hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
父親への育児情報を多角的に発信する育児支援サービスシステムの構築

23に関しては、平成27年度開催教育プログラム及び平成28年度開催プログラムの参加者41人と妻41人、対照群父親36人、母親36人に対して質問紙調査を実施した結果(夫婦間の育児分担、育児の自立、育児ストレス、父親になることによる発達)を検証中である(平成29年8月開催予定のフォローアッププログラム時の調査がなされていない為)。4に関して平成27年度にウェブサイト"お父さんの育児応援"を開設後より、サイトを通じて育児知識の提供、教育プログラム開催のお知らせ、ブログからの仲間つくりの和を広げることを行っている。5に関しては開設時から平成29年4月末までにサイトへのアクセスは4212であった。しかしながら、活用されていないコンテンツもあった。育児支援サービスシステムの評価としては、教育プログラムで提供している育児知識とウェブサイトで提供する情報を共有させることはでき、育児支援ネットワークが広げることが出来た。未就学児の父親の育児参加を促すことを目的とした教育プログラムの実践と,父親が育児知識、育児技術や育児情報を得られ、父親同士の交流を図れるようなインターネット上のウェブメディアの開発を行って運営することの両者を合わせ育児支援サービスシステムとして、その構築をおこなった。具体的な内容として、育児支援サービスシステムの中で、教育プログラムで提供した育児知識をウェブメディアでも配信することで情報の共通性や拡散を行い、また、継続的に育児知識、育児技術、育児情報の提供を行った。今後の研究の課題は、より多くの育児期の父親に対してのウェブメディアの普及である。父親向け育児セミナーの計画に関しては、参加者募集の時間をかけた。しかしながら、参加者が集まりにくい状況があったので、交付申請書に記載したものより遅れが生じたと考える。ウェブサイト開設においては、ウェブサイトは、育児に関する多くの情報を蓄積しなければならず、また、不特定多数の方に閲覧していただくため、情報の選別をしなければならない。これは当初考えていたよりも慎重を期し、時間を要する作業であった。このため計画に遅れを生じたと考える。平成28年度の研究実施計画は1父親の育児参加を促す教育プログラムの実践、2父親の育児参加を促す教育プログラム参加者への質問紙調査、3父親の育児参加を促す教育プログラムの効果検証、4育児情報をインターネット上から発信するサービスシステムのウェブサイトの有効性の検証、5父親への育児情報を多角的に発信するサービスシステム(プログラム実践とウェブサイト運営)の有効性の検証1に関しては、前段階の研究で検証済みの父親の育児参加を促す教育プログラムを大阪市北区(平成28年9月平成29年2月/月1回ペース合計6回)を実施する予定である。2に関しては、1の参加者で質問紙調査を行う予定である。3に関して、平成27年度と平成28年度の質問紙調査のデータを合わせて、効果の検証を行う予定である。4に関しては、ウェブサイト"お父さんの育児応援"、facebook"お父さんの育児を応援する会"の利用者数の検証を分析する。併せて、利用者が楽しめるサイト運営を検討する。
汽水性稀少カニ類は遺伝的・生態的特性に顕著な地域固有性をもつか?

汽水域固有のカニ類が示す顕著な遺伝的・生態的分化の様相を、シオマネキ、ヒメヤマトオサガニ、アリアケモドキ、クマノエミオスジガニ、タイワンヒライソモドキについて、日本沿岸の地域集団間の比較を通して明らかにした。遺伝的障壁は、トカラ海峡にもつものが多く、アリアケモドキのように、太平洋側沿岸と日本海側沿岸の間に遺伝的障壁があるものや、クマノエミオスジガニのように、九州東岸と紀伊半島東岸との間で遺伝的共通性がまったくないものまで認められた。地域集団のもつ繁殖特性が、この遺伝的特性の相違と連関するのが、シオマネキ、アリアケモドキ、ヒメヤマトオサガニで認められた。日本の沿岸に飛び石的に分布する汽水域固有の稀少カニ類について、集団間での遺伝的特徴と生態的特徴の変異を明らかにすることを目的として研究を遂行し、以下の成果を得た。1スナガニ科のシオマネキについて、沖縄島と徳島・熊本の集団間での繁殖特性の相違が明らかとなった。即ち、繁殖期は、日本本土では夏季にあるのに対して、沖縄では、夏季と冬季の2期あること、配偶行動様式においては本土では、地上でつがいを形成する表面様式と巣穴内でつがいを形成する巣穴内様式がとられるのに対して、沖縄では、表面様式しかとられないこと、そして性成熟達成サイズが、沖縄では本土に比べて小さいことなどが明らかとなった。沖縄島の集団は、遺伝的にも本土の集団と大きくかけ離れており、かつ遺伝的多様性が極めて低いことが、既知の情報として知られており、沖縄島の集団は、遺伝的にも生態的にも高い固有性を有していることが示された。2ムツハアリアケガニ科のアリアケモドキについて、和歌山県の集団と徳島県の集団の間で繁殖期が大きく異なっていることが、年間を通した野外調査より明らかとなった。即ち、和歌山の集団は主に春から夏に繁殖するのに対して、徳島の集団は、冬から春にかけて繁殖するという季節的に正反対の繁殖期をもつことが明らかとなった。さらにこの2つの集団に加え、北海道、岩手、神奈川、高知、佐賀、熊本、奄美大島の集団についての遺伝子解析が行われ、日本の集団が大きく3つのクレード(本州太平洋沿岸、北海道・北九州・有明海・徳島、奄美大島)に分かれることが明らかとなった。日本の沿岸に飛び石的に分布する汽水域固有の稀少カニ類について、集団間での遺伝的特徴と生態的特徴の変異を明らかにすることを目的として研究を遂行し、本年度は以下の成果を得た。1.スナガニ科のシオマネキについて、昨年度に得られた成果を論文としてまとめ、学会誌に発表した。2.ムツハアリアケガニ科のアリアケモドキについて、分布南限近くの奄美大島の集団のもっている繁殖特性を、定期的な野外調査から明らかにした。本集団の繁殖期は、徳島県の集団と同じように寒冷期にあり、和歌山県の集団が温暖期に繁殖期をもつのとは対照的な特徴を示すことが明らかとなった。併せて、日本各地の集団の繁殖期を、採集標本から推定し、遺伝的に大きく分かれる3つの地域グループは、それぞれのグループ内で共通した繁殖期の特徴をもっていることが示された。3.ムツハアリアケガニ科の稀少種クマノエミオスジガニについて、三重県宮川の集団のもっている繁殖特性を、定期的な野外調査から明らかにした。本集団の繁殖期は、もうひとつの分布地である宮崎県熊野江川と同じように、寒冷期にあること、また寿命は1年未満であることが明らかとなった。