hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝的に脂質過酸化が抑制されているラットを用いた組織の酸化的傷害防御機構の研究

吾々がこゝ10年余をかけて開発してきたラットは、ある種の発癌剤の発癌作用、xenobioticsの組織傷害作用に対して著しい抵抗性を持っている。平成5年3月現在、最初の雌雄一対から数えて40代に近付いている。この間えられた44系統をさらに選別し、最終的に4系統として維持しているが、この1年でSPF化することができた。これらはいずれも、肝発癌剤を投与した時の肝γ-glutamyltransferase(GGT)被誘導能が低い特徴を保持していた。この変異ラット(以下Rラットと呼ぶ)の肝臓で、脂質の過酸化が、親株であるDonnyu系ラット(以下Sラットと呼ぶ)に比べて抑制されていることが、低いGGT誘導、組織傷害耐性、発癌耐性の背後にあると考えられる。本年度は、特に、肝可溶性画分に局在するアルコール脱水素酵素(ADH)が毒性の高いaldehydeを還元解毒する作用を通して、組織防御作用の一翼を担っている可能性を検討した。(1)ラット肝可溶性画分には、acetaldehyde、脂質過酸化産物であるmalondialdehyde、4-hydroxy-2-nonenalの還元、ethanol、n-octanolの酸化を触媒する活性が局在するが、何れをとってもR標品はSの約2倍の活性を示した。(2)ADHアイソザイムの分析の結果、両群ラットの差に寄与しているのは、主としてclassI酵素であることが判明した。(3)ラットを肝発癌剤3'-methyl-4-dimethylaminoago-benzene(3′-MeDAB)0.06%含有食で8週間飼育すると、肝ADH活性の著しい増加がみられるが、依然R>Sであり、これがSラットにみられる脂質過酸化の亢進と、Rラットでの抑制に対応していた。(4)in vitroで可溶性画分を小胞体に添加すると、小胞体の脂質過酸化が抑制されるが、この効果は、S小胞体とR可溶性画分の組合せで最も顕著であった。その際、さらにpyrazoleや4-methylpyrazoleを共存させると、過酸化抑制の部分的解除がみられた。これらの観察は、classIADHが脂質過酸化抑制に関与し、Rラットの「耐性」に寄与していることを強く示唆している。新たに開発した、xe皆obioticsの組織傷害作用に遺伝的に低抗性を持ったラット(以下Rラット)の低抗性の分子的機作として、同ラットには、酸化的傷害防御機構に特徴がある可能性が高いと考えられたので、この観点から、親株ラット(以下Sラット)との比較解析を行い、以下の結果をえた。肝臓小胞体画分をNADPH再生産系,またはADPーFe^<2+>存在下でインキュベ-トし、チオバルビツ-ル酸反応性物質の生成を時間的に追跡した所、Sラットに比し、Rラットでは著しい抑制がみられた。その原因を探索した所、(1)脂質過酸化の中間生成物について、Rラットで同様の抑制が歓察された。(2)小胞体脂質の脂肪酸分析によって,Rラットでは、アラキドン酸含量が30%近く減少していることが判った。(3)しかし、脂質過酸化に関与しているといわれるPー450の総含量,NADPHーチヒクロム還元酵素の活性には、両群間で差がなかった。(4)内在性抗酸化剤のうち、GSHはRラット肝で20%高くなっていたが,V.C.V.Eは両群で相似た含量を示した。(5)Cu,Zn型,Mn型ス-パ-オキシドジスムタ-ゼ,カタラ-ゼ,H_2O_2,有機ヒドロペルオキシドを基質とするGSHペルオキシダ-ゼ等の活性にも差異はみられなかった。(6)GSHトランスフェラ-ゼのアイソザイムは目下分析中である。(7)脂質過酸化過程で生成する毒性の高いアルデヒドを処理する装置として、アルデヒド脱水素酵素が挙げられるが,Rラットでは,特に肝傷害性物質の投与下で,小胞体のアルデヒド脱水素酵素活性(4ーヒドロキシノネナ-ルを基質とする)の亢進がみられた。(8)また,cytosol画分では,マロンジアルデヒド,4ーヒドロキシノネナ-ルを良い基質とするアルコ-ル脱水素酵素活性が高まったおり,これら脱水素酵素が,この変異ラットの防御機構の中で重要な位置を占めていることが示唆される。後者のアイリザイム分析,誘導機構についても研究を進めている。(1)ラット肝可溶性

画分には、acetaldehyde、脂質過酸化産物であるmalondialdehyde、4-hydroxy-2-nonenalの還元、ethanol、n-octanolの酸化を触媒する活性が局在するが、何れをとってもR標品はSの約2倍の活性を示した。(2)ADHアイソザイムの分析の結果、両群ラットの差に寄与しているのは、主としてclassI酵素であることが判明した。(3)ラットを肝発癌剤3'-methyl-4-dimethylaminoago-benzene(3′-MeDAB)0.06%含有食で8週間飼育すると、肝ADH活性の著しい増加がみられるが、依然R>Sであり、これがSラットにみられる脂質過酸化の亢進と、Rラットでの抑制に対応していた。(4)in vitroで可溶性画分を小胞体に添加すると、小胞体の脂質過酸化が抑制されるが、この効果は、S小胞体とR可溶性画分の組合せで最も顕著であった。その際、さらにpyrazoleや4-methylpyrazoleを共存させると、過酸化抑制の部分的解除がみられた。これらの観察は、classIADHが脂質過酸化抑制に関与し、Rラットの「耐性」に寄与していることを強く示唆している。
抗腫瘍分子標的薬に対する抵抗性の要因解明および抵抗性解除に関する基礎検討

