hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
書き換え可能デバイスによる高速パケット処理の研究

本年度は、Iクロックあたり4バイト同時に処理するNFAパターンマッチング回路を考案し、従来の1クロックサイクルあたり1バイトのみ処理するNFAパターンマッチング回路に対して回路規模の増大を2倍程度に抑えつつ、処理性能を3倍以上向上させることが可能であることを示した。さらに、FPGAを用いたパケット処理のハードウェア化に関する別の重要な応用である暗号化処理を取り上げ、クライアント・サーバ型の暗号通信において、暗号処理の部分を汎用のFPGAを動的に書き換えて実行するような、リコンフィギャラブルなシステムモデルを作成し、FPGA再構成オーバヘッドを低減する方法として、処理のオーバラップと過去の履歴からの近い将来のリクエストにおける暗号方式の予測を行い、その有効性を検証した.本研究では、IPパケット処理に的を絞り、高速性を有する処理をFPGAなどの書き換え可能なデバイスによって高速化することを目指し、特にIDS(侵入検知システム)をターゲットとして、そのFPGA化に関する方式の検討および効率的な実行方式に関して研究開発を行っている。侵入検知システムのハードウェア化による高速処理においては、侵入検知用のパターンから有限状態機械を生成し、これをハードウェア記述言語に自動的に変換するという方式をとり、これをFPGAで実現する際における効率的な実行処理の方式やハードウェア量の削減に関する研究を行った。本年度は特に、非決定性オートマトン(NFA)によるパターンマッチング回路の高速化に焦点をあてて研究を進めたが、並列処理による高速化の代償として、ハードウェア量の増大という課題が生じ、これを解決するためのいくつかの基礎技術を開発した。その結果、1クロックあたり4バイト同時に処理するNFAパターンマッチング回路を考案し、従来の1クロックサイクルあたり1バイトのみ処理するNFAパターンマッチング回路に対して回路規模の増大を2倍程度に抑えつつ、処理性能を3倍以上向上させることが可能であることを示すことができた。また、より実用に向けた侵入検知システムの開発を行うため、パケットのヘッダー部の処理とペイロード部のパターン照合とを統合的に処理する全体的なシステムの開発を進めた。さらに、FPGA回路のハードウェア量の削減を行うために、データ圧縮技術を取り入れた回路の削減手法などに関して研究を行った。本研究では、IPパケット処理に的を絞り、高速性を有する処理をFPGAなどの書き換え可能なデバイスによって高速化することを目指し、特にネットワーク用のIDS(侵入検知システム)をターゲットとして、そのFPGA化に関する方式の検討および効率的な実行方式に関して研究開発を行っている。
果樹の塩ストレス耐性におけるポリアミンの機能解析

1.Na^+/H^+アンチポーター(NHX)およびsalt overly sensitive 2(SOS2)遺伝子の塩基配列情報を基にプライマーを設計して、培養しているリンゴからRT-PCRにより本遺伝子の断片をクローニングすることに成功した。スペルミジン合成酵素(SPDS)遺伝子の導入により塩ストレスに強くなっているセイヨウナシ組換え体と非組換え体におけるNHXとSOS2遺伝子の発現解析を行ったが有意な発現の差異は認められなかった。そこで、セイヨウナシ組換え体においてはどのような遺伝子が特異的に誘導されているかを明らかにするために、非組換え体との間でサブトラクション法を実施し、機能の不明な遺伝子3種類、ストレス関係の遺伝子2種類、ribosomal protein geneの計6種類の遺伝子を単離することに成功した。今後はこれら遺伝子の発現解析をストレス処理したセイヨウナシで行う予定である。2.上記実験と平行して、リンゴ果実におけるエチレンとポリアミンの関係を調査した。昨年度はエチレンシグナル伝達阻害剤である1-メチルシクロプロペン(1-MCP)を処理してエチレン生合成を遮断した時の果実の日持ち性、エチレンおよびポリアミン生合成系酵素遺伝子の発現解析、酵素活性を解析したが、明確なポリアミンとエチレンの生合成経路の競合関係を示す結果は得られなかった。今年度はさらに拮抗関係の有無を確認するために、SAM脱炭酸酵素の阻害剤であるメチルグリオキサルビス(グアニルヒドラゾン)(MGBG)を用いて、ポリアミン生合成経路を遮断した時の果実の日持ち性、エチレン生成、ポリアミン代謝経路の変化について解析した。処理果実ではエチレン生成の促進と、プトレシン、スペルミジン含有量の増加が認められたが、これら変化は一過的であった。そのため、MGBGによりポリアミン合成系を阻害した時、エチレン合成系と拮抗関係が一過的に認めらるものの、恐らくはホメオスタシスの作用により、ポリアミン含有量、エチレン生成量ともに定常状態に徐々に戻ると考えられた。そこで、セイヨウナシ組換え体においてはどのような遺伝子が特異的に誘導されているかを明らかにするために、非組換え体との間でサブトラクション法を実施する予定である。一般的にエチレン果実の成熟・老化を促進し、ポリアミンは反対の生理作用を有すると考えられている。しかも両合成経路はS-adenosylmethionine(SAM)を介して繋がっているため、SAMがACC合成酵素によりACCの方向(エチレン発生)に進むのか、あるいはSAM脱炭酸酵素により脱炭酸型SAMの方向(ポリアミン合成)に進むかにより果実の成熟・老化が促進または抑制されると考えられている。そこで、1-メチルシクロプロペン(エチレンシグナル伝達阻害剤;1-MCP)を処理してエチレン生合成を遮断した時の果実の日持ち性、エチレンおよびポリアミン生合成系酵素遺伝子の発現解析、酵素活性などを解析した結果、明確なポリアミンとエチレンの生合成経路の競合関係を示す結果は得られなかった。現在、本結果を取り纏めている。さらに競合関係の有無を確認するために、SAM脱炭酸酵素の阻害剤であるメチルグリオキサルビス(グアニルヒドラゾン)(MGBG)を用いて、ポリアミン生合成経路を遮断した時の果実の日持ち性、エチレン生成、ポリアミン代謝経路の変化などについて解析している。

そのため、MGBGによりポリアミン合成系を阻害した時、エチレン合成系と拮抗関係が一過的に認めらるものの、恐らくはホメオスタシスの作用により、ポリアミン含有量、エチレン生成量ともに定常状態に徐々に戻ると考えられた。
中性単一分子金属の開発

