hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性分子集合ナノ空間としてのキャビタンドカプセルの構築と応用

(1)柔軟な長鎖スペーサーを有するダンベル型ピリジルキャビタンドとダンベル型フェノールキャビタンドは、水素結合ヘテロキャビタンドカプセルを連結部位として、超分子ポリマーを形成せず、超分子大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を形成することを見出した。(2)動的ホウ酸エステル結合キャビタンドカプセルが光機能性BPEA分子を包接してナノ保護容器として機能すること、また、キラル化した本カプセルがプロキラルゲストを包接してジアステレオ包接選択性を発現することを見出した。(3)デンドロン-アゾベンゼン側鎖を有するカリックス[4]レゾルシンアレーンの分子集合6量体カプセル化と光応答性を見出した。分子自己集合に基づくキャビタンドカプセルの研究テーマとして、(1)水素結合に基づくヘテロカプセルの超分子カプセルポリマーへの展開、(2)キャビティー拡張動的ホウ酸エステル結合カプセルの構築とナノ保護容器、(3)水素結合に基づく光応答性分子集合カプセルの構築と開閉制御、の3つを設定している。平成25年度は、テーマ1とテーマ2について、研究を行った。テーマ1:各種スペーサーを有するダンベル型ピリジルキャビタンドとダンベル型フェノールキャビタンド(モノマーユニット)の合成を達成した。興味深いことに、(CH2)11-O-C6H4-CC-CC-C6H4-O-(CH2)11をスペーサーとして用いた場合には、超分子カプセルポリマーを形成せず、ゲスト包接水素結合ヘテロカプセルをコネクターとする大環状二量体を定量的に形成することがわかった。これは、環状主鎖の原子数が108員環の超分子ジャイアントリングである。速度論支配の共有結合生成ではこのようなジャイアントリングを定量的に合成することは不可能であり、この結果は熱力学支配の超分子科学(分子集合体化学)の成せる業である。テーマ2:テトラホウ酸キャビタンドとビス(カテコール)エタンから成る動的ホウ酸エステル結合カプセルは、ゲストとして2,6-ジアセトキシ-9,10-ビス[4-(4-ジデシルアミノフェニルエチニル)フェニルエチニル]アントラセンを定量的に包接すること、この包接体はフリーゲストに比べ、光酸化耐性が約6倍、二光子吸収特性が約2倍増加することが分かった。また、キャビティー拡張型カプセルとしてテトラホウ酸キャビタンドとビス(カテコール)ブタンから成る動的ホウ酸エステル結合カプセルの構築に成功し、この拡張カプセルは、ジアリールアセチレン系、ターフェニル系、テトラセン系ゲスト分子を包接できることがわかった。分子自己集合に基づくキャビタンドカプセルの研究テーマとして、(1)水素結合に基づくヘテロカプセルの超分子カプセルポリマーと超分子ジャイアントリングへの展開、(2)動的ホウ酸エステル結合カプセル、(3)水素結合に基づく光応答性分子集合カプセルの構築と開閉制御、の3つの研究を行った。テーマ1:昨年度、(CH2)11-O-C6H4-CC-CC-C6H4-O-(CH2)11をスペーサーに有するダンベル型ピリジルキャビタンドとフェノールキャビタンドが、ゲスト包接水素結合ヘテロカプセルをコネクターとして、超分子カプセルポリマーを形成せず、大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を定量的に形成することを見出した。今年度、新たにポリエチレングリコール鎖(平均42量体)をスペーサーに有するダンベル型ピリジルキャビタンドとフェノールキャビタンドを合成し、これも超分子ジャイアントリングを定量的に形成することがわかった(環状主鎖の原子数は362員環)。速度論支配の共有結合生成ではこのようなジャイアントリングを定量的に合成することは不可能であり、この結果は熱力学支配の超分子化学の成せる業である。テーマ2:キラルな(2R,3R)-2,3-ビス(カテコール)ブタンを合成し、テトラホウ酸キャビタンドとこのキラルなビス(カテコール)エタンから成るキラルな動的ホウ酸エステル結合カプセルの構築に成功した。テーマ3:光応答性分子集合カプセルのユニットとなるテトラキス(p-カルボキシフェニルアゾ)カリックス[4]アレーンおよびテトラキス(p-ヒドロキシフェニルアゾ)カリックス[4]アレーンの合成を達成し、これらアゾカリックスがテトラ(p-ピリジル)キャビタンドと水素結合カプセルを形成することを見出した。しかし、4点水素結合による安定化ゆえに、アゾ基部分のトランス→シス光異性化が阻まれることがわかった。テーマ1:昨年度、柔軟な長鎖スペーサーを有するダンベル型ピリジルキャビタンドとフェノールキャビタンドが、ゲスト包接水素結合ヘテロカプセルをコネクターとして、超分子カプセルポリマーを形成せず、予想に反して、大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を定量的に形成することを見出した。今年度、種々のスペーサーを有するダンベル型ゲスト分子を合成した。そして、ダンベル型ピリジルキャビタンドとダンベル型フェノールキャビタンドから成る超分子ジャイアントリングのヘテロカプセル部位に、ダンベル型ゲストのゲスト部位を包接させることによって、ダンベル型ゲストをリンカーとし、超分子ジャイアントリングをモノマーとする超分子カプセルポリマーが生成することを見出した。