抗腫瘍効果の高い薬剤が多く開発され、がん化学療法における治療効果は飛躍的に向上したが、抗腫瘍薬に対する抵抗性の発現により治療が難渋する症例も多い。また、薬剤抵抗性が発現したがん患者に対する治療法選択については様々な臨床研究が行われているが、薬剤抵抗性を解除するための効果的な方法は未だ構築されていない。そこで、がん化学療法における治療成績を向上させるためには、多くの患者に対して高い効果が認められている薬剤に対する抵抗性を解除する方法論を構築することが重要であると考え、本研究では抗体医薬を中心とした抗腫瘍分子標的薬に対する抵抗性の要因を解明し、その解除方法を検討することとした。特に本研究では抗腫瘍薬に対する感受性が異なる複数の培養細胞株における発現タンパク質を網羅的に解析するプロテオーム解析を行うことで、抗腫瘍活性に影響を及ぼす要因を決定し、さらに、その要因を制御することによる薬剤抵抗性の解除について詳細に検討することとした。培養細胞を用いた検討により得られた結果については、臨床検体を用いた検証実験を行い、薬剤抵抗性解除法のターゲット候補としてのタンパク質を決定する。さらに既存薬を用いた薬剤抵抗性解除の可能性について臨床データを解析することで評価するとともに、当該ターゲットタンパク質制御に関する医薬品開発の妥当性について検討することとする。本研究は、薬剤抵抗性解除によるがん化学療法における新たな治療戦略を構築することにつながるとともに、新たな治療戦略としての薬剤抵抗性解除法に関する研究基盤を構築することに繋がると考えられる。また、転移に伴う薬剤抵抗性発現機構についても同様に検討しており、複数の候補タンパク質を見出している。なお、当該タンパク質制御による抵抗性への影響については遺伝子導入を用いた基礎検討による評価を実施中である。薬剤抵抗性タンパク質の探索についてはこれまで同様の手法により継続的に実施し、今後は遺伝子導入を用いた候補タンパク質制御による抵抗性解除効果に関する評価を中心に進める。さらに、当該タンパク質発現を制御した条件下でのプロテオーム解析を実施することにより、薬剤抵抗性発現機構の詳細を検討することとする。いずれの手法もすでに確立されており、研究実施について大きな問題はないと考えている。消耗品購入の端額として次年度使用額が生じた。本年度請求した助成金と合わせ、予定通り消耗品の購入に当てる予定である。なお、消耗品としてはプロテオーム解析に使用する消耗品、質量分析計使用時に生じる消耗品費([その他]として登録)および遺伝子導入に使用する消耗品を中心に購入予定である。
心筋カルシウムチャネルβサブユニットの生理機能の解析

心筋L型カルシウムチャネルのβサブユニットのカルシウムチャネル機能における役割を明らかにする目的で、ラット心筋細胞よりβサブユニットの遺伝子をクローニングした。得られたβサブユニットの配列は、それまでの報告とことなる配列を示し、β_<2C>と名づけた。そこで、培養細胞に再構成したL型カルシウムチャネルに新たに得られたβ_<2C>サブユニットを加えてチャネル機能をパッチクランプ法で観察すると、心筋細胞で通常見られるカルシウムチャネル電流の特徴をよく再現できた。さらに、単一チャネル記録法により、β_<2C>サブユニットを用いて再構成したチャネルの単一チャネル活動を、ラット心筋細胞のカルシウムチャネルと比較すると、単一チャネル活動においても、両者の活動は良く似ていることがわかった。したがって、このβ_<2C>サブユニットが心筋で実際に機能しているβサブユニットであると考えられた。こうして、βサブユニットのような細胞内側からカルシウムチャネルに結合するタンパク分子がL型カルシウムチャネル機能に重要であることが明らかになったので、ほかのタンパク分子の結合の可能性について、yeast-two-hybrid法で検討した。こうして、転写因子のひとつであるCSN-5/Jab1がカルシウムチャネルのαサブユニットのII-IIIリンカーに直接結合する可能性を見出した。そこで、免疫沈降法によりαサブユニットとCSN-5/Jab1が直接結合することを確認した。さらに、免疫蛍光染色により両者がラット心筋細胞で近接して細胞膜に存在することを確認した。パッチクランプ法によりCSN-5/Jab1の発現をsiRNAにより抑制した培養細胞ではカルシウムチャネル電流が大きくなることが示され、CSN-5/Jab1は定常的にカルシウムチャネル機能を抑制的に制御していることが明らかとなった。本年度は、まずL型カルシウムチャネルにおけるβサブユニットの機能的役割を検討するため、我々が見いだした心筋のβ_<2c>サブユニットを用いて構成したL型カルシウムチャネルを培養細胞(COS-7)に発現させ、パッチクランプ法にて単一チャネル活動を観察した。そして、β_<2a>サブユニットを用いて構成したL型カルシウムチャネルの活動や、nativeラットの心室筋細胞のL型カルシウムチャネルの活動と比較検討した。β_<2c>サブユニットを用いたチャネルでは、開口時間が比較的短い開口が多く観察され、長くて遷延化した開口が多く観察されたβ_<2a>サブユニットの活動と明らかに異なっていた。β_<2c>サブユニットを用いたチャネルの活動様式は、nativeのラット心室筋細胞のL型カルシウムチャネルの活動と酷似していることから、β_<2c>サブユニットを用いたチャネルがnativeの心筋細胞で機能していると推測された。以上のように、心筋のL型カルシウムチャネルにおけるβ_<2c>サブユニットの機能的役割は非常に大きいことが明らかになった。そこで、L型カルシウムチャネルの生理的機能とタンパク構造との連関に対する理解を更に深めるため、yeast-to-hybrid法により、L型カルシウムチャネルのサブユニットに結合あるいはIntractする細胞内タンパク質の同定を開始した。もし、機能的に意味のあるタンパク質の結合が証明されれば、L型カルシウムチャネルの細胞内側に結合するβ_<2c>サブユニットとの干渉が期待され、β_<2c>サブユニットの機能の理解が深まると期待され、さらに、心筋の興奮収縮連関の機序の解明の手がかりになると考えたからである。現在、二つの候補となるタンパクの遺伝子配列を見いだしており、これらのタンパク質がL型カルシウムチャネル機能に対する影響を、次年度に評価する予定である。我々はラット心筋細胞において、L型カルシウムチャネルを構成しているサブユニットのうちβ2cサブユニットがnativeの心筋細胞のカルシウム電流の不活性化過程に重要であることを報告した。

そこで、本年度では、この不活性化過程とβ2cサブユニットの関わりを解明するため、パッチクランプ法により単一チャンネル動態の解析を行った。β2cサブユニットで構成した単一チャネル活性は、β2aサブユニットで構成した単一チャネル活性と比較して不活性化の進行が速く、nativeの細胞のL型カルシウムチャネルの不活性化過程とおなじものであった。こうして、単一チャネルレベルでもβ2cサブユニットがnativeの心筋細胞の不活性化を再現できることを明らかにした。また、他の共同研究施設でβサブユニットにかかわる遺伝子改変動物の提供を受けることとなり、その受入のため、β2cサブユニット遺伝子を導入するためのウイルスベクターの作成など予備的検討を行っている。一方、この間に見いだされたL型カルシウムチャネルと結合するタンパク質の解析を同時に進行している。このタンパク質の遺伝子解析の結果、これがJABタンパクであることが明らかとなったこのタンパク質が培養細胞一般に通常発現していることをPCR法やウェスタン法で確認したので、RNAiの方法により培養細胞の該当タンパク質の発現を停止させ、その細胞に再構成されたβ2cサブユニットを含むL型カルシウムチャネル機能に対する影響を検討した。このタンパク質はL型カルシウムチャネルの活性維持に重要なタンパク質であることが明らかとなった。今後は、生化学検討を加え、さらにβ2cサブユニットとの関連などの検討を加える予定である。前年度に、yeast-two hybrid法を用いて、転写活性を調節するタンパクであるJAB1/CSN5が心筋L型カルシウムチャネルに結合することを見出した。そこで本年度は、JAB1/CSN5がL型カルシウムチャネルの機能に及ぼす影響について検討を行った。まず、JAB1/CSN5とL型カルシウムチャネルが実際に結合することをタンパクレベルで確認するため、免疫沈降法による検討を行った。ラット心筋より抽出したタンパク標品から、L型カルシウムチャネルのαサブユニットに対する抗体を作用させて、沈降した標品にJAB1/CSN5の抗体が結合した。また、先にJAB1/CSN5の抗体で沈降させた標品にαサブユニットに対する抗体が結合した。以上のことより、両タンパク質が直接結合することが明らかとなった。さらに、ラット心筋細胞を用いた免疫蛍光染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、両タンパク質は表面膜や横行小管において共存していることが分かった。このように、心筋細胞において両タンパク分子が結合していることから、JAB1/CSN5がL型カルシウムチャネル機能に及ぼす影響を検討するため、COS7細胞にL型カルシウムチャネルを再構成し、パッチクランプ法にてカルシウムチャネル機能を観察した。COS
脳神経系で作動する新しい生理活性ペプチドの系統的検索とその生化学的研究

