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新規脂質染色と組織透明化を組み合わせた断端がんの3次元病理診断法の開発

Research Project

Project/Area Number 22K06960
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49020:Human pathology-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

川上 良介  愛媛大学, 医学系研究科, 准教授 (40508818)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村上 正基  宮崎大学, 医学系研究科, 客員教授 (20278302)
仁子 陽輔  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (20782056)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsin vivoイメージング / タイムラプス撮影 / がん / 皮膚 / 3次元イメージング / 脂質染色 / 組織透明化 / 3次元病理診断法の開発
Outline of Research at the Start

本研究では細胞膜の脂質組成に応じて色調変化を起こすソルバトクロミック色素、組織ブロックの透明化法と最先端2光子レーザー顕微鏡法を融合した迅速・高精度断端がん病理診断法の確立を目的とする。そして乳房外パジェット病等の病理組織ブロックにおける個々の正常細胞とがん細胞を自動的に識別するシステムを構築する。さらにがん細胞に特有の脂質依存的な色情報を可視化するシステムを構築し検出精度を向上させるとともに、がんの質的診断に応用する。本研究は、組織・病理学において蓄積されたHE染色の情報に新規の脂質染色イメージングの情報を組合せることで、新たな組織学の切り口を拓く。

Outline of Annual Research Achievements

本年度では、新たにソルバトクロミック色素Z-NiKchの合成に成功した。特徴として、生体外から直接皮膚内のケラチノサイトを染色できる機能を示した。そこでマウス皮膚において2光子顕微鏡によるin vivoイメージングを実施した結果、ケラチノサイトの細胞形態および真皮での線維芽細胞の描出に成功した。驚くべきことに、タイムラプスイメージングを実施した結果、ケラチノサイトの細胞分裂を生きたマウス個体内で可視化できることが明らかになった。また、皮膚内を遊走する細胞についても明瞭に描出されており、これは免疫系の細胞と推定される。一方で、新たなソルバトクロミック色素の改良としてさらなる組織浸透性の向上を期待して新たな官能基の追加などの化合物を合成したが、想定通りとは異なる結果が得られている。これは、皮膚のバリア機能について完全に解明されているわけではないことが一つの理由として考えられる。次年度ではがん由来の培養細胞をマウス生体に移植することで断端がんのマウスモデルを作成し、新たに合成したソルバトクロミック色素を用いてin vivoタイムラプスイメージングを実施する。また、実際の病理組織を用いることで、断端がんの可視化に関わるイメージング法の最適化を進めていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

機械学習を用いた情報抽出についての諸条件が確定していないが、マウスモデルを用いたライブイメージングについて想定以上の成果が得られており、おおむね順調に進展しているとみなされる。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策として、がん移植モデルマウスの作成を優先し、得られた画像を基に機械学習による領域推定に関する諸条件を確定していく。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A fluorescence imaging technique suggests that sweat leakage in the epidermis contributes to the pathomechanism of palmoplantar pustulosis2024

    • Author(s)
      Kazuki Yatsuzuka , Ryosuke Kawakami , Yosuke Niko , Teruko Tsuda , Kenji Kameda , Nobushige Kohri , Satoshi Yoshida , Ken Shiraishi , Jun Muto , Hideki Mori , Yasuhiro Fujisawa , Takeshi Imamura , Masamoto Murakami
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 14(1) Issue: 1 Pages: 378-391

    • DOI

      10.1038/s41598-023-50875-x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pyrene-fused dioxaborine-based merocyanines with high brightness, photostability, and fluorogenic function for deep-skin tissue imaging of a living mouse2023

    • Author(s)
      Nishihara Haruka、Watanabe Mai、Kawakami Ryosuke、Murakami Masamoto、Seki Hitomi、Osaki Katsuki、Tsuda Teruko、Imamura Takeshi、Hadano Shingo、Watanabe Shigeru、Niko Yosuke
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 97 Issue: 3

    • DOI

      10.1093/bulcsj/uoad027

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Research letter: A new fluorescent three‐dimensional and deep‐imaging technique for histological identification of individual tumor cells in extramammary Paget's disease2023

    • Author(s)
      Murakami Masamoto、Kawakami Ryosuke、Niko Yosuke、Tsuda Teruko、Imamura Takeshi
    • Journal Title

      Experimental Dermatology

      Volume: 32 Issue: 5 Pages: 712-714

    • DOI

      10.1111/exd.14759

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] NIR-II-Excitable Dye-Loaded Nanoemulsions for Two-Photon Microscopy Imaging of Capillary Blood Vessels in the Entire Hippocampal CA1 Region of Living Mice2022

    • Author(s)
      Matsuura Hitomi、Kawakami Ryosuke、Isoe Maki、Hoshihara Masaharu、Minami Yuya、Yatsuzuka Kazuki、Tsuda Teruko、Murakami Masamoto、Suzuki Yasutaka、Kawamata Jun、Imamura Takeshi、Hadano Shingo、Watanabe Shigeru、Niko Yosuke
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 14 Issue: 36 Pages: 40481-40490

    • DOI

      10.1021/acsami.2c03299

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 2光子レーザー顕微鏡による生体イメージング技術を駆使した医工連携研究2023

    • Author(s)
      川上良介
    • Organizer
      第30回次世代医工学研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 最先端の光学顕微鏡がみせる皮膚の多次元世界2022

    • Author(s)
      川上良介
    • Organizer
      第121回日本皮膚科学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 愛媛大学大学院医学系分子病態医学講座

    • URL

      https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/imaging/

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 化合物、蛍光色素剤、キット、細胞の検出方法、及び、染色用材料2023

    • Inventor(s)
      仁子陽輔戸内由希橋本拓弥村上正基川上良介津田照子今村健志
    • Industrial Property Rights Holder
      仁子陽輔戸内由希橋本拓弥村上正基川上良介津田照子今村健志
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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