hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
論理プログラムの意味論と問合せ処理の最適化技術の研究

論理プログラムの意味論と,その意味論に対応した問合せ処理の最適化技術について,特に,最適化方法の観点から様々な意味論の違いを明確化することを本研究の目的として,研究を行なった。対象とする論理プログラムとしては,通常の論理プログラムよりも表現力の高い,選言的論理プログラム(disjunctive logic programs)を取り上げた。選言的論理プログラムでは,プログラム節の頭部に論理和を許すため,不確定情報の表現が可能で,近年,仮説推論やアブダクション等の応用とも密接に関連することが分かり注目されてきている。プログラム節の本体に否定リテラルを含まないような選言的論理プログラム(postive disjunctive programs)を対象として,まず最適化方法の最も基本的な操作である展開(unfolding)操作を定義し,その操作が選言的論理プログラムの最小モデルを保存することを示した。この結果は,従来の確定ホーン節プログラムに対する最小エルブランモデルの保存という結果を拡張したものになっている。次に,プログラム節の本体に否定リテラルを含むようなより一般的な選言的論理プログラム(general disjunctive programs)に対して,展開操作が2値安定モデル(2-valued stable model)を保存することを示した。一方,安定モデル以外の意味論的性質について,例えば3値安定モデル(3-valued stable model)や,支持モデル(supported model)は,展開操作によって必ずしも保存されないことが分かった。また,選言的論理プログラムの重要な応用として,仮説推論について考察し,与えられた論理プログラムの持つ情報を利用して仮説推論の探索空間を絞り込む効率的な推論方法を提案した。
遷移金属カルコゲナイド材料の創製と磁気的・熱電的性質の解明

本研究では、熱電特性への磁性の影響がどの状況でその影響が現れることを解明するために、様々な磁性を持った鉱物カルコゲナイド材料が研究された。第一段階として、希薄磁性の影響を研究するために、有名な熱電材料のBi2Te3での3d遷移金属のクロミウムドーピングが調査された。結果としては熱電性能指数の磁性に伴う増進が証明された。ドーピングにより、キャリア濃度を一定に保ち、キャリア濃度と磁性による効果が区別できた。低濃度ドーピングの場合だけで磁性の効果が明らかで、熱伝導性の低下に加えて、ZTの30%の増加が測定された。理論計算と磁性のないガリウムドーピングとの比較を加えて、磁性による大きな有効質量高性能な熱電的性質に寄与していることを決定的に解明できた。第二段階としてスピネルのCuCr2Te4で強磁性の影響が調べられた。SPS(放電プラズマ焼結方法)で銅原子スタッフィングを行い、Cu1+xCr2Te4の熱電的特性が研究された。銅濃度が上がると磁性が弱まり、ZTの増加が測定された。バンドギャップの狭いこの材料の場合は、電荷キャリアと磁気モーメントのカップリングに伴う強磁性がバンドギャップの閉鎖をもたらすと考えられる。結局、強磁性相での熱電特性が金属的になり、ZTが低減する。その一方で、銅スタッフィングにより、テルル化物のスピネルの中で高いZT(0.1)が得られた。一方で、スピネル結晶構造に近いCu4Mn2Te4の熱電的特性が調べられ、Mn原子空孔とIn2Te3とのコンポサイト化によって、高ZT(0.6)が得られた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、鉱物カルコゲナイド材料を合成して、熱電的性質を解明して高性能化研究を進めると同時に、磁性との相関を解明することを目的としている。磁性との相関を調べることで、高性能化を加速できることが期待される。初年度の28年度の研究実績として、CuFe2Te4とCuFeTe2の合成を進める一方で、関連するCuGdTe2(GdCuTe2)に着目した。GdCuTe2は、単斜晶の層状化合物で、高品質な試料を合成して、熱電的性質(電気伝導度、ゼーベック係数、熱伝導度)を解明した。GdCuTe2において、きわめて低い熱伝導率(300 Kにおいて0.5 Wm-1K-1)が観測され、その起源として、結晶構造において、Cu原子による乱れを含む副格子を有することによるためと解明した。また、大きなゼーベック係数(300 Kにおいて>200ミクロボルト/K)が観測されて、低い熱伝導率と合わせて、室温近傍で良好な熱電的性質(性能指数ZT0.2)が見出された。さらに、合成条件によって、GdサイトやCuサイトの占有率の制御にも成功して、より高性能が得られる道筋も明らかにした。特にCuサイトの変動幅が大きいことを見出した。本研究の成果は、2つの学会(国内学会と国際会議)で特別研究員筆頭で発表が行われて、現在論文執筆が進んでいる。一方で、熱電的性質と磁性との相関に関しては、鉱物硫化物CuCr2S4に関して、解明研究を担当して、磁性による大きな有効質量が高性能な熱電的性質に寄与していることを見出して、優良ジャーナルChemistry of Materialsに共著論文を出版した。本研究の進捗状況は概ね良好に進んでいると考えられる。その理由として、既に、鉱物カルコゲナイド材料において、熱電高性能の有望な系を見出すことに成功している。具体的には、GdCuTe2という新規な系で比較的低温での高性能を見出して(300 Kで性能指数ZT0.2)、結晶構造の制御、すなわち両方の金属サイトの占有率の制御にも成功して、より高性能化への道筋も見出している。より中高温でより高性能を示す材料は多いが、半世紀熱電の世界で室温近傍のチャンピオンとして君臨しているビスマステルライド系材料を脅かす材料がないだけに、今後の発展が期待される。また、熱電的性質と磁性の相関を調べることも大きな目的であるが、他の鉱物硫化物系CuCr2S4において、熱電的性質と磁性の相関を解明した研究実績によって、ハイインパクトのジャーナルChemistry of Materialsの共著論文も既に出版されたのも順調な進捗である。国内、国際会議共に筆頭の研究発表を行っており、これに関わる論文執筆も進んでおり、上記の論文出版と合わせて順調であると考えられる。