脳神経系を中心とする生体内情報伝達ならびに機能調節機構の解明を目指して、そこに作動する未知のペプチド性生理活性物質の検索,精製,構造決定を行ない、それに関連する生化学的研究を行なった。1.ニューロメジン類の発見と構造決定各種平滑筋摘出標本に対する収縮活性を指標にして、9種類のニューロメジン(K,L,B,C,N,U-8,U-25)を単離、その構造を決定した。それぞれのニューメロジン類に対する特異抗体を作成、ラジオイムノアツセイ(RIA)及び免疫組織学的手法により、その組織内分布を明らかにした。2.心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)の単離と構造決定ヒト心房からα-,β-,γ- hANP、ラット心房からγ- rANPの精製及び構造決定、pre-hANPのcDNA解析を行ない、さらにANPのRIAの確立、hANPの生合成機作、病態生理的意義の解明への基礎を固めた。3.インヒビンの精製,構造解析ならびに生理的意義の解明ブタ及びウシ卵胞より、インヒビンを精製、その部分構造を決定した。さらにインヒビン抗体によるRIAを確立し、血中インヒビン値とFSH分泌が逆相関関係にあることを明らかにし、視床下部-下垂体-性腺フィードバックシステムの存在を証明した。4.ニワトリゴナドトロピン放出因子(Gn-RH)の精製と構造決定ホ乳類とは異なり、ニワトリ視床下部に2種類のGn-RHの存在することを証明した。5.ペプチホルモンのプロセシング酵素の研究酵母からプロセシング・シグナル特異的切断酵素及びカエル皮フからペプチドC末端アミド化酵素を精製、現在、ホ乳類のプロセシング酵素の精製中である。1脳脊髄に内在する平滑筋收縮性ペプチドブタ脳および脊髄からラット子宮筋に対し強い收縮活性を示す新しいペプチドを単離、その構造を決定し、Neuromedin U-8と命名した。同時にU-8のN-末端延長ペプチド、Neuromedin U-25も単離同定した。両者の構造の比較から生合成上の関係が示唆される。さらに、副分画から、新しくNeuromedin B-30、B-32を単離、構造を決定した。これらは、先に同定したNeuromedin BのN-末端延長ペプチドである。2ペプチドC-末端アミド化酵素の精製ブタおよびラット下垂体、ならびにカエル皮膚から、題記酵素の精製を行なった。本研究における問題点であった酵素活性測定は、【^(125)I】-標識Ac-Tyr-Phe-Glyを基質とし、反応生成物を有機溶媒抽出することによって容易に分離定量することにより簡便に実施できる様になった。本法を用いて、ブタ下垂体、カエル皮膚の酵素精製をほぼ完了した。3心房性ナトリウム利尿ホルモン(ANP)の分泌機序ラット摘出心房の灌流実験に於て、種の薬物刺激に対するANPの分泌応答を検討した。自動能を有する心房は、β-アドレナリン作働性刺激に鋭敏に反応し、ANPを分泌する。灌流液中には、心房内貯藏型のγ-rANPは見出されず、すべて小分子のα-rANPとして分泌される。4卵胞液からインヒビンの単離同定ラット下垂体前葉培養細胞系でのFSH遊離抑制能を指標にして、ブタ卵胞液中に、分子量100K,80K,55K,32Kの種のインヒビン活性を分離した。この中、總インヒビン活性の70%に相当する32Kインヒビンを単一に精製した。本ホルモンは下垂体からのFSH遊離を抑制するが、LH分泌には影響を与えない。本品は、20Kおよび13Kのサブユニットから成り、各ユニットのN-末端構造を明らかにした。
ツメガエル減数分裂周期及び卵割体細胞周期におけるMyt1活性制御機構の解析

