マウス中大脳動脈閉塞モデルのインビボ分子機序とミクロ形態計測による虚血病態の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24659578
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 菅野 巖 独立行政法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, 主任研究員 (10360356)
• Keywords: PET / 低酸素飼育 / TSPO発現 / インテグリン発現 / PK11195 / RAFT-RGD / 免疫染色

Research Abstract

目的と実験計画：低酸素暴露期間と脳組織および脳血管病態の経時変化を検討した。本研究では、低酸素暴露時に起こる脳血管の発芽の形態的な変化に対応した病態生理を経時的に解明するために、血管新生に付随する現象をPET、ARG、免疫染色にて検討した。生後８週から１２週齢のB6マウスを８～９％の低酸素チェンバーで飼育した。PETでは、脳組織ミクログリアの活性化に伴うTSPOの発現を調べるための[C11]PK11195の集積、また、血管新生時のαVβ3インテグリン発現を見るため [Cu64]RAFT-RDGの集積を、それぞれ独立個体で測定した。後者についてはPET測定後にARGを行った。いずれも低酸素暴露期間はコントロール（D0）、4日（D4）、7日（D7）、14日（D14）について検討した。同じ低酸素暴露期間のマウスでIba1、CD31、D61の免疫染色を行い、ミクログリアの活性、血管内皮細胞の発生、インテクリンの発現を検討した。
結果と検討：１）[11C]-PK11195測定。MRIにレジストレーション後に30分から60分積算のSUVを比較した結果、脳内のいずれの領域でもD4で最大集積値を示した。TSPOの発現がD4で最大ということは、形態的な脳血管の発芽のピークに先立ってミクログリアが活性化することが示された。免疫染色でもIba1のミクログリア染色がD4で最大であることが確認された。２）[Cu64]-RAFT-RGD測定。脳への取り込みが低く60分から90分のSUVの対応ではD7よりD14が上昇が示されたが、投与3時間後のARGでは脳組織内に取り込まれずに脳槽内だけに放射能が検出された。PETの分解能では脳実質放射能と判別困難であったと解釈した。したがって、90分SUV値でD7に対するD14の高値が血管新生インテグリンの発現によるものかどうか結論するのは困難であると考えられる。一方、低酸素暴露期間毎の免疫染色でも、脳組織内にはインテグリンの発現を示すCD61の染色がなかなか見られず、インテグリン発現のピーク時期を確認するのは困難であった。

Research Products

• [Journal Article] Reproducibility of measuring cerebral blood flow by laser-Doppler flowmetry in mice (2014)
  • Author(s): Yosuke Tajima, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Kazuto Masamoto, Yoko Ikoma, Chie Seki, Junko Taniguchi, Iwao Kanno, Naokatsu Saeki, Hiroshi Ito
  • Journal Title: Frontiers in Bioscience Elite Edition Volume: 6E Pages: 62 - 68
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of Rho-Kinase Activity in Mice Brain Using N-[(11)C]Methyl-hydroxyfasudil with Positron Emission Tomography. (2014)
  • Author(s): Junko Taniguchi, Chie Seki, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Yoko Ikoma, Masayuki Fujinaga, Iwao Kanno, Ming-Rong Zhang, Satoshi Kuwabara, Hiroshi Ito
  • Journal Title: Molecular imaging and biology Volume: 16 Pages: 395 - 402
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biodistribution and radiation dosimetry in humans of [11C]FLB 457, a positron emission tomography ligand for the extrastriatal dopamine D2 receptor (2014)
  • Author(s): Yasuyuki Kimura, Hiroshi Ito, Takahiro Shiraishi, Hironobu Fujiwara, Fumitoshi Kodaka, Harumasa Takano, Hitoshi Shimada, Iwao Kanno, Tetsuya Suhara
  • Journal Title: Nuclear Medicine and Biology Volume: 41 Pages: 102 - 105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connections with adaptation of the neighboring astrocytes in adult muose cortex under chronic hypoxia (2013)
  • Author(s): Kazuto Masamoto, Hiroyuki Takuwa, Chie Seki, Junko Taniguchi, Yoshiaki Itoh, Yutaka Tomita, Haruki Toriumi, Miyuki Unekawa, Hiroshi Kawaguchi, Hiroshi Ito, Norihiro Suzuki, Iwao Kanno
  • Journal Title: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism Volume: 33 Pages: 1 - 7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel system using microliter order sample volume for measuring arterial radioactivity concentrations in whole blood and plasma for mouse PET dynamic study (2013)
  • Author(s): Yuichi Kimura, Chie Seki, Nobuya Hashizume, Takashi Yamada, Hidekatsu Wakizaka, Takahiro Nishimoto, Kentaro Hatano, Keishi Kitamura, Hiroshi Toyama, Iwao Kanno
  • Journal Title: Physics in Medicine and Biology Volume: 58 Pages: 7889 - 7903
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hemodynamic changes during neural deactivation in awake mice: A measurement by laser-Doppler flowmetry in crossed cerebellar diaschisis (2013)
  • Author(s): Hiroyuki Takuwa, Yousuke Tajima, Daisuke Kokuryo, Tetsuya Matsuura, Hiroshi Kawaguchi, Kazuto Masamoto, Jyunko Taniguchi, Youko Ikoma, Chie Seki, Ichio Aoki, Yutaka Tomita, Norihiro Suzuki, Iwao Kanno, Hiroshi Ito
  • Journal Title: Brain Research Volume: 1537 Pages: 350 - 355
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Layer-specific dilation of penetrating arteries induced by stimulation of the nucleus basalis of Meynert in the mouse frontal cortex (2013)
  • Author(s): Harumi Hotta, Kazuto Masamoto, Sae Uchida, Yuta Sekiguchi, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita, Hiroshi Ito, Iwao Kanno, et.al
  • Journal Title: Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism Volume: 33 Pages: 1440 - 1447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measuring the vascular diameter of brain surface and parenchymal arteries in awake mouse (2013)
  • Author(s): Yuta Sekiguchi, Kazuto Masamoto, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Iwao Kanno, Hiroshi Ito, Yutaka Tomita, Yoshiaki Itoh, Norihiro Suzuki, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita
  • Journal Title: Advances in Experimental Medicine and Biology Volume: 789 Pages: 419 - 425
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypoxia-Induced Cerebral Angiogenesis in Mouse Cortex with Two-Photon Microscopy (2013)
  • Author(s): Kazuto Masamoto, Hiroyuki Takuwa, Yutaka Tomita, Haruki Toriumi, Miyuki Unekawa, Jyunko Taniguchi, Hiroshi Kawaguchi, Yoshiaki Itoh, Norihiro Suzuki, Hiroshi Ito, Iwao Kanno
  • Journal Title: Advances in Experimental Medicine and Biology Volume: 789 Pages: 15 - 20
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 覚醒マウス脳表における神経活動および脳血流変化の同時計測システムの構築
  • Author(s): 田桑 弘之, 西野 明日香, 川口 拓之, 正本 和人, 松浦 哲也, 菅野 巖, 伊藤 浩
  • Organizer: レーザー学会第４５２回研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 二光子顕微鏡てのCBV測定
  • Author(s): 川口拓之, 田桑 弘之, 谷口 順子, 正本 和人, 菅野 巖, 伊藤 浩
  • Organizer: 第3回核医学画像解析研究会
  • Place of Presentation: 秋田
• [Presentation] [11C]FLB 457によるPET測定の３機