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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Label-free imaging technique based on nonlinear optics in biological tissues for medical application

Research Project

Project/Area Number 16H05912
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

大嶋 佑介  大分大学, 医学部, 客員研究員 (10586639)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsラマン分光 / 骨粗鬆症 / 軟骨変性 / 非線形光学イメージング / SHGイメージング / 顕微ラマン分光 / 診断 / がん転移
Outline of Annual Research Achievements

細胞や組織に障害を与えることなく、生体分子や内部構造を可視化するバイオイメージング技術の実用化を目指して、本研究では特に無染色で生体分子を可視化できるラマン分光分析や高次高調波発生などの非線形光学効果を利用した計測システムの構築を行い、疾患モデルや臨床検体の網羅的解析を行った。本研究の最初の成果としては、細胞や組織などの生体計測に特化した、ラマン分光分析システムを独自に設計・構築し、高感度かつ再現性に優れたラマン分光分析装置が完成したことが挙げられる。続いて、独自に構築した顕微ラマン分光システムを用いて、培養細胞、実験動物より採取した組織標本等の計測を行い、整形外科・消化器小児外科・心臓血管外科と連携し、種々の疾患モデル動物の解析およびヒト臨床検体の解析に成功した。最終年度では、骨粗鬆症モデルにおける骨質計測への応用可能性や抗がん剤投与による血流動態の解析などの研究成果を論文発表するに至った。また、ヒトの手術検体や病理標本を用いた解析も同時に並行して進めることができた。ラマン分光分析およびケモメトリックス解析による細胞外マトリックスの分子組成に着目することで、様々な疾患の早期診断や予後予測に応用できる可能性を示すことができた。さらに、従来は大型かつ高価な多光子励起顕微鏡を用いた非線形光学イメージング技術の医療現場での実用化に向けた取り組みとして、レーザー光源を含むシステム全体の小型化にも着手することができた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Cincinnati(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Cincinnati
  • [Journal Article] Trefoil factor 2 activation of CXCR4 requires calcium mobilization to drive epithelial repair in gastric organoids2019

    • Author(s)
      Engevik Kristen A.、Hanyu Hikaru、Matthis Andrea L.、Zhang Tongli、Frey Mark R.、Oshima Yusuke、Aihara Eitaro、Montrose Marshall H.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

    • DOI

      doi: 10.1113/JP277259

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 多光子励起顕微鏡の進歩と医学応用2019

    • Author(s)
      大嶋 佑介,佐川 倫子,平塚 孝宏,衛藤 剛,猪股 雅史
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 47 Pages: 89~93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 共焦点レーザー顕微鏡と多光子励起顕微鏡2019

    • Author(s)
      大嶋佑介
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience 中外医学社

      Volume: 36 Pages: 898~902

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Raman Spectroscopic Analysis to Detect Reduced Bone Quality after Sciatic Neurectomy in Mice2018

    • Author(s)
      Ishimaru Yasumitsu、Oshima Yusuke、Imai Yuuki、Iimura Tadahiro、Takanezawa Sota、Hino Kazunori、Miura Hiromasa
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 23 Pages: 3081~3081

    • DOI

      10.3390/molecules23123081

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ラマン分光・非線形光学イメージングによる骨軟骨疾患の診断応用2019

    • Author(s)
      大嶋佑介、清松悠、明比麻由、石丸泰光、日野和典、三浦裕正
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] ラマン分光法を用いたヒルシュスプルング病における無神経節腸管の可視化2019

    • Author(s)
      小川雄大、大嶋佑介、平塚孝宏、赤木智徳、鈴木浩輔、柴田智隆、上田貴威、當寺ヶ盛学、白下英史、衛藤剛、白石憲男、猪股雅史
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] 癌診断・癌治療のための光イメージング技術最前線2018

    • Author(s)
      大嶋佑介
    • Organizer
      第9回癌・炎症と抗酸化研究会
    • Invited
  • [Presentation] 消化器外科手術におけるラマン分光・非線形光学イメージング技術の実用化をめざして2018

    • Author(s)
      大嶋佑介
    • Organizer
      一般社団法人レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会
    • Invited
  • [Presentation] ラマン顕微鏡を用いた糖尿病モデルマウスの骨質の計測2018

    • Author(s)
      石丸泰光、大嶋佑介、今井祐記、飯村忠浩、高根沢聡太、日野和典、三浦裕正
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ラマン分光法・非線形光学による術中がんイメージング技術の開発2018

    • Author(s)
      大嶋佑介、古賀繁宏、渡部祐司
    • Organizer
      第57回日本生体医工学会大会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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