1、Myt1の不活性化に関わるリン酸化部位の同定前年度では、Plx1キナーゼがMyt1キナーゼと結合し、かつ不活性化することを示した。しかし、Plx1がMyt1のどの部位をリン酸化することで、Myt1を不活性化するかは明らかになっていなかった。今回、Plx1のリン酸化モチーフであるAsp/Glu-X-Ser/Thr(D/EXS/T;Xは任意のアミノ酸)を指標にしてMyt1中のPlx1のリン酸化モチーフをアラニンに置換することで、Plx1によるMyt1の不活性化部位の同定を試みた。そして、Myt1のC末端制御領域にある5つのPlx1のリン酸化モチーフが、M期でのMyt1のリン酸化に関わっていることを示唆した。実際、これら5つの部位を全てアラニンに置換したMyt1-5Aは、in vitroおよびin vivoにおいてPlx1によるMyt1のリン酸化が著しく抑えられた。このことは、Myt1-5AがPlx1による抑制を受けていないことを示唆した。しかしながら驚くべきことに、in vitroにおいてPlx1は依然、Myt1-5Aを野生型Myt1と同程度に抑制しうることが示された。これらの結果は、Plx1によるMyt1の不活性化にさらに別のリン酸化部位が必要であることを強く示唆した。2、Myt1の膜貫通領域の生理的意義Myt1はC末端に膜貫通領域を持つ。この領域が、Myt1の活性にどのように関与しているかは全く分かっていない。最近、Myt1がM期でのゴルジ体の膜小胞化に関与することが示唆された。そこで、Myt1の膜貫通領域を欠失させたMyt1変異体を作成し、卵減数分裂および卵割期における細胞周期の影響を調べた。その結果、野生型Myt1と比べ、膜欠失型Myt1変異体では、卵減数分裂進行と卵割のM期進行の遅れが観察された。さらに、^<35>S-メチオニンラベルの実験および卵抽出系を用いたin vitroの解析から、この遅れは、Myt1のキナーゼ活性によるものではなく、膜タンパクのM期における分散が抑制された結果であることを示唆した。すなわち、Myt1のキナーゼ活性のみならず、膜貫通領域も細胞周期制御に重要であることを強く示唆した本年度は申請研究課題とともに別の課題で共同研究も行い、以下2つの研究成果を得た。1、Plx1によるMyt1のリン酸化部位について、Myt1 N末端制御領域のSer 39、52とC末端制御領域のSer 424を同定した。さらにこれらの部位がMyt1の不活性化に関わるか否かを解析した。in vitro, in vivoの解析からMyt1は依然高度にリン酸化をうけ不活性化されていることが示された。すなわち、今回同定したリン酸化部位を含む、あるいはそれ以外の複数のリン酸化部位がMyt1の抑制に関わっていると考えられた。またSer 424のリン酸化抗体の解析から、Ser424のリン酸化は減数分裂周期、卵割体細胞周期ともに入っており、vivoにおいてPlx1がMyt1をリン酸化していることが強く示唆された。しかしながら、Myt1とPlx1の結合は受精以降において確認されるため減数分裂周期においてPlx1とMyt1の結合がなんらかの形で阻害されていることが示唆された。実際、減数分裂周期で必須p90^<rsk>キナーゼが結合を阻害していることをin vivoにおいて示した。以上の成果は日本発生生物学会第36回大会、第26回日本分子生物学会年会において口演発表を行った。2、我々の研究室において、DNA傷害/複製チェックポイントが生理的な卵の発生において、重要な役割を担うことを示してきた(EMBO, J.,2001)。チェックポイントにおいて、Chk1キナーゼによるCdc25Aホスファターゼのリン酸化がCdc25Aの分解、細胞周期停止に必須であるとされる。Chk1による分解に必須のリン酸化部位を複数同定するとともに、分解以外の新規機能をもったリン酸化部位を同定した。この部位のリン酸化は、Cdc25AとCdkキナーゼの結合を阻害することで機能しており、重要なことにCdc25ファミリー間で高度に保存され、機能していることを示した。この研究については、現在論文投稿中である。本年度は、本研究課題だけでなく共同研究も行い、以下の内容を含む2つの論文を発表した。1、前年度までに、主に以下3つの成果を得ていた。まず、Plx1キナーゼがMyt1キナーゼを不活性化することを示した。また、Plx1による主要なリン酸化部位を同定した。さらに、PIx1とMyt1の結合は、減数分裂周期では、Mos-MAPK経路依存的に阻害され、受精後にはじめてその結合が可能となることを示唆した。本年度では、Plx1によるMyt1の結合と不活性化に、Myt1のスレオニン478(Thr478)のリン酸化が必須であることを示した。Thr478は、減数分裂周期および受精後のM期にCdc2によりリン酸化される。このリン酸化を受けなくしたMyt1-Ala変異体は、受精後、Plx1と結合できず、Plx1依存のリン酸化、不活性化が著しく抑えられる。Thr478は種間で保存されていることから、Plx1によるThr478のリン酸化依存的なMyt

1不活性化は、体細胞周期においても普遍的な機構であることが示唆された。一方、減数分裂周期では、Thr478リン酸化依存的なPlx1とMyt1の結合は、Mos-MAPK経路下流のp90^<rsk>キナーゼにより阻害されることを示した。p90^<rsk>は、Myt1をリン酸化し、不活性化するが、このリン酸化が、減数分裂周期で、Plx1とMyt1の結合を阻害する。すなわち、受精前の減数分裂周期では、p90^<rsk>が、受精後の卵割体細胞周期では、Plx1がそれぞれMyt1の不活性化因子として機能するという、Myt1不活性化因子の切り換え機構を明らかにした。2、細胞周期におけるDNA(損傷/修復)チェックポイントでは、Cdc25Aホスファターゼの分解が必須であるとされる。Cdc25AのN末端制御領域に存在する複数のリン酸化がCdc25Aの分解に必須であり、これらのリン酸化は、Chk1、Cds1キナーゼによる。今回、共同研究により、Cds1ではなく、Chk1のみによる新規リン酸化部位をCdc25AのC末端制御領域に見出した。このリン酸化は、Cdc25Aとその基質であるCdkキナーゼの結合を阻害する。また、Cdc25Aの分解よりもむしろ基質結合阻害がDNAチェックポイント時に必須であることを示した。Chk1によるこのリン酸化部位は、Cdc25ファミリー間、そして種間でも保存されている。実際、Chk1がCdc25ファミリーや種間において保存された部位をリン酸化し、かつ普遍的な機構であることを示した。1、Myt1の不活性化に関わるリン酸化部位の同定前年度では、Plx1キナーゼがMyt1キナーゼと結合し、かつ不活性化することを示した。しかし、Plx1がMyt1のどの部位をリン酸化することで、Myt1を不活性化するかは明らかになっていなかった。今回、Plx1のリン酸化モチーフであるAsp/Glu-X-Ser/Thr(D/EXS/T;Xは任意のアミノ酸)を指標にしてMyt1中のPlx1のリン酸化モチーフをアラニンに置換することで、Plx1によるMyt1の不活性化部位の同定を試みた。そして、Myt1のC末端制御領域にある5つのPlx1のリン酸化モチーフが、M期でのMyt1のリン酸化に関わっていることを示唆した。実際、これら5つの部位を全てアラニンに置換したMyt1-5Aは、in vitroおよびin vivoにおいてPlx1によるMyt1のリン酸化が著しく抑えられた。このことは、Myt1-5AがPlx1による抑制を受けていないことを示唆した。しかしながら驚くべきことに、in vitroにおいてPlx1は依然、Myt1-5Aを野生型Myt1と同程度に抑制しうることが示された。これらの結果は、Plx1によるMyt1の不活性化にさらに別のリン酸化部位が必要であることを強く示唆した。2、Myt1の膜貫通領域の生理的意義Myt1はC末端に膜貫通領域を持つ。この領域が、Myt1の活性にどのように関与しているかは全く分かっていない。最近、Myt1がM期でのゴルジ体の膜小胞化に関与することが示唆された。そこで、Myt1の膜貫通領域を欠失させたMyt1変異体を作成し、卵減数分裂および卵割期における細胞周期の影響を調べた。その結果、野生型Myt1と比べ、膜欠失型Myt1変異体では、卵減数分裂進行と卵割のM期進行の遅れが観察された。
電子線を用いたナノ粒子パターニング技術の開発

