| Project/Area Number |
19K22947
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | りん光 / りん光寿命 / 酸素 / イリジウム錯体 / 細胞 / 組織 / 寿命イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，血中から組織細胞内に移行するカチオン性Ir錯体を開発し，共焦点りん光寿命イメージング顕微鏡を用いて，組織内(肝臓，腎臓，腫瘍など)の酸素濃度(分圧)を単一細胞レベルの分解能でリアルタイムイメージングする方法論を確立する。これにより，医学分野において指摘されてきた生きた組織内の酸素濃度勾配を細胞レベルの分解能で定量することに挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we designed and synthesized intracellular oxygen probes based on red phosphorescent iridium complexes for sensing of oxygen levels in living cells and tissues, and a confocal phosphorescence lifetime imaging microscope (PLIM) for the measurements of oxygen partial pressure of mice was developed. Using these oxygen probes and PLIM, the detection and visualization of oxygen levels of hepatic lobules were succeeded. The PLIM images clearly visualized the oxygen gradient in hepatic lobules with cellular level resolution. Furthermore, we succeeded in real-time tracking of oxygen-dependent metabolic processes based on phosphorescence lifetime imaging of the liver in the same field of view.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
酸素は、我々が生命活動を維持するために必要不可欠な分子です。本研究では、麻酔下にあるマウスの臓器内の酸素分圧を計測・イメージングする方法論の開発に取り組みました。得られた研究成果から、世界で初めて、光学的方法を用いて肝臓内の酸素分圧分布をイメージングすることに成功しました。この知見は，がん腫瘍など，細胞が異常増殖し血流が不十分な組織内の酸素分圧を明らかにすることに繋がり，がんの発見，診断，治療法の開発に貢献することができます。
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