hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種頂点ネットワークのリンクマイニング

(1)スケールフリー性をもつネットワークからのコミュニティ抽出についての研究を行った。(2)ネットワークにおける頂点の属性間の類似度を加味したモジュラリティの拡張についての研究を行った。(3)3種類の頂点から構成される3部ネットワークからのコミュニティ抽出のためのモジュラリティの拡張についての研究を行った。(4)異種頂点ネットワークの一つであるsignednetworkからのコミュニティ抽出についての研究を行った。平成22年度の主たる成果は以下の通りである。(1)三部モジュラリティ(ネットワーク分割の評価指標)を定義し、その効果を評価した(雑誌論文3、学会発表3,4)。(2)異種頂点ネットワークからのコミュニティ抽出手法を提案し、実際の異種頂点ネットワークに適応した(学会発表2)。(3)既存の頂点間の類似度を組み合わせることによってリンク予測手法の改良を行った(雑誌論文1)。(4)Twitterのデータをもとに、breaking newsを検出するシステムを構築した(雑誌論文2、学会発表1)(5)研究代表者が提案した2部モジュラリティを他の研究者によるものと比較し、その性質を明らかにした(雑誌論文4)。(6)2部モジュラリティを最適化するための手法を提案し、既存のアルゴリズムよりも精度が向上した(雑誌論文5)。(7)高速なコミュニティ手法であるlabelpropagational gorithmが局所解に陥るのを避けるための手法を提案し、既存の実験結果よりも精度が向上した(雑誌論文6)。(8)研究代表者が以前提案した2部モジュラリティについて、社会ネットワークマイニングの特集号の一章として記した(図書1)。(9)R+igraphを用いた社会ネットワーク分析の入門について、社会ネットワークのハンドブックの一章として記した(図書2)。また平成23年度に向けて以下の研究を進めた。(10)最小記述長原理(MDL)に基づいて、コミュニティ分割とその例外の記述長和を目的関数として、それを最小化することによってn部ネットワークからのコミュニティ抽出を行った。(11)好き嫌いの関係などを表すsignednetworkからコミュニティ構造を抽出するために、コミュニティの評価尺度であるNewman modularityを拡張し、その有効性を確認した。平成23年度の主たる成果は以下の通りである。(1)一般のk部ネットワークからのコミュニティ抽出のための評価関数として、コミュニティのメンバシップを表す情報量に基づいた関数を定義した。さらにその関数を最適化する手法も実装し、人工ネットワーク及び実ネットワークにおいて実験を行い、その有効性を確認した。この成果は論文誌Journal of Computer Science and Technologyに掲載され、さらに国際会議ACM conference on hypertextand hypermedia (HT'11)にて発表した。(2)リンク予測の精度向上のための研究を行った。この分野は従来から多くの研究がなされているが、この研究では比較的単純な3つのリンク予測手法を線形結合し、その際のパラメータを適切に学習することによって、現在比較的高精度とされているHRGを上回るリンク予測手法を実現している。実験には社会ネットワーク、交通ネットワーク、生体ネットワークなどの多様な実ネットワークを用いて精度の向上を確認した。この研究成果は人工知能学会論文誌に掲載されている。(3)辺に正負の符号がついたsignedネットワークからのコミュニティ抽出の研究を進めた。ネットワークの分割の質を評価する評価関数としてモジュラリティが良く知られているが、本研究ではそれをsignedネットワークに拡張した。従来研究において提案されているsignedネットワーク用のモジュラリティは、正の辺に対するモジュラリティと、負の辺に対するモジュラリティを、正負の辺の割合を掛けて線形結合したものであるが、本研究ではその割合を可変なものとすることによって、正の辺に重きを置いたコミュニティ抽出や、負の辺に重きを置いたコミュニティ抽出が可能になるようにした。平成24年度の実績は以下の通りである。(1)異種頂点ネットワークの一つであるsignednetworkからのコミュニティ抽出についての論文が人工知能学会誌に掲載された。ネットワークの辺に正負の符号がついているようなsigned networkにおけるモジュラリティを拡張し、パラメータによって正の辺(負の辺)を重視する度合いを変えるようにした。また、そのような拡張したモジュラリティの値を最適化するための高速な手法も実装した。それによって、比較的大規模のsigned networkからのコミュニティ抽出に成功しただけでなく、パラメータを変化させることによって派閥内派閥のような構造を見出すことにも成功した。一般のネットワークにおいては、距離的に近くにあるノード同士が近い性質をもつことが多く、通常のコミュニティ抽出手法を用いると距離的に近いノード集合がコミュニティとして抽出されることが多い。この研究では、そのような類似度による影響を除去することが可能であり、それによって距離的に遠くにあるようなコミュニティを抽出することができる。これは、例えばテロリストのコミュニティを見出す上で重要である。

はてなブックマークなどのソーシャルタギングシステムは、「ユーザ」「リソース」「タグ」の3種類の頂点を結ぶ3部ネットワークとみなすことができる。本研究ではそのような3部ネットワークからコミュニティを抽出する手法を考案した。当該年度の実績は以下の通りである。(1)距離情報を考慮したコミュニティ抽出:距離的に近い人は関係が密になりやすい傾向がある。そのような傾向を排除することによって、距離的に遠くに散らばった友人グループを見つけることができる。従来のコミュニティ評価指標を統合した新たな指標(Dist-Modularity)を提案し、地理的に散らばったコミュニティを見つけることに成功した。この指標は米国の研究者のKDD2013の論文に引用され、テロリストのコミュニティを見つける試みにも用いられている。(2)スケールフリーネットワークのコミュニティ抽出:スケールフリー性をもつネットワークからコミュニティを見つける手法を提案した。中心的な頂点から順に、距離の近い順にコミュニティに割り当てていくことによって、従来の手法(モジュラリティ最適化)ではうまくいかなかったネットワークからのコミュニティ抽出が可能になった。(3)3部ネットワークからのコミュニティ抽出:YouTubeなどのソーシャルメディア上では、ユーザが動画にタグをつけることが多い。このような3種類の頂点から構成される3部ネットワークから「類似したユーザ」「類似した動画」「類似したタグ」を見つけるために、まず辺をグループ化してから頂点をグループ化することで、手法を高速化・高精度化した。また、そのソフトウエアをインターネット上に公開し、自由に使用できるようにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。総合領域26年度が最終年度であるため、記入しない。異種頂点ネットワークとして、一般のk部ネットワークのコミュニティ抽出手法を実現できたから。signed networkや3部ネットワークなどのネットワークに対して、現実的な速度で処理可能なシステムを構築することに成功している。今後はk部ネットワークだけでなく、頂点や辺に属性や符号のついた、より一般的なネットワークについてのコミュニティ抽出・ランキング・リンク予測の手法について研究し実験を行っていく。研究成果を論文として発表することはもちろんであるが、ツールとして公開することを視野に研究を進めていく。
可視光ラベルポリマーによる紙抄造工程の革新的制御法の開発

