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ウシ肝臓のヒスチジノールデヒドロゲナーゼの精製およびその分子生物学的研究

本研究では、ウシの肝臓のヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(HLDase)(ヒスチジン合成酵素)を精製して性質を明らかにし、HLDaseのアミノ酸配列を決定し、さらにその塩基配列からオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローブとしてウシ肝臓のcDNAライブラリーからHLDase遺伝子をスクリーニングして、HLDase遺伝子の塩基配列を決定することを目的とした。本研究は、平成13年度に採択されたが、外国人特別研究員の都合により、平成13年10月23日から開始した。平成13年度は、ウシ肝臓のHLDaseの精製の第1段階として、粗酵素液の硫安分画により活性を示すタンパク質画分を分画する予定であったが、この第1段階で、他の酵素とは異なり、硫安分画をすると活性が現れなくなることがわかり、まず、その原因を究明した。原因は、硫酸アンモニウムの存在により、高速液体クロマトグラフィーで分析した場合にヒスチジンのピークが消失することであった。硫安分画に代わる有効な手段として、プロタミンとポリエチレングリコール(PEG)を用いることよりHLDase活性を示すタンパク質画分を分画することができた。すなわち、1%硫酸プロタミンを加えて遠心後の上清液に7-18%PEG沈殿画分を集めた。この処理により、HLDaseの比活性は3.2倍になった。また、この酵素は、-80°Cに1週間保存すると約15%だけ活性が低下した。L-ヒスチジノールに対するこの酵素のKmおよびVmaxは1.43および0.23mMであった。また、NAD^+に対しては、1.0および0.72mMであった。この酵素活性は、Mn^<2+>により84%だけ活性が高まった。0.5mM Hg^<2+>は、この酵素活性を完全に阻害した。次に、7-18%PEG沈殿画分のNative PAGEを行った結果、HLDase活性を示すバンドが2本現れた。まもなく精製が終了する。
オブジェクト指向工具データベースによる高度ツーリング技術の開発

FMSの高度な自動化を達成するためには、工具管理のためのデータベースの構築と高度な工具運用計画システムは不可欠であり、1)工具の一元管理(乞う場内での工具の存在の管理と利用状況の管理)、2)工具寿命管理、3)工具補正データ管理、4)推奨切削条件の選定、は工場自動化において避けられない研究課題となってきている。このような背景のもとで、本研究では以下の項目について研究を行なうものである。1)FMSなどにおける工具の準備・運用・再生プロセスをプロセス表記法(IDEFO)を用いて記述し、工具の運用の計算機処理における必要情報を明確にする。2)各加工ステーションが必要とする工具を、必要な時間に準備・運用するための工具準備・運用計画システムの必要機能を、明確にする。3)工具JITを可能とする工具管理データベースのためのオブジェクト指向工具情報モデルの設計方法とその実務方法を明らかにする。4)オブジェクト指向データベースによる工具運用JITが可能であることを計算機シミュレーションで明らかにする。本年度は、このうち以下の項目を実施し結論を得た。1)工具データベース構築工具モデルとオブジェクト指向データ管理システムによる工具データベースを構築した。2)工具データベースの検証システムのアクティビティおよびアルゴリズム検討:Tool Life Cycle Support Activityのうち、工具運用アクティビティに限定したシュミレーションシステムにおけるアクティビティを詳細化し、工具運用計画作成アルゴリズムを検討した。3)工具データベースの検証システム構築:Tool Life CycleSupport Activityのうち、工具運用アクティビティに限定したシュミレーションシステムを開発し、それによる工具データベースの利用管理の実現性の検証と検討を行った。4)工具運用JITシステムの運用検証実験:工具運用をJITで実現できることを、開発した工具データベースと検証システムを用いて確認した。1)FMSなどにおける工具の準備・運用・再生プロセスをプロセス表記法(IDEF0)を用いて記述し、工具の運用の計算機処理における必要情報を明確にする。3)工具JITを可能とする工具管理データベースのためのオブジェクト指向工具情報モデルの設計方法とその実装方法を明らかにする。プロセス表記法による工具準備・運用管理機能及び活動の表現、工具情報モデルの利用・参照・更新などの情報の流れ、データベースに必要な情報を体系的に表現した。2)工具情報モデルの構造表現とデータベース設計方法の検討仕様記述言語EXPRESSによる工具情報モデルの構造記述と工具データベースの設計方法を確立した。3)工具データベースの実装方法に関する研究EXPRESSからC++言語への変換方法の確立と実装、及び変換されたプログラムを基にオブジェクト指向データベースへの実装方法の確立とデータベース実装を行なった。

1)FMSなどにおける工具の準備・運用・再生プロセスをプロセス表記法(IDEF0)を用いて記述し、工具の運用の計算機処理における必要情報を明確にする。2)各加工ステーションが必要とする工具を、必要な時間に準備・運用するための工具準備・運用計画システムの必要機能を、明確にする。3)工具JITを可能とする工具管理データベースのためのオブジェクト指向工具情報モデルの設計方法との実装方法を明らかにする。4)オブジェクト指向データベースによる工具運用JITが可能であることを計算機シミュレーションで明らかにする。本年度は、このうち以下の項目を実施し結論を得た。1)工具データベース構築:工具モデルとオブジェクト指向データ管理システムによる工具データベースを構築した。2)工具データベースの検証システムのアクティビティおよびアルゴリズム検討:Tool Life Cycle Support Activityのうち、工具運用アクティビティに限定したシュミレーションシステムにおけるアクティビティを詳細化し、工具運用計画作成アルゴリズムを検討した。3)工具データベースの検証システム構築:Tool Life CycleSupport Activityのうち、工具運用アクティビティに限定したシュミレーションシステムを開発し、それによる工具データベースの利用管理の実現性の検証と検討を行った。4)工具運用JITシステムの運用検証実験:工具運用をJITで実現できることを、開発した工具データベースと検証システムを用いて確認した。
「運動学習」を基盤とした脳卒中片麻痺後の歩行訓練プログラムの開発

