2015 Fiscal Year Research-status Report
脳室上衣細胞の線毛は脳脊髄液流を制御できるか？：二枚貝鰓線毛による解析
| Project/Area Number |
15K08185
|
|---|
| Research Institution | Dokkyo Medical University |
|---|
Principal Investigator |
瀬尾 芳輝 獨協医科大学, 医学部, 教授 (90179317)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹井 元 獨協医科大学, 医学部, 助教 (00708183)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 脳脊髄液 / 線毛運動 / 鰓線毛 / ムラサキイガイ / ビデオマイクロスコピー / ＭＲＩ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、脳脊髄液の流れの制御機構への脳室上衣細胞線毛運動の寄与を解明するために、二枚貝をモデル動物として、微視的な線毛運動による巨視的な流れの制御機構を、流体力学的解析により統一的に明らかにすることを目的とする。
平成27年度には１）二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムを構築した。２）構築したビデオマイクロスコピーシステムによりイガイ殻内のケイ藻の流速を測定することで、下外套腔側の鰓表層近くの水流速度と水流方向をin vivoで測定することに成功した。３）単離鰓糸を用いたin vitro実験では、セロトニン濃度依存性の確認を進めている。４）T1強調MRI画像の連続測定画像のinflow effectから、0.32秒間隔で水流速度を推定する方法を確立した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度では、まず、二枚貝の鰓側線毛運動による水流測定に最適化したビデオマイクロスコピーシステムの構築が完了した。当初計画では、蛍光測定のための光源は、現有のものを流用する予定であったが、運用に多々困難があったため、光源を含めたシステムで購入した。このため、実体顕微鏡システム全体の購入経費が平成27年度経費の91.4％となったが、消耗品費の削減で対応することができた。In vivoでの巨視的な水流は、ケイ藻の葉緑体の自家蛍光を観察することで間接的に評価する方法を確立しつつある。セロトニンを投与することで濃度依存的にケイ藻の流れる速度が速くなることも確認した。ただし個体差が大きいため、今後はより例数を重ねていく予定である。
これとは別に、巨視的な流れを生み出す微視的な線毛運動を観察するために、単離した鰓糸の側線毛の運動を、倒立位相差顕微鏡およびハイスピードカメラを用いて観察、記録した。その結果、in vivo実験と同様にセロトニン濃度依存的に線毛の振動数が増加することが分かった。ただし単離した鰓糸の側線毛においても個体差が大きかったため、今後は例数を重ねていく。それと同時に、側線毛が密に生えていて観察がしづらいため、線毛に蛍光マイクロスフェアを付着させた状態で観察する条件について検討する。
一方、T1強調MRI画像の連続測定画像のinflow effectによる流速測定では、毎秒1枚を予定していたが、0.32秒間隔で毎秒3枚まで測定が可能となった。これにより、ダイナミックな流速変化の測定に対応できるようになった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、ほぼ当初の予定通り、以下の実験を進め、流体力学的解析に必要な実験データを蓄積する。
１）ビデオマイクロスコピー法と位相エンコードMRI法による、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における水流速度と水流方向に対するセロトニンの効果の検討。
線毛運動と水流、すなわち、ミクロとマクロの整合性を担保できる実験条件を見出す。単離鰓糸を用いたセロトニン濃度依存性のin vitro実験の例数を重ね、最適なセロトニン濃度を見出す。
２）ビデオマイクロスコピー法と位相エンコードMRI法による、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における水流速度と水流方向に対する粘性の効果の検討。
PVPを用い海水の粘性を替えて、入水管、下外套膜腔、出水管の各部位における定常流状態及び流れの停止および再開時の流速変化を測定する。温度変化については、実験の結果、以外の生理機能全体への影響が大きいことが判明したので、同一温度で実験することを選択した。
|
| Causes of Carryover |
当初、瀬尾の学会宿泊費に用意していたが、学内業務のため日帰りでの参加を余儀なくされ、執行されなかった。その後、試薬の購入を予定したが、金額的に合わなかったので、平成27年度の執行を取りやめた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度経費と合算し、試薬を購入し実験に用いる。
|
Research Products
(3 results)
