hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
第一原理計算を基礎とする原子間ポテンシャル評価システムと理論データベースの構築

A原子間ポテンシャルを評価するための第一原理分子動力学解析アルゴリズムとプログラム開発を進めて、1)平面波の数を減少させることができるTroullier-Martins (TM)型のソフトな擬ポテンシャルを作り出すプログラムを開発し、HからRnまでの元素についてTM型擬ポテンシャルのデータベースを作成した。2)TM型でも平面波が多くなる元素に対して効果が大きい、Vanderbiltにより提案されているウルトラソフトな擬ポテンシャルを作成するプログラムを開発し、HからRhまでの元素についてデータベースを作成した。3)TM型擬ポテンシャルをKleinman-Bylanderの分離型で表現し、原子に働く力、原子系の応力およびエネルギーの計算速度を向上させる共に、必要なメモリ容量を減少させた。4)収束計算に、Car-Parronello法、Teterの共役勾配法、Bylanderの共役勾配法、Kresseの残差最小化法のいずれでも選択できるようにした。5)AlN-Al界面構造、吸着強度の評価を行い、妥当な結果を得た。B Baskes提案する修正埋め込み原子法(MEAM)によるポテンシャルデータベースの精度評価を第一原理計算に基づいて進めると共に、44種の元素のパラメータに対して、多元素が存在する原子系について分子動力学計算が実行できるプログラムを開発した。C平均媒質理論(EMT)の有効性を第一原理計算に基づいて行なうと共に、Al粒界の構造、粒界エネルギー、粒界拡散や強度評価を行った。量子力学理論に基づいて,非経験的に獲得される原子間相互作用の計算値を,一つの確実な知識であると考えて,原子間ポテンシャルを評価するデータベースの枠組みを構築するための基礎的検討を行って,つぎの成果を得た.(1)スーパーコンピュータ(SX-3)と導入した計算サーバ(IBM RS6000)上で稼働する,第一原理計算プログラムの高速化を進め,前者で2.5GFlops,後者で0.13GFlopsを達成した.なお、計算手法は,Car-Parrinello法を主体として,共役勾配法,擬ポテンシャルを踏まえ,Noseの方法による温度制御を行っている.さらに平面波展開の項数を減らして計算を高速化,効率化するために,原子の種類に応じてソフト系擬ポテンシャルを選択導入するデータベース構築のための基礎的事項の検討も終えた.(2)開発を進めている第一原理計算を用いて,SiC,Al,AlN,Siの各物性値(格子定数,体積弾性率,フォノン振動特性等)の評価を行い,適切な値が獲得できることを実証した.(3)AlのΣ=5粒界の安定構造とエネルギの第一原理評価を行うと共に,埋込み原子モデル(EAM)と有効媒質モデル(EMM)により獲得される値と比較し,EMMは妥当な値を与えるが,EAMは界面構造の評価には必ずしも適さないという結果を得た.(4)AlNクラスターに対してLCAO分子軌道計算(LCAO-MO)を当てはめ,3体型のポテンシャル関数を決定し,それをベースにして熱伝導特性の評価を行った.その結果より,AlNセラミックスの熱伝導率に対する格子欠陥依存性,不純物依存性について検討を加えた.(1)原子間ポテンシャルを評価するための第一原理分子動力学解析プログラムを開発進め、つぎの成果を得た。・平面波の数を減少させることができるTroullier-Martinsによって提案されたソフトな擬ポテンシャル(TM型)を作成するプログラムを開発し、HからRnまでの元素についてTM型擬ポテンシャルのデータベースを作成した。・Vanderbiltにより提案されているウルトラソフトな擬ポテンシャルを作成するプログラムを開発し、HからRnまでの元素についてデータベースを作成した。この擬ポテンシャルは、TM型でも平面波が多くなる元素について効果が大きい。・TM型擬ポテンシャルをKleinman-Bylanderの分離型で表現し、原子に働く力、原子系の応力およびエネルギーの計算速度を向上させる共に、必要なメモリ容量を減少させた。・収束計算に、Car-Parronello法、Teterの共役勾配法、Bylanderの共役勾配法、Kresseの残差最小化法のいずれでも選択できるようにした。・AlN-Al界面構造、吸着強度の評価を行い、妥当な結果を得た。(2)Baskesが提案する修正

埋め込み原子法(MEAN)によるポテンシャルデータベースの精度評価を第一原理計算に基づいて進めると共に、44種の元素のパラメータに対して、多元素が存在する原子系について分子動力学計算が実行できるプログラムを開発した。(3)平均媒質理論(EMT)の有効性を第一原理計算に基づいて行うと共に、Al粒界の構造、粒界エネルギー、粒界拡散や強度評価を行った。
硫黄によるpillar形成を利用したC/Sアロイの細孔構造の制御

これまでに、イオン交換樹脂を種々のカチオンでイオン交換してから炭化することにより、金属化合物が高分散した多孔質炭素を製造することに成功した。本年度は、このようにして製造した多孔質炭素をNO除去剤として用い、その適用性について検討した。メタクリル酸型の弱酸性の陽イオン交換樹脂をNi2+で交換してから500°Cで炭化した樹脂は、300°Cという低温かつSv=24000h-1という厳しい条件でも3時間以上完全にNOを除去し、非常に高いNO除去活性を持つことがわかった。Niの担持量については、担持量が多いほど活性が持続し、Niが50wt%のものは5時間以上も完全にNOを除去できた。これは、本法が多量のNiを多孔質炭素内に高分散させる方法として非常に有効であることを示している。本除去剤では、Niが活性種であり、NOによって酸化されてNiOに変化するとNO除去活性を失うが、NO除去能を失った試料についても、He中500°Cで熱処理することにより、容易に再生できることがわかった。NO除去能に及ぼす共存ガスの影響を検討したところ、酸素が共存すると、すぐに除去活性を失ってしまうが、CO共存中では20時間以上に渡って完全にNOを除去することができた。これは酸素共存中ではNiがすぐに酸化されてNiOになってしまうが、CO共存中ではCOが還元剤として働くためにNiがNiOになって活性を失う反応が抑制されたためである。このことから、酸素を天然ガスや石炭で除去すると共にCOを生成させれば、非常に長く活性を持続させることができることが示唆された。また、H2O、SO2、CO2を含む火力発電所の模擬排ガス中でNO除去を試みたところ、活性が早く低下したが、500°Cの熱処理によって完全に再生でき、NO除去剤として非常に優れていることがわかった。
結晶粒界運動に関連する自由境界問題の数学解析と発展

