hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
暫間的抗菌性覆髄剤使用後のコンポジットレジンの歯質接着性について

本研究の目的は,3種の抗菌剤(メトロニタゾール,セファクロール,シプロキサシン)を含有する暫間的覆髄法(3-Mix法)を用いて処置した象牙質に対してのコンポジットレジン接着システムの接着機構の解明である。現在,深在性う蝕を窩洞に3種の抗菌剤をα-TCPセメントに混和させたものを覆髄剤として使用し,セルフエッチングボンディングシステムのLB IIΣ(Kuraray)中のでΣプライマーで処理し,Σボンドを塗布,照射後,コンポジットレジンのフォトクリアフィルAP-Xを充填,照射し,覆髄剤が口腔内に溶出しないようにシーリングしている状態である。充填後36ヶ月経過したものについて充填物を除去して,各接着システムすなわちセルフエッチングプライマーのLB IIΣ,およびウェットボンディングシステムのシングルボンド(3M)を使用してコンポジットレジン修復を行い,接着強さを測定したが,試料数が少なく,また実際の口腔内で操作を行うのでため,誤差が大きくその傾向を得ることができなかった.しかし,今後実際の口腔内での接着性について継続して検討する予定である.本研究の目的は,3種の抗菌剤(メトロニタゾール,セファクロール,シプロキサシン)を含有する暫間的覆髄法(3-Mix法)を用いて処置した象牙質に対してのコンポジットレジン接着システムの接着機構の解明である。現在,深在性う蝕を窩洞に3種の抗菌剤をα-TCPセメントに混和させたものを覆髄剤として使用し,セルフエッチングボンディングシステムのLBIIΣ中のでΣプライマーで処理し,Σボンドを塗布,照射後,コンポジットレジンのフォトクリアフィルAP-Xを充填,照射し,覆髄剤が口腔内に溶出しないようにシーリングしている状態である。今後,充填後36ヶ月経過したものについて充填物を除去して,各接着システムを使用してコンポジットレジン修復を行い,マイクロボンドストレングスの装置を用いて接着強さを測定する予定である。また,これによって得られた試料をそのままSEM観察を行う予定である。しかし,今回の実験計画において本来,有機質が多い象牙質が3-Mix法を行うことによって,無機質の含有が多くなるなどの象牙質の構造,成分が変化する事が予想される。これによって接着強さやその安定性に変化が可能性もあると考えられる。また,本来の接着操作の術式より行程が多くなることと,実際の口腔内で操作を行うのでため,これについても検討する予定である。充填後36ヶ月経過したものについて充填物を除去して,各接着システムすなわちセルフエッチングプライマーのLB IIΣ,およびウェットボンディングシステムのシングルボンド(3M)を使用してコンポジットレジン修復を行い,接着強さを測定したが,試料数が少なく,また実際の口腔内で操作を行うのでため,誤差が大きくその傾向を得ることができなかった.しかし,今後実際の口腔内での接着性について継続して検討する予定である.
高齢者および障害者を含むユニバーサルデザイン環境設計用評価指標の確立

人間工学的なバリアフリー基準の作成とその対応が進む一方で、光、音、温熱、空気などの環境バリアフリーについての配慮は十分とは言えない。その理由に、高齢者や障がい者を対象とした建築環境工学分野の研究成果が少ないこと、建築環境工学分野のこれまでの研究成果が設計に活用されていないこと、施設利用者自身がその重要性に気づいていないことなどが考えられる。本研究では、ユニバーサルデザイン環境設計用評価指標の確立を目指し、設計事例の視察や既往研究調査、およびアンケート調査により考察を加えて、高齢者や障がい者を対象とした建築環境工学分野の将来研究計画のための資料作成に努めた。平成22年度は、福祉施設、鉄道駅、複合型商業施設、鉄道駅、オフィスビル、小中一貫校など、メンバー全員でユニバーサルデザインに関連する建築環境デザインの見学会を企画、実施した。これらの具体的な事例を見ることで、高齢者、視覚障害者、聴覚障害者、子ども、外国人などの様々な人に対応する人間工学的配慮についての理解を深めるとともに、ユニバーサルデザインの先進的な配慮の傍らで、環境工学に関連する計画基礎的な配慮が不十分な点などについても確認することができた。また、近年に基準化された建築環境工学分野のアカデミックスタンダードが既に現場で実践されていることを、このような機会に目の当たりにすることで、光、音、熱、空気の分野のそれぞれのメンバーが、互いに分野の異なるメンバーと意見交換をし、複合的な環境デザインに対する新しい知識を共有できることにもなった。さらには、見学会を通じて具体的な研究テーマの創出へとつながったメンバーも居り、本挑戦的萌芽研究の一つの目的を果たすきっかけともなったことは、評価に値する。次年度以降の研究活動について、より多くのユニバーサルデザインに関連する建築環境デザインについての事例を調査するとともに、高齢者施設、障害者施設、保育所、養護施設などの施設管理者や利用者を対象に、ユニバーサルデザイン環境設計についてのアンケート調査を企画し、その成果を建築学会大会OSなどの場で発表することを考えている。20011年度は、東日本大震災により、メンバーが被災したことや研究費の受託について不透明な部分があったために、活動の開始が遅れた。しかしながら、障害者、子ども、高齢者などを対象とした建築環境工学分野のバリアフリーデザインに関連する課題について、メンバー各自が更なる研究調査活動を行い、各メンバーよりそれらの成果について重要参考資料などが提出され継続的に情報交換を行うことができた。震災に関係する内容での個々の調査も行っており、高齢者や障害者を対象とする避難時の施設の配慮についての調査とともに、メンバーそれぞれが現地に赴いてボランティア活動にも取り組んだ。また、関西を中心として2件の見学会を実施し、ユニバーサルデザインの観点から建築計画、人間工学および建築環境工学的な内容について、設計者および施主、建築企画分野の専門家などと、高齢者障害者などの利用者の意見を直接聞く機会を得た。現時点では建築環境工学的な配慮については、企画設計段階で十分であるとはいえず、空間ができた後に問題点を見つけることが多い。予測できるはずのこのような問題点について、障害者や高齢者などに対する部分にとどまらないことも同時に確認できたので、建築計画分野との共同研究・企画・設計を行う機会を求める必要があることを再認識するとともに、さらなる今後の研究活動の方針と展開を見出すことができた。一方、2011年度は、大阪府を中心として、福祉施設の住環境についてのアンケート調査を企画した。来年度引き続き、その回答を得て集計を行う予定である。このアンケート調査により障害者、高齢者、こどもなどを対象とした福祉住環境の構成要素を明らかにするとともに、環境工学分野の設計基準、評価基準の指標作成を目的とする新たな研究活動への一歩を踏み出すことができるとともに、福祉分野の建築環境の設計指標の構築に向けて飛躍的な成果が得られることが期待できる。2011年度に大阪府を中心として、福祉施設の住環境についてのアンケート調査を実施したことについて結果の分析を行った。日本建築学会、日本福祉のまちづくり学会などにおいてその研究成果を発表した。その内容について、光環境では、その重要度は非常に高く認識されていることが明らかになった。また、明るさや満足度に対する肯定的な回答率が非常に高かった。しかし、階段や廊下などの移動空間の光環境は、現状で問題点が多いことが分かった。音環境では、知的障がい害者施設で最もうるさく感じられ、聞き取りにくさの問題も指摘されることがわかった。しかし、利用者側で妥当な解決手段が設定できないことが示された。設計段階での音環境設計指標の提示と建築音響の専門家の関与が重要であるといえる。温熱環境では、食堂、居室などの主たる生活空間の温熱感、快適感は肯定的な回答率が非常に高かった。しかし、素肌を露出するトイレ、浴室や脱衣室においては不快側の申告が30%程度を占めていた。空気環境では、湿気に関する項目や臭いを問題視する回答が比較的多く、改善希望としての指摘項目数も多かった。