前年度合成に成功した可視光ラベル化カチオン性ポリマー(Chromo-polydiallyldimethylammoniumchloride : C-DADMAC)を製紙工場の実機試料に応用した。上質紙(F)、新聞用紙(N)および板紙(B)のthick stockとinletの試料を用いた。F, N, Bの電気伝導度は調査の範囲で、それぞれ459-800μS/cm、2020-2600μS/cm、1630-3960μS/cmであった。このような高塩系の試料には従来法のコロイド滴定法は終点の判定が極めて困難で、測定値に大きな誤差を伴うことが判った。しかし、C-DADMACを用いると、このような試料にも適用でき、精度の高い分析結果の得られることが判明した。この方法では試料に一定量のC-DADMACを加え、上澄液または濾過液の着色度を分光光度計で測定して吸着量を求めるのが一般的なやり方であるが、濃度の異なるC-DADMACの対照液を数本準備し、試料の着色と比較すれば肉眼で容易に吸着量を求め得ることが新たに判った。これは簡単な携帯用濾過装置さえ有れば、現場で容易に吸着量、従ってカチオン要求量を測定できることを意味しており、実用的に大変有益な知見である。次に可視光ラベル化アニオン性ポリマーの合成を試みた。まず、ポリビニーリアルコールをジメチルスルホキシドに溶解し、トリエチルアミンを脱酸剤として加え、これにダブシルクロライドを追加して室温で一昼夜静かに攪拌した。これをクロルスルホン酸を用いて硫酸エステル化して可視光ラベルポリビニールスルホン酸ガリウム(C-KPVS)を得た。M/100,000の希薄濃度まで着色が肉眼で判別できた。上記のカチオン要求量の測定と同様の操作でアニオン要求量を求めることができた。これらの方法は製紙原料だけでなく、製紙スラッジや都市下水スラッジにも適用でき、擬集剤の最適使用量の決定などにも応用できることが判った。可視光ラベル化カチオン性ポリマーを合成する序段としてジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)とビニルホルムアミド(VFA)の共重合を行った。Finemann-Ross法により重合反応性比を求めたところ、r_1(DADMAC)0.12,r_2(VFA)1.91の結果を得た。これはVFAの重合性がDADMACのそれより極端に高いので、ポリマー中の両モノマーの分布は著しく不均一であることを示している。例えば、VFA : DADMAC=1:9(モル比)の仕込みで重合させると、重合初期のポリマーはVFAを37%も含むが、重合の進行とともに減少し、50%を越えるとVFAはほとんど消費され、以後実質的にDADMACのみのポリマーとなる。両ポリマー分布が可及的に均一なポリマーを得るため、重合速度の低いDADMAC水溶液の反応の進行に合わせVFAを順次追加する方法を採用した。ポリマー水溶液にVFA部の約3倍モルのNaOHを加え、60°Cで加水分解し、アミド基を1級アミノ基に転換した。このアミノ基にダブシル基を導入して、可視光ラベルを行った。ポリマー(C-DADMAC)は中性では450nm付近に極大吸収を有するが、酸性にすると500nmに移動(赤色化)し、吸光度が約1.5倍に増加した。このポリマー水溶液の赤色は1/10^5Nの極低濃度で分光光度計では勿論肉眼でも判別できた。C-DADMACを活用して、製紙工場の原料系と廃水系のカチオン要求量を求めた。本法は、従来法のコロイド滴定では測定不可能な高塩系(電気伝導度1000μS/cm以上)でも精度の高い分析値の得られることがわかった。

これをクロルスルホン酸を用いて硫酸エステル化して可視光ラベルポリビニールスルホン酸ガリウム(C-KPVS)を得た。M/100,000の希薄濃度まで着色が肉眼で判別できた。上記のカチオン要求量の測定と同様の操作でアニオン要求量を求めることができた。これらの方法は製紙原料だけでなく、製紙スラッジや都市下水スラッジにも適用でき、擬集剤の最適使用量の決定などにも応用できることが判った。
カルパイン３遺伝子改変マウスを用いた肢帯型筋ジストロフィー2A発症の分子機構解析

