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2023 Fiscal Year Annual Research Report

High-speed two-photon microscopy for multimodal and low-invasive intravital imaging

Research Project

Project/Area Number 22H02756
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

大友 康平  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (40547204)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords二光子顕微鏡 / スピニングディスク共焦点顕微鏡 / ボリュームイメージング / ナノマテリアル / ライトシート顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本課題は、生体内現象の高速可視化・低侵襲可視化を主眼に置いた顕微イメージング技術開発を目的とする。
2023 年度は、研究代表者がこれまでに取り組んできた高速生体イメージング技術である二光子スピニングディスク共焦点顕微鏡法について、更なる技術改変を達成した。具体的には、液体レンズによる焦点面走査機構を導入することにより、生体脳の高速三次元体積イメージングに成功した。本成果は原著論文として投稿され、受理された (Ataka et al., Biomed. Opt. Express 2024)。
また、生体脳イメージングについて、生体脳形状を保持したまま長期間にわたって観察が可能な新規光学窓の作成に成功した。本成果も原著論文として投稿され、受理された (Takahashi et al., Commun. Biol. 2024)。
さらに、本課題から派生して簡易的かつハイスループットな光シート顕微鏡法の開発に成功したことから、プレプリントの投稿 (Otomo et al., bioRxiv 2023)、GitHubを経由したopen source化を行なった。
関連する顕微光学技術について、日本語総説執筆、日本語書籍分担執筆を行い、上記の成果についても一部報告を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画では想定していなかった新技術として、簡易的な光シート顕微鏡法の開発に成功した。

Strategy for Future Research Activity

確立してきたイメージング技術について、高速撮像性能・低侵襲性能に基づく生体イメージング応用を展開する。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 5 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Large-scale cranial window for in vivo mouse brain imaging utilizing fluoropolymer nanosheet and light-curable resin2024

    • Author(s)
      Takahashi Taiga、Zhang Hong、Agetsuma Masakazu、Nabekura Junichi、Otomo Kohei、Okamura Yosuke、Nemoto Tomomi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 7 Pages: 232

    • DOI

      10.1038/s42003-024-05865-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multibeam continuous axial scanning two-photon microscopy for in vivo volumetric imaging in mouse brain2024

    • Author(s)
      Ataka Mitsutoshi、Otomo Kohei、Enoki Ryosuke、Ishii Hirokazu、Tsutsumi Motosuke、Kozawa Yuichi、Sato Shunichi、Nemoto Tomomi
    • Journal Title

      Biomedical Optics Express

      Volume: 15 Pages: 1089-1101

    • DOI

      10.1364/boe.514826

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ライトシート蛍光顕微鏡と組織透明化技術の概論2024

    • Author(s)
      吉川亮, 大友康平, 洲崎悦生
    • Journal Title

      OPTRONICS

      Volume: 43 Pages: 65-69

  • [Journal Article] Autophagosome development and chloroplast segmentation occur synchronously for piecemeal degradation of chloroplasts2023

    • Author(s)
      Izumi Masanori、Nakamura Sakuya、Otomo Kohei、Ishida Hiroyuki、Hidema Jun、Nemoto Tomomi、Hagihara Shinya
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.10.11.561947

    • Open Access
  • [Journal Article] All-synchronized picosecond pulses and time-gated detection improve the spatial resolution of two-photon STED microscopy in brain tissue imaging2023

    • Author(s)
      Ishii Hirokazu、Otomo Kohei、Chang Ching-Pu、Yamasaki Miwako、Watanabe Masahiko、Yokoyama Hiroyuki、Nemoto Tomomi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Pages: e0290550

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0290550

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] descSPIM: Affordable and Easy-to-Build Light-Sheet Microscopy for Tissue Clearing Technique Users2023

    • Author(s)
      Otomo Kohei、Omura Takaki、Nozawa Yuki、Saito Yuri、Susaki Etsuo A.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.05.02.539136

    • Open Access
  • [Presentation] Multi-line lasers help simplify light sheet microscopes targeting clinical applications2024

    • Author(s)
      M. Haahr, M. Radmark, K. Otomo, E. A. Susaki, S. Edwards
    • Organizer
      Focus On Microscopy 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] All-pulsed two-photon STED microscopy for brain tissue nanoimaging2024

    • Author(s)
      Hirokazu Ishii, Joe Sakamoto, Kohei Otomo, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      Focus On Microscopy 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] descSPIM: affordable and easy-to-build light-sheet microscope for tissue-clearing technique Users2024

    • Author(s)
      Kohei Otomo, Takaki Omura, Yuki Nozawa, Yuri Saito, Yuki Watakabe, Shigehiro Yagishita, Hitoshi Uchida, Kazuki Tainaka, Tomomi Nemoto, Akinobu Hamada, Etsuo A. Susaki
    • Organizer
      Focus On Microscopy 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] descSPIM: user-affordable DIY light-sheet microscope for tissue-clearing technique users2024

    • Author(s)
      Kohei Otomo
    • Organizer
      IINS Bordeaux & NIPS joint symposium
    • Invited
  • [Presentation] 透明化組織イメージング用DIYライトシート顕微鏡の開発とアプリケーション2023

    • Author(s)
      大友康平
    • Organizer
      第 46 回日本分子生物学会年会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] descSPIM: desk-side 3D imaging with compact DIY light sheet microscope2023

    • Author(s)
      Kohei Otomo, Etsuo A. Susaki
    • Organizer
      IMC20; The 20th International Microscopy Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High speed/throughput bioimaging utilizing novel volumetric fluorescence microscopy2023

    • Author(s)
      Kohei Otomo
    • Organizer
      Neurolunch; Colombia Univ. Biological Sciences
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Novel volumetric fluorescence microscopy for high speed/throughput imaging2023

    • Author(s)
      Kohei Otomo
    • Organizer
      Retreat for Multidimensional Analysis of Memory Mechanisms
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ライトシート顕微鏡実践ガイド組織透明化&ライブイメージング (分担執筆:透明化(固定)組織編 I-6 descSPIMの概要と撮影例; シンプルで低コストなDIYライトシート顕微鏡)2023

    • Author(s)
      大村鷹希, 大友康平, 洲﨑悦生
    • Total Pages
      203
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758122689

URL: 

Published: 2024-12-25  

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