従来のすべての分子性伝導体は2成分以上の分子(イオン)から構成されている。これはこれまで開発されてきた全ての分子性伝導体において、分子の作る結晶中に伝導電子を発生させるために分子間電荷移動現象を用いてきたからである。しかし2001年に私たちは拡張TTF骨格を持つ配位子を持つ中性分子だけで出来た分子結晶でも、構成分子に幾つかの条件を満足させる事が出来れば、分子が自己集積したときに金属電子が結晶中に自発発生しうることを提案し、実際、初めての単一分子だけで出来た分子性金属を発見した。Ha-Jin Leeさんが日本学術振興会の外国人特別研究員として私の研究室で研究することを希望されたのは丁度この研究が出たあとであり、リーさんはこれまで含硫黄π分子の合成研究を行ってきた経験を持つので、合成的な実験を通して本研究課題を推進して頂く予定とした。しかし、Leeさんの来日直前に研究室の体制を大きく変えねばならない事態となり、研究課題の修正を余儀なくされた。即ちその事態を踏まえて、単一分子性金属系の場合と同様に、拡張TTF骨格を持つ類似分子で更に有機安定ラジカル部位を持つ分子を合成し、(1)安定有機ラジカルドナー分子と無機アニオンの組み合わせにより新たな磁性有機伝導体の合成研究を行い、その後、(2)研究課題の単一分子性金属結晶の開発研究を遂行することとした。この計画に従って、まず安定なPROXYLラジカル部位を持つTTPドナー分子,TTP-proxyl,CP-TTP-proxyl(図1)を合成し、電気分解法によって幾つかの新たな磁性伝導体(TTP-proxyl)_nX(n=1,2;X=ClO_4^-,FeCl_4^-,GaCl_4^-)を合成し、その結晶構造決定、伝導性、磁性の測定を行った。特に(TTP-proxyl)_2GaCl_4^-塩ではこれまで例のない高伝導有機安定ラジカル伝導体が得られ,詳細な磁気特性の測定が行われた。また、結晶構造から当初の目的の通り、安定ラジカルπドナー分子により構成された二次元伝導層を持つ、初めての磁性有機伝導体が開発出来たことが判った事は分子正殿導体の開発研究にとって大きな成果であると思われる(投稿準備中)。また高伝導性結晶、(CP-TTP-proxyl)_4AsF_6(投稿中)および2種類のスピン系を内包する初めての有機ラジカル磁性体」、(TTP-proxyl)FeCl_4等の結晶構造決定、物性測定等も遂行された。しかし(2)の研究にまでは至らなかった。我々はこれまで伝導性と磁性を併せ持つ多機能性伝導体の開発に着目してきた。その中でπ有機ラジカルを内包したドナー分子は伝導電子と局在スピンの間の大きな相互作用が発現し、伝導電子を介した磁性スピンの秩序化等、磁性伝導体を開発する上で新たなる現象の発見が期待される。そこで、我々はこれまで有機ラジカルを有する各種ドナーを合成し、その構造と性質について明らかにしてきた。また、それらのドナーのカチオンラジカル塩の構造と物性についても報告してきた。今回、TTP骨格を用いたドナー分子のカチオンラジカル塩の電気的・磁気的物性を調べたところ、立体障害の大きな有機ラジカル部位を有しながらも室温伝導度が10^0-10^<-1>S・cm^<-1>程度の良好な値を示し、活性化エネルギーが0.1eV程度の半導体的伝導挙動を示すものが得られた。一方、ESRとSQUIDの測定から、これらの塩は100K以上で伝導電子と局在スピンが共存した常磁性半導体であることが判り、40K以下では有機ラジカル由来のスピンが反強磁性的な相互作用を示す。以上のように立体障害の大きなラジカル部位を有しながらも良好な伝導性を示す常磁性伝導体が実現できたことは今後の磁性金属開発のための足がかりになると思われる。また、分子間相互作用を強め、金属的な伝導挙動を実現することを目的として、セレンを導入した誘導体分子について合成を行い、その構造を明らかにしている。

この計画に従って、まず安定なPROXYLラジカル部位を持つTTPドナー分子,TTP-proxyl,CP-TTP-proxyl(図1)を合成し、電気分解法によって幾つかの新たな磁性伝導体(TTP-proxyl)_nX(n=1,2;X=ClO_4^-,FeCl_4^-,GaCl_4^-)を合成し、その結晶構造決定、伝導性、磁性の測定を行った。特に(TTP-proxyl)_2GaCl_4^-塩ではこれまで例のない高伝導有機安定ラジカル伝導体が得られ,詳細な磁気特性の測定が行われた。また、結晶構造から当初の目的の通り、安定ラジカルπドナー分子により構成された二次元伝導層を持つ、初めての磁性有機伝導体が開発出来たことが判った事は分子正殿導体の開発研究にとって大きな成果であると思われる(投稿準備中)。また高伝導性結晶、(CP-TTP-proxyl)_4AsF_6(投稿中)および2種類のスピン系を内包する初めての有機ラジカル磁性体」、(TTP-proxyl)FeCl_4等の結晶構造決定、物性測定等も遂行された。しかし(2)の研究にまでは至らなかった。
運動ニュ-ロンの分子と機能に関する分子生物学的研究

昨年我々がクロ-ニングしたマウスのコリンアセチル転移酵素(ChAT)のcDNAをプロ-ブとして、マウスの遺伝子ライブラリ-をスクリ-ニングし、ChATの遺伝子DNAをクロ-ニングした。その5'上流領域について解析したところ、5'非翻訳領域が2つのエキソンに分かれて存在することが判った。この領域3.4kbについて塩基配列を決定したところ、プロモ-タ-様配列のほかに、CRE,AP-I結合配列、脳特異的配列などが存在することが判った。その遺伝子がどうしてコリン作動性ニュ-ロンにだけ発現するのか、その細胞特異的発現のメカニズムを明らかにするため、ChAT遺伝子の5'非翻訳領域の下流に標識遺伝子(クロラムフェニコ-ルアセチル転移酵素、CAT遺伝子またはLacZ遺伝子)を結合したのち種々の細胞に導入し、標識遺伝子が発現するかどうかを解析した。コリン作動性細胞であるNG108細胞では遺伝子発現が強く認められたが、非ニュ-ロン系細胞では発現は極めて弱かった。この事実は、ここで用いたChAT遺伝子3.4kbには細胞特異的発現を規定するエレメントが存在することを示している。この領域を5'側から削除したのち発現実験を行なった。その結果、5'上流領域のプロモ-タ-様配列までを削除しても標識遺伝子の発現には変化がなかったが、プロモ-タ-様配列を削除すると全く発現しなくなることが判った。ついでCRE様配列が機能しているかどうかを調べるため、上記の構成遺伝子を導入した培養細胞をcAMP存在下で培養しCAT活性を測定した。その結果、cAMP誘導体の添加によりCAT活性が上昇し、ことにジブチリルcAMPの添加によりCAT活性が10倍も増加することが判った。この事実はChAT遺伝子のCREが機能していることを示していると考えられる。
絨毛細胞の浸潤能、遊走能制御機構の解明