本研究では,物質の状態変化を考慮したKobayashi-Warren-Carter結晶粒界モデルを理論解析し,解の存在や性質を明らかにした。また,閉区間[-1,1]上の指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式の特異極限問題を考察し,劣微分項の元の特異極限の性質や解の特異極限関数との関係を明らかにした。さらに,純粋な液相と固相の時間的変化に関する数値実験を行うための安定性条件の導出,離散アルゴリズムの構築,数値実験の実施等を行った。また,様々な相転移現象モデルの最適制御問題を考察するとともに,抽象非線形発展方程式に対する,解の一意性を必要としない特異最適制御理論の構築を行った。本年度は、温度が一定であるという状況の下で、物質の凝固現象を考慮した結晶粒界数理モデルの理論解析を行った。具体的には、物質の状態変化(液体固体の相変化)を記述するAllenーCahn方程式と結晶粒界運動方程式とを組み合わせた連立の数理モデルの理論解析を行った。それは、Kobayashiにより提唱された、線形拡散項を考慮した結晶粒界数理モデルである。Kobayashiモデルは、線形拡散項があるが連立の偏微分方程式系であるため、抽象発展方程式理論の立場からの解析は困難を極めた。しかし、時間離散化法を用いることでKobayashiモデルの解の存在を示すことができた。更に、線形拡散項の係数を0とする手法(粘性消滅法)により、KobayashiーWarrenーCarterが提唱した本来の結晶粒界数理モデルとAllenーCahn方程式とを組み合わせた連立の結晶粒界数理モデルの解の存在を証明することができた。結晶粒界運動を数学的に捉える方法が幾つかあるが、本年度は特異極限法による解析を試みた。実際、純粋な液体・固体の変化を考察するため、閉区間[-1,1]上の指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式の特異極限問題を考察した。その問題は、既に、X. ChenとC. M. Elliott (Proc. Roy. Soc. London Ser. A, 444(1994))により理論解析されているが、指示関数の劣微分項の元に関する特異極限の解析は行われていなかった。そこで、指示関数の劣微分項を他の項と分離して解析し、特に、H^1のdual spaceの位相で解析することにより、指示関数の劣微分項の元の特異極限を明らかにすることができた。また、その特異極限と解の特異極限関数との関連も明らかにすることができた。これらの点が本年度の研究成果である。また、特異極限問題の理論解析結果を利用することによって、指示関数の劣微分項を吉田近似しない数値解析方法を構築することができた。つまり、指示関数の劣微分項を近似することなくAllen-Cahn方程式の数値実験を行うアルゴリズムの構築に成功した。この点も、本年度の重要な研究成果である。更に、構築したアルゴリズムを用いて、指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式の数値実験を行った。得られた数値実験結果により、物質の状態を表す関数の値が[-1,1]の間をとることが確認でき、構築したアルゴリズムの有効性を示すことができた。この点も本年度の重要な研究成果である。今年度構築したアルゴリズムは、結晶粒界と純粋な液体・固体を表現する数理モデルの数値実験にも適用可能であると考えている。指示関数の劣微分項を他の項と分離して解析し、特に、H^1のdual spaceの位相で解析することにより、指示関数の劣微分項の元の特異極限を明らかにすることができた。特に、その特異極限と解の特異極限関数との関連も明らかにすることができた点は、当初の計画では予想していなかった研究成果である。また、特異極限問題の理論解析結果を利用することにより、指示関数の劣微分項を吉田近似しない数値解析方法を構築することができた。指示関数の劣微分項を近似することなくAllen-Cahn方程式の数値実験を行うアルゴリズムを構築できた点は,今後,コンピュータを用いて結晶粒界数理モデルの解や最適制御問題の解を数値実験的に求めるうえで非常に意義のある研究成果である。以上のことから,総合的に考えると、交付申請書に記載した「研究の目的」の達成度については、『おおむね順調に進展している。』と言える。本年度は、閉区間[-1,1]上の指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式や特異拡散方程式系に対する数値的解析を試みた。閉区間[-1,1]上の指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式は、純粋な物質の状態の変化を表現するものであるが、指示関数の劣微分項は多価関数であるため、その数値実験は困難である。指示関数の劣微分項を吉田近似することにより、数値実験を行うことができるが、吉田近似パラメータの取り方によっては、数値計算結果が時間とともに振動して安定にならない。そこで、本年度は、指示関数の劣微分項を吉田近似した数値計算法において、安定した数値実験結果を得るための条件(時間差分、空間差分、吉田近似パラメータ、特異極限パラメータの関係)を理論的に明らかにした。さらに、コンピュータを用いて数値実験を行い、得られた理論結果が妥当であることを確認した。

また、指示関数の劣微分項を吉田近似した方法では、解の値が閾値[-1,1]を超えてしまうことが理論的にも実験的にも確認されたので、解の値が閾値[-1,1]を超えないような数値計算法を提案し、安定した数値実験結果を得るための条件を理論的に導出するとともに、数値実験を行い、得られた安定性条件の妥当性を確認した。KobayashiーWarrenーCarterが提唱した結晶粒界数理モデルの最適制御問題を理論解析する前準備として、液体固体相転移現象を記述する、特異拡散項を含む連立の偏微分方程式系に対する最適制御問題を数値解析の立場から解析した。実際、その近似最適制御問題を提唱し、その解をコンピュータを用いて数値実験的に求めるためのアルゴリズムを提案するとともに、その収束性を理論的に証明した。指示関数の劣微分項を吉田近似する数値計算法を考察する過程において、解の値が閾値[-1,1]を超えないような近似方法を開発し、安定した数値実験結果を得るための条件を理論的に明らかにすることができた。さらに、コンピュータを用いた数値実験を行い、得られた理論結果の妥当性も検証することができた。これは当初の計画では予想していなかった研究成果である。また、特異拡散項を滑らかな関数で近似した偏微分方程式系に対する最適制御問題の解をコンピュータを用いて数値実験的に求めるためのアルゴリズムの提案とその収束性を理論的に証明することができた。これは、今後、コンピュータを用いて結晶粒界数理モデルの解や最適制御問題の解を、数値実験的に求めるうえで、非常に意義のある研究成果である。以上のことから、総合的に考えると、交付申請書に記載した「研究の目的」の達成度については、『おおむね順調に進展している。』と言える。本年度は,力学境界条件を課した,閉区間[-1,1]上の指示関数の劣微分項を含むAllen-Cahn方程式の特異極限問題を考察し,界面運動の挙動の解析を行った。ノイマン境界条件の場合と同様に,H^1のdual spaceの位相で解析することにより,領域内と境界上,それぞれにおいて,指示関数の劣微分項の元の特異極限を明らかにすることができた。また,領域内と境界上,それぞれにおいて,指示関数の劣微分項の元の特異極限と解の特異極限関数との関連も明らかにすることができた。力学境界条件の場合,特異極限関数の境界値の性質も得ることができ,特異極限問題における力学境界条件とノイマン境界条件との相違を明らかにすることができた。この点が本年度の重要な研究成果である。また,力学境界条件を課したCahn--Hilliard型の相転移モデルに対する境界最適制御問題を考察した。実際,適切な近似方程式や近似最適問題を提唱し,それを経由することで,力学境界条件を課したCahn--Hilliard型相転移モデルの境界制御問題に対する最適制御解の存在とその性質を明らかにした。さらに,時間依存劣微分作用素に支配された抽象非線形発展方程式を考察し,解の一意性を必要としない特異最適制御問題の定式化・理論の構築を行った。KobayashiーWarrenーCarterにより提唱された結晶粒界モデルでは,解の一意性が保証されていない。今年度構築した特異最適制御理論は,KobayashiーWarrenーCarterモデルには直接応用できないが,その方法論は有効であると考えている。本研究では,物質の状態変化を考慮したKobayashi-Warren-Carter結晶粒界モデルを理論解析し,解の存在や性質を明らかにした。
看護職の加齢に伴う業務遂行困難性を乗り越える工夫を活かしたマネジメントの探索

