超高速撮像法と情報科学の融合による血栓症の病態理解と抗血栓薬の薬効評価

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21J10990
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 周 雨奇 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2023-03-31
• Keywords: 血小板 / 血栓 / 体外循環 / COVID19 / イメージングフローサイトメトリー

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、インテリジェント血小板凝集塊識別法（iPAC）を用いた血中の血小板凝集塊の時空間的特徴（大きさ、形状、成分、血中濃度、経時変化など）の迅速・高精度解析による血栓症の病態理解及び抗血栓薬の薬効評価を目指す。まず、動物モデルとしてヤギを用いて、人工肺装着モデルヤギにおける血中の血小板凝集塊形成の比較を行い、さらに血小板凝集塊成分の解析を行うことで、体内で形成された血小板凝集塊の時空間的解析の有用性を示した。昨年の研究で、3頭のヤギで実験を終え、抗血栓薬を投与したときの変化のデータの取得を実施した。今年度からヤギで得られた結果からヒトでのiPAC装置の有用性を検討するため、心臓移植の手術をした患者（3例）で血液サンプルを取って、iPAC装置を用いた血小板凝集塊の画像を撮った。次のステップとして、データを解析して、臨床症状との相関（血小板凝集塊の成分、形態、血中濃度、経時的変化などの違い）を調査する。
さらに、昨年のCOVID-19の患者さんのサンプル評価に引き継いで、COVID-19ワクチンによる血小板の影響を調べた。その結果、ワクチン接種後の血小板凝集の傾向は有意に持続せず、ワクチン接種が血小板活性化、血小板凝集、血小板-白血球相互作用に及ぼす影響はいずれも軽微であることが示された(Zhou, Y. et al. Cytometry. 2022. https://doi.org/10.1002/cyto.a.24677)。　これは当初提案では予定していなかったことなので、計画以上の研究の進展があったと言える。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Nanyang Technology University(シンガポール)
  • Country Name: SINGAPORE
  • Counterpart Institution: Nanyang Technology University
• [Int'l Joint Research] University of Virginia(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Virginia
• [Journal Article] Real‐time intelligent classification of COVID‐19 and thrombosis via massive image‐based analysis of platelet aggregates (2023)
  • Author(s): Zhang Chenqi、Herbig Maik、Zhou Yuqi、Nishikawa Masako、Shifat‐E‐Rabbi Mohammad、Kanno Hiroshi、Yang Ruoxi、Ibayashi Yuma、Xiao Ting‐Hui、Rohde Gustavo K.、Sato Masataka、Kodera Satoshi、Daimon Masao、Yatomi Yutaka、Goda Keisuke
  • Journal Title: Cytometry Part A Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1002/cyto.a.24721
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Studying the efficacy of antiplatelet drugs on atherosclerosis by optofluidic imaging on a chip (2023)
  • Author(s): Deng Yunjie、Tay Hui Min、Zhou Yuqi、Fei Xueer、Tang Xuke、Nishikawa Masako、Yatomi Yutaka、Hou Han Wei、Xiao Ting-Hui、Goda Keisuke
  • Journal Title: Lab on a Chip Volume: 23 Pages: 410～420
  • DOI: 10.1039/D2LC00895E
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long‐term effects of Pfizer‐BioNTech COVID‐19 vaccinations on platelets (2022)
  • Author(s): Zhou Yuqi、Nishikawa Masako、Kanno Hiroshi、Yang Ruoxi、Ibayashi Yuma、Xiao Ting‐Hui、Peterson Walker、Herbig Maik、Nitta Nao、Miyata Shigeki、Kanthi Yogendra、Rohde Gustavo K.、Moriya Kyoji、Yatomi Yutaka、Goda Keisuke
  • Journal Title: Cytometry Part A Volume: 103 Pages: 162～167
  • DOI: 10.1002/cyto.a.24677
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 単一細胞レベルの大規模画像プロファイリングによるCOVID-19患者血液中の循環血小板凝集塊の解析 (2022)
  • Author(s): 菅野 寛志, Yuqi ZHOU, 西川 真子, Ting-Hui XIAO, 鈴木 拓真, ..., , 宮田 茂樹, Gustavo K. ROHDE, 岩崎 渉, 矢冨 裕, 合田 圭介