高齢者や障害者を対象とした災害避難時の照明や視覚サインのあり方についての自治体の取り組み状況を調査した結果を15WCEEにおいて発表した。一連の調査結果の内容を踏まえて、関西を中心として3件のシンポジウムを企画して啓発活動に努め、参加者とも意見交換を行った。一方で見学会を実施し、ユニバーサルデザインの観点から建築計画および建築環境工学的な内容について、設計者や建築企画分野の専門家、および高齢者、障がい者などの利用者の意見を直接聞く機会も得た。建築環境工学分野のユニバーサルデザイン設計基準、評価基準の指標作成を目的とする将来研究計画のための資料を得ることができたといえる。数回に渡って会議し互いの研究の内容について学び、意見交換を行った。また、建築計画分野の研究者との共同企画による見学会や現地調査などを通じて、ユニバーサルデザインの観点から建築計画、建築環境工学的な内容について、設計者および施主、建築企画分野の専門家などの意見を聞くとともに、高齢者や障害者の意見も聴取した。今年度は特に、東日本大震災の被災地にも赴き、申請時の内容を超えた研究活動、啓発活動を行った。現在、大阪府を中心とする福祉施設のアンケート調査を企画し、問題点の抽出と今後の課題について分析を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。福祉施設計画における光、音、温熱、空気などの建築環境工学的配慮について、おおよそ福祉施設の居住者や介護者を対象とした研究成果が少ないことから、その対応が不十分なところが否めなかったが、本研究を通じて、建築環境工学分野のこれまでの研究成果が設計に十分活用されていないこと、利用者(居住者、介護者などを含む)自身がその重要性に気づいていないこと、などの理由も加わって、その配慮に遅れが生じていることが明白になった。その内容について、現在、大阪府を中心とする福祉施設に対してアンケート調査を実施しようとしているが、本研究の将来的な目標に向けて、特に今年度は、「福祉施設設計・評価のための総合的な屋内環境指標を構築すること」ことについてのアンケート調査内容の分析に焦点を当て、評価項目の重要度、必要度などの点から整理して、光、温熱、音、空気の各分野の別に明らかにする予定である。
音声ドキュメントの検索に関する研究

本研究で提案する自由発話の音声検索技術は、インターネットなどに急速に増えている音声情報を的確に取り出し、且つ分かりやすく提示するアプローチであり、従来の音声認識、テキスト情報検索、質問・応答の技術を組み合わせた新しい情報獲得手法として体系化を図ろうとするものである。テキストドキュメントの検索に比べ、音声ドキュメントには音声認識の誤りと認識辞書に登録されていない単語(未知語)の存在という二つ重要な特徴があり、検索にとって避けられない新しい課題である。また、単純なキーワードマッチング方式では検索意図を捉えられない。我々は前年度に音声認識の誤りに対処するため、複数の認識候補を考慮したConfusion Networkを使って統計的な方式でベクトル空間検索モデル(VSM)を適用することによって有効な検索手法を確立した。今年度はそれをベースにして以下の二点に関して研究を行った。(1)未知語(OOV)に対してモーラ単位でサブワードの言語モデルを構成する。このサブワードモデルに属するクラスによって既存の単語の言語モデルと結合され、全体的に階層的な言語モデルになる。このモデルを使うことで、人名・地名のような未知語の検索が高い精度でできると同時に、従来の既存語の検索性能も改善された。(2)Non-Negative Matrix Factorization(NMF)を用いたセマンティク空間での音声ドキュメント検索方法を提案した。次元数が圧縮されたこのセマンティック拡張や音声認識の誤りや未知語の対処に有効だと見込まれる。本研究では、音声認識率が低い(60%位)条件で音声ドキュメントの検索における認識の誤り、未知語、及びセマンティック区間での処理に対して有効的な手法を確立した。本研究で提案する自由発話の音声検索技術は,インタネットなどに急速に増えている音声情報を的確に取り出し,且つ分かりやすく提示するアプローチであり,従来の音声認識,テキスト情報検索・質問・応答の技術を組み合わせた新しい情報獲得手法として体系化を図ろうとするものである。今年度は,以下の二点に関して研究を行った。(1)Confusion Network(CN)という音声認識結果のLatticeに依存する検索手法を提案して,自由発話の検索方法を確立した。まず,検索の対象となる音声データに対して音声認識を利用し,複数候補を含むコンパクトなLatticeであるCNに変換する。次に,このCNをベクトル空間検索モデルに適用する。認識結果の候補の信頼度を利用して,検索用インデクシングを行う。本手法は,従来の音声認識結果の1-bestのみを対象とする方法より検索の再現率と適合率が共に高く保つことができる。また,単語誤り率の高い場合に検索性能の改善が高いと確認された。特に以下の事が判明された:・索引語頻度tf(w)の選択について,認識候補に付き信頼度の直接使用が相対的なランクより有効である。・索引語の信頼度への重み付けは,あまり効果がない。(2)Webを対象とした質問・応答において,教師なし学習の方式で応答の自動的な獲得方法を提案した。Support Vector Machine(SVM)方式で,事前に学習用タグ付きデータを用意する必要がなく,クラスタイリングを用いて,Webから検索される候補を分類し,自動的に応答を得るようにした。TRECのテストコレクションを使って,TOP5とMRR5の二つ尺度で評価した結果,本提案の方式の性能が従来のretrieval-basedモデル,教師あり方式及びpattern-basedモデルを上回っている。
自己集合性ナノ超分子錯体の創製と機能発現