脳卒中罹患後に生じる左右非対称な歩行パターンの改善に注目し、中枢神経系に生じる学習を基盤として、いかに対称性を操作的に調節できるか検討した。特殊な力学的環境の利用により、通常では左右対称な運動パターンを呈する健常者の歩行や走行を、操作的に、左右非対称な運動パターンへと導くことができた。とりわけ、本研究ではカの左右差に着目し、左右非対称な力発揮に導くことに成功した。将来的には、同様のプロトコルを片麻痺患者に適用し、左右対称な運動パターンの再獲得と、結果としてより大きな移動速度の獲得につながるものと期待できる。脳卒中罹患後に生じる左右非対称な歩行パターンは、歩行速度の低下や片麻痺の更なる重度化などの二次的障害につながる可能性が指摘されている。本研究では中枢神経系における「学習」に着目し、歩行の非対称性を改善するためのトレーニングプロトコルを検討した。左右2枚のベルトがそれぞれ異なる速度で動作するトレッドミル上を歩行すると、初期では動作が乱れるが、一定時間経過すると安定した歩様を獲得できる。すなわち、「学習」が成立する。その上で通常の(対称な)速度下で歩行すると、獲得した学習効果により非対称な運動パターンとなる。健常成人22名を対象に測定を実施し、左右非対称な速度条件の提示が、単に歩行の時空間的調節といった見かけ上の非対称性だけでなく、筋の活動や力の調節といった機能面に対しどのように反映されるのか解析した。結果、筋の活動と力の双方の指標において学習成立後の通常歩行に著しい非対称性が生じることを確認した。すなわち、片方の脚に対して、もう一方の脚の運動を効果的に促すことができた。さらに、歩行のみならず、ヒトにおける代表的な運動モードである走行についても、24名(述べ48名)を対象とした測定を実施し、歩行と同様の力調節のパターンが確認された。通常の運動パターンが非対称である脳卒中患者でも、適切な速度条件の提示により、対称な運動パターンの獲得に導くことが可能であると考えられる。本研究での測定は健常者を対象としたものにとどまったが、学習の成立には小脳の機能が中心的な役割を果たすことから、少なくとも、小脳機能が健常な脳卒中患者においては、このような学習を基盤としたリハビリテーショントレーニングの適用が可能である。一方で、トレッドミル上において獲得した学習効果の地上歩行への汎化の可否や、個々の患者における運動機能の多様性を考慮すると、トレーニングプロトコルの確立には今後、更なる検討が必要だろう。脳卒中罹患後の麻痺によって生じる歩行パターンの非対称性改善を目的としている。歩行パターンの生成は身体とそれを取り巻く外部環境の協調により実現するが、本研究計画では、左右非対称な物理的制約を課すことにより歩行パターンを一過性に変調させ、さらには、そのような環境下での繰り返しのトレーニングにより新規の(より対称な)運動パターンの定着を目指し、結果、脳卒中罹患後における歩行非対称性の改善のためのトレーニング方法を構築することを目的としている。これまでにも類似の例は報告されてきたが、その多くは、過度な物理的制約を課すことにより身体と外部環境の協調を乱していると想定されるものや、あるいは、歩行の時空間的調節(見かけ上の対称、非対称)のみに傾倒するあまり、機能的側面における評価に乏しいものが多い。そこで本研究では、歩行パターンの改善のための至適条件を探索するとともに、より機能的側面について評価すべく、下肢の筋活動や地面反力などを指標とした解析方法を採用している。計画の初年度である平成23年度は当初、様々な歩行速度や速度比(左右)などの至適条件探索を予定していたが、物理的制約下における歩行パターンの調節は、先行研究の報告を基に想定していた以上に個人間のばらつきが大きい、すなわち、ある制約下において取る戦略(時間、空間の調節、その基盤となる筋活動の調節)が個人によって大きく異なり、至適条件についても個人により大きく異なることが想定されるため、群としての一様な評価は困難であった。そこで、物理的制約下における歩行戦略について健常者、患者ともに網羅的な測定、解析を実施し、結果、歩行周期中におけるタイミングに依存した筋活動の調節や、方向に特異的な地面反力の調節が個人ごとに観察された。個人ごとの身体的特性や起こった調節の程度などの対応関係を基に今後の至適条件の探索に結び付けていきたいと考えている。本研究課題の開始当初においては、これまでに報告されてきた数々の先行研究の結果を受け、歩行パターンに非対称性のある脳卒中患者全般に対する至適な物理的制約条件を探索することを目標として位置づけていたが、実際の測定結果を受け、ある一定の物理的制約に対しても、そのなかで取りうる戦略(調節方法)は個人により非常に大きく異なり、したがって、適切な歩行パターンの変調をもたらす至適条件もまた、個人間で大きく異なるのではないかとの見解に至った。

そこで、今後は視点を少し変え、これまでに得てきた結果における物理的条件と歩行パターンの変調の程度、個人の身体特性などの対応関係を精査し、各個人に特異的な条件の探索を実施することが本研究課題における目的の達成により有効であると考えている。当初の予定からは計画を変更せざるを得ない点はあるものの、全体的な目的達成のための基盤となる結果はすでに得つつある。一般的なリハビリテーショントレーニングの目的もそうであるように、本研究においても、歩行訓練装置上で獲得されると見込まれる新規の(より対称に近い)歩行パターンが、実際の社会生活場面で想定される地面上の歩行でいかに発揮できるのか検証することを最終的な目的としている。これまでに得られた結果を基に、各個人における至適な物理的制約条件について一定の見解を得るとともに、5から6名程度の患者を対象に、地上方向に対する獲得した歩行パターンの転移を評価するための測定を予定している。第1四半期から第2四半期にかけて測定を実施し、その後の期間において結果の解析および議論、さらに必要に応じた追加測定を実施したいと考えている。また、得られた結果については、適宜、所属機関内外の研究者と議論を交わすとともに、学会における発表や専門誌への掲載を通して広く一般に発表していきたいと考えている。前年度に予定していた機器などを、今年度の初めに購入したため、本実績報告書の記入の時点において前年度分はほぼ予定通りに使用済みである。本年度は、申請時点における予定通り、実験の実施にともなって必要となる消耗品の購入や被験者に対する謝金、学会参加に際しての旅費、論文の執筆にともなって発生する校閲料や掲載料などに使用する予定である。
痛覚認知機構の基礎研究と臨床応用:特に無髄C線維を上行する信号について

(1)はいわゆるsecond painに関連するものである。新しい刺激方法を開発して脳波および脳磁図を記録した。その結果、先ず刺激対側の第1次感覚野(S1)と第2次感覚野(SII)、次いで対側のSII、さらに両側の島、帯状回と扁桃体が活動する事がわかった。両側の島、帯状回と扁桃体の活動は注意の有無によって大きく影響を受け、痛覚から注意をそらしている時には活動が有意に低下し自覚的痛覚程度も低下することが明らかになった。(2)では睡眠中には痛覚認知はどのように変化するかを触覚刺激(電気刺激)と比較して検索した。すると、触覚刺激ではSIは有意な変化は示さずSIIは有意に活動が低下した。痛覚刺激では、SI、SII、島、帯状回と扁桃体のいずれも睡眠中には有意に振幅が低下し、特に島、帯状回と扁桃体では著明であった。この結果は大脳辺縁系が痛覚の高次知覚に大きく関与している事を示している。(3)では私達の研究所で作成した非常に短い針電極(上皮部分に挿入)を用いて、Aδ線維を選択的に刺激して痛覚認知を検討した。するとAδ線維刺激時にもC線維とほぼ同様の脳内認知機構を示す事が明らかになった。この方法は簡便、安価でかつ侵襲がほとんどないため、臨床応用に適した方法であり、現在臨床応用を行なっているところである。
炭素を用いた材料の表面修飾による機能の向上