第二段階としてスピネルのCuCr2Te4で強磁性の影響が調べられた。SPS(放電プラズマ焼結方法)で銅原子スタッフィングを行い、Cu1+xCr2Te4の熱電的特性が研究された。銅濃度が上がると磁性が弱まり、ZTの増加が測定された。バンドギャップの狭いこの材料の場合は、電荷キャリアと磁気モーメントのカップリングに伴う強磁性がバンドギャップの閉鎖をもたらすと考えられる。結局、強磁性相での熱電特性が金属的になり、ZTが低減する。その一方で、銅スタッフィングにより、テルル化物のスピネルの中で高いZT(0.1)が得られた。一方で、スピネル結晶構造に近いCu4Mn2Te4の熱電的特性が調べられ、Mn原子空孔とIn2Te3とのコンポサイト化によって、高ZT(0.6)が得られた。新規に見出した熱電的性質の有望な系GdCuTe2に関して、合成条件によって、GdサイトやCuサイトの占有率の制御を進めて、熱電高性能化研究を進捗させる。また、CuFe2Te4とCuFeTe2の高品質試料の合成を最適化して、熱電的性質を解明する。また、これまで得られた知見を活用して、熱電的性質の有望そうな他の鉱物カルコゲナイド系も発掘して、合成と物性解明と高性能化研究を進める。これらの化合物に関して、磁気的性質の評価も進めて、熱電的性質との相関もさらに解明して行く。新たな研究項目として、これらの化合物に関して、熱電高性能化につながるようなナノ・ミクロ構造制御のプロセスの研究も進める。ナノ・ミクロ構造によってフォノンの選択散乱が実現すれば大幅な高性能化が期待できる("Thermoelectric Nanomaterials", ed.K. Koumoto and T. Mori, Springer Series in Materials Science (Springer, Heidelberg, 2013))。本研究で生み出される研究成果の特許出願の可能性を検討して、学会発表を活発に行いながら、論文を速やかにまとめて出版発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ジオスペースにおけるトリガード・エミッションと高エネルギー粒子輸送の研究

ホイッスラーモード波・コーラス放射および電磁イオンサイクロトロン(EMIC)波トリガード放射の発生機構について、衛星観測に基づいて物理モデルを作り、第一原理に基づく計算機シミュレーションを実行し、エミッションの再現することに成功した。さらに、その理論解析を通じて、内在する非線形波動粒子相互作用の素過程を解明することができた。特に、これまでの研究では、わかっていなかった周波数上昇を伴う非線形成長の飽和過程とサブパケット構造を持つコーラス放射の形成機構に関する理解において大きな進展があった。ホイッスラーモード波のコーラス放射過程について、電子ハイブリッドコード、電磁粒子コードおよびブラゾフハイブリッドコードの計算機実験結果の解析と比較を通じて、コーラス波動成長のプロセスにおいて線形過程から非線形過程に移行する機構を理論的に解明することに成功した。これまでの理論では、非線形波動成長に必要な共鳴電流はホイッスラー波の電界に平行な成分であり、それを垂直な磁界に平行な成分は無視できる仮定してきたが、非線形成長をトリガーする素過程として磁界に平行な成分が決定的に重要な役割を演じていることが判明した。この理論解析を通じて、非線形成長をトリガーする最適振幅値を導出し、ブラゾフコードおよび電磁粒子コードの結果と比較し、理論の正しさを検証した[Omura and Nunn, 2011]。電子ハイブリッドコートを用いて共鳴粒子密度を様々に変化させてコーラス放射の計算機実験を行い、非線形成長過程から生成されたコーラス放射のスペクトルが線形理論から予測されるスペクトルと本質的に異なる事を示し、周波数変化率が波の飽和振幅によって決定されることを確認し、非線形理論を検証することに成功した[Katoh and Omura, 2011]。コーラス放射によって加速された粒子は磁力線に垂直な速度成分が卓越したリング状の速度分布を作るため、その不安定性による波動励起の計算機実験を行った[Lee et al., 2011]。一方、EMIC波のトリガードエミッションについて、観測および理論で推定される実パラメータを用いて、ハイブリッドコードによる計算機実験を実行し周波数上昇を伴うエミッションを再現することに成功した[Shoji and Omura, 2011]。この計算機実験によってEMIC波によって高エネルギープロトンが非常に大きなピッチ角散乱を受けて、極域に降下してプロトンオーロラを発光させることが判明した。ピッチ角散乱を受けたプロトンは同時にヘリウムモードのEMIC波も励起させることがわかり、観測データにおいても確認することができた[Shoji et al., 2011]。ホイッスラーモード・コーラス放射に関する研究として、電子ハイブリッドコードによる計算機実験を行い、外部磁場の勾配を変化させることにより、コーラス放射のスペクトルが大きく変動することが判明した。これは、外部磁場の勾配が下がると非線形成長に対する閾値が低下し、赤道周辺の波動発生域が空間的に広がり、同時に発生する非線形成長するコーラスエレメントの数が増加して、同じ位置において周波数の異なる複数のエレメントが存在するようになるからである。複数のコーラスエレメントは、周波数分散により群速度および位相速度が異なるため、周波数スペクトルが広がり、互いに重なり合って、次第に位相が乱れて、ヒスのようなスペクトルに変化してゆく。このような位相が揃ったコーヒーレントなコーラス放射からインコーヒーレントなヒス的なスペクトルが混在する状態は、最近の衛星観測でも報告されている。同様のスペクトル構造の変化を、EMICトリガードエミッションを再現するイオン・ハイブリッドコードにおいても確認すると同時に、非線形成長におけるサブパケットの形成過程について詳細な解析を行った。非線形成長できる時間は限定されており、非線形成長は異なる周波数において断続的に起こり、周波数が上昇するライジングトーンエミッションは単純な傾きの線ではなく、複数の階段状のスペクトル構造からなることが判明した。一方、このEMICトリガード放射と相対論的電子の相互作用について大規模なテスト粒子シミュレーションを実行し、極域大気への相対論的電子の降込みが非線形トラッピングの効果により短時間で非常に効率よく起こることが分った。ホイッスラーモード波のコーラス放射の多くは周波数が上昇するライジングトーンであるが、中には周波数が下降するフォーリングトーンも存在している。このフォーリングトーンの生成過程について、理論的な考察から磁気赤道域の上流側で共鳴電子の多くが波のポテンシャルに捕捉されることによって生成されることが判明して、それを裏付ける計算機シミュレーションを実行して理論検証を行い、論文発表した[Nunn and Omura, 2012]。このフォーリングトーンの生成原理が解明できたことにより、コーラス放射の非非線形成長理論が完成し、これまでのライジングトーンおよびフォーリングトーンに関する非線形プロセスを統一的に記述し、解説するレビュー論文を発表した。[Omura et al., 2012].この非線形理論で導かれるコーラス放射の閾値および最適振幅を最近の衛星観測と比べると、非常に良い一致を見ることができ、非線形理論の正しさを検証することが出来た[Kurita et al., 2012]。一方、コーラス放射と同じ原理で生成される低周波のEMICトリガードエミッションについてハイブリッドコードによる計算機実験により、ヘリウムイオンが関係する波動モードと100keV相当の高エネルギー