本研究は、遷移金属の配位場における分子集合に着目し、配位性有機分子の遷移金属への配位を駆動力として、ナノ構造を熱力学平衡の結果として自発的に集合(自己集合)させ構築すること、さらにはその特異な構造に基づいて、新しい機能を発現させることを目的として行っている。以下に平成8年度の成果を要約する。1.キラルな自己集合性カテナン錯体(en)Pd(NO_3)_2と配位子PyCH_2C_6H_4CH_2Pyの反応では環状構造が2分子でインターロックしたカテナンが自己集合する。配位子PyCH_2C_6H_4Pyを用いても、安定な[2]カテナンが定量的に自己集合した。相当する単環との平衡は低濃度でも観測されず、カテナン構造が熱力学的に極めて安定であることが示された。内側配位子のフェニレン水素の2つは、他方の環からの遮へいにより、NMRスペクトルにおいて3.8ppm付近に観測された。配位子の構造が非対称であるため、カテナン構造にはトポロジカル不斉と呼ばれる不斉が生じる。この不斉に起因してカテナンの内側フェニレン基の4つの水素は、NMRですべて非等価に観測された。このカテナン構造は、結晶構造解析により決定した。2.ナノスケール空孔を持つ三次元六核錯体ナノメートルスケール構造の精密制御は、分子工学の基盤技術として注目を集めている。錯体(en)Pd(NO_3)_2と三座配位子トリピリジルトリアジンを3:2の比で反応させることにより、ナノメートルスケールに到達するアダマンタン型三次元構造の超分子が定量的に自己集合した。溶液中、この超分子は熱力学的に極めて安定であり、錯体と配位子を4:2のモル比で混合しても、3:2の組成で同一の超分子が生成し、過剰量の錯体は系中に未反応で残った。超分子は直径約10 Aの球が内接する三次元空孔を有する。水溶液中、内部空孔に4分子のアダマンタンカルボン酸陰イオン(Ad-COO)を包接することが、NMRで観測された。この包接体は結晶として単離され、X線構造解析により、構造が明らかとなった。
アリウム属植物の休眠打破有効成分及びその作用機構の解明

ニンニク(garlic)を始めとしたアリウム(allium)属植物のブドウの芽に対する休眠打破効果、打破の有効成分及び作用機構について検討した。1.ニンニクの塗布処理は多くのブドウ品種に対して、石灰窒素やメリットよりも大きな休眠打破効果を示した。気浴処理でも同様の効果が認められた。ニンニク以外のアリウム属植物のうちニラ、キニラ(黄化処理したニラ)、ラッキョウ等にも休眠打破効果があり、特にキニラとラッキョウの効果が大きかった。効果は塗布処理だけでなく気浴処理でも認められた。これらのことから、ニンニクを始めとしたアリウム属植物の休眠打破の有効成分は揮発性物質と思われた。2.ニンニクの揮発性物質として硫化アリル、2硫化アリル、3硫化アリル、4硫化アリルが含まれ、特に2硫化アリルと3硫化アリルの含量力が多かった。ニラやラッキョウではこれらのイオウ化合物は少なく、これよりも沸点の低い物質が主であったが、それを同定することはできなかった。イオウ化合物のいくつかについて、塗布処理と気浴処理によりブドウ挿し穂に対する休眠打破の効果を調査した。塗布処理では2硫化メチル、3硫化アリル、2硫化アリルで、また気浴処理では3硫化アリル、2硫化アリルで休眠打破の効果が大きかった。これらのことから、ニンニクの休眠打破の有効成分は揮発性のイオウ化合物である2硫化アリルと3硫化アリルであると推察された。ニラやラッキョウの有効成分はこれとは別の揮発性物質であるが、それを明らかにすることはできなかった。3.休眠打破のメカニズムを明らかにするために、処理後発芽に至るまでの挿し穂内のいくつかの生理活性の変化を調査した。休眠打破処理により、枝梢内のサイトカイニン活性が高まったが、芽の呼吸活性やエタノール含量及び枝梢中のABA含量には大きな変化はみられなかった。1.アリウム属植物に含まれる揮発性物質:これまでの研究で休眠打破効果の大きかったニンニク,ニラ,キニラ(黄化処理したニラ)及びラッキョウの揮発性物質をGCにより分析した.ニンニクの場合,硫化アリル(CH2:CHCH_2)_2S, 2硫化アリル(CH_2:CHCH_2)_2S_2, 3硫化アリル(CH_2:CHCH_2)_2S_3, 4硫化アリル(CH_2:CHCH_2)_2S_4が含まれ,特に2硫化アリルと3硫化アリルが多かった.ニラ,キニラ及びラッキョウについては上述の含硫化合物は少なく,これらよりも沸点の低い物質が含まれること,ニラ,キニラとラッキョウでは共通して含まれる物質とそうでない物質があることなどを認めたが,それらの物質を同定するには至らなかった.2.休眠打破の有効成分:まず,巨峰の1芽挿しを用いて,上述のアリウム属植物,それに含まれる含硫化合物及びその関連化合物について塗布処理とヘッドスペース法による揮発物処理(24時間)の効果をみた.塗布処理では2硫化メチル, 3硫化アリル, 2硫化アリル,ガーリックオイル(ニンニクの製油)で,また揮発物処理ではガーリックオイル, 3硫化アリル, 2硫化アリルで効果が大きかった.次に揮発物処理の時間をかえてその効果をみたところ, 12時間処理では2硫化メチル, 2硫化アリル, 3硫化アリル,硫化メチルで,また24時間処理では2硫化アリル, 3硫化アリル, 2硫化メチル,ガーリックオイルで効果が大きかった.

