2019 Fiscal Year Research-status Report
生体組織間シグナルカスケード理解のための、多視点・多臓器同時イメージング法の開発
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19K22959
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
本藏 直樹 浜松医科大学, 医学部, 助教 (40518081)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 非侵襲生体光イメージング / 多視点同時記録 / 血管生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多臓器が関与する生命現象をあきらかにするために、同一個体の様々組織を一切の時間遅れなく連続に生理機能を捕捉する方法論が求められている。特に分子・細胞レベルの空間解像を有した超高速顕微鏡画像取得は、生体で起こる早い生命反応を細かな時空間スケールで、また多次元情報を内包した画像として記録できるため、これまでも生命現象を記録する分野において活躍してきた。しかしながら現状、最新の非線形光学顕微鏡を用いて生体光イメージングをおこなっても、その観察領域はとても限られた視野内（最大1mm^2 程度)での反応を記録するのみである。すなわち多臓器がほぼ同時に機能発動するような現象において、個々の組織活動を同時記録することは、ほとんど不可能である。すなわち生体シグナルが連続的に様々な器官に送受信される現象を正確に記録するためには、独立多視点・多臓器高速イメージング法が必須である。しかし残念ながらこれらの技術は確立されていない。 そこでこれに対応するために、申請者は高開口液浸対物レンズおよび光検出器を内包した3次元可動軸を持つ複数のアームを接続した非線形光学顕微鏡の作成、およびそれを用いた時間遅れのない多臓器高速イメージング法の開発を試みた。
現状までにこれらを実現するための顕微鏡のセットアップを終え、まずは独立2視野を偏光連続切り替えにより実現しつつある。また2組の対物レンズの設置範囲は数ミリ以上の距離であっても問題なく作動していることを確認できた。来年度に向けこれらの装置と生体光イメージングとを組み合わせることで、生体組織間シグナルを計測することを試みる。
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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
生体光イメージング技術を基盤とした多視点同時記録は、生体の真のシグナル伝達を理解する上で最も重要なシステムとなり得る。しかしながら独立した視野を同時記録するためには、複雑なアーム機構を持ったシステムを組む必要があるため、小型動物でそのような装置を組むことは非常に難しい問題であった。
そこで本研究において、これらの問題を解決するために光の偏光方向を巧みに利用することで解決を図った。現状これらの偏光を瞬時に変えるための液晶素子などの導入によっておこなうことを想定しているが、現状は電動にて変更する速度にておこなっている。今後より高速化をおこなうために液晶素子の導入を早急におこないたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
顕微鏡の開発にめどが立ったため、今後はこれらの顕微鏡をもちいて、生体光イメージングと組み合わせることで、真の臓器間および組織間生体シグナルを記録することを試みる。これが成功することで様々な生体の現象・応答・反応を細かな時空間スケールで解析することが可能となり、今まで未知であった生体間シグナル連動などの複雑な機構も捕らえられるのではないかと強く推定している。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルスによる影響により納品が遅れたものがあったため。
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