近位筋に変性・壊死による進行性の筋力低下を見る肢帯型筋ジストロフィーの約30%を占める2A型(LGMD2A)の責任遺伝子産物は、細胞内システインプロテアーゼ・カルパイン-3である。本研究では、2種のカルパイン-3遺伝子改変マウスを野生型と比較し、LGMD2A発症機構の解明を試みた。その結果、プロテアーゼ機能のみを欠失したモデルとカルパイン-3自体の欠失モデルは共に筋線維の成熟遅滞を呈するが、影響を受ける分子群に差があることが示された。LGMD2Aの病態では、骨格筋の壊死によって誘発される再生過程においても、カルパイン-3の機能欠損の寄与を考慮すべきと考えられる。カルパイン3を欠失(KO)、あるいはプロテアーゼ不活性型と置換(KI)させたLGMD2Aのマウスモデルの通常の飼育条件下での表現型を各遺伝子型の1マウスの体重変化、2筋力(握力)の変化に着目して解析した。1は、離乳以前の仔の体重の差は認められないが6週齢(離乳2週間後、幼若期)においてKOの体重がWTと比較して有意に小さく、成長曲線の解析から体重の漸近値(Wmax)はKOではWT、KIと比較して有意に小さい(Wmax KO =20.77g、Wmax WT =22.5g、p=0.014)ことが明らかになった。2はWT、KIでは加齢に伴う変化は認めなかったがKOにおいては有意な低下が観察された。これらのKOとKIの表現型の差はカルパイン3のプロテアーゼ活性ではなく構造タンパク質としての機能が体重、筋力の維持に寄与していることを初めて示した重要な結果である。本年度はこれらの変化の分子メカニズムを解明するため、幼若期と老齢期およびその中間的な時期の各遺伝子型のマウスから骨格筋を収集し、比較定量プロテオーム解析および組織染色解析用の試料を得た。当初骨格筋では筋繊維を構成するミオシン、アクチンの量が他のタンパク質と比較して非常に多いためにショットガンプロテオミクス法では本来存在するタンパク質のうちの多くの分析が困難であると想像されたが、ミオシンの多くを不溶性の画分に回収することで可溶性画分の分離を改善しカチオン交換カラムでの分画を工夫した結果、同時に1000種類以上のタンパク質の同定ができた。体重変化の認められた幼若期のマウスの比較プロテオーム解析の結果、21種類のタンパク質において変動を認めており生化学的な解析を進めている。また、25週令(成体)の組織染色像では、筋線維の再生を示す中心核がKOマウスでKI、野性型と比較して統計的に有意に顕著であることを見いだしている。通常条件下で飼育したカルパイン3を欠失(KO)、あるいはプロテアーゼ不活性型と置換(KI)させたLGMD2Aのマウスモデルの骨格筋プロテオームの比較解析を行った。幼若期骨格筋の比較プロテオーム解析の結果についてMetacore(TM)によるエンリッチメント解析を行ったところ、KO、KIともに野生型と比較して筋収縮との関連性のあるタンパク質での変動が認められた(GO Biological Process)。さらにKOでは野生型、KIと比較してカルシウム結合およびアクチン結合に関連するタンパク質の変化が大きいことが示された。このことからカルパイン3にはプロテアーゼ活性以外の機能(非プロテアーゼ機能)が存在し、カルシウム結合タンパク質やアクチン・ミオシンフィラメントを調節することで骨格筋の運動制御に関与することが示唆された。この非プロテアーゼ機能が失われることでKOではKIよりもミオパチー症状が重篤になっていると考えられた。KOでKIおよび野生型と比較して体重の小さいことを見いだした幼若期は、骨格筋線維の神経支配が確立し筋線維型が確定する時期にあたる。筋線維型により筋収縮の速度や強度、耐久性が異なるため、上記の解析結果との関連から、カルパイン3の遺伝子型による違いによって筋繊維型に差があるのか骨格筋抽出液中のミオシン重鎖のタイプを調べたところ、成体では速筋型が優性になる前脛骨筋で、KOでのみで遅筋型線維が野生型およびKIと比較して多い個体が確認されたため、より詳細な解析を進めつつある。肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)2Aのマウスモデルの骨格筋プロテオームの比較解析により、変動のあるタンパク質を見いだし、そのエンリッチメント解析から病態に関わるカルパイン3の非プロテアーゼ活性の関連する分子メカニズムの一端を示すことができた。この結果について学会にて発表した。この結果をさらに詳細に解明するために筋線維型に着目して解析をすすめつつある。また、刺激負荷条件下での飼育として、後肢懸垂により筋萎縮を惹起し、2週間程度の懸垂期間の後、通常の飼育条件に戻して4日目の各遺伝子型マウスの組織染色用、プロテオーム解析用の骨格筋試料を収集し解析を進めている。一方、他の筋ジストロフィーモデルとの比較に関しては、情報収集を行っているところである。肢帯型筋ジストロフィー2A型の病態解明を目指し、そのモデル動物であるカルパイン3遺伝子改変型マウス(酵素活性欠失型CAPN3を野生型に代わって発現するノックイン(KI)マウスおよびCAPN3完全欠損型ノックアウト(KO)マウス)の野生型との比較解析を行っている。KIはKOと比較して症状が弱いことから、カルパイン3のプロテアーゼ活性だけでなく、非酵素的な機能が病態に関連することが示唆されているが、その分子レベルでのメカニズムは不明であった。

本研究では幼若期のプロテオーム解析の結果、KO、KIともに筋収縮に関連するタンパク質の変動を認めたが、さらにKOにおいてはCa結合タンパク質、アクチン結合タンパク質の変動も大きいことが示された。これらについて生化学的な検証を進めつつある。KOにおいて量の少ない傾向が認められたCa結合タンパク質Parvalbuminは、速筋線維において細胞質内に放出されたCaと迅速に結合して筋弛緩を促し筋小胞体に戻す機能を持つ。そこで、速筋線維の減少や筋線維成熟の遅延の可能性を考えて筋線維型の比率などを免疫組織化学的に解析した。前脛骨筋は文献的には5週令では速筋型線維へと成熟を遂げているとされているが、本モデル系では遅筋型マーカー(遅筋型ミオシン重鎖)陽性の線維が一定量存在しており、その分布に偏りがあることを見いだした。また予備実験では遅筋型マーカー陽性の筋線維は野生型と比較してKOで少ない傾向が認められた。このことからKOにおいては筋成熟の進行度に差がある可能性を示唆している。KIではこの傾向は認められなかったため、カルパイン3の非プロテアーゼ活性が筋成熟に影響していると推察される。筋線維の変性後の再生過程と成熟過程の分子メカニズムと共通であるため、以上の結果は進行性の筋萎縮を呈する肢帯型筋ジストロフィーの病態のメカニズムの一端を示していると考えられる。2種類のカルパイン3遺伝子改変型マウス(酵素活性欠失型CAPN3を野生型に代わって発現するノックイン(KI)マウスおよびカルパイン3完全欠損型ノックアウト(KO)マウス)はそれぞれ、C57BL/6Jおよび、C57BL/6Nをバックグラウンドとしていた。非常に近縁のマウスではあるが、近年その表現型の違いも指摘されるようになったこと、および体重変化の傾向がKO、KIで異なっていたことに加え、繁殖力がKI型でやや弱かったため、より精緻な結果を得るためにC57BL/6N系統に背景を揃えた。その結果、繁殖力の差は消失し、野生型と比較して少なくとも5週令では高体重であることがわかった(成体での体重差は観察中)。遺伝背景の差がこれまで得たデータに影響した可能性を鑑みると、再解析を要すると考えられ、期間延長させていただくことにした。プロテオーム解析により見い出した2種類のLGMD2Aモデルマウス、KOおよびKI間の違いから、カルパイン3の非酵素的機能がCa結合タンパク質を介し筋線維内のカルシウム動態に影響している可能性が示された。生化学的な解析は新たに作製した遺伝背景が同一のモデルマウスを用いて確認実験を行うため次年度に実施することにした。肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)は四肢の近位が顕著に冒される筋ジストロフィーである。LGMD患者の約30%を占める2A型(LGMD2A)の責任遺伝子産物カルパイン3はカルシウム依存的Cysプロテアーゼである。野生型カルパイン3に代えて酵素活性欠失型を発現するノックインマウス(KI)も筋ジストロフィーの症状を呈するが、カルパイン3欠失型マウス(KO)の症状がより重篤であることから、酵素活性だけでなく非酵素的な機能欠損も病態に関与すると考えられている。本研究ではLGMD2Aモデルとなる2種のカルパイン3機能欠失マウス(KO及びKI)を比較解析し、以下に述べる発症分子メカニズムの一端を明らかにした。
リン脂質多重層ベシクル水溶液の圧縮率歪の測定