マスカット・オブ・アレキサンドリア,ネオ・マスカット,マスカット・ベリーA,巨峰,キャンベルアーリー,デラウェア6品種について打破効果をみた.塗布処理では多くの品種で2硫化アリルとガーリックオイル,次いで3硫化アリルの効果が大きかったが,揮発物処理ではいずれの品種とも3硫化アリルの効果が最も大きく,特にキャンベルアーリーとデラウェアで顕著であった.2硫化アリルとガーリックオイルの効果はこれに次ぐものであった.前年度までに、ニンニク(garlic)を始めとしたアリウム(allium)属植物のいくつかにはブドウの芽に対する顕著な休眠打破効果があることを明らかにした。本年度はその作用機構を明らかにするために、休眠打破効果の大きいニンニクまたはその精油であるガーリックオイルの塗布あるいは気浴処理したブドウ挿し穂について、処理後発芽に至るまでの種々の生理活性の変化を調査した。1.'巨峰'の芽の呼吸発生は、ガーリックオイル処理区、無処理区ともに処理後一時的に増加し、その後は無処理区ではほとんど変化せず、またガーリックオイル処理区では増減を繰り返して、いずれも発芽期に急増した。2.'巨峰'の芽のエタノール含量は、無処理区では大きな変化を示さなかったが、ガーリックオイル処理区では処理1日後に急増した後、発芽に向けて減少した。芽のアセトアルデヒド含量は、無処理区では変動が大きく一定の傾向がみられなかったが、ガーリックオイル処理区では処理直後に減少した後徐々に増加し、発芽期には再び減少した。処理直後のアセトアルデヒドを除いては、両物質ともに無処理区よりもガーリックオイル処理区で多かった。3.'マスカット'枝梢中のABA含量は、自然条件では冬期の間中減少し続け、発芽期にやや増加した。ニンニク処理区、無処理区ともに処理直後に増加した後減少し、発芽期には再び増加したが、区による差は明らかでなかった。4.'マスカット'枝梢中のサイトカイニン活性は、自然条件では1月中旬に高まり、その後発芽期まで高い活性が続いた。ニンニク処理区、無処理区ともに処理後9日目に活性が増加したが、ニンニク処理区ではこの活性が発芽期まで続いたのに対し、無処理区ではその後低下し、発芽期に再び増加した。活性は常に無処理区よりもニンニク処理区で高かった。
トランスポーターの基質輸送速度を変える変異の理論的予測

本研究課題では、トランスポーターが基質を輸送する際の構造遷移ダイナミクスを分子動力学シミュレーションで明らかにして、そこから基質輸送速度を変える変異の予測をする。そして、実験で基質輸送能の測定を行い改変を確認する。これにより、トランスポーターのデザイン原理を明らかにするのが目的である。今年度は、古細菌由来のNa+/H+交換輸送体であるPaNhaPによるナトリウムイオン・プロトン輸送ダイナミクスの全原子シミュレーションを行った。まず、構造未知の外向き開構造のモデリングを行った。フレキシブルフィッティングと長時間平衡シミュレーションにより、安定な外向き開構造を得ることができた。これで、交互アクセスメカニズムにおける内向き開構造と外向き開構造が揃った。次に、遷移パスサンプリング法を応用して、内向き開構造と外向き開構造間遷移の反応座標の最適化と遷移バリアの頂上からのシューティングとを繰り返して、効率的に遷移パスを得ることができた。コミッター関数を用いた尤度を最大化することで、反応座標を最適化した。この反応座標の最適化により、遷移状態を良く記述する特徴量として、疎水性ゲートの開閉とトランスポータードメインの上下運動を同定することができた。特に、疎水性ゲートは、基質イオン結合サイトへの細胞膜外側からのアクセスを制御しているが、このゲートが開いて水分子が流入することが構造遷移の1つの律速過程になっていることを示した。Na+/H+交換輸送体であるPaNhaPにおける基質イオン輸送ダイナミクスを分子動力学シミュレーションで明らかにすることができた。これにより、トランスポーターの構造遷移シミュレーションにおいて、遷移パスサンプリング法を応用した方法が有効であることが分かった。特に、遷移パスシューティングと反応座標最適化を繰り返すことで、構造遷移に重要な動きや相互作用を抽出できることが分かった。このような結果が今後、基質輸送速度を変える変異の予測につながると期待できる。今後は、シミュレーションで得られた遷移パスをもとに、系統的に基質輸送速度を変える変異を予測する手法を確立していく。遷移パスにおいて相互作用を変化させる残基ペアの詳細な解析により、特定の残基の変異がキネティクスに与える影響を予測する。さらに、基質輸送能測定実験の準備を進めて、予測された変異が与える影響を実験的に確かめて予測システムにフィードバックする。PaNhaP以外のトランスポーターへの応用も考えたい。
発達障害者の理科教育を可視化・可触化で支援する3Dプリンティング教材の開発

1.目的に関連する理科の『3D可視化・可触化』教具の開発や3Dプリンティング教材の開発に関する情報はインターネット検索や学術雑誌等の文献調査を行って収集した。また、人体の臓器や骨格の3Dプリンティング教材の開発にOsiriX (オザイリクス; Mac OS X用ソフトウェア)の理科教材開発ツールとしての可能性を検討した。2.簡易比色計の躯体となるオリジナル3Dデータを作成し、3Dプリンティング技術を活用して教育現場で容易に量産化が可能な簡易比色計を開発した。これを用いて溶液濃度測定の授業実践を繰り返し、簡易比色計の測定精度が高いことや比色計の測定原理の理解が『躯体構造の可視化・可触化』により深まることを明らかにした。3.発達障害者の理科教育を可視化・可触化で支援する方法として、地学分野ではダジック・アース(デジタル地球儀)を用いた授業の中で地表面の高低差を表現した天体(地球・月等)の3Dモデル教具を作製し、化学分野では化学結合の授業の中でキラルな有機化合物(乳酸や樟脳など)の3D分子モデル教具を作製し、生物分野では動物の3D骨格モデル教具やチリメンモンスター(各種稚魚や節足動物の幼生)を取り扱う授業の中で微小海中生物の3D拡大モデル教具を作製して用いた3Dプリンティング教材を開発した。発達障害がある生徒を含むクラスの高校理科の授業で開発した教材を実践使用してアンケート調査を行い、その調査結果を基に3Dプリンティング教材の使用の有無による学習効果を比較検討し、「可視化・可触化」による支援方法の有効性を明らかにした。4.研究成果をまとめた小冊子を作成して研究会等で配布し、3Dプリンティング技術を活用した理科の『3D可視化・可触化』教育教材の普及活動に努めた。5.平成27年度は3Dプリンターの購入費の補助対象が中等教育現場へ広がるため、本研究は教育現場における『3D可視化・可触化』教育教材の実践的な導入の普及・促進への貢献が期待できる。
メキシコ経済発展のパラドックス：日系自動車産業を事例に