絨毛細胞の機能的分化の重要な指標として、細胞浸潤能の亢進があげられる。近年この浸潤能の亢進に特定のインテグリン分子が関与することが明らかとなってきた。本研究課題ではこれらのインテグリン発現の制御機構を解析しそのメカニズムに関する知見を追求している。現在までに以下の研究を遂行し、それぞれに示す結果を得た。1)上皮成長因子(以下EGF)によるヒトα5インテグリンプロモーターの機能的解析ワシントン大学より供与された転写開始点より923bp上流域までを含むプロモーター領域をルシフェラーゼレポーター遺伝子に接続したプラスミドをBeWo細胞に導入、EGFによる活性化を確認している。また、この上流域を順次短縮した構築を用いた解析から、EGFに対する応答エレメントは転写開始点より約80bp上流に位置するCRE(Cyclic AMP responsive element)様配列であることが示唆された。この結果はさらに種々の細胞内シグナル伝達分子に対する特異的阻害剤を用い、PKC阻害剤がそのEGFによる活性化を抑制した実験結果からもなお一層信頼性の高い結果と考えられた。2)Protein kinase C(PKC)によるヒトα5インテグリンプロモーターの活性化の機能的解析1)で述べた結果から、PKC経路を介するシグナルがα5インテグリンプロモーターの制御に重要な役割をはたしていることが示唆された。そこで、PKC作動薬であるフォルスコリンによるα5インチグリンプロモーターの応答エレメントを1)と同様の手法をもって解析した。その結果、EGFと同じく転写開始点上流約80bpに存在するCRE様配列がその領域が含まれることが明らかとなった。3)EGFによるα2インテグリン活性化のシグナル伝達経路の解析昨年我々はEGFによるBeWo細胞でのα2インテグリンの活性化が細胞遊走能の亢進を介して最終的に浸潤能の亢進に寄与していることを報告した。この結果からα2インテグリンの増加を通して細胞遊走能、浸潤能を亢進するにいたる細胞内シグナル伝達経路を解析することを目的として実験を行った。EGFによって観察される遊走能、浸潤能の亢進は、いかなる細胞内シグナル伝達分子を用いているかを明らかにするため、各種キナーゼ特異的阻害薬によって阻害を受けるかを検討した。
ソノケミストリーにおける非球形気泡のマルチスケールフィジックスに関する研究

1.申請研究におけるミクロ的な観点の数値計算として,気泡の非球形崩壊が,ラジカルなどの気泡内物質(化学反応に重要となる)の液体中への流出量に及ぼす影響を調べる目的で,気液界面における非平衡相変化とその界面を通過する非凝縮性気体の拡散とを同時に考慮した非球形気泡崩壊の直接数値計算を行った.前年度までに構築した分子気体力学に基づく気液界面境界条件を満たし得るGhost fluid法を,軸対称二次元計算に適用できるように拡張した.気泡が非球形に崩壊する際に,液体ジェットが気泡界面に形成され,それが気泡を貫通し,それにより渦流れ場が形成され,界面に微細な構造が形成される過程が計算されるとともに,その界面から次第に流出する気泡内物質(非凝縮性気体)が確認された.また,熱的な物質分解機構の解明に重要と考えられる気泡崩壊時に発生する高温とその周囲液体への伝導について論文にまとめた.2.ミクロ的な観点の数値計算手法の検証実験・計算として,低圧環境下での液滴の固体壁面への高速衝突現象を実験ならびに数値計算にて調べた.低圧環境下で液滴内部に発生した気泡が,液滴の固体壁面への衝突時に発生する圧力変動により非球形に潰される.数値計算により得られた液滴内部での気泡の非球形崩壊過程は実験結果とおおむね一致した.また,液滴が固体壁に高速衝突することで衝突部近傍に形成される気相流れ場を実験ならびに数値計算により詳細に調べた.3.申請研究におけるメゾ的な観点の数値計算手法(流体に加わる力学的作用等に起因して生成崩壊する気泡を扱う)の基本となる数値計算手法を構築した.二相間での相変化を考慮する際に重要となる二相間での熱交換を考慮した圧縮性二相流の偏微分方程式系を,Kapila's five-equation modelを拡張することにより導出した.さらには,その方程式系を数値的に解く手法も構築した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,気泡の非球形崩壊が気泡周囲の化学反応や物質分解に及ぼす影響を明らかにし,ソノケミストリーを応用した医療技術や排ガス処理技術等が実用化されるために有用となる知見を示すことである.ソノケミストリーに関する気泡のマルチスケールフィジックスを扱うために,気泡の非球形崩壊と気泡周囲で生じる化学反応とを同時に扱い得る(申請ミクロ)数値解析手法ならびに流体に加わる力学的作用等に起因して生成崩壊する気泡を扱い得る(申請メゾ)数値解析手法を構築する.本年度の研究により以下の結果を得た.1.非球形気泡崩壊に伴い気泡より流出するラジカル等を評価するために,蒸気と非凝縮性気体の混合気体を含んだ気泡の崩壊を扱い得る解析手法を構築した.本手法は,気泡の非球形崩壊挙動に加えて, (1)気液界面において生じる非平衡相変化と非凝縮性気体の溶解・析出,(2)蒸気と非凝縮性気体の相互拡散,(3)液相中における非凝縮性気体の移流拡散を同時に扱い得る.本手法を球対称解析に適用し,以下の知見を得た.気泡が崩壊時に到達する最小半径ならびに相変化や溶解・析出,相互拡散により変化する気泡内蒸気の濃度分布が, Matsumotoら(1994)の球対称の数値解析結果と良い一致を示す.気泡の崩壊時に非凝縮性気体により凝縮が妨げられ,気泡の崩壊が弱まる.また,本手法を軸対称解析に拡張した.2.気液界面における相変化やラジカルの流入出を正確に見積もるために,流体力学解析に,分子気体論に基づく気液界面境界条件を適用する手法について検討した.相変化をより正確に記述可能なSone-Onishiモデル(2002)の流体解析手法への適用方法(計算格子の物理量(流体解析)と界面の物理量(分子気体論)との関係)を示した.本手法を, Stefan問題等に適用し,解析解と比較することで,気液界面境界条件が結果に及ぼす影響を調べた.1.平成26年度までに構築した数値解析手法を,申請研究の対象であるキャビテーションを想定した条件の数値解析に適用した.体積振動している気泡に衝撃波が作用する状況を想定し,衝撃波が作用する際の気泡の振動位相の違いが,その後の気泡の非球形崩壊挙動に及ぼす影響について調べた.非球形崩壊に伴う液体ジェットや衝撃波(これらは機械的な作用による物質分解に重要と考えられる)を強める気泡の振動位相が存在することが示された.また,Sankinら(2005)の実験結果と比較し数値解析の妥当性を示した.これらの内容は国際誌にて発表された.また,熱的な物質分解機構の解明に重要となる気泡崩壊に伴う高温とその周囲液体への拡散を論文にまとめた(査読過程).2.申請研究におけるミクロ的な観点の数値解析手法を検証するための実験と数値解析を行った.実験対象は,低圧環境下での液滴の固体壁への高速衝突とその際に液滴内で生じる高圧(衝撃波)により引き起こされる気泡の非球形崩壊であり,実験は,受け入れ研究機関既設の実験装置(真空チャンバー,高速液滴衝突実験装置,高速度ビデオカメラ)により行われた.飽和蒸気圧程度の低圧下における気泡崩壊では,気液界面において生じる相変化の影響が重要になると考えられるため,検証実験に適すると考える.また,検証計算では,これまでに構築している圧縮性気液二相流の数値解析手法を改良し,液滴の高速衝突ならびに気泡崩壊を同時に解く数値解析手法を構築した.