リン脂質二分子膜の閉鎖型小胞体であるベシクルは生体膜モデル系としてこれまで幅広く利用され、その静的及び動的な膜構造が詳細に明らかにされてきている。これら膜構造の研究の多くは大気圧下のもとで行われており、高圧力下におけるものは比較的少ない。高圧力下でのリン脂質多重層ベシクルの物性は分光学的手法を中心として幾つか測定されている。しかし、これらの測定方法は主として脂質分子周囲の微視的な環境変化を捕えるものであり、巨視的な物理化学量の変化(熱量や体積変化)を追跡するものに関しては、測定装置上の問題もあり極めて少ないのが現状である。そこで本研究では、まず高圧力でベクシル水溶液の圧縮率歪を精度良く測定する装置を設計、製作した。次にこの装置を用いてベシクルの相転移点前後で圧縮率歪を測定することにより、相転移に伴うベシクルの体積変化量を直接的に求めることを試みた。約70MPaまでの圧力下における圧縮率歪の値を求めるためにAnton Paar社の振動式デジタル密度計の高圧用セル(DMA60/512)を用い、高圧ゲージ及び高圧ポンプと共に圧力ラインを組み上げ、高圧力下での密度測定の装置を現在構築中である。またDMA60/512からの電気的信号をRS232Cシリアルインターフェイスを介してパソコンに取り込み、測定した水溶液の密度から同時にその水溶液の圧縮率歪の値がわかるように測定の自動化を図っている。この製作した装置を使用してリン脂質多重層ベシクル水溶液の圧縮率歪の測定を行い、ベシクルが起こす種々の相転移(ゲル相-液晶相、ゲル相-interdigitated相等)に伴う体積変化を直接的に求めることを予定している。さらにより高圧力下においてはガラス製の水銀ピエゾメーターに改良を施し、水溶液の圧縮率歪が圧力の連続的な変化に対応して測定可能な装置を製作するつもりである。
グルタチオン生合成を制御する新規薬剤の開発

新しい感染症治療剤の開発を目指し、強力なγ-グルタミルシステイン合成酵素(γ-GCS)阻害剤である(2S)-2-アミノ-4-(2-カルボキシブチルスルフォニミドイル)ブタン酸のN末端に疎水性アミノ酸を縮合したプロドラッグを設計・合成した。合成化合物を大腸菌に投与したところ、菌体内のグルタチオン量をリード化合物よりも顕著に減少させることができた。この結果は、プロドラッグが菌体内へ取り込まれた後、ペプチダーゼ等による切断を受けて遊離した親化合物がγ-GCSを阻害したためと考えられる。本年度は、γ-グルタミルシステイン合成酵素阻害剤(2S)-2-amino-4-(2-carboxybutylsulfonimidoyl)butanoic acidをリード化合物とし、カルボキシル基をエステル化した化合物(A)、および、アミノ基に追加のアミノ酸を縮合させた類縁体(B)の合成経路について検討した。Aでは、リード化合物の疎水性を向上させることで、Bではアミノ酸トランスポーターによる能動輸送を利用することで、それぞれ、阻害剤の細胞内取り込みの向上を目指した。目的化合物の基本骨格は、ホモシステイン誘導体および2-エチルアクリル酸エステル類のMichael付加反応により構築した。ホモシステイン誘導体のアミノ基の保護基については、Boc基、Fmoc基、およびCbz基について検討した結果、Fmoc基では化合物の安定性に、Boc基では保護基の除去にそれぞれ問題があることを見出した。また、Cbz基の加水素分解反応は接触水素化条件下では進行せず、反応条件を詳細に検討した結果、パラジウムブラックを用いた触媒的水素移動反応が有効であることを明らかとし、リード化合物のカルボキシル基をエステル化した誘導体を合成することができた。また、追加のアミノ酸については、まず、硫黄原子をスルホキシイミンまで酸化した後の導入を検討したが、導入に先立つ、分子内環化反応によるスルポキシイミン部分の保護に問題があった。そこで、スルフィドの段階でアミノ酸を縮合させ、その後、硫黄原子を酸化する経路について検討した結果、アミノ基上に追加のアミノ酸を導入した類縁体を合成することに成功した。今後は、合成した化合物の抗菌活性を測定する予定である。強力なγ-グルタミルシステイン合成酵素(γ-GCS)阻害剤である(2S)-2-amino-4-(2-carboxybutylsulfonimidoyl)butyric acidをリード化合物として、阻害剤のペプチドトランスポーターによる細胞内への能動輸送を想定し、リード化合物のN未端に疎水性アミノ酸を縮合したプロドラッグを設計・合成した。L-メチオニンを原料として、アミノ基をBoc基で、カルボキシ基をベンジルエステルでそれぞれ保護したホモシステイン誘導体を調製し、2-エチルアクリル酸エチルとのマイケル付加反応により基本骨格を構築した。続いてBoc基を除去し、Z保護されたグリシン、アラニン、ノルバリン、バリン、ロイシン、イソロイシン、およびフェニルアラニンをそれぞれ縮合した。次に、硫黄原子を過ヨウ素酸ナトリウムおよびO-mesitylenesulfonylhydroxylamine(MSH)で二段階酸化してスルホキシイミンとした後、保護基を除去し、最後にイオン交換樹脂で精製することにより目的とするプロドラッグをアンモニウム塩として得た。合成したプロドラッグを大腸菌に投与したところ、菌体内のグルタチオン量をリード化合物よりも顕著に減少させた。この結果は、プロドラッグが菌体内へ取り込まれた後、ペプチダーゼ等による切断を受けて遊離した親化合物がγ-GCSを阻害した可能性を示唆している。また、イソロイシン付加体はアラニン付加体よりも高い効果を示したことから、より疎水的なアミノ酸の付加が菌体内への阻害剤の取り込みに有効と考えられる。
EGFファミリーによる細胞増殖の調節とその破綻による異常増殖機構の解析

