加が効果があるかどうかを検証したい。また、栄養調査や血液データの結果を調査対象者にフィードバックする。山間部であるT県K地区に居住する65歳以上の高齢者を対象に、食物摂取頻度調査法(FFQg)、簡易栄養状態評価表(MNA)を実施し栄養摂取状況を調査した。さらに買い物状況を含む生活状況に関するアンケート調査および身体状況調査を実施した。また、CHS indexを用い、1)体重減少、2)主観的活力低下、3)握力の低下、4)歩行速度の低下、5)活動度の低下の5項目のうち3項目以上当てはまる者をフレイル、12項目当てはまる者をプレフレイルとした。K地区では、57.3%の者が車で30 km以上の距離を買い物に出掛けており、買い物に不便を感じている者の割合は27.2%と高率であった。買い物に不便を感じている者は不便と感じていない者に比べて栄養素摂取量、食品群摂取量が少ない傾向がみられた。また、フレイルおよびプレフレイルの割合はそれぞれ18.4%、57.3%であった。買い物要因とフレイルの関連をみるとフレイルの者は買い物を依頼する頻度が高かった。栄養摂取状況とフレイルの関連では、性別・年齢の調整後においても、フレイルの者はMNA評価値が有意に低く、栄養素ではたんぱく質およびカリウム、カルシウム、鉄、亜鉛などのミネラル類、ビタミンD、α-トコフェロール、葉酸等のビタミン類およびn-3系脂肪酸の摂取が、食品群では豆類、魚介類の摂取が有意に少なかった。これらの傾向はフレイルの発症もしくは進展に関係している可能性も考えられた。「山間地域に居住する高齢者の買い物状況と栄養摂取状況およびフレイルとの関連」というタイトルで平成29年5月に開催された第71回日本栄養・食糧学会大会にて報告した。調査地区を選定し、移動販売車の利用状況や調査地区の栄養素摂取状況を把握することができた。本研究チームは先に、北海道にて栄養調査を行った。買い物弱者が多い過疎地域では移動販売車による食品の購入が考えられたため、移動販売車を利用している高齢者に着目した。S市にある大型スーパーの店舗入り口にて調査員が調査趣旨を説明し同意が得られた高齢女性(店舗利用者)、およびT市を始めとする5市町村にて移動販売を行う車に同行した調査員が調査趣旨を説明し同意が得られた高齢女性(移動販売車利用者)の計257名から食事調査と食料品アクセスに関するアンケート調査を実施した。本年度はこのデータを解析し、論文投稿を行った。店舗利用者および移動販売車利用者の年齢は、それぞれ71.8±5.8歳、77.1±6.5歳であり、移動販売車利用者の年齢は有意(p<0.01)に高値であった。エネルギー摂取量においては、移動販売車利用者が店舗利用者よりも168kcal(p<0.01)有意に少なかった。また、店舗利用者と比較して移動販売車利用者の摂取量が有意に少なかった栄養素は、たんぱく質、脂質、炭水化物等であった。食品群で店舗利用者と比較して移動販売車利用者の摂取量が有意に少なかったのは、緑黄色野菜、その他の野菜、果実類等であった。1週間の買い物回数が1回の者は2回の者よりもエネルギー摂取量が247kcal有意に少なかった。また、1週間の買い物回数が2回の者と比較して、1週間の買い物回数が1回の者ではたんぱく質、ビタミンD、ビタミンB2の摂取量が有意に少なかった。食品群では、1週間の買い物回数が1回の者は2回の者よりも卵類の摂取量が有意に少なかった。移動販売車のみの利用者は、他の買い物手段を持つ者よりもエネルギーおよび3大栄養素の摂取量が減少していたことが判明した。

特に、1週間の買い物において移動販売車を1回しか利用しない者では、さらにエネルギーおよびたんぱく質摂取量の低下が見られた。移動販売車利用の高齢者の実態と栄養素摂取状況を確認することができた。また、買い物回数が少ない場合は栄養素摂取量が少なくなることが示唆された。本研究で行った買い物弱者の実地調査から特に摂取たんぱく質の不足が明らかになった。摂取たんぱく質の不足はフレイルの進行を助長する。この成果を日本老年医学会雑誌に報告した。そこで平成30年度は栄養改善策の1つとして、たんぱく質摂取を増加させることによって栄養状態が改善できるのかを確認するために実証実験を過疎地域で行った。たんぱく質の摂取の改善は、高たんぱく質食品を付加することにした。これに該当する食品は、明治の高たんぱく質ミルク(200ml)とした。エネルギー摂取量は100kcal、たんぱく質量は15gである。日常の食生活は維持し、高たんぱく質ミルク(200ml)を毎日1本摂取を義務づけた。対象人数は10名弱とした。期間は3ヶ月間とした。分析項目は、身長、体重、体組成(以上毎日測定)、栄養摂取量、血液分析(ヘモグロビン, HDL-コレステロール, LDL-コレステロール,総コレステロール,アルブミン)とし開始時と1ヶ月毎の計4回分析をした。現在も実験は進行中である。現在の調査地域の選択および住民の了解を得るまでに、日時を要した。何度か他の地域の行政担当者あるいは、医療関係者を訪問したが、了解を得ることができなかった。実験の詳細についてまず医療機関の担当者に説明し了解を得た。つぎに地域住民へ実験の説明を行い、実験参加への同意を得て、平成30年度実験を開始できた。実験を開始してからは、1,2名の身体不調により辞退はあったが、現在までトラブル無く順調に実験を行っている。今年度、調査の選定を行い栄養調査だけでなくアンケート調査および身体状況調査なども行うことができた。次年度は、その解析結果を分析し、その結果を調査者にフィードバックするとともに、こちらから栄養素摂取状況を改善する介入を行い、その後再調査を行う。現在、買い物弱者が住むT県N地区を対象に調査を行うように調整中である。平成30年度は栄養改善策として、普段食べているおやつの代わりにたんぱく質補助食品を摂取させ、介入前後の栄養素摂取量や血液検査を行う予定である。平成30年度に実施した調査の不備や不足について実験を行う。そして最終年度は栄養調査やフレイル、生活実態アンケート調査・血液検査結果を解析する。フレイルの進展抑止にたんぱく質付加が効果があるかどうかを検証したい。また、栄養調査や血液データの結果を調査対象者にフィードバックする。今回の調査は近隣施設にスーパーなどが存在しないT県の山間部のK村を選択した。T県は主任研究者及び2名の分担研究者が勤務する県でもあるため、旅費を節約することができた。また、人件費において、一部の学生が研究として参加したため予定より減少した。本年度は過去に行った調査の分析および論文作成に尽力した。よって予定していた旅費よりも実支出額が少なくった。
中国を中心とする東・東南アジアの自動車リユース・リサイクルの経済地理学的研究