この結果は,国内学会にて報告された.また,平成27年度に,国際学会にて招待講演として発表する予定となっている.本数値計算では計算コストが課題となるため,計算機サーバを購入した.3.手法検証の一環として,分子気体力学に基づく気液界面の境界条件を適用した気泡運動を表現する数理モデルを解く数値計算手法を構築した.それを国内学会にて報告した.1.申請研究におけるミクロ的な観点の数値計算として,気泡の非球形崩壊が,ラジカルなどの気泡内物質(化学反応に重要となる)の液体中への流出量に及ぼす影響を調べる目的で,気液界面における非平衡相変化とその界面を通過する非凝縮性気体の拡散とを同時に考慮した非球形気泡崩壊の直接数値計算を行った.前年度までに構築した分子気体力学に基づく気液界面境界条件を満たし得るGhost fluid法を,軸対称二次元計算に適用できるように拡張した.気泡が非球形に崩壊する際に,液体ジェットが気泡界面に形成され,それが気泡を貫通し,それにより渦流れ場が形成され,界面に微細な構造が形成される過程が計算されるとともに,その界面から次第に流出する気泡内物質(非凝縮性気体)が確認された.また,熱的な物質分解機構の解明に重要と考えられる気泡崩壊時に発生する高温とその周囲液体への伝導について論文にまとめた.2.ミクロ的な観点の数値計算手法の検証実験・計算として,低圧環境下での液滴の固体壁面への高速衝突現象を実験ならびに数値計算にて調べた.低圧環境下で液滴内部に発生した気泡が,液滴の固体壁面への衝突時に発生する圧力変動により非球形に潰される.数値計算により得られた液滴内部での気泡の非球形崩壊過程は実験結果とおおむね一致した.また,液滴が固体壁に高速衝突することで衝突部近傍に形成される気相流れ場を実験ならびに数値計算により詳細に調べた.3.申請研究におけるメゾ的な観点の数値計算手法(流体に加わる力学的作用等に起因して生成崩壊する気泡を扱う)の基本となる数値計算手法を構築した.二相間での相変化を考慮する際に重要となる二相間での熱交換を考慮した圧縮性二相流の偏微分方程式系を,Kapila's five-equation modelを拡張することにより導出した.さらには,その方程式系を数値的に解く手法も構築した.平成26年度に予定していた検証実験を,その一部を変更することで,受け入れ研究機関に既設の実験装置(高速度ビデオカメラ,真空チャンバー,液滴の高速衝突実験装置)ならびに受け入れ研究機関の有する実験技法により行うことができたため.この変更により,液滴の固体壁面への高速衝突現象(液膜の固体壁面に沿った進展や気液界面近傍に生じる液滴衝突に由来する撃力,液滴上方に発達する液膜・ジェット等)を,気泡崩壊と同時に直接数値計算する必要があり,検証数値計算のコストが課題となるが,計算機サーバの導入などにより対応が可能となった.27年度が最終年度であるため、記入しない。申請研究におけるメゾ的な観点に基づく解析手法として,流体に加わる力学的作用などに起因して生成崩壊する気泡まで扱い得る数値解析手法を,これまでに構築した数値解析手法を改良することにより構築する.この数値解析では,力学的作用などに起因して生じる気液界面を,格子間隔以下のスケールの描像を導入することにより取り扱う必要があり,申請研究では,Diffuse-Interface modelを,これまでに構築している手法(申請研究におけるミクロ的な観点に基づく解析手法)に融合することにより達成する.
外国人留学生の対人的困難および葛藤に関する研究-親密化過程における阻害要因の検討-

本研究は,留学生が(1)具体的にどのような葛藤場面を頻繁に経験しているか,(2)葛藤の原因についてどのように認知する傾向があるか,(2)葛藤解決のためにどのようなストラテジーがとられるか,について検討することを目的にした。予備調査で収集・選出した14の葛藤場面について,本調査では46名(女子18名:中国・台湾・韓国出身者5割)が,a)経験の有無,b)深刻度,c)葛藤場面の原因帰属を選択回答し,d)各葛藤場面における解決ストラテジーでは自由記述回答した。これら自由記述は,3人によりFalbo & Peplau(1980)の2次元(直接性-間接性と双方向-一方向)4種類の類型に分類された。その結果,(1)留学生が多く経験していた葛藤場面は,「日本人からの幼稚な質問」(65.2%)「事務手続の場面で冷たくされた」(51.1%)であり,最も少なかった場面は,「指導教官が自分の研究をさせてくれない」(13.0%)「指導教官が相談にのってくれない」(10.9%)であった。(2)14場面における深刻度について因子分析を行い,「孤立感」「期待はずれ」「事務交渉困難」「実害」の4因子を抽出した。これらの深刻な葛藤場面について,その原因帰属をみると,全ての因子において,留学生は葛藤の原因を「相手の性格」に帰属していた。また,次に多い原因帰属は,「孤立感」因子では「外国人だから」,「期待はずれ」因子では「人種的偏見」,「事務交渉困難」因子では「その人がたまたま忙しかったから」であった。(3)解決ストラテジーでは,全ての因子において,全般的に「間接-一方向」型が最も多く取られていた。その背景には,言語的困難さもあると考えられる。しかし,次に多い葛藤解決ストラテジーは,4場面とも異なり,場面に応じて対処法を使い分けていることがわかった。今後は,面接法を用いた葛藤プロセスのさらなる解明,また日本人(学生)からみた阻害要因の検討などが必要であり,現在のところ進行中であり分析中である。
膵前癌病変進行の閾値を司るヒストン修飾システムの解明と治療標的化戦略