EGFファミリーの細胞増殖因子は、細胞の増殖と分化誘導に携わる基本的増殖因子として、広範な組織の形成と再生過程に関わっている。このファミリーに関するこれまでの研究の多くは受容体側に起こる反応を解析したもので、増殖シグナルを送る側の調節機構を研究したものは極めて限られている。我々は、EGFファミリーの一員であるHB-EGFの作用機構について詳しく解析してきた。その結果、HB-EGFでは、膜型と分泌型では異なった作用を持ち、膜型から分泌型への転換はこの分子の生理的役割に極めて重要な意味を持つことを明らかにした。また、遺伝子ターゲッティング法によって作製したHB-EGF遺伝子欠損マウスやHB-EGF切断に異常を持つマウスの解析から、膜型から分泌型への転換機構の乱れが細胞の過増殖を引き起こし、致死の原因となることを明らかにした。続いて膜型から分泌型への転換に関わるシグナルについて解析し、LPAなどのGPCRリガンドや種々のストレス刺激がこの過程を促進することを明らかにした。癌細胞の増殖とHB-EGFの関わりについて調べ、1)卵巣癌ではEGFファミリー増殖因子の中でもとりわけHB-EGFの発現が亢進していること、2)卵巣癌細胞では膜型HB-EGF切断を介したLPAによるEGFRの活性化が恒常的に起こっていること、3)卵巣癌細胞の腫瘍形成にHB-EGFが必須であること、4)HB-EGFの細胞増殖作用を抑制するジフテリア毒素変異タンパク質CRM197が腫瘍形成を強く抑制すること、を見いだし、HB-EGFが卵巣癌治療のターゲットとして有望であることを明らかにした。膜結合型増殖因子HB-EGFの生理的・病理的役割を明らかにし、膜型から分泌型への転換の意義を理解するために、遺伝子ターゲッティング法によってHB-EGF遺伝子欠損マウス、HB-EGF遺伝子に変異を持つ種々のマウスを作成し、その効果を解析した。その結果、HB-EGF遺伝子が欠損すると心臓弁の形成異常と心室の拡張を伴った重篤な心不全などで致死的となることがわかった。また、分泌型しか産生できないマウス、分泌型ができないマウス、どちらも重篤な異常を示し早期に死亡することから、HB-EGFは必須の因子であると同時に、膜型から分泌型への転換は厳密に制御されていなければならないことが明かとなった。続いて、HB-EGFの膜型から分泌型への転換制御機構について理解するために、転換に関わるシグナル伝達経路を詳しく解析し、ストレスによって誘導される経路を見いだし、実験に使用したVero細胞では、この経路にp38MAPKが関与すること、JNKは関与しないことを明らかにした。さらに、この経路は、すでに同定しているTPAによって誘導されPKC-deltaと膜結合型メタロプロテアーゼADAM9が関係する経路、LPAなどのG蛋白共役型受容体のリガンドによって刺激されRas-Raf-MEK経路、とは独立して存在していることを明らかにした。また、ADAM9が関与するHB-EGF切断経路を抑制する因子としてendophillinを同定した。さらに、癌細胞の増殖とHB-EGFの関わりを調べ、卵巣癌細胞でHB-EGFの切断が造腫瘍性に深く関わっていることを示す証拠を得た。膜結合型増殖因子HB-EGFの生理的・病理的役割を明らかにし、膜型から分泌型への転換の意義を理解するために、遺伝子ターゲッティング法によってHB-EGF遺伝子欠損マウス、HB-EGF遺伝子に変異を持つ種々のノックインマウスを作成し、その効果を解析した。その結果、1.)

HB-EGF遺伝子が欠損すると心臓の形成異常や心不全などで致死的となること、2)プロテアーゼによる切断部位に変異があり分泌型ができないノックインマウスはHB-EGF遺伝子欠損マウスとよく似た表現形を示し、重篤な心臓の異常を示すこと、3)トランスメンブレン領域を欠損し、すべてが分泌型となるHB-EGF遺伝子を持つノックインマウスでは、皮膚や心臓で異常な組織の過形成が起こり致死的となること、が解った。以上のことから、HB-EGFは心臓の形成と維持に必須の因子であると同時に、膜型から分泌型への転換は必要であるが厳密に制御されていなければならないことが明かとなった。続いて、HB-EGFの膜型から分泌型への転換制御機構について理解するために、転換に関わるシグナル伝達経路を詳しく解析し、ストレスによって誘導される新たな切断刺激経路を見いだした。さらに、癌細胞の増殖とHB-EGFの関わりを調べ、卵巣癌細胞では、1)癌細胞が産生したLPA(リゾフォスファチジン酸)がHB-EGFの切断を促進し、2)この結果生じた分泌型HB-EGFがEGFRを活性化することでこの細胞の造腫瘍性を亢進していること、3)したがってsiRNAによるHB-EGFの発現抑制、あるいはHB-EGFの増殖活性を中和するCRM197の投与によって腫瘍形成能が消失することを明らかにし、4)HB-EGFが卵巣癌治療の有効な標的となる可能性について示唆した。EGFファミリーの細胞増殖因子は、細胞の増殖と分化誘導に携わる基本的増殖因子として、広範な組織の形成と再生過程に関わっている。このファミリーに関しては、これまで様々な研究がなされてきているが、その多くは受容体側に起こる反応を解析したもので、増殖シグナルを送る側の調節機構を研究したものは極めて限られている。我々は、EGFファミリーの一員であるHB-EGFの作用機構について詳しく解析してきた。その結果、HB-EGFでは、膜型と分泌型では異なった作用を持ち、膜型から分泌型への転換はこの分子の生理的役割に極めて重要な意味を持つことを明らかにした。また、遺伝子ターゲッティング法によって作製したHB-EGF遺伝子欠損マウスやHB-EGF切断に異常を持つマウスの解析から、膜型から分泌型への転換機構の乱れが細胞の過増殖を引き起こし、致死の原因となることが判明した。今年度は、HB-EGFあるいはHB-EGF切断機構の異常が癌細胞の細胞増殖能、造腫瘍性に関わるかどうかについてフォカスを絞り、研究を行った。その結果、1)HB-EGFは卵巣癌において特異的に高発現しているEGFリガンドであること、2)HB-EGF遺伝子の発現抑制や、蛋白レベルでの増殖因子活性の中和によって、卵巣癌細胞のヌードマウスでの腫瘍形成にHB-EGFの発現が必須であること、3)LPAを介したHB-EGFの切断が細胞の造腫瘍性に必須であること、4)HB-EGFの増殖因子活性を抑制するタンパク質CRM197の投与によって、腫瘍の増殖を抑制できることを見いだし、5)HB-EGFおよびHB-EGFの切断機構が卵巣癌治療の新たな標的として有力であることを明らかにした。
慢性腸炎による線維化を改善する新規腸内細菌由来活性物質の同定とその治療効果の解析