本研究で提案している、基板上にナノ粒子を2次元的に配置し(第1段階)、所望の粒子に電子線を照射し(第2段階)、その後、基板を洗浄することで、所望の粒子だけを基板に残す(第3段階)パターニング方法に関して、前年度までにAuナノ粒子で検討を行い、各段階での問題点を克服してきた。最終年度では、Au以外のナノ粒子に関しても同様の検討を行った。まず、Agナノ粒子に関しては、Auとほぼ同様の条件で問題なくパターニングを行うことができた。Agナノ粒子もプラズモニック導波路等への応用が期待できる。次に、エレクトロクロミック(EC)特性を持つPrussian blue(PB)ナノ粒子に対して検討を行った。EC現象とは、外部からの電圧負荷による可逆的な色調変化を起こす現象である。PBナノ粒子に関しては、第1段階および第3段階には大きな問題はなかった。しかし、第2段階において、過大な電子線照射により結晶構造が壊れて、EC現象を起こさなくなってしまう問題が生じた。そのため、適切な電子線照射量を検討した。その結果、10100 C/m2のドーズ量で照射を行えば、EC特性を壊さずにパターニングできることが明らかとなった。加速電圧などのこれまでの結果を合わせて用いることで、微細かつ複雑なパターンを作製することに成功した。この成果は、論文としてJ. Vac. Sci. Technol. B, 37, (2019), 031204に公表した。現在の半導体集積回路において基板に回路のパターンを作製するにはリソグラフィー法が使われている。この方法では、成膜後、レジストの塗布、露光、現像、エッチングなど多数の工程が必要である。本研究の手法では、ナノ粒子を基板上に並べた後、所望の形状に電子線を照射、洗浄するたけで、目的のパターンを作製できる。これにより、パターン作製に要する工程を減らせる可能性がある。表面プラズモン共鳴を利用したナノスケールの光回路や光素子に関する研究が注目されている。これらに関するこれまでの研究では、コロイド溶液から基板上に滴下した金や銀のナノ粒子を用いたものが多い。しかし溶液から滴下した場合、粒子の位置はランダムになってしまい、光の導波路などの機能を持った回路等を作ることはできない。本研究では、電子線を利用して、意図的な配置のナノ粒子構造体を作製する。具体的には、基板上にナノ粒子を2次元的に配置(第1段階)、電子線を用いて必要な粒子のみを基板に固定(第2段階)、不要な粒子を除去(第3段階)により行う。予備的な研究の段階では、第1段階で化学的な結合を用いて2次元配列を作製していた。しかし、結合が強固すぎて、第3段階で不要な粒子を完全に除去できない問題点があった。第2段階では、電子線を照射した範囲よりも広い領域で、ナノ粒子が固定されてしまう問題点があった。本研究は、これらの各段階における問題点の解決を目指すものである。第1段階については、よりゆるい結合方法を模索する。第2段階に関しては、電子線の広がる状況を、モンテカルロ法を用いてシミュレーションし、固定領域が広がってしまう原因を検討する。第3段階については、洗浄するときの溶液について検討を行う。今年度は、第2段階の電子線の散乱範囲に関する検討を行った。その結果、電子線が基板に入射し、基板内で後方散乱によって基板表面に戻り、そこで粒子が固定されることが示唆された。第2段階では、電子線照射により、ナノ粒子の周囲に存在する有機分子を分解し、粒子と基板が固着する。今年度は、このとき、電子線の照射範囲よりも固定領域が大きくなってしまう原因について検討を行った。そのために、モンテカルロ法により電子の散乱シミュレーションを行うソフトウエアの開発を行った。モンテカルロ法とは、乱数を用いて物理的な現象を再現するもので、物質中での電子の散乱をシミュレートするためには電子が散乱するまでの距離、散乱する方向を計算する。一般的に、バルクの物質中の散乱状況を計算するソフトは多数あるが、ナノ粒子中の計算を行うものは見当たらないため、独自で開発を行った。作成したソフトを用いて、(i)電子線がナノ粒子に入射し、ナノ粒子中の原子によって前方へ散乱し、基板に到達することで、有機分子を分解する範囲、(ii)電子線が基板に入射し、基板中で後方散乱することで、基板表面に到達し、有機分子を分解する範囲の2つの状況を解析した。その結果、(i)の影響も少しあるものの、(ii)の影響が非常に大きいことが明らかとなった。また、求まった範囲は実験の結果とよく一致した。このことから、基板中の後方散乱を抑えることで、粒子が固定される範囲を小さくできるものと考えられる。今後、これについても実証実験を行う予定である。

予備的な研究の段階では、第1段階で化学的な結合を用いて2次元配列を作製していた。しかし、結合が強固すぎて、第3段階で不要な粒子を完全に除去できない問題点があった。第2段階では、電子線を照射した範囲よりも広い領域で、ナノ粒子が固定されてしまう問題点があった。本研究は、これらの各段階における問題点の解決を目指すものである。昨年度に、第2段階の電子線の散乱範囲をシミュレーションするソフトウエアを開発した。本年度はそれを利用して、電子線が基板に入射し、基板内での後方散乱によって基板表面に戻り、粒子が固定される範囲の検討を行った。その結果、電子線の加速電圧が小さいほど、また基板の原子番号や密度が大きいほど、後方散乱する電子の範囲が小さくなり、それにより固定範囲も小さくなることが明らかとなった。そのことは実験的にも証明できた。更に、金以外のナノ粒子についても検討を開始した。昨年度に開発してソフトウエアを用いて、ナノ粒子が基板上に固定される際の、電子線照射条件や基板の種類による影響を考察した。そのことは実験でも証明できた。さらに、金以外のナノ粒子(銀やプルシアンブルー粒子)についても検討を開始している。本研究で提案している、基板上にナノ粒子を2次元的に配置し(第1段階)、所望の粒子に電子線を照射し(第2段階)、その後、基板を洗浄することで、所望の粒子だけを基板に残す(第3段階)パターニング方法に関して、前年度までにAuナノ粒子で検討を行い、各段階での問題点を克服してきた。最終年度では、Au以外のナノ粒子に関しても同様の検討を行った。まず、Agナノ粒子に関しては、Auとほぼ同様の条件で問題なくパターニングを行うことができた。Agナノ粒子もプラズモニック導波路等への応用が期待できる。次に、エレクトロクロミック(EC)特性を持つPrussian blue(PB)ナノ粒子に対して検討を行った。EC現象とは、外部からの電圧負荷による可逆的な色調変化を起こす現象である。PBナノ粒子に関しては、第1段階および第3段階には大きな問題はなかった。しかし、第2段階において、過大な電子線照射により結晶構造が壊れて、EC現象を起こさなくなってしまう問題が生じた。そのため、適切な電子線照射量を検討した。その結果、10100 C/m2のドーズ量で照射を行えば、EC特性を壊さずにパターニングできることが明らかとなった。加速電圧などのこれまでの結果を合わせて用いることで、微細かつ複雑なパターンを作製することに成功した。この成果は、論文としてJ. Vac. Sci. Technol. B, 37, (2019), 031204に公表した。現在の半導体集積回路において基板に回路のパターンを作製するにはリソグラフィー法が使われている。この方法では、成膜後、レジストの塗布、露光、現像、エッチングなど多数の工程が必要である。本研究の手法では、ナノ粒子を基板上に並べた後、所望の形状に電子線を照射、洗浄するたけで、目的のパターンを作製できる。
東アジアの経済的・社会的発展と近代化に関する比較研究