本研究では,炭素の材料としての特徴,特異性を生かして,A)炭素材料自体の表面修飾,およびB)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾による材料の機能性を向上・強化することを目的とした.成果は以下のようにまとめられる.A-1)酸化による炭素材料表面修飾:球状のフェノール樹脂を材料に,水中のトリハロメタンの吸着効率が高い炭素材料,分子ふるい性を持つ炭素材料などを作製し,孔構造の解析結果に基づいてそれら特性の発現機構を考察した.A-2)酸素プラズマ照射による黒鉛表面の修飾:非常に弱い酸素プラズマで天然黒鉛フレークを短時間処理することにより,表面から1,2層程度のみに欠陥クラスターを導入する方法を確立した.B-1)炭素被覆セラミックス粒子の作製:セラミックス粉末と液相炭素化する有機高分子化合物粉末を混合し,不活性ガス雰囲気中で加熱することによって,炭素で被覆されたセラミックス粒子が得られることを明らかにした.B-2)アルミニウム表面への炭素被覆:アノード酸化によって多孔質酸化皮膜を形成したアルミニウム材料に,均一で密着性のよい炭質被覆を形成する方法を確立した.B-3)炭素被覆遷移金属粒子の生成:遷移金属酸化物粒子と液相炭素化する有機高分子化合物粉末を混合し,不活性ガス雰囲気中で加熱することによって,炭素および黒鉛で被覆された遷移金属粒子が得られることを明らかにした.本研究では,炭素の材料としての特徴,特異性を生かして,A)炭素材料自体の表面修飾,およびB)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾による材料の機能性を向上・強化することを目的とした.成果は以下のようにまとめられる.A-1)酸化による炭素材料表面修飾:球状のフェノール樹脂を材料に,水中のトリハロメタンの吸着効率が高い炭素材料,分子ふるい性を持つ炭素材料などを作製し,孔構造の解析結果に基づいてそれら特性の発現機構を考察した.A-2)酸素プラズマ照射による黒鉛表面の修飾:非常に弱い酸素プラズマで天然黒鉛フレークを短時間処理することにより,表面から1,2層程度のみに欠陥クラスターを導入する方法を確立した.B-1)炭素被覆セラミックス粒子の作製:セラミックス粉末と液相炭素化する有機高分子化合物粉末を混合し,不活性ガス雰囲気中で加熱することによって,炭素で被覆されたセラミックス粒子が得られることを明らかにした.B-2)アルミニウム表面への炭素被覆:アノード酸化によって多孔質酸化皮膜を形成したアルミニウム材料に,均一で密着性のよい炭質被覆を形成する方法を確立した.B-3)炭素被覆遷移金属粒子の生成:遷移金属酸化物粒子と液相炭素化する有機高分子化合物粉末を混合し,不活性ガス雰囲気中で加熱することによって,炭素および黒鉛で被覆された遷移金属粒子が得られることを明らかにした.本研究では,炭素の材料としての特徴,特異性を生かして,1)炭素材料自体の表面修飾,および2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾による材料の機能性を向上・強化することを目的とした.1)炭素材料自体の表面修飾:球状のフェノール樹脂の炭素化条件によって活性炭としての比表面積がどのように変化するを明らかにするとともに,その表面の気孔の大きさ・形状を走査トンネル顕微鏡によって定量化する技術を開発した.さらに,その酸素プラズマ処理によって分子ふるい性が発現することを見出した.さらに,硝酸および空気酸化を行うことによる気孔構造の変化を解明するとともに,水中に溶解したトリハロメタンを高い効率で吸着・除去できることを見出した.2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾:酸化アルミナで代表されるセラミックス粒子とポリ塩化ビニル混合物を不活性雰囲気中で1000°Cまで加熱することによって,炭素被覆セラミックス粒子が簡単に得られることを見出し,その条件を確立した.また,酸化鉄などの遷移金属酸化物粒子を同様に処理することによって,炭素を被覆した遷移金属粒子を調製できることを見出し,その条件を確立した.さらに,金属アルミニウム表面への炭素被覆も可能であり,炭素被覆によってアルミニウム金属の耐食性を著しく改善できることを示した.炭素被覆金属の界面構造をXPSおよびラマン分光によって,炭素膜の気孔構造をX線小角散乱法によって検討した.本研究では,炭素の材料としての特徴,特異性を生かして,1)炭素材料自体の表面修飾,および2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾による材料の機能性を向上・強化することを目的とした.1)炭素材料自体の表面修飾:球状フェノール樹脂を色々な条件で炭素化し,活性炭としての比表面積がどのように変化するかを明らかにするとともに,表面の気孔の大きさ・形状などを走査トンネル顕微鏡によって定量化する技術を開発した.この活性炭を,さらに酸素プラズマで表面処理することによって分子ふるい性が発現すること,また,硝酸水溶液や空気酸化することにより気孔構造が変化して水中のトリハロメタン等の有害物質を高い効率で吸着・除去できるようになること,を見出した.2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾:アルミナ,シリカなどの酸化物セラミックスと液相炭素化する有機高分子化合物(ポリ塩化ビニル,ポリビニルアルコール,ポリビニルピロリドン等)の粉末混合物を不活性雰囲気中8001200°Cで加熱することにより,炭素被覆セラミックスを作成する方法を確立した.また,鉄,銅,ニッケルなどの還元されやすい金属の酸化物を原料とすると,炭素被覆金属粒子が得られることも明らかにした.さらに,陽極酸化して多孔質皮膜を形成したアルミニウム上に同様の方法で炭素被覆できることを見出し,その適正条件を確立した.この方法によりアルミニウム材の表面硬度,耐食性,耐酸性等が著しく向上することが分かった.