本研究ではこれまで我々の研究グループが、あえて中心に据えてこなかった中国における自動車リユース(中古車市場、中古部品市場分析)、そして自動車リサイクル(自動車由来のスクラップ加工や廃棄物の処理状況)について、文献調査に加え、現地調査を活用しながら、その特質を明らかにする。その際に、これまで中国を中心としたリユース、リサイクルの国際分業にどのような歴史的変化があったのかについて注目する。また、東南アジア諸国では多くのムスリムやインド系の企業家とともに、中国系の企業家が自動車リユース、リサイクルビジネスに参入しているので、彼らの経営戦略の特徴と、地理的ネットワークの活用に焦点を絞って研究を行う。
アンカリング蛋白質CG-NAPのゴルジ体における機能解析

アンカリング蛋白質CG-NAPは中心体およびゴルジ体に局在するコイルドコイル蛋白質である。CG-NAPめゴルジ体における機能の解析を目指して、ゴルジ体局在機構を解析し、またそのゴルジ体局在を阻害してゴルジ体形成および小胞輸送系への影響を検討した。1.免疫染色法による観察よりCG-NAPはG2期後期からゴルジ体への局在が弱まり、Prophaseに入ると残存するゴルジ体断片から完全に解離した。2.CG-NAPの各種欠失変異体の細胞内局在を解析しアミノ末端領域がゴルジ体局在を司ることを見出した。この領域が分裂期特異的なリン酸化によりゴルジ体から解離する可能性について検討を行ったところin vitroでP1kにより効率よくリン酸化された。3.CG-NAPのゴルジ体局在領域を過剰発現させると内在性CG-NAPは中心体に残りゴルジ体からは解離することを見出した。この条件下で各種ゴルジ体蛋白質の局在を調べたところコントロールと比較して分断化された形態を示し、ゴルジ体の分断化が示唆された。また、発現させたGFP融合ゴルジ体マーカー蛋白質をライブイメージングにより観察したところ不安定な動きを示した。次に、小胞輸送系への影響をVSV-Gtsの輸送により検討したところ、小胞体ゴルジ体細胞膜への移行は阻害されなかった。しかしその速度は異なる可能性があり詳しい解析を行っている。4.RNAiによるCG-NAPの発現抑制を試みたところ、ゴルジ体局在は低下するが中心体には残る傾向がみられた。このような細胞で上記と同様にゴルジ体形成、小胞輸送の検討を行ったところ類似した現象が観察された。以上より内在性のCG-NAPがゴルジ体から解離すると、ゴルジ体の中心体近傍へ形成(輸送、融合、維持等のいずれか)が不完全で分断化されると考えられ、この過程にCG-NAPが関わる可能性が示唆された。CG-NAPのゴルジ体における機能の解析を目指して、まずゴルジ体への局在機構の解析を行った。(1)内在性CG-NAPのゴルジ体への局在を免疫染色法により観察したところ、間期においてはゴルジ体の各種マーカー蛋白質の近傍に局在した。またG2期後期からゴルジ体近傍への局在は弱まり、Prophaseにはまだゴルジ体は残っているにもかかわらず、CG-NAPは共局在しなくなり中心体にのみ局在が見られた。(2)M期におけるゴルジ体の断片化過程の観察に適したセミインタクト細胞系を導入確立し、その系におけるCG-NAPの挙動を観察したところ、ゴルジ体局在酵素やマトリックス蛋白質は断片化した局在を示したが、CG-NAPはそれらとは共局在せず、中心体のみに局在していた。(3)CG-NAPの各種欠失変異体の細胞内局在を解析し、アミノ末端領域にゴルジ体への局在を司る領域があることを見出した。(4)ゴルジ体局在領域に結合する蛋白質を現在探索中である。(5)CG-NAPのM期の局在変化に関与する可能性のあるリン酸化酵素(CG-NAPに結合するリン酸化酵素、M期