Lactobacillusbrevis由来活性物質である長鎖ポリリン酸の作用について、各種マウス腸炎モデルを用い検討した。その結果、長鎖ポリリン酸はDSS腸炎およびTNBS腸炎モデルの組織学的炎症・線維化を有意に改善し、炎症性サイトカインであるIL-1βやTNFαの発現、線維化関連分子であるTGF-β1やコラーゲンの発現を有意に減少させた。さらに、ポリリン酸は腸管上皮細胞および免疫担当細胞に直接作用し、過剰に分泌される炎症性サイトカインや線維化関連サイトカインを制御することも明らかにした。この成果によって、菌由来活性物質を用いた新たな治療薬開発の基盤的成果が得られた。Lactobacillusbrevis由来の生理活性物質であるポリリン酸はマウス慢性腸炎モデルにおいて,腸管短縮の改善,組織学的線維化および炎症の改善作用があることを明らかにした.その機序として,炎症により過剰発現したTGF-β1, Smad 4 ,CTGFなどの線維化関連分子の産生抑制および炎症性サイトカイン(インターロイキン1β, TNFα,インターフェロンγの発現抑制が関与していると考えられた.腸管組織を構成する,上皮細胞,単球系細胞,線維芽細胞を用いて,ポリリン酸の標的細胞を検討した結果,ポリリン酸は腸管上皮からのTGF-β1の発現を抑制することで,TGF-β1刺激による腸管線維芽細胞からのコラーゲン産生を抑制することが明らかになった.また,腸管上皮細胞に対してはインターロイキン1βの発現抑制作用を,マクロファージに対してはTNFαの発現抑制作用を発揮することが明らかになり,標的細胞によって異なる作用をもつことが示された.炎症性腸疾患では腸管炎症と線維化により、高度の腸管狭窄を呈し、外科手術が必要となる症例が数多く存在する。腸内細菌由来活性物質が腸管炎症と線維化の改善に有用であるかは明らかではない。本研究では、麦芽乳酸菌由来の活性物質であるポリリン酸の腸管炎症と線維化の改善効果を検討した。Dextran sulfatesodium(DSS)や2,4,6-Trinitrobenzenesulfonic acid(TNBS)で誘発した腸炎モデルにポリリン酸を注腸投与し検討した。腸管長・組織学的所見は有意に改善し、炎症性サイトカイン(IL-1Β、TNF-α、IL-γなど)や線維化関連分子(TGF-Β、CTGFなど)も有意に低下した。ポリリン酸投与により腸管炎症・線維化が改善することが明らかになった。またポリリン酸の標的細胞を明らかにするため、腸管上皮細胞・単球系細胞・腸管線維芽細胞の細胞株を用いて検討した。Lipopolysaccharide (LPS)により炎症を惹起し、ポリリン酸を投与したところ、腸管上皮細胞株ではIL-1Βが有意に低下し、単球系細胞株ではTNFーαが有意に低下していた。また腸管上皮細胞株においてポリリン酸の投与によりTGF-Βが有意に低下した。TGF-Βを投与し線維化を誘導した腸管線維芽細胞株においてはポリリン酸の投与にても線維物質(コラーゲンなど)の有意な低下は見られなかった。最終年度には、TNBS誘発腸炎モデルにおけるポリリン酸の有用性、異なる分子量のDSSによる腸炎モデル(DSSは分子量により腸管に炎症が起きる部位が異なるため行った)におけるポリリン酸の有用性などを明らかにした。トランスクリプトーム解析を用いたポリリン酸の認識機構の解析などの研究は継続中である。消化器内科学腸内細菌由来の生理活性物質であるポリリン酸が、DSS慢性腸炎モデルでみられる腸管の線維化を有意に改善させ,さらに慢性炎症をも改善させることが明らかになった.またポリリン酸が腸管組織のどのような細胞を標的とするかについて,各種細胞株を用いて検討したところ,腸管線維芽細胞・マクロファージへの抗線維化作用は見られず,腸管上皮細胞由来のTGF-β1産生を抑制することにより,抗線維化作用を発揮することが明らかとなった.また腸管上皮細胞においてはIL-1βの抑制,マクロファージにおいてはTNFαの抑制といった細胞によって異なる抗炎症作用を有することがあきらかとなった.腸上皮細胞膜の各種受容体や輸送体、接着分子に対するsiRNAをHVJ envelopeを用いて慢性腸炎マウスの腹腔内へ導入し、腸管上皮におけるポリリン酸の認識に関連する分子を絞り込み,さらにトランスクリプトーム解析を行い,ポリリン酸の認識に関連する分子の発現抑制による炎症関連因子、線維化関連因子の発現変化を検討する.その上で,これら上皮細胞膜分子の遺伝子欠損マウスを用いて同様の解析を行い、ポリリン酸の認識機構を解明する。
受精時における精子クロマチンリモデリング因子の網羅的探索と機能解析

前年までの研究により、作成したcg5017変異体ショウジョウバエが雄の不妊を示し、精子変態において核の構造異常を示したことと、LC-MSによりCG5017がプロタミンと結合することが明らかとなった。以下に今年度の成果を示す。CG5017はヒストンシャペロンNap1と相同性の高い因子であり、in vitroでCG5017がプロタミンに対するシャペロン活性を持つかどうかを調べた。リコンビナントProtamine BはDNAを凝集させたが、CG5017を加えることで、凝集がブロックされた。この作用はNap1でも認められた。ところが、CG5017の局在は、主に細胞質であり、核内ではなかった。さらにProtamine Bは野生型では核内だけでなく細胞質にも局在が認められたが、cg5017変異体では細胞質局在が認められなかった。CG5017の作用点はプロタミンなどの塩基性タンパクを細胞質に保つ作用ではないかと考えた。核内におけるヒストン-プロタミン置換を調べたところ、cg5017変異体ではプロタミンがゲノムに取り込まれるものの、ヒストン、transition proteinが抜けずに残る表現型が認められた。最後にNap1は精巣の未分化な幹細胞から発現しており、分化が進むにつれ発現量が減り、精母細胞のステージには完全に消失していた。一方CG5017はNap1と異なり、入れ替わるように発現開始していた。そこで、cg5017のプロモーターの作用下にnap1を発現するショウジョウバエを作成したが、cg5017変異体の表現型をレスキューすることができなかった。つまり精子変態におけるプロタミン制御には、CG5017が必要十分であることが示された。以上の結果から、CG5017がプロタミンシャペロンとしてプロタミンを細胞質で制御することで、精子変態に必須であるクロマチン構造変換を支えていると考えられた。目的である精子クロマチンリモデリングに関わる新規因子を同定できたため。また、遺伝学、生化学の組み合わせにより、生物学で謎であった精子の核凝集メカニズムの一端を明らかにすることができたため。本研究は現在投稿中であり、その過程で必要な実験を追加していく予定である。一年目の本年は、受精時の精子由来のプロタミンタンパクの挙動を調べるためには、その前の精子形成において、どのようにプロタミンがヒストンに置き換わりクロマチンへと取り込まれるのかを明らかにする必要があると考え研究を始めた。当初の予定通り、ショウジョウバエを用いた新たなアッセイ系を構築した。内容は精巣でのin vivoレポーターアッセイ系である。具体的には、精子特異的なプロタミン遺伝子のプロモーター下流にルシフェレースをつないだトランスジエニックショウジョウバエを樹立し、その精巣を取り出し、発光を測定した。この系により、生体内でのプロタミン遺伝子のプロモーター活性を測定できることから、精子特異的な転写の活性化因子、抑制化因子、クロマチン構造変換因子(プロタミン置換関連因子など)を捉えることができると考えた。この系を利用し、スクリーニングを行った。その結果、複数の候補遺伝子を同定し、機能解析へと移行した。中でも機能未知遺伝子cg13597は、作出した機能欠失変異体が精子形成不全による雄の不妊を呈した。また、様々な解析から、この遺伝子がプロタミン遺伝子を含む精巣特異的な遺伝子群を標的とする転写活性化因子である可能性が考えられた。また、他にプロタミンタンパクの置換に関わる候補因子を複数選択し、現在解析を進めている。それにあたり、予定通りin vitroでのプロタミンを用いた精子クロマチン再構築系の確立に重点を置いている。具体的には、候補因子とDNA、プロタミンを試験管内で反応させることで、精子クロマチンに近い構造が形成できるかどうか、現在検討中である。受精時の精子由来のプロタミンタンパクの挙動を調べるためには、その前の精子形成において、どのようにプロタミンがヒストンに置き換わりクロマチンへと取り込まれるのかを明らかにする必要があると考え、研究を始めた。すなわち、プロタミン置換に関して未知の精子形成のステップを明らかにすることで、次の受精後のプロタミンに関する新たな知見が得られると考えた。精子特異的なヒストンシャペロンが存在し、プロタミン置換をおこなうのではないかという仮説を立て、in silico解析をおこなった。精巣特異的な発現をし、様々なヒストンシャペロンと相同性の高い因子を絞り込んだ。その結果、CG5017はヒストンシャペロンNAP1に見られるNAP様構造を持ち、精巣特異的に発現する因子であり、解析を行った。まず、cg5017の雄のnull変異体を作成したところ、ミュータントは精子変態中の核の構造異常を示し不稔である。この表現型はプロタミンの一つであるMst77Fミュータントと非常に似ていたことから、プロタミン置換に関わることが示唆された。また、生化学的なアプローチとして精巣からのCG5017にて免疫沈降産物をLC-MSによる相互作用因子の同体をしたところ、ショウジョウバエのプロタミンに相当するProtamineA/B、Mst77Fがそれぞれ取得できた。これらの結果から、精巣特異的なNAP構造を有するcg5017が精巣特異的なヒストン→プロタミン置換に関わる可能性が考えられた。現在、cg5017のヒストンシャペロン活性をin vitroで検討しているところである。前年までの研究により、作成したcg