テーマ2:昨年度、テトラホウ酸キャビタンドとキラルな(2R,3R)-2,3-ビス(カテコール)ブタンから成る動的ホウ酸エステル結合カプセルの構築に成功した。今年度、このキラルな動的ホウ酸エステル結合カプセルに対して、プロキラルなゲスト分子を包接させる事に成功し、包接ゲストの配座固定により、ジアステレオ包接選択性(包接キラリティー誘導)を発現することを見出した。テーマ3:デンドロン-アゾベンゼン側鎖を有するカリックス[4]レゾルシンアレーンの合成を達成し、水素結合に基づく分子集合6量体カプセル化とゲスト包接、ならびに、アゾベンゼン部位のtrans-cis光異性化による側鎖間の立体反発に基づく分子集合カプセルの不安定化とそれに連動するゲスト分子の放出を見出した。(1)柔軟な長鎖スペーサーを有するダンベル型ピリジルキャビタンドとダンベル型フェノールキャビタンドは、水素結合ヘテロキャビタンドカプセルを連結部位として、超分子ポリマーを形成せず、超分子大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を形成することを見出した。(2)動的ホウ酸エステル結合キャビタンドカプセルが光機能性BPEA分子を包接してナノ保護容器として機能すること、また、キラル化した本カプセルがプロキラルゲストを包接してジアステレオ包接選択性を発現することを見出した。(3)デンドロン-アゾベンゼン側鎖を有するカリックス[4]レゾルシンアレーンの分子集合6量体カプセル化と光応答性を見出した。テーマ1:当初計画どおり、ポリエチレングリコール鎖(平均42量体)をスペーサーに有するダンベル型ピリジルキャビタンドとダンベル型フェノールキャビタンド(モノマーユニット)の合成を達成した。そして、この非常に長いスペーサーを用いた場合でも、ゲスト包接水素結合ヘテロカプセルをコネクターとする大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を定量的に形成することがわかったことは大きな成果である。この場合、環状主鎖の原子数は362員環に達した。通常の共有結合生成ではこのようなジャイアントリングを定量的に合成することは不可能であり、この結果は、熱力学支配の超分子化学の成せる業であり、「発散的会合と収束的会合のどちらも考え得る柔軟なスペーサーをもつ会合ユニットにおいて、強力な分子間相互作用をもつ会合系では、無理のない最小の数から構成される環状収束的会合体、即ち、超分子ジャイアントリングを形成する」という超分子化学および有機化学における普遍的な新しい原理を提唱するに至った。テーマ2:当初計画どおり、新規でキラルな(2R,3R)-2,3-ビス(カテコール)ブタンを合成し、テトラホウ酸キャビタンドとこのキラルなビス(カテコール)エタンから成るキラルな動的ホウ酸エステル結合カプセルの構築に成功した。テーマ3:当初計画どおり、テトラキス(p-カルボキシフェニルアゾ)カリックス[4]アレーンおよびテトラキス(p-ヒドロキシフェニルアゾ)カリックス[4]アレーンの合成を達成し、これらアゾカリックスがテトラ(p-ピリジル)キャビタンドと水素結合カプセルを形成することを見出した。27年度が最終年度であるため、記入しない。
柔軟関節を利用した物理的な人間-ロボット間インタラクションの実現

本年度は,52自由度の空気圧駆動ヒューマノイドロボットを用いて現在までに実現した人間-ロボット間の物理的インタラクションにおいて,人間の物理的な補助を利用する運動学習手法の提案した.この研究では,物理的インタラクション中に人間から加わる力によって変化したロボットの動作を観測し,各運動動状態でその動作を最も良く表現する運動指令を学習する.加えて,学習された運動モデルを利用して次回以降の物理的インタラクションを行うことで,ロボットの動作が変化し,人間の動作の変化も生じるため,物理的インタラクション全体が変化し,結果として次回に学習される運動モデルと今回使用している運動モデルとの間に差が生まれる.提案手法は,各学習過程の中で生じるこの運動モデルの差を利用してロボットの運動を改善する手法である.この物理的インタラクションを利用した運動学習は,従来のロボットの運動学習における新たな視点と言え,研究意義,重要性に富む.国際会議IEEE RO-MAN2009において行った研究発表では,これらの研究意義や重要性,新規性が認められ,CoTeSysCognitive Human-Robot Interaction Best Paper Awardを受賞した.また,この研究は当初の計画にある柔軟関節ロボットの開発において,注目すべき要素を明らかにし,開発を円滑に行うために不可欠であり,本研究全体においても非常に重要であったと言える.この研究は,追加学習手法の提案で既に協力しているフライベルグ大学(ドイツ)との共同研究として行われ,最終的に追加学習と物理的インタラクション学習を組み合わせ,人間との物理的なやり取りの中からロボットが運動を学習するシステムの構築を目指す上で非常に有意義であったと言える.本年度は,52自由度の空気圧駆動ヒューマノイドロボットを用いて現在までに実現した人間-ロボット間の物理的インタラクションにおいて,人間の物理的な補助を利用する運動学習手法の提案した.この研究では,物理的インタラクション中に人間から加わる力によって変化したロボットの動作を観測し,各運動動状態でその動作を最も良く表現する運動指令を学習する.加えて,学習された運動モデルを利用して次回以降の物理的インタラクションを行うことで,ロボットの動作が変化し,人間の動作の変化も生じるため,物理的インタラクション全体が変化し,結果として次回に学習される運動モデルと今回使用している運動モデルとの間に差が生まれる.提案手法は,各学習過程の中で生じるこの運動モデルの差を利用してロボットの運動を改善する手法である.この物理的インタラクションを利用した運動学習は,従来のロボットの運動学習における新たな視点と言え,研究意義,重要性に富む.国際会議IEEE RO-MAN2009において行った研究発表では,これらの研究意義や重要性,新規性が認められ,CoTeSysCognitive Human-Robot Interaction Best Paper Awardを受賞した.また,この研究は当初の計画にある柔軟関節ロボットの開発において,注目すべき要素を明らかにし,開発を円滑に行うために不可欠であり,本研究全体においても非常に重要であったと言える.この研究は,追加学習手法の提案で既に協力しているフライベルグ大学(ドイツ)との共同研究として行われ,最終的に追加学習と物理的インタラクション学習を組み合わせ,人間との物理的なやり取りの中からロボットが運動を学習するシステムの構築を目指す上で非常に有意義であったと言える.
大正・昭和期の服飾に関する記述データの保存と生活文化史的解析-新聞・雑誌・文芸-

