2017 Fiscal Year Research-status Report
赤外ATR測定による非侵襲血糖測定の精度向上のための糖代謝機序解明の試み
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17K01403
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 研究支援者 (30536082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生体赤外ATRスペクトル / 細胞内糖代謝 / 非侵襲血糖値測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト体表細胞における糖代謝機序の解明に向け，複数の健康な成人を対象とし，口唇の赤外吸収ATRスペクトル（空腹時からの増分）の取得および解析を行った．口唇スペクトルの形状は摂食前後において時間とともに変動することが確認されている．得られる吸収スペクトルは糖代謝（中間）成分であるグルコース，グルコース-6-リン酸，グルコース-1-リン酸，およびグリコーゲンなどの吸収が重畳して形成されると考えられる．各成分のリファレンススペクトルを説明変数とした重回帰分析を行った結果，摂食直前の細胞内には主に多糖グリコーゲンが貯蔵されており高い糖吸収強度を示すが，摂食開始後は消化エネルギー産生のため急激にこれが減少し，同時に毛細血管末梢より新たな単糖グルコースの供給が開始される，という仮説が多くの測定回において成立することが実証された．また中赤外領域の吸収スペクトルを取得することで，同時に脂質成分やタンパク質成分の時間変化についても情報が得られ，これらの成分量の推移や糖代謝速度に与える影響についても知見が得られた．これら他成分については実験対象者および取得サンプル数を増やしていくのと並行して引き続き検討をしていく．
さらに，細胞内糖代謝の日内変動をモニタリングするため，連続的な赤外吸収スペクトルを視野に入れ，耳たぶ等の口唇以外の体表部を対象とした測定を行った．指先や耳たぶなど角質層に覆われた体表部では，口腔粘膜とは成分比の異なるスペクトルが得られ，また摂食後の糖や脂質成分の吸収／反映もやや遅れる傾向にあることが分かった．これと同時に，耳たぶにATRプリズムを装着して連続測定を行うためのアタッチメントの開発を進めている．プリズムの皮膚への押し付け圧力や接触面積には再現性の高い一定値が要求され，未だ最適化には至っていないが，これも取得サンプル数の増大と並行して検討を行っていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画である，I)赤外吸収スペクトル解析によるヒト体表細胞における糖代謝の解明，II)耳たぶを測定対象としたアタッチメントの開発，について実施し，いずれも想定された進展を得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
複数のボランティアを対象としたインビボ測定による実証実験を行い，取得サンプル数を増加させるとともに，耳たぶの赤外吸収スペクトルの連続取得のためのアタッチメントの開発／最適化を進める．
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