特異的リン酸化酵素、ゴルジ体に局在するリン酸化酵素等)によるCG-NAPのリン酸化についてin vitroで検討したところ、ゴルジ体局在領域近傍がM期に活性化されるpolo-like kinase(Plk)により強くリン酸化を受けることを見出した。以上よりCG-NAPはアミノ末端領域を介してゴルジ体に局在し、M期に入る直前からゴルジ体への局在が弱まり、ゴルジ体成分とは異なる挙動を示すことを見出した。この局在変化にPlkによるリン酸化が関わる可能性も考えられた。アンカリング蛋白質CG-NAPは中心体およびゴルジ体に局在するコイルドコイル蛋白質である。CG-NAPのゴルジ体における機能の解析を目的として、CG-NAPのゴルジ体への局在を阻害し、ゴルジ体形成、および小胞輸送系の影響を調べた。(1)CG-NAPのゴルジ体局在領域を過剰発現させると内在性CG-NAPは中心体には残りゴルジ体からは解離することを見出した。この条件下で各種ゴルジ体蛋白質の局在を観察したところ、コントロールと比較して不定形で分断化された形態を示した。そこでGFP融合ゴルジ体蛋白質の挙動をライブイメージングにより観察したところ、中心体近傍で分断化された局在を示し常に不安定に動いていた。またBFA処理により小胞体からゴルジ体を再形成させる系においても中心体近傍には集まるが最後の融合ができないような挙動を示した。(2)CG-NAPのゴルジ体局在領域過剰発現細胞における小胞輸送系への影響を調べるために、VSV-Gts変異体を発現させてその挙動を観察したところ、小胞体ゴルジ体細胞膜への移行は阻害されなかった。しかしその速度は異なる可能性があり詳しい解析を行っている。(3)RNAiによるCG-NAPの発現抑制を試みたところ、ゴルジ体局在は低下するが中心体には残る傾向がみられた。このような細胞で上記と同様にゴルジ体形成、小胞輸送の検討を行ったところ類似した現象が観察された。以上より内在性のCG-NAPがゴルジ体から解離すると、ゴルジ体形成の融合段階が不完全で分断化されたままであると考えられ、この段階にCG-NAPが関わる可能性が示唆された。現在メカニズム解明を目指してCG-NAPのゴルジ体局在領域と相互作用する蛋白質の探索を引き続き行っている。
資源が時間的に不均質な環境下で、温度の変動様式が植物の成長に与える影響の研究

時間的に変動する温度環境と栄養塩の分布の時間的な不均質性が植物の種子生産に及ぼす影響を定量的に明らかにすることを目的に、シロイヌナズナを用いた栽培実験を行った。1日を単位に繰り返される夜間の低温と昼間の高温という温度変化に、植物は陸上に現れて以来さらされ続けているので、たとえ植物が経験する環境の積算温度が一定であっても、暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境や、常時一定の温度が維持される環境では、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下に比べて、植物の種子生産は低下すると予想した。明期と暗期が12時間で交代し、高温期が22度、低温期が10度、あるいは恒温16度のいずれかをとるとした3条件を設定した。シロイヌナズナの種子生産は、生育初期には、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下でもっとも大きくなった。明期暗期に関わらず一定の温度が維持される環境下の植物の成長が生育初期では次に大きかった。暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境で種子生産は、生育初期には著しく阻害された。しかし、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下でのシロイヌナズナに比べ、暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境で生育するシロイヌナズナは、種子繁殖の期間が長くなる傾向が認められた。よって、植物個体の生涯を通じた種子生産量に関しては、これらの環境間での大きな違いは認められなかった。また、この結果から、シロイヌナズナの老化に関する遺伝子の発現の制御には、光環境と温度環境の両者が同時に影響を及ぼしている可能性が考えられる。時間的に変動する温度環境と栄養塩の分布の時間的な不均質性が植物の成長に及ぼす影響を定量的に明らかにすることを目的に、シロイヌナズナを用いた栽培実験を行った。1日を単位に繰り返される夜間の低温と昼間の高温という温度変化に、植物は陸上に現れて以来さらされ続けているので、たとえ植物が経験する環境の積算温度が一定であっても、暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境や、常時一定の温度が維持される環境では、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下に比べて、植物の成長は低下すると考えられる。植物の成長は、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下でもっとも大きくなった。明期暗期に関わらず一定の温度が維持される環境下の植物の成長が次に大きかった。暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境で植物の成長は著しく阻害された。しかし、花芽の形成時期は、明期の高温と暗期の低温が繰り返される環境下と暗期の高温と明期の低温が繰り返される環境下で違いがみられなかったが、明期暗期に関わらず一定の温度が維持される環境下では、花芽の形成は遅れ、また個体間のバラツキが大きくなった。
三重項励起状態の多重衝突に立脚した長波長応答性の水分解用ゼオライト光触媒の創出

層状ケイ酸塩層間で三重項状態の分子が衝突することに基づくフォトン・アップコンバージョンの実証に取り組んだ。天然産出の層状ケイ酸塩モンモリロナイトをアルキルアンモニウムと反応させ、層間を疎水化した。その後、疎水性相互作用によってジフェニルアントラセン(C26H18)を、層間カチオンとのイオン交換法によりRu(dmb)23+を導入した。514 nmから432 nmへのフォトン・アップコンバージョンに成功した。この実証での問題点は、十分な量子効率が得られなかったことである。その理由を、疎水性相互作用による層間へのC26H18導入方法では、三重項励起状態の分子間での多重衝突が効率的に起こるほど十分に密な層間C26H18導入には至っていなかったため、と考察した。実験結果を基に、アントリルアンモニウムを出発とするイオン交換法による層間導入を検討した。この実験で、波長600 nm付近に吸光を持つ青色生成物を得た。波長600 nm付近の吸光は、アントラセンラジカルカチオンによる光吸収に帰属できることが、電子スピン共鳴分光法および時間依存密度汎関数法によって明らかにった。すなわち、粘土層間にアントリルアンモニウムを導入することで、層間においてアンモニウム基が脱離し、常温大気中で安定なアントラセンラジカルの生成に成功したと結論できる。多孔性アルミノケイ酸塩「ゼオライト」の一次元細孔内にアントラセンを導入することで、常温大気中で安定なアントラセンラジカルが生成できることは知られていたが、本研究では初めて二次元の粘土層間においてアントラセンラジカルが生じることを発見したと結ぶことができる。当初の研究計画では想定をしていなかった発見であるため、本研究が「当初の計画以上に進展している」と自己評価する。当初の研究計画に則り、層状ゼオライトの層間への分子導入とフォトン・アップコンバージョンの実証を目指す。今年度の研究結果を踏まえると、光触媒反応に対して十分な発光強度のフォトンアップコンバージョンを実現するには、1.層間に対して密に発光性分子を充填する必要がある、2.ケイ酸塩表面の酸点と反応しにくい発光性分子を選択する必要がある。そこで、MWW型ゼオライトの前駆体である層状ボロシリケートを出発物質として、表面にシランカップリング剤を介したチオール基修飾を施す。アルケニル基を有するアントラセン誘導体と、ゼオライト表面に修飾されたチオールとのチオール-エンクリック反応によってアントラセン誘導体を共有結合的に固定化する。チオール基の修飾量によって、アントラセン誘導体の充填量を制御し、高効率で発光するアップコンバージョンの達成を目指す。
細胞動態と生化学場との統合によるAnisotropyを生み出す力学場の解明

