hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペリサイト被覆による安定化毛細血管構築の組織工学

本研究は、マイクロ流体デバイスを用いて血管内皮細胞と間葉系幹細胞の共培養を行い、ペリサイトに被覆され安定化された毛細血管の構築を実現することを目的とした。特に、毛細血管の形成過程におけるペリサイトの役割を明らかにすることや、最終的に構築したペリサイトに被覆された毛細血管の三次元的な構造を検討することに取り組んだ。その結果、血管内皮細胞と間葉系幹細胞の相互作用を定量的に評価することで血管形成を促進する条件を見出し、ペリサイトの被覆によって安定化され、内腔の連続した毛細血管網を構築する組織工学的手法を確立した。この成果は血管網を含む三次元組織の再生を目指す組織工学において重要な足がかりとなる。本研究は、マイクロ流体デバイスを用いて血管内皮細胞と間葉系幹細胞の共培養を行い、微小培養環境を制御することで、ペリサイトに被覆され安定化された毛細血管の構築を実現することを目的としている。そのなかで、構築された安定化毛細血管の形成過程におけるペリサイトの役割を明らかにすることや、最終的に構築したペリサイトに被覆された毛細血管の三次元的な構造と機能を詳細に検討することに取り組んでいる。具体的には以下の研究成果が得られた。1マイクロ流体デバイスの作製と血管新生モデルの構築:安定化毛細血管の形成に必要なマイクロ流体デバイスを設計し、作製した。マイクロ流体デバイスは、微細加工を施したシリコンウエハを鋳型としてマイクロ流路パターンを転写したシリコーンゴムにカバーガラスをプラズマ接着することによって作製した。血管内皮細胞はマイクロ流路表面に露出したコラーゲンゲルに接着し、培養液に血管新生因子を添加することで、血管内皮細胞がコラーゲンゲルに侵入し、コラーゲンゲル内部で毛細血管網を形成した。このとき、ゲルの組成についてコラーゲン単独だけでなく、フィブリンおよびコラーゲンとフィブリンの混合についても検討し、血管形成において最適な混合比率を見出した。2血管形成モデルへの間葉系幹細胞の導入(細胞配置の検討):生体外血管新生モデルを作成する際、間葉系幹細胞を追加するマイクロ流路を変更することで、血管形成の観点から毛細血管網を形成している血管内皮細胞と間葉系幹細胞の相対位置の検討を行った。すなわち、血管内皮細胞と反対側のマイクロ流路に間葉系幹細胞を追加する場合と、同じ側のマイクロ流路にも追加する実験を行った。その結果、後者の条件において、より伸展した安定化毛細血管網が構築されることを見出した。そのなかで、構築された安定化毛細血管の形成過程におけるペリサイトの役割を明らかにすることや、最終的に構築したペリサイトに被覆された毛細血管の三次元的な構造と機能を詳細に検討することに取り組んだ。平成25年度の研究成果により、血管形成に最適なゲルの素材や細胞配置が明らかになった。この結果を踏まえて、平成26年度の研究を遂行し、具体的には以下の成果が得られた。1血管形成モデルへの間葉系幹細胞の導入(導入時期の検討):間葉系幹細胞と血管内皮細胞を播種するタイミングについて検討し、培養の時期段階から同時に播種した方が血管形成を安定して誘導しうることを明らかにした。また、両細胞の接触状態が血管形成プロセスにおいて重要な役割を持つことを見出した。2ペリサイト被覆毛細血管の構造解析:これまでの実験によって決定された条件においてペリサイトに被覆された毛細血管が構築されることを立証した。特に、共焦点レーザー顕微鏡による解析を行い、内腔の連続した毛細血管が構築されていることを確認した。さらに、両細胞の相互作用によって形成される血管径が異なることを見出した。3ペリサイト被覆毛細血管の機能解析と間質流の影響:間質流を負荷すると血管の安定化が促進されるため、血管形成の初期段階では間質流を負荷しない条件の方が、血管形成が促進されることを見出した。以上より、研究期間全体の成果をまとめると、血管内皮細胞と間葉系幹細胞の相互作用を定量的に評価することで血管形成を促進する条件を見出し、ペリサイトの被覆によって安定化された毛細血管網を効率よく構築する組織工学的手法を確立した。この成果は血管網を含む組織再生を目指す組織工学において重要な足がかりとなる。生体組織工学平成25年度の計画は、安定化毛細血管網を形成させる足場となるゲルの検討や、細胞配置の検討が中心的課題であったが、これらの課題が解決され、当初の予定通りに進んでいるため。平成25年度の研究計画をさらに発展させ、間葉系幹細胞の導入時期を検討し、ペリサイトに被覆された安定化毛細血管網の構築を図る。

特に、実験結果における再現性の確認、定量的評価を行うことに加え、最終的に構築された血管網の構造や機能を詳細に調べる。血管形成の足場となるゲルの組成を最適化する実験が当初の予定よりも効率的に進み、関連する試薬・器具を節約することができたため。今後の研究において間葉系幹細胞と血管内皮細胞の相互作用を実現するメカニズムの検討を追加する予定であり、そのための実験に要する試薬の費用に充当する。
マウス眼優位可塑性におけるホメオ蛋白質の作用機構