また三重県と宮崎県の2つの集団間の遺伝的類縁関係をみたところ、2つの集団は遺伝的に互いに独立していることが明らかとなった。日本の沿岸に飛び石的に分布する汽水域固有の稀少カニ類について、集団間の遺伝的特徴と生態的特徴の変異を明らかにすることを目的として研究を遂行し、本年度は以下の成果を得た。1.ムツハアリアケガニ科のアリアケモドキについて、これまで得られたデータを解析し、遺伝的に大きく3つのグループ(太平洋沿岸域、北海道・北部九州・瀬戸内海、南西諸島)に分かれることを明確にした。繁殖期は、太平洋沿岸のグループが温暖期にあるのに対し、残り2つのグループは寒冷期にあるという特徴をもつことも明らかとなった。これらの成果を論文としてまとめ、学会誌に発表した。2.ムツハアリアケガニ科の希少種クマノエミオスジガニいついて、宮崎県熊野江川の集団と三重県宮川の集団が、遺伝的にまったく独立していることを明確にし、併せて繁殖期は同じ季節にあることを明確にした。3.ヒメヤマトオサガニについて、遺伝的特性の解析の地点数を増やし、かつ解析対象とする遺伝子の領域も増やして、西南日本の地域集団間の遺伝的類縁関係を構築させた。

その結果、日本本土(和歌山、高知、鹿児島)の集団と南西諸島(奄美大島、沖縄島、西表島)の集団間で大きな遺伝的相違が認められ、それは繁殖期が夏期にあるか冬期にあるかという違いとも連関していることが明らかとなった。4.イワガニ上科のタイワンヒライドモドキについて、西南日本の地域集団間での遺伝的変異を解析したところ、ヒメヤマトオサガニと同じように、本土の集団と南西諸島の集団の間に、遺伝的障壁を見出すことができた。ただし、日本海にある対馬の集団は、本土と南西諸島のいずれとも異なる遺伝的特徴をもつという興味深い結果が得られた。日本の沿岸に飛び石的に分布する汽水域固有の稀少カニ類について、集団間の遺伝的特徴と生態的特徴の変異を明らかにすることを目的として研究を遂行し、本年度は以下の成果を得た。1.ヒメヤマトオサガニについて昨年度までにとりまとめた遺伝的変異と繁殖特性の地域間変異を論文化し、学会誌に発表した。2.タイワンヒライソモドキについて、遺伝的解析のサンプルを増やし、遺伝的変異の解析を進めた結果、日本本土と南西諸島との間に遺伝的な障壁があること、さらに日本海の対馬の集団は、これら2つの集団とも遺伝的に異なる特徴をもっているという興味深い結果が得られた。3.チゴガニについては、対馬の集団は、遺伝的には、南西諸島とは異なり、本土の集団と共通すること、ただし行動的には南西諸島に近いことが明らかとなった。平成23年度の交付申請書に記述された研究実施計画の3つの項目すべてにおいて、計画通り実施することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ヒメヤマトオサガニのデータはまとめて論文化する。タイワンヒライソモドキのデータは、解析を少し増やしてから、論文化を試みる。さらにコメツキガニ科のチゴガニについて、既往の情報に加えて、日本海の集団の遺伝的特徴と行動的特徴を明らかにする計画である。最後に本研究課題のまとめを報告書に整理する。
脂質代謝経路への介入による新規の自然炎症制御方法の確立

飽和脂肪酸はマクロファージにおいて危険シグナルの認識機構であるNLRP3インフラマソームを活性化し, IL-1betaの放出を引き起こす.しかしながら,その詳細な分子機序は明らかになっていなかった.本研究では,飽和脂肪酸によるNLRP3インフラマソームの活性化が不飽和脂肪酸により抑制されることを明らかにした.また,不飽和脂肪酸は飽和脂肪酸により引き起こされるリソソーム傷害から保護することが明らかになった.これらの結果から飽和脂肪酸過多の脂肪酸組成はリソソーム傷害を介してNLRP3インフラマソームが活性化することが示唆された.近年、インスリン抵抗性や動脈硬化に共通の病態として自然炎症の存在が明らかになってきた。特に、NLRP3インフラマソームはカスパーゼ1の活性化により炎症性サイトカインIL-1betaの産生を制御する分子複合体であるが、パルミチン酸などの脂質分子によって活性化され、代謝性疾患の発症に関わる。本研究では,危険シグナル分子の代謝経路に介入することが、インフラマソームの活性制御に有効であるとの着想の下、パルミチン酸によって活性化されるインフラマソームについて、その危険シグナル分子の実体と活性調節経路を明らかにしようと試みた。パルミチン酸は飽和脂肪酸の一種として知られており、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸のバランスの崩れが脂肪毒性を発揮することが知られている。そこで、一価の不飽和脂肪酸であるオレイン酸の共処理がマクロファージにおけるパルミチン酸によるインフラマソーム活性化を抑制するか検証した。その結果、オレイン酸の用量依存的にパルミチン酸によるインフラマソーム活性化が抑制され、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の比率がインフラマソーム活性に重要であることが示唆された。一方、脂肪酸は細胞内に取り込まれた後、脂肪酸Acyl-CoAに変換された後、代謝される。そこで、飽和脂肪酸Acyl-CoAの増加がインフラマソーム活性化に重要であるとの仮説の下、Acyl-CoA合成阻害剤であるTriacsin Cによりパルミチン酸によるインフラマソーム活性化が抑制されるか検証した。しかしながら、Acyl-CoA合成阻害はむしろ、パルミチン酸によるインフラマソーム活性化を増悪させた。これらの結果から脂肪酸Acyl-CoAはインフラマソーム活性化に関与せず、細胞内の遊離脂肪酸がインフラマソーム活性化を引き起こすことが示唆された。今後、この機序を解析することで、飽和脂肪酸による炎症惹起機序の解明を目指している。近年、インスリン抵抗性や動脈硬化に共通の病態として炎症の関与が明らかになってきた。特にNLRP3インフラマソームはカスパーゼ1の活性化により炎症性サイトカインIL-1betaの産生を制御する分子複合体であるが、飽和脂肪酸などの脂質分子を危険シグナルとして感知することで活性化され、代謝性疾患の発症に関わる。本研究では,危険シグナル分子の代謝経路に介入することが、インフラマソームの活性制御に有効であるとの着想の下、飽和脂肪酸によって活性化されるインフラマソームについて、その活性調節経路を明らかにしようと試みた。前年度までに脂肪酸Acyl-CoA合成阻害薬Triacsin Cを用いた検討により、細胞内における遊離の飽和脂肪酸の増加がインフラマソーム活性化を引き起こしていることを突き止めていたことから、本年度はその機序の解析を行った。