| Project/Area Number |
23KJ0752
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
DENG Yunjie 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2025: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 血管モデルの開発 / 高速イメージングの開発 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、擬人化したin vitro血栓症モデルと高速定量位相イメージングシステムを組み合わせることで、in vitroでの迅速かつ正確な診断を可能にすることができる。本研究は、抗血栓薬の有効性と安全性を評価する新しい方法を確立したもので、今後、心筋梗塞や脳梗塞を含む動脈血栓疾患のモニタリングや治療の強力なツールとなり、創薬開発の新しい道を開くとともに、患者に正確な服薬指導を行うことで患者のQuality of lifeを大きく高め、ひいては社会における大きな医療負担を軽減できると期待されるものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
動脈血栓症および静脈血栓症は、世界的な健康問題であり、世界中での疾病率と死亡率に大きく影響を与えていますが、血栓の形成に関するメカニズムはまだ完全には理解されていません。私のプロジェクトでは、血栓の前駆体である血小板の集合体をイメージングするためのラベルフリーで高速かつ高解像度のイメージングフローサイトメトリーシステム「FDM-QPI」の開発に焦点を当てています。このシステムは491 nmの連続レーザーを使用し、音響光学デフレクタによって発光が分割および周波数シフトされ、光学周波数コームを作成します。このコームはサンプルを通過する光を分析し、血小板の集合体を示す強度減衰と位相遅延を検出します。
さらに、マイクロフルイディクス技術を使用してアーテリーオンチップとヴェインオンチップのモデルを設計および製造しました。これらのチップは、人間の動脈および静脈の物理的および流れの特性を再現し、細胞外マトリックスと内皮細胞でライン化され、血流および細胞成分の正確な操作を可能にします。これらのモデルを使用した研究は、動脈血栓症と静脈血栓症の間で血小板の集合体形成に顕著な違いを示し、さまざまな前血栓状態を模倣するために内皮表面を修正することを可能にします。これらのインビトロモデルは、高スループットの薬剤スクリーニングや研究目的での外来因子の導入にも有益です。
全体として、私の研究は血栓のメカニズムを解明し、血栓性障害の管理に向けた新しい診断および治療戦略を開発することを目指しており、社会におけるより良い持続可能なケアにつながる可能性があります。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
革新的な技術の成功した実装：高速で高解像度のラベルフリーイメージングフローサイトメトリーシステムであるFDM-QPIの開発と運用の成功は、先進的な光学技術の効果的な応用を示しています。連続レーザーと音響光学デフレクターを使用して光学周波数コームを作成し、血小板の集合体を分析することは、プロジェクトの目標に沿った重要な技術的成果です。
機能的なインビトロモデルの開発：マイクロフルイディクス技術を使用してアーテリーオンチップとヴェインオンチップモデルを作成し、成功裏に利用することは、大きな前進を意味します。これらのモデルは人間の血管条件を効果的に再現し、血栓症のメカニズムの正確な実験操作と観察を可能にします。これは、管理された再現可能な条件下での血栓形成プロセスの理解を深めるというプロジェクトの目的を直接サポートします。
価値ある研究洞察と応用：このプロジェクトはすでに重要な発見をもたらしており、動脈血栓症と静脈血栓症の間の血小板集合体形成の顕著な違いなどがあります。これらの洞察は、標的治療や診断の開発に不可欠です。さらに、これらのチップモデルの柔軟性がさまざまな前血栓状態を模倣し、高スループット薬剤スクリーニングに適していることは、将来の医療研究および治療戦略に与える可能性のある影響を強調しています。
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| Strategy for Future Research Activity |
血栓画像研究の進捗を踏まえ、今後の計画では、FDM-QPIイメージングシステムの解像度と安定性を向上させることを目指しています。これには、高品質の光学部品、高度なレーザー光源、およびより詳細な画像を高解像度で捕捉できる敏感なディテクターを統合することが含まれます。さらに、ソフトウェアの強化により、リアルタイム画像補正機能を開発・実装し、振動などの環境干渉を最小限に抑えながらイメージングプロセスを安定化させます。また、チップ上の動脈モデルおよびチップ上の静脈モデルを使用した現在の実験から得られたデータの包括的な分析を行います。高度な統計ツールを用いて、研究結果の妥当性を検証し、再現性を評価します。強化されたシステムを使用して、患者からの血液サンプルを用いた癌関連血栓症の血小板集合体形成を研究し、非癌状態と区別する特有のバイオマーカーや機構的経路を特定することを目指します。さらに、高スループット薬剤スクリーニングに適したインビトロモデルを適応させ、癌関連血栓症に有効かもしれない抗血栓薬に焦点を当てます。臨床パートナーとの協力は、患者サンプルの収集と研究結果の臨床的関連性の検証に不可欠です。このプロジェクトは、これらの研究から得られた洞察に基づいて臨床試験を行うことを予定しており、高影響力のジャーナルに研究成果を発表し、国際会議で発表します。
全体として、この包括的な計画は、血栓画像の技術的能力を進化させるだけでなく、その臨床応用を向上させることを目指しています。癌関連血栓症に焦点を当てることで、より良い診断および治療戦略に大きく貢献し、ヘルスケアにおける患者の成果を改善することを目指します。
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