右目と左目、どちらの目からの視覚情報が視覚野において優位に処理されるか(眼優位性)は、幼児期の限られた時期(臨界期)に方向付けられる。臨界期は、個体が周辺の環境に応じて脳を構築するための重要な時期と考えられ、言語の習得も臨界期のなかでは容易である。臨界期が生後の脳に誘導されるためには、大脳皮質の抑制性介在ニューロンの発達が不可欠であることが、マウス視覚野を用いた解析により報告されている。さらに本研究において、特定の介在ニューロンの発達を促すOtx2ホメオ蛋白質が発見され、このホメオ蛋白質が細胞非自立的に介在ニューロンに作用して臨界期を誘導することが明らかになった。ホメオ蛋白質の介在ニューロンに対する作用は、gain of functionとloss of functionの両方向から分子細胞生物学的に解析され、また臨界期誘導の有無は電気生理学的手法により明らかにされた。一連の研究成果は、現在主要雑誌に投稿中である。臨界期に見られる脳の柔軟性(可塑性)は齢を重ねるとともに失われていく。面白いことに、ホメオ蛋白質は、介在ニューロンをさらに成熟させ、脳の可塑性を抑制する可能性がある。介在ニューロンの周りを取り巻く細胞外基質は、齢とともに増加することが知られている。細胞外基質を酵素分解すると、成体脳に臨界期様の可塑性が再誘導される。ホメオ蛋白質は、細胞外基質と結合することにより介在ニューロンに取り込まれると推測され、細胞外基質を分解するとホメオ蛋白質も消失する。逆に、Otx2ホメオ蛋白質のノックアウトマウスでは細胞外基質の増加が遅延する。ホメオ蛋白質と細胞外基質は相互に発現を促進しあい、成体脳において介在ニューロンの成熟を制御すると予想される。今後は、成体脳におけるホメオ蛋白質の作用と、細胞非自立的なホメオ蛋白質の動態を明らかにしていく。現在までに、Otx2蛋白質が視覚経験に依存して視覚野のParvalbumin(PV)陽性細胞に局在することが、臨界期の誘導に重要であることを明らかにしてきた。さらに、生後多くの脳細胞においてOtx2遺伝子が欠損するが、PV陽性細胞では正常なまま保たれるOtx2コンディショナルノックアウトマウスを作成した。すなわち、Otx2蛋白質が細胞外からPV陽性細胞に取り込まれるのであれば、このマウスにおいて視覚野のOtx2蛋白質は欠如することが期待される。予測どおり、コンディショナルマウスにおいてOtx2蛋白質はPV陽性細胞に検出されないことから、視覚経路上の組織に発現したOtx2蛋白質が視覚野のPV陽性細胞に取り込まれることが示唆された。さらに、臨界期に顕著に見られる眼優位可塑性の有無をin vivo単一細胞記録法を用いて解析した。その結果、Otx2蛋白質が視覚野のPV陽性細胞へ局在することが、臨界期の眼優位可塑性に必要であることが明らかになった。これらの結果は、Otx2に対する阻害抗体やsiRNAを視覚野に投与した後に解析した結果と一致する。一連の研究により、細胞非自律的なOtx2蛋白質が視覚野のPV陽性細胞の発達と眼優位可塑性の誘導に必要であることが明らかになった。今年度の後半は、ハーバード大学に移動し、新しい研究室の立ち上げを行なった。今後は、Otx2蛋白質がどのように移動するのか、Otx2蛋白質の生理学的、細胞生物学的役割とは何か、明らかにしていく。
多様体上の幾何学的諸構造に関する研究

多様体上の幾何学的諸構造(概複素構造、概接触構造、位相構造及び多様体に作用する群構造等)について様々な角度から研究することを目的とした。本研究目的を達成するため、(1)概エルミート多様体上の諸問題、(2)aspherical多様体上のトーラス作用の存在、(3)多様体上の2階の常微分方程式系に対する力学的及びリーマン幾何学的取扱い、(4)代数群の表現論に対する幾何学的アプローチ、(5)作用素環論を用いた非可換微分幾何における諸問題、(6)多様体上の様々な非線形問題(調和写像に関する問題を含む)、(7)接続の理論の情報理論への応用等について研究することを計画した。その結果、(1)については、例えば6次元球面S^6上の複素構造の存在問題に関して、C.Lebrunの結果の改良を与えている。また、概ケーラー多様体の積分可能性に関するS.I.Goldbergの予想に関しても研究が進行している。(2)に関しては、aspherical多様体上のトーラス作用について、いくつかの結果が得られており、研究が進行中である。(3)については、ホイヘンスの原理を満たす2階の常微分方程式に関するリーマン幾何学的及びフィンスラー幾何学的アプローチについていくつかの結果を得ている。(4)については、量子群の表現について研究成果を挙げつつある。(5)については、4次元球面S^4内の極小曲面について、そのガウス曲率、法ガウス曲率及び平均曲率ベクトルの長さの間に成り立つ関係式を得ている。尚、ガウス曲率の符号に関するYauの問題については研究が進行中である。(6)については、ヒルベルト空間上の作用素環に関する様々な話題についていくつかの結果を得ている。(7)については、確率を考えたゲームに関する問題についていくつかの結果を得ている。
PET検査による抗癌剤感受性試験法の開発:腫瘍細胞内P糖蛋白発現の画像化の試み

卵巣癌に対する抗癌剤感受性試験の標的とした二つの蛋白は間違いないと確信が得られる結果が出た。しかし、その蛋白をイメージングする薬剤の精度が目的とする結果に達成できなかった。その為、動物実験まで行う事が出来なかった。しかし、抗癌剤抵抗性のメカニズムの一つを解明することができた為、論文を作成し、公表する事ができた。本研究の目的は、「In Vivo抗癌剤感受性検査法」の確立である。特に、本年度はプラチナ製抗癌剤の感受性を検討するため、プラチナを細胞内に輸送する膜蛋白であるP糖蛋白に着眼した。そして、それを標識する薬剤として開発した18F-XR9576の結合能について基礎実験を行い確かめた。しかし、予想した標識率が得られなかった。そこで、現在、薬剤の作成法の見直しを行っている。同時に、注目した輸送膜蛋白であるhCtr-1についても検討した。そして、hCtr-1蛋白発現は、シスプラチン感受性に大きく関与する可能性を示唆する結果が得られた。それを、論文にして、"Cancer chemotherapy pharmacology"に報告した。そして、現在、hCtr-1蛋白を標識する薬剤の開発も同時に行っている。この2剤の開発は、大変臨床的意義が大きいと考える。何故なら、プラチナを細胞内に取り込むhCtr-1蛋白と細胞外に排出するP糖蛋白の標識に成功したならば、その蛋白の発現量で、腫瘍細胞内のプラチナ濃度を画像で、予想することができることになる。(過去にプラチナに標識した研究もあるが半減期の問題で、正確な画像化に至っていない。)これは、さらにプラチナ耐性機序の一部の解明につながると考える。もし本研究が予想した結果が得られ、「In Vivo抗癌剤感受性検査法」の確立ができたならば、予後の悪い卵巣癌の治療における、オダーメイド治療の導入につながり、新しい治療法の開発と、そして予後改善をもたらすものと考えている。これまでの「薬剤効果予測法」は、生検組織を用いた抗癌剤感受性試験もしくは免疫組織学的評価法であり信頼に足るものは未だ存在していない。その原因として、多クローンである腫瘍への効果を、ごく一部の組織、しかもIn Vitroで評価することにあると考える。その原因を克服するため、「PET検査を用いてIn Vivoで腫瘍内の抗癌剤感受性に関与することが示唆されているP糖蛋白発現を分子イメージングする」ことを考えた。【本年度の報告】(1)分子イメージング薬剤の作成昨年度作成された、イメージング薬剤の精度を調べた。予想したより、精度に問題があったため、現在、イメージング薬剤の生成法を変更し、調整している。(2)実際の卵巣癌とP糖蛋白発現の相関卵巣癌の臨床データーを使い、P糖蛋白(抗癌剤を細胞外へ排出する膜蛋白)の発現とhCtr-1(抗癌剤を細胞内へ流入する膜蛋白)の発現の相関を調べた。この結果は、23年度、婦人科腫瘍学会と癌治療学会で報告め予定である。(3)実際の卵巣癌とhCtr-1発現の相関そのhCtr-1発現の結果を2010年にCancer Chemotherapy Pharmacologyに掲載された。その結果から、hCtr-1のイメージング薬剤の作成も行っている。【意義・重要性】本研究は、これまで有効な方法がなかった抗癌剤感受性試験の新しい方法の確立に繋がると考えている。【本年度の報告】(1)分子イメージング薬剤の作成昨年度作成されたイメージング薬剤の精度を調べている。予想したより、精度に問題があったため、イメージング薬剤の生成法を変更し、昨年に引き続き調整した。この結果は、2011年度の婦人科集学会のシンポジウムに選ばれ注目を集めた。そしてhCtr-1発現の結果は2010年にCancer Chemotherapy Pharmacologyに掲載された。【意義・重要性】本研究は、新しい抗癌剤感受性試験の確立に繋がると考えている。さらに、卵巣癌で抗癌剤抵抗性の代表として考えられている明細胞