P48Cre:KrasG12Dマウスは生後早期からPanIN病変を呈し、一年以上の経過で膵癌に進展する。このマウスとヒストンメチル化酵素のKOマウスとを交配し膵癌発生進展への過程を検討した結果、ヒストンメチル化酵素Ehmt欠損マウスでは膵癌前駆病変の進行が遅延することを明らかにした。通常のEhmt存在下では生後早期よりmetaplasiaからPanIN形成を呈し、生後一年までにはPanINが進行、さらに一年以上経過すると膵癌で死亡するマウスが出現、その生存日数中央値は約一年であった。一方でEhmt欠損マウスでは生存日数中央値は602日と、ほぼ通常の野生型マウスと同様であった。組織学的検討により、Ehmt欠損マウスではmetaplasiaと早期のPanIN病変は見られるが以降のPanIN病変が形成されないことが明らかとなった。これらのデータはEhmtがマウス膵においてKras遺伝子変異存在下での腫瘍発生に重要な役割を果たしていることを示唆する。P48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスの膵metaplasia病変において、Sox9, Mint, Ck19, Amylaseの発現パターンについて、定量的RT-PCRと免疫染色を用いて検討した。またグローバルなヒストン修飾パターンについても検討した。さらにP48Cre:KrasG12DマウスにおけるPanIN進行は炎症により促進されることから、セルレインを生後6ー8週程度のP48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスに投与し膵の炎症を誘導した後、PanIN病変の進行状況を解析した。これによりEhmtが炎症による前癌病変進行に重要な役割を持ちうることを明らかにした。P48Cre:KrasG12Dマウスはp48プロモーター下で恒常的活性型Kras遺伝子を発現することで、生後早期からPanIN病変を呈し、一年以上の経過で膵癌に進展することから、ヒト膵癌発生機序を模倣するマウスとして知られる。このマウスと数種類のクロマチン制御因子のKOマウスとを交配し膵癌発生進展への過程を検討した結果、ヒストンメチル化酵素Ehmt欠損マウスでは膵癌前駆病変の進行が遅延することを明らかにした。通常のEhmt存在下では生後早期よりmetaplasiaからPanIN形成を呈し、生後一年までにはPanIN2-3、さらに一年以上経過すると膵癌で死亡するマウスが出現、その生存日数中央値は353日であった。予定通り、正常膵からmetaplasia病変、各gradeのPanIN、最終的な膵癌病変に至る過程でのEhmtの発現の変化を検討した。また実験計画に従って、P48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスの膵metaplasia病変において、そのマーカーとして知られているSox9, Mint, Ck19およびAmylaseについて、定量的RT-PCRとそれぞれの抗体による免疫染色を用いて調べた。

通常のEhmt存在下では生後早期よりmetaplasiaからPanIN形成を呈し、生後一年までにはPanINが進行、さらに一年以上経過すると膵癌で死亡するマウスが出現、その生存日数中央値は353日であった。一方でEhmt欠損マウスでは生存日数中央値は602日と、ほぼ通常の野生型マウスと同様であった。組織学的検討により、Ehmt欠損マウスではmetaplasiaと早期のPanIN病変は見られるが以降のPanIN病変が形成されないことが明らかとなった。これらのデータはEhmtがマウス膵においてKras遺伝子変異存在下での腫瘍発生に重要な役割を果たしていることを示唆する。P48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスの早期PanIN病変において、増殖能や粘液産生能をKi-67およびArucian blue染色、MAPKシグナルの活性化評価により検討する。これから両者のPanIN1病変の質的差異の有無を解析索する。またP48Cre:KrasG12DマウスにおけるPanIN進行は炎症により促進されることが知られている。よってセルレインを生後6ー8週程度のP48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスに投与することで膵の炎症を誘導し、PanIN病変の進行状況を解析する。これによりEhmtが炎症による前癌病変進行に役割を持ちうるかどうかを評価する。P48Cre:KrasG12D Ehmt野生型あるいはEhmt欠損マウスの膵組織それぞれからRNAを抽出し、発現アレイにて両者において異なる遺伝子発現プロファイルの網羅的解析を行う。これによりまずはヒストンメチル化酵素Ehmtの発現制御をうける遺伝子群あるいは特異的なシグナル伝達経路を明らかにする。その後validationによりその変動が確認された遺伝子については各gradeのPanINにおける発現状態の変化を免疫組織染色でも検討する。購入額に174円の端数が生じたため
微惑星衝突に関する物理素過程の実験的研究

本研究では、衝突クレーター形成過程における高速放出物(放出速度数m/s以上)の質量-速度分布を室内実験から明らかにすることを目的としている。19年度は、放出速度と衝突点からの距離の関係について実験的に調べた。一段式ガス銃を用いて弾丸(ポリカーボネイド)を速度50-330m/sに加速し、ソーダライムガラスビーズに衝突させた。ガラスビーズを入れた容器にスリットがついた金属板をかぶせ、スリットから放出される放出物の速度を高速ビデオカメラを用いて測定した。その結果、放出速度は距離に対してベキ乗関係で減衰し、そのベキ指数は約-2乗であることが分かった。次に18年度に測定した放出物の総量と衝突点からの距離の関係式についての実験データと、今回取得したデータを組み合わせて、最終的に質量-速度分布を決定した。その結果、速度数m/s以上の質量-速度分布は、放出速度に対し単純なべキ分布に従うことが分かった。過去の研究では速度数m/s以上ではべキ乗からずれると予想されていたが、本研究により、数10m/sの放出物もベキ乗に従うことが分かった。この事は、実際の天体衝突において、多量の放出物がクレーターから遠方まで到達しうるということを意味し、天体表層進化において衝突による表層物質の再分配・混合は、従来考えられてきたよりも高い割合で起こりうる事も意味する。また、小天体(彗星や小惑星)に衝突が起こった場合、脱出する衝突放出物(隕石や惑星間塵の起源になりうる)は、従来考えられてきた推定量よりも数桁多くなりうるということを明らかにした。本研究では、速度数m/s以上の放出物の速度分布を室内実験から明らかにすることを目的としている。18年度は、放出物の総量(質量)と衝突点からの距離および弾丸衝突方向に対する方位角との関係を調べるために、クレーター形成過程における掘削領域の直接観測を行った。標的物質に対して垂直にシート状レーザー(ダイオードレーザー15mW)を照射し、この状態で衝突実験を行った。高速ビデオカメラを用いて、レーザー光の時間変化を追うことで、クレーター穴の直径および深さの時間発展を調べた。その結果、(1)過渡クレーターの形成後すぐにクレーター壁面とリム部分の崩壊が起こり、クレーター直径が増加することがわかった。つまり、クレーター直径に対するスケーリング則を考える上では、過渡クレーター形成過程と崩壊過程の両方について考慮する必要がある事が分かった。また、(2)形成過程の初期段階ではクレーター直径は時間に対してベキ乗則で増加するが、後半段階ではこのベキ乗則からずれることがわかった。過去の研究では、クレーター形成のモデルとして、単純なベキ乗則モデルが提案されてきた。しかし、このベキ乗からのずれが観測される後半段階は、調べられていなかった。つまり過渡クレーター形成過程でのクレーター直径の時間発展は、単純なベキ乗関係式では記述出来ないことを意味する。そこで、本結果の観測結果を説明するために、Z-モデル(流体近似を用いた掘削流モデル)を基にして、クレーター直径の時間発展式を導出した。このモデル式を様々な条件での実験結果に対して当てはめ、妥当性について検証を行った。その結果、この新しいモデル式は、クレーター直径の時間発展をよく再現することが分かった。この新しいモデル式を用いて、放出物の総量(質量)と衝突点からの距離の関係式の推定を行った。
ライフヒストリーで辿るフィンランド教育の源泉－「教育における平等」概念の実相－