本研究の目的は、病院に就労する年齢を重ねた看護職が老化による影響で業務遂行が困難な状況をどのような工夫をしながら乗り越えているのか明らかにし、個人の自助努力で行われているその工夫を組織全体のマネジメントに反映させるための示唆を得ることである。初年度は、病院を就労場所とする看護師に焦点をあてた文献検討と年齢を重ねるにつれ困難となる看護業務の再分析、および年齢を重ねた看護師へのヒアリングを行った。文献検討では、いわゆる中高年看護師は年齢的な衰えを自覚しつつ体調管理の重要性を認識していることが分かった。仕事への困難を感じながらもどのような工夫をしながら乗り越えているのか新たな知見を得られず、本研究において深く取り組む必要性が改めて明らかになった。病院で就労する看護職が年齢を重ねるにつれ困難となる看護業務についての再分析では、心身機能低下という老化現象により疲労の回復困難、看護技術の発揮困難、人間関係における課題への取り組み困難、ワークライフバランスの維持困難、職務継続に関する確信の維持困難等の様々な困難を抱えながら役割を遂行していることが分かった。本研究の対象となるような看護職を支えるためのマネジメントのあり方として、多様な困難が背景にあることを捉えながら検討する必要性が示された。また、ヒアリングでは再分析の結果を支持するような現状があることが分かった。現在、得られた知見をもとに作成したインタビューガイドを踏まえ、倫理審査委員会へ申請中である。研究協力機関のリクルートについては、機縁法にて抽出した病院にて研究協力の事前了承を得ている。加えて看護管理分野研究者からの研究協力機関の推薦が得られたことにより本研究対象者を充分確保でき、データを充実させていく予定である。先行研究の再分析の整理に時間を要し、また得られた知見を新たに加えたインタビューガイドの作成が滞ったことが理由にある。研究協力機関の確保はできているため、データ収集および分析を進め、看護管理分野の研究者によるスーパーバイズを得ることで信用性の度合いを高め、論文作成を進める予定である。ベッドサイドで看護実践を提供している年齢を重ねた看護師にインタビューを実施し、加齢によって感じる業務における困難をどのようにして乗り越えているのかその工夫点についてデータを取得する。内諾が得られている研究協力機関との具体的なスケジュール調整を綿密に行い、速やかにデータ収集および分析を進め、年齢を重ねた看護職がいきいきと働くことができるようなマネジメントのあり方を検討する。調査計画に最新の知見を組み込むために、先行研究のデータを再分析したこと、研究倫理委員会の承認までに時間を要したことにより、データ収集開始までに時間を要した。このため、当該年度実施予定であったデータ収集を次年度に実施することとした。よって、次年度使用額が生じた。使用計画としては、次年度以降に実施するデータ収集に関する費用および論文作成のために用いる。
肥満細胞トリプターゼ・PAR-2経路による血管新生促進機構の解明と癌治療への応用

本研究は、肥満細胞トリプターゼ・Protease-activated receptor-2 (PAR-2)シグナルが腫瘍組織における血管新生およびその増悪に与える影響を検討することを目的とした。犬の乳腺癌組織におけるPAR-2発現を免疫組織化学法により評価し、その発現強度と症例の予後との相関を検討した。その結果、腫瘍細胞がPAR-2を高発現している症例はPAR-2発現が低い症例と比べて有意に全生存期間が短いことがわかった。また、PAR-2高発現症例は、肺やリンパ節に転移を起こしやすいことが明らかとなった。さらに乳腺癌細胞株を用いてPAR-2アゴニストによりPAR-2を活性化すると、上皮間葉転換やアクチン重合化が誘導され、細胞浸潤能が有意に増加した。以上の結果より、腫瘍細胞に発現するPAR-2の活性化は、上皮間葉転換やアクチン重合化を促進し、転移や予後の悪化を引き起こす可能性が示唆された。続いてがん微小環境におけるPAR-2の役割を評価するために、PAR-2を発現しないB16メラノーマ細胞をマウスの皮下に移植し、担癌モデルを作製した。摘出した腫瘍の免疫組織学的解析により、腫瘍組織の血管内皮細胞にPAR-2が発現していることを確認した。この担癌モデルにPAR-2アンタゴニストを投与すると、腫瘍組織における血管新生が阻害され、腫瘍の増殖を抑制することがわかった。以上の結果より、癌微小環境に発現するPAR-2は血管新生の促進を介して腫瘍の進行に関与していることが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。肥満細胞はアレルギー性疾患の発症に重要な免疫細胞であるが、近年、様々な腫瘍組織内に浸潤し、予後を悪化させることが担癌患者および担癌動物において報告されている。トリプターゼは肥満細胞が最も多く産生する蛋白質であり、組織傷害を引き起こす蛋白分解酵素と考えられているが、腫瘍における役割は不明な点が多い。Protease-activated receptor-2 (PAR-2)はトリプシンや血液凝固第Xa因子といった蛋白分解酵素により活性化する細胞膜受容体であるが、肥満細胞トリプターゼによっても活性化することがわかっている。そこで本研究は、肥満細胞トリプターゼ・PAR-2シグナルが腫瘍の進行に与える影響を検討することを目的とした。B16メラノーマ細胞をマウスの皮下に移植し、担癌モデルを作成した。摘出した腫瘍の組織学的な解析により、腫瘍細胞の周囲に肥満細胞が浸潤していることがわかった。また、腫瘍組織のおPAR-2発現を検討したところ、腫瘍細胞と血管内皮細胞にPAR-2発現が確認された。PAR-2拮抗薬を投与は腫瘍の増殖を有意に抑制した。In vivoイメージングにより腫瘍内における血管新生を検討したところ、溶媒を投与したマウスに比べてPAR-2拮抗薬を投与したマウスで血管新生が抑制されることを観察した。平成28年度に計画していた通りに、腫瘍の進行および血管新生におけるPAR-2の関与を実験動物を用いて明らかにすることができた。肥満細胞は種々の生理活性物質を産生し、アレルギーの発症に関わる免疫細胞である。近年、肥満細胞が様々な腫瘍の組織内に浸潤し、腫瘍の進行に関与することがわかってきたが、肥満細胞が最も多く産生する蛋白質であるトリプターゼに着目した研究はほとんどなされていない。トリプターゼは蛋白分解酵素の一種であり、肥満細胞の脱顆粒による組織傷害に重要とされているが、Protease-activated receptor-2 (PAR-2)と呼ばれる受容体のリガンドとしても機能することが知られている。そこで本研究は、肥満細胞トリプターゼ・PAR-2シグナルが腫瘍組織における血管新生およびその増悪に与える影響を検討することを目的とした。がさらに乳腺癌細胞株を用いてPAR-2アゴニストによりPAR-2を活性化すると、細胞増殖および細胞遊走が有意に増加した。以上の結果より、腫瘍細胞に発現するPAR-2の活性化は、細胞増殖や遊走を促進し、転移や予後の悪化を引き起こす可能性が示唆された。腫瘍細胞および癌微小環境(血管)のどちらにおいてもPAR-2が重要であることを明らかにできた。しかし、腫瘍組織におけるPAR-2のリガンドが肥満細胞のトリプターゼなのかその他の蛋白分解酵素なのかは詳細に検討できていないため、次年度の課題として残っている。犬の乳腺癌組織におけるPAR-