腺癌の抗癌剤抵抗性の機序に関与して可能性も示唆された。本研究から、抗癌剤感受性試験の確立と抗癌剤抵抗性のメカニズム解明の二つのことが同時に得られると考える。
水分移動及び表層劣化の影響を考慮した凍結融解環境における 塩化物イオン浸透予測

本研究では,積雪寒冷地域におけるコンクリートの複合劣化を検討することとし,特に,凍結融解作用及び凍害に伴う表層劣化が硬化コンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす影響について検討を行った。本研究の範囲内において,凍害による表層劣化の程度の違いが塩化物イオン浸透性に及ぼす影響は少ないと判断されるものの,凍結融解作用を受けることにより,通常の温度条件下よりも塩化物イオン浸透性が促進されることが把握された積雪寒冷地域におけるコンクリートは,凍結融解作用に伴う凍害劣化と融雪剤・融氷剤に起因する塩化物イオンの浸透に伴う塩害の複合劣化を受けやすい環境にある。これらの単独劣化または,塩化物イオンが供給される環境下でのコンクリートの凍結融解抵抗性に関する検討はこれまでにも多く行われているものの,凍結融解作用およびそれに伴う劣化がコンクリートの塩化物イオン浸透性に及ぼす影響について検討した例は極めて少ないのが現状である。そこで本研究では,凍結融解作用を受けるコンクリートの塩化物イオン浸透性について検討を行った。本研究では,種々の凍結融解条件下にあるコンクリートの塩化物イオン浸透性,凍結融解作用に伴う表層劣化(スケーリング)がコンクリートの塩化物イオン浸透性に及ぼす影響および,表面含浸材を用いたコンクリートの凍結融解環境下における塩化物イオン浸透性について検討を行った。本研究の範囲内で得られた結果をまとめると以下のようになる。1.凍結融解環境下における塩化物イオン浸透性は,温度一定環境におけるそれと比較して高い値を示す。2.凍結融解作用に伴う表層劣化が2kg/m2程度であれば,塩化物イオン浸透性に及ぼす表層劣化の影響は少ない。3.表面含浸材を用いたコンクリートにおいても,含浸材を用いない場合と同様の傾向を示す。つまり,凍結融解環境下において,温度一定条件下よりも高い塩化物イオン濃度を示す。4.凍結融解環境においても,試験溶液濃度が高いものほど,全塩化物イオン濃度が高い値を示す。5.最低温度到達時間の増加に伴い,同一凍結融解サイクル数でのコンクリート中の全塩化物イオン濃度が高くなる傾向を示す。6.同一凍結融解サイクル数における全塩化物イオン濃度は,最低温度がー10°Cのとき最大を示す。本研究の範囲内において,凍害による表層劣化の程度の違いが塩化物イオン浸透性に及ぼす影響は少ないと判断されるものの,凍結融解作用を受けることにより,通常の温度条件下よりも塩化物イオン浸透性が促進されることが把握された寒冷地におけるコンクリートは,その環境的特徴から,凍結融解作用および塩化物イオンの浸透による複合劣化が生じる可能性が極めて高い環境下にあるといえる。しかし,コンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす凍結融解作用の影響を検討した例は少ないのが現状である。積雪寒冷地域のコンクリート構造物の合理的な維持管理を行うには,凍結融解作用を考慮したコンクリートの塩化物イオン浸透予測を行うことが必要不可欠であると考えられる。そこで本研究では,凍結融解作用を受けるコンクリートの塩化物イオン浸透性について検討を進めている。本研究ではこれまでに,凍結融解環境下にある水セメント比の異なるコンクリートの塩化物イオン浸透性,表層劣化(スケーリング)が塩化物イオン浸透性に及ぼす影響および表面含浸材を用いたコンクリートの塩化物イオン浸透性について検討を行った。本研究によりこれまでに得られている結果をまとめると以下のようになる。1.凍結融解環境下における塩化物イオンの見掛けの拡散係数は,温度一定環境下におけるそれと比較して,1.21.5倍程度高い値を示す。これは,水セメント比が高いものほど,高くなる傾向にある。2.凍結融解作用に伴う表層劣化(スケーリング)がコンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす影響は少ない。3.表面改質剤を用いたコンクリートにおいても,改質剤を用いないコンクリートと同様の傾向が認められる。つまり,凍結融解作用を受けることにより,コンクリート中への塩化物イオン浸透性が高まる傾向にある。これらの結果より,凍結融解環境下におけるコンクリートへの塩化物イオン浸透メカニズムとして,凍結融解作用に伴う外部からの水分移動および,コンクリート内部での未凍結水の移動によるものと推察される。本研究は,現在までに水セメント比の異なるコンクリートを対象に,凍結融解作用がコンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす影響について実験的検討を行っている。暴露環境として,温度一定環境および凍結融解環境(最低温度:-20°C,凍結融解サイクル:1回/日)を設定し,それらの影響を明らかとするとともに,凍結融解作用に伴う表層劣化(スケーリング)がコンクリート中への塩化物イオン浸透性に及ぼす影響についても検討を行った。同時に,当初平成24年度実施予定であった表面含浸材による表層品質の及ぼす影響についてもすでに検討を進めており,表面含浸材を用いたコンクリートの凍結融解環境における塩化物イオン浸透性についても明らかにしつつある。凍結融解環境下での塩化物イオン浸透性予測式の構築には,暴露条件を増やし,さらにデータを蓄積することが必要であるものの,一部先行して研究を進めるなど,概ね順調に研究は進められていると考える。平成23年度,凍結融解環境がコンクリートの塩化物イオン浸透性に及ぼす影響について,水セメント比の異なるコンクリートを用いて検討を行うとともに,凍結融解作用による表層劣化(スケーリング)の程度の違いが塩化物イオン浸透性に及ぼす影響について検討を行った。また,表面改質剤を用いたコンクリートについても同様に,凍結融解作用が及ぼす影響について一部検討を行った。