本研究では、(1)フィンランドの教育政策における「教育における平等」概念の検証、(2)教育関係者のライフヒストリー・インタビューによる「教育における平等」の検証、(3)「教育における平等」の多層的アプローチの制度化メカニズムの解明、(4)平等性を担保する教育制度の在り方についての提言、の4点を実施することとしている。研究初年度の2018年度は、主に、(1)フィンランドの教育政策における「教育における平等」概念の検証と、(2)教育関係者のライフヒストリー・インタビューによる「教育における平等」の検証に取り組んだ。(1)については、主に文献調査により、フィンランドの教育政策文書と先行研究のレビューを行い、1960年代以降の教育政策における「平等」概念の検証を行った。まだ分析途中であるが、「平等」主義的なアプローチが、北欧型福祉国家へと転換を図った1960年代以降のフィンランドの教育政策の展開に通底するものであること、その点については現代も変わらぬままであるが近年その解釈に僅かな変化が確認できることなどが明らかになった。平等概念の近年における変化という、文献調査に基づく仮説を踏まえ、その裏付けを得るべく、現地において、学校関係者や教育研究者、教育行政関係者らにインタビュー調査を行い、現代における教育関係者の平等観及び学校現場で目指されている「平等」の実相を描き出すことを試みた。さらに、(1)の分析に基づき、(2)の実施のためのフレームワークの素案を作成した。これについては、現地調査を行った際に、フィンランドの研究協力者(教育研究者)から助言を受けている。その助言を踏まえ、フレームワークの修正を図り、2019年度に実施予定のパイロット調査に向けた準備を進めた。当初想定していたよりも、分析対象となる教育政策文書の量が多く、その分析に時間がかかっているが、そのことを除けば、概ね当初の計画通りに進んでいるため。今後は、フィンランドの教育政策における平等概念の検証をさらに精緻なものとするとともに、フィンランドの教育関係者へのライフ・ヒストリーインタビューにより、教育関係者らに共有された「教育における平等」観の検証を行い、その経年的変化や普遍的価値について、検討する。そうした取組を通じて、フィンランドにおける「教育における平等」観の実相と、その多層的アプローチの実相を明らかにし、平等性を担保する制度設計のモデルを提示することを試みる。教育政策における平等概念の検証については、計画では、テキストマイニングを行うこととしていたが、プレ的に実施した分析では、特徴の抽出に課題が残った。そのため、検証方策については、計画通りの実施を基本として進める一方、より効果的な方法の検討も並行して実施する。当初計画では、初年度にテキストマイニングのための設備(機材及びソフトウェア)を購入することとしていたが、研究を進める中で、分析手法について再度検討を行うこととし、設備的な面での整備を次年度に先送りしたため。
細胞増殖因子による細胞増殖誘導の初期反応機構に関する研究

細胞増殖の初期反応機構、特に細胞膜結合性プロテインキナーゼによる細胞膜結合性蛋白質のリン酸化を指標にして、休眠状態にある細胞をその特異細胞増殖因子(GF)で処理した後径時的にSDSーPAGEとオートラジオグラフィーで解析した。その結果、GF処理後分子量約56KDaの糖蛋白質および98KDaの蛋白質の特異的なリン酸化を認めた。そこで、これら2種のリン酸化蛋白質をマウス腹水がん細胞膜画分よりDEAEーセルロースとPhosphoーセルロースカラムクロマトグラフィーおよびSephacyl S200ゲル濾過によって部分精製した。さらに、最終的にはこれらの部分精製標品をそれぞれFPLC(Mono Qカラム)で単一蛋白質画分にまで精製した。精製された56KDa糖蛋白質は、(i)キナーゼCおよびキナーゼPによってin vitroでも著しくリン酸化されること、さらに(ii)抗tag抗体によってリン酸化が特異的に阻害されることなどから、本糖蛋白質は1Lー2レセプターであることが示唆された。一方、精製された98KDa蛋白質は(i)DNA結合活性があること、(ii)DNAポレメラーゼ活性を促進すること、さらに(iii)カセインキナーゼIIによって特異的にリン酸化されることなどが明らかになった。しかも、本蛋白質のGFによる誘導キネテックスはmyCー遺伝子産物のそれとよく対応することから、本蛋白質の細胞増殖誘導との関与が強く示唆された。上述の研究結果を基に、これら2種の細胞膜結合性蛋白質のリン酸化と検出条件を確立させることにより、各種GFによる細胞増殖誘導の直接的なAssay法を確立させた。この実験法は、ウイルスなどによる細胞トランスホーメションなどにも応用出来、簡便且つ定量的な手法として拡く活用されると期待される。今後は、これらのリン酸化蛋白質が、細胞増殖シグナル伝達系にどのような関係があるのかを解明したいと考えている。
猫パルボウイルス亜群の分子進化と犬パルボウイルス出現機構に関する研究

本研究は、猫パルボウイルス亜群に属する猫汎白血球減少症ウイルス(FPLV)、ミンク腸炎ウイルス(MEV)、犬パルボウイルス(CPV)の分子遺伝学的な解析を行い、これら3ウイルスの相互関係、ならびにCPV出現機構の解明を目的とした。現在までに、FPLV2株(日本;1974,フランス;分離年不明)、CPV4株(日本;1979,1982,1984,1991)、MEV1株(日本,1980)の計7株の塩基配列を決定した。このうち代表的なもの(FPLV1株,CPV3株,MEV1株)についてはDNA Data Base of Japan(DDBJ)に登録した。株数が少なかったため分子系統樹を書くには至らなかったが、塩基配列より予想されるアミノ酸配列の多重アライメントの結果、宿主域決定領域内に系統発生的にCPV特異的と考えられる5個のアミノ酸を同定した[amino acid(aa)93,aa103,aa305,aa564,aa568]。また、Parrishらが米国で報告したaa300,aa305の置換を伴うCPVの変異(Parrish et al.J.Virol.,1991)が日本のCPV分離株でも認められた。猫パルボウイルス亜群の分子進化の全体像を知るためにはより多くのウイルス株の塩基配列を調べる必要があるが、本研究の結果から、系統発生的にCPV特異的なアミノ酸の存在が明かになった。以上の結果はJ.Gen.Virol.(Horiuchi et al., in press)に発表した。また、CPV特異的な5アミノ酸をもつ組み換えMEVを作製し、その生物性状をCPVと比較したが、組み換えMEVはCPVの生物性状を示さず、CPVの出現機構に関してはさらなる研究が必要である。
多国籍企業の本国回帰に関する研究