2018年8月に刊行された『ラテンアメリカ所得格差論:歴史的起源・グローバル化・社会政策』(浜口伸明編、国際書院)において、第3章「ラテンアメリカの所得格差と社会政策:条件付き現金給付は『世代間の貧困の罠』を断ち切れるのか」の執筆を担当した。本書は国内のラテンアメリカ経済研究の第一人者と若手らによる21世紀の新たな成長段階に入ったラテンアメリカを所得格差という構造的問題から論じることを試みたラテンアメリカ経済に関する最新の知見をまとめた学術書であり、刊行以来、ラテンアメリカ関係の学術雑誌や一般向け雑誌等において幅広く書評が取り上げられ、関係者の間で注目されている。また、2018年度は日本貿易振興会アジア経済研究所「ラテンアメリカ政治経済社会」研究会の外部委員となり、同研究所を中心とするラテンアメリカ研究者と広く意見交換を行うとともに、同研究所の発行する『ラテンアメリカ・レポート』誌に「メキシコ自動車産業におけるNAFTA再交渉とその影響:日系企業を中心に」(vol.35 no.2, pp.55-69, 2019年1月)が掲載された。本論文は、2017年7月に開始された北米自由貿易協定(NAFTA)の再交渉過程と2018年11月30日に合意文書に署名された米国・メキシコ・カナダ協定(USMCA)の合意内容および今後のメキシコ自動車産業におけるUSMCAをめぐる議論について、各種現地報道および現地調査の結果も踏まえて検討したものである。本論文の執筆に際し、メキシコシティーおよび日系自動車産業の集積する中西部バヒオ地域に出張し、現地での資料収集および関係者にインタビュー調査を行なった。2018年度は着任2年目であり、前年度に比べ研究の機会と時間をある程度確保することが可能となった。特に、日本貿易振興会アジア経済研究所「ラテンアメリカ政治経済社会」研究会の外部委員となり、同研究所を中心とするラテンアメリカ研究者と広く意見交換する機会を得るとともに、同研究所の発行する『ラテンアメリカ・レポート』誌に論稿を寄稿する機会に恵まれたことは、本研究課題の進捗に役立った。2018年は、アメリカ議会の中間選挙およびメキシコでの大統領選挙の年であったため、トランプ米大統領の主張する北米自由貿易協定(NAFTA)の再交渉が本格化し、新たに米国・メキシコ・カナダ協定(USMCA)が締結される運びとなったが、本研究テーマはNAFTAおよびUSMCAの動向が鍵となるため、まずは状況の変化をきちんと整理することが急遽必要となり、上述の論文を執筆するに至った。この状況の著しい変化のため、研究計画で予定していたデータ分析には至っていないが、2019年度も引き続き現地調査を続けるとともに、メキシコ自動車産業関連データを用いた実証分析の準備を行いたいと考えている。「現在までの進捗状況」で述べたように、トランプ米大統領の主張する北米自由貿易協定(NAFTA)の再交渉が本格化し、新たに米国・メキシコ・カナダ協定(USMCA)が締結される運びとなったが、NAFTA改定は本研究の計画段階では予想されていないことであった。そのため、状況の変化に伴い将来見通しが著しく不透明となり、現状把握と一部仮説の見直しが求められた。2018年は現状把握とその整理が主なテーマとなったため、当初予定していたデータの収集および実証分析には至っていない。2019年も引き続き、トランプ米大統領とメキシコの新政権の動向次第で状況が一変する可能性を有している。そのため、日々の報道や長期休暇を利用した現地調査によって引き続き現状把握に努めるとともに、データを用いた実証分析に向けた準備を行いたい。2019年度も日本貿易振興会アジア経済研究所「ラテンアメリカ政治経済社会」研究会の外部委員として活動することも決まっており、現地調査等の成果を国内学会等で発表するとともに『ラテンアメリカ・レポート』に寄稿する予定である。また、実証分析に関しては英語論文にまとめて国際学会での発表および海外ジャーナルへの投稿を目指す。また、国内向けには2018年7月の刊行を目指して『ラテンアメリカ所得格差論:歴史的起源・グローバル化・社会政策』(浜口伸明編、国際書院)において、担当の第3章「ラテンアメリカの所得格差と社会政策:条件付き現金給付は『世代間の貧困の罠』を断ち切れるのか」の原稿が既に最終段階にある。本書は国内のラテンアメリカ経済研究の第一人者と若手らによる21世紀の新たな成長段階に入ったラテンアメリカを所得格差という構造的問題から論じようとする、近年稀に見る意欲作となっており、21世紀のグローバル化時代の新しいラテンアメリカ経済に関する知見が広く共有されることが期待される。一方、研究実施計画で予定していたメキシコ自動車産業に関してはアメリカのトランプ政権の誕生とともに、その動向が大きく変化する見込みであることから、基礎情報の収集に努め、現状を正確に把握しようとしているところである。加えて申請者が新しい大学に赴任したこともあり、具体的成果に結びついてはいないが、2018年度は新たにアジア経済研究所との研究会なども含め、進展が期待できる。2017年度は新しい大学への赴任に伴い、息子と共に神戸から東京へと引越し、母子家庭となったため、新しい生活の立ち上げと同時に息子の転校および新しい環境に適応するためのサポートが必要であり、十分な研究時間を確保することが困難であった。また、それまでの学振特別研究員としての立場から常勤教員となった初年度であったため、全て一から授業準備が必要であったことに加え、演習や卒業論文指導など学生への対応にも時間を割く必要があったことも十分な研究時間が確保できなかった要因である。この時間的制約の中、研究員時代の研究プロジェクト完了に伴う成果物の出版等が最終段階にあったため、こちらの処理を優先したことにより本研究課題の進捗に遅れが生じた。