  • Journal Title: 化学とマイクロ・ナノシステム学会誌 Volume: 21 Pages: 1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Understanding stenosis-induced platelet aggregation on a chip by high-speed optical imaging (2022)
  • Author(s): Deng Yunjie、Duque Jaime Alvarez、Su Chengxun、Zhou Yuqi、Nishikawa Masako、Xiao Ting-Hui、Yatomi Yutaka、Hou Han Wei、Goda Keisuke
  • Journal Title: Sensors and Actuators B: Chemical Volume: 356 Pages: 131318～131318
  • DOI: 10.1016/j.snb.2021.131318
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Uncovering the long-term effects of mRNA COVID-19 vaccinations on platelets by high-speed optical imaging on a chip (2023)
  • Author(s): Y. Zhou, M. Nishikawa, H. Kanno, R. Yang, Y. Ibayashi, T.-H. Xiao, W. Peterson, M. Herbig, N. Nitta, S. Miyata, Y. Kanthi, G. K. Rohde, K. Moriya, Y. Yatomi, K. Goda
  • Organizer: SPIE Photonics West 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Deciphering the efficacy of antiplatelet drugs under vascular stenosis by high-speed on-chip optofluidic imaging (2023)
  • Author(s): Y. Deng, H. M. Tay, Y. Zhou, X. Fei, M. Nishikawa, T.-H. Xiao, Y. Yatomi, H. W. Hou, K. Goda
  • Organizer: SPIE Photonics West 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オンチップ血管狭窄と高速イメージングを用いた血小板凝集の統計解析 (2022)
  • Author(s): Y. Zhou, Y. Deng, J. A. Duque, C. Su, M. Nishikawa, T. Xiao, Y. Yatomi, H. W. Hou, and K. Goda
  • Organizer: 日本血栓止血学会学術集会
• [Presentation] アゴニストの種類による血小板凝集塊の分類：深層学習を用いた解析 (2022)
  • Author(s): Y. Zhou, Y. Nobori, M. Nishikawa, T. Xiao, M. Anraku, Y. Yatomi, and K. Goda
  • Organizer: 日本血栓止血学会学術集会
• [Presentation] mRNA COVID-19ワクチン接種の血小板への長期的影響 (2022)
  • Author(s): Y. Zhou, M. Nishikawa, H. Kanno, R. Yang, T. Xiao, Y. Yatomi, and K. Goda
  • Organizer: 第23回日本検査血液学会学術集会
• [Presentation] 人工臓器回路内血栓の早期発見に向けた循環血小板凝集塊の有用性の検討 (2022)
  • Author(s): Y. Nobori, M. Anraku, Y. Zhou, T. Xiao, K. Goda, M. Ono, and J. Nakajima
  • Organizer: 日本血栓止血学会学術集会
• [Presentation] 播種性血管内凝固症候群における循環血小板凝集塊の解析 (2022)
  • Author(s): M. Nishikawa, H. Kanno, Y. Zhou, R. Yang, K. Ono, T. Xiao, N. Nitta, Y. Yatomi, and K. Goda
  • Organizer: 第23回日本検査血液学会学術集会
• [Presentation] 血小板凝集塊の大規模画像解析による血栓症とCOVID-19関連血栓症のアルゴリズム分類 (2022)
  • Author(s): H. Kanno, C. Zhang, M. Herbig, Y. Zhou, M. Nishikawa, R. Yang, Y. Ibayashi, T. Xiao, Y. Yatomi, and K. Goda
  • Organizer: 第23回日本検査血液学会学術集会
• [Presentation] Uncovering the pathogenesis of microvascular thrombosis in COVID-19 via high-throughput microscopy on a chip (2022)
  • Author(s): Y. Zhou, M. Nishikawa, H. Kanno, T. Xiao, Y. Yatomi, and K. Goda
  • Organizer: CYTO 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Uncovering the pathogenesis and treatment of atherosclerosis by high-throughput microscopy (2022)
  • Author(s): 3.Y. Deng, J. A. Deque, C. Su, Y. Zhou, M. Nishikawa, T. Xiao, Y. Yatomi, H. W. Hou, and K. Goda
  • Organizer: CYTO 2022
  • Int'l Joint Research