本研究の目的は、多国籍企業が海外で展開する事業活動を国内に回帰させる、「リショアリング(国内回帰)」行動の背後にある論理を、多国籍企業の立地選択の観点に立ち返って解明することにある。国外で事業を行う多国籍企業は、自国とは異なる不慣れな環境や不確実性にさらされるため、立地の決定は、進出先で直面する劣位性とそこで獲得する立地特殊的優位性、多国籍企業としての所有特殊的優位性の相対的強度の影響を受ける。この立場に依拠し本研究では、各種調査を通じて、多国籍企業の劣位性と優位性の相対強度が立地選択に及ぼす影響メカニズムの考察を進めた。その結果、リショアリングの背景には、進出先の立地優位の喪失のみならず、日本および第三国の立地優位の相対的ポジション、企業の所有特殊的優位の変動、およびそれらの相互作用的変動が影響することがわかった。日本の立地特殊的優位と多国籍企業の所有特殊的優位および劣位性の変動を分析する上で、日本企業のリショアリング行動と同様、多国籍企業が日本を立地選択する行動として、対日進出した外資系企業の立地選択を取り上げた。とりわけ日本での人材獲得と育成・リテンションにおける劣位性と、本国から持ち込んだ人的資源マネジメント上の優位性に着目した理論仮説を構築し、従業員レベルで収集したデータに基づき、多母集団SEMを用いて実証分析を行った。その結果、日本企業と比べて各種構成概念の平均の差分析で統計的に有意な相違点が確認され、この点が日本市場における劣位性と優位性となりうることが示唆された。また構造方程式の比較分析でもいくつかの有意な差が確認され、これらは外資系企業の人的資源管理が本国親会社や他国のシステムの同型化圧力を受けた形で変容されていることを裏付けるものであり、それが変容しつつある日本の労働市場において多国籍企業の優位性となっている可能性が示唆された。文献調査、各種資料調査、面接調査を進める中で、多国籍企業によるリショアリング行動の背後にある立地選択において、人的資本の蓄積パターンの相違と制度的・戦略的補完性の両面での軋轢と同型化メカニズムが大きく影響するとの認識に至った。こうした観点から、リショアリング現象に対する分析枠組みの再構築を慎重に進める必要があったことから、まずは対日進出した外資系企業を対象とした立地選択の解明に焦点をあわせた。そのため、日本企業によるリショアリングのモデル確立作業にも遅れが生じた。多国籍企業の対日進出を対象として得られた知見をベースに、日本企業による海外事業活動のリショアリングのモデル化を、各種調査による継続的捕捉作業と合わせて実施する。本研究の目的は、多国籍企業が海外で展開する事業活動の一部ないしは全体を国内に戻す、本国回帰(リショアリング)の実態を明らかにし、そのプロセスの背後にある論理を理論的・実証的に解明することにある。海外事業のリショアリングに対して、企業の海外進出から拠点シフト(リロケーション)、撤退まで含めた国際化行動や、立地要因の変動、企業戦略、産業・企業特性といった要因を考慮に入れながらシステム論的にアプローチし、リショアリングのプロセスを日本企業を対象に解明することを目指すものである。H28年度において、まずは多国籍企業の立地選択に関わる先行研究のシステマティックなレビューを行った。Hymer、Dunning、Vernon、Ghemawatらの多国籍企業研究や、HooverやPorterらの経済地理学、PredやSmithらの空間経済学、BenitoやBirkinshawらの撤退・リロケーション分析などの比較調査を通じて、"Liability of foreignness"と立地特殊的優位の相対強度の変動、立地ポートフォリオの選択と管理、国境をまたぐビジネスにおける距離といった、リショアリング行動メカニズムの解明に役立つ概念を生成し、概念間の関係性の検討を行った。またこれら文献調査とあわせて、リショアリングを経験した日本企業および、企業の海外展開や海外からの対内直接投資に対する支援と情報収集調査を行う諸機関の関連部署等において、インタビュー調査を実施した。在日外資系企業を対象とした子会社役割形成に関する実証分析においては、日本に進出する外国企業の立地選択と日本企業のリショアリング・プロセスとを比較対照させる視点から考察を加え、多国籍企業による立地選択の動態プロセスと子会社役割の進化が相互に密接に関連している可能性を導き、その成果を欧州国際ビジネス学会(EIBA)年次大会で発表した。先行文献および統計書・各種資料調査、ならびにヒヤリング調査を進めるなかで、多国籍企業によるリショアリング行動の背後にある企業の立地選択において、立地ポートフォリオの概念の重要性を認識するに至った。つまり、リショアリングを特定事業の海外進出から撤退・リロケーションという、多国籍企業の本国と特定進出先国の一対の関係の中での立地選択プロセスとして眺めるだけでなく、多数の事業と多数の国からなる立地ポートフォリの選択・組み換えと管理の視点からとらえることの必要性である。こうした観点から、リショアリング現象に対する分析枠組みの再構築を慎重に進めることが肝要となる。そのため、研究計画着手時に当初予定していた、インタビュー調査に基づくケーススタディを通じた帰納的推論による理論モデル化の作業にも遅れが出ている。本研究では、多国籍企業が海外で展開する事業活動の一部ないしは多くを国内に回帰させる、「リショアリング(国内回帰)」行動の実態を明らかににするとともに、そのプロセスを、背後にある論理に遡りながら理論的・実証的に解明することを目指している。その際、多国籍企業の海外進出時の立地選択から進出先拠点のシフト(リロケーション)、さらには撤退まで含めた一連の企業国際化行動の視点から、また、さまざまな海外拠点の組み合わせからなる立地ポートフォリオの視点から、リショアリングにアプローチする。

それと同時に、そうしたリショアリング・プロセスに、事業分野の拡大や縮小といった企業戦略、多国籍企業ネットワーク内での親会社・子会社間関係といった内部組織の力学、為替レートやライバル企業・カスタマー企業の動向、賃金や人的資本の蓄積、労働市場の開放性などの立地要因の変動などがどのように影響するかを記述するモデルを開発する。H29年度においても前年度と同様、先行研究の文献調査および企業への面談調査を行った。多国籍企業の立地選択研究や、戦略と組織研究、多国籍企業の子会社役割研究、経済地理学、空間経済学などに関わる文献調査に加え、多国籍企業の立地選択に影響を与える構成概念として、人的資源マネジメントや雇用システム、労働市場のメカニズムについても文献および面接調査対象とした。その結果、立地ポートフォリオ概念の操作化では、隔たりと多様性の扱いに関しておおよそのめどがついた。また人的資源マネジメントとの関連では、進出先国の雇用システムや労働市場との制度的補完性や、制度内での企業間の戦略的補完性の存在により、多国籍企業の人的資本形成パターンが化圧力を受けることから、このことが企業立地の選択・再選択に影響を及ぼす可能性があることを明らかにし、『世界経済評論』2018年3.4月号に掲載された論文で公表した。文献調査、各種資料調査、面接調査を進める中で、多国籍企業によるリショアリング行動の背後にある立地選択において、人的資本の蓄積パターンの相違と制度的・戦略的補完性の両面での軋轢と同型化メカニズムが大きく影響するとの認識に至った。こうした観点から、リショアリング現象に対する分析枠組みの再構築を慎重に進める必要がある。そのため、研究計画着手時に予定していた理論モデルの確立と定量分析の作業にも遅れが出ている。本研究の目的は、多国籍企業が海外で展開する事業活動を国内に回帰させる、「リショアリング(国内回帰)」行動の背後にある論理を、多国籍企業の立地選択の観点に立ち返って解明することにある。国外で事業を行う多国籍企業は、自国とは異なる不慣れな環境や不確実性にさらされるため、立地の決定は、進出先で直面する劣位性とそこで獲得する立地特殊的優位性、多国籍企業としての所有特殊的優位性の相対的強度の影響を受ける。この立場に依拠し本研究では、各種調査を通じて、多国籍企業の劣位性と優位性の相対強度が立地選択に及ぼす影響メカニズムの考察を進めた。その結果、リショアリングの背景には、進出先の立地優位の喪失のみならず、日本および第三国の立地優位の相対的ポジション、企業の所有特殊的優位の変動、およびそれらの相互作用的変動が影響することがわかった。日本の立地特殊的優位と多国籍企業の所有特殊的優位および劣位性の変動を分析する上で、日本企業のリショアリング行動と同様、多国籍企業が日本を立地選択する行動として、対日進出した外資系企業の立地選択を取り上げた。
グルコースのNaチャンネル抑制作用における分子機構