プロトンとの相互作用によりエミッションが生成されることを報告した[Shoji and Omura, 2012]。ホイッスラーモードコーラス放射は放射線帯の電子を有効に加速させるが、EMIC波はその相対論的電子を非常に効率よくピッチ角散乱させることが分かってきており、その非線形理論解析を行い、テスト粒子シミュレーションにより理論を検証し[Omura and Zhao, 2012]。また、極域におけるサイクロトロン不安定による相対論的電子の加速過程についても計算機実験を行い発表した[Lee et al., 2012]。電子ハイブリッドコードを用いてリアルパラメータによる計算機実験を行うことを計画しているが、超並列計算機を利用するためのプログラミング作業を少し遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。ジオスペースにおけるトリガード・エミッションの理論解析は順調に進んでおり、並行して行なっている計算機シミュレーションにより検証も出来ている。一方、人工衛星による磁気赤道付近での観測データが未だ十分に出てきておらず、観測データとの比較による理論検証が遅れている。高周波のホイッスラーモード・コーラスのデータについては、THEMIS衛星のデータで検証ができたが、低周波のEMIC波に関する現象の事例が少なく、今後の観測と解析を待たなければならない。放射線帯の粒子輸送に関しては、昨年度に行った計算結果を論文としてまとめる作業が遅れている。これは得られたテスト粒子シミュレーションの理論解析が遅れているためであり、次年度に重点的に取り組むべき課題であるる認識している。平成24年度から京都大学のスーパーコンピュータが更新されて、千並列を超える超並列型の計算機だ導入される。これを用いて、遅れている電子ハイブリッドコードの超並列化作業を加速させる。また、最近のTHEMIS衛星等の観測データが利用できるようになってきており、観測データの解析にも力をいれて計算機実験および理論解析の結果との比較を行う。コーラス放射による相対論的電子加速過程を解析するテスト粒子シミュレーションを再開し、様々なパラメータによって電子フラックス形成過程が変化する様子を理解し、理論を構築する。一方、EMCI波によるピッチ角散乱が非常に重要であることも分かってきたので、このEMIC波の効果とコーラス放射の効果をあわせて同時に解析出来るシミュレーションシステムの構築も検討する。
対数的小平次元が1以下となる開代数曲面と正規代数曲面の構造解明

開代数曲面、正規代数曲面、および多項式環の高階導分による核について研究した。有理曲面ではない開代数曲面に対して、その対数的小平次元が非負であることとその対数的12種数が正となることが同値であることを証明した。開代数曲面とQホモロジー平面の結果を用いて、ピカール数1で高々有理対数的標準特異点のみを持つ正規デルペッゾ曲面で特異点の個数が1または4になるものを部分的に分類した。3変数多項式環の局所有限高階導分の核について、それが多項式環になるための十分条件を与えた。更に、これらの結果をアフィン代数多様体の諸問題に応用した。今年度は対数的小平次元が1以上となる開代数曲面の対数的多重種数,正規デルペッゾ曲面,多項式環の整閉多項式,多項式環の局所有限高階導分について国内外の研究者との研究打ち合わせを行いながら研究を遂行した。得られた研究成果の一部は京都大学数理解析研究所で開催された研究集会等で発表した。本年度に得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)ピカール数が1で高々有理的対数的標準特異点のみを持つ正規デルペッゾ曲面の部分的分類を高橋剛氏とともに遂行した。また,特異点の個数が1となる場合を決定し,更に,非特異部分の基本群を計算した。これにより,特異点として対数的標準特異点を1個だけもつ正規射影有理曲面について,その非特異部分の対数的小平次元が-∞となる場合,その非特異部分の基本群が有限アーベル群になることが証明できた。これは, R.V. Gurjar氏とD.-Q. Zhang氏による特異点として対数的末端特異点を1個だけもつ正規射影有理曲面に関する結果のうち非特異部分の対数的小平次元が-∞の場合を改良している。(2)研究代表者が指導している大学院生の長峰孝典氏とともに,整域上の多項式環における整閉多項式について研究した.基礎環の商体を考え,体上で知られている結果を用いることにより, UFD上の多項式環の場合に研究代表者と加藤雅也氏によって得られていた結果を整域上の多項式環の場合に一般化した。(3)体上の3変数多項式環の局所有限高階導分の核について,その核が自明でない階層的局所有限高階導分を持つとき,その核は多項式環であることを証明した。この結果を用いることにより,最近B.M. Bhatwadekar氏とN. Gupta氏によって証明された,非完全体上の2変数多項式環に対する消去定理の別証明を与えることができた。今年度は対数的小平次元が1以下となる開代数曲面と整閉整域の高階導分の核について、国内外の研究者との研究打ち合わせを行いながら研究を遂行した。今年度得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)有理曲面でない開代数曲面に対して、その対数的小平次元が非負であることとその対数的12種数が正となることが同値となることを基礎体の標数が正の場合にも示した。この結果については、これまでに得られた非有理開代数曲面に関する研究成果と合わせて論文にまとめた。(2)整域R上の整閉整域Aの整閉部分環と高階導分の核を研究した。これまでに研究代表者が得ている結果を用いることにより、Aの商体がRの商体上有限生成であるとき、Aの部分R代数がA上の有理的高階導分の核として表されるための必要十分条件を得ることができた。更に、Aの有理的高階導分の核のR上の超越次数がAの超越次数-1以上である場合に、その核の商体とその導分のAの商体上に延長した高階導分の核が等しくなることを示した。これらはAがR上の多項式環の場合については研究代表者によって既に得られていたが、それを一般化した。更に、AがR上有限生成でない場合に、Aの有理的高階導分の核で、Aの高階導分の核として表されない例を構成した。(3)対数的小平次元が0となる開代数曲面の不足数をその曲面を正規コンパクト化したときの境界因子の既約成分の個数から曲面のピカール数を引いた値として定義し、この値が曲面が有理曲面でない場合は0以下であることを証明した。更に、有理曲面で不足数が正となるものについて、その対数的極小モデルの構造を調べているところである。今年度の研究実施計画で予定していた研究内容は主に、(1)対数的小平次元が0となる正規アフィン代数曲面で不足数が正になるものの対数的極小モデルを分類する、(2)非特異射影曲面上の因子でそのD次元と数値的D次元が異なるものを分類する、(3)ピカール数が1で高々有理的対数的標準特異点のみを持つ正規デルペッゾ曲面で特異点を4個持つものを分類する、(4)整域上のアフィン多元環の整閉部分環が高階導分の核として表されるための条件を調べる、であった。上記の研究課題の内、(1)と(4)については研究が順調に進展し、特に(4)ではアフィン多元環よりももっと広いクラスの整域についても成果を得ることができる等、当初の計画よりも研究が進展した。(2)と(3)については、ある程度成果を得ることができる見通しは立っているが、満足できる結果は得られなかった。