本学の服飾文化研究室には、明治・大正・昭和期(昭和37年頃まで)の主に新聞・雑誌から抽出した服飾に関わる記事が手書き原稿で約3万枚現存する。それらの教育・研究への有効活用を実現する目的で、電子化による保存とデータベース検索システムの構築を推進した。今回は、大正・昭和期(昭和27年頃まで)の記述・画像データをサーバ機器のファイルシステム上に格納し、キーワード検索機能の運用体制を整備した。同時に服飾を視点とした生活文化史的な解析方法を検討した。(1)目的:昭和女子大学の服飾文化研究室では、明治、大正、昭和期の主として新聞・雑誌に記された服飾に関わる記事が、昭和40年代までに手書き原稿で収集されていた。それらは、挿絵・写真などを含み、暫定的に原稿用紙2万8千枚が現存する。これまでに、近代服飾史の資料集成刊行を目的に分類整理が進められ、研究に活用される機会はあったが、その価値を充分に発揮させることができない現状であった。遺品作例の伝世し難い服飾文化史研究においては、時代の世相を反映した新聞、雑誌、文学における記述は重要であり、その適切な保管と活用が望まれる。本研究は、それらの記述データを電子化し、データベースシステムを構築することにより、適切な保管のもと、教育研究における多様かつ有効活用の推進を目的とする。なお本研究課題の対象は、大正・昭和期としている。(2)方法:記述資料及び画像の入力及び、データベースシステム構築のため、専門知識と専門技術の提供を得て、データの電子化とサーバ機器を介した検索機能の運用体制をつくる。同時に、記述資料データを用い、連携研究者とともに服飾文化の視点から、大正・昭和期の生活文化変容の様相を観察し、具体的に検索機能を活用した解析法を検討する。1.目的:昭和女子大学の服飾文化研究室には、明治、大正、昭和期の主として新聞・雑誌に記された服飾文化に関わる記事が手書き原稿で収集、蓄積されてきた。それらは、挿絵・写真等を含み、暫定的に原稿用紙約2万8千余枚が現存する。これまで近代服飾史の資料集成刊行を目的に分類整理が進められ、研究に活用される機会はあったが、その価値を充分に発揮させることが出来ない現状であった。遺品の伝世し難い服飾史研究においては、時代の世相を反映した新聞、雑誌、文学における記述は重要であり、適切な保管と活用が望まれる。それらの資料的価値を発揮させ、多様かつ有効に活用するため、記述をデータベースに格納し、研究への運用推進を目的とする。本研究課題では、大正・昭和期の記述資料を扱う。2.平成18年度実績概要:データベースシステム構築の環境整備と原稿用紙約3000枚分の記述の電子データ化を推進した。データベースシステム構築及び運用のための環境整備は以下の通りである。1)服飾文化研究室にサーバ機器を設置し、研究室内のLANに接続したPC端末からサーバ機器へアクセスし、WEBブラウザ上から検索を行うことに着手。将来的には昭和女子大学内からのアクセスにも対応できるようにするため、その障害とならないシステムを構築。2)データシステムの概要・主システムは、NASサーバ機器(OSはWindows Storage Server)と全文検索エンジンNamazuで構成。・NASサーバ機器のファイルシステム上に研究資料の電子データを格納し、データベースを構築。・サーバ機器には、全文検索エンジンNamazuを実装し、キーワードによる検索に対応。3)今後の年度別スケジュール・平成19年度:データベース運用体制の確立、記述資料の電子データ化・平成20年度:データベース活用手法・機能のプログラムを開発、服飾関連用語の整理、項目の検索キーワードの抽出、服飾文化研究への活用、記述資料の電子データ化・平成21年度:データベース運用及び活用手法の総括、生活文化史的アプローチ方法の検討、記述資料の電子データ化の完了1.目的:昭和女子大学の服飾文化研究室には、明治、大正、昭和期の主として新聞・雑誌に記された服飾に関わる記事が手書き原稿で収集されてきた。それらは、挿絵・写真等を含み、暫定的に原稿用紙2万8千枚が現存する。本研究は、それらの記述データを電子化し、データベースシステムを構築することにより、資料的価値を発揮させ、研究への運用の実現を目指すものである。2.平成19年度実績概要:昨年に引き続き、設置したサーバ機器ヘアクセスし、WEBブラウザ上から検索を行うデータシステム構築の環境整備と管理を行い、データベース運用体制をほぼ確立した。また、原稿用紙約3000枚分の記述の電子データ化を推進し、ファイルシステム上に電子化したデータを随時格納した。3.今後の年度別スケジュール・平成20年度:記述

資料約3000枚の電子化、画像・古写真の電子化、データベース活用手法・機能のプログラム開発、服飾関連用語の整理、項目別検索キーワードの抽出、服飾文化研究への活用。・平成21年度:データベース運用及び活用手法の総括、服飾を視点とした生活文化史的アプローチ方法の検討、記述資料の電子データ化完了を目指す。1.目的:昭和女子大学の服飾文化研究室には、明治、大正、昭和期の主として新聞・雑誌に記された服飾に関わる記事が手書き原稿で収集されてきた。それらは、挿絵・写真等を含み、暫定的に原稿用紙2万8千枚が現存する。これまでに、近代服飾史の資料集成刊行を目的に分類整理が進められ、研究に活用される機会はあったが、その価値を充分に発揮させることができない現状であった。服飾文化史研究においては、時代の世相を反映した新聞、雑誌、文学における記述は重要であり、その適切な保管と活用が望まれる。本研究は、それらの記述データを電子化し、データベースシステムを構築することにより、それらの資料的価値を発揮させ、研究への運用の実現を目指すものである。なお本研究課題の対象は、大正・昭和期としている。2.平成20年度実績概要:昨年に引き続き、設置したサーバ機器ヘアクセスし、WEBブラウザ上から検索を行うデータシステム構築の環境整備と管理を行い、データベース運用体制作りを推進した。また、原稿用紙約3000枚分の記述と古写真の電子データ化を推進、ファイルシステム上にデータを随時格納した。3.平成21年度は、記述資料約3000枚の電子化、画像・古写真の電子化を進める。また、服飾関連用語の整理、項目別検索キーワードの抽出などを通して、格納されたデータの運用及び活用手法、服飾を視点とした生活文化史的アプローチ方法の検討について総括する。1.目的:昭和女子大学の服飾文化研究室には、明治・大正・昭和期の主として新聞・雑誌に記された服飾に関わる記事が手書き原稿で収集されてきた。これらは、近代服飾史の資料集成刊行を目的に分類整理が進められ、一部研究に活用される機会はあったが、その価値を充分に発揮させることができない現状であった。服飾文化史研究においては、時代の世相を反映した新聞・雑誌・文学における記述の資料的価値は高く重要で、その適切な保管と活用が望まれる。本研究は、それらの記述データを電子化し、データベースシステムを構築することにより、研究への運用の実現を目指すものである。2.平成21年度実績概要:昨年度に引き続き、設置したサーバ機器ヘアクセスし、Webブラウザ上から検索を行うデータシステム構築の環境整備と管理を行い、データベース運用の体制作りを推進した。また、原稿用紙約3000枚分の記述と古写真の電子データ化を進め、ファイルシステム上にデータを格納した。また項目別検索キーワードの抽出を行い、実際に格納したデータを活用して服飾を視点とした生活文化史的アプローチ方法を検討した。
不要電磁波解析による情報漏洩を防ぐセキュア無線通信プロトコルの開発