2発現を免疫組織化学法により評価し、その発現強度と症例の予後との相関を検討した。その結果、腫瘍細胞がPAR-2を高発現している症例はPAR-2発現が低い症例と比べて有意に全生存期間が短いことがわかった。また、PAR-2高発現症例は、肺やリンパ節に転移を起こしやすいことが明らかとなった。さらに乳腺癌細胞株を用いてPAR-2アゴニストによりPAR-2を活性化すると、上皮間葉転換やアクチン重合化が誘導され、細胞浸潤能が有意に増加した。以上の結果より、腫瘍細胞に発現するPAR-2の活性化は、上皮間葉転換やアクチン重合化を促進し、転移や予後の悪化を引き起こす可能性が示唆された。続いてがん微小環境におけるPAR-2の役割を評価するために、PAR-2を発現しないB16メラノーマ細胞をマウスの皮下に移植し、担癌モデルを作製した。摘出した腫瘍の免疫組織学的解析により、腫瘍組織の血管内皮細胞にPAR-2が発現していることを確認した。この担癌モデルにPAR-2アンタゴニストを投与すると、腫瘍組織における血管新生が阻害され、腫瘍の増殖を抑制することがわかった。以上の結果より、癌微小環境に発現するPAR-2は血管新生の促進を介して腫瘍の進行に関与していることが示された。今後は、PAR-2遺伝子欠損マウスを用いた実験およびメカニズム解明に向けた解析を進め、さらにイヌの腫瘍症例におけるPAR-2発現と予後との関連を検討する。腫瘍組織におけるPAR-2のリガンドが肥満細胞のトリプターゼなのかその他の蛋白分解酵素なのかは詳細に検討できていないため、各種阻害剤やノックアウトマウス、骨髄移植マウスを用いて検討する予定である。また、PAR-2の下流のシグナル伝達についても、細胞株を用いたIn vitroの実験で詳細に検討する。さらに、犬の腫瘍症例を用いた臨床試験についても実施する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
バクテロイデーテス細菌の滑走運動マシナリーの構造とダイナミクス