インフラマソーム活性化を引き起こす機序としてリソソームの傷害を介した経路が知られていたことから、飽和脂肪酸であるパルミチン酸刺激時のリソソーム傷害について評価を行った。その結果パルミチン酸刺激はマクロファージ細胞株においてリソソームの傷害を引き起こしたが、これは不飽和脂肪酸であるオレイン酸の共処理により抑制された。リソソーム傷害を引き起こす因子として結晶が知られていたことから、マクロファージへ飽和脂肪酸を負荷した際の結晶形成について評価を行った所、飽和脂肪酸の負荷により細胞内に結晶形成が認められ、オレイン酸の共処理により抑制された。一方、飽和脂肪酸の結晶によりマクロファージを刺激したところ、インフラマソームの活性化が認められ、IL-1betaの産生が引き起こされた。これらの結果から飽和脂肪酸は結晶形成を介してインフラマソームの活性化を引き起こすことが明らかになった。飽和脂肪酸はマクロファージにおいて危険シグナルの認識機構であるNLRP3インフラマソームを活性化し, IL-1betaの放出を引き起こす.しかしながら,その詳細な分子機序は明らかになっていなかった.本研究では,飽和脂肪酸によるNLRP3インフラマソームの活性化が不飽和脂肪酸により抑制されることを明らかにした.また,不飽和脂肪酸は飽和脂肪酸により引き起こされるリソソーム傷害から保護することが明らかになった.これらの結果から飽和脂肪酸過多の脂肪酸組成はリソソーム傷害を介してNLRP3インフラマソームが活性化することが示唆された.当初の仮説ではパルミチン酸により引き起こされるインフラマソーム活性化の原因は飽和脂肪酸Acyl-CoAの代謝産物にあると考えており、その代謝酵素群を標的とした介入によりインフラマソーム活性化が抑制されるものと予測していた。しかしながら、本年度の研究により、パルミチン酸によるインフラマソーム活性化の原因が細胞内の遊離脂肪酸の増加にあることが明らかになった。当初の想定とは異なったものの、インフラマソーム活性化の原因となる危険シグナル分子を特定するという研究目的は達成できている。自治医科大学分子病態治療研究センター炎症・免疫研究部ホームページ代謝学細胞内の遊離飽和脂肪酸比率の増加がインフラマソーム活性化を引き起こすとの結果を得たことから、その分子機序を明らかにする。

インフラマソームの活性化についてそのメカニズムとして、1カリウムイオンの流出、2ライソソームの傷害、3ミトコンドリア由来の活性酸素種産生などの細胞障害が知られている。そこで、マクロファージに対するパルミチン酸刺激がこれらの細胞機能の異常を引き起こすかについて検証する。また、オレイン酸の共処理による細胞内の不飽和脂肪酸の増加により、これらの細胞障害が改善するかを明らかにする。さらに、個体レベルにおいて飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸比のバランスの崩れがインフラマソームの活性化を介して、炎症、代謝性疾患の発症に関与するかをマウスを用いた動物モデルにより明らかにする。具体的には、高飽和脂肪酸食の負荷により脂肪組織マクロファージのインフラマソームが活性化し、インスリン抵抗性が引き起こされるか、また、食餌への不飽和脂肪酸添加により、これらが改善されるか検証する。当初の計画ではセラミド合成酵素など、脂肪酸Acyl-CoAの代謝酵素をsiRNAによりノックダウンすることで、インフラマソームを活性化する脂質代謝産物の候補を絞り込む予定であった。しかしながら、その予備検討として行なった、脂肪酸Acyl-CoA合成酵素阻害剤であるTriacsinCを用いた検討により、遊離飽和脂肪酸を危険シグナル分子として同定することができた。これにより、予定していたsiRNAを作製しなかったため、本年度の必要経費については少なく計上した。一方、遊離脂肪酸がインフラマソームを活性化する機序について新たに次年度に解析するとともに、食餌由来の脂肪酸の飽和/不飽和比が個体レベルでの代謝臓器におけるインフラマソーム活性化に及ぼす影響についても検討する。遊離飽和脂肪酸がインフラマソームを活性化する機序として1カリウムイオンの流出、2ライソソームの傷害、3ミトコンドリア由来の活性酸素種産生などの細胞機能についての評価を行う。これらはマクロファージへのパルミチン酸処理時、及びパルミチン酸とオレイン酸共処理時にライソソーム活性やミトコンドリア活性酸素種などを染色する蛍光プローブを用いて評価することから、これらの細胞生物学試薬を計上する。また、食餌由来の脂肪酸の飽和/不飽和の比が炎症惹起に及ぼす影響を検討するため、それぞれの含有比を調整した特殊飼料を作製、マウスに負荷し、その影響を解析する。このことから、実験動物であるマウスとその飼料に助成を使用する。
心臓における5'AMP-activated protein kinaseの役割

虚血・再灌流時における5'AMP-activated protein kinaseの役割と心筋のエネルギー産生に与える影響について検討することを目的とする.AMPKは脂肪酸代謝を亢進すると共に,間接的にミトコンドリアにおける糖酸化作用を抑制する.またグリコーゲンの代謝を調飾している可能性が示唆され極めて興味深いkinaseである.実験方法(1)虚血再灌流時の心機能とグリコーゲンの代謝についてラット摘出灌流心を用いて、Working Heart法にて灌流30分間、基質を投与しない条件で灌流し心筋内グリコーゲンを枯渇させたあと,3H-glucoseを含む灌流液を用い30分間灌流、その後、基質としてpalmitate(0.4-1.2mM),lactate,11mM 14C-glucoseを加え灌流実験を行い,心筋内グリコーゲンの代謝,外因性のグルコース代謝率を測定コントロール灌流後no-flow ischemiaを15-30分作成し,60分の再灌流.glucose oxidationはhyamineにて14CO2をトラッピングし、またグリコーゲン代謝は灌流液中の3H2Oをシンチレーションカウンターにて測定.(2)acetyl-CoA carbpxylaseの活性は14C- bicarbonate fixation assayにて,AMPK活性はγ-32P-ATPを合成ペプタイドSAMSに結合させ、Hardieらの方法によりその活性値を測定.結果:虚血時間25分、再灌流60分の場合心機能の回復は57.1%であったのに対して虚血時間30分では20.3%と有意にその回復率は低値を示した.そして、AMPKの活性は0.58±0.14、0.85±0.09(nmol.min-1.mg)と有意な高値を示した.またACCは5.9±1.0,4.2±0.3(nmol.min-1.mg)と有意な低値を示した.