本研究は不要電磁波を介して生じる情報漏洩を防止するプロトコルの開発であるが実験機材及び環境の問題に直面し,今年度は不要電磁波に含まれる情報量の定量的測定手法と不要電磁波から得られる情報量の上限に関する理論的展開と実験による検証に主眼を置いた。実験機材及び環境の問題とは,1)受信装置として市販機材を利用したため充分な帯域幅を設定できない。そのため結果が定性的になり再現性に乏しい。2)測定環境として電波暗室等を利用することが日程などの都合で折り合わず通常の実験室で測定を行った。そのため目的の電磁波を受信できているのか不明であり,1)と同様に定性的になり再現性に乏しい。3)RFIDをも用いた位置検索情報の漏洩実験に関しては,通信周波数帯の受信には成功するが不要電磁波の放射の観測が難しかった。これは前述の1)と2)の理由が複合的に原因となっている。一方で,不要電磁波に含まれる情報量の定量的測定手法と不要電磁波から得られる情報量の上限に関する理論的展開に関しては大幅な進歩と成果が得られた。これは不要電磁波を生じている機器と受信者の間を連続通信路と見なし,その通信路容量から取得できる情報量の上限を見積もるものである。また,内部で処理されている情報が電磁波として放射されるメカニズムを非対称通信路と見なし,その通信路容量から電磁波として漏洩する情報量の上限を見積もった。これらから,平均化処理など信号処理の効果を見積もることができる。成果として国内論文誌1件,国際学会2件(いずれも査読付き)に採択された。本研究の目的はサイドチャネル攻撃に対して安全な無線通信における暗号プロトコルの開発であり、本年度は無線通信における通信帯域とは別の帯域における電磁波、いわゆる不要電磁波(雑音)にどの程度の情報が含まれるのかを測定することと、暗号プロトコルの理論的研究を行った。本年度の活動は以下のように分類される。1)不要電磁波による情報漏洩の度合いの測定2)ICカードなどにおける暗号プロトコル1)不要電磁波による情報漏洩の度合いの測定通信帯域以外の不要電磁波は回路に流れる電流に起因して発生するので、電流と不要電磁波の関係を調査することから着手した。回路構成が単純なZ80を利用したFPGAボードにDES暗号を実装したものを利用して測定実験を行った。しかしながらS/N比が非常に悪く有意な結果が得られなかったため、信号発生器を利用した実験に研究計画を変更した。本実験から、実験装置自体からの不要電磁波や使用している安定化電源装置の性能によって結果のぱらつきが生じることが明らかとなった。実験装置制御用のノートPCなど当初の計画と違う物品の購入の必要が生じた。2)ICカードなどにおける暗号プロトコル非接触ICカードで利用される暗号プロトコルは主にユーザ認証であると考えられるので、パスワードを使った認証プロトコルをベースに開発することを目標とした。本年度では、安全性が証明されているAddMA(EKE2)プロトコルを元に安全性を低下させないで小型実装可能な手法について理論的研究を行った。ICカードでは複数の暗号プリミティブの実装は不可能なことからハッシュ関数を利用した機能を共通鍵暗号によるMACに置き換えての実装について考察し、辞書攻撃に対して十分安全である認証プロトコルを提案した。本成果は2006年暗号と情報セキュリティシンポジウムにて発表を行った。1.研究背景本研究の目的はサイドチャネル攻撃に対して安全な無線通信における暗号プロトコルの開発である。前年度は通信帯域とは別の帯域における電磁波、いわゆる不要電磁波(雑音)にどの程度の情報が含まれるのかについて取り組んだが、有意な結果が得られなかった。一方でプロトコルの評価手法ではパスワードを使った鍵交換プロトコルの安全性を対象に、共通鍵ブロック暗号の解析手法を取り入れた研究報告を行った。2.研究内容今年度は、前年度に引き続き不要電磁波に含まれる情報料の見積もりに関する研究に取り組んだ。研究代表者はこれまでにテンペストにおいて、不要電磁波と情報再現に関する取り組んだ実績があり、そこでの手法を取り入れた。テンペストでは利用する受信機の帯域幅の設定が情報再現の成功に影響を与える。そこで、対象の機器と受信機の間を連続通信路とみなすことにより、その通信路容量算出から電磁波に含まれる情報料の見積もりを行った。投書はプロトコルのデータを対象に実験を試みたが、処理中のデータと電磁波放射の相関に関して不一致性が見られたため、具体的な実測令はテンペストで行った。テンペストでは画面に表示された情報が対象であり、このようなマン-マシンインターフェースに関する情報の傍受はプロトコルの情報の傍受に比較すると成功しているかの判断が付きやすいためである。本研究結果は2006年情報理論とその応用シンポジウム(SITA2006)で1件、2006年暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2007)で2件の発表を行った。さらに国際学会に投稿中であり論文誌にも投稿する予定である。3.課題これらの結果から、現在使用している機器構成がプロトコルの情報を傍受するのに十分でない可能性が生じた。これはプロトコルの通信速度に比べて、対象機器と受信機間の通信路容量が小さいことが理由である。帯域幅が大きい測定器を用意するかS/Nを大きくする工夫が必要である。これらについては来年度、引き続き取り組む課題である。

そのため結果が定性的になり再現性に乏しい。2)測定環境として電波暗室等を利用することが日程などの都合で折り合わず通常の実験室で測定を行った。そのため目的の電磁波を受信できているのか不明であり,1)と同様に定性的になり再現性に乏しい。3)RFIDをも用いた位置検索情報の漏洩実験に関しては,通信周波数帯の受信には成功するが不要電磁波の放射の観測が難しかった。これは前述の1)と2)の理由が複合的に原因となっている。一方で,不要電磁波に含まれる情報量の定量的測定手法と不要電磁波から得られる情報量の上限に関する理論的展開に関しては大幅な進歩と成果が得られた。これは不要電磁波を生じている機器と受信者の間を連続通信路と見なし,その通信路容量から取得できる情報量の上限を見積もるものである。また,内部で処理されている情報が電磁波として放射されるメカニズムを非対称通信路と見なし,その通信路容量から電磁波として漏洩する情報量の上限を見積もった。これらから,平均化処理など信号処理の効果を見積もることができる。成果として国内論文誌1件,国際学会2件(いずれも査読付き)に採択された。
西洋史における帝国主義国家とその対抗勢力

1)重岡保郎は、イタリア近・現代史における帝国主義の形成・発展をイタリア内部の矛値(とくに南部問題)の視点を踏まえて研究するとともに、イタリア帝国主義と内外の反帝国主義勢力との力関係を段階論的に、またグラムシのヘゲモニー理論によって整序することを試みた。2)池田忠生は、前5-4世紀のペルシアとギリシアのポリスの対抗関係をヘゲモニーの行使という古代の国際関係の観点から論じて、古典期ギリシア史の特徴の解明を試みた。3)石川勝二は、帝国主義国家ローマに対するイタリアの諸民族、古代イタリア人、エトルリア人、マグナ・グラエキアのギリシア人、カルタゴ、本土のギリシア人との対抗関係をローマのインペリウムの力使と拡大の観点から論じ、古代の帝国主義国家ローマの歴史的な地位を明らかにした。4)平田雅博は、イギリス近代史の側から、市民革命、資本主義国家時代の帝国主義政策、アフリカ問題など幅広くとりあげ、イギリス帝国主義の諸相、仏独帝国主義との対抗関係の特質を究明した。5)各自の研究と並行して、西洋帝国主義の共通な側面について、地域的(とくに地中海地域)、時代的(古代と近・現代)な共同研究をすすめ、定義・概念規定に関して一定の成果をえた。
インフルエンザウイルスのエンドヌクレアーゼに対する阻害薬の探索

