2021 Fiscal Year Research-status Report
高精細3Dイメージング装置の新規開発とノックアウトマウス胚の表現型解析への活用
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19K07241
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
多鹿 友喜 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (90400738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池澤 麻衣子 (高橋麻衣子) 群馬大学, 大学院保健学研究科, 助教 (50701322) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 3Dイメージング / マウス胚 / ノックアウトマウス / 形態解析 / CoMBI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019-2020年度に高精細3Dイメージングの装置開発を行い、2021年度にその装置（CoMBI-S型と命名）に関して論文発表（Ishii, Tajika et al 2021)、プレスリリース（のちに日刊工業新聞、上毛新聞、山形新聞で紙面掲載）、分子生物学会におけるポスター発表を行い、新しい装置では、神経細胞といった小さな標本から、マウス各種臓器などの大きな標本までをフルカラーで3Dイメージング解析できることを示した。これらの発表をきっかけに、CoMBIのユーザネットワークが拡大した。
新しく開発したCoMBIイメージング装置で、ノックアウトマウス胚の形態解析をすすめた。ノックアウトマウスの出生率は低いこと、新型コロナウイルス対応のため飼育規模を縮小したことで、ノックアウトマウス個体の取得頻度は低いものの、並行して試料調整法の改良を行い、手技を安定化させた。試料調整法については、タンニン酸によるカウンター着色法を定めた。タンニン酸染色によってマウス胚の10日目以降からほぼすべての臓器を3Dデータ上で容易に認識できるようになる。3D画像データの処理方法は、オープンソースの3D slicerを使って、基本的な手順（ズレ補正、多平面再構築、ボリュームレンダリング、セグメンテーション、数値化）を定めた。セグメンテーション手順については、AI技術を取り込んだ効率の良い手順を確立させた。マウス胚を胎生10日目から16日目においてサンプリングし、野生型、ヘテロ接合型、ノックアウト型の3種を、3D形態解析と目的分子の発現解析で比較した。マウス胚における臓器ごとの目的分子の発現パターンは、成体で見られたパターン（骨格筋、心筋、肺、腎臓；Takahashi, Tajika et al 2013、Ikezawa, Tajika et al 2018）とは異なるパターンを示した。また、胚を全身3D解析することの有用性は高く、成体では捉えられなかった発現場所を新たに特定できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
開発したイメージング装置の威力を遺憾なく発揮し、マウス胚をフルカラーで形態解析できている。目的分子に関して、新たな発見もあり、将来の研究計画にも良い影響を及ぼしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、標本数を増やし、形態データの数値化に取り組む。マウス胚において、野生型、ヘテロ接合型、ノックアウト型の3種の間で、全身3D形態解析と目的分子の発現解析を進め、結果をまとめて、論文投稿を予定する。
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| Causes of Carryover |
3Dデータを蓄積していたHDDに接続エラーがおき、買い換えを検討している。注文と納品が年度末をまたがないよう、翌年度に発注する。
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| Remarks |
2020年度より、CoMBIの導入から操作までをまとめて、サイトに公開した。手技の改善点など、最新情報に更新をつづけている。
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