今年度予定していた研究課題の内、一部の課題において順調に研究が進展していないが、学術雑誌に掲載可能な結果を得ることができ、更に、当初は予期していない研究成果も得られた。以上の理由により、今年度の研究はおおむね順調に進展していると判断した。今年度は対数的小平次元がゼロ以下となる開代数曲面と階数1の正規デルペッゾ曲面について、国内外の研究者との研究打合せを行いながら研究を遂行した。今年度得られた主な研究成果は以下の通りである。(1)前年度からの研究の続きとして、任意標数での対数的小平次元がゼロ以下となる開代数曲面でその不足数(コンパクト化したときの境界因子の既約成分の個数から曲面のピカール数を引いた値)が正となるものの構造について調べ、対数的小平次元がゼロの場合はその不足数が2以下であることを示し、更に、不足数が2となるものの対数的極小モデルを分類した。また、対数的小平次元がー∞となる場合はその曲面はaffine ruledであることを証明した。(2)Qホモロジー射影平面Sの非特異部分にある尖点有理曲線Cで, Cの補集合の対数的小平次元がー∞となるものに関して次のような成果を得た。Cの特異点の極小埋め込み解消による固有変換像C'に対して、S-Cがaffine ruledであることとC'の自己交点数が-1以上であることが同値であることを証明した。Sが射影平面の場合には吉原久夫氏が同様の結果を証明しているが、この結果は吉原氏の結果を一般化している。(3)高橋剛氏との共同で、ピカール数1で高々有理的対数的標準特異点のみを持つ正規デルペッゾ曲面で特異点の個数が4個になるものについて研究した。K. Palka氏のQホモロジー平面に関する最近の結果を用いることにより、そのような曲面の内、3個以上の特異点を通る長さ極小のextremal有理曲線を含みかつ対数的末端特異点でない特異点を含むものを分類した。開代数曲面、正規代数曲面、および多項式環の高階導分による核について研究した。有理曲面ではない開代数曲面に対して、その対数的小平次元が非負であることとその対数的12種数が正となることが同値であることを証明した。開代数曲面とQホモロジー平面の結果を用いて、ピカール数1で高々有理対数的標準特異点のみを持つ正規デルペッゾ曲面で特異点の個数が1または4になるものを部分的に分類した。3変数多項式環の局所有限高階導分の核について、それが多項式環になるための十分条件を与えた。更に、これらの結果をアフィン代数多様体の諸問題に応用した。今年度の研究実施計画で予定していた研究内容は主に,(1)対数的小平次元が0となる正規アフィン代数曲面の対数的極小モデルの構造を調べる,(2)非特異射影曲面上の因子でそのD次元と数値的D次元が異なるものの分類を行う,(3)ピカール数1の正規デルペッゾ曲面の分類,(4)非有理代数曲面の対数的小平次元と対数的多重種数の関係を調べる,であった。上記の研究課題の内, (3)は完全ではないものの部分的な分類結果は得られており,論文として発表できる結果を得ているので、順調に進んでいる。(1), (2), (4)については,まだ論文として発表できるような結果は得られていないが,研究は進んでいる。今年度は上記の研究課題の他に,研究実績の概要の(2)と(3)で記載した当初は全く予定されていない成果も得られた。今年度予定していた研究課題の内,一部の課題において順調に研究が進んでいるとは言えないものが含まれているが,今年度中に2本査読付き学術雑誌に受理された論文を発表できたことと,当初は予期していない研究成果も得られた。以上の理由により,今年度の研究はおおむね順調に進展していると判断した。
抗潰瘍エフェクター機序の解析

1.Fasリガンド(FasL)を種々のFas陰性のマウス可移植性腫瘍に発現させて同系マウスの皮下あるいは腹腔内に移植すると速やかに拒絶された。同様なFasL産生腫瘍の拒絶はヌードマウスやSCIDマウスでも認められ、好中球を中心とする炎症反応によることが示された。可溶性FasLは好中球に対し直接的に遊走活性を有し、また好中球の細胞傷害活性を惹起することが示された。FasL産生腫瘍を拒絶した同系マウスにはその腫瘍に特異的な免疫応答が成立し、その後の同一腫瘍の移植を拒絶した。以上の結果から、腫瘍局所で産生されるFasLは、その腫瘍がFas陰性であっても、局所に炎症を誘起することによって腫瘍の拒絶、さらには宿主の腫瘍に対する免疫応答の惹起に関与することが示唆された。2.DBA/2xC57 BL/6(B6)F1にB6の骨髄細胞及びB6あるいはFasLを欠失したB6 gldの脾細胞を移入する骨髄移植系で、ドナーT細胞におけるFasLの欠損は急性GVHDに伴う体重減少及び致死率には有意に影響しなかったが、Fas陽性白血病細胞に対するGVL反応には低下が認められた。3.マウスのFasLには2アミノ酸の置換による多型が存在し、既知のB6のC3HのFasLに比べ、BALB/cやDBA/2のFasLは比活性が数倍高いことを見い出した。4.CD80あるいはIL-12遺伝子を導入したマウス肺癌細胞(B7/3LL,IL-12/3LL)は同系マウスで拒絶され、その後の同一腫瘍のchallengeを拒絶する腫瘍特異的な免疫が成立する。B7/3LLやIL-12/3LLを拒絶したマウスには3LL特異的なCTLが誘導されるが、同様な拒絶はFasLを欠損しているgldマウスやパ-フォリン欠損マウス、さらにはパ-フォリン欠損マウスにFasL中和抗体を投与しても起こることから、3LLの拒絶にはパ-フォリンやFasLを介した直接的な細胞傷害は重要ではないことが示された。現在、さらにIFN-γやTNFの関与を検討している。FasLと同様に活性化T細胞に発現して一部の腫瘍細胞にアポトーシスを誘起する可溶性TRAIL(APO-2L)を作製した。TRAILによるアポトーシスはFasLによるアポトーシスと同様にcaspase阻害剤で抑制されたが、FADDのdominant negative mutantでは抑制されず、Fasとはシグナル伝達経路が異なることが示唆された。6.新たなTNF receptor-associated factor(TRAF)-5を見い出し、TRAF-5がlymphotoxin-β受容体やCD30のシグナル伝達に関わることを示した。パ-フォリンを発現していないCD4陽性T細胞クローン(BK1)による標的細胞障害に、標的細胞上のFas分子を介したアポトーシスの誘導が関与していることを見い出し、T細胞レセプターを介した刺激によるBK1上にFasに対するリガンド(FasL)が一過性に発現することを示した。また、RAG-2欠損マウスを用いたblastocyst complementation法により得られたパ-フォリン欠損T細胞から樹立したCD8陽性T細胞株(POK)においても同様なFasを介した細胞障害性が認められた。このようなFas依存性の細胞障害性(FasLの発現)は、これらの細胞株のみならず、一般のマウス脾臓由来のCD4陽性あるいはCD8陽性T細胞に広く認められたが、機能的FasLを欠損しているgld変異マウス由来のT細胞には認められなかった。以上の結果から、活性化T細胞上に発現するFasLは、パ-フォリン非依存性の標的細胞障害を媒介する主要な細胞障害因子であることが明らかとなった。1.ヒトFasリガンドに対するモノクローナル抗体を作製し、その発現と機能を解析した。トランスフェクタントあるいは活性化T細胞におけるpulse-chase及び、これらの抗体を用いた免疫沈降により、ヒトFasリガンドは40kDのII型膜蛋白として細胞膜上に発現した後、速やかに27kDの可溶性分子にプロセシングされて放出されることが明らかになった。また、このプロセシングはヒドロキサム酸型のmatrix metalloproteinase(MMP)阻害剤により選択的に阻害されることが示された。2.抗ヒトFasリガンド抗体は、CD4陽性T細胞クローンによるFas陽性標的細胞の障害を抑制しなかったが、これらの細胞によるbystander cytotoxicityにはFasリガンドの関与が示された。3.FasリガンドをFas陰性のマウス可移植性腫瘍に発現させて同系マウスの皮下あるいは腹膣内に移植すると速やかに拒絶された。同様なFasリガンド産生腫瘍の拒絶はヌードマウスやSCIDマウスでも認められ、好中球を中心とする炎症反応によることが示された。Fasリガンド産生腫瘍を拒絶した同系マウスには、その腫瘍に特異的な免疫応答が成立し、その後の同一腫瘍の移植を拒絶した。以上の結果から、腫瘍局所で産生されるFasリガンドは、その腫瘍自身がFas陰性であっても、局所に炎症を誘起することによって腫瘍の拒絶、さらには宿主の腫瘍に対する免疫応答の惹起に関与することが示唆された。