しかしながら、2018年度は新しい環境にも慣れ、一年目と比較して授業負担が軽減されることに加え、アジア経済研究所の外部委員として研究会に参加するなど、研究に比重をある程度戻すことが可能となったため、本研究課題の進展が大いに見込まれる。同時に、本研究課題の申請時点でこの様な研究環境変化に伴うある程度の遅れを想定して4年間を想定しているので、最終的な研究目標の達成に支障はない。2018年8月に刊行された『ラテンアメリカ所得格差論:歴史的起源・グローバル化・社会政策』(浜口伸明編、国際書院)において、第3章「ラテンアメリカの所得格差と社会政策:条件付き現金給付は『世代間の貧困の罠』を断ち切れるのか」の執筆を担当した。本書は国内のラテンアメリカ経済研究の第一人者と若手らによる21世紀の新たな成長段階に入ったラテンアメリカを所得格差という構造的問題から論じることを試みたラテンアメリカ経済に関する最新の知見をまとめた学術書であり、刊行以来、ラテンアメリカ関係の学術雑誌や一般向け雑誌等において幅広く書評が取り上げられ、関係者の間で注目されている。また、2018年度は日本貿易振興会アジア経済研究所「ラテンアメリカ政治経済社会」研究会の外部委員となり、同研究所を中心とするラテンアメリカ研究者と広く意見交換を行うとともに、同研究所の発行する『ラテンアメリカ・レポート』誌に「メキシコ自動車産業におけるNAFTA再交渉とその影響:日系企業を中心に」(vol.35 no.2, pp.55-69, 2019年1月)が掲載された。本論文は、2017年7月に開始された北米自由貿易協定(NAFTA)の再交渉過程と2018年11月30日に合意文書に署名された米国・メキシコ・カナダ協定(USMCA)の合意内容および今後のメキシコ自動車産業におけるUSMCAをめぐる議論について、各種現地報道および現地調査の結果も踏まえて検討したものである。本論文の執筆に際し、メキシコシティーおよび日系自動車産業の集積する中西部バヒオ地域に出張し、現地での資料収集および関係者にインタビュー調査を行なった。2018年度は着任2年目であり、前年度に比べ研究の機会と時間をある程度確保することが可能となった。特に、日本貿易振興会アジア経済研究所「ラテンアメリカ政治経済社会」研究会の外部委員となり、同研究所を中心とするラテンアメリカ研究者と広く意見交換する機会を得るとともに、同研究所の発行する『ラテンアメリカ・レポート』誌に論稿を寄稿する機会に恵まれたことは、本研究課題の進捗に役立った。2018年は、アメリカ議会の中間選挙およびメキシコでの大統領選挙の年であったため、トランプ米大統領の主張する北米自由貿易協定(NAFTA)の再交渉が本格化し、新たに米国・メキシコ・カナダ協定(USMCA)が締結される運びとなったが、本研究テーマはNAFTAおよびUSMCAの動向が鍵となるため、まずは状況の変化をきちんと整理することが急遽必要となり、上述の論文を執筆するに至った。
音楽家の楽音認知脳内機構の無侵襲計測

よく訓練を積んだ音楽家が楽譜を見ると,頭の中でその音が鳴っているように感じるとの報告が得られる。これは音感保持者の脳内では音の高さが概念化されていて,彼らは目にした楽譜を音のイメージに変換していると解釈することができる。本研究では,視覚的に与えた音符が音楽家の脳内側頭部で聴覚情報として再現されているのかを,時空間分解能に優れた脳磁界計測で明らかにすることを目指した。被験者は大学で音楽を専攻し,相対又は絶対音感を持っていると申告した女子学生6名である。スクリーン上に視覚にして約3度の四角い白地内に五線譜を表示し,繰り返し間隔1.5-2.0秒で音程の異なる4つの四分音符を楽譜上に1個ずつランダムに呈示した(音符イメージ)。このとき被験者には見えた音符の高さの音を心にイメージするように指示した。対照実験では四分音符を変形したパターンを白地中の定点で点滅させ,被験者には静かにそれを眺めるように指示した(シンボル刺激)。被験者の左側頭部からの脳磁界を北海道大学電子科学研究所の19チャネル二次微分型SQUID磁束計により記録した。シンボル刺激では潜時150msと250ms付近に,一方,音符イメージでは150-200msと250-400msに脳活動が観測された。音符イメージの活動の内,潜時260-270msのものは純音刺激による聴覚応答の活動源の近傍に推定された。これに対し,潜時150-180msの活動は,音符イメージとシンボル刺激では似た分布を示した。このことから潜時250-400msの活動は音符イメージに特有の活動と思われる。音感保持者が内観的に「音が聞こえる」と表現するものが,脳内の聴覚野近辺での音のイメージの再現である可能性が示唆された。本研究では,音楽家の脳内での音楽の認知機構を,脳磁界信号の記録・解析を通じて明らかにすることを目標とした。刺激音は,3つのピアノ音,包絡線をピアノ音に似せた純音とノイズバースト(NB)の5つを用い,片耳に呈示した。被験者は大学で楽器を専攻し絶対音感を持つ学生11名(AP)群と,特別な音楽訓練を受けたことのない大学生11名(non-AP)群であり,全員右利きの女性であった。側頭部からSQUID磁束計を用いて聴覚誘発脳磁界を記録し,刺激音別に加算平均した。単一の電流双極子(ECD)を仮定したモデルを用いてNlmの脳内信号源推定を行った。その結果,ECD位置は,AP群では左側頭のECDが右側頭に対して平均で約6mm後方に位置した。各刺激音に対するECDの位置を比べると,AP群でNBは他の音に比べ約4mm後方ヘシフトしていた(p<0.0001)。一方non-APでは4つのECDの位置は統計的に分離されなかった。APは全員幼少期から音楽訓練を受けており,現在もハードな練習を積んでいる。結果として脳内にNBのような聴取音中の高周波成分や急激な時間的変化に対する非常に高い感受性が生じたとの解釈が可能である。Mとnon-APの群間でECD位置を比較すると,右半球でECDは非常に近接していて統計的に差はなかった。一方,左半球ではDのECDはnon-APに対して6mm後方に位置した(p<0.005)。これは音楽家の脳の左側頭平面が解剖学的に見て後方に発達していること示したMRIの研究報告と合致している。すなわち,これまで知られていた解剖学的な非対称性にくわえて,本研究により絶対音感を持つ音楽家の脳活動に機能的な位置の非対称性があることが明らかとなった。

このことから潜時250-400msの活動は音符イメージに特有の活動と思われる。音感保持者が内観的に「音が聞こえる」と表現するものが,脳内の聴覚野近辺での音のイメージの再現である可能性が示唆された。
マイクロニードルアレイ工具を用いた高品位・高能率マイクロ穴加工技術の開発