抗インフルエンザウイルス化合物を探すために、ウイルス株間で保存性の高い、インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼ内のエンドヌクレアーゼの阻害化合物の探索を行った。インフルエンザRNAポリメラーゼのエンドヌクレアーゼドメインタンパク質を精製し、サリドマイドアナログ化合物・コケ由来の天然物であるマルカンチン・緑茶カテキンがこのエンドヌクレアーゼ阻害活性を有し、抗インフルエンザ活性を有することを見いだした。抗インフルエンザ薬として用いられているものはタミフル、リレンザなどのノイラミニダーゼ阻害薬が主なものであり、耐性ウイルスの出現や、副作用の可能性などの問題がある。ノイラミニダーゼ以外のウイルスの標的とする薬を見いだすことを考え、ウイルス株間で保存性の高い、インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼを解析し、これに対する阻害剤を探索した。特にインフルエンザウイルスのエンドヌクレアーゼ阻害活性を指標に化合物のスクリーニングを行い、抗インフルエンザ薬を探索した。1)インフルエンザRNAポリメラーゼのエンドヌクレアーゼドメインタンパク質を精製し、その活性の最適条件を検討し、基質の最適化など、生化学的な性状を解析した。2)サリドマイドアナログ化合物によるインフルエンザ・エンドヌクレアーゼ阻害薬を探索した。サリドマイドは現在は多発性骨髄腫の治療薬などとして用いられている。サリドマイドは様々な酵素に作用することが明らかになってきている。このサリドマイドを基にした多数のアナログが抗インフルエンザ薬などの他の薬として用いることができるというアイデアを申請者は考えた。連携研究者である橋本祐一氏は、多数のサリドマイドアナログを有機化学的に合成している。それらの他種類のサリドマイドアナログに対して、エンドヌクレアーゼ阻害活性を検定し探索したところ、複数の候補化合物を得た。3)緑茶カテキンがこのエンドヌクレアーゼ活性を阻害することを見いだした。4)立体構造からコンピュータシミュレーションを利用した結合化合物の予測によるインフルエンザ・エンドヌクレアーゼ阻害薬を探索した。ブタ由来A型インフルエンザが大流行するなど、人類にとってインフルエンザウイルスは大きな脅威となっている。現在、インフルエンザ治療にノイラミニダーゼ阻害薬やM2タンパク質阻害薬が主流であるが、これらの分子には変異が生じやすく、耐性ウイルスを生んでしまうという欠点がある。一方、ウイルス膜内部に存在するRNA依存性RNAポリメラーゼは変異が起こりにくく、抗インフルエンザ薬の作用点として最適である。A型インフルエンザウイルスが有するRNAポリメラーゼは、3種類のサブユニット(PA,PB1,PB2)から成る。そのうち、PAサブユニットはエンドヌクレアーゼ活性を持ち、宿主細胞のmRNAのキャップ構造を含むオリゴヌクレオチドを切り取り、それをプライマーとしてウイルスゲノムの転写を行う。これらのPAエンドヌクレアーゼ活性はインフルエンザの遺伝子の転写に重要であり、エンドヌクレアーゼ活性阻害剤がインフルエンザウイルスに対する新薬となる可能性がある。そこで、我々はPAサブユニットにおけるエンドヌクレアーゼ活性を阻害する化合物として、コケ植物ゼニゴケMarchantia polymorphaに含まれるマルカンチンに注目した。マルカンチンは大環状ビスビベンジル構造を有しており、これまでにも抗菌活性や5-リポキシゲナーゼ阻害作用などの様々な生理活性を示す事が知られている。本研究では、10種類のマルカンチン型化合物について抗ウイルス作用を検討した。このうち、カテコール骨格を有する5種類の化合物がPAエンドヌクレアーゼ活性を阻害した。次に、これらをウイルスに作用させたところ、A型インフルエンザウイルス(H1N1,H3N2)ではMarchantinEが、B型インフルエンザウイルスではMarchantin A、E、Perrottetin Fがウイルスの増殖を抑制した。以上より、これらの分子が共通して持つエチルカテコール基がエンドヌクレアーゼ活性の抑制に重要であることが示唆された。PAサブユニットをターゲットとするマルカンチン型化合物は、新しい抗インフルエンザ薬のシードとして期待できる。高病原性の鳥インフルエンザや数年前にブタ由来A型インフルエンザが流行するなど,人類にとってインフルエンザウイルスは大きな脅威となっている。現在、インフルエンザ治療にはノイラミニダーゼ阻害薬が主流であるが、変異が生じやすく,耐性ウイルスを生んでしまうという欠点がある。一方、RNA依存性RNAポリメラーゼは変異が起こりにくい。このRNAポリメラーゼは、3種類のサブユニット(PA, PB1, PB2)から成る。そのうち,PAサブユニットはN末にエンドヌクレアーゼ活性を持ち、宿主細胞のmRNAのキャップ構造を含むオリゴヌクレオチドを切り取り、それをプライマーとしてウイルスゲノムからの転写を行う。この活性はインフルエンザの遺伝子の転写に必須であるため,エンドヌクレアーゼ活性の阻害剤が新規メカニズムの抗インフルエンザ薬となる可能性がある。そこでPAエンドヌクレアーゼ活性を阻害する化合物をスクリーニングすることにした。本年度はサッカーボール状の分子構造を有するフラーレンアナログに注目した。炭素原子60個で構成されるサッカーボール状の構造を持ったC60フラーレンは炭素原子60個からなるサッカーボール状構造を形成している。本研究では,12種類のフラーレンアナログ化合物について、インフルエンザRNAポリメラーゼのPAサブユニットのエンドヌクレアーゼアッセイ系を用いて阻害する化合物を探索した。その結果、8種類のフラーレンアナログについて、PAエンドヌクレアーゼを阻害した。このアッセイ系においては、フラーレンにカルボキシル基が結合したような構造が、阻害にとって重要であると思われる結果であった。

