2022 Fiscal Year Research-status Report
Quantitative study on the non-linear viscoelasticity of connective tissues using in vivo three-dimensional dynamic imaging
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22K09879
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
齊藤 晋 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00450239)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | イメージング / 結合組織 / コラーゲン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
結合組織の弾性や粘弾性は生体の維持に不可欠であり、その機構解明は材料工学、再生医学、疾患学において極めて重要な課題である。例えば、生体が動くには皮膚や関節の伸縮性や可動性が必要である。結合組織の主たる構成要素は膠原線維や弾性線維、そしてゲル状の基質である。膠原線維は三重鎖のコラーゲン分子が規則的に配列したコラーゲン細線維の集合体であり、束ねた紐のような構造を持つ。弾性線維はミクロフィブリルにエラスチンが沈着して形成される、ゴムのような細い線維である。これらの特性は結合組織の構造と密接に関係しており、その機構を明らかにすることは、疾病学、創傷治癒学、再生医学において極めて重要である。
2023年度は引張試験特性（Toe領域・線形領域）とその構造変化に関する実験系の確立を行った。交織性線維性結合組織としてヒト皮膚サンプルを用いた。引張試験については、最大応力5Nまたは10Ｎまで一定速度で伸展負荷を与え、Toe領域および線形領域を定義した。未固定新鮮皮膚サンプルを用いて段階的に1軸または2軸伸展負荷を加えて、組織を動的に観察する多光子顕微鏡手法を確立した。近赤外領域のフェムト秒レーザー照射を用いた第二高調波発生によって膠原線維を描出する。弾性線維から発生する自家蛍光を第二高調波発生と異なる波長のフィルターによって検出する。サンプル内に埋入した微粒子を膠原線維、弾性線維とは異なる波長のフィルターで検出する。多光子イメージングを用いて、組織内の膠原線維や弾性線維の変形や運動を三次元かつダイナミックに撮影し、配向性や線維の変形度を定量解析した。
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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
当初年度ごとに予定していた研究計画と順番は異なるが、計画は順調に達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は引き続き1軸伸展および2軸伸展下での組織の構造変化についての解析を継続する。また応力緩和、ヒステレーシスとその構造変化に対する実験にも着手したい。
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| Causes of Carryover |
昨今の国際情勢や新型コロナウィルスの感染による物流の停滞により納期が遅延し2022年度に使用する予定であった助成金に余りが生じた。研究に必要な経費(試薬、実験動物の購入等)に充てる計画である。
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