再灌流後のグルコース代謝は両群間で有意差はなかったものの,脂肪酸代謝は虚血時間30分,再灌流60分群で高値を示した.考察:虚血時間の長さにより心機能の低下が著明となり,虚血再灌流時の脂肪酸代謝の先進が認められた.そして,再灌流後の脂肪酸代謝の調節機構にAMPKが深く関与している可能性が示唆された.虚血・再灌流時における5'AMP-activated protein kinaseの役割と心筋のエネルギー産生に与える影響について検討することを目的とする.AMPKは脂肪酸代謝を亢進すると共に,間接的にミトコンドリアにおける糖酸化作用を抑制する.またグリコーゲンの代謝を調飾している可能性が示唆され極めて興味深いkinaseである.実験方法(1)虚血再灌流時の心機能とグリコーゲンの代謝についてラット摘出灌流心を用いて、Working Heart法にて灌流30分間、基質を投与しない条件で灌流し心筋内グリコーゲンを枯渇させたあと,3H-glucoseを含む灌流液を用い30分間灌流、その後、基質としてpalmitate(0.4-1.2mM),lactate,11mM 14C-glucoseを加え灌流実験を行い,心筋内グリコーゲンの代謝,外因性のグルコース代謝率を測定コントロール灌流後no-flow ischemiaを15-30分作成し,60分の再灌流.glucose oxidationはhyamineにて14CO2をトラッピングし、またグリコーゲン代謝は灌流液中の3H2Oをシンチレーションカウンターにて測定.(2)acetyl-CoA carbpxylaseの活性は14C- bicarbonate fixation assayにて,AMPK活性はγ-32P-ATPを合成ペプタイドSAMSに結合させ、Hardieらの方法によりその活性値を測定.結果:虚血時間25分、再灌流60分の場合心機能の回復は57.1%であったのに対して虚血時間30分では20.3%と有意にその回復率は低値を示した.そして、AMPKの活性は0.58±0.14、0.85±0.09(nmol.min-1.mg)と有意な高値を示した.またACCは5.9±1.0,4.2±0.3(nmol.min-1.mg)と有意な低値を示した.再灌流後のグルコース代謝は両群間で有意差はなかったものの,脂肪酸代謝は虚血時間30分,再灌流60分群で高値を示した.考察:虚血時間の長さにより心機能の低下が著明となり,虚血再灌流時の脂肪酸代謝の先進が認められた.そして,再灌流後の脂肪酸代謝の調節機構にAMPKが深く関与している可能性が示唆された.方法:虚血・再灌流時の糖脂質代謝の変化と心血行動態の回復率を検討。まず好気的灌流、虚血時、再灌流時の心臓の基質の利用はアイソトープを用い測定し、血行動態との関連を検討。次に、虚血前、虚血中、再灌流後の心臓をそれぞれ採取し、高エネルギーリン酸化合物、AMPKの測定。(1)虚血再灌流時の心機能と糖、脂質代謝についてラット摘出心を用いて、Working Heart法にて灌流する。好気的灌流後no-flow ischemiaを25-30分作成し、60分の再灌流を行う。糖脂質代謝の測定。(2)Acety1-CoA carboxylase(ACC)とAMPK活性の測定ACCの活性は14C-bicarbonate fixation assayにて、AMPK活性はHardieらの方法によりその活性値を測定する。

結果:虚血時間25分、再灌流60分の場合心機能の回復は57.1%であったのに対して虚血時間30分では20.3%と有意にその回復率は低値を示した。そして、AMPKの活性は0.58±0.14、0.85±0.09(nmol. min-1. mg)と有意な高値を示した。またACCは5.9±1.0、4.2±0.3(nmol. min-1. mg)と有意な低値を示した。再灌流後のグルコース代謝は両群間で有意差はなかったものの、脂肪酸代謝は虚血時間30分、再灌流60分群で高値を示した。考察虚血時間の長さにより心機能の低下が著明となり、虚血再灌流時の脂肪酸代謝の亢進が認められた。そして、再灌流後の脂肪酸代謝の調節機構にAMPKが深く関与している可能性が示唆された。今後はMalony1-CoAのレベルの測定を行い、より詳細な機序を検討する予定である。目的:5'AMP-activated protein kinase (AMPK)の再灌流後の心機能障害と脂肪酸代謝、糖代謝、グリコーゲン代謝の調節機構を明らかにする。これまで虚血時間の長さにより心機能の低下が著明となり、脂肪酸代謝の亢進が認められることを明らかにし、心機能回復にAMPKが深く関与している可能性が示唆された。AMPKを調節する薬剤を投薬し、心機能回復に対する効果を明らかにする。方法:虚血・再灌流時の糖脂質代謝の変化と心血行動態の回復率を検討。まず好気的灌流、虚血時、再灌流時の心臓の基質の利用はアイソトープを用い測定し、血行動態との関連を検討。次に、虚血前、虚血中、再灌流後の心臓をそれぞれ採取し、高エネルギーリン酸化合物、AMPKの測定。(1)虚血再灌流時の心機能と糖、脂質代謝についてラット摘出心を用いて、Working Heart法にて灌流。好気的灌流後no-flow ischemiaを30分作成し、60分の再灌流を行う。結果:虚血時間30分、再灌流60分の場合心機能の回復は20.3%と有意にその回復率は低値を示した。AMPKの活性は0.58±0.14、と有意な高値を示し、ACCは4.2±0.3と有意な低値を示した。AMPKの刺激薬であるAcadesineでは心機能回復は低下し、抑制薬であるIodotubercidinでは有意な改善を示した。考察:虚血再灌流時の脂肪酸代謝の亢進が認められた。そして、再灌流後の心機能回復にAMPKが深く関与し、AMPKの調節(抑制)により心機能が有意に改善することが明らかにされた。虚血・再灌流時における5'AMP-activated protein kinaseの役割と心筋のエネルギー産生に与える影響について検討.実験方法(1)心機能とグリコーゲンの代謝について:ラット摘出心をWorking Heart法にて灌流.気質なしで30分間灌流し心筋内グリコーゲンを枯渇させたあと、3H-glucoseを含む灌流液を用い30分間灌流.その後、基質としてpalmitate(0.4-1.2mM),lactate,11mM 14C-glucoseを加え灌流実験を行い、グリコーゲンの代謝、外因性のグルコース代謝率を測定.コントロール灌流後no-flow ischemiaを15-30分作成し、60分の再灌流.glucose oxidationはhyamineにて14C02をトラッピングし、またグリコーゲン代謝は灌流液中の3H20を測定.(2)