本研究では,炭素の材料としての特徴,特異性を生かして,1)炭素材料自体の表面修飾,および2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾による材料の機能性を向上・強化することを目的とした.1)炭素材料自体の表面修飾:天然黒鉛フレークを劈開し,酸素プラズマを照射することによって表面修飾を行った.黒鉛層面を走査トンネル顕微鏡によって観察し,プラズマ照射によって生成した気孔の面密度,平均断面積,および深さが12層のものの割合を求めた.プラズマ出力の増加とともに,ナノスペースの濃度,平均断面積ともに増加するが,ほとんどは2層以内の深さに過ぎず,プラズマ効果が表面のみであることが明かとなった.照射初期には単原子欠陥が生成し,照射時間とともに,欠陥の大きさおよび深さはわずかしか増加しないが,数が急激に増加した.照射温度を室温から400°Cに上げると欠陥の合体が加速され,その面積のみが増加した.2)炭素被覆による金属・セラミックス材料の表面修飾:液相炭素化して難黒鉛化性炭素を与える,ポリビニルピロリドンおよびポリアクリロニトリル粉末をマグネタイト粉末とともに不活性雰囲気下で熱処理することにより,1150°C以上で,天然黒鉛に匹敵する結晶性を持つ黒鉛被覆鉄粒子を作成できることを明らかにした.塩酸処理によって鉄を除去すれば,非常に純度のよい黒鉛フレークを得ることができ,低温熱処理による黒鉛製造法としても有望な方法であると考えられる.
マクロファージコロニー刺激因子受容体遺伝子異常による若年性認知症の病態解明

HDLS患者4例および対照4例の凍結脳標本(前頭葉白質)から抽出したタンパクを用いた。Western blot法でCSF1R, DAP12, Wnt/β-cateninシグナル伝達分子のタンパク発現を検討した。その結果、HDLS脳ではCSF-1Rの蛋白発現が著明に低下しており、本症の病態を反映したものと考えられた。GSK3β、β-cateninの総およびリン酸化タンパク量には対照群・HDLS群間で明らかな差違は認められなかった。2)HDLS患者末梢血単球を用いた誘導マクロファージの検討HDLS患者2例および健常者2例から採取したCD14陽性の末梢血単核球(単球)を用いた。これらをCSF1RのリガンドであるCSF-1およびIL-34、またCFS2RのリガンドであるCSF-2の存在下で培養し、細胞形態の検討およびwestern blotとDNAマイクロアレイを用いたシグナル伝達分子に関する解析を行った。HDLS患者の単球はCSF-1およびIL-34刺激によるマクロファージへの分化・生存が障害されており、CSF1Rシグナル異常によるものと考えられる。また、HDLS患者の末梢血単球では,CSF-2刺激にけるマクロファージへの分化も障害されている可能性があり、造血幹細胞から単球への分化過程においても重要であるCSF1Rシグナルの異常が原因と推測される。本検討は本症に特異的な細胞内シグナル伝達の異常を明らかにする手がかりとなる可能性がある。CSF1Rシグナル異常は末梢血マクロファージのM2 stateの維持に重要であり、M1/M2比に影響を及ぼしうる可能性も推測される。近年、ミクログリアのM1/M2比の異常が種々の神経変性疾患の病態に関与する可能性が示唆されている点からも興味深い。HDLS(hereditary diffuse leukoencephalopathy with axonal spheroids、腫大軸索を伴う遺伝性びまん性白質脳症)は、病理学的に腫大軸索(スフェロイド)と色素性マクロファージの出現を特徴とする白質脳症であり、若年性認知症の原因の1つである。本症では、マクロファージ等の単球系細胞(脳ではミクログリア)に発現するcolony stimulating factor -1 receptor(CSF1R、コロニー刺激因子1受容体)の細胞内チロシンキナーゼドメインのコード領域に遺伝子変異を認める。これにより同部位のリン酸化阻害をきたし、その下流にある細胞内シグナル伝達の異常を生じることが発症に関与するものと推定される。HDLS患者の単球由来マクロファージを用いた解析は、本症に特異的な細胞内シグナル伝達の異常を明らかにする手がかりとなる可能性がある。われわれはHDLSの患者1例および健常者1例から採取した末梢血を用いて、CD14陽性の末梢血単核球(単球)を分取した。これらを、CSF1RのリガンドであるCSF-1(colony stimulating factor 1、コロニー刺激因子1 )で刺激した。その後、細胞からタンパク質を抽出した。別に、total RNAを抽出し、cDNAの合成・増幅を行った。後者を用いてマイクロアレイ法を用いて網羅的な遺伝子発現の解析を行った。まず、野生型のCSF1RのcDNAを組み込んだベクタープラスミドを構築した。これをもとにして、当施設で全国の医療機関から遺伝子診断の依頼を受けた患者のDNAから同定されたCSF1Rの遺伝子変異を、Site-Directed Mutagenesis(部位特異的突然変異誘発法)を用いて組み込んだ。3種類の点変異を採用して、3種類の遺伝子変異を有するベクター・プラスミドを作成した。つぎに遺伝子導入の効率を確認するために、変異が導入されていない野生型のCSF1Rのベクター・プラスミドを、エレクトロポレーション法を用いてアフリカミドリザル腎臓由来COS細胞に対して遺伝子導入を行った。細胞培養、パラホルムアルデヒド固定浸透処理の後に、CSF1Rタンパクがエレクトポレーション法で遺伝子導入を行った培養細胞の細胞質と細胞表面に発現していることを、免疫組織化学法を用いて確認できた。当初予定していた本研究の遂行に充分な患者末梢血由来単球の入手が出来なかったため、研究の遂行に困難を生じた。その対応として今後は患者由来検体を材料の中心とした当初の研究計画を見直して、当施設で患者から同定した遺伝子変異を導入した培養細胞を用いた方法で研究を進めることにした。以上の経緯より研究の進捗に遅れを生じた。神経軸索スフェロイドを伴う遺伝性びまん性白質脳症(HDLS)は、4050代で発症し数年の経過で無為・寝たきり状態に陥る認知症性疾患である。単球系細胞に発現するコロニー刺激因子1受容体(CSF1R)の遺伝子変異が報告されており、脳ミクログリアの機能異常が発症に関与すると考えられているが、詳細な発症機構は不明で治療法は確立されていない。本研究では本症に特異的なCSF1Rシグナル異常を明らかにすることを目的とし、剖検脳の検討を実施し、HDLS脳では対照脳と比較しCSF1Rの発現が低下していることを明らかにした。CSF1Rの主要なシグナル分子の発現についてはHDLS脳および対照脳において一定の変動傾向を認めず、死後脳であることや、ミクログリアに限定した検討でないことが要因と推定された。そのため、ミクログリアと同系統の細胞であるHDLS患者由来の末梢血単球の解析を実施した。