4.パ-フォリン及びグランザイムを含んだCTL由来の細胞質内顆粒によるアポトーシスの誘導はCPP32に依存するが、Fasを介したアポトーシスの誘導は細胞によってICEあるいはCPP32に依存することが示された。1.Fasリガンド(FasL)を種々のFas陰性のマウス可移植性腫瘍に発現させて同系マウスの皮下あるいは腹腔内に移植すると速やかに拒絶された。同様なFasL産生腫瘍の拒絶はヌードマウスやSCIDマウスでも認められ、好中球を中心とする炎症反応によることが示された。可溶性FasLは好中球に対し直接的に遊走活性を有し、また好中球の細胞傷害活性を惹起することが示された。FasL産生腫瘍を拒絶した同系マウスにはその腫瘍に特異的な免疫応答が成立し、その後の同一腫瘍の移植を拒絶した。以上の結果から、腫瘍局所で産生されるFasLは、その腫瘍がFas陰性であっても、局所に炎症を誘起することによって腫瘍の拒絶、さらには宿主の腫瘍に対する免疫応答の惹起に関与することが示唆された。2.DBA/2xC57 BL/6(B6)F1にB6の骨髄細胞及びB6あるいはFasLを欠失したB6 gldの脾細胞を移入する骨髄移植系で、ドナーT細胞におけるFasLの欠損は急性GVHDに伴う体重減少及び致死率には有意に影響しなかったが、Fas陽性白血病細胞に対するGVL反応には低下が認められた。3.マウスのFasLには2アミノ酸の置換による多型が存在し、既知のB6のC3HのFasLに比べ、BALB/cやDBA/2のFasLは比活性が数倍高いことを見い出した。4.CD80あるいはIL-12遺伝子を導入したマウス肺癌細胞(B7/3LL,IL-12/3LL)は同系マウスで拒絶され、その後の同一腫瘍のchallengeを拒絶する腫瘍特異的な免疫が成立する。B7/3LLやIL-12/3LLを拒絶したマウスには3LL特異的なCTLが誘導されるが、同様な拒絶はFasLを欠損しているgldマウスやパ-フォリン欠損マウス、さらにはパ-フォリン欠損マウスにFasL中和抗体を投与しても起こることから、3LLの拒絶にはパ-フォリンやFasLを介した直接的な細胞傷害は重要ではないことが示された。現在、さらにIFN-γやTNFの関与を検討している。FasLと同様に活性化T細胞に発現して一部の腫瘍細胞にアポトーシスを誘起する可溶性TRAIL(APO-2L)を作製した。TRAILによるアポトーシスはFasLによるアポトーシスと同様にcaspase阻害剤で抑制されたが、FADDのdominant negative mutantでは抑制されず、Fasとはシグナル伝達経路が異なることが示唆された。6.新たなTNF receptor-associated factor(TRAF)-5を見い出し、TRAF-5がlymphotoxin-β受容体やCD30のシグナル伝達に関わることを示した。
低酸素誘導アポトーシスにおけるHIF-1複合体の機能

