Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、光干渉断層画像化法（OCT）を応用した卵子インテグリティ評価技術の開発を目的とする。具体的には、光干渉信号の強度変化を利用するドップラーOCT技術を確立し、卵巣内に存在する卵胞及び卵子を非破壊的に画像撮影し、卵胞サイズと卵子の生物活性の解析を行う。画像解析処理能力の向上させたドップラーOCTにより卵細胞質における光散乱現象の時間的変化を高精度で検出し、卵子クオリティー評価への応用を試みる。本研究で開発するドップラーOCTシステムは、卵巣内に存在するほとんどの発生ステージの卵子を非破壊的に「生きたまま」で「３次元的」に可視化できる画期的な解析技術として期待される。
光干渉断層撮影画像化法（オプティカル・コヒーレント・トモグラフィー：OCT）は、弱い近赤外光を生体に照射し、生体試料内部からの後方散乱光を高感度に検出することで生体試料の断層画像を撮影する技術であり、超音波画像診断法と比べて高分解能を有する特長がある。本研究では、OCT技術を応用した卵子インテグリティ評価技術を開発するために、以下の研究を行った。（a）超高速画像処理を可能とするドップラーOCT技術の開発：直径20 um以下の前胞状卵胞の画像計測を可能とするプローブ、高速ラインカメラとGPU（Graphic Processing Unit）を用いた超高速画像計測技術を開発し、その性能の評価を行った。その結果、散乱光のドップラー効果を利用した微小卵胞３次元イメージングシステム（ドップラーOCT）を開発することができた。卵巣観察に特化した計測プログラム（条件）とアルゴリズムを構築することで、マウス卵巣における卵胞の3次元イメージングの高精度解析が可能になった。（b）卵巣内卵子クオリティー評価技術の開発：ドップラーOCTシステムを用いて、マウストとウシの卵巣において卵胞および卵子のイメージング解析を行った結果、卵子の細胞質において光散乱現象が観察され、この光散乱現象は異なる生理的条件下における変化することが明らかになった。卵子の成熟培養および体外受精を行い、光散乱と卵子の成熟能と胚の発生能との関係を調べた。その結果、ドップラーOCTにより観察される光散乱現象は生命活動によって生じていること、強い光散乱が認められた卵子では比較的高い呼吸活性を示すことが明らかになった。また、ドップラーOCTにより精巣のイメージングを行った結果、精細管及び精巣輸出管において高輝度散乱光が検出された。これらの結果から、光散乱強度を指標に生殖内に存在する生殖細胞のインテグリティを予見できる可能性が示された。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Reproduction
Volume: 159 Issue: 1 Pages: 41-41
10.1530/rep-19-0312
Journal of Visualized Experiments
Volume: － Issue: 158 Pages: 1-1
10.3791/60808
Applied Science
Volume: 9 Issue: 2 Pages: 1-14
10.3390/app9020216
Free Radical Research
Volume: 53 Issue: 11-12 Pages: 1060-1072
10.1080/10715762.2019.1677901
http://abe-labo.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html
http://yubl.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000176_ja.html