フラーレンの球体はインフルエンザ・PAエンドヌクレアーゼの活性部位のポケットに入り込むかどうかを結合シミュレーションで検討した。その結果、ちょうどポケットにフラーレンの球体が入り込むことができると分かった。合成有機化合物であるサリドマイドアナログや苔由来の天然物化合物であるマルカンチンがインフルエンザRNAポリメラーゼのエンドヌクレアーゼを阻害し、抗インフルエンザウイルス活性を見いだした。さらに全く別物として認識されていた両者の間に共通の官能基を見いだし、抗インフルエンザウイルス活性にとって重要な化学的な官能基を提唱することができた。よって、おおむね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。インフルエンザのRNAポリメラーゼが内包するエンドヌクレアーゼを阻害する化合物をさらに探索する。具体的にはこれまでスクリーニングしてきた化合物とは全く異なる、サッカーボール状の球体分子であるC60フラーレンアナログ化合物群についてスクリーニングする予定である。C60フラーレンは炭素からなる球体分子で、その発見にはノーベル賞が付与されている。ヒトエイズウイルスであるHIVに対し、フラーレンが抗HIV活性を有することや化粧品として有効であることなどが報告されている。そのようなフラーレンが抗インフルエンザウイルス活性を有するという報告は全くなく、もし活性が示されれば、全く新しいタイプの抗インフルエンザ薬となりうる。
熱交換器のフィンの最適形状・配置に関する研究

熱交換器のフィン周りの流れは、層流・遷移・乱流などの流れの様相変化、後流の大規模構造流れや後流渦とも密接に関連して、非定常の不均一の流れパタ-ンを呈する。流れは時間的に不規則に変わるセル構造状のはく離流れ領域の発生を伴うため、測定上困難な点も多く、また流力・伝熱特性は極めて複雑で、未だ不明なことが多い。本研究は、風洞実験および数値シミュレ-ションによって明らかにした。まず、風洞実験によって、断面比0.55の5種類の長方形断面列模型について表面圧力分布および後流速度分布などの測定により流れパタ-ンの予測を行った。列状角柱の不均一な非定常流れの測定は容易ではないが、流れパタ-ン認識と分類を行って、偏り流れの発生、偏り流れの間欠的時間変動の様相、偏り流れ発生の臨界すき間間隔、後流のセル構造の様相などを明らかにした。後流速度分布における整流効果などの新しい知見も得た。測定結果は可視化結果ともよく一致した。次に、単独および複数個の列状ブラフ・ボデ-周りのはく離を伴った流れと温度分布の数値シミュレ-ション法およびその計算コ-ドを開発した。従来の計算アルゴリズムでは数値的不安定となる欠点を改善し、複数個のフィン周りの温度場の計算を含んだ新たな計算コ-ドを開発、完成した。そして、種々な断面形状のフィン周りの流れと温度場の数値シミュレ-ションを行い、断面形状による熱伝達と流れのはく離形態などの流れパタ-ンの変化との間の相互関係を明らかにした。さらに、乱流計算に拡張するため、kーεモデルによる単独長方形断面柱周りの流れの数値シミュレ-ションを試みた。そして層流計算およびkーεモデルの適用限界を明らかにした。以上、熱交換器のフィンの最適形状・配置に関する研究として風洞実験と数値シミュレ-ションにより、流力・伝熱特性を詳細に調べ、最適フィン形状・配置の特定に資する基礎デ-タを得、論文6編にまとめた。熱交換器のフィンの最適形状と配置を特定するに当り、種々な断面形状を持つ長方形断面フィンを複数個、列状に配置し、その断面形状とすきま間隔を変え、流れの様相、温度分布、熱伝達率を風洞実験と数値計算によって、流体、熱力学の両面から明らかにする。フィンまわりの流れの挙動や熱伝達率は、層流・遷移・乱流などの流れの様相変化、さらに後流渦列や大規模構造流れとも密接に関連して複雑な変化をするが、長方形物体を列状に多数個配置した際には、相互干渉やセル構造状のはく離流れ領域の発生を伴い、流体・熱力特性は極めて複雑となり、未だ不明なことが多い。本研究は、熱伝達を含めた風洞実験および数値シミュレ-ションによって、フィンの最適形状と配置についての基礎的研究を行う。同時に、ブラフ・ボデ-まわりのはく離を伴った遷移および乱流を含む流れの数値シミュレ-ション法およびその計算コ-ドを開発することを目的とする。平成元年度、実施計画した研究は、温度場の測定のための模型など製作が若干、遅延している以外、計画通り順調に進んでいる。風洞実験による角柱列表面圧力分布および後流の速度分布などの測定は予定通り進んでいる。

実験結果から、角柱列における偏り流れの発生、偏り流れの間欠的時間変動の様相、偏り流れ発生の臨界すき間間隔、後流のセル構造の様相などについて、種々な新しい知見を得た。一方、数値シミュレ-ションは、従来の計算アルゴリズムでは不安定となる欠点を改善し、温度場の計算を含んだ新たな計算コ-ドを開発、完成した。そして、種々な断面形状のフィンまわりの流れと温度場の数値シミュレ-ションを行い、熱伝達と流れのはく離形態などの流れパタ-ンの変化との間の相互関係を明らかにし、多くの知見を得た。研究成果の一部は数値流体力学シンポジウム(第3回)や機械学会講演会(第67期通常)で公表した。熱交換器のフィンの最適形状と配置を特定するに当り、種々な断面形状を持つ長方形断面フィンを複数個、列状に配置し、その断面形状とすきま間隔を変え、流れの様相、温度分布、熱伝達率を風洞実験と数値計算によって、流体・熱力学の両面から明らかにする。フィンまわりの流れは、層流・遷移・乱流などの流れの様相変化、後流の大規模構造流れや後流渦とも密接に関連して、非定常の不均一の流れパタ-ンを呈する。そしてその不均一流れは、時間的に不規則に変わるセル構造状のはく離流れ領域の発生を伴うため、流体・熱力特性は極めて複雑となり、未だ不明なことが多い。本研究は、風洞実験および数値シミュレ-ションによって、フィンの最適形状と配置についての基礎的研究を行い、複数個の列状ブラフ・ボデ-まわりのはく離を伴った乱流を含む流れと温度分布の数値シミュレ-ション法およびその計算コ-ドを開発する。平成2年度に実施計画した研究は、順調に進行している。すなわち、風洞実験によって、2種類の断面比の長方形断面の角柱列について角柱列表面圧力分布および後流の速度分布などの測定により流れパタ-ンの予測を行い、角柱列における偏り流れの発生、偏り流れの間欠的時間変動の様相、偏り流れ発生の臨界すき間間隔、後流セルの構造の様相などについて、種々な新しい知見を得た。一方、数値シミュレ-ションは、従来の計算アルゴリズムでは数値的不安定となる欠点を改善し、複数個のフィンまわりの温度場の計算を含んだ新たな計算コ-ドを開発、完成した。そして、種々な断面形状のフィンまわりの流れと温度場の数値シミュレ-ションを行い、断面形状による熱伝達と流れのはく離形態などの流れパタ-ンの変化との物の相互関係を明らかにし、実験および数値計算結果から多くの知見を得た。研究成果の一部は、機械学会講演会(第67期通常総会、上智大)、日韓流体工学会議(第2回、ソウル)で公表した。そして、その不均一流れは、時間的に不規則に変わるセル構造状のはく離流れ領域の発生を伴うため、流体・伝熱特性は極めて複雑となり、未だ不明なことが多い。平成3年度に実施計画した研究は、順調に進行している。
磁気共鳴による心肺蘇生後の脳細胞内および心筋細胞内ATP変化の解析