HIF-1複合体は、固形腫瘍内部で認められる低酸素環境下での血管新生、細胞生死の制御に重要な役割を果たしている。VEGFはHIF-1複合体によって転写活性化を受けることが知られており、固形腫瘍細胞の生存、増殖や転移に、血管、リンパ管新生を通じて関与していることが知られている。血管、リンパ管新生には血液中に存在する血管内皮前駆細胞が重要であると考えられており、これらが腫瘍組織において産生されるVEGFによって血管、リンパ管内皮細胞へと分化が促進されると考えられているが、そのメカニズムついては不明な点が多い。本研究ではVEGFとその受容体であるVEGFRがES細胞由来の血管内皮前駆細胞に与える影響について、特にリンパ管形成を中心に研究を進めた。ES細胞由来の血管内皮前駆細胞(Flk1/VEGFR2陽性細胞)に、リンパ管新生に重要であることが知られているFlt4(VEGFR3)のcDNAを導入する系を確立し、この細胞にVEGF-C(Flk1,Flt4のリガンド)を作用させると、空ベクターを導入した細胞に比べて、内皮細胞への分化が促進された。さらに、これらの細胞において、リンパ管マーカーの発現を検討したところ、そのマーカーのひとつであるLYVE-1の発現の増加が認められ、実際LYVE-1に結合することが知られているhyarunonanの細胞への取込が増大していた。これらのことから、Flt4はES細胞由来の血管内皮前駆細胞において、リンパ管様内皮細胞への分化に重要であることが示された。現在までのところ、リンパ管内皮前駆細胞の存在は未確定であるが、本研究の知見は、Flt4がリンパ管内皮細胞への分化の決定に重要な因子であることを示唆するものと考えられる。なお本研究の成果は論文投稿中である。HIF-1複合体は、固形腫瘍内部で認められる低酸素環境下での血管新生、細胞死の制御に重要な役割を果たしている。現在までにHIF-1αのリン酸化状態が細胞生死の制御に重要であることが明らかになっている。固形腫瘍細胞は低酸素に曝され続けることにより、しばしば低酸素による細胞死に耐性を獲得し、癌の悪性化に寄与することが知られているが、そのメカニズムは明らかではない。そこでヒト乳癌MCF-7細胞を用いて、低酸素/再酸素化をくり返すことにより低酸素耐性細胞株の樹立を試みた。親株では低酸素処理60時間でほぼ死滅するが、耐性株では7割以上の生存が認められ、アポトーシスに特有な核の凝縮も抑制されていた。その際のHIF-1α、p53の発現を調べたところ、耐性株では低酸素によるp53の発現が減少しており、さらにはHIF-1αの低リン酸化が減少していることが明らかになった。以前までの研究により、HIF-1αの低リン酸化はp53の安定化、アポトーシス誘導に重要であることを示していることから、固形腫瘍が低酸素に耐性を獲得する際には、低リン酸化型HIF-1αの減少が重要であることが示唆された。さらに耐性株では細胞の生存に重要である高リン酸化型HIF-1αは発現していることから、この耐性株では低リン酸化型HIF-1αの発現を選択的に減少させるメカニズムが存在するものと考えられる。今後はこの耐性のメカニズムを解明するとともに、高リン酸化型HIF-1αが関与することが知られている血管新生に着目し、研究を進めていきたいと考えている。
ウイルス感染と自己抗体発現に関する検討ー抗U1 RNP抗体とレトロウイルス感染症ー

精製U1 RNP抗原を用いたELISAによる抗U1 RNP抗体の特異的測定系を確立し、SLEおよびMCTDの患者血清に加え、抗HIV抗体陽性患者の25%が反応を示すことを明かにした。この反応は精製U1 RNP抗原によって特異的に抑制され、また、U1 RNPとの反応を示した抗HIV抗体陽性血清のHIV関連抗原に対する反応もU1 RNP抗原によって抑制されることを凝集法(PA)および免疫ブロット法(IB)にて確認した。また、5%の抗U1 RNP抗体陽性MCTD患者血清がPAにてHIV関連抗原と反応し、IBでもp31、51、24などとの反応を認めることを示し、U1 RNPとウイルス関連抗原との間に交差反応性が存在することを示唆する所見を得た。この点に解析を加える目的で、Queryらによって報告されたU1 RNP68kD蛋白上のレトロウイルス関連抗原p30gagとhomologyを認める部分の合成ペプチド、68SPを作製し、それに対する反応性を検討した。その結果、MCTD患者の血清が特異に反応し、その診断に有用であることが示されたものの、抗HIV抗体陽性血清は全例反応せず、このepitopeは交差反応に関与していないことが明かとなった。しかし、これらのU1 RNP抗原と反応する抗HIV抗体陽性血清はいずれもU1 RNPの68kD蛋白と反応し、p30gagとhomologyを認める部分とは異なる部位がその交差反応性に関与していることが示唆された。上述のHIV関連抗原に対するIBを用いた抑制試験はこのepitopeを分析するために実施されたが、抗HIV抗体の各関連抗原に対する反応はU1 RNP抗原にて強く抑制されたものの、特異な抗原に対する抑制が確認出来ず、U1 RNP分子自体が抗HIV関連抗原抗体に対する反応性を有すことを証明し得たが、両抗原の交差反応性の本体は明かにできなかった。仔牛胸腺PBS抽出液よりU1 RNP抗原を精製し、抗U1 RNP抗体と特異的に反応するELISAおよびImmuunoblotting(IB)による抗U1 RNP抗体測定系を確立した。このELISA法を用い、抗U1 RNP抗体陽性SLE患者28例、MCTD患者60例、抗HIV抗体陽性血清16例、抗HTLVーI抗体陽性血清33例についてU1ーRNPとの反応性を検討した。その結果SLEおよびMCTDの患者血清全例と抗HIV抗体陽性血清の25%が反応を示した。このU1 RNPに反応を示した抗HIV抗体陽性血清の凝集法(PA法)によるHIV関連抗原への反応性は精製U1ーRNPにて特異的に抑制された。これらの血清のU1 RNPとの反応性をIB法でさらに詳細に検討すると、いずれの血清も68KD蛋白と反応していた。U1 RNP抗原の構成蛋白の一つである68KD蛋白上にはQueryらによって報告されたレトロウイルス関連抗原p30^<gag>と相同制を認める部分のアミノ酸配列が存在することが知られている。そこで、このアミノ酸配列を含む68KD蛋白の23個のアミノ酸より成る合成ペプチド、68SPを作成し、上述の各疾患群の血清との反応性をELISAにて検討した。その結果、MCTD患者血清の38.3%、SLR患者血清の10.7%が反応したが、抗HIVおよびHTLVーI抗体陽性血清は全例が反応しなかった。