本研究プロジェクト発足後、この研究分野に対する国内外の反響・期待は年々大きくなっている。我々は3年間にわたる共同研究の総まとめを行うべく、この一年間も充実した研究活動を行ってきた。去る9月15日から17日には、大磯プリンスホテルで第三回全体会議を開催し、研究参加者、ゲスト、一般参加者を合わせ約150名が参加し、3年間の共同研究の総まとめとして大変有意議な3日間となった。今年度の全体会議は、当該研究テーマに関する国際的権威であるイギリスのRonald P.Dore教授、フランスのLeon Vandermeersch教授、アメリカのTheodore de Bary教授を招聘し、さらにシンガポールからLee Khoon Choy氏の参加を得、この4名の報告を中心に大変質の高い熱心な討論を行った。各研究班をまとめる総括班は、この1年間に合計3回の打ち合わせ会をもち、その都度、各班の研究進捗状況が報告された。全班この1年間に、数回の自主的な研究会をもち、問題意識の深化そして研究実績のまとめの段階にはいっていることが確認された。また、本研究プロジェクトの中G班(代表者:今冨正巳・東洋大教授)が科研費の国際学術研究により、アジアの華人社会で現地調査を行い、第二回総括班打ち合わせ会でその成果等が報告された。総括班からは、研究計画一部変更申請の承認を得て、中嶋嶺雄がソ連・中国を訪問し、海外研究機関との連絡調整および研究動向の調査を行った。その調査結果の一部は、第三回総括班打ち合わせ会で報告され、前記のG班の現地調査報告とともに、海外の最新の研究動向に関する総括班メンバー共通の知見を高めるのに有益であった。
ARID1A欠失型卵巣明細胞がんにおける患者モデルの確立-新規治療法有効性の検討

ARID1A遺伝子は、SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体を構成する遺伝子のひとつで、卵巣明細胞がんの50%程度と高頻度に変異を認めている。我々は、ARID1A欠損がんの治療標的を探索した結果、ARID1A欠損がん細胞に選択制の高い化合物を同定した。一方で、卵巣がん細胞株は、病理学的、分子生物学的な特徴がもとの腫瘍とは異なる部分が多い。そのため、病態の理解と治療法の開発には患者の元の腫瘍を反映した卵巣がん患者由来細胞株モデルの構築が重要である。そこで本研究では国立がんセンター中央病院婦人腫瘍科で手術検体から卵巣がん患者由来モデルを構築し、病理組織学的、ターゲットシークエンスによる遺伝子検索を行う。さらに、これらの卵巣がん患者由来のモデルを用いて我々の同定したARID1A変異がん選択的阻害剤の有効性について検討する。2018年度は、2019年度に構築した卵巣がん患者由来細胞株モデルを用いて、これまでに我々が同定したARID1A欠損がん選択的阻害剤の有効性について検討する。我々は、ARID1A欠損がんの合成致死標的薬としてグルタチオン(GSH)阻害薬であるAPR-246およびGSH合成酵素GCLC阻害薬であるBSO(Buthionine Sulfoximine)を同定した。さらに、その分子機序としてARID1A欠損がんでは、GSH合成を制御するSLC7A11の発現が減弱することにより、GSHの基底量が低いことが弱点となり、GSH阻害薬によって合成致死性を示すことを明らかにした。そこで、上記の卵巣がん患者由来細胞株モデルにおいても検討した。その結果、卵巣がん患者由来細胞株モデルにおいても、ARID1A欠損型細胞では、ARID1A正常型細胞に比べてSLC7A11の発現が低く、それに伴いGSHが低い状態にあること、そしてAPR-246やBSOに選択性を示すことを明らかにした。卵巣明細胞がんは症例数が少ない希少がんのため、国立がん研究センター中央病院において年間数十例と少ないものの、そのうち10%ほどの細胞株の樹立に成功している。そしてARID1A野生型およびARID1A欠損型の両方の細胞株を得ることができた状況にある。さらにこれらの細胞株を用いた研究成果を論文として報告することができた(Ogiwara,,,Kato, et al., Cancer Cell, 2019)。そのため、本研究課題は当初の計画以上に進展している。我々の先行研究で同定したARID1A変異がん選択的化合物APR-246、BSOと既存のARID1A欠損がんの候補化合物について、本研究課題で樹立した卵巣がん患者由来細胞株モデルを用いて、それらの有望性を比較し、臨床応用の基盤情報を獲得する。本研究では、国立がんセンター中央病院婦人腫瘍科で手術を施行された卵巣がん患者由来モデルを用いて、病理組織学的、ターゲットシークエンスによる遺伝子検索を行う。今年度は、国立がんセンター中央病院婦人腫瘍科で手術を施行された卵巣がん患者由来の検体を用いて、1卵巣がん患者由来細胞株モデルの確立と、2その確立された卵巣がん患者由来モデルが元の卵巣がん腫瘍の特徴の比較および遺伝子変異検索を検討した。1卵巣がん患者由来細胞株モデルの確立において、以下の2つの方法で検討した。A:腹水および腫瘍内容液に含まれる腫瘍細胞を密度勾配遠心しEpCAM抗体による上皮由来の腫瘍細胞を抽出しプレートに播種する。B:手術で摘出した腫瘍を細かく裁断しプレートに播種する。培地は、DMEM+F-12MediumおよびConditioning Medium (Liu et al. Am J Pathol2012.Sato and Clevers, Cell 2015.)の2種を用いた。上記の検討の結果、A:DMEM+F12では2種、A:Conditioningでは3種の安定的に培養できる卵巣がん患者由来細胞株を樹立することができた。2明細胞卵巣がん患者細胞株が元の卵巣がん腫瘍の特徴を比較するために病理組織学的に検討するために、組織免疫染色法によりARID1A、HNF1-β(明細胞卵巣がんのバイオマーカー)、H&E染色を行った結果、原発巣由来組織と細胞株では同等の形態学的特徴を有することを明らかにした。さらに、がんに関連する100遺伝子(ARID1A含む)のターゲットシークエンスを行った結果、5種中4種でARID1Aの欠損型変異を有することが明らかとなった。研究計画に則り研究がすすんでいるため。

