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Development of a Micro-CT-Based Method for Structural Analysis of Neural Circuits.

Research Project

Project/Area Number 22K19403
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Furuta Takahiro  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60314184)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsマイクロCT / 脳組織 / 形態解析 / ニューロン / FIB-SEM / 非破壊撮像 / 高分解能 / 三次元構造データ
Outline of Research at the Start

マイクロCTはX線顕微鏡とも呼ばれ、CT(Computed Tomography)と同様の原理を用いて、さらに分解能を大きく高めることにより、サンプル内の微小構造を非破壊にて観察するシステムである。光学顕微鏡より高い分解能で三次元的データを得られる点が特長である。本研究課題では、マイクロCTの技術を主軸として、光学顕微鏡と電子顕微鏡との橋渡しをする解析対象サイズと分解能において三次元構造データを取得する方法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

This project is an experiment aimed at imaging and analyzing the structure of brain tissue by applying micro-CT technology. In the first year, we focused on establishing a system for analyzing micro-CT data and examining sample processing protocols. In the second year, we worked on developing an improved protocol for osmium staining. In the third year, based on the optimized sample processing methods developed thus far, we mounted the samples on the thinnest possible platforms and trimmed them down in size, which led to improved data quality in micro-CT imaging. For samples trimmed to the appropriate size, the imaging conditions adopted in this study enabled the acquisition of structural data with extremely high resolution.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題では、マイクロCTを用いることにより、脳組織の構造解析において、高い分解能を実現しつつ、大きなボリュームのデータを少労力で取得できることができた。さらに、この成果が他の多様な分野に応用可能であることが期待される。マイクロCTは元々汎用性が高い解析技術であり、柔らかいものから硬いものまで、生物試料から金属試料まで、様々なサンプルに対応できる。実験条件を適切に最適化すれば、神経組織にとどまらず、培養細胞からあらゆる臓器、ときには金属が混合したサンプルでも、目的の微小領域をターゲットできる可能性を示した。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2025 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Cerebellar nuclei receiving orofacial proprioceptive signals through the mossy fiber pathway from the supratrigeminal nucleus in rats.2023

    • Author(s)
      Tsutsumi Y, Morita Y, Sato F, Furuta T, Uchino K, Sohn J, Haque T, Bae YC, Niwa H, Tachibana Y, and Yoshida A.
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: online Issue: 5 Pages: 1795-1810

    • DOI

      10.1007/s12311-023-01602-9

    • Related Report
      2024 Annual Research Report 2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Cerebellar Cortex Receives Orofacial Proprioceptive Signals from the Supratrigeminal Nucleus via the Mossy Fiber Pathway in Rats2022

    • Author(s)
      Tsutsumi Yumi、Sato Fumihiko、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Moritani Masayuki、Bae Yong Chul、Kato Takafumi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: - Issue: 4 Pages: 663-679

    • DOI

      10.1007/s12311-022-01434-z

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Protocol for multi-scale light microscopy/electron microscopy neuronal imaging in mouse brain tissue2022

    • Author(s)
      Yamauchi Kenta、Furuta Takahiro、Okamoto Shinichiro、Takahashi Megumu、Koike Masato、Hioki Hiroyuki
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: 101508-101508

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101508

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluorochromized tyramide-glucose oxidase as a multiplex fluorescent tyramide signal amplification system for histochemical analysis.2022

    • Author(s)
      Yamauchi K, Okamoto S, Ishida Y, Konno K, Hoshino K, Furuta T, Takahashi M, Koike M, Isa K, Watanabe M, Isa T, Hioki H.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 14807-14807

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19085-9

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Tissue Clearing Method for Neuronal Imaging from Mesoscopic to Microscopic Scales2022

    • Author(s)
      Yamauchi Kenta、Okamoto Shinichiro、Takahashi Megumu、Koike Masato、Furuta Takahiro、Hioki Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: NA Issue: 183 Pages: 183-183

    • DOI

      10.3791/63941

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      髙橋慧、山内健太、孫在隣、小池正人、古田貴寛、日置寛之
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      丹羽達、孫在隣、髙橋慧、堤友美、佐藤文彦、日置寛之、古田貴寛
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      村本大河、小池太郎、Eldad Assa、Ehud Ahissar、古田貴寛、榎原智美
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      第129回日本解剖学会全国学術集会
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      古田貴寛
    • Organizer
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  • [Presentation] 蛍光Nissl染色色素に対するphoto-conversionを用いた光学顕微鏡間のズームインイメージング技術2023

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      髙橋慧、山内健太、孫在隣、小池正人、古田貴寛、日置寛之
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
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  • [Presentation] ラット洞毛ヒゲにおけるルフィニ様終末の機能形態学的解析2023

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      榎原智美、小池太郎、竹中 綾、村本大河、北田容章、江口麻美、前田光代、片岡洋祐、廣瀬眞、古田貴寛
    • Organizer
      日本解剖学会
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Published: 2022-07-05   Modified: 2026-01-16  

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