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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of 3D pathological analysis of cerebral small vessel disease

Research Project

Project/Area Number 18K19373
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

田井中 一貴  新潟大学, 脳研究所, 教授 (80506113)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Keywords脳小血管病 / 組織透明化 / 神経病理 / 3Dイメージング
Outline of Annual Research Achievements

脳梗塞の再発、認知機能、歩行障害などの臨床症状を示す血管性認知性に代表される脳小血管病は、100μm以下の径からなる微小血管の障害および機能破綻、並びにそれらにより惹起される白質変性が主な原因とされている。しかしながら、これらの微小血管は、MRIでは検出できず、従来の2次元病理解析では立体像を得ることが困難であるため、脳小血管の病態の本質に迫る技術基盤は、未だに確立されていない。本研究では、ヒト脳組織の高度な透明化技術を用いた3Dイメージング手法により、微小血管および周囲の関連因子の空間分布を可視化し、脳小血管病の病態を明らかにすることを目的とする。
本研究では、脳小血管病の3Dイメージングを実現するための、ヒト脳新規透明化プロトコールの開発と共に、血管に関連する因子のホールマウント免疫染色プロトコールの開発に取り組んだ。その結果、懸案であった白質の脱脂を効率的に遂行する脱脂試薬を見出し、白質脱脂に要する期間が大幅に短縮された。本試薬は、脱脂強度が強いにもかかわらず、 目立った組織の損傷・抗原性の劣化もなく、理想的な脱脂試薬である。また、ヒト脳剖検サンプルの光学的課題である1)透明化後の褐色状の呈色、2)リポフスチンに代表される強度な自家蛍光、を効率よく抑制する透明化プロトコールが得られた。このプロトコールは、グリア細胞や髄鞘、血管、軸索に加えて、老人班やリン酸化タウといった病変マーカーのホールマウント免疫染色に適用可能である。これらの技術基盤により、孤発性とその重要な疾患モデルである遺伝性脳小血管病の剖検例から、毛細血管レベルの変性とアストロサイトの機能障害、白質病変の解析を行い、アストロサイトの挙動や平滑筋細胞の脱落が白質変性に寄与することを明らかにした。

  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Rapid chemical clearing of white matter in the post-mortem human brain by 1,2-hexanediol delipidation.2019

    • Author(s)
      Inoue M, Saito R, Kakita A, Tainaka K.
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 29 Pages: 1886-1890

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.05.049.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CUBIC: Whole-brain/body imaging with single-cell resolution using hydrophilic chemical cocktails2019

    • Author(s)
      Kazuki Tainaka
    • Organizer
      International Symposium of Biofunctional Chemistry
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CUBIC:生体組織透明化による包括的3Dイメージング技術2019

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Organizer
      新潟医学会特別講演
    • Invited
  • [Presentation] CUBIC: 組織透明化技術による3Dイメージング2019

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Organizer
      第60回新潟生化学懇話会プログラム
    • Invited
  • [Presentation] 3D 神経病理学に向けたホールマウント染色手法の開発2019

    • Author(s)
      田井中 一貴・齋藤 理恵・井上 雅文・柿田 明美
    • Organizer
      第60回日本神経病理学会総会学術研究会
  • [Presentation] Comprehensive 3D Imaging by Tissue Clearing Technique CUBIC2019

    • Author(s)
      Kazuki Tainaka
    • Organizer
      Neuro2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 組織透明化による3D神経病理学2019

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Organizer
      第16回 日本病理学会カンファレンス
    • Invited
  • [Presentation] CUBIC: Whole-organ, whole-body imaging with single-cell resolution using chemical cocktails2019

    • Author(s)
      Kazuki Tainaka
    • Organizer
      リエゾンラボ炎症シンポジウムin北海道大学
    • Invited
  • [Presentation] 有機化学が拓く次世代3D組織化学2019

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Organizer
      第5回 北海道大学部局横断シンポジウム
    • Invited
  • [Book] 『病理と臨床』2020年3月号 組織・細胞の透明化2020

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      文光堂
    • ISBN
      17693-03
  • [Book] 『ぶんせき』2019年10号 入門講座 組織透明化技術と蛍光顕微鏡 3D イメージング2019

    • Author(s)
      田井中一貴
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      公益社団法人 日本分析化学会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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