Flavobacterium johnsoniaeなどのバクテロイデーテス門細菌の多くは、独特のメカニズムによって表面上で急速な滑走運動を示す。この滑走運動は、GldおよびSprタンパク質からなる新規な運動装置に依存し、SprBアドヘジンが必要である。SprBは、細胞表面から伸びる150 nm長の細いフィラメントであり、菌体上を閉環のラセンループに沿って動き、基盤に付着すると細菌細胞の回転と並進を引き起こすと考えられる。GldJによるマルチレール構造が外膜の内側表面にあり、SprBアドヘシンがこの構造に沿いながら移動することで滑走運動が生じると思われる。1.滑走運動細菌Flavobacterium johnsoniaeは低栄養培地上では滑走運動を行うが、glucoseが10 mM含有培地では滑走しないことを見出した。さらにトランスポゾン変異株を多数分離し、この10 mM glucose含有培地でも滑走できる変異株を分離した。それらの変異株の変異遺伝子を同定した。いろいろな遺伝子の変異株であったが、マイクロアレイ解析を行った結果、これらの変異株のいくつかはglucose存在下でも野生株がglucose非存在下で滑走運動しているときと同様な遺伝子発現を行っていることがわかった。また、これらの変異株がglucose存在下で滑走するときには菌体外に数種のタンパク質を分泌していることがわかった。2.表面タンパク質を分離し、それらに対する抗体を作製した。この抗体はいろいろな表面タンパク質を認識した。この抗体をF. johnsoniaeを生きたまま反応させ、蛍光二次抗体で可視化し、蛍光顕微鏡にて観察した。本菌が滑走運動をしているときには菌端から一定の距離にある表面タンパク質は端からの距離を保ちながら滑走運動の進行方法に向かって左回転していることがわかった。このことは本菌の滑走運動は確かに短軸方向に回転しながら前進運動を行っているを示唆した。3.菌体表面をラセン状に旋回する線毛を構成するタンパク質SprBに対する抗体で蛍光染色すると蛍光スポットがらせん状に動くことが観察される。このSprBが平面に接着することで推進力を生んでいるという仮説を立てている。SprBスポットを詳細に観察するとあるスポットを追い越して移動するスポットがあることを発見した。このことはらせん状のレールが複数本存在することを示唆してした。1.いままでの研究からFlavobacterium johnsoniaeの滑走運動は固体面に接着する菌体表面線維状タンパク質SprBが菌体表面を左ラセン回転し、一旦、固体面に接着すると菌は左回転しながら前進するというモデルを提唱した。SprBが菌体表面をラセン回転するためには菌体表面近くにレールとして働くラセン状の構造物が存在する可能性があると考え、クライオ電顕観察を行った。その結果、菌体表面直下にラセン状で筋状の構造があることがわかった。また、界面活性剤で弱く表面を処理したのちに、酢酸ウランにて陰性染色し、電顕観察したところ、帯状の構造物を発見した。これはいくつかの線維状構造が束になった形状をしている。また、この構造物は野生株およびSpr変異株(colony spreadingはないが、ガラス上で滑走運動が確認できる)には存在するが、gld変異株(colony spreadingもガラス上での滑走運動もしない)では存在しないことがわかった。2.低栄養培地であっても10 mM glucose存在下ではcolony spreadingが抑制されることがわかり、その条件でもcolony spreadingを起こす変異株を分離したが、これらの変異株では菌体外にいくつかのタンパク質を分泌していることがわかった。これらのタンパク質はリポタンパク質の特徴をもち、分泌後は脂質部分が外れた形になっっていることが示唆された。その1つのタンパク質を過剰発現させたところ、glucose無添加低栄養培地でもcolony spreadingを起こさないことがわかった。1.昨年度の研究で、クライオ電顕観察で菌体表面近くにラセン状で筋状の構造があり、菌を界面活性剤で弱く処理したのち、酢酸ウランで陰性染色するといくつかの線維状構造が束になった帯状の構造物を発見したが、本年度、このマルチレール状構造物がなにで構成されているかについて検討した。滑走運動に関わるGldおよびSprの各タンパク質の抗体を用いて免疫電顕を行ったところ、抗SprD抗体がこのマルチレール状構造物に反応した。しかし、sprD変異株にもマルチレール状構造物が検出されることからSprDタンパク質はこの構造物に付随して存在すると考えられた。そこで抗SprD抗体を用いてSprDと共沈降するタンパク質の発見を試みたところ、GldJタンパク質が共沈降することがわかった。gldJ変異株はマルチレール状構造物が検出されないことからGldJはこの構造物と深く関係することが示唆された。2.Flavobacterium johnsoniaeの滑走運動に関係した現象としてcolony spreadingがあるが、昨年度はある条件下でcolony spreadingを起こす菌は菌体外にいくつかのタンパク質を分泌することがわかった。今回、これらをコードする遺伝子をそれぞれ単独で欠損した変異株は野生株同様にcolony spreadingを起こすが3つとも欠損した変異株はcolony spreadingの程度が減弱することがわかった。この結果はこれらのタンパク質がcolony spreadingに関わることを示唆した。滑走運動と関係した、外膜直下のマルチレール構造物およびそれに付随したタンパク質の同定がある程度できた。1. Flavobacterium johnsoniaeの滑走運動についてSprBを蛍光抗体でラベルしてその動きを詳細に観察したところ、細菌細胞の極から極に移動する過程で他のSprBを追い抜いたり、または途中で方向転換するSprBが存在することがわかり、SprBが移動する軌道は複数存在することがわかった。

2. F. johnsoniaeの滑走運動に関係するマルチレール構造を外膜の内面に発見している。今回、免疫電顕を用いてこのマルチレール構造にGldJタンパク質が含まれていることが明らかになった。GldJ-GFP融合タンパク質などを本菌で発現させ、その局在をTIRF顕微鏡で調べた。菌体上部に左巻きラセン状に存在することが示唆された。3.他のgld変異株もマルチレール構造が欠損しているのでそれらの変異株がGldJタンパク質をもっているかどうかを調べたところ、gldK, gldL, gldM, gldNO変異株ではGldJタンパク質は発現しているものの、野生株と比較するとマルチマー化に障害があることがわかった。4.他の滑走細菌であるSaprospira grandisについてオスモティックショック後の酢酸ウランでの陰性染色の透過型電顕観察およびインタクトな細菌細胞でのクライオ電顕観察の結果、明瞭にマルチレール構造を観察することができた。その構造はF. johnsoniaeでの酢酸ウランでの電顕観察やフリーズレプリカでの電顕観察でのマルチレール構造と非常によく似ていた。5.寒天培地上でのコロニー・スプレッディングについては菌体外にある種のリポタンパク質について脂質部分が切断されて分泌されることがわかった。リポタンパク質の輸送に関与するLolAホモログの欠損株を作製したところ、コロニー・スプレッディングが起こらないことがわかった。バクテロイデーテス・フィラムの細菌は、海中・土壌・体内、様々な環境に広く分布している。これらの多くは、滑走運動と呼ばれる、表面上を動く能力がある。しかし、それは、べん毛、線毛など、他の細菌が持つ既知の運動様式とは根本的に異なる。この運動にはバクテロイデーテス・フィラムに特有の遺伝子群が関わっている。このことは、べん毛とType III分泌装置のように、滑走運動とタンパク質分泌をつなぐような新しい装置がバクテロイデーテス細菌に存在することを示唆する。最速種である、Flavobacterium johnsoniaeは、約2 um/sの速さでガラス表面上を動く。SprBは、700 kDaの巨大タンパク質で、そのアミノ酸配列や局在から、滑走時にはAdhesinとして機能すると考えられている。しかし、このビーズの動きが、SprBタンパク質の直接的な動きによるものかどうかは、わからない。そこで、我々は、この外膜タンパク質を、直接蛍光標識し、そのダイナミクスを詳しく調べた。運動時のSprBの挙動を直接可視化するために、SprBを抗体で標識した。化学固定した菌に対して、免疫蛍光法をおこなうと、SprBは、菌体表面に20-30個のシグナルとして検出できた。
間葉系幹細胞動員因子を利用した非瘢痕性創傷治癒誘導研究

1)皮膚抽出液中の骨髄間葉系幹細胞動員因子探索表皮水庖症マウス皮膚再生メカニズムにおいて、骨髄由来表皮細胞および線維芽細胞が多数存在することを見出し、水庖部皮膚から骨髄由来間葉系幹細胞動員因子が放出されている可能性を考えて検討を進めた。具体的には、皮膚抽出液の間葉系幹細胞動員活性を、ボイデンチャンバー法を用いて測定した。その結果、皮膚抽出液中に極めて強い骨髄間葉系幹細胞動員活性が存在することが明らかとなった。次いで、この骨髄間葉系幹細胞動員活性を指標にして、カラムクロマトグラフィーにより動員因子の探索を進めた。最も動員活性の強い分画中に含まれる蛋白をSDS電気泳動により分離し、質量分析により動員因子候補蛋白の同定を進めた結果、3つの候補蛋白が得られた。これらの候補蛋白それぞれについて、ボイデンチャンバーを用いて間葉系幹細胞動員活性を探索し、最終的に一つの蛋白に骨髄間葉系幹細胞動員活性が存在することを明らかにした。2)骨髄間葉系幹細胞動員因子を用いた間葉系幹細胞動員の確認1)で同定した因子をシリコンチューブ内に充填し、green fluorescent protein (GFP)トランスジェニックマウス由来骨髄を移植したGFP-BMTマウスの皮下に移植した。2週間後に移植チューブを取り出し、チューブ内に集積した細胞を培養した結果、骨及び脂肪分化能、さらには表皮細胞への分化能を持った間葉系幹細胞の存在が明らかになった。
ゲノム編集によるFLT3変異改変ヒト白血病細胞の作製と新規治療法の探索