2018年度は、2019年度に構築した卵巣がん患者由来細胞株モデルを用いて、これまでに我々が同定したARID1A欠損がん選択的阻害剤の有効性について検討する。我々は、ARID1A欠損がんの合成致死標的薬としてグルタチオン(GSH)阻害薬であるAPR-246およびGSH合成酵素GCLC阻害薬であるBSO(Buthionine Sulfoximine)を同定した。さらに、その分子機序としてARID1A欠損がんでは、GSH合成を制御するSLC7A11の発現が減弱することにより、GSHの基底量が低いことが弱点となり、GSH阻害薬によって合成致死性を示すことを明らかにした。そこで、上記の卵巣がん患者由来細胞株モデルにおいても検討した。その結果、卵巣がん患者由来細胞株モデルにおいても、ARID1A欠損型細胞では、ARID1A正常型細胞に比べてSLC7A11の発現が低く、それに伴いGSHが低い状態にあること、そしてAPR-246やBSOに選択性を示すことを明らかにした。卵巣明細胞がんは症例数が少ない希少がんのため、国立がん研究センター中央病院において年間数十例と少ないものの、そのうち10%ほどの細胞株の樹立に成功している。そしてARID1A野生型およびARID1A欠損型の両方の細胞株を得ることができた状況にある。さらにこれらの細胞株を用いた研究成果を論文として報告することができた(Ogiwara,,,Kato, et al., Cancer Cell, 2019)。そのため、本研究課題は当初の計画以上に進展している。今後も卵巣がん患者由来細胞株の樹立を検討する。細胞株を実際に実験に使用する際には安定的に細胞増殖する必要があるため、DMEM+F12メディウムで培養できる卵巣がん患者由来細胞株をより多く樹立することを目指す。ただし、この場合樹立成功率はわずか10%であるため困難が予想される。しかし、明細胞卵巣がんは手術症例数も少ないため、漿液性卵巣がんや類内膜卵巣がんの症例も含めて樹立を検討する。また、上記の樹立した卵巣がん患者由来細胞株モデルを用いて、先行研究で同定したARID1A変異がん選択的化合物に対する細胞増殖抑制作用や抗腫瘍効果を検討する。我々の先行研究で同定したARID1A変異がん選択的化合物APR-246、BSOと既存のARID1A欠損がんの候補化合物について、本研究課題で樹立した卵巣がん患者由来細胞株モデルを用いて、それらの有望性を比較し、臨床応用の基盤情報を獲得する。次年度使用額が生じた理由:実験計画で予定していた動物実験よりも細胞実験に重点して研究を進めたため。次年度の使用計画は、動物実験や薬剤感受性試験に使用する予定である。
近距離地震動の空間変動と地盤-構造物の相互作用を考慮した桁間衝突に関する研究

本研究は,近距離入力地震動の空間変動と地盤・構造物の相互作用の影響を考慮した鋼桁橋の桁間衝突の特性を明らかにし,その結果を橋梁の耐震設計に役立てることを目的とする三年間の研究であり、平成十七年度はその最終年度にあたる.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.もし隣接構造物が軟弱地盤にあり、構造物の固有振動数が互いに近かった場合、空間変動を有する地震動によって構造物の相対的な変位量は増幅し、結果として橋梁の破壊する可能性が増すことが明らかとなった。もし軟弱地盤で隣接構造物が同じ細長比ではない場合、たとえ両構造物が同じ固有振動数を有し同一地震動を受けても衝突が起こる。なぜなら細長比が異なる隣接構造物は異なった位相で振動するからである。固有振動数比が0.6以上の場合、非同一地震動と地盤構造物相互作用の同時考慮では、大きな接触力が発生するため橋桁の被害可能性を著しく増幅させる。結果として、複数の継続衝突による被害が起こり得る。固有振動数比1.0周辺あるいは高固有振動数比1.6以上では、非同一地震動は地盤構造物相互作用に比べて強い影響を及ぼす。しかしながら、隣接構造物が異なる細長比を有する場合では、固有振動数比1.0であっても、地盤構造物相互作用が非同一地震動よりも強い影響を及ぼす。現行の日本の耐震設計は,地震動の場所ごとの変化の影響を暗に含んでいるなど,最先端の研究成果を取り入れ,最も厳しい基準となっているものの,隣接する構造物がフレキシブルであったり,隣り合う構造物が異なる地盤-構造の相互作用を受ける場合には,要求される桁かかり長さが不十分であることが明らかとなった.たとえ,隣合う二つの構造物が同じ細長比と基本周期を持ち,同じ地震動を受けても,もし,支持地盤が一様でないならば,異なる地盤構造物の相互作用が発生しうる.このように異なる地盤-構造物の相互作用は構造物の相対的な応答に大きな影響を及ぼすので,今後,耐震設計基準において空間的に非一様な地震動の影響も考慮に入れるべきであるといえる.本研究は,近距離入力地震動の空間変動と地盤・構造物の相互作用の影響を考慮した鋼桁橋の桁間衝突の特性を明らかにし,その結果を橋梁の耐震設計に役立てることを目的とする三年間の研究であり、平成十七年度はその最終年度にあたる.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.もし隣接構造物が軟弱地盤にあり、構造物の固有振動数が互いに近かった場合、空間変動を有する地震動によって構造物の相対的な変位量は増幅し、結果として橋梁の破壊する可能性が増すことが明らかとなった。現行の日本の耐震設計は,地震動の場所ごとの変化の影響を暗に含んでいるなど,最先端の研究成果を取り入れ,最も厳しい基準となっているものの,隣接する構造物がフレキシブルであったり,隣り合う構造物が異なる地盤-構造の相互作用を受ける場合には,要求される桁かかり長さが不十分であることが明らかとなった.たとえ,隣合う二つの構造物が同じ細長比と基本周期を持ち,同じ地震動を受けても,もし,支持地盤が一様でないならば,異なる地盤構造物の相互作用が発生しうる.このように異なる地盤-構造物の相互作用は構造物の相対的な応答に大きな影響を及ぼすので,今後,耐震設計基準において空間的に非一様な地震動の影響も考慮に入れるべきであるといえる.目的:本研究は,近距離入力地震動の空間変動と地盤-構造物の相互作用の影響を考慮した鋼桁橋の桁間衝突の特性を明らかにし,その結果を橋梁の耐震設計に役立てることを目的とする三年間の研究であり、平成十五年度はその初年度にあたる.平成十五年度は以下に示す.a.地盤-構造物系の非線形モデル.b.衝突モデル.c.地震動の空間変動数値モデルの各数値モデルについてそれぞれの研究分担者がモデルの開発を担当し研究を進める.本研究の主な結果は以下の通りである.個々の橋脚において一様でない空間変動を有する地震動を受ける二つの隣接する橋梁フレームの衝突の解析を行い、空間変動を有する地震動が桁の衝突を避けるために必要な桁間距離に及ぼす影響を検討した。その結果、地震動の空間変動は桁間の衝突に有利に働く場合と不利に働く場合があることがわかった。また、解析したほとんど全ての場合において、地盤と構造物の相互作用を考慮すると、桁の衝突を避けるために必要な桁間距離を広げる結果となった。もし隣接構造物が軟弱地盤にあり、構造物の固有振動数が互いに近かった場合、空間変動を有する地震動によって構造物の相対的な変位量は増幅し、結果として橋梁の破壊する可能性が増すことが明らかとなった。