その結果、HDLS単球は正常対照と比較して、CSF1RのリガンドであるCSF-1およびIL-34刺激によるマクロファージへの分化や生存が障害されていることが示唆された。患者由来細胞の充分な確保が困難であり、H27年度から当施設の遺伝子診断で同定された、CSF1Rの遺伝子変異を導入した複数種類の培養細胞の作成を行った。H28年度は昨年度採用した3種類の点変異に加えて、新たに4種類の点変異を有するベクター・プラスミドを作成し、アフリカミドリザル腎臓由来COS細胞を用いて遺伝子導入を行った。免疫組織化学法を用いて、CSF1Rタンパクが培養細胞に発現していることを確認した。野生型と各変異型、およびCSF-1投与によるCSF1R刺激の有無の条件下で、主要なシグナル伝達分子の網羅的な分析を抗体アレイキットを用いて継続中である。当初計画通りマイクロアレイ法を用いて網羅的な遺伝子発現の解析を行ったためおおむね順調に進展していると判断した。野生型CSF1Rおよび変異CSF1Rを培養細胞に発現させ、細胞形態の変化、CSF1Rの局在を観察する。また、野生型、変異型CSF1Rを発現させた培養細胞からRNAおよびタンパクを抽出し、網羅的な遺伝子発現解析およびプロテオーム解析を行い、変異型CSF1Rにより特異的に発現が増減する遺伝子を同定し、主に細胞内CSF1Rシグナル伝達分子に注目し検討する。神経内科学マイクロアレイにて有意な変動を認めた遺伝子に関して多数例で解析を行う。またHDLS患者末梢血単球にM1型、M2型マクロファージへの分化・誘導刺激を行い、M1型およびM2型マクロファージに関連する遺伝子、分子の検討を行う。HDLS患者脳検体を用いたプロテオーム解析、HDLS患者のミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルの検討を進める。1) HDLS患者脳におけるCSF1R, DAP12, Wnt/β-cateninシグナル伝達経路の検討・・・概ね達成されている。2) HDLS患者の脳検体を用いたプロテオーム解析・・・現在遂行中であり、やや遅れている。3) HDLS患者のミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルの検討・・・現在遂行中であり、やや遅れている。当初計画で見込んだよりも本研究の遂行に充分な患者末梢血由来検体を得ることができず、研究計画の見直し・変更を行ったため次年度使用額が生じた。次年度に行うプロテオーム解析等の費用を見込んで費用を繰り越したため次年度使用額が生じた。細胞培養試薬、培養細胞検体を用いたDNAマイクロアレイおよびプロテオミクス解析に使用する予定である。HDLS患者の脳検体を用いたプロテオーム解析、HDLS患者のミクログリアにおける遺伝子発現プロファイルの検討を進める。またHDLS患者由来の単球はCSF1およびCSF2に対する形態変化が健常者とは明らかに異なっていることから、今後はプロテオームおよび遺伝子発現プロファイルの解析を行い本症に特異的な遺伝子発現、細胞内シグナルの異常の検討を進める予定である。また患者および対照におけるマクロファージ系細胞の機能的サブセット(M1/M2比)の差異に関して、末梢血単球球由来マクロファージおよび剖検脳標本のミクログリアに関して検討を行う。
租税競争に関する先端的理論の研究

論文は,各地域による自律的・分権的政策決定が地域間移動する資本の配分を歪めるケースについて,地域間政策協調の厚生効果を分析したものである.その特徴は,従来の関連研究が資本輸入地域群と輸出地域群の間の政策協調を想定しているのに対して,資本輸入地域群のみ,あるいは輸出地域群のみによる政策協調をも検討していることである.このような協調は全地域のパレート厚生改善をもたらし得ない,というのが地域間協調に関する標準的議論である.しかしながら,今回の論文では,地域間移動しない資源(土地等)の所有権が多地域に分散している状況下では,資本輸入地域群のみ,あるいは輸出地域群のみによる政策協調がパレート改善をもたらし得ることを証明している.即ち,論文は従来"決して有益ではない"とされてきた地域間協調パターンの有益性を示すものであり,租税競争下の協調政策の在り方に一石を投ずる内容となっている.政策協調の形態としては,従来の研究では,協調地域による均一税率の設定を前提することが多い.これに対して,論文では地域間で税率差を縮めるという緩い形態の政策協調を分析している.この意味において,より現実的な政策協調を分析していると言えよう.本研究課題の目標は,「海外の専門雑誌掲載に耐えうる論文の作成」である.このためには,まずは論文を作成し投稿しなければならない.未だ審査結果は出ていないものの,「論文を投稿する」という最低限の目標はクリアーした.他方で,予定していた研究会を開催できなかった.関係者間で日程調整に手間取ったことや研究代表者自身の他大学の転出決定等の事情が重なったためである.このため,取り組みやすい個人研究に注力し,学会報告・投稿した論文の他にも作業進行中の論文が幾つかある.従って,個人研究の進行状況は概ね順調と言える.今後も,関連分野の最先端研究をフォローしつつ,租税競争に関する論文作成・投稿を継続する.また,昨年度開催できなかった研究会の開催も視野に入れて,類似した研究を展開する学者と交流を深めたい.論文は,各地域による自律的・分権的政策決定が地域間移動する資本の配分を歪めるケースについて,地域間政策協調の厚生効果を分析したものである.その特徴は,従来の関連研究が資本輸入地域群と輸出地域群の間の政策協調を想定しているのに対して,資本輸入地域群のみ,あるいは輸出地域群のみによる政策協調をも検討していることである.このような協調は全地域のパレート厚生改善をもたらし得ない,というのが地域間協調に関する標準的議論である.しかしながら,今回の論文では,地域間移動しない資源(土地等)の所有権が多地域に分散している状況下では,資本輸入地域群のみ,あるいは輸出地域群のみによる政策協調がパレート改善をもたらし得ることを証明している.即ち,論文は従来"決して有益ではない"とされてきた地域間協調パターンの有益性を示すものであり,租税競争下の協調政策の在り方に一石を投ずる内容となっている.政策協調の形態としては,従来の研究では,協調地域による均一税率の設定を前提することが多い.これに対して,論文では地域間で税率差を縮めるという緩い形態の政策協調を分析している.この意味において,より現実的な政策協調を分析していると言えよう.本研究課題の目標は,「海外の専門雑誌掲載に耐えうる論文の作成」である.このためには,まずは論文を作成し投稿しなければならない.未だ審査結果は出ていないものの,「論文を投稿する」という最低限の目標はクリアーした.他方で,予定していた研究会を開催できなかった.関係者間で日程調整に手間取ったことや研究代表者自身の他大学の転出決定等の事情が重なったためである.このため,取り組みやすい個人研究に注力し,学会報告・投稿した論文の他にも作業進行中の論文が幾つかある.従って,個人研究の進行状況は概ね順調と言える.今後も,関連分野の最先端研究をフォローしつつ,租税競争に関する論文作成・投稿を継続する.また,昨年度開催できなかった研究会の開催も視野に入れて,類似した研究を展開する学者と交流を深めたい.元々計画していた研究会が,報告依頼予定者とのスケジュール調整上の問題や研究代表者の移籍決定に伴う諸業務のために,実施できなかった.その経費を専門種収集に充てたが,結果として20,000円弱の次年度使用額が発生した.この額は,研究会開催経費(謝礼)等に充当する予定である.
小児期急性腎障害(AKI)後の慢性腎臓病(CKD)への進展に関する基礎的検討