FMS様チロシンキナーゼ3 (FMS-like tyrosine kinase 3, FLT3)変異白血病は予後不良である。近年開発されたFLT3阻害剤は、本疾患の治療予後を改善したが、耐性例も多く長期的効果は不十分である。本研究では、ゲノム編集術により作製したFLT3変異ヒト白血病モデル細胞を利用して、新しい治療薬やバイオマーカー(薬の効果を予測・推定できる指標のこと)の開発を目ざす。ゲノム編集を用いて作製した遺伝子改変細胞は、従来法と比較して患者実態をより正確に反映するため、本研究により、新しい白血病発症および増悪機構や治療標的分子の発見が期待できる。
ブランド・リレーションシップの形成プロセスの解明

消費者は特定のブランドに対して愛着を抱いたり、精神的な絆を感じることがある。マーケティング論や消費者行動論では、このようなブランドとの心理的な結びつきを、ブランド・リレーションシップという。ブランド・リレーションシップ研究は、特徴の記述や、効果について検討されることが多かったものの、形成についての議論はあまり行われていなかった。そこで本研究では、ブランド・リレーションシップの形成について、段階性という観点を組み込みつつ、明らかにすることを目的に検討を行った。本研究はブランド・リレーションシップ(消費者がブランドとの間に感じる心理的な結びつき)の形成プロセスについて解明しようとするものである。より具体的には「ブランド・リレーションシップの形成には段階性が存在する」という仮説に基づき、その妥当性の検証ならびに精緻化を目指している。平成24年度(初年度)研究において、当初想定していた当該ブランドとの類似性、他ブランドとの相違性、ブランドの顕現性、好ましい記憶という4要素以外の形成要因の可能性が明らかになったため、平成25年度はこれを意識したうえで、仮説モデルの再構築に努力した。具体的な活動は以下のとおりである。まず(1)新たに発表された当該領域の研究をレビューするとともに、(2)類似した問題意識を持つ研究者らと研究会を行った。つぎに(3)複数の製品カテゴリーにおいてブランド・リレーションシップの実態調査を繰り返した。さらに(4)複数の企業にたいしてヒアリング調査を行うとともに、(5)強いリレーションシップを形成しているブランドの顧客に対してインタビュー調査を行った。加えて(6)インドネシアに赴き、現地消費者のブランド意識状況についてフィールドワークをおこなった。なおインドネシアにおいてフィールドワークを行った理由は、類似した問題意識を持つ研究者らと研究会を行った際に、文化的背景の違いなどから、日本人と外国人ではブランド・リレーションシップの内容に相違が見られることを指摘されたためである。またインドネシアを選定した理由は、昨今経済的発展が目覚ましく、今後日本にとって、きわめて重要な市場となることが推察されるためである。またこれらに加えて、学会誌に当該研究領域の書評を行った(現在印刷中)。このような目的を達成するために、本年度は仮説モデルを構築するための概念的研究を中心の活動を行なうとともに、消費者を対象とした簡易インタビューを行なった。この結果、モデル構築のための有益な視点を得ることができた。概念的研究によって、当該ブランドとの類似性、他ブランドとの相違性、ブランドの顕現性、好ましい記憶といった要因が、ブランド・リレーションシップの形成にプラスの影響を及ぼしているという仮説が導出された。しかしながら、その後の簡易インタビューによって、それ以外の要因が存在する可能性が明らかになった。そこで、このインタビューから得られた知見と、概念的研究から導かれた仮説を統合すべく、文献研究を中心に、さらなる努力をつづけた。またこれらとあわせて、研究会などに積極的に参加し、類似した問題意識を持つ研究者らと交流を深める努力をつづけた。これによって、研究開始時には意識していなかったいくつかの視点を得ることができた。とりわけ消費者間のクチコミやコミュニティを専門とする研究者らからは、上述した簡易インタビューの結果と深く結びつく指摘が得られた。ブランド・リレーションシップの形成について、段階性という観点を組み込みつつ、明らかにすることを目的に検討を行った。具体的には、1既存研究の確認、2消費者調査、3ブランド・リレーションシップの形成プロセスの概念モデルの構築という3つの作業を組み合わせるかたちで行った。ブランド・リレーションシップの形成段階の顧客に着目したところ、ある特定のブランドと一定の強度のリレーションシップを形成している顧客には、そのブランドとの出会いや関係が深まった時期を記憶しているタイプの消費者(タイプ1)と、(当該ブランドとの出会いを明確に記憶していないものの)そのブランドの間にいつの間にかリレーションシップを形成しているタイプの消費者(タイプ2)が存在することがわかった。調査結果に基づくと、これらの異なる複数のタイプの消費者を生み出す要因として、自己概念の水準(個人的自己・関係的自己・集合的自己)とブランド・リレーションシップの心理的ベネフィット(自己表現・自己拡張)の組み合わせ、ブランドの特徴(ブランドのアイデンティティないしは世界観)と自己との関係のタイプ(類似的・補償的)が存在するようであった。さらに覚醒的なブランド経験(新鮮な驚きなど)ないしは蓄積的なブランド経験(長期間にわたるブランド接触など)の存在も明らかになった。また持続段階にある消費者に着目したところ、ブランド・リレーションシップを高水準で維持しているタイプの消費者(タイプa)、中程度の強度で維持しているタイプの消費者(タイプb)、一度はブランド・リレーションシップが形成されたものの、持続せず衰退してしまったタイプの消費者(タイプc)が存在することがわかった。定性的調査を中心に検討を進めた結果、3つのタイプの消費者間には、上述した諸要因の組み合わせパターンの違いが存在するようであった。