これらの結果はHIV関連抗原に対する抗体がU1 RNPの68KD蛋白上のp30^<gag>と相同性を認める部分とは異なる部位と交差反応性を有すことを示唆し、ウイルス感染の自己抗体産生への関与を示唆する所見として注目された。今後さらにこの抗HIV抗体陽性血清のepitopeを解析する事が重要と思われる。平成2年度の検討で抗U1 RNP抗体陽性のMCTD血清の一部が凝集法(PA法、富士レビオ社)にてHIV関連抗原と特異的に反応すること、さらに抗HIV抗体陽性血清の一部がenzymeーlinked immunosorbent assay(ELISA)、ならびに免疫ブロット法(IB)で精製Ul RNP抗原と特異的に反応することを明らかにした。今回はこれらの血清が反応しているHIV抗原の同定を行う目的でIB法(Duopon社)による解析を行った。その結果PA法にてHIV関連抗原と反応した5血清は、IB法でもp24、p31、p51、などいずれもなんらかのHIV抗原との反応する事が確認された。また、これら5血清はいずれもHIV感染の診断基準は満たさず、判定は保留で、さらにUl RNP抗原によりその反応は抑制され、抗Ul RNP抗体による特異的反応と思われた。しかし、各HIV関連抗原への反応性には一定の傾向はなく、当初計画していたUI RNPおよびHIV関連抗原の相同性を検討する上で問題となった。これらの5血清が共通に反応していたUl RNP70kD蛋白とp24p31、p51との相同性をコンピュ-タ-ににより解析したが、両者の間に有意な相同性は認められなかった。今後、立体構造を含めたepitopeのより詳細な解析が必要と思われた。一方、これらの結果に対しレトロウイルスp30gag抗原とhomologyを認める70kD蛋白上のepitopeの臨床的意義の解析ではSLE患者抗UI RNP陽性血清に比較し、MCTD患者抗Ul RNP陽性血清のこのepitopへの特異な反応性が確認され、両者の鑑別への有用な情報がもたらされた。さらに、個々の臨床像でも有意に低率な腎症などMCTDの病態への関与を示唆する所見も得られ更に詳細に検討することはMCTDの病因解明のために重要と思われた前年度の結果に基づき抗U1 RNP抗体のHIV関連抗原に対する反応の特異性を検討する目的で免疫ブロット法を用いた不活化レトウイルス関連抗原による吸収試験を実施した。その結果、抗U1 RNP抗体の反応は今回の実験系では効果的な抑制が得られず、不活化による抗原の変性が何等かの理由でその反応性を低下させていることが示唆された。この実験に加え、U1 RNP抗原への反応性を有す抗HIV抗体陽性の血清を対象とし、U1 RNPを用いた抑制試験を免疫ブロット法で行った。その結果、抗HIV抗体陽性血清のP17、24、31、41、51、55、66、120、160などの各抗原への反応はU1RNP抗原により強く抑制された。しかし、ある特異な抗原に対する抑制が確認出来ず、U1 RNP分子自体が抗HIV関連抗原抗体に対する反応性を有すことを証明し得たが、両抗原の交差反応性の本態を明らかに出来なかった。前年度の検討で同じ抗U1 RNP抗体陽性血清であっても、MCTD患者血清がSLE患者血清に比較し、レトロウイルス関連抗原p30gagにhomologyを認めるU1 RNP70kD蛋白のアミノ酸配列(68SP)と有意に高率に反応することを明かにした。この結果に基づき本年度は68SPと特異に反応する抗U1 RNP抗体陽性MCTD患者の臨床像を検討した。
GIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価

GIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価研究として、ツルマメに絞り込んでフィールド調査を実施した.調査には、高知工科大学の研究協力者らの橋梁を得ながらフィールド調査を遂行した.高知工科大学システム工学群の研究協力者と学生にも同行いただき第1期合同調査と合わせデータの構築を行った.大豆の主要な貯蔵蛋白質の1つである育成大豆のβ-conglycinin濃度を指標とし、ツルマメ及び在来大豆19種類のβ-conglycinin濃度を定量分析した.低濃度・高濃度な29種類の大豆の蛋白質の発現量に特異性があり,それは遺伝子及び環境によって生じると示唆された.GIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価研究として、四国(高知県)と九州(大分県熊本県)のツルマメに絞り込んでフィールド調査を実施しました。調査には、高知工科大学の研究協力者らの橋梁を得ながらフィールド調査を遂行しました。高知工科大学システム工学群の研究協力者と学生にも同行いただき第1期合同調査と合わせデータの構築を行いました。また、次年度UAVを本格的に運用して空撮も、過密なスケジュールの合間に入ってくる予定と聞いておりますが、今年度は実現できませんでした。6月27日11月24日で、ツルマメ自生地の調査を合計5回行いました。次年度は、葉の若い状況での光量子調査も必要なことから、継続的(1週間毎のインターバル)に調査を続けて行きたいと思っています。また、環境理工学群の古澤研究室の所属学生の卒論テーマと合わせて、6月から11月にかけて高知県香美市および香南市に生息するツルマメのフィールド調査を行いました。ツルマメの葉と種子を採取することを主な目的とし、以下の通り採集調査活動を行いました。調査日:6月27日、8月22日、9月27日、10月21日、11月24日、場所:1高知県香南市野市町東佐古、2高知県香美市土佐山田町佐古藪、3高知県香南市香我美町徳王子ツルマメが生息している周辺には藪豆(ヤブマメ)も発見された。両者の外見は、一見類似しているように見えた。しかし、葉の形状やトライコームに相違点が見られた。ツルマメの葉の形状は全体的に角がなく、丸みをおびていた。トライコームは細かく手触りも滑らかであった。一方、藪豆は葉先部分が細くとがっており、トライコームは荒く肌触りも粗かった。第3回のツルマメ調査の際と比較すると、莢の色は黒味を帯びた茶色になっており、一部の莢は開裂し、周囲に種子が飛散していました。種子の色は黒色であり、ツルマメの種子の直径は約4mmで、大豆の約2分の1の大きさでした。今回の調査では、ツルマメの種子のみを採取することとしました。藪豆の種子も採取し、両者を比較しましたが、大きさや色に差異は見られませんでした。こうした一連の細かい観察により、ツルマメの特性をほぼ把握することができた。一年目の成果としては、在来の大豆(固定種)とツルマメの遺伝的な違い、そしてツルマメが生息する自然環境を指標として、ダイズのGIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価研究を行うための、基礎データの構築と試料の入手(在来固定品種24種及びツルマメ3箇所6試料)に成功したことから、概ね順調に推進展していると判断した。GIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価研究として、四国(高知県)と九州(大分県熊本県)のツルマメに絞り込んでフィールド調査を実施しました.調査には、高知工科大学の研究協力者らの橋梁を得ながらフィールド調査を遂行した.高知工科大学システム工学群の研究協力者と学生にも同行いただき第1期合同調査と合わせデータの構築を行った.今年度UAVを本格的に運用して空撮について過密なスケジュールの合間に無事予定通り、1回目と2回目の調査(11月04日11月05日、及び11月19日20日)を終えた.2017年10月24日2018年03月24日の間に、ツルマメ自生地の調査を合計5回行った.次年度からは、科研費・挑戦的萌芽研究について、自然環境再生データの構築が必要なことから、土壌環境デバイスセンサーの設置し、データ構築の継続を続けて行きたいと思っています.また、環境理工学群の古澤研究室の所属学生の卒論テーマと合わせて、11月に高知県香美市および香南市西川地区に生息するツルマメのフィールド調査を行った.ツルマメの葉と種子を採取することを主な目的とし、以下の通り採集調査活動を行った.調査日:2017年10月24日、11月03日、11月04日11月05日、11月19日20日、2018年03月24日、場所:1高知県香南市野市町東佐古、2高知県香美市土佐山田町佐古藪、3熊本県上益城郡山都町、4高知県高知市岡崎牧場、神宮の森公園(高知市鏡大利)、5熊本県球磨郡あさぎり町上南麓.大豆の主要な貯蔵蛋白質の1つであるβ-conglycininは中性脂肪を低下させる機能性を持つ一方で,大豆の主要アレルゲン蛋白質の1つでもある.