中空構造を有するマイクロニードルアレイ工具を用いた熱インプリント応用技術によって,様々な樹脂フィルムに最小寸法10μm程度の高品位・高精度なスルーホール(貫通穴)を極めて高能率に加工する新規なマイクロ穴加工技術の開発を行った.本提案技術によって,円形断面に限らず,任意の幾何学形状をもった貫通穴(三角形,四角形,星型など)の形成も可能となった.中空構造を有するマイクロニードルアレイ工具を用いた熱インプリント応用技術によって,様々な樹脂フィルムに最小穴径10μm程度の高品位・高精度なスルーホール(貫通穴)を極めて高能率に加工する新規なマイクロ穴加工技術の実現を目的として実施した.平成24年度に得られた成果は次の通りである.(1)ポリイミドフィルム(カプトン150EN-A,厚さ37.5μm)に最小直径10μm程度(標準偏差1μm以下)の貫通微細穴を,入口側と出口側の直径差1μm以内の高い精度で,かつバリやカケなどの加工欠陥を生じずに高品質・高能率に加工できることを実証した.(2)振動援用マイクロ穴加工装置を製作し,穴加工時の振動援用(周波数10kHz,振幅1μm程度)によって,加工穴品質および加工穴精度の向上が図れることを実証した.さらに,振動を付加することで変形抵抗が増加し,フィルムの変形が抑制され,低荷重での穴加工が可能であることを明らかにした.(3)異形中空断面(三角形,四角形,星型など)を有するマイクロニードルアレイ工具を作製し,ポリプロピレンフィルム(膜厚35μm)への穴加工を行った.その結果,加工穴の入口側と出口側ともにエッジ品質に優れた貫通穴(外形寸法50μm程度)の形成が可能であることを示した.この成果は,本提案の加工技術が円形断面以外の複雑形状をもつ微細穴の高品位・高精度・高効率加工を可能とする独創的な機能性樹脂フィルム創成技術となり得ることを示す結果である.中空構造を有するマイクロニードルアレイ工具を用いた熱インプリント応用技術によって,様々な樹脂フィルムに最小寸法10μm程度の高品位・高精度なスルーホール(貫通穴)を極めて高能率に加工する新規なマイクロ穴加工技術の開発を行った.本提案技術によって,円形断面に限らず,任意の幾何学形状をもった貫通穴(三角形,四角形,星型など)の形成も可能となった.本研究は,中空構造を有するマイクロニードルアレイ工具を用いた熱インプリント応用技術によって,様々な樹脂フィルムに最小穴径10μm程度の高品位・高精度なスルーホール(貫通穴)を極めて高能率に加工する新規なマイクロ穴加工技術を実現するものである.本研究では,(1)高強度・高靭性を有するニッケル(Ni)製マイクロニードルアレイ工具の開発,(2)マイクロ領域での樹脂材料の変形メカニズムに立脚した最適穴加工条件の設計指針の確立,さらに,応用展開として,(3)ポリイミドフィルムへ最小径10μmの貫通穴加工を実現し,フレキシブル配線板の高精細化・高密度化の可能性を実証する.また,(4)任意の横断面形状(三角形,四角形など)を有する微細穴加工を実現し,機能性樹脂フィルム創成の可能性を検討する.本年度の主な研究成果は次の通りである.(1)高強度・高靭性マイクロニードルアレイ工具の開発:ドライエッチング(RIE:反応性イオンエッチング)を用いたパラジウム(Pd)触媒核の部分的な除去による位置選択的な無電解Niめっき技術を開発し,Si微小孔モールドと組み合わせたプロセスによって,高強度・高靭性を有するNi製マイクロニードルアレイ工具(直径30μm,長さ70μm)の作製技術を確立した.(2)マイクロ穴加工条件の最適化と加工メカニズムの解明:穴加工実験の再現性の向上ならびに加工メカニズムを解明するために,荷重変動測定機能(ロードセル分解能0.01N)を有するマイクロ穴加工装置を製作した.これにより,樹脂フィルムへのマイクロニードルアレイ工具の挿入時および引き抜く際の荷重変化をリアルタイムで計測可能となった.当初の計画通り,本提案技術の実用化に必須となる高強度・高靭性を有するNi製マイクロニードルアレイ工具の作製プロセスを確立した.また,組成の異なる無電解Niめっき液を用いたマイクロニードルアレイ工具の試作を行い,機械的強度・破壊靭性などの観点から最適なめっき膜特性をもつ工具材料の選定が行えるようになった.さらに,荷重変動測定機能をもつマイクロ穴加工装置を製作したことで,穴加工過程のインプロセス計測が可能となり,マイクロ穴加工条件の最適化と加工メカニズムの解明のための有益な知見が得られるようになった.(1)高強度・高靭性マイクロニードルアレイ工具の開発:作製した工具の機械的強度(曲げ強度と座屈強度)を定量的に評価する.また,有限要素法(FEM)による強度解析も同時に行う.さらに,直径10μm(長さ70μm程度)の工具の作製技術を確立する.(2)マイクロ穴加工条件の最適化と加工メカニズムの解明:加工結果に及ぼす穴加工条件(温度,荷重)の影響を精査する.また,加工速度(ひずみ速度)の影響および被覆工具(PtあるいはDLC)の効果についても検証する.さらに,穴加工実験から得られた知見をもとに,マイクロ領域での樹脂材料の変形挙動に立脚した穴加工メカニズムを解明し,加工条件の最適化を行うための設計指針を確立する.(3)マイクロ穴加工技術の応用展開

:ポリイミドフィルム(厚さ37.5μm)へ直径10μm(標準偏差1μm以下),入口側と出口側の直径差1μm以内の貫通穴の形成を実現する.これによって,本提案技術がフレキシブル配線板の高精細化・高密度化を実現するための製造技術として有効であることを実証する.さらに,様々な横断面形状(三角形,四角形など)を有する貫通穴加工(寸法30μm程度)を実現し,機能性樹脂フィルム創成への応用展開の可能性を検討する.特に,異形パターンでは,角部での加工精度やデザインの粗密の影響を調査する.物品費(消耗品)は,マイクロニードルアレイ工具の作製に必要なフォトマスク,シリコンウエハ,めっき液,穴加工装置の部品などに使用する.旅費は,本研究の研究成果発表や研究調査旅費である.謝金は,マイクロニードルアレイ工具作製および穴加工実験の研究補助として計上している.また,その他の費目は,学会参加登録料,学会誌論文投稿料,英文校閲料などである.
グルタミン酸受容体サブタイプ選択的な生体機能分子の創製と機能解析