6歳以上の先天性心疾患患児38名において、造影剤投与前後で腎障害マーカーを検討し、心疾患手術後の急性腎障害(AKI)既往群(11名)とAKI非既往群(27名)について比較した。AKI既往者では、明らかな腎機能低下や尿蛋白の出現はみられなかったものの、尿中アルブミンの上昇が認められ、造影剤投与後の尿中L-FABP(L型脂肪酸結合蛋白)および尿中β2-ミクログロブリンの上昇もAKI非既往者と比べてより顕著であった。これらの結果より、AKI既往者では潜在的な尿細管予備能の低下や糸球体障害が存在すると考えられ、薬剤や虚血などのストレスが加わることにより慢性腎臓病(CKD)への進展要因となり得る。急性腎障害(AKI)における病態を検討する目的で、マウスにおいてシスプラチン(CDDP)投与によるAKIモデルを作成した。C57BL/6Jマウス(1012週齢)にCDDP(15mg/kg)を単回皮下投与し、投与後24、48、96時間後に血清中BUN(尿素窒素)、Cr(クレアチニン)を測定したところ、両者とも経時的に有意に上昇を認め、AKIを発症した(平均値:コントロール; BUN 23 mg/dl, Cr 0.07 mg/dl: 24h後; BUN 24 mg/dl, Cr 0.08 mg/dl: 48h後; BUN 42 mg/dl, Cr 0.16 mg/dl: 96h後; BUN 221 mg/dl, Cr 1.25 mg/dl)。CDDP投与96時間後の腎組織PAS染色所見では、皮質部から皮髄境界部に著明な尿細管上皮細胞の脱落、壊死を認めた。また腎摘出1時間前にBrdUを腹腔内投与した後、腎組織BrdU染色を行い、尿細管上皮修復をBrdUラベルによるDNA合成能を指標として検討したところ、CDDP投与96時間後で平均0.79%の尿細管上皮細胞にBrdUの取り込みが見られた。また腎細胞のアポトーシスについてTUNEL染色により検討したところ、CDDP投与96時間後で平均2.44%の尿細管上皮細胞がTUNEL陽性であった。本AKIモデルは、AKI後の慢性腎臓病(CKD)への進展に関する病態を検討する上で有用なモデルになり得ると考えられる。先天性心疾患患児(CHD児)では、高度の心不全やチアノーゼによる腎障害とともに、外科手術や造影剤使用時の急性腎障害(AKI)、およびその後の慢性腎臓病(CKD)への進展が懸念される。今回、CHD児において腎機能と心臓カテーテル検査(心カテ)時の造影剤使用の影響を検討した。当科にて心カテを行った6歳以上のCHD児14名(6-20歳、平均11.6歳)について、カテ前後で血清Cr、血清シスタチンC(Cys C)、尿中L型脂肪酸結合蛋白(L-FABP)、尿蛋白、尿中アルブミン(alb)、尿中β2-microglobulin(BMG)、尿中NAG値について検討した。カテ前検査でCr-eGFRは平均110.1、Cys C-eGFRは平均104.4 ml/min/1.73m2(90未満はともに2名)であり、カテ翌日でこれらに有意な悪化は認めなかった。尿中L-FABPはカテ前で平均3.2 ug/gCrで全例基準値(8.4以下)であったが、カテ翌日に10例が基準値を超え(3.0-98.7、平均23.6)、このうち経過を追った5例全例で正常化した。尿蛋白/Crはカテ前で全例0.2 g/gCr未満、尿中albはカテ前2.6-94.2 mg/gCr(平均26.4)で、尿中albは9例で基準値(10.0以下)を超えていたが、カテ翌日でいずれも有意な悪化は認めなかった。尿中BMGはカテ前33-425 ug/gCr(平均181)、カテ翌日では3例が基準値(206以下)を超え1.5倍以上の上昇を認めた。尿中NAGはカテ前1.6-21.1 U/gCr(平均5.8)で2例が基準値(10.8以下)を超えており、カテ翌日ではさらに3例が基準値を超え上昇した。CHD児の一部に腎機能障害を認め、また多くは心カテ後に一過性の尿中L-FABP値の上昇を認め、尿細管周囲の血流障害が示唆された。先天性心疾患患児(CHD児)では、高度の心不全やチアノーゼによる腎虚血に加え、心疾患手術後の急性腎障害(AKI)が高頻度にみられ、その後の慢性腎臓病(CKD)の進展に影響していることが予想される。今回、CHD児において心臓カテーテル検査(心カテ)前後の腎機能について検討した。心臓カテーテル検査をうけた6歳以上の患児38名の検討では、カテ前後で血清CrやシスタチンCなどによるeGFRの変動を認めた症例はなかったが、一部の症例でカテ前から軽度のeGFR低下やアルブミン尿、尿中β2-ミクログロブリン(BMG)、NAGの増加を認め、また多くの症例でカテ後に一過性の尿中L-FABP(L型脂肪酸結合蛋白)の上昇や、一部に尿中BMG、アルブミンの上昇などを認めた。