側頭葉てんかんのてんかん源性焦点検出に関する神経生理学的・神経放射線学的検討

〔目的〕小児期発症側頭葉てんかん患者のうち、てんかん外科治療の第一の適応である内側硬化群をその他の群から非侵襲的かつ簡便に弁別するために10%電極法の有用性、基礎律動の相違およびポジトロンCT(PET)のブドウ糖代謝量との関連について検討する。〔対象〕片側側頭葉焦点を有する側頭葉てんかん患者で、MRIで内側硬化病変を認める(MTS群)12例と病変を認めない(非MTS群)12例を対象とした。〔方法〕1.10-20法に10%電極法の側頭部電極を加えて脳波を記録し、突発波の振幅および先行部位について計測した。2.突発波の混入しない基礎律動の脳電位分布を作成した。周波数帯域はDelta 1(2.0-2.8Hz), Delta2(3.0-3.8Hz), Theta 1(4.0-1.8Hz), Theta 2(5.0-5.8Hz), Theta 3(6.0-7.8Hz), Alpha(8.0-12.8Hz)とした。3.PETは^<18>F-フルオロデオキシグルコースを用い、セミコロナル画像を映像し、前頭葉、側頭葉、基底核、小脳のブドウ糖代謝量を算出した。〔結果〕1.MTS群では10%電極法の電極で最大振幅または先行部位を示す突発波が多く、非MTS群では10-20法の電極で最大振幅を示し、先行部位を認めない突発波が多かった。2.非MTS群では焦点側側頭部のDelta 1, Delta 2, Theta 1が有意に増加し、MTS群では焦点側側頭部のAlphaが有意に減少していた。3.MTS群の側頭葉および前頭葉のブドウ糖代謝量は焦点側で低く、前頭葉および側頭葉のブドウ糖代謝量と前頭部のDelta 1, Delta 2の脳電位とは負の相関を示し、側頭葉のブドウ糖代謝量と後側頭・後頭部のTheta 3の脳電位とは正の相関を示した。〔結論〕1.MTS群と非MTS群では突発波の分布が異なり、MTS群では10%電極法が有用であった。2.非MTS群では焦点側の徐波の増加を認め、MTS群ではα波の減少を認め、基礎律動に相違が認められた。3.側頭葉てんかんで認められるPET上のブドウ糖低代謝域は基礎律動の異常を反映していることが示唆された。〔目的〕側頭葉てんかん患者のうちてんかん外科治療の第一の適応である内側側頭葉硬化例とその他の症例の非浸襲的かつ簡便な弁別方法を開発する。〔対象〕従来の脳波所見でF7/F8、T3/T4またはLAT/RATに突発波を示した側頭葉てんかん患者で、病歴、発作型および側頭葉撮像法を用いた頭部MR所見から内側側頭葉硬化(以下MTS)5例とその他(以下MTS以外)の5例である。

〔方法〕従来の脳波電極配置である10-20法およびGibbs法のLAT/RATに加えて、10%電極法のうちF7/F8とT3/T4との中間点FT7/FT8、およびF7/F8、FT7/FT8、T3/T4よりそれぞれ10%下位のF9/F10、FT9/FT10、T9/T10の電極を装着して脳波を記録し、データ処理を行い、出現した突発波5個の先行部位および振幅を計測した。〔結果〕1.5個の突発波が10-20法と10%電極法のいづれの電極で最大振幅または先行部位を示したかを検討した結果、振幅はMTSでは10%電極法の電極で最大振幅を示す突発波が半数以上であったが、MTS以外では10-20法の電極で最大振幅を示す突発波が半数を占めた。先行部位はMTSでは10%電極法の電極部位またはLAT/RATで先行を示した突発波が2/3を占めたが、MTS以外では先行部位を認めない突発波が半数であった。2.各電極ごとに5個の突発波が最大振幅または先行部位を示した回数について検討した。振幅はMTSでは下前側頭部電極で最大振幅を示す突発波が多いのに対し、MTS以外では中前側頭部電極で最大振幅を示す突発波が多かった。先行部位はMTSでは下側頭部電極で先行部位を示す突発波が多く、MTS以外では先行部位を認めない突発波が多かった。〔結論〕10-20法の電極配置に10%電極法の側頭部電極を加えて脳波を記録することにより内側側頭葉硬化を伴う側頭葉てんかんとその他の側頭葉てんかんを弁別することが可能であることが示唆され、ひきつづき症例を増やして検討している。〔目的〕小児期発症側頭葉てんかん患者のうちてんかん外科治療の第一の適応である内側硬化群をその他の群から非侵襲的かつ簡便に弁別するために頭皮上脳波の基礎律動について検討する。〔対象〕小児期に発症し、片側側頭葉焦点を有する側頭葉てんかん患者を、内側硬化病変を認める(MTS群)12例と病変を認めない(非MTS群)12列に分類した。〔結果〕1.非MTS群ではMTS群に比べ、焦点側側頭部のDelta1、2およびTheta1が有意に増加していた(p=0.05)。またDelta2およびTheta1は対側側頭部でも有意に増加していた(p=0.05)。15EA05:2.MTS群では非MTS群に比べ、焦点側側頭部のAlphaが有意に減少していた(p=0.01)。また両側前頭部でも有意に減少していた(p=0.05)。〔結論〕今回の安静閉眼覚醒時脳波の検討では非MTS群の焦点側での徐波帯域の増加とMTS群の焦点側でのAlpha帯域の減少が認められ、MTS群と非MTS群では頭皮上脳波の基礎律動にも病変の差異が反映することが明らかになった。今後MRI、FDG-PETとの相関について検討する予定である。〔目的〕小児期発症側頭葉てんかん患者のうち、てんかん外科治療の第一の適応である内側硬化群の頭皮上脳波の基礎律動とポジトロンCT(PET)のブドウ糖代謝量との関連について検討する。〔対象〕小児期に発症し、MRIで片側海馬の萎縮が認められ、内側硬化病変が疑われた側頭葉てんかん患者11例を対象とした。〔方法〕突発性異常波の混入しない安静閉眼覚醒時脳波をデータレコーダーに収録し、シグナルプロセッサー7T17を使用して、12チャンネル60秒間の脳電位分布を作成し、各チャンネルごとの脳電位を計測した。周波数帯域はDelta 1 (2.0-2.8Hz),Delta 2 (3.0-3.8Hz),Theta 1 (4.0-4.8Hz),Theta 2 (5.0-5.8Hz),Theta 3 (6.0-7.8Hz),Alpha (8.0-12.8Hz)とした。PETは^<18>F-フルオロデオキシグルコースを用い、セミコロナル画像を撮像し、前頭葉外側および底部、側頭葉外側および内側、基底核、小脳に円形の関心領域を設定し、各部位のブドウ糖代謝量をオートラジオグラフィ法を用いて算出した。
生命の誕生に必要となるアミノ酸情報量の実験による検証