平成26年度では前年度に引き続き、共焦点顕微鏡を用いた方法ではもはや解析出来ないマクロな器官全体の変形を解析する手法を構築した。この方法をまとめて論文を報告した(Morishita and Suzuki. 2014)。この方法では任意の細胞集団を多点でDiI/DiOという蛍光色素を用いてラベルを行い、この細胞集団の相対的な位置関係の変化をベイズ推定を用いて解析するためシミュレーションを行った。この結果cross-validationを用いてシミュレーションに用いなかった細胞集団の行き先を調べた結果、ほとんど誤差無く器官全体の肢芽内部の細胞集団のmate mapを作成出来ることが分かった。この結果は今回肢芽を用いて解析したが、今後は肢芽以外の器官の形態変化を解析するためにも用いることが出来る。次のこの方法を用いてニワトリ胚後肢の形態変化を定量的に解析した結果、肢芽は大きく分けて3つの特徴的な成長領域を持つことが分かった。さらに肢芽内部のどの領域がどれだけバイアスした方向に変形するのかというアニソトロピーの値を計算した結果、ステージに関係なく、肢芽全体の組織が遠近軸方向に沿ってバイアスしてストレッチをしていることが分かった。この結果はこれまで予想されていた様な肢芽の伸長はAER直下の間充織が増えて伸長して行く、のではなく肢芽全体の組織の細胞増殖と前後軸に沿った変形によって引き起こされる現象であることが分かった。シミュレーションを用いた解析の結果、細胞増殖よりも変形の特徴量の方が肢芽全体の形態形成に必要であることが分かった。さらにFGF, SHHのシグナル伝達阻害剤を用いた解析から、FGFは変形に、SHHは時期特異的な組織の成長に関与していることが分かった。これらをまとめて論文を報告した(Morishita et al., 2015)。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究で、肢芽の組織は遠近軸に沿ってバイアスした高いAnisotropyを持つ事が分かった。このため肢芽の各組織が遠近軸方向にストレッチして伸びるため、結果として肢芽が伸長していることが明らかとなった(論文投稿中)。そこで平成25年度では遠近軸に沿って組織にバイアスしたAnisotropyが生まれる原因を細胞レベルで解析した。まず核以降型のEGFPを肢芽の細胞に遺伝子導入し、細胞分裂方向と分裂後の細胞の再配置を解析した。その結果細胞分裂は遠近軸ではなく前後軸に沿って起こることが分かった。従って細胞分裂方向では肢芽の伸長を説明出来ないことが分かった。分裂後の娘細胞の位置関係を3次元で解析した結果、娘細胞同士が遠近軸方法に沿って細胞間距離が広がると言う意外な結果を得た。これらの結果は肢芽の細胞は前後軸に沿って分裂後インターカレーションを起こして結果として遠近軸に沿って組織が伸長することを示している。また分泌因子を肢芽に作用させた解析から、WNTシグナルが細胞分裂方向の決定に関与している事が分かった。現在FGFシグナルが分裂方向の決定に関与しているかどうか解析を進めている。この解析をして行く中で切片の細胞分裂方向をImageJを用いて高速に解析する方法を構築した。この方法は他の器官でも応用出来る事から新学術領域内の研究者の方にも使用して頂きたいと考えている。一方、細胞分裂方向や遠近軸に沿った肢芽の伸長に肢芽の外胚葉が関与しているという予備的知見をレーザーアブレーションの結果から得た。スピニングディスク共焦点顕微鏡で肢芽の外胚葉を見ながら遠近軸に沿って切断した所、前後軸に沿って組織が広がって行く様子が観察された。この結果から肢芽の組織には前後軸方向に沿ってメカニカルな拘束力がありそのため組織が前後軸ではなく遠近軸方向に伸長していく可能性が考えられた。