今年度,凍結融解環境の影響を含むコンクリート中への塩化物イオン浸透性予測のための式を提案するため,温度条件を変化させ,その影響の程度を明らかとする予定である。特に,コンクリートの凍害劣化に及ぼす凍結融解の影響として良く知られている,最低温度,凍結速度,凍結保持時間に焦点を当て,塩化物イオン浸透性に及ぼす暴露条件の影響を明らかとする予定である。今年度の研究の進め方について,暴露条件の設定変更等があるものの,塩化物イオン浸透性の検討は前年度の方策を引き続き実施する予定である。ただし,前年度の結果より推察される,凍結融解作用に伴う水分移動がコンクリート中への塩化物イオン浸透に及ぼす影響について,今年度検討を加えることを予定している。前年度同様,本実験を遂行するために必要となる研究施設・設備等は,凍結融解装置(スケーリング試験装置),水銀圧入式ポロシメータ,塩化物イオン濃度分布測定装置,その他各種計測機器等であり,これらの試験機器類は,すでに著者所属機関で整備済みである。よって,研究費の大部分は本研究を遂行するための消耗品となる。特に,塩化物イオン浸透試験のための塩化物イオンや,全塩化物イオン濃度測定のための種々の薬品類が主となる。また,凍結融解作用に伴うコンクリート表層・内部の劣化状況を検討するための水銀圧入による細孔構造分析用の水銀等(廃棄のための費用を含む)に用いる予定である。またこれらの研究成果を取りまとめ,関連学協会への論文投稿を行う予定であり,そのための投稿費・発表用旅費に充てる予定である。
黒瀬川帯から解く中期古生代パンサラサ西縁の地質進化

黒瀬川帯古期岩類に基づいた中期古生代パンサラサ西縁の沈み込み帯・島弧・付加体形成の解明のために,熊本県砥用地域のシルル系・デボン系から放散虫を主とした微化石の抽出とその系統分類学的研究・化石帯の設定およびそれらの対比による時代決定を行い,同帯の地史的な変遷を検討した.検出された5つの放散虫化石群集による時代決定の結果,上部シルル系では粗粒な凝灰質砕屑岩が卓越し,下部デボン系では凝灰質砕屑物の細粒タービダイトが発達することが明らかになり,当時,珪長質な凝灰質物質を大量に供給した火山弧近傍にあった堆積盆の,後期シルル紀の半ばから相対的に深海化していった変遷過程が捉えられた.黒瀬川帯古期岩類に基づいた中期古生代パンサラサ西縁の沈み込み帯・島弧・付加体形成の解明のために,熊本県砥用地域のシルル系・デボン系から放散虫を主とした微化石の抽出とその系統分類学的研究・化石帯の設定およびそれらの対比による時代決定を行い,同帯の地史的な変遷を検討した.検出された5つの放散虫化石群集による時代決定の結果,上部シルル系では粗粒な凝灰質砕屑岩が卓越し,下部デボン系では凝灰質砕屑物の細粒タービダイトが発達することが明らかになり,当時,珪長質な凝灰質物質を大量に供給した火山弧近傍にあった堆積盆の,後期シルル紀の半ばから相対的に深海化していった変遷過程が捉えられた.現在,巨大な大陸となっているアジアは中期古生代には大陸ブロックが分離した状態にあり,現在の大陸縫合帯や付加体にはこの時代の全球的な地史を解明する鍵となるパンサラサの情報が残されている.実際に最近,中期古生代の付加体が日本やモンゴルから見つかっており,中期古生代におけるパンサラサの実体が現実的に解明可能な課題となってきている.これに当たり,東アジア規模でみた上で検討が急務といえるのは黒瀬川帯である.九州中央山地西部に分布する同帯には,古期岩類としてシルル系デボン系整然層や,高圧型変成岩・堆積岩ブロックを含む蛇紋岩メランジュが存在する.前者はパンサラサ西縁の島弧近傍の堆積盆で形成されたと考えられており,後者には付加体が含まれている可能性が高い.従って,同帯古期岩類について岩相層序・放散虫生層序学的な検討を行えば,古生代中期のパンサラサ西縁の沈み込み帯-島弧近傍の地質現象について多くの新知見が得られよう.以上のような黒瀬川帯古期岩類に基づいた中期古生代パンサラサ西縁の沈み込み帯・島弧・付加体形成の解明のために,本年度は(1)九州中央山地西部の野外調査による地質記載,(2)放散虫を主とした微化石の抽出と同定・時代決定を行った.検討の結果,熊本県砥用地域のシルル系デボン系整然層(洞が岳層・祗園山層)の多数の地点より後期シルル紀および前期デボン紀の放散虫化石を得ることができた.これらは群集構成・保存状態から判断してシルル紀/デボン紀境界付近の化石帯設定に対し極めて重要な資料となることが確実である.洞が岳層から得られた後期シルル紀放散虫化石の一部については,その含有層の地質記載と群集内容を邦文論文として投稿し,受理された.現在,巨大な大陸となっているアジアは,中期古生代には大陸ブロックが分離した状態にあり,現在の大陸縫合帯や付加体にはこの時代の全球的な地史を解明する鍵となるパンサラサの情報が残されている.実際,中期古生代の付加体が日本やモンゴルから続々と報告されており,中期古生代におけるパンサラサの実体が解明可能な課題となってきた.これに当たり,東アジア規模でみた上で,検討が急務といえるのは黒瀬川帯である.九州中央山地西部に分布する同帯には,古期岩類としてシルル系デボン系整然層や高圧型変成岩・堆積岩ブロックを含む蛇紋岩メランジュが存在する.前者はパンサラサ西縁の島弧近傍の堆積盆で形成されたと考えられており,後者には付加体が含まれている可能性が高い.従って,同帯古期岩類について岩相層序・放散虫生層序学的な検討を行えば,古生代中期のパンサラサ西縁の沈み込み帯一島弧近傍の地質現象について多くの新知見が得られよう.以上のような黒瀬川帯古期岩類に基づいた中期古生代パンサラサ西縁の沈み込み帯・島弧・付加体形成の解明のために,本年度はシルル系・デボン系から放散虫を主とした微化石の抽出とその系統分類学的研究・化石帯の設定およびそれらの対比による時代決定を行い,同帯の地史的な変遷を検討した.その結果,上部シルル系では粗粒な凝灰質砕屑岩が卓越し,下部デボン系では凝灰質砕屑物の細粒タービダイトが発達することが明らかになり,当時,珪長質な凝灰質物質を大量に供給した火山弧近傍にあった堆積盆の,後期シルル紀の半ばから相対的に深海化していった変遷過程が捉えられた.また,熊本県砥用地域の洞が岳層(シルル系デボン系整然層)から得られた後期シルル紀放散虫化石の一部については,その含有層の地質と群集内容を記載した論文が出版された.同層のデボン紀放散虫化石についても,第10回放散虫研究集会で発表した.
iPS細胞による心筋細胞治療の基盤研究と疾患特異的iPS細胞を用いた心機能解析