またこれらのカテ後の尿中L-FABPや尿中BMGの上昇は、心疾患術後にAKIを合併した症例でより顕著に認められた。(カテ翌日尿中L-FABP:AKI既往群(n=11) vs非既往群(n=23), 34.5±8.7 vs 16.5±4.1, mean±SE, P<0.05)(カテ翌日尿中BMG:AKI既往群(n=11) vs非既往群(n=23), 661±225 vs 202±44, mean±SE, P<0.01)これらの結果より、CHD児において術後のAKIに起因する尿細管機能の予備力低下が示唆された。CHD児では、AKIの既往はCKDへの進展に対するリスク因子となると考えられる。6歳以上の先天性心疾患患児38名において、造影剤投与前後で腎障害マーカーを検討し、心疾患手術後の急性腎障害(AKI)既往群(11名)とAKI非既往群(27名)について比較した。AKI既往者では、明らかな腎機能低下や尿蛋白の出現はみられなかったものの、尿中アルブミンの上昇が認められ、造影剤投与後の尿中L-FABP(L型脂肪酸結合蛋白)および尿中β2-ミクログロブリンの上昇もAKI非既往者と比べてより顕著であった。これらの結果より、AKI既往者では潜在的な尿細管予備能の低下や糸球体障害が存在すると考えられ、薬剤や虚血などのストレスが加わることにより慢性腎臓病(CKD)への進展要因となり得る。急性腎障害(AKI)を呈するマウスモデルを作成したが、これを用いた慢性腎臓病(CKD)への進展のメカニズムについての解析は遅れている。しかし、実臨床における血液、尿サンプルを用いた解析を進めている。小児腎臓病学今後、より臨床面に即した研究としていくために、小児先天性心疾患患児における急性腎障害(AKI)後の慢性腎臓病(CKD)への進展についても、血液、尿サンプルなどによる腎障害バイオマーカーを用いた研究を進めていく予定である。急性腎障害(AKI)時の病態を検討するためのマウスモデルを作成した。今後、より臨床面に即した研究としていくために、小児心疾患患児などにおける心臓カテーテル検査時の造影剤腎症の発症機序について、尿中L-FABP(肝臓型脂肪酸結合蛋白)などのバイオマーカーを用いた検討なども行っていく予定である。
Toroidal Lie代数とその拡張から構成される非線形可積分発展方程式系

1.自己双対Yang-Mills方程式のsimilarity reductionと関係が深いPainleve方程式系に対して、γ函数の満たす双線形形式の幾何学的記述を行い、非自律性が可積分性から自然に定まることを明らかにした。特異点閉込め解析と代数的エントロピーとの関係を、QRT写像に対して解析するとともに、Painleve V方程式の代数解が一般線形群の普遍指標の特殊化として得られることを示した。2.自己双対Yang-Mills方程式に対するDarboux変換による定式化を行い、形式的にKP系列の最低次の変数を導入することによって、KP系列のLax対のうちの一方のoperatorとtoroidal変数による発展を与えるoperatorとから、Lax対を与えることができることを示し、Backlund変換と一般的な解の行列式表示の構成を行った。3.Miwa変換を用いてKP変数の離散化を行って得られるsemi-discretetoroidalの場合のソリトン方程式を考えて、非線形変数に対する方程式を具体的に構成し、結合型の可積分半離散発展方程式を導出した。4.結合型非線形Schrodinger方程式に対するPfaffian化が、応用上有用な発展方程式を与えることを示し、その離散化を行うとともに、Pfaffian解に対して成立する代数的双線形恒等式を求めた。5.代数的エントロピーを計算することで常差分方程式の線形化可能性を判定できることを示し、離散系に対して線形化を与える新しい変数変換の方法を構成した。1.すべての多成分AKP系列に対して、2-toroidal Lie代数の対称性から誘導される非線形可積分発展方程式系は、一般化したゲージ場の方程式としてとらえる限りにおいては、本質的に自己双対Yang-Mills方程式の系列に限られることを示した。さらに、ソリトン理論の直接法に基づいて、双線形形式から自己双対Yang-Mills方程式及びそのBacklund変換から成るヒエラルキーを構成する手法を与えた。一方、ゲージ場の方程式ではなく、より一般的にソリトン方程式としてとらえる場合には、各多成分AKP系列から様々な新しい可積分方程式を構成できることがわかった。2.SU(2)自己双対Yang-Mills方程式が過対称行列式解をもつことと、過対称行列式と過対称Pfaffianの間に成立する恒等式とを用いて、SU(2)自己双対Yang-Mills方程式のPfaffian型への拡張を行った。これは、B型、D型とは異なるPfaffian化、多成分化に対応しており、行列式とPfaffianの成分に対する条件式の同等性から、toroidal Lie代数に類似の対称性によって支配される方程式系になっていると予想される。3.差分幾何学の対象であるquadrilateral格子の解が、自己双対Yang-Mills方程式や多成分KP系列の解と類似の構造をもつことに着目し、quadrilateral格子の双線形形式を導出するとともに、fermionの真空期待値による理論的定式化を与えた。4.Glasgow大学のNimmo助教授らとの議論に重点を置くため、設備備品費を外国旅費等に振替えた。
経済連携協定と貿易摩擦のグローバルCGEモデル分析

自由貿易協定や経済連携協定により自由化が進展する一方で、協定脱退や新たな関税措置等による貿易摩擦の高まりや保護主義への回帰傾向がある。本研究の目的は、貿易自由化と貿易摩擦の経済効果を分析可能とするグローバルCGEモデルを開発し、経済連携協定と貿易摩擦の経済的な影響を複数の将来政策シナリオによる数値シミュレーションから明らからにすることである。また、分析モデルにグローバル・バリュー・チェーン(GVCs)構造を組み込むことで、当該国家間の貿易政策が、輸出入や国内供給による各国各産業の中間財取引を通じて、他国産業に波及する経路について分析を行う。
確率変動を考慮した複合材料積層補強平板の圧縮特性評価