これらをまとめて論文を報告した(Morishita et al., 2015)。26年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の予定では、肢芽の細胞のタイムラプス観察を行い細胞分裂の方向と分裂後の娘細胞の再配置を解析する計画であった。平成25年度では予定通り解析を行うことができた。仮説では細胞の再配置が起こるのではないかと予想していたが、結果は分裂した細胞同士がインターカレーションを起こしていると言う予想外の驚くべき結果となった。また細胞分裂方向を調べるためのマクロを用いたImageJのツールを作成した。当初手作業で行っていたがコンピューターで画像を自動解析を行う事が出来るようになり研究がスムーズに運んだ。このように当初の仮説通りではなかったが肢芽の細胞の動態を予定通り解析を行いさらには新しいツールを作成する事ができた。さらに次年度を予定していた力と細胞動態の解析も始めており、このような点から考えて当初の予定より早く研究が進展しているといえる。摂動を加えた時の細胞動態の解析も平成26年度に行う計画であったがすでにシグナル伝達阻害剤処理をして細胞分裂方向の検討をおこなっていることから次年度の細胞動態への影響を調べる実験がスムーズに行えると考えている。このように平成25年度では肢芽の細胞集団をモデルとして3次元の細胞動態の解析手法を構築し、正常な状態の肢芽の動態を解析する事が出来た。平成26年度は予備的実験から得られた力と細胞動態の関係、そしてシグンル伝達と細胞動態の解析にスムーズに移行出来ると考えている。平成26年度では前年度の予備的知見を踏まえ、肢芽の外胚葉にかかる力と内部の中胚葉の細胞動態の関係、そしてインターカレーションを誘導するメカニズムの解析を行う。1:肢芽の外胚葉に伝わる力の異方性の検討ニワトリ胚後肢の肢芽を単離し、スピニングディスク共焦点顕微鏡で観察を行いながら前後軸方向、遠近軸方向に沿って肢芽の外胚葉をライン状に切断し外胚葉のどの方向に沿って力がかかっているのか異方性があるかどうかを検討する。力のかかっている方向に異方性があるならばレーザーで切断後その方向に組織が開くはずである。これを細胞の位置の変化から定量的に解析するためにImageJを用いたPIV解析を用いて方向と細胞の位置のずれを解析し、矢印チャートを用いて表示する。またアクチンの重合阻害剤などを添加した後に切断を行いどのシグナルが異方性を生み出すのに関与しているのかを調べる。2:摂動を加えた時の肢芽の細胞動態の解析前年度までの解析でWNTシグナルが細胞分裂方向の決定に関与している事が明らかとなった。そこで今年度はWNTシグナルを阻害した時に細胞の動きがどのように変化するのか摂動を加えた時のタイムラプス観察を行う。またFGFシグナルを阻害するとAnisotropyが変化する事が分かっている。そこでFGFシグナルを阻害した時に細胞の動きがどのように変化するのか同様に解析を行う。以上の解析データから肢芽の細胞集団が遠近軸に沿って変形する細胞レベルのメカニズムを明らかにし、変形の数理モデルを構築する。これらをまとめて論文を投稿する。
カイコ5齢幼虫の成長における酸素濃度の影響について

本研究はカイコ5齢幼虫を異なる酸素濃度下で飼育して、成長を比較することにより飼育環境の酸素分圧が成長にどのように影響するかを調べたものである。供試蚕はインド蚕品種CSR2♀を用い、13齢の稚蚕期を28°Cで、45齢の壮蚕期を26°Cで全齢人工飼料で飼育した。光周期は18時間明・6時間暗とした。実験に先立って、酸素濃度を調整した密閉容器内での飼育システムを確立するために、通常の開放飼育と密閉飼育との成長比較を行ったところ密閉飼育で実測最大体重が減少する結果を得た。そこで、通常の開放飼育時の成長に近づけるために1時間間隔で15分間、容器内気体を循環しつつ飽和KOH溶液に通すことでCO2を除去するシステムを付加したところ、開放飼育との成長の差をなくすことができた。酸素濃度の調整は酸素濃度計からの下限制御出力を酸素濃縮器電源制御基板と接続させることにより自動調節出来るように考案開発した。上記の密閉飼育容器を使用し20%・30%・40%の条件下での成長を調査した。なお、酸素濃度の影響がより明確となるように対照区は大気の酸素濃度に近い20%として、また成長の遺伝的な影響をなくすため同一母蛾から得られた掃立蚕を使用した。成長の比較検討の指標としては(1)実測最大体重および(2)Bertalanffy成長曲線への当てはめによるparameter k値を使用した。このk値は近似的に成長速度にかかわるparameterと考えられる。実測最大体重については20%30%の比較では、20%で5.673g、30%で5.783gであり、20%40%の比較では20%で5.394gで40%で5.489gであった。これらの20%区と高酸素濃度区との実測最大体重の有意差は認められなかった。理論曲線のk値については、20%30%の比較では、20%でk=0.318であり、30%でk=0.404であった。これらの有意差は認められなかった。20%40%では20%でk=0.372で、40%でk=0.400であったが、両区での分散は異なっていた。実測最大体重には差が認められなかった一方でk値については、必ずしも同じ値となる結果ではなかった。この点については調査の余地があるが、実用的にはこの品種においては高酸素濃度の効果は得られなかったと結論される。
新規の細胞死抑制遺伝子alivinファミリーの機能の解析

認知活動は認知症の発症リスクを低減させる。我々はこの現象に対応するin vitroモデルとして「神経活動は神経細胞のアポトーシスを抑制し、その生存率を著しく促進させる。」という現象に着目し、初代培養小脳顆粒神経細胞系を用いて、創薬ターゲットとなる可能性のある生存促進・アポトーシス抑制作用をもつ遺伝子群を探索した結果、Alivin1を見出した。本研究ではAlivin1の機能の解析を目的として次の解析を行った。1.Alivin1欠損マウスを開発し、その表現型の解析を行った結果、Alivin1の欠損は慣れた環境下でのマウスの活動性を亢進させることがわかった。学習障害、うつ様行動、痛覚異常に対するテストではKOマウスに異常が認められなかった。組織学的解析を行ったが、KOとWTで大脳皮質、海馬、小脳において形態的な差は認められなかったことから、当初予想されたKOマウス脳での神経細胞死の亢進は観察されなかった。Alivin1の欠損をAlivin2またはAlivin3が補償していることも考えられた。今後さらなる表現型の解析を行う予定である。2.ALIVIN1の上流あるいは下流のシグナル伝達分子を同定する目的で、ALIVIN1と相互作用する分子の探索を酵母のtwo hybrid法を用いてスクリーニングした結果、神経栄養因子様活性をもつことが報告されているNell2を同定した。この分子とALIVIN1をCOS7細胞内で共発現させ、細胞内で相互作用することを免疫沈降法で示した。また、免疫沈降法により、ALIVIN1とALIVIN2,ALIVIN2とALIVIN3が相互作用すること、ALIVIN1とAIIVIN3は相互作用しないことを示した。これらの結果より、ALIVIN1はALIVIN2と共同してNell2のシグナルを伝達する可能性が示唆された。3.ALIVINファミリー分子の細胞内、及び組織内分布を解析する目的でALIVINファミリー分子のそれぞれの特異的配列に対するペプチド抗体を合計5種類作製したが、いずれも特異性に問題があり、この試みは成功していない。痴呆症の発症には環境要因が大きく関与している。疫学的研究によると楽器演奏、読書、ボードゲームなどの知的な余暇活動を継続的に行った人たちの痴呆症発症率が有意に低いことが示されている。また、刺激の多い環境下で育てたラットの脳では、神経細胞のアポトーシスが有意に抑制されることが報告されている。これらの事実は認知活動(神経活動)が引き起こす現象のなかに痴呆症の予防と治療法開発のための重要な手がかりが存在することを示唆している。そこで我々は痴呆症の予防と治療法の標的候補分子を探索するために、神経活動を阻止すると神経細胞はアポトーシスにより死滅するという現象に着目し、神経活動依存的な生存機構の責任遺伝子の候補を網羅的に探索した。その結果、神経活動依存的に発現し神経細胞のアポトーシス抑制活性を持つ遺伝子であるalivin 1(ali1)を発見した。alivin 1がコードするタンパク質の細胞外ドメインは、ショウジョウバエの発生時における背腹軸の決定に関与する分子(Kek1)や神経栄養因子の受容体(Trkファミリー)と相同性を持つことから、Alivin 1はシグナル伝達因子であることが予想された。alivin 1にはパラログ(alivin 2,3)が存在し、ファミリーを形成している。