マーケティング本研究は、現時点において、おおむね順調に進展していると判断できる。その理由は、平成25度の主要目的である、概念的研究およびモデルの構築に進展があったからである。研究実績の概要に記した、最新研究のレビュー、類似した問題意識を持つ研究者らとの研究会、ブランド・リレーションシップの実態調査、企業および顧客へのヒアリングやインタビュー調査、そして海外におけるフィールドから得られたさまざまな情報や知識を整理することで、当初考えていたよりも質の高い概念モデルができあがりつつある。またこの過程で新たな発見もあった。それはブランドリレーションシップの形成には複数のパターンがあり、その形成過程において明確な段階性が確認できない場合もあることである。この発見を踏まえ、モデルをより柔軟なかたちに再構成することにした。なお予定してた活動のうち、計量的な検証については予備段階に終わった。この理由は2つある。1つはいくつかのデータを企業から提供していただくことができたため、調査に科学研究費を用いないで済む部分が発生したためである。いまひとつは概念モデルを修正したため、その検証作業を若干延期したためである。この検証作業については次年度(平成26年度)に行うことを計画している。本研究は、現時点において、おおむね順調に進展していると判断できる。その理由は、昨年度の主要目的である、概念的研究およびモデルの構築に一定の進展があったからである。ただし本年度は、当初予定していたグループ・インタビューを次年度に繰り越すことにした。その理由は、海外(主に米国)において、当該領域の研究が急激に進展しはじめたことがあげられる。たとえば本年度はConsumer-Brand Relationships: Theory and Practice.といった論文集が出版されたほか、Journal of Consumer Researchなどのトップ・ジャーナルに関連する論文がいくつも発表され始めた。これらは、いずれも無視することのできない、新たな知見を含むものであった。そこで、これら新たな知見を無視することなく、事前に十分に検討を加えてたうえで行なった方が(グループ・インタビューは1回あたりの費用が高額となるため)費用対効果が高まると考え、本年度の実施を控えることにした。実支出額が、当初の予定よりも大幅に低くなっているのは、このためである。インタビューの時期をずらしたことによって、一見すると研究が滞っているかのように思えるが、実質的には、おおむね順調に進展していると考えられる。概念研究のおよびモデルの完成を目指すとともに、既存研究をレビューとして整理する予定である。
非コードＲＮＡによるＩＦＮ作用増強効果の機構解析とＣ型肝炎ウイルス治療への応用

IFNの作用を増強するmicroRNAをスクリーニングしたところ、miR122が同定された。miR122はインターフェロンシグナルを負に制御するSOCS3のプロモーターのメチル化を促進することが示された。従ってIFNの投与によりmiR122の発現が低下するとSOCS3の発現も増強しnegative feedbackになることが示唆された。miR122の発現を減らすアピゲニンはHCVの複製をIFNと併用することで効率的に抑えることが示された。IFNシグナルの増強効果をもたらすmicroRNAの同定を目的として、microRNAlibraryを用いてIFNシグナルを制御するmicroRNAを同定した。IFN sensitivity response element (ISRE)にluciferase遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを恒常的に発現する細胞を樹立した。これを用いて、800種のmicroRNAそれぞれを96-well plateでreverse transfectionし、IFN刺激のうえluciferasea ctivityの変化を検討した結果、microRNA122が強くIFNシグナル作用を抑制することを同定した。そこで、レンチウイルスを用いたmicroRNA122機能的ノックダウン細胞株を樹立した。microRNA122の機能についてはluciferase遺伝子の下流5'UTRにmicroRNA122の標的配列を組み込んだレポーターコンストラクトを作製し定量することにより確認した。コンピューターサーチによるmicroRNA122の直接の標的候補因子群にはIFNシグナル系に関与することが予想される遺伝子は見られないため、他の機序を介してIFN作用を制御している可能性が考えられた。そこで上述のノックダウン細胞を用いて、まずエピジェノミックの変化、特にDNAのメチル化状態の変化をIllumina社のBeadchipを用いてゲノムワイドに検討した。その結果SOCS3のpromoter領域が強くメチル化されSOCS3の発現が低下していることが示された。この結果はIFNとmiR122のノックダウンを併用するとIFNシグナルの作用が増強する可能性が示唆された。IFNシグナルの増強効果をもたらすmicroRNAの同定を目的として、microRNAlibraryを用いたIFNシグナルを制御するmicroRNAを同定した。これを用いて、800種のmicroRNAそれぞれを96-well plateでreverse transfectionし、IFN刺激のうえluciferase activityの変化を検討した。その結果、microRNA122を含む数種のmicroRNAが強くIFNシグナル作用を抑制することを同定した。そこで、レンチウイルスを用いたmicroRNA122機能的ノックダウン細胞株の樹立を試みた。肝細胞特異的microRNAであるmicroRNA122に対するanti-sense配列RNAを発現するレンチウイルスを作製しこれを肝細胞株に感染させmicroRNA122の機能をノックダウンしたstable cell lineを樹立した。。microRNAlibraryを用いてIFNの作用を変化させるmicroRNAをスクリーニングしたところ、microRNA122がIFNシグナルを強く抑制することをみいだした。さらにmicroRNA122の機能的ノックアウト状態では、網羅的解析の結果、IFNシグナルの抑制因子であるSOCS3のプロモーターが強くメチル化されていた。これらの予備的結果をふまえて、本研究では、「microRNAによって惹起されるepigenomicな変化を介したIFNシグナル制御機構」の詳細を解析し、それをもとに、IFNによる抗ウイルス作用の増強法を開発することを目的とした。そこで、IFNシグナル作用に影響を与えるmicroRNAを同定するために、IFN sensitivity response element (ISRE)にluciferase遺伝子を連結したレポーターコンストラクトを恒常的に発現する細胞を樹立した。これを用いて、800種のmicroRNAそれぞれを96-well plateでreverse transfectionし、IFN刺激のうえluciferase activityの変化を検討したところ、microRNA122を含む数種のmicroRNAが強くIFNシグナル作用を抑制することを同定した。microRNA122はコレステロール合成系や体内時計にも関与していることが報告されているが、これらの表現型に関わると思われる遺伝子もmiR122の直接標的としてはコンピューターサーチでは見られない。