前年度までに再構成した、触媒活性を保持した安定なアミノ酸組成単純化型改変体とは異なる13アミノ酸種から合成したNDK、12アミノ酸種から合成したいくつかのNDKを再構成した。新たに再構成した改変体のいくつかは、6070°Cまで安定であったが、触媒活性が検出できなかった。次に、化学進化実験、隕石中のアミノ酸の分析から提案されてきた、初期地球環境に比較的豊富に存在したと推定されているアミノ酸と、活性と安定性を保持したNDKの合成に必要な少数アミノ酸種を比較した。その結果、活性を保持した2種類のアミノ酸組成単純化型NDKに共通して含まれる11アミノ酸種のうちの8種類が、非生物的に合成されやすいアミノ酸、または、隕石中から発見されたアミノ酸と一致した。1アミノ酸種を完全に欠損させた、19アミノ酸種から構成されたTrpF改変体の遺伝子を用いてTrpF欠損大腸菌の栄養要求性の相補実験をおこなった。その結果、20種類のアミノ酸のうちのAla, Gly, Ile, Lys, Pro, Valのいずれかを欠損させると、TrpF欠損大腸菌のトリプトファン要求性を相補できず、活性を持ったTrpFを合成できないことが示された。この6アミノ酸種は、Lysを除いてMillerによる非生物的有機物合成実験で合成が確認され、さらに、隕石中からも発見されたアミノ酸と一致した。この結果も、初期地球に存在したと推定されるアミノ酸が、機能を持ったタンパク質の合成に重要であることを示した。また、今後の研究において、コンビナトリアル進化工学により、非生物的に合成されやすいか、あるいは、隕石中から見つかっている、原始地球環境に相対的に多く存在したと予想されるアミノ酸だけから活性を保持したTrpFを再構成するため、TrpFの発現に用いるベクターの選定、タグの選定とタグを付加する位置の検討をおこなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。研究開始時までに、11種のアミノ酸がArc1から容易に欠損可能であることを明らかにした。平成27年度は、欠損が容易な複数のアミノ酸種を同時に欠損させた変異体を系統的に作製し、解析した。最終的に異なる組み合わせの7アミノ酸種を欠損させた、2つの13アミノ酸種から構成された改変体を合成した。一方の改変体は75°Cまで安定であり、Arc1の1%に相当する比活性を維持した。もう一方の改変体は69°Cまで安定であり、Arc1の1万分の1の比活性を有した。すなわち、少なくとも13アミノ酸種あれば、安定で機能を持つヌクレオシド二リン酸キナーゼを合成可能であった。上述の実験を通じて明らかにした、安定で機能を有するタンパク質の合成に必要なアミノ酸と欠損可能なアミノ酸を、遺伝暗号の進化に関する仮説や、原始生命が用いたアミノ酸種類に関する仮説と比較した。その結果、本研究で明らかになった必要なアミノ酸種の多くは、非生物学的に合成されるアミノ酸(Miller, Science 117:528-8211;529, 1953)と一致し、SNS(S=C+G; N=A+C+G+T)遺伝暗号でコードされるアミノ酸であった。一方、セリンとスレオニンは多くの仮説で「Early amino acid」とされているが、アミノ酸組成単純化型Arc1改変体の合成には必ずしも必要ではない欠損可能なアミノ酸であった。TIMバレル構造を持つホスホリボシルアントラニル酸異性化酵素(TrpF)から1アミノ酸種のみを完全に欠損させた19種類のアミノ酸のみを含む20個の改変体も作製した。改変体の遺伝子を用いて、TrpFを持たない大腸菌を形質転換し、栄養要求性の相補試験をおこなったところ、4株の形質転換大腸菌で生育の相補が見られず、この4アミノ酸種はTrpFの合成に必須であった。本研究では、Arc1から容易に欠損可能なアミノ酸種を複数種同時に欠損させた改変体をすべての組み合わせで合成し、安定性と触媒活性を評価する。さらに、欠損させるアミノ酸種類数を増やした改変体の合成と、安定性と触媒活性の解析をおこなう。このように系統的に徐々にアミノ酸種を欠損させる一連の操作を、機能を保持した安定なNDKの構築に必要な最少のアミノ酸種が明らかになるまで繰り返しおこなうことを当初の目的とした。また、天然タンパク質の約10%に見られ、尚且つ、古くから存在すると推定されるTIMバレル構造を持つタンパク質からどのアミノ酸種が欠損可能かについても同様に検討することも目的とした。平成27年度までに、異なる組み合わせの7アミノ酸種を欠損させた、2つの13アミノ酸種から構成された改変体を合成した。すなわち、少なくとも13アミノ酸種あれば、安定で機能を持つヌクレオシド二リン酸キナーゼを合成可能した。以上の成果から、次年度に引き続き系統的にアミノ酸種をさらに減らしていくことによって12種未満のアミノ酸の組み合わせを検討することで、機能を保持した安定なNDKの構築に必要な最少のアミノ酸種を明らかにすることが十分に期待できるものである。

さらに、TIMバレル構造を持つホスホリボシルアントラニル酸異性化酵素(TrpF)から1アミノ酸種のみを完全に欠損させた19種類のアミノ酸のみを含む20個の改変体も作製したので、次年度に安定なTIMバレル構造の形成に必要な最少のアミノ酸種を明らかにすることが十分に期待できるものである。前年度までに再構成した、触媒活性を保持した安定なアミノ酸組成単純化型改変体とは異なる13アミノ酸種から合成したNDK、12アミノ酸種から合成したいくつかのNDKを再構成した。新たに再構成した改変体のいくつかは、6070°Cまで安定であったが、触媒活性が検出できなかった。次に、化学進化実験、隕石中のアミノ酸の分析から提案されてきた、初期地球環境に比較的豊富に存在したと推定されているアミノ酸と、活性と安定性を保持したNDKの合成に必要な少数アミノ酸種を比較した。その結果、活性を保持した2種類のアミノ酸組成単純化型NDKに共通して含まれる11アミノ酸種のうちの8種類が、非生物的に合成されやすいアミノ酸、または、隕石中から発見されたアミノ酸と一致した。1アミノ酸種を完全に欠損させた、19アミノ酸種から構成されたTrpF改変体の遺伝子を用いてTrpF欠損大腸菌の栄養要求性の相補実験をおこなった。その結果、20種類のアミノ酸のうちのAla, Gly, Ile, Lys, Pro, Valのいずれかを欠損させると、TrpF欠損大腸菌のトリプトファン要求性を相補できず、活性を持ったTrpFを合成できないことが示された。この6アミノ酸種は、Lysを除いてMillerによる非生物的有機物合成実験で合成が確認され、さらに、隕石中からも発見されたアミノ酸と一致した。この結果も、初期地球に存在したと推定されるアミノ酸が、機能を持ったタンパク質の合成に重要であることを示した。