平成4年度は、各種吸入麻酔薬(ハロセン、イソフルレン、セボフルレン)の浅麻酔または深麻酔での、純笑気によるanoxiaの、(1)anoxia4分での循環停止率、(2)anoxia4分からの代謝回復状態、(3)循環停止後のエネルギー代謝を解析した。平成4年9月、事故により核磁気共鳴装置が故障し、平成4年度のデーターの取り出しが不能となった。修理に約2ケ月かかり、平成5年1月より再度平成4年度計画を行なっているところである。1)循環停止後の脳細胞内ATP変化について(1)方法ラットをハロセン麻酔下に気管切開し、パンクロニウムを用いて調節呼吸とした。大腿動脈にカニュレ-ションし定期的に血液ガスのサンプリングを行なった。循環停止は100%笑気を投与して行なった。循環停止後、10分毎に60分まで表面コイルを用いて脳の^<31>ーMRS(磁気共鳴スペクトル)を測定した(測定時間3分間、100回加算)。(2)結果循環停止とともに、高エネルギ-化合物であるアデノシン三リン酸(ATP)、クレアチンリン酸(Pcr)が急激に低下し、逆に無機リン(Pi)が激増した。ATP、Pcrは循環停止30分後にはほとんど消失した。また、Piは高磁場側ヘシフトし、乳酸の蓄積等によると思われる組織の酸性化が示された。ハセロン麻酔下(0.5%)で純笑気吸入4分によるanoxiaで、生存群(S群)と死亡群(D群)を純酸素再開8分まで解析した。(1)心拍数:両群ともに、笑気投与開始2分後より、有意な低下を示したが、S群では、純酸素再開後1分で笑気投与前に回復した。(2)血圧:D群は笑気中止後も低下した。S群は全経過中、有意な変化はなかった。D群はS群に比して、笑気投与3分以降、有意に低下した。(3)PCr/ATP:D群は経時的に低下したが、S群は有意な変化はなかった。純酸素再開5、7分でD群はS群に比し有意に低下した。(4)PCr/Pi:D群は笑気投与3分以降、有意に低下した。S群では、全経過中、有意な変化はなかった。D群はS群に比して笑気投与3分後、純酸素再開2分以降で有意に低下した。以上のことより、(1)純笑気4分によるanoxiaでは、心停止を来さなければ、脳内エネルギ-代謝は有意な影響を受けない、(2)心停止を来たしても、心停止8分程度では、脳内ATPは完全には枯渇しないと考えられた。
近世城跡に立地する近代化遺産の保存に関する研究

近世城跡に立地する近代建築遺構(一部の土木遺構を含む)は30の城跡に分布し、91を数える。その保存の状況は廃墟となっているもの、建設当初の機能で利用されているもの、本来的な機能を失っているが残されているもの、転用されて利用されているもの、記念碑的な意味から所有者が保存しているもの、文化財として保存されているものなどである。これらの建設当初の利用目的は迎賓施設、産業施設、軍関係施設、教育施設、都市基盤施設、公官庁施設、宗教施設、文化観光施設などであり、明治政府が掲げた富国強兵、殖産興業、文明開化の三大スローガンや中央集権化、学校教育の普及等の諸施策と対応していることがわかった。これら諸施設は城跡の史跡としての文化財的価値を大きく損なうような改変を与えたことは事実であるが、地域の生活史や産業史、地方的特徴、当時の時代相を語る身近な歴史的および文化的環境の構成要素として考えることが妥当で、近代化遺産であると考えられる。従って、これらの施設について城跡の土地利用の歴史的変遷および都市史における役割や地域との関わりを評価した上でその取扱いを決めることが必要である。ところが、公園整備や史跡整備といった環境整備事業自体が藩政期の空間構成や空間構成要素の復原を目指すあまり、城跡に立地する近代建築遺構をその痕跡すら残さず撤去する場合が確認できた。近世城跡の整備にあたっては明治以降の地域の歴史を活かし、城跡の環境に調和した近代建築遺構の保存修景手法が望まれることを提案できた。
先天性甲状腺腫患者のサイクロブリン遺伝子解析の分子病因論

甲状腺種の発症にサイクロブリン遺伝子異常がどのように病因として関与しているかを研究する目的で、手術組織より抽出したRNAを用いダイレクトシークエンシング法にてサイログロブリンcDNAの塩基配列を決定した。先天性甲状腺種2例と異型腺腫様甲状腺種2例にそれぞれT3787CとT5983Aのミスセンス変異を認め、相当するアミノ酸置換はCys1263ArgとCys1995Serであった。変異サイログロブリン蛋白はエンドグリコシダーゼH消化および非変成ポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて、細胞内輸送が障害されており小胞体内に停滞していることが確認された。その病態は一種の小胞体貯蔵病である。分子シャペロンGRP94,GRP78,calreticulin,PDIは蛋白レベルで増加していたが、mRNAレベルでも増加していたので、分子シャペロンの蓄積は転写レベルでの活性化が関係していることが明らかになった。分子シャペロン転写を促進する因子としてはIrelpとATF6が報告されているが、IrelpとATF6はmRNAレベルで増加していたので、IrelpとATF6遺伝子も関与していることが示唆された。また、現在のところ病因不明である腺腫様甲状腺種患者のサイクロブリン遺伝子を解析した。腺腫様甲状腺患者の新たに単塩基置換7か所を同定したが、これらのサイクロブリン蛋白は細胞内輸送は障害されていなかったことより、上記塩基置換は比較的稀なポリモルフィズムである可能性が高い。最後に、サイクロブリン遺伝子異常症の動物もであると思われるrdwラット遺伝子解析を進めた。ラットサイロブログリンcDNA全長をクローニングし、rdwラットのサイログロブリンcDNAの塩基配列を決定した。RdwラットにGly2320Argのミスセンス変異を見出し、変異サイログロブリン蛋白は正常に細胞内輸送されることなく、小胞体にとどまっていることを確認した。甲状腺腫の発症にサイログロブリン遺伝子異常がどのように病因として関与しているかを研究する目的で、手術組織より抽出したRNAを用いダイレクトシークエンシング法にてサイログロブリンcDNAの塩基配列を決定した。対象とした疾患は先天性甲状腺腫2例、および類縁疾患である異型腺腫様甲状腺腫2例、一般の腺腫様甲状腺腫20例である。先天性甲状腺腫2例と異型腺腫様甲状腺腫2例にはそれぞれT3787CとT5983Aのミスセンス変異を認め、相当するアミノ酸置換はCys1263ArgとCys1995Serであった。血液より抽出したgenomic DNAを用いPCR RFLP法、アレル特異的PCR法にて家系調査を行なったところ、患者はホモ接合体であり、遺伝形式は常染色体性劣性遺伝であった。この変異は今まで報告がなく、正常日本人200人で検討したところアリル発現頻度は0.5%以下で、計算上ホモ接合体の頻度は4万人以上に1人と非常に稀な変異であった。変異蛋白はエンドグリコシダーゼH消化および非変成ポリアクリルアミドゲル電気泳動法にて細胞内輸送が障害されており、小胞体内に停滞していることが確認された。その病態は一種のendoplasmic storage diseaseである。また、GRP94、GRP78、ERp72、hsp72、ERp60、Calreticulin、Protein disulfide isomeraseという分子シャペロンが異常に増加していることも、二次元電気泳動法とウエスタンブロット法にて明かとなった。