そこで、これらの表現型にはmicroRNAの既知の作用である「標的遺伝子の3`UTRとの一部相同性を介した蛋白翻訳抑制」以外の機序を介している可能性があると考え、まエピジェノミックの変化、特にDNAのメチル化状態の変化をIllumina社のBeadchipを用いてゲノムワイドに検討したところ、IFNシグナルに関与するSOCS3のメチル化状態が大きく変化することを同定した。消化器内科学IFNシグナルを増強するmicroRNAとしてmiR122を同定し、その分子機構として、いわゆるmicroRNAの作用とは異なるゲノムのメチル化変化を介した、SOCS3の発現調節という新しい機構を同定した。IFNシグナルを増強するmicroRNAの検索のために当初の計画の通りreportercell lineを樹立し、それとmicroRNAlibraryの発現を用いることで、IFNシグナルを抑制するmicroRNAとしてmicroRNA-122を同定しえた。その結果、今後目的達成のための研究のターゲットとしてmicroRNA122を中心に検討する方針がたった。SOCS3の発現がmiR122のノックダウンでなぜ変化するのかを検討するとともに、miR122の機能または発現を変化させうる方策を今度同定し、IFNとの併用に役立てていくよう検討を加える。今年度に同定したIFNシグナルを抑制するmicroRNAとしてmicroRNA122を同定したため、今後は逆にmicroRNA122の機能を落とすことでIFNシグナルを増強しHCV駆除作用を増強できるか検討する。さらにその機構を明らかにしてウイルス駆除の新しい方法を確立する。マウスの繁殖が予想以上に遅かったため、マウス飼育費として計上していた床敷や食餌代の一部が来年度に繰越となった。マウスの繁殖がなされてきたため、実施時期が次年度にずれ込んだが予定通りマウス飼育費として使用予定である。引き続きin vitroでの検討をするための分子生物学的検索のための消耗品費が中心となる。また、ゲノムワイドのメチレーション変化の検索のためのアレイのための費用を計画する。
土構造物の地震時安定性に及ぼす鉛直振動成分の影響に関する研究

遠心模型実験用水平・上下二自由度地震波シミュレータを世界で初めて開発した.この章では,装置の詳細と性能確認実験結果を示した.その結果,改善の余地はあるものの,本装置によって水平動と上下動を独立に制御し,模型地盤に水平・上下振動を与えることができることが確認された.この地震波シミュレータを用いて,ジオグリッドにより補強された補強土擁壁とプレキャスト3ヒンジトンネルを対象とした振動実験を行った.ジオグリッドにより補強された補強土擁壁の実験から,ジオグリッド補強土擁壁の地震時安定性は主として水平振動によって決まること,水平振動に鉛直振動が加わるとその影響は加速度の位相差によって異なり,斜面方向の水平加速度と上方向の鉛直加速度が逆位相の場合,擁壁の水平変位は同位相のものより小さくなること,逆位相の鉛直振動はその安定性を向上する方向に働くことが分かった.プレキャスト3ヒンジトンネルの実験から,土被り厚が大きくなるに従い,地盤の拘束圧が上昇し,部材にかかる軸力の作用は大きくなり,曲げモーメントは3ヒンジアーチという構造のため,その値は低減され土被り厚にはほぼよらないこと,0m土被りの場合,土被りがある場合と比べて曲げモーメント分布・軸力分布が大きく変動し,残留曲げモーメントも大きな値を示すことから,少しの土被りでも,格段に安定性が増加すること,水平加振時,アーチトンネルは地盤変位に追随し,3ヒンジアーチの利点を十分に発揮していること,軸力・曲げモーメント分布共に,天端を中心にほぼ左右対称形を示し,盛土高さによらずほぼ同形状を示すこと,脚部拘束条件により,部材力分布傾向が大きく変わるため,脚部の施工はこの構造上重要であること,トンネル脚部の沈下は,水平方向振動に比較し鉛直振動の場合に明らかに大きく,沈下量は鉛直方向振動による部分が大きいことが分かった.遠心模型実験用水平・上下二自由度地震波シミュレータを世界で初めて開発した.この章では,装置の詳細と性能確認実験結果を示した.その結果,改善の余地はあるものの,本装置によって水平動と上下動を独立に制御し,模型地盤に水平・上下振動を与えることができることが確認された.この地震波シミュレータを用いて,ジオグリッドにより補強された補強土擁壁とプレキャスト3ヒンジトンネルを対象とした振動実験を行った.ジオグリッドにより補強された補強土擁壁の実験から,ジオグリッド補強土擁壁の地震時安定性は主として水平振動によって決まること,水平振動に鉛直振動が加わるとその影響は加速度の位相差によって異なり,斜面方向の水平加速度と上方向の鉛直加速度が逆位相の場合,擁壁の水平変位は同位相のものより小さくなること,逆位相の鉛直振動はその安定性を向上する方向に働くことが分かった.プレキャスト3ヒンジトンネルの実験から,土被り厚が大きくなるに従い,地盤の拘束圧が上昇し,部材にかかる軸力の作用は大きくなり,曲げモーメントは3ヒンジアーチという構造のため,その値は低減され土被り厚にはほぼよらないこと,0m土被りの場合,土被りがある場合と比べて曲げモーメント分布・軸力分布が大きく変動し,残留曲げモーメントも大きな値を示すことから,少しの土被りでも,格段に安定性が増加すること,水平加振時,アーチトンネルは地盤変位に追随し,3ヒンジアーチの利点を十分に発揮していること,軸力・曲げモーメント分布共に,天端を中心にほぼ左右対称形を示し,盛土高さによらずほぼ同形状を示すこと,脚部拘束条件により,部材力分布傾向が大きく変わるため,脚部の施工はこの構造上重要であること,トンネル脚部の沈下は,水平方向振動に比較し鉛直振動の場合に明らかに大きく,沈下量は鉛直方向振動による部分が大きいことが分かった.平成10年度は,2軸振動台開発に向けて,予備実験を行った.(1)電子油圧サーボアクチュエータ2台、重力場用の2軸振動台を試作した。この2軸振動台は傾斜加力タイプで,2本のアクチュエータに水平移動成分を+-逆位相で入力し、これに加算する形で鉛直移動成分を++同位相で入力することにより水平、鉛直振動を独立に制御する方法である.(2)また,来年度本装置を用いて,補強盛土の地震時残留変形に対する上下動の与える影響について検討する予定であるが,それに先立ち,水平振動のみの実験を行った.この実験により得られた結論は以下のとおりである.a)補強材敷設長さが短くなると、補強領域が一体化し、この部分の滑動およびせん断変形によって水平変位が決まる。b)敷設長さを長くすると、補強領域の滑動およびせん断変形を抑制するが、敷設間隔には依存しない。c)敷設長さの短い場合、敷設間隔を密にすることにより、補強領域の局所的なせん断変形を抑制する。d)振動中、補強領域では水平変位が卓越し、未補強領域では補強領域の水平変位による落ち込みが見られる。e)補強領域と未補強領域の境界背後で最大の沈下を生じる。平成11年度は,2軸振動台用アクチュエータの性能確認を行い,加力は十分であることを確認した.機構についても検討を行い,水平振動のみを与えた場合に若干鉛直成分が入ってしまうことがわかった.また,昨年度に引き続き,鉛直法面を有するジオグリッド補強盛土の,締固め度合いおよび補強形態の違いによる動的変形特性,特に永久変形挙動を把握することを目的として,遠心力場における一連の模型振動実験を行った.