我々はグルコースがザリガニの巨大神経のNaチャンネルを抑制し、leakage conductanceを増大させ、静止膜電位を過分極させることを見出した(第8回国際薬理学会、1981)。これらの作用はいずれも神経細胞の興奮性を抑制する方面に働くものであり、一つ一つの作用は軽度のものではあるが、神経活動の興奮抑制の面において少なからぬ影響をおよぼすことが考えられる。特に、グルコースは血中に高濃度で存在し、時々刻々中枢神経に送り込まれていることから、高等動物の中枢神経系において神経細胞の興奮性の生理的調節を行なっている可能性が充分ある。本研究はこのグルコースのleakage conductance増大作用におけるイオン機構をザリガニの巨大神経を用いて解明することを主な目的とした。2本電極による膜電位固定法で得られた結果については前年度の研究実績の概要で述べた。極めて微小なleakage currentを測定する実験であることから、細胞膜に電極を刺入しない、出来るだけin situに近い状態で実験を行なうことを試みた。隔絶法による膜電位固定法を採用し、本実験の目的に副うように方法の改良を行なった。1)隔壁絶縁部(vaseline)を長くとり、その中間にパラフィンプールを挿入することによりshort-icircuiting factorの改善をはかった。2)外側のプールの膜の電位を、常法である、isotonic KC1で脱分極させる代りに膜を切開して細胞内人工液で充たす方法を考案した。殊に、後者の改良は膜を切開して細胞内電極を用いることなく良い精度で測定することを可能にした。Holding potentialを静止電位に近い-85mVとし、5mVステップのパルスを±20mVの範囲内で加え、流れるleakage currentを測定した。K^+をCs^+、Cl^-をmethylsulfateで置換した場合のグルコースによるleakage conductanceの増大の程度とコントロールにおけるそれを比較することにより、主としてK^+の透過性の増大に依ることが結論された。高等動物中枢神経系の生理的興奮活動におけるグルコースの役割を解明することを目標にして,より単純な実験系であるザリガニの巨大神経を用い,グルコースによるleakage conductance(gL)の上昇のイオン機構を解明した.ザリガニの巨大神経を切り出し,生理溶液(Van Harreveld氏液)中に固定した後,その中央部に通電用(2M K-citrate)および膜電位測定用(2M K-acetate)の電極を二本刺入し膜電位固定法(Hironaka and Ikari,1984,In MEMBRANE Permeability: Experiments and Models,Techs〓inc.,Adelaide,pp.97-100)を適用した.膜電位を静止膜のレベルに保持した後,膜電位変化をなるべく小さくし(gLの電位依存性が大きい為),これによって発生した微小膜電流を測定しgLを算出した.1生理溶液中のNa^+をcholine^+に換えた場合, gLの変化はわずかであったが, K^4をRb^+に換えた場合は大きな変化を示した.2グルコース500mMを投与した場合に生ずるgLの上昇はK^+をRb^+に換えた時著しく抑制されたが, Na^+をcholine^+に換えた時は認めるべき変化を示さなかった.

3gclの関与に関しては透過性の低い代換物質,例えば, methylsulphate^-の入手が困難であったので今後さらに検討するが,これまでの予備的実験ではCl^-を他の透過性のより低い陰イオンに変えた場合のグルコースによるgL増大の程度におよぼす影響は小さいものであった.これまでの実験結果はグルコースがgKを増大させることによりgLを上昇させることを示唆している.このgLの増大はグルコースの作用濃度を考慮した場合決っして大きなものではないが,グルコースが高濃度に存在し,時々刻々変化している事実を考えると,むしろ逆に生理的な中枢神経の興奮活動の調節を行なっている可能性が充分ある.今後さらにこのイオン機構に厳密な検討を加える.またpatch clamp法を適用して興奮性膜に対するグルコースの抑制作用の分子機構を明らかにして行く予定である.本研究はグルコースのleakage conductance増大作用におけるイオン機構をザリガニの巨大神経を用いて解明することを主な目的とした。2本電極による膜電位固定法で得られた結果については前年度の研究実績の概要で述べた。極めて微小なleakage currentを測定する実験であることから、細胞膜に電極を刺入しない、出来るだけin situに近い状態で実験を行なうことを試みた。その目的のために隔絶法による膜電位固定法を採用し、本実験の目的に副うように方法の改良を行なった。膜電位を電極を刺入することなく正確に測定し、通電電流の膜をよぎる成分を正確に測定するために次の二つの点について改良した。1)隔壁絶縁部(ワゼリン)を長くとり、その中間にパラフィンのプールを授入し神経細胞膜表面と絶縁剤のより密接な接触をはかることによりshort-circuiting factorの改善を可能にした。2)外側のプール内の膜の電位を、常法である、isotonic KClで脱分極させる代りに(完全な脱分極を仮定しているが、必ずしもその仮定は正しくない)、膜を切開してそのプールを人工細胞内液でみたす方法を考案した。殊に、後者はこれまで隔絶法による膜電位の絶対値測定は不可能とされていたものを電極の刺入なしに測定することを可能にしたものである。静止膜における性質を調べる実験であることから、holding potentialを静止膜電位に近い-85mVとし、5mVステップのパルスを±20mVの範囲内で加え、流れるleakage cureentを測定した。正常の生理溶液中でのグルコースによるleakage conductanceの増大の度合とK^+をCs^+、あるいはTMA^+、Cl^-をmethylsulfateで置換した場合のそれを比較することにより、グルコースのleakage conductance増大作用におけるイオン機構としては、主としてK^+の透過性増大によることが結論された。