育成大豆のβ-conglycinin濃度を指標とし、ツルマメ及び在来大豆19種類のβ-conglycinin濃度を定量分析した.低濃度・高濃度な29種類の大豆の蛋白質の発現量に特異性があり,それは遺伝子及び環境によって生じると示唆された.GIS技術による在来種の遺伝的特性に関する起原解明と機能性食品素材評価研究として、ツルマメに絞り込んでフィールド調査を実施した.調査には、高知工科大学の研究協力者らの橋梁を得ながらフィールド調査を遂行した.高知工科大学システム工学群の研究協力者と学生にも同行いただき第1期合同調査と合わせデータの構築を行った.大豆の主要な貯蔵蛋白質の1つである育成大豆のβ-conglycinin濃度を指標とし、ツルマメ及び在来大豆19種類のβ-conglycinin濃度を定量分析した.低濃度・高濃度な29種類の大豆の蛋白質の発現量に特異性があり,それは遺伝子及び環境によって生じると示唆された.大豆試料については、熊本大学薬学部薬草パーク内の試験圃場で鉢植え発芽させ、地上部の葉の成長を待ってから10枚ほど葉を採取し、DNAの抽出を行う。さらにツルマもフィールドで採集した試料を用いて、同様にDNAの抽出を行い、シークエンスをかけたのち、遺伝的距離を測るための実験を行う。一時保管していた残された種子を実験用試料として、タンパク質(栄養表示分析、特にアミノ酸の含有量については、在来の古い種のみ分析する予定)の分析として、特にダイゼイン、フラボノイド、イソフラボノイドのパターン化を構築する。目標としては、在来種(固定)の遺伝的特性に関する起原解明を行うために、ツルマメを指標として、化学的、遺伝的、そして主要成分の活性評価を行い、総合的に比較検討し、在来品種の機能性食品素材に関する品質評価を行いたい。さらに、GIS技術を用いて、在来ダイズ(固定種)の遺伝的特性研究を通して起原を解明する予定である。機能性食品学、薬用植物学継続研究中のため(次年度は、品質評価のために活性評価試薬キットと全ゲノム解析により、野生種と在来品種(固定種)のとの遺伝的な違いを測り、品種間の距離を解明する。1)全ゲノム解析形跡のための解析外注2)アレルゲンとなるタンパク質の解明のために、キットの購入、3)ダイズ成分の標準品の購入
歯根膜の方向性を考慮した力学的研究

歯根膜の働きの1つとされている緩衝作用について、有限要素法を用いた力学的観点から以下の結果を得た。歯根膜の緩衝作用は、歯牙に加わる力が衝撃荷重か接続荷重かによって異なることが明らかになった。まず、荷重が衝撃荷重である場合は、Skalakが示した衝撃吸収を示す図と同様の傾向が得られた。すなわち、歯根膜が存在しない場合は、荷重直後に顎骨に応力のピーク値が存在したが、歯根膜が存在すると上記のピークは存在せず、顎骨に伝達される応力は低値でしかも一定に保たれていた。以上から、歯根膜は衝撃荷重を吸収し顎骨に加えられる応力を緩和していることが確認された。つぎに荷重が接続的である場合は、荷重が衝撃的である場合とは全く異なった結果が得られた。歯根膜が存在しない場合、応力は徐々に増加し荷重が解放されると徐々に減じる、いわゆる粘弾性の挙動を表わしているマックスクエル・フォークトモデルの応力曲線と同様の傾向を示した。しかし、歯根膜が存在すると、荷重が解放された後の減少は僅かで、荷重がさらに加えられると応力は、歯根膜が存在しない場合よりも大きくなることが判明した。以上から、荷重が接続的である場合は歯根膜の緩衝効果は認められず、かえって顎骨の応力を増幅させることが示唆された。このことは歯牙が接続的荷重に弱いとされている臨床的事実と合致するものであった。また上記のことは、荷重の方向が垂直の時も水平の時も同様の結果を示した。
地震波再生装置による斜面のすべり破壊とすべり破壊速度の実験的研究

本研究では地震時の複雑な動的解析を行う事なく、擬静的解析法によって実状に近い斜面の地震時を考慮した安定解析を工学的精度を持って行い得ることを示し、模型実験を行って理論の妥当性を検証し、実用設計指針に資することを目的としている。理論に沿った数値解析と模型実験を以下の要領で行った。1.解析理論としては地震時斜面安定解析は、土は完全剛塑性体でクーロンの破壊基準に従い、すべり面を非円である対数螺旋と仮定し、盛土・造成地など比較的均質・等方性を有する人工斜面や地盤を解析対象として、本校および北海道大学大型計算機センターを利用して進めた。検討事項を以下に列挙する。・斜面の耐え得る限界地震加速度の評価を極限解析により行った。・その限界を越えて地震波が入力されて生じる、すべり変位、すべり速度計算はニューマーク法により行った。・振動時地盤の動的土圧分布は、二次元弾性論により有限フーリエ変換により解析を進めた。2.理論検証の為、動電型地震波再生装置(加振力1ton)、70cm×85cm×55cm寸法のアクリル箱内にモデル斜面及び標準砂による地盤を作成し行った。入力波としては最大加速度を0.5Gに正規化したエル・セントロ再生地震波・作成した不規則波及び1Hz5Hzの各周波数の正弦波で行った。また、実験のビデオ撮影を行って、その再生画像を静止画像処理装置により斜面すべり破壊過程の分析を行った。上記、理論と模型実験の比較検討の結果、両者はよく一致し、理論の妥当性を確かめ得た。詳細は研究発表(様式8)に記述の7編に発表・記載されている。以上の結果よりもとめると、地震時斜面の限界地震加速度、及びそれを越える地震波が入力された時の斜面のすべり破壊過程をすべり量・すべり速度・破壊形式を含めて明らかにすることが出来た。一方、現在の耐震設計に用いられている震度法の検証としての地震時地盤の水平慣性力の分布(動的土圧分布)の解析については定性的な傾向を示すに留まり、比較検討等には至っていない。さらに多くの数値解析と再生地震波等による模型実験が必要であり今後の課題と考えられ、平成8年度の申請をさせて頂いている。