目的:本研究は,近距離入力地震動の空間変動と地盤-構造物の相互作用の影響を考慮した鋼桁橋の桁間衝突の特性を明らかにし,その結果を橋梁の耐震設計に役立てることを目的とする三年間の研究であり、平成十六年度はその第二年度にあたる.平成十六年度は以下に示す.1)桁間衝突の応答に大きな影響を及ぼすと考えられる入力地震動と地盤の特性を明らかにする.2)橋桁落下を考慮する際に桁の衝突現象がどの程度重要であるかを検討する.3)地震動の空間変動が桁間衝突に及ぼす影響を明らかにする.本研究の主な結果は以下の通りである.通常設定されている3cmの桁間距離で,非一様な地震動の場合、固有振動数比が1.0のときだけでなく他の固有振動数比においても、地盤構造物相互作用を考慮すると,落橋を防ぐために必要な桁かかり長をより大きくとる必要がある。もし軟弱地盤で隣接構造物が同じ細長比ではない場合、たとえ両構造物が同じ固有振動数を有し同一地震動を受けても衝突が起こる。なぜなら細長比が異なる隣接構造物は異なった位相で振動するからである。固有振動数比が0.6以上の場合、非一様な地震動と地盤構造物相互作用を同時に考慮すると,大きな接触力が発生して橋桁の被害を著しく増幅させる可能性がある。また,衝突が複数回連続して被害が起こり得る。固有振動数比1.0周辺であるいは1.6以上の高い固有振動数比の場合は、非一様な地震動の影響が地盤構造物相互作用に比べて強くなる。しかしながら、隣接構造物が異なる細長比を有する場合では、固有振動数比1.0であっても、地盤構造物相互作用が地震動の非一様性よりも強い影響を及ぼす。本研究は,近距離入力地震動の空間変動と地盤構造物の相互作用の影響を考慮した鋼桁橋の桁間衝突の特性を明らかにし,その結果を橋梁の耐震設計に役立てることを目的とする三年間の研究であり、平成十七年度はその最終年度にあたる.平成十七年度においては以下の項目について検討を行った.1)地盤-構造物の相互作用,地震動の空間変動,桁間衝突が橋桁の落下に及ぼす影響を同時に考慮する.2)落橋を防止するために必要な桁かかり長,ならびに,衝突防止のための桁間距離の算定のためのパラメトリックスタディ.3)必要な桁間距離と桁かかり長を適切に決定するための現行耐震設計基準への提言.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.現行の日本の耐震設計は,地震動の場所ごとの変化の影響を暗に含んでいるなど,最先端の研究成果を取り入れ,最も厳しい基準となっているものの,隣接する構造物がフレキシブルであったり,隣り合う構造物が異なる地盤-構造の相互作用を受ける場合には,要求される桁かかり長さが不十分であることが明らかとなった.たとえ,隣合う二つの構造物が同じ細長比と基本周期を持ち,同じ地震動を受けても,もし,支持地盤が一様でないならば,異なる地盤-構造物の相互作用が発生しうる.このように異なる地盤-構造物の相互作用は構造物の相対的な応答に大きな影響を及ぼすので,今後,耐震設計基準において空間的に非一様な地震動の影響も考慮に入れるべきであるといえる.
自律位置情報を用いた柔構造ロボットアームの制御

本研究は、ロボットアームのエンドエフェクタに取り付けられたセンサからの信号によって決定されるその点の位置情報、すなわち自律位置情報を利用して柔構造(フレキシブル)ロボットアームを制御する手法を確立することを目的として計画された。このため、システムの開発を中心にすえ、理論と実験の両面から基礎的な検討を行い、次に要約される諸成果を得た。1.フレキシブルロボットアーム実験システムの開発:3次元フレキシブルロボットアームFLEBOTIIを設計試作し、階層制御に適した実験システムARS/Fを構築して同システム設計に新理念を与えた。制振制御のためのアーム姿勢による可変ゲインアルゴリズムを提案し、良好な結果を得た。2.自律位置センシングシステムの開発と特性評価:超小型複合慣性センサからの加速度、角速度信号を座標変換、積分して位置・姿勢を推定するセンシングシステムを構成し、改良を重ねて性能評価を行い、基礎特性を示した。なお改善の余地が残され、ロボットへの搭載実験には至らなかった。一方、レーザ光学式たわみセンサ方式についての基礎的検討を行い可能性を示した。3.フレキシブルロボットアームの操作性:作業操作性についての基本的考察を行い、弾性変形誤差の関節角操作による可補償性の概念とその条件や評価指標を示し、フレキシブルアームの可操作性を明確にした。補償アルゴリズム:制振制御と補償制御を統合する階層制御システムを提案して有効制を実証し、動的補償も検討して、フレキシブルアーム制御の基礎を固めた。4.位置情報による軌道制御実現:2.の慣性センサによる自律位置情報の代替として非接触電子光学式変位測定装置によるエンドエフェクタの位置情報を用い、フィードバックたわみ補償による軌道制御を実現し、展望を得た。今後、モデルベースト手法の適用等により慣性センサの性能限界を極め、自律位置センシングの基礎を固めたい。62年度においては,慣性センサを用いる2次元運動の自立位置センシングシステムの開発と,柔制御された柔構造(弾性)ロボットアームの操作性の把握を目指して研究実施計画(1)(5)にそう検討を行い,次の成果を得た.(1)慣性センサのハードウェア:高剛性・高精度直交座標型ロボットおよび2リンク弾性ロボットについての予備実験を通して, X,Y-2チャンネルの加速度と角速度を検出する超小型複合センサの詳細仕様を定め試作発注した.この際,最大のS/N比,零点安定度が得られるよう特に留意した.(2)ソフトウェアの構築:加速度・角速度信号のノイズ分離法,最適フィルタリング,積分方式,初期条件の設定,リセット点の選定,座標変換等について検討し,実験用ソフトウェアシステムを構築した.(3)性能試験システム:既設の直交座標型ロボットおよび新たに試作した回転テーブル装置を用いて上記センサシステムの基本特性,実用作動範囲,性能限界等を実験的に確認した.この際,ある動作条件下で角速度と加速度間に大きなクロスカップリングが生ずることが明らかとなり,可能な限りの調整と補償対策を鋭意検討実施中である.(4)柔構造ロボットアームの操作性:よく制振された柔構造ロボットアームの作業操作性についての基本的考察を行い,とくに同アームが緩やかな作業をしている場合の弾性変形誤差の可補償性とその条件を示し,補償アルゴリズムを提案し,重力平面内で作業を行う2リンク柔構造ロボットについて実験的にも検証した.目下さらに動的補償,制振制御と補償制御を統合する階層制御システムの構築等について研究中である.成果の一部を公表した.(5)慣性センサを柔構造ロボットのハンド部に装着する際