1.我々が同定した73個のGATA4結合パートナーの中で転写伸長因子であるcyclin dependent kinase 9(Cdk9)に着目した。マウスES細胞を用いた心筋分化系においてCdk9はGATA4、RNA pol II、p300と複合体を形成し心筋特異的遺伝子の転写伸長反応に関与した。Cdk9によるp300リン酸化、活性化p300によるGATA4のアセチル化、アセチル化GATA4のDNA結合能の上昇が心筋分化を促進することが明らかとなった。次に多種マウスiPS細胞株とES細胞株を用いて、その心筋分化効率を比較し、心筋の初期分化に関わる重要な因子をスクリーニングし、さらにHDAC阻害剤トリコスタチンA(TSA)の心筋分化に与える影響を検討した。その結果、心筋分化初期においてOct3/4の発現レベルや核内HDAC4発現レベルが心筋の初期分化を制御する事が明らかとなった。またTSAはすべての細胞株で心筋分化を促進させた。そのメカニズムの一つとしてHDAC4を核外輸送しHDAC4による心筋特異的転写因子の抑制を解除することを明らかにした。2.ヒトiPS細胞については、Duchenne型筋ジストロフィー患者より5株、コントロールとして父親から3株、母親から2株のiPS細胞を作成した。作成方法は高橋、山中らが2007年のCellに発表した方法を用いた。いずれのiPS細胞株もマイトマイシンC処理したFeeder細胞状で未分化な形態を保持し、増殖培養が可能であった。また、qPCRを用いた結果ではいずれの細胞株においてもExogenous GeneのSilencingが見られた。現在これらのiPS細胞株に対して染色体異常の有無、未分化マーカーの発現レベル、in vitroでの三胚葉分化、in vivoでのテラトーマ形成について評価中である。これらの評価終了後に今後の研究使用に適した細胞株を選別し、マウスES細胞で行なったTSAを用いた心筋分化方法を試す予定である。QT延長症候群患者のiPS細胞については現在適した患者のリクルート中である。マウスES細胞を用いた心筋分化系においてCdk9はGATA4、RNA polII、p300と複合体を形成し心筋特異的遺伝子の転写伸長反応に関与した。現在これらのiPS細胞株に対して染色体異常の有無、未分化マーカーの発現レベル、in vitroでの三胚葉分化、in vivoでのテラトーマ形成についての評価が終了し、今後の研究使用に適した細胞株を選別し、マウスES細胞で行なったTSAを用いた心筋分化方法を試す予定である。

いずれのiPS細胞株もマイトマイシンC処理したFeeder細胞状で未分化な形態を保持し、増殖培養が可能であった。また、qPCRを用いた結果ではいずれの細胞株においてもExogenous GeneのSilencingが見られた。現在これらのiPS細胞株に対して染色体異常の有無、未分化マーカーの発現レベル、in vitroでの三胚葉分化、in vivoでのテラトーマ形成について評価中である。これらの評価終了後に今後の研究使用に適した細胞株を選別し、マウスES細胞で行なったTSAを用いた心筋分化方法を試す予定である。QT延長症候群患者のiPS細胞については現在適した患者のリクルート中である。
地上デジタルテレビジョン放送の移動体用高感度受信機の試作実験

本研究は、従来独立に行われてきた誤り訂正とダイバシチ受信の技術を融合させることにより、受信特性を向上させるダイバシチ復号方式に関するものである。この方式ではダイバシチ受信で得られた複数の情報を利用して,繰り返し誤り訂正を行うことで性能の向上を図っている。本報告は、この方式に基づいた受信回路を実現する手法とその特性評価について行われた一連の研究をまとめたものである。本研究は、当初実際に受信機を試作することを計画していたが、これには非常に高額な購入費用がかかることがわかり、実機試作を断念さぜるを得なくなった。そこで、むしろ本方式について、実際に近い装置条件で種々の環境下における特性を評価することが重要であると考え、ソフトウェアによって地上デジタルTV用受信機と伝送路を模擬することとし、これによってダイバシチ復号方式の種々の環境下における特性を評価することとした。本報告では、次の点について研究を行った。(1)OFDM方式のシンボル同期方式の検討、(2)レイリーフェージング環境下での特性評価、(3)マルチパス環境下での特性評価、(4)実際のデジタル地上テレビ放送で採用されているパンクチャド畳み込み符号を適用したときの特性評価、(5)ビタビアルゴリズム以外に簡易な復号方式としてMアルゴリズムを採用したときの特性評価、(6)等価低域受信機と伝送路の模擬するソフトウェアの開発。本研究では、当初の目的であるダイバシチ復号方式に基づく受信機の試作実験は遂行できなかったが、シミュレーションを通じてさまざまな状況での本方式の効果を確かめることができた。また、本方式の概念は、地上デジタルテレビジョンやOFDM方式だけでなく、種々の移動体通信に適用可能と考えられるので、今後は復号課程を簡易化すると共に、さらに効果を高める手法を開発し、機会があればハードウェアを試作して、実験的に効果を確かめたいと考えている。地上デジタルテレビジョン放送波を移動体環境下で高感度受信を可能とする受信機の試作実験のため、本年度は信頼度荷重機能を有する符号化率可変畳み込み符号用復号器の基本設計を行った。まず、C言語を用い、各サブキャリヤがQPSK変調されている場合についてプログラムを作成し、計算機シミュレーションによって特性を評価した。期待通りの特性が得られることを確認し、その結果を国際会議で発表した。またこれと並行して、OFDM信号のシンボル同期方式について検討を加えた、上記計算機シミュレーション結果を踏まえ、ハードウェア試作を目指して各サブキャリヤが64QAM変調されている場合についての基本設計をMATLAB言語を用いて行った。地上デジタルテレビジョン放送信号および一般のOFDM信号を柔軟に発生できる任意波形発生器を購入し、これを用いてハードウェアの設計を行おうとしているが、そのために多点数の高速フーリエ変換(FFT)器が必要であり、その高額性(地上デジタルテレビジョン放送におけるFFT点数は6000近くあって各メーカーで試作段階にあり、非常に高額である)に苦慮している。そこで、サブキャリア数を実際より減らして、前記任意波形発生器からの信号を計算機に取り込んで、ソフトウェアによる高速信号処理によって設計調整を行うことにした。以上の研究活動以外に東海地区における地上デジタルテレビジョン放送実験グルーブに参加して、地上デジタルテレビジョン信号取り扱いの経験を深めている。地上デジタルテレビジョン放送波を移動体環境下で高感度受信を可能とする受信機の試作実験のため、昨年度行ったダイバシチによる信頼度荷重機能を有する符号化率可変畳み込み符号用復号器の基本設計に基づき、本年度は、地上デジタルテレビジョン放送に用いられているパンクチャド符号化による高符号化率畳み込み符号とその復号方式について検討を進め、この方式の特性をMATLAB言語を用いた計算機シミュレーションによって評価した。その結果、期待通りの特性が得られることを確認し、その成果を国際会議で発表した。