'また、ヒトalivin 1の遺伝子座はアルツハイマー病(AD)5型がマッピングされている領域内に存在することから、alivin 1はAD5の原因遺伝子の有力な候補であると考えられる。本研究ではalivinファミリーの機能を明らかにするために次の事柄について研究を進めている。(1)alivin 1/2/3について、ノックアウト・マウスの作製を行っている。(2)Alivin1タンパク質を過剰発現するトランスジェニック・マウスの作製を行い、その表現形について解析を進めている。(2)Alivin 1/2/3タンパク質をそれぞれ特異的に認識する抗体を作製し、それぞれのタンパク質の時間的空間的な発現パターンについて解析を行っている。認知活動は認知症の発症率を低減させることが報告されている。我々はこの現象に対応するin vitroモデルとして「初代培養した中枢神経細胞の生存率は神経活動や脱分極剤により著しく昂進するが、神経活動の阻止や非脱分極条件の培養下では低減する」という現象に着目し、認知症の予防や治療の標的となりうる分子を探索した。その結果、新規遺伝子であるalivin 1を見出した。alivin 1は神経活動と細胞内へのCa^<2+>の流入により発現上昇し、神経細胞のアポトーシスを阻止する。Alivin1タンパク質は細胞外にタンパク質間相互作用のモチーフであるロイシンリッチリピートと免疫グロブリンドメインを持つ膜貫通型タンパク質である。このタンパク質の細胞外ドメインは、ショウジョウバエの発生時における背腹軸の決定に関与する分子(Kek1)や哺乳類の神経栄養因子の受容体(Trkファミリー)と相同性を持つことから、alivin 1は情報伝達分子であることが予想される。また、alivin 1にはパラログ(alivin 2,3)が存在し、ファミリーを形成している。また、ヒトalivin 1の遺伝子座はアルツハイマー病(AD)5型がマッピングされている領域内に存在することから、alivin 1はAD5の原因遺伝子の有力な候補であると考えられる。今年度はalivinファミリーの機能を明らかにするために次の項目について研究を行った。a)alivin 1ノックアウト・マウスの作製alivin遺伝子ノックアウトのためのターゲティングベクターを作製し、TT2株を用いて組換えES細胞を作製し、キメラマウスを作製した。現在、このキメラマウスを用いノックアウト・マウスの作製を行っている。b)Alivin1タンパク質と相互作用する分子の同定Alivin1と相互作用する分子を酵母のtwo hybrid法を用いてスクリーニングした。その結果、EGF様モチーフを持つタンパク質をコードする遺伝子を同定した。この分子及びalivin1の発現ベクターをCOS7細胞で共発現させ、相互作用することを免疫沈降法により確認した。Alivin1がこの分子と相互作用することによりこの分子のシグナル伝達に関与している可能性について解析を進めている。
炎症性中枢神経疾患の病態に基づいた脳脊髄液中診断・予後推測因子の確立