5017変異体ショウジョウバエが雄の不妊を示し、精子変態において核の構造異常を示したことと、LC-MSによりCG5017がプロタミンと結合することが明らかとなった。以下に今年度の成果を示す。CG5017はヒストンシャペロンNap1と相同性の高い因子であり、in vitroでCG5017がプロタミンに対するシャペロン活性を持つかどうかを調べた。リコンビナントProtamine BはDNAを凝集させたが、CG5017を加えることで、凝集がブロックされた。この作用はNap1でも認められた。ところが、CG5017の局在は、主に細胞質であり、核内ではなかった。さらにProtamine Bは野生型では核内だけでなく細胞質にも局在が認められたが、cg5017変異体では細胞質局在が認められなかった。CG5017の作用点はプロタミンなどの塩基性タンパクを細胞質に保つ作用ではないかと考えた。核内におけるヒストン-プロタミン置換を調べたところ、cg5017変異体ではプロタミンがゲノムに取り込まれるものの、ヒストン、transition proteinが抜けずに残る表現型が認められた。最後にNap1は精巣の未分化な幹細胞から発現しており、分化が進むにつれ発現量が減り、精母細胞のステージには完全に消失していた。一方CG5017はNap1と異なり、入れ替わるように発現開始していた。そこで、cg5017のプロモーターの作用下にnap1を発現するショウジョウバエを作成したが、cg5017変異体の表現型をレスキューすることができなかった。つまり精子変態におけるプロタミン制御には、CG5017が必要十分であることが示された。以上の結果から、CG5017がプロタミンシャペロンとしてプロタミンを細胞質で制御することで、精子変態に必須であるクロマチン構造変換を支えていると考えられた。目的である精子クロマチンリモデリングに関わる新規因子を同定できたため。また、遺伝学、生化学の組み合わせにより、生物学で謎であった精子の核凝集メカニズムの一端を明らかにすることができたため。本研究は現在投稿中であり、その過程で必要な実験を追加していく予定である。
日本人「武」の観念をめぐる倫理思想史的研究〜「文」との関係を中心に-

本研究は、従来、否定的イメージからのみ捉えられてきた「武」の観念の正当な位置づけを、対極としての「文」の観念との比較・対照を通じて、解明することを目的とする。こうした目的の下、注目されたのが、仏教や儒教といった外来の体系的思想と交渉しつつも、決してそこに還元されることのない「武」の観念の固有の在りようであった。即ち、体系的思想が普遍的水準において人間存在を捉え、教説を確立しているのに対し、「武」の観念は常に固有名を伴う具体的生の在りようと切り離し得ない、なまの観念そのものとして存在しており、それらをいかに抽出するかという方法的問題をも含めて、研究が進められることとなった。結果、得られた知見及び成果として、以下が挙げられる。即ち、2.中世において、仏教思想と「武」の観念との交渉により、様々な文学芸能が成立することとなった。軍記物語をめぐる報告書所載論文は、そうした観点における成果の一部である。また、死をめぐって仏教思想と武士の思想を比較考察した同所載論文は、倫理学的見地から両者の異同を原理的に基礎づけるものである。3.従来典型的な武人的思想として取り上げられていた『葉隠』を倫理学的諸範疇との連関において再検討することを重点領域の一つとしたが、他者・言語・人間の尊厳・恋といったより広範な概念や、和歌や芸道といった文化的な諸事象との連関において、総合的な捉え返しが果たされた。『葉隠』をめぐる報告書所載の四論文は、その成果の一部である。本研究は、日本人の倫理思想を形づくる基礎範疇の内、特に「武」をめぐる諸観念を取り上げ、対極としての「文」の観念との比較・対照を通じて、従来、ややもすれば、破壊・強圧などの否定的イメージからのみ捉えられてきた「武」の概念の正当な位置づけを解明することを目的とするものであった。以上の研究目的に沿い、研究初年度に当たる本年度は,(1)古代から近代に渡って、武をめぐる諸観念に関わる資料を幅広く集め、(2)その資料を基に、各分担者が担当する個別研究対象領域を即して分類・整理・解釈を試み、(3)定例及び合宿の研究会において、報告・討議を繰り返した。また、これとは別に、(4)本年度は、近世の「武士の思想」を重点領域として取り上げ、そこに見られる「武」の観念の分析、及び生死観・美意識・秩序といった倫理学的範疇との連関の検討を試みた。その結果得られた知見及び成果として、従来の「武士の意思」の研究が、特定の個人や時代に見られる思想の解明に止まるものであったのに対し、それらの思想が歴史的な事実や事件とどのように対応したものであるかが、明らかにされつつある。また、これまで典型的な武人的思想として取り上げられることの多かった『葉隠』の思想を、現地における資料調査をも踏まえつつ、和歌や諸芸道など近世の文化史的な諸事象との関連において位置づける作業が進められ、成果は基礎的なレジュメ集の形で集積されつつある。これは、主に「武力」という観点から「武」を扱う従来の研究方法とは異なる、新たな方法的視座の提起の試みであり、この方法は他の武士道関係資料(例えば『甲陽軍鑑』)にも有効に適用しうることも確かめられつつある。本研究は、日本人の倫理思想を形づくる基礎範疇の内、特に「武」をめぐる諸観念を取り上げ、対極としての「文」の観念との比較・対照を通じて、従来、ややもすれば、破壊・強圧などの否定的イメージからのみ捉えられてきた「武」の観念の正当な位置づけを解明することを目的とするものであった。以上の研究目的に沿い、研究2年度に当たる本年度は、初年度に引き続き、