また、今後の研究において、コンビナトリアル進化工学により、非生物的に合成されやすいか、あるいは、隕石中から見つかっている、原始地球環境に相対的に多く存在したと予想されるアミノ酸だけから活性を保持したTrpFを再構成するため、TrpFの発現に用いるベクターの選定、タグの選定とタグを付加する位置の検討をおこなった。平成27年度までに、異なる組み合わせの7アミノ酸種を欠損させた、2つの13アミノ酸種から構成された改変体が約70°Cまで安定で、検出可能な触媒活性を持つことを明らかにしたので、今後も引き続き、系統的に13アミノ酸種からさらにアミノ酸種をさらに減らしていくことによって12種未満のアミノ酸の組み合わせを検討する。最終的には安定で検出可能な触媒活性を持ったNDK改変体を合成するために必要となる最少のアミノ酸種を明らかにし、そのアミノ酸種と原始生命が用いたアミノ酸種類数に関する諸説と比較することによって、原始生命が用いたアミノ酸種類数に関する諸説に対して実験的評価をおこなう。また、少数アミノ酸種で構築されたArc1改変体の細胞内での機能評価を目的として、T. thermophilusの染色体中のNDK遺伝子と少数アミノ酸種で構築したArc1改変体の遺伝子とを置き換え、表現系の違いを解析する。また、平成27年度にTIMバレル構造を持つホスホリボシルアントラニル酸異性化酵素(TrpF)から1アミノ酸種のみを完全に欠損させた19種類のアミノ酸のみを含む20個の改変体も作製し、それらの改変体の遺伝子を用いて、TrpFを持たない大腸菌を形質転換し、栄養要求性の相補試験をおこなった。その結果、4株の形質転換大腸菌で生育の相補が見られず、この4アミノ酸種は安定なTrpFの合成に必須であることを明らかにした。
膵導管細胞におけるカルシウムイオン吸収機構-膵石の予防法の基礎的検討-

膵導管上皮を介するCa^<2+>輸送の極性を調べ、細胞内にCa^<2+>をとりこむCa^<2+>チャネル活性は、基底側膜よりも管腔膜により大きいことを明らかにした。また、Ca^<2+>輸送の一部をTRPV5,TRPV6が担っていることが示唆された。膵導管上皮は、膵液中のCa^<2+>を吸収することによって、膵液中のCa^<2+>濃度を低く保ち、膵石の形成を防いでいると考える。膵石形成には炭酸カルシウム(CaCo_3)が関与しており、CaCO_3形成には膵液中のCa^<2+>濃度を低く保つことが重要であると考えられる。ラット膵から単離した膵管を用いてTRPファミリーに属するCa^<2+>チャネル(TRPV5、TRPV6)、Ca^<2+>ポンプPMCA1b、Na^+-Ca^<2+>交換体NCXのmRNA発現をRT-PCRで検討した。その結果、Ca^<2+>輸送遺伝子の発現が認められたことから、これらの遺伝子発現およびその機能が膵液中のCa^<2+>濃度維持に関与することが示唆された。次に、これらのCa^<2+>チャネルが膵導管細胞の管腔膜上に存在することを確かめるために、ラットの膵臓から単離した小葉間膵管の管腔をmicroperfusionし、導管細胞にFura-2を負荷して細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)を測定した。その結果、表層灌流液のCa^<2+>を除いた条件で[Ca^<2+>]_iの上昇が認められ、管腔内液(膵液)からのCa^<2+>流入経路が存在することを確認した。さらに、基底側膜上のNa^+-Ca^<2+>交換輸送体(NCX)の活性と調節機構を検討した結果、NCXの活性傾向が認められた。生体内Ca^<2+>濃度の恒常性は、Ca^<2+>輸送体を通して腸管からの吸収、腎臓からの排泄、骨からの出入りによって厳密に保たれている。膵管においても同様にCa^<2+>輸送体が存在し、それらの輸送体発現の調節あるいは活性によって膵液中のCa^<2+>濃度が維持されていることが示唆された。現在までCa^<2+>輸送体の発現・機能と膵石形成機序の関連に着目した研究は行われていない。ラット膵から単離した膵管においてTRPファミリーに属するCa^<2+>チャネル(TRPV5、TRPV6)、Ca^<2+>ポンプPMCA1b、Na^+-Ca^<2+>交換体NCX、カルシウム結合タンパク(CBD9k, CBD28k)のmRNA発現を確認、Ca^<2+>輸送遺伝子の発現が認められたことから、ヒト膵管癌由来の培養細胞Panc-1を用いて同様に検討した。その結果、Panc-1細胞においてもCa^<2+>輸送遺伝子の発現が認められた。これらの遺伝子発現およびその機能が膵液中のCa^<2+>濃度維持に関与することが示唆された。
超多自由度照明による実物体の質感表現編集技術

平成30年度は、研究代表者の研究実績が顕著であった。昨年度に引き続き、投影対象面のテクスチャ・質感を多自由度照明と組み合わせることで高度な質感編集を可能とする技術の開発を進めた。さらに、これまでプロジェクションマッピングに限られていた多自由度照明のバリエーションを増やし、多種多様なな質感表現編集の要望に応えられるよう研究を推進した。前者については、プロジェクション映像によって、柔軟物体の動きパターンを視覚的に操作し、柔らかさ印象を変調する技術が完成し、その有効性、技術的制約について調査を行った。この研究は、論文誌IEEE Transactions on Visualizatin and Computer Graphics (TVCG)に採択が決まり、バーチャルリアリティ分野のトップ会議であるIEEE VR 2019にて招待講演を行った。また後者については、空中像呈示の光学系であるMMAP素子をプロジェクタの大口径レンズと見立て、投影対象に人が触るようなインタラクティブな質感編集において問題となる影を光学的に発生しにくくする仕組みを提案し、学会等で積極的に展示を行った。この研究は、Innovative Technologies 2019に選抜され、さらに、IEEE VR 2019 Best Research Demonstration Runner-up Awardを受賞した。さらに、赤外線を任意方向に照射することのできる熱プロジェクタを構築し、プロジェクションマッピング時に温度情報も同時呈示できるシステム構築を行った。手のひらに投影された映像コンテンツに対して、どのように赤外光を照射すればその存在感が高まるのか、設計指針を明らかにした。この研究は、論文誌IEEE TVCGに掲載され、IEEE VR 2019にて招待講演を行った。「研究実績の概要」に記載の通り、研究代表者が顕著な進捗を達成した。具体的には、本年度の交付申請書に記した研究実施計画が達成できたばかりでなく、複数のハイインパクト論文採択および受賞を果たした。