多発性硬化症(MS)や視神経脊髄炎スペクトラム病(NMOSD)をはじめとした炎症性中枢神経疾患は、中枢神経内で何らかの炎症が生じ様々な神経症状を来す疾患の総称である。これらの疾患の多くは原因不明で決定的な疾患特異的マーカーが少なく、臨床上診断や予後予測に苦慮する。NMOSDでは近年仮足運動障害によるアストロサイト機能障害が明らかとなった。本研究の目的は、炎症性中枢神経疾患の病態に基づき脳脊髄液中の仮足関連蛋白と細胞破壊関連蛋白を測定、診断や予後予測因子となるかを検討した上で、包括的診断プロトコルを作成することである。当院の協力病院・施設に協力を依頼し、MS、抗AQP4抗体陽性NMOSD、抗MOG抗体陽性神経疾患、急性散在性脳脊髄炎、神経ベーチェット病、神経サルコイドーシス、神経スイート病、腫瘍様脱髄疾患、Balo病といった稀な炎症性中枢神経疾患の脳脊髄液検体の収拾を行った。これら検体を用い、アストロサイト足突起の仮足に存在すると思われるCRMP5やARPC4の測定を行った。脳脊髄液中CRMP5とARPC4は抗AQP4抗体陽性視神経脊髄炎患者にほぼ特異的に上昇し、アストロサイト足突起破壊を反映していると考えられるが、CRMP5が上昇している患者群とARPC4が上昇している患者群とでは予後に有意差があることが判明した。この理由として、CRMP5とARPC4が存在する部位が異なることが挙げられた。また、CRMP5は増殖や再生段階のアストロサイトには多く発現しているが、正常組織ではほとんど発現していないことも明らかになった。これより、CRMP5はNMOSDにおける予後良好因子の1つと考えられた。また、アストロサイト再生がNMOSDの予後を改善できる可能性も示唆された。これらの研究結果を昨年度行った結果に追加してまとめ、現在投稿中である。炎症性中枢神経疾患は患者数が少なく、その検体収集を一施設で行うのは極めて困難であるため、当院の協力病院・施設に協力を依頼し、MS、NMOSD、急性散在性脳脊髄炎、神経ベーチェット病、神経サルコイドーシス、神経スイート病、腫瘍様脱髄疾患、Balo病といった稀な炎症性中枢神経疾患の脳脊髄液検体の収拾を行っている。現在、総検体数は約150で、引き続き検体収集を続けている。これら検体を用い、LDHなどの細胞傷害マーカーやCRMP5やArp2/3 complexなどの仮足傷害マーカーの測定を始めている。特にCRMP5については一部のNMOSD症例で上昇していることが確認された。既に報告している脳脊髄液中GFAPやMBPとの有意な相関が無い一方、比較的重症な後遺症を残す症例で上昇している可能性が高いと考えられた。この臨床的特徴についてまとめたものを平成29年度の学会・研究会で報告していく予定である。当初の計画で予定していた細胞由来プロテアーゼ、DNA結合型蛍光色素を利用したアッセイキット(CellTox; Green Cytotoxicity Assay)を用いた細胞傷害マーカー検討、および仮足内蛋白であるArp2/3 complex測定について遅れているが、CRMP5測定や臨床的特徴については順調に進んでいるため、総合しておおむね順調と判断できる。当院の協力病院・施設に協力を依頼し、MS、NMOSD、急性散在性脳脊髄炎、神経ベーチェット病、神経サルコイドーシス、神経スイート病、腫瘍様脱髄疾患、Balo病といった稀な炎症性中枢神経疾患の脳脊髄液検体の収拾を行った。これら検体を用い、LDHやアストロサイト足突起の仮足に存在すると思われるCRMP5やArp2/3 complexの測定を行った。LDHは抗AQP4抗体陽性視神経脊髄炎患者の発症急性期脳脊髄液において上昇しているが、血中LDHの影響を受けやすいことが明らかになった。LDHは血中濃度が簡便に測定できるマーカーの1つでありスクリーニングとしては有用であるが、急性胆嚢炎を始め血中LDHが上昇する病態においても髄液LDHが高値となり、疑陽性が一定数存在することも明らかになった。脳脊髄液中CRMP

5とArp2/3 complexは抗AQP4抗体陽性視神経脊髄炎患者にほぼ特異的に上昇し、アストロサイト足突起破壊を反映していると考えられた。一方、視神経炎での再発においては上昇せず、視神経周囲の炎症を脳脊髄液は反映しない可能性が示唆された。これらの研究結果をまとめ、現在投稿中である。脳脊髄液中バイオマーカー測定はおおむね順調に進展し、論文投稿に向けて準備を進めている。脳脊髄液中髄鞘再生蛋白も準備が整い次第順次測定する予定であり、本年度中には結果をまとめ報告できるレベルに達する予定である。多発性硬化症(MS)や視神経脊髄炎スペクトラム病(NMOSD)をはじめとした炎症性中枢神経疾患は、中枢神経内で何らかの炎症が生じ様々な神経症状を来す疾患の総称である。これらの疾患の多くは原因不明で決定的な疾患特異的マーカーが少なく、臨床上診断や予後予測に苦慮する。NMOSDでは近年仮足運動障害によるアストロサイト機能障害が明らかとなった。本研究の目的は、炎症性中枢神経疾患の病態に基づき脳脊髄液中の仮足関連蛋白と細胞破壊関連蛋白を測定、診断や予後予測因子となるかを検討した上で、包括的診断プロトコルを作成することである。当院の協力病院・施設に協力を依頼し、MS、抗AQP4抗体陽性NMOSD、抗MOG抗体陽性神経疾患、急性散在性脳脊髄炎、神経ベーチェット病、神経サルコイドーシス、神経スイート病、腫瘍様脱髄疾患、Balo病といった稀な炎症性中枢神経疾患の脳脊髄液検体の収拾を行った。これら検体を用い、アストロサイト足突起の仮足に存在すると思われるCRMP5やARPC4の測定を行った。脳脊髄液中CRMP5とARPC4は抗AQP4抗体陽性視神経脊髄炎患者にほぼ特異的に上昇し、アストロサイト足突起破壊を反映していると考えられるが、CRMP5が上昇している患者群とARPC4が上昇している患者群とでは予後に有意差があることが判明した。この理由として、CRMP5とARPC4が存在する部位が異なることが挙げられた。また、CRMP5は増殖や再生段階のアストロサイトには多く発現しているが、正常組織ではほとんど発現していないことも明らかになった。これより、CRMP5はNMOSDにおける予後良好因子の1つと考えられた。また、アストロサイト再生がNMOSDの予後を改善できる可能性も示唆された。これらの研究結果を昨年度行った結果に追加してまとめ、現在投稿中である。引き続き細胞由来プロテアーゼ、DNA結合型蛍光色素を利用したアッセイキット(CellTox; Green Cytotoxicity Assay)を用いた細胞傷害マーカー検討、および仮足内蛋白であるArp2/3 complex測定を行うとともに、本年度検討予定である脳脊髄液中髄鞘再生蛋白や軸索障害関連蛋白の検討を新たに行っていく予定である。具体的には、脳脊髄液中髄鞘再生蛋白に関しては、オリゴデンドロサイト前駆細胞からオリゴデンドロサイトへ分化する過程に関連する蛋白として知られているチロシンキナーゼ(PTK)やチロシンホスファターゼ(PTP)、髄鞘再生不良に陥る因子として知られているTIP30の測定を行う予定である。また、軸索障害関連蛋白としてはニューロンのマーカーとして知られているNeuN, MAP2, Neuron specific enolase (NSE)を候補に挙げ検討する予定である。
海洋構造物の構造信頼性評価システムの開発