(1)古代から近代に渡って、武をめぐる諸観念に関わる資料を幅広く集め、(2)その資料を基に、各分担者が担当する個別研究対象領域に即して分類・整理・解釈を試み、(3)定例及び合宿の研究会において、報告・討議を繰り返した。また、(4)初年度に重点領域として取り上げた近世の「武士の思想」における「武」の観念の分析を更に深化させ、死生観・美意識・秩序といった倫理学的基礎範疇との連関のみでなく、人間の尊厳・限界状況・言語・恋といった、より突っ込んだ概念との連関の検討を試みた。その結果得られた知見及び成果として、従来の研究が、特に近世の「武士の思想」を中心とした特定の個人や時代における思想の解明に止まるものであったのに対し、より広く「武」の観念という視点を取ることで、通時的な解釈が試みられつつある。また、古代から中世にかけての説話・中世の芸能作品・近世の諸文芸といった、より広範な文化史全体を視野を広げたことで、民衆・僧侶・芸能者・戯作者・町民といった様々な階層において、「武」の観念がどのように受け止められていたのかが明らかにされつつあり、「武」の観念をめぐって、従来の研究方法とは異なる、より多角的・重層的・有機的な研究の可能性が得られつつある。このことは、昨年度以来継続されている、現地資料調査を基にした『葉隠』と和歌や諸芸道との関連の研究においても、一定の成果として、確かめられつつある。本研究は、従来、否定的イメージからのみ捉えられてきた「武」の観念の正当な位置づけを、対極としての「文」の観念との比較・対照を通じて、解明することを目的とする。こうした目的の下、注目されたのが、仏教や儒教といった外来の体系的思想と交渉しつつも、決してそこに還元されることのない「武」の観念の固有の在りようであった。即ち、体系的思想が普遍的水準において人間存在を捉え、教説を確立しているのに対し、「武」の観念は常に固有名を伴う具体的生の在りようと切り離し得ない、なまの観念そのものとして存在しており、それらをいかに抽出するかという方法的問題をも含めて、研究が進められることとなった。結果、得られた知見及び成果として、以下が挙げられる。即ち、2.中世において、仏教思想と「武」の観念との交渉により、様々な文学芸能が成立することとなった。軍記物語をめぐる報告書所載論文は、そうした観点における成果の一部である。また、死をめぐって仏教思想と武士の思想を比較考察した同所載論文は、倫理学的見地から両者の異同を原理的に基礎づけるものである。3.従来典型的な武人的思想として取り上げられていた『葉隠』を倫理学的諸範疇との連関において再検討することを重点領域の一つとしたが、他者・言語・人間の尊厳・恋といったより広範な概念や、和歌や芸道といった文化的な諸事象との連関において、総合的な捉え返しが果たされた。『葉隠』をめぐる報告書所載の四論文は、その成果の一部である。
多次元強震地動をうける靭性型鉄筋コンクリート造建築物の弾塑性応答

耐震性を骨組架構の靭性に依存して計画される鉄筋コンクリート造建物の耐震設計上の課題について、解析モデルに設定し、弾塑性地震応答解析により定量的な検討を加えた。近年、高強度材料の開発によって高層の鉄筋コンクリート造建物の計画が可能となってきた。これらの建物では、想定される大地震時に骨組架構に降伏ヒンジ形成を許容し、ヒンジ部位のエネルギー消費によって耐震安全性が確保されるよう計画される。この耐震構造計画では、想定される大地震に対し過大な応答を生じさせない大きさの骨組強度を確保するとともに、計画するヒンジ部に必要な靭性を確保する。この計画では、架構に確保する骨組架構はヒンジ形成を許容する程度の大きさであるため、本来空間中で多次元の運動成分を有する地震動入力に対し、架構の両方向において降伏機構を形成することとなる。本研究は、この点を問題点として取りあげ、靭性型骨組架構が多次元地動を受けた場合の柱部材の2方向曲げ、柱、特に隅柱に生じる2方向よりの軸力変動の重畳を問題点として取りあげ、ヒンジ形成を認めない柱部材に必要な設計強度の2方向割り増し係数を弾塑性地震応答解析より評価する。地動は、本来は立体空間中での6自由度成分を有するが、本研究では、成分が評価でき、また建物応答に及ぼす影響が大きいと判断される水平面内2並進成分により算定し、地震動に定められる主軸成分により評価した。検討対象とする建物には、60層の高層R/C造建物を、実設計例を参照してモデル化した。想定される大地震時に、骨組架構によって大きなエネルギー消費が期待できるはり降伏先行の降伏機構を確保するに必要な柱部材の強度を、2方向曲げと2方向よりの軸力変動による割り増し係数をそれぞれに2方向係数として評価し、構造特性、地震動特性を解析パラメータとして定量的な評価を行った。高層鉄筋コンクリート造(R/C造)建築物の実態を資料調査し、各構成部材の弾塑性特性に基づいて架構の特性を定める弾塑性地震応答解析を行い、本研究課題で対象とする靭性型のR/C造建物の地震時応答特性に検討を加えた。本年度の研究実施項目ならびに成果の概要は以下の点にまとめられる。1.1995年兵庫県南部地震の際に神戸市内強神域において得られた強震地動記録の収集を行い、それらの動特性の解析を行った。以下の記録を収集し、データベース拡充を図った:(1)六甲アイランド内の高層共同住宅内記録;(2)JR鷹取駅構内記録。2.本課題で取りあげた靭性型R/C造建物の耐震設計上の課題事項は、靭性に耐震性を期待することにより、建物骨組に計画される架構強度は最小限大きさであり、地動が多方向より加えられる場合に、多方向面内に於いて降状機構が構成されることである。収集したデータに基づき、地上30階建物の検討モデルを作成し、弾塑性応答による数値解析により、2方向地震入力に対して励起される曲げおよび変動軸力に対して柱部材に確保する強度を検討した。得られた結論は、以下にまとめられる。(1)周期の短い建物ほど2方向入力の影響を大きく受け、柱部材の強度確保に必要な2方向係数は大きい。(2)2方向係数は建物骨組強度により変動し、骨組強度を大きく計画すれば2方向係数は小さくなる。(3)1成分を斜め入力する考えは、架構の構造特性、入力地震動特性によっては危険側の小さめの係数を算定するが、概ね妥当な2方向係数を算定する簡便な考え方として評価される。3.モデル建物の検討により、建物の両方向