分担者(日浦)に関しては、交付申請書に記載した「引き続き質感較正技術の開発を進める。特に、透過方向に応じて見えが切り替わる新たな質感提示技術を発展させ、これまでに進めてきた反射と透過を独立に制御する手法と併せて、マルチマテリアル3Dプリンタを用いた質感提示の可能性およびその限界について調査を深める。」の目的に対し順調に研究を進めており、次年度以降、学術論文等の発表を予定中である。上記を統合して、おおむね順調に進展していると考える。本年度は、研究課題の最終年度に当たるため、これまでに開発を進めてきた質感較正および質感表現編集技術を評価してまとめ、論文・学会発表等を通して広く世間に向けて成果を公表していく。また、昨年度までと同様、領域共有資産のマルチマテリアル3Dプリンタの利活用を促進すべく、本研究課題および領域内の他班からの印刷リクエストにスムーズに応える体制を維持し、それぞれの活動をバックアップしていく。研究代表者(岩井)は、現在研究の最終段階にある次の各技術の評価を実施し、論文・学会発表を積極的に行う。各技術とはすなわち、(1)マルチマテリアル3Dプリンタを用いて光ファイバー内蔵の実物体を出力し、プロジェクションマッピングにおける映像の位置合わせに利用する技術、(2)非平面に映像投影する際の投影像の幾何学的な歪みを、カスタム設計しデジタルファブリケーション出力した光学系により補正する技術、(3)プロジェクションマッピング以外の多自由度照明を用いた鏡面物体の質感変調技術の3点である。また、昨年と同様、国際支援班を活用して国際共同研究を進展させ、多元的な研究成果を達成する。さらに、プロジェクションマッピングによる質感編集技術の産業界への移転を進める。研究分担者(日浦)は、現在研究の最終段階にある、透過方向に応じて見えが切り替わる質感提示技術、および、反射と透過を独立に制御する手法を評価し、適切に質感較正されたマルチマテリアル3Dプリンタを用いた質感提示の可能性およびその限界を明らかにするとともに、その成果の発表を行っていく。また、コンピュテーショナルフォトグラフィ技術を用いた化粧品の光沢の解析等、産業界への研究成果移転も進める。さらに、代表者・分担者ともに、複数の招待講演等の機会を活かしたアウトリーチ活動にも積極的に取り組み、研究成果の社会還元を更に進めていく。平成27年度は、研究目的である実物体上での質感再現・編集を実現するための基盤技術開発および原理検証を行った。まず、研究代表者(岩井)は、3Dプリンタ出力にプロジェクションマッピングにより質感表現するための基盤技術として、投影画像を位置合わせするための研究を行った。具体的には、フルカラー3Dプリンタより光学マーカーを埋め込んだ状態で投影対象を出力し、それをステレオカメラで観測することで、対象の位置姿勢を計測し、位置合わせをして映像を投影する。このとき、光学マーカーが投影結果中に浮かび上がってしまうため、それを視覚的にキャンセルする補正技術を開発した。この技術は、経済産業省よりコンテンツ産業の発展に大きく貢献することが期待される技術としてInnovative Technologiesを受賞するなど、高い評価を得ている。さらに、非平面に映像投影する際に画質劣化の主要な原因となる投影光の相互反射を抑制する技術を開発した。紫外線を照射して反射率を動的に変調して相互反射を抑制する原理を考案し、プロトタイプシステムを実装してその有効性を確認した。この研究はバーチャルリアリティ研究分野のトップコンファレンスIEEEVRおよび論文誌IEEE Transactions on Visualizations and Computer Graphicsに採択された。研究分担者(日浦)は、今後の研究のベースとなる、マルチマテリアル3Dプリンタおよび切削ラピッドプロトタイプマシーンを導入して、研究の基盤を整備した。

上記に加え、代表者・分担者合わせて8件の招待講演、2件の新聞報道等、研究成果のアウトリーチおよび当該新学術領域の認知度向上に向けた活動を積極的に行った。初年度は、(1)デジタルファブリケーション装置(マルチマテリアル3Dプリンタ・切削ラピッドプロトタイピングマシン)から様々な質感をもつ実物を出力する研究環境の整備、(2)実物に対して映像を投影し、プロジェクションマッピングによる照射光制御によって、実物上の反射光を変調することで、観察者に呈示する質感を様々に編集するシステムの構築、(3)物体の質感パラメタを高速に計測・取得して解析する質感較正手法の技術開発の3点を具体的なマイルストーンに設定していた。(1)については、分担者が所属研究期間に両装置を配備し、データ出力のための処理フローを整備しており、順調に達成している。(2)については、フルカラー3Dプリンタを用いた新奇な投影画像位置合わせ手法を提案し、経済産業省の賞を受賞するなど、高い評価を受けており、当初の計画以上に進展している。(3)については、(1)の各種設備の準備のためにやや遅れている状況である。総合して、おおむね順調に進展している。平成28年度は、マルチマテリアル3Dプリンタ出力へのプロジェクションマッピングにより、実物体上での現実感高い質感表現を実現するための基盤技術の開発に注力した。代表者(岩井)は、昨年度に引き続き3Dプリンタより投影像位置合わせ用マーカーを同時印刷し、投影時にそれを視覚的に隠消する技術の研究を進め、拡張現実感分野の主要論文誌に採択された。また新たな試みとして、投影面とプロジェクタとの間に非球面透明層を埋め込んで投影光を非一様に屈折させることで、非平面投影時に生じる空間解像度低下を抑制する手法についても研究を進め、有効性を確認した。プロジェクションマッピング単体での質感提示についても研究を進めた。遮蔽による影を除去するため複数台投影を用いる手法について、分散協調最適化のアプローチを導入し、従来手法と比べ計算負荷を大幅に低減させることを可能とした(コンピュータグラフィックス分野の主要論文誌採択)。また、手へのテクスチャ投影により触質感を操作できることも明らかにした(和文論文誌採択)。さらに、光学シースルー型の拡張現実感とプロジェクションマッピングを組み合わせることにより、プロジェクションマッピング単体では実現できない高輝度かつ視点依存な質感提示を実現した。分担者(日浦)は、実測に基づく化粧品の反射と透過の高精度な再現に取り組み、塗布厚を変化させつつ撮影した画像群より、リップ塗布時の質感の高精度なシミュレーションを可能とする技術開発を行った。また、マルチマテリアル3Dプリンタで透過率および反射率を独立制御して、透過時と反射時で異なる視覚像を提示できる新たな質感表現技法の研究を進めた。