ただ、この場合、畳み込み符号の復号に用いているビタビ復号では、その復号過程が複雑で時間がかかり、復号の繰り返し回数を大きくすることができず、その結果として特性劣化を生じる可能性があることがわかったので、復号を簡易化して復号時間を短縮することの検討を開始した。またこれと並行して、試作受信機のハードウェアの設計を進めているが、多点数の高速フーリエ変換(FFT)器が非常に高額であり、これに対処するため、地上デジタルテレビジョン放送信号を発生できる任意波形発生器と高速計算機を用いて、リアルタイムでない形で受信することによって、実際の地上デジタルテレビジョン放送波に対する特性評価を行うことにしている。その一方で、規模を縮小してFPGAによるハードウェア試作を行い、リアルタイムでの実測を行うことも考えて、そのための準備を行った。さらに、従来から検討を進めてきたOFDM信号のシンボル同期方式について国際会議で発表すると共に、電子情報通信学会論文誌に発表した。地上デジタルテレビジョン放送波を移動体環境下で高感度受信を可能とする受信機の試作実験のため、平成13年度と14年度に研究してきたことに基づき、本年度は、実現上問題となる点に焦点を当てて検討をおこなった。まず、畳み込み符号の復号に用いているビタビ復号では時間が長くかかり、復号の繰り返し回数を多くとることができず。結果として特性劣化を生じる可能性がある。このことを考慮して、復号を簡易化して復号時間を短縮することを検討した。簡易復号方式として、Mアルゴリズムによる方式を採用し、シミュレーションにより評価した。その結果、同じ復号時間でビタビ復号よりもMアルゴリズムによる方式の方が良い特性が得られることがわかり、その結果を電子情報通信学会の関連研究会で発表した。上記と平行して、試作受信機のハードウェア化について検討してきたが、実験用多点数高速フーリエ変換器をハードウェアで実現することが高額で、どのように工夫しても実現不可能であることがわかり、高速PCによってソフト的に実現せざるを得なくなった。そこで、実際の地上デジタルテレビジョン放送信号の仕様に則ったパラメータを持つ受信機を高速PC上に作り、それと同時にマルチパス伝搬路を模擬するソフトも開発実装した。これらのシステムを使い、サブキャリヤ数が5617で各サブキャリヤが64QAM変調されている場合について、マルチパスフェージング環境下での提案ダイバシチ復号方式の特性を評価した。その結果、マルチパスフェージング環境下でも、提案方式の顕著な特性改善効果が得られることがわかり、その結果を国際会議と電子情報通信学会の関連研究会で発表した。
サイバーフィジカルシステムとの統合で形式知化する次世代スマートハンドリングの革新

本研究は、ヒト細胞等の機能分析に有効なハンドリング技術の暗黙知を形式知として確立するものである。研究シーズであるレーザー光圧を用いた非接触運動制御技術・画像処理による有用物質計測技術を連携したハンドリング技術において、膨大な操作ノウハウ等の情報をサイバー空間の強力なデジタル解析で結びつけ数値化し、定量的に分析するサイバーフィジカルシステム(CPS)と融合する。従来は人でしか対応できなかった高度化・複合化した最先端の機能分析技術を自動化する。
運動制御における脳の適応的可塑性

森をネコを用いて筋トーヌスの制御に関与する脳幹・脊髄神経機構の中でも、とくにその抑制系の微細構築を脳幹からアルファ運動細胞のレベルまで解明し、その機構が機能的には非相反抑制機構あるいは全般的抑制機構として作動しているという新しい考え方を提出した。佐々木は随意運動の中枢機序解明のためニホンザルにgo/nogoの反応時間運動を学習させ、nogo刺激でサルが運動をしないときに前頭連合野の主溝背側壁と同野の吻側腹側端で特異的なフィールド電位を記録することに成功した。そしてこの電位と運動執行の抑圧との関連を考察した。有働はネコの定位歩行にさいしてて異質網様部のニョーロン活動が重要な役割を果すこと、また一側の黒質網様部を破壊後にみられる歩行運動の代償に、線条体・黒質網様部におけるシナプス伝達が、可塑的に変化することを明らかにした。丹治は補足運動野のニューロン活動は運動の手順が内的にストアされた情報に基づいて行われた際に強く活動すること、これに反して運動前野のニューロンは視覚情報に誘導された連続動作に伴って活動することなどを明らかにした。真野は小脳皮質からの唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞は、個々の筋の活動を制御しているのではなく、主動筋および拮抗筋を統合して運動の動的要素を制御していること、複雑スパイク単純スパイクが担っている運動の司令を効果的に小脳核へ伝達していることを解明した。彦坂は尾状核ニューロンの発射特性を詳細に解析し、眼球運動(サッケード)、光刺激、音刺激、注視、報酬さらに期待や予測などに関係を尾状核内で再構成した。
グローバル・ガバナンスの変容と国家政策の政治経済分析