グルタミン酸受容体は高等動物の中枢神経シナプスにおいて興奮性神経伝達の中心的役割を司るのみならず、記憶や学習などの高次脳機能、種々の脳疾患における神経細胞死に深く関与している。グルタミン酸受容体は数多くのサブタイプに細分化されているが、個々の生理機能は未だ完全には明らかにされていない。本研究では、グルタミン酸受容体サブタイプ選択的なアゴニストである海綿由来の興奮性アミノ酸ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとそれらの類縁体の効率的全合成と構造展開により、サブタイプ選択的な生体機能分子の創製と機能解析を目的とした。ネオダイシハーベインA類縁体全合成における重要中間体から、N-Boc保護1,2-アミノアルコールの分子内S_N2環化反応により6員環上の官能基導入を行い、ダイシハーベインの全合成を達成した。さらに、ヨードアミノ環化によるC8位アミノ基の立体選択的導入法を開発し、より効率的な全合成ルートを確立した。ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとGluR5カイニン酸受容体リガンド結合ドメインとの複合体のX線結晶構造解析に初めて成功し、原子レベルでその結合様式を明らかにした。上記合成ルートを利用して、ダイシハーベイン類縁体を合成し、構造活性相関研究の結果からC9α水酸基が受容体との結合に重要であることが示唆された。また、ネオダイシハーベインAの構造類縁体について詳細な生物活性評価を行い、2,4-エピ体がGluR5およびGluR6カイニン酸受容体に対する機能的アンタゴニストとして機能する初めての化合物であることを明らかにした。グルタミン酸受容体は高等動物の中枢神経シナプスにおいて興奮性神経伝達の中心的役割を司るのみならず、記憶や学習などの脳の高次機能、種々の脳疾患における神経細胞死などに深く関与している。近年の分子生物学的研究の飛躍的進展によりグルタミン酸受容体の解明が進み、構造的にも機能的にも著しい多様性を持った数多くのサブタイプに細分化されているが、個々のサブタイプの生理機能は未だ完全には明らかにされていない。本研究では、グルタミン酸受容体サブタイプ特異的アゴニストである海産興奮性アミノ酸ダイシハーベイン(DH)類とその類縁体の効率的合成と構造展開により、特異的かつ高親和性の神経機能分子を創製することを目的とした。これまでのDH類の全合成と構造-活性相関研究の結果から、DHの6員環エーテル上のC8,C9位の官能基がサブタイプ選択性に関与している可能性を明らかにしてきた。そこで、サブタイプ高選択的なリガンド開発へ向けて、さらにC8,9位官能基に関する構造-活性相関研究を行うためにダイシハーベイン類縁体の効率的な合成経路を開発した。トリアセチルアラビナールに対するC-グリコシル化と位置選択的なジヒドロキシル化反応を鍵反応としてDH類縁体(8,9-epi-ネオダイシハーベインAに相当する化合物)の合成を達成した。また、カイニン酸受容体サブタイプを発現させた細胞系を用いた電気生理学実験から、C8,C9位の官能基を省略した単純なモデル化合物がカイニン酸受容体サブタイプGluR5の選択的なアンタゴニストとであることを見出した(IC_<50>値:41nM)。本研究では、グルタミン酸受容体サブタイプ特異的アゴニストである海綿由来の興奮性アミノ酸ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとそれらの類縁体の効率的合成と構造展開により、特異的かつ高親和性の神経機能分子を創製することを目的とした。これまでのダイシハーベイン類の全合成と構造活性相関研究の結果から、6員環エーテル上のC8,C9位の官能基がサブタイプ選択性に関与している可能性を明らかにしてきた。そこで、サブタイプ高選択的なリガンド開発へ向けて、さらにC8,9位官能基に関する構造-活性相関研究を行うためにダイシハーベイン類縁体の効率的な合成法を確立した。エナミドエステルの不斉水素化反応を利用したグルタミン酸ユニットの効率的合成法を開発し、共通中間体から8-エピ、9-エピ、8-デオキシ、9-デオキシネオダイシハーベインAをそれぞれ合成し、詳細に生物活性評価を行った。その結果、9位のα-配置の水酸基がサブタイプ選択性に関与している可能性を明らかにした。

本研究では、グルタミン酸受容体サブタイプ特異的アゴニストである海綿由来の興奮性アミノ酸ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとそれらの類縁体の効率的全合成と構造展開により、特異的かつ高親和性の神経機能分子を創製することを目的とした。ダイシハーベイン類のC8,C9位官能基に関する詳細な構造活性相関研究を行うためにネオダイシハーベインA類縁体の効率的な全合成ルートを確立した。エナミドエステルの不斉水素化反応によるグルタミン酸ユニットの高選択的導入法を利用することにより、共通中間体からネオダイシハーベインAおよび6種類の構造類縁体を合成した。詳細な生物活性評価の結果、9位のα-配置の水酸基がサブタイプ選択性に深く関与していることを明らかにした。グルタミン酸受容体の機能解析のための分子プローブとして、10-ヒドロキシメチルネオダイシハーベインAを設計し、先に確立した合成ルートに従って合成を行った。予備的な生物活性評価の結果から、本化合物がマウスに対して天然物の約7分の一の痙攣誘発活性を示し、AMPA/カイニン酸受容体に対するレセプター選択性に関して天然物とは顕著な違いを示し、AMPA受容体に対してより高い結合親和性を示すことを明らかした。グルタミン酸受容体は高等動物の中枢神経シナプスにおいて興奮性神経伝達の中心的役割を司るのみならず、記憶や学習などの高次脳機能、種々の脳疾患における神経細胞死に深く関与している。グルタミン酸受容体は数多くのサブタイプに細分化されているが、個々の生理機能は未だ完全には明らかにされていない。本研究では、グルタミン酸受容体サブタイプ選択的なアゴニストである海綿由来の興奮性アミノ酸ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとそれらの類縁体の効率的全合成と構造展開により、サブタイプ選択的な生体機能分子の創製と機能解析を目的とした。ネオダイシハーベインA類縁体全合成における重要中間体から、N-Boc保護1,2-アミノアルコールの分子内S_N2環化反応により6員環上の官能基導入を行い、ダイシハーベインの全合成を達成した。さらに、ヨードアミノ環化によるC8位アミノ基の立体選択的導入法を開発し、より効率的な全合成ルートを確立した。ダイシハーベインおよびネオダイシハーベインAとGluR5カイニン酸受容体リガンド結合ドメインとの複合体のX線結晶構造解析に初めて成功し、原子レベルでその結合様式を明らかにした。上記合成ルートを利用して、ダイシハーベイン類縁体を合成し、構造活性相関研究の結果からC9α水酸基が受容体との結合に重要であることが示唆された。また、ネオダイシハーベインAの構造類縁体について詳細な生物活性評価を行い、2,4-エピ体がGluR5およびGluR6カイニン酸受容体に対する機能的アンタゴニストとして機能する初めての化合物であることを明らかにした。