フランジ/スキン間の剥離に注目して,複合材料補強平板の圧縮強度の確率特性の評価を試みた.フランジとスキンの接着部端からの剥離発生に関して,破壊力学的な評価により比較的よく破壊強度を推定できることを実験的に確認した.曲がりはり試験により層間引張り強度の測定し,結果を確率的に評価した.この評価方法を使うことにより,(応力特異点を除いて)強度を確率的に評価することができた.これらの結果をもとに,複合材料製補強平板の有限要素法解析を実施し,スキン・フランジ接着部端からの破壊する補強板の強度評価をした.計算結果は,補強板の圧縮実験結果と比較的よく一致した.補強板の圧縮強度の確率変動は、座屈および座屈後挙動へ影響を与える物理量変動と、座屈後変形の中で補強板の破壊基準となる物理量の確率変動の両方の影響を受ける。このことを鑑みて、初年度は,1接着部の剥離強度、2板厚、3弾性特性の項目に関して,統計データの取得実験を実施し,各物理量の空間的な確率変動も考慮した評価を試みた。板厚と弾性特性のデータに関して,平均や標準偏差といった統計量が空間的に変動し一様ランダム過程としてとらえられないことが問題を複雑にすることが判明し、従来の単純な統計処理では空間的な相関を精度よく与えることが困難であるとを判断した.第2年度は、確率量の空間変動を滑らかな関数の和として表し,その有限個の重み係数を統計処理することを試みた。この過程で,空間的に無相関な測定誤差を実際の物理量の変動と若干ではあるが分離できることを示した.補強板の圧縮破壊起点となることが多いフランジ部端からの剥離発生条件として、剥離長さをゼロとして得られるエネルギー解放率(臨界極限エネルギー解放率)と層間破壊靭性の比較で破壊発生を比較的よく評価できることを示した。第2年度は、この知見から、寸法および材料特性の平均値をもとにモデル化した補強板の圧縮特性の有限要素解析を行い、臨界極限エネルギー解放率を計算した。この解析結果は、以前に実施された補強板の破壊実験により得られた補強板強度と破壊起点とを妥当な範囲で予測しているが、複雑な圧縮特性を完全に表現するには、まだ未知な条件が残されていることが判明した。最終年度は、2年度までに得られた確率変動を有限要素解析に組み込み、強度や破壊起点などがどのように変動するかを明確にすることが目標である。フランジ/スキン間の剥離に注目して,複合材料補強平板の圧縮強度の確率特性の評価を試みた.フランジとスキンの接着部端からの剥離発生に関して,破壊力学的な評価により比較的よく破壊強度を推定できることを実験的に確認した.曲がりはり試験により層間引張り強度の測定し,結果を確率的に評価した.この評価方法を使うことにより,(応力特異点を除いて)強度を確率的に評価することができた.これらの結果をもとに,複合材料製補強平板の有限要素法解析を実施し,スキン・フランジ接着部端からの破壊する補強板の強度評価をした.計算結果は,補強板の圧縮実験結果と比較的よく一致した.初年度は,1接着部の剥離強度、2板厚、3弾性特性の項目に関して,統計データ取得実験を実施し,多くの実験データを取得することができた.この実験データに関して,空間的な確率変動とサンプルごとの確率変動の関係を導くために,統計的な処理を実行している.特に板厚と弾性特性のデータに関して,板面内で空間的に変動する確率関数の問題として定式化を試みているが,これらの確率特性を取得するには,大量のデータを必要とするだけでなく,絶対値に対して小さい確率変動量を精度よく特定するためには確率変動量に比べて測定誤差が十分小さくなければならないことが判明した.従来の単純な統計処理では空間的な層間を精度よく与えることはかなり困難であることを見出した.測定誤差は空間的に相関を持たないことを考えると,滑らかな関数の和として空間変動を表し,その重み係数を統計処理することで,測定誤差を実際の物理量の変動と分離することが可能であり,この方向で整理をする計画である.確率変動を考慮した複合材料積層補強平板の圧縮特性評価のための研究を実施した.補強板のスキン平板部の座屈に伴い発生するフランジ/スキン間剥離の問題を中心に研究を進めた.剥離発生に関する基準を明らかにするために破壊力学的な観点と強度基準から材料特性の測定とその結果の統計的評価を実施した.試験片の基礎破壊実験より剥離発生基準として,剥離長さがゼロの極限として求めたエネルギー解放率と層間靭性の比較で表すことを試み比較的よい評価値が得られることを示すことができた.また層間強度の表記にも挑戦し層間引張強度に関してはポアッソン型の確率問題として表記できることなどを示した.このことを踏まえて,補強板の座屈解析をした.座屈時の変形に伴い,フランジ端に発生するエネルギー解放率を有限要素法を用いて解析的に導くことができた.解析結果得られたエネルギー解放率を材料特性値である破壊抵抗と比較することにより圧縮強度の確率特性を導くことができることを示すことができた.航空機構造材料第2年度までに、積層板の板厚と弾性係数に関して既知な関数を用いて空間的に分布する確率特性の統計処理を行ったこと、隅角部からの破壊条件を実験的に求めたことで本研究課題で予定している数値実験で必要な物理量に関する基礎データが得られたものと考える。これにより,板厚と弾性特性の確率的変動を考慮した補強板の有限要素モデルの作製と圧縮挙動を解析するための基礎が準備された。

また確率変動を考えない補強板の数値モデルを作製し、剥離長さゼロの極限のフランジ端でのエネルギー解放率(極限エネルギー解放率)を計算した。この結果はこの研究に先立って行われた補強板の強度実験結果を比較的よく説明している。上記のように基礎データ取得実験に関しては順調に知見が蓄積できており、これらの量の確率データをさらに.高精度化することが必要であるが、順調に研究が進行しているといえよう。有限要素解析は,確率量の数値モデル化と結果の統計処理という困難な課題が残されているが、基礎解析は可能となっているので、今後の努力で最終強度の確率特性を導くという当初の目標を達成することができると考えている。本年度の最重要課題であった,積層板の確率特性導出をするデータ取得実験を終えて,統計処理をするに足る膨大なデータを取得することができた.これにより不十分であるが,板厚と弾性特性の平均と標準偏差だけでなく空間的な相関関数を与えることができた.本年度は,データを空間的に平均をとるという作業を実行したが,測定誤差が無視できない程度入った量の統計量になっている.このデータを修正する手法について考察し空間的に分布する量の確率量を算定する手法に関して提案する予定である.フランジ端を模擬した試験片を作成し,フランジ端からのはがれ強度を求める曲げ実験を実施し,フランジ端からの剥がれ発生荷重を,フランジ端に樹脂がある場合とない場合でそれぞれ求め,フランジ端に応力の特異性がある場合にはクラックの進展条件で破壊を判断することが可能であること,樹脂を残した場合には樹脂の割れ条件が破壊を支配することが示された.一枚の板から切り出された試験片で値のばらつきは思った以上に小さかった.また進展条件で解析することにより,安全側の解が得られることが示された.上記のように実験に関しては順調に知見が蓄積できた.解析的研究は,実験結果から統計量の整理に新たな手法が要求されたので,当初の予定した理論計算は,この統計量処理法が完成し,より確からしい統計値を用いて実行する予定である.最終年度となる本年に、基本となる構造及び材料パラメターの確率特性を考慮した補強材のモデル化および補強材の圧縮応答シミュレーション法を確立し、できれば強度と破壊起点の確率特性を明らかにする。また応力の特異点(パネルとフランジの接着端)から発生するはがれ強度と層間引張強度の空間的な確率特性分布に関して、実験的にデータを蓄積し、より説得力のある強度基準を確立する予定である。初年度に実施した,材料特性の基礎データをさらに蓄積・整理する.さらに,得られた材料の特性データをを再整理し,精度の高い統計データを作成する.得られた確率特性を考慮して解析モデルを作成し,数値シミュレーションを開始する.最初はモンテカルロ法により統計的に解を導き,応答や強度の確率特性を数値実験的に求める.また半解析的な数値解析手法を展開中であり,モンテカルロ法による結果および実験結果との比較により本解析手法の妥当性を議論する.本年度の前半に代表者が、5か月間海外研修を行い、英国ブリストル大学にて複合材料破壊問題に関して研究を遂行したが、この間科学研究費からの出費をせず、学内にては大学の経常費の中から消耗品等を出費し、同地の必要経費は個人で支出した。このため、消耗品費等の支出が予定より少なくなったことで年度末に未使用予算が生じた。