本研究の最終年度にあたる2017年度は、本研究の重要な成果で、前年度にあたる2017年3月に公刊した英語での編著書「Games of Conflict and Cooperation in Asia」(シュプリンガー社)に盛り込まれた研究を、より一層発展するかたちで行われた。同編著書は、初年度の2014年度から2016年度までに研究組織が蓄積した単著および共著の英語論文、合計11部をまとめたものであった。同書では、アジアにおいて域内諸国の多様性から域内のみで政策協調を確保することは難しいため、域外の国々やグローバル制度と連携することが地域協調の実践的な工夫となっている点を勘案して、地域ガバナンスとグローバル・ガバナンスとの制度的連携を、安全保障、貿易、通貨・金融という政策領域について分析した。この成果を踏み台にして、最終年度の研究は、前年度までに作成した分析モデルを修正し、仮説検証を実施して本研究の問いであるガバナンス変容の原因・効果の特定化を図った。これらの研究結果をもとにして、新たな論文や著書を作成し、研究発表の欄に記したように、学術誌論文4件、学会報告6件、著書2件という成果を上げた。これらの成果を含めた本研究の成果全体が、新たな研究計画の構想の下地となり、2018年度の日本学術振興会科学研究補助金基盤研究(A)「国際制度の衰微と再生の政治経済分析」(代表:鈴木基史)の採択に結実した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究計画は、ガバナンスの形成にはガバナンス制度の受容と遵守が国家の利益に対して合理的、または国家の認識に対して適切となっている自己拘束的な制度によるものであるという前提に立ち、ガバナンスの制度と態様だけでなく、制度に変化が生じた際の原因と影響を解析することを目指すものである。平成26年度の主研究課題は以下の2点であった。1情報収集国際関係学者が主体となって、主要国の政府高官の政策目的や認識に関する情報を公開外交文書や二次資料を手掛かりに収集する。同時に、ガバナンスの制度を記す条約・協定の内容の変数化および関係国の経済・軍事力等を示す統計データの収集・整理を行う。2国際発信本研究計画の前身の科研研究の成果である鈴木・岡田編著『国際紛争と協調のゲーム』に対して、国際発信に相応しいように内容を調整・拡張・英訳し、その成果をSpringer社から公刊する。1について鈴木は、『国際政治』(平成27年)に公刊予定の論文で、日本政府の閣僚の国会演説の内容分析とゲーム理論分析によって、国際制度受容の国内政治過程について考察を行った。2については、全体10章のうち7章は最終稿が提出され、英語校正も行った。残る3章の作成作業は次年度に持ち越される。また、研究計画の趣旨に則って、石黒は日本国際政治学会の報告論文で、2レベルゲーム分析法によって日本の重要課題となっている環太平洋経済連携協定(TPP)を受容する条件とである農政改革の政治過程を分析した。その他、研究組織は、平成26年度中、4論文を公刊し、国内外の学会で6論文報告を行った。また、平成27年3月7日には、科研基盤(A)「ゲーム理論の新展開:協力メカニズムの解明」(代表:岡田章一橋大学大学院経済学研究科教授)との共催で、ゲーム理論ワークショップの中で国際関係セッションを開催し、分担者・連携研究者3名が研究報告を行った。平成27年度の研究計画は、研究組織の国際関係学者と経済学者が協力して分析に用いられる政治学・経済学的モデルを構築して同モデルの解析作業を進め、経験的検証に用いられる仮説を導出した。その後、両学問領域の研究者によって構築された分析モデルと仮説に関する活発な共同作業が行われた。モデルは、どの程度の現実対応性があるか、どの程度の汎用性があるのかなどについて幅広く、丹念に議論した。その成果のひとつとして、日本国際政治学会機関誌『国際政治』181号に、分担者の飯田敬輔教授のとりまとめによる合理的選択の特集が企画された。同特集では、本科研組織の代表、鈴木基史、分担者の石黒馨教授、岩波由香里准教授がそれぞれ研究成果として作成した論文を寄稿した。その他、後述するように、研究代表者および分担者は、英語による単著一冊を公刊、国内外の学術誌に合わせて10本の論文を公刊、国内外の学会で7本の研究報告を行った。最後に、研究計画で予定している研究成果の国際発信としての英語編著書の準備も順調に進み、平成28年度中に公刊できるところまできている。当初予定していた研究は順調に推移し、部分的成果も論文として公刊されている。本研究の初年度の平成26年度から28年度までに研究組織の代表者・分担者が研究成果の一部として作成した単著および共著の英語論文、合計11部をまとめ、平成29年3月に、シュプリンガー社から、Games of Conflict and Cooperation in Asiaという題目の編著書を紙媒体と電子ブックという2形態で公刊した。同社専門委員の編集アドバイスを参照に、研究組織の合議として同書の地域的射程をアジアに限った。ただし、本編著書では、グローバル・ガバナンスを基調にして分析枠組みを構築しており、本科研計画の基本路線からの変更はない。アジアにおいては、その政治的・経済的な多様性から域内のみで政策協調を確保することは難しいため、域外の国々やグローバル制度と連携することが協調の実践的工夫となっている。

この点を勘案して本編著書では、地域ガバナンスとグローバル・ガバナンスとの連携の制度とその有効性を、安全保障、貿易、通貨・金融という政策領域について分析した。そのほか、研究組織はグローバル・ガバナンス自体に関わる分析を当初の研究計画にしたがって着実に実施した。とりわけ、前年度に作成した分析モデルをデータ解析にかけ、仮説検証、検証の結果の評価、齟齬があった場合の理論モデルの修正を手掛け、研究の問いであるガバナンス変容の原因を特定し、変容の効果を解析した。これらの検証結果によって、最終年度の平成29年度には新たな論文の作成に着手できる状況が整った。最後に、平成26・27年度と違い、今年度は国際学会での研究報告はなかった。その理由として、本研究の成果報告に相応しい米国国際関係学会(ISA)が日本の大学の入試日程と重なったことが挙げられる。上記の研究実績の概要で記したように、今年度、本研究計画の成果の一部である英語の編著書Games of Conflict and Cooperation in Asiaを公刊することができた。この編著書は、研究計画通り、1名を除いた研究組織の全員が一致団結して研究を行い、その成果をまとめるという共同研究の典型である。研究計画では、基本理論の提示、それに基づいた分析モデルの構築、ゲーム理論による仮説の演繹、質的・量的データを用いた仮説検証、結果の評価という社会科学の手順を着実に踏んでいる。その一方で、最終年度に当たる平成29年度に向けて新たな成果を創出できる分析結果や課題(下記の今後の研究の推進方策を参照)を得ており、研究の進捗があったと評価できる。本研究の最終年度にあたる2017年度は、本研究の重要な成果で、前年度にあたる2017年3月に公刊した英語での編著書「Games of Conflict and Cooperation in Asia」(シュプリンガー社)に盛り込まれた研究を、より一層発展するかたちで行われた。同編著書は、初年度の2014年度から2016年度までに研究組織が蓄積した単著および共著の英語論文、合計11部をまとめたものであった。同書では、アジアにおいて域内諸国の多様性から域内のみで政策協調を確保することは難しいため、域外の国々やグローバル制度と連携することが地域協調の実践的な工夫となっている点を勘案して、地域ガバナンスとグローバル・ガバナンスとの制度的連携を、安全保障、貿易、通貨・金融という政策領域について分析した。この成果を踏み台にして、最終年度の研究は、前年度までに作成した分析モデルを修正し、仮説検証を実施して本研究の問いであるガバナンス変容の原因・効果の特定化を図った。これらの研究結果をもとにして、新たな論文や著書を作成し、研究発表の欄に記したように、学術誌論文4件、学会報告6件、著書2件という成果を上げた。これらの成果を含めた本研究の成果全体が、新たな研究計画の構想の下地となり、2018年度の日本学術振興会科学研究補助金基盤研究(A)「国際制度の衰微と再生の政治経済分析」(代表:鈴木基史)の採択に結実した。研究実績の概要で記した平成26年度の主研究課題の執行はほぼ順調に進んでいる。
骨破壊性悪性腫瘍のもたらす骨髄酸性環境を標的とした骨痛緩和法の開発