平成元年度と2年度の2年間に亘って,海洋構造物の構造信頼性評価システムの開発に関する研究を行い,次の成果を得た。1.極限横波および斜波中におけるセミサブの準静的な構造信頼性評価システムを改良・拡張するとともに,2種類の実機相当モデルに適用し,数種の想定荷重条件に対して数値計算を行った。その結果より,各想定荷重状態に対する臨界的な部材あるいは崩壊モ-ドとその生起確率の傾向等を明らかにした。また,構造がより厳しい状態となる波高と波長,入射波向な波頂位置の関係についても検討した。さらに,特定の部材を取り去った計算を行い,個々の部材の重要度を計算した。横波中のセミサブでは横水平ブレ-スの重要度が極めて高いこと等が確認された。これらの結果から本システムの有効性や,実構造への適用性を確かめた。2.ガイドタワ-のような長大で柔軟な構造物では波との共張等を考慮した動的強度評価も重要となる。このため,長大海洋骨組構造をまず等価な剛性を強度をもつ梁柱にモデル化し,動的応答特性を求めた。また,構造に対する波粒子の相対速度および生物付着による直径と表面粗度の増大を考慮した波強制力をモリソン式を用いて算定した。さらに,腐食衰耗による剛性と強度の低下をも考慮した確率的強度評価システムを開発した。450m級がガイドタワ-に対する構造破損モ-ドやその生起確率の傾向等を明らかにするとともに,他の研究成果との比較考察から本システムの有効性を確かめた。また,構造のモデル化におけるパラメ-タの不確定性を考慮して,各設計変数の動的応答や強度に対する影響の度合を感度解析により明らかにするシステムも開発した。3.今後は,上記システムと時刻歴解析法を組合せて,長大海洋骨組構造物継手部の剪断破壊,疲労強度あるいはき裂伝播特性等の確率的評価システムの開発を進めて行く予定である。1.半潜水式海洋構造物の最終強度解析に基づく信頼性評価に関する従来の研究の取りまとめを行うとともに、若干の補足計算を行った。得られた研究成果をICOSSAR'89において発表した。2.長大で柔軟な海洋構造物では波との共振等を考慮した動的強度評価も重要となる。このため、ガイドタワ-のような長大構造物では、まずこれを等価な剛性と強度をもつ梁柱にモデル化し、動的応答特性を求めた。また、構造に対する波粒子の相対速度および生物付着による直径と表面粗度の増大を考慮した波強制力をモリリン式を用いて算定した。さらに、腐食衰耗による剛性と強度の低下をも考慮した確率的強度評価システムを開発した。450m級ガイドタワ-に対する数値計算を行うとともに、結果に対する従来の研究等との比較考察から、次の成果を得た。(1)初期完全構造の準静的強度に対する信頼性評価結果では、平均吃水線付近の波力が大きく、これにより係留索付近のタワ-部が破損し易い等の特徴が明らかになった。(関西造船協会誌、第213号参照。)(2)動的応答結果を含めた信頼性評価結果では、準静的な解析結果と異なる崩壊モ-ドが生じ易いこと、また、信頼性の低下が顕著であることより構造振動等の動的効果が強度評価に大きく影響することを確認した。(3)なお、経年変化の影響については、波力の増大が見られるものの崩壊モ-ドやその生起確率に大きな変化は見られなかった。これは甲板荷重による軸力成分が大きく、波力の曲げ応力成分の崩壊に対する寄与が比較的小さいことによるものと思われる。

3.65m級ジャケット型海洋構造物については、想定した経年変化による構造信頼性の低下はかなり顕著であること等構造形式の違いによる強度上の特徴を明らかにした。次年度は、疲労強度評価システムとの統合について検討を加えたい。本研究計画の最終年度である平成2年度には次のような成果を得た。1.昨年度末より改良・拡張が加えられた,立体骨組構造としての海洋構造物の構造信頼性評価システムの実構造モデルへの適用性を調べた。検討対象構造物は2ロワ-ハル・6コラム型セミサブ(海洋工学委員会構造部会(略称OS)モデル)である。また,完全構造の場合と部材の一部を取去った損傷構造の場合の信頼性レベルの比較も行った。荷重条件としては,横波スプリット力のみを扱い,100年最大波中での運動解析より得られた荷重デ-タを平均値として,確率的崩壊解析を行った。計算の結果,システム全体としては静水荷重の寄与が波浪荷重よりも大きく,カラム・ロワ-ハルの破損が卓越すること等が分かった。また,特定のブレ-ス材を取去った計算を行い部材重要度の評価を行った結果,スプリット力の下では横水平ブレ-スの重要度が極めて高いこと等が確かめられた。さらに,本システムの実構造への適用における,構造のモデル化・荷重条件の設定法等の問題点についても考察した。2.昨年に開発した、動的影響を考慮した構造信頼性評価システムに時刻歴解析法を付け加えることにより,より一般的な強度評価システムへと拡張を試みた。また,梁柱モデルによる全体構造解析と立体骨組モデルによる詳細解析を組合せて,構造物継手部の動的強度解析が可能なシステムの基本部分の開発を行った。今後は,本システムを用いて継手部の局部塑性化,座屈および剪断破壊強度さらには疲労強度に対する信頼性評価が行えるものに発展させて行く予定である。