2018 Fiscal Year Research-status Report
Functional MRI Brain imaging in Torpid Mice
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18K06347
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
砂川 玄志郎 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (70710250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 崇了 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (10461253)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 休眠 / 冬眠 / 能動的低代謝 / 機能的MRI / 非侵襲代謝評価 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では絶食によって生じるマウスの休眠をMRI内で誘導し、マウス休眠における脳の局所的活動ダイナミクスを観察することが目的である。マウスの頭部を固定したまま、体を保定した状態で24時間拘束し、この間に休眠を誘導する必要がある。2019年度は当初予定していた３つの目標のうち、目標１「休眠を誘導しながら機能的MRIを測定する」と目標２「MRI装置内で全身の代謝を測定する」を中心に実験を進めた。目標３「低代謝に至る脳活動ダイナミクスを明らかにする」は目標１と目標２が達成され次第、すすめていく予定である。目標１に関してはMRIのマウス用コイルに入りうる頭部固定装置をデザインしようとしたが、実際にマウスを２４時間固定し続けるためには大きさが足りないと判断し、ラット用のMRIコイルに装着できるマウス頭部工程装置を開発している。また、同固定装置にマウスを保定した状態で休眠誘導を試みているが現時点では成功していない。頭部固定機のさらなる改良が必要である。また、MRIを測定しながら代謝を評価するために非侵襲に検出された呼吸波形を機械学習を用いて代謝を推定するアルゴリズムを開発している。計画２は当初の予定が変更され、ラット用のMRIコイルを使用することが決定したため、同コイルを用いてマウスの頭部の機能的MRIを撮影している。休眠が誘導されたマウスの基礎代謝は著しく低下するため、まず生きているマウスを死後マウスの頭部の機能的MRIにおいて違いを検出できることを確認した。
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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
予定していた計画が順調に進んでおり、概ね問題はない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は目標1に関しては前半で呼吸波形から代謝を推定するアルゴリズムの開発を完了させ、後半でMRI撮影用頭部固定装置を用いながらマウスを休眠状態に誘導することを目指す。目標2に関してはマウスの固定装置が完成し次第、24時間撮影を試みる。これらの計画が予定よりも早く進めば、年度内に目標3、すなわち休眠MRI撮影まで行いたい。具体的には、呼吸波形から代謝状態の推定に関しては、現在、3日間×8個体の呼吸波形、代謝同時記録を教師データとして代謝の推定を行おうとしているが、2019年度前半でさらに少なくとも16個体分の教師データを増やす予定である。固定装置内での休眠誘導に関しては、固定装置の内部を工夫、あるいはマウスの馴致を試みる。目標2に関しては、まず休眠を誘導しなくても低代謝状態が期待できる麻酔などで代謝をフォローできるか検証する。
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| Causes of Carryover |
当初2018年度に購入を予定していた解析用PCを2019年度に購入すること、現時点でマウスの頭部固定装置の開発費が予定していたより安く済んでいることが理由であるが、2019年度以降に当初の予定通り使用していく予定である。
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