腫瘍の進展・骨転移に伴う骨痛は、高頻度で発生する癌性疼痛であり患者に耐え難い苦痛を与える。本申請では、骨破壊性悪性腫瘍の骨髄病変部が酸性環境であることに着目し、骨破壊性悪性腫瘍における骨痛誘発の分子メカニズムの一端の解明と骨痛治療戦略を新たに開発することを目的に以下の検討を行った。ヒト骨髄腫細胞株をマウスの脛骨骨髄に移植すると腫瘍は溶骨性に増大した。腫瘍の増大に並行して骨髄腫移植脛骨骨髄内での知覚神経の増生、知覚神経細胞体である後根神経節においてpERKおよびpCREB発現上昇による神経興奮の増加、ならびに機械的知覚過敏および熱性痛覚過敏を指標とする骨痛の進行を認めた。またマウスへのpH感受性蛍光色素アクリジンオレンジ投与により骨髄腫細胞を移植した脛骨内環境は酸性であることが示された。骨を破壊する破骨細胞はa3V-ATPaseを介してH+を放出するが、骨髄腫細胞もa3V-ATPaseを発現しH+放出により細胞外環境のpHを低下させた。骨髄腫患者から分離したCD138+細胞もa3V-ATPaseを発現していたが、CD138-細胞には発現は見られなかった。腫瘍環境の酸性化を阻害するV-ATPase選択的阻害薬バフィロマイシンA1は知覚神経の増生、興奮および骨痛を抑制した。破骨細胞の特異的阻害薬ゾレドロン酸も骨痛を抑制したが、患者の場合と同様に骨髄腫骨病変の進行に伴い骨痛緩和効果は失われた。しかしBafA1の追加投与により骨髄腫細胞のATPaseからのH+産出を阻害すると骨痛は再び抑制された。本研究の結果から、骨髄腫の骨痛誘発には破骨細胞と骨髄腫細胞が造りあげる酸性環境が重要な役割を果たすことが明らかとなった。破骨細胞やMM細胞からのH+放出に関与するV-ATPaseの制御が骨痛に対する新たな治療アプローチとなりうることが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
部材の硬化及び劣化特性が建築鋼骨組の崩壊挙動とその発生限界に及ぼす影響の解明

下記の項目について研究を行い,ほぼ当初の計画通りの実績を達成した。(1)完全弾塑性材料で構成される梁降伏型平面骨組の地震時動的崩壊挙動について数値解析を行い、下層部の特定の領域に変形が集中する動的崩壊形式を見出した。変形が集中する領域の高さを理論的に予測する方法を提示し、それが数値解析結果と定量的にも良好な対応があることを示した。下層部に変形が集中する現象が、これまでに理論的に予測されている静的載荷時に現れる弓形変形モードの発生現象と同種類の現象であることを明らかにした。(2)負勾配を持つバイリニア型劣化特性を示す部材で構成される梁降伏型骨組モデルの崩壊過程において変形が集中する領域を理論的に予測する方法を示した。数値応答解析を行い予測法の妥当性を検証し、崩壊挙動の特性を明らかにした。劣化勾配が大きいほど変形集中領域は縮小し、崩壊の進行は速くなる。(3)動的崩壊過程における弓形変形モードの発生を抑止する条件を提示した。さらに,弓形変形モード発生を抑止した場合においてもドリフトスウェイモード振動中心のドリフトが生じるため,より高い安全性を確保することを目的としてドリフト発生抑止条件を提示した。数値解析により,これらの抑止条件が妥当であることを検証した。(4)限界の理論予測解と実験結果とを定量的に比較することにより,限界理論を精確に検証した。実験では,小型平面骨組に対し静的および動的繰返し載荷実験を行い,弓形変形モードの発生についての理論予測の精度を確認するとともに,載荷条件の違いが崩壊挙動に及ぼす影響を明らかにした。スウェイモード振動中心のドリフト発生限界についても検証した。(5)脆性破壊を伴う鋼構造骨組の地震応答を追跡できる応答解析プログラムを開発し,応答特性を明らかにした。変形応答だけでなく,エネルギー応答にも着目し,破断発生により耐震性能がどの程度低下するかを明らかにした。破断しない場合には,塑性ヒンジが骨組全体で形成され変形が一様化される骨組においても,破談が生じる場合には一部の数層に偏って破断が生じるためそれらの層に変形が集中する。下記の項目について研究を実施し、ほぼ当初の計画どおりの実績を達成した。(1)部材硬化特性を考慮した限界理論解析プログラムの作成完全塑性部材で構成された平面骨組に対する限界理論の歪硬化部材骨組への拡張は既に完成していた。この拡張理論をベースに、任意の形状を持つ骨組の対称限界及び定常状態限界を求めることができる有限要素法解析プログラムを作成した。(2)部材劣化特性を扱える限界理論の構築骨組の限界理論を部材劣化特性を扱えるように拡張するため、応力とひずみの負剛性域における定常状態変化率関係を定式化した。この構成式を組み込んで、(1)で作成した限界状態解析プログラムを改修した。(3)限界理論解の検証と限界後の崩壊挙動性状の解明既に開発済みの複合非線形履歴挙動解析プログラムを部材劣化特性が扱えるように改修した。これを用いて静的繰り返し水平載荷を受ける多層骨組の履歴挙動を解析し、(1)及び(2)の限界理論解析結果の妥当性を検証した。(4)骨組の繰り返し載荷実験の準備梁降伏型多層骨組模型の静的及び動的繰り返し載荷実験の装置を設計、試作した。

塑性曲げ変形特性が望ましいものとなるよう、試行錯誤によって梁端部の加工形状を決定し、骨組試験体を設計、製作した。2体について、予備載荷実験を実施し、実験装置の調整を完了した。(5)梁硬化特性の崩壊挙動抑制作用の解明(3)で作成した履歴挙動解析プログラムをもとに、動的挙動解析プログラムを作成した。これを用いてパラメトリック解析を行ない、限界理論から求めた結果との対応関係を明らかにした。この成果を基に、次年度は崩壊挙動抑制法の提案に向けて研究を展開する予定である。下記の項目について研究を実施し,ほぼ当初の計画通りの実績を達成した。1.複合非線形動的挙動を材料が劣化挙動を呈する領域まで追跡できる数値解析プログラムを開発した。このプログラムを用いて,部材が劣化挙動を呈する梁降伏型骨組の地震応答解析を行いその崩壊挙動特性を明らかにした。2.梁降伏型骨組の静的及び動的崩壊挙動実験を振動台を用いて行った。供試体頂部に配置する質点質量,振動台の振幅および周波数を変化させ,それぞれが崩壊挙動に及ぼす影響を調べた。動的載荷を行う場合,載荷条件により骨組応答は次の3種類に分けられる。(1)正負2方向の累積塑性変形量が均等で,振動の中心がドリフトしない。(2)正負のいずれかの方向に塑性変形が偏り,その方向に振動の中心がドリフトする。(3)一方向に振動中心のドリフトが生じるとともに,全層に渡る弓形モードが発生する。3.対称限界理論により予測される弓形変形モードの発生条件は静的載荷時の挙動に対するものであるが,項目1で開発した数値解析プログラムによりシミュレートした結果,動的載荷時にも精度よく対応することが示された。また,項目2で行った振動台実験においても限界理論が精度よく弓形発生を予測することを確認した。さらに,応答中に頂点水平剛性が常に正を保てば,一方向への振動中心のドリフトが生じないことを数値解析および振動台実験により示した。4.梁部材が劣化挙動を呈する梁降伏型骨組では,下層部に生じる変形集中の発生領域が,劣化挙動を呈さない骨組に比べて小さくなり,崩壊の進行が早くなることを数値解析により明らかにした。