一般の腺腫様甲状腺腫患者20例のサイログロブリン遺伝子解析の結果は、Pro777Leu、Gly815Arg、Arg987Pro、Gln1425His、Thr1497Met、Ser2574Phe、Asn2615Ileに相当する塩基置換が見つかったが、日本人のアリル発現頻度やサイログロブリン蛋白質の性状について現在解析を進めている。当研究では前年度までに、甲状腺腫の病因としてサイログロブリン遺伝子異常(Cys1263Arg,Cys1995Ser)を同定するとともに、変異サイログロブリン蛋白は小胞体内に停滞していることを示した。その分子機構は一種の小胞体貯蔵病であり、GRP94を始めとする種々の分子シャペロンが蓄積されていた。本年度は、(1)分子シャペロンの蓄積機構の解析をさらに一歩すすめるとともに、(2)現在のところ病困不明である腺腫様甲状腺腫息者のサイログロブリン遺伝子を解析した。また、(3)サイログロブリン遺伝子異常症の動物モデルと思われるrdwラット遺伝子解析を進めた。(1)分子シャペロンGRP94,GRP78,calreticulin,PDIは蛋白レベルで増加しているが、mRNAレベルでも増加していたので、分子シャペロンの蓄積は転写レベルでの活性化が関係してることが明らかとなった。分子シャペロン転写を促進する因子としてはIre1pとATF6が報告されているが、Ire1pとATF6はmRNAレベルで増加していることより、変異サイログロブリンはIre1pやATF6遺伝子の転写も促進していることが示された。(2)腺腫様甲状腺腫患者に新たに単塩基置換Pro777Leu,Gly815Arg,Arg987Pro,GIn1425His,Thr1497Met,Ser2574Phr,Asn2615IIeを同定したが、これらのサイログロブリン蛋白は細胞内輸送は障害されていなかった(エンドグリコシダーゼHに感受性がなかった)ことより、上記塩基置換は比較的稀なポリモルフィズムである可能性が高い。(3)ラットサイログロブリンcDNA全長をクローニングし、rdwラットのサイログロブリンcDNAの塩基配列を決定した。RdwラットにGly2320Argのミスセンス変異を見い出し、変異サイログロブリン蛋白は正常に細胞内輸送されることなく、小胞体にとどまっていることを確認した。
膵導管細胞からの重炭酸イオン分泌メカニズム

モルモットの膵臓から単離した小葉間膵管(直径約100μm)の管腔内を表層とは別個に潅流(マイクロパーフュジョン)し、顕微蛍光測光により細胞内pHを測定することによって、膵導管細胞におけるH^+およびHCO_3^-輸送担体の局在、基底膜および管腔膜のHCO_3^-透過性、さらにセクレチン刺激による調節機構を検討した。Na^+-HCO_3^-共輸送体とNa^+/H^+交換輸送体は、ともに基底膜に存在し、血管側から細胞内へのHCO_3^-の輸送あるいは蓄積を担っていると考えられた。Cl^-/HCO_3^-交換輸送体は、基底膜と管腔膜の両方に存在するが基底膜により活性が強く、HCO_3^-分泌における役割は大きくないと考えられた。CO_2の透過性については、基底膜と管腔膜で同程度であった。基底膜側からHCO_3^-を加えると非常に良く細胞内に取り込まれ、そのほとんどはNa^+-HCO_3^-共輸送体を介していた。一方、管腔膜側からHCO_3^-を加えても細胞内にはほとんど取り込まれなかった。この管腔膜の性質が、膵管腔内のHCO_3^-を高濃度に保っていると考えられる。そのメカニズムとしては、管腔内のHCO_3^-がCl^-/HCO_3^-交換輸送体を抑制したと考えられるが、それ以外に管腔膜の膜電位が-60mV程度に保たれていることが必要である。これについてはさらに研究を続ける必要がある。(1)モルモット単離小葉間膵管のマイクロパーフュージョン(管腔内微量灌流)を確立し、膵導管細胞におけるプリン受容体の局在と機能を検討した。基底膜側および管腔膜側からATPを加えると、どちらから加えても細胞内Ca^<++>濃度の上昇が見られた。基底膜側のATPはセクレチン刺激による水およびHCO_3分泌を抑制したが、管腔膜側のATPは分泌を亢進させた。細胞外ヌクレオチドが、膵導管細胞からのHCO_3分泌の調節因子である可能性を示した。(2)膵導管細胞からの水分泌に対するバゾプレッシンの作用について検討した。モルモット単離血管灌流膵および単離小葉間膵管において、バゾプレッシンはセクレチン刺激による水分泌を有意に抑制した。また、細胞内Ca^<++>濃度の上昇を引き起こした。バゾプレッソンは、膵導管細胞のV1リセプターを介して水分泌を抑制することが示された。(4)TV型phospholipase A2(PLA2)の阻害薬が、ラット単離膵腺房細胞のCa^<++>オシレーションおよびアミラーゼ分泌を抑制することを示した。細胞質内在型のPLA2が膵腺房細胞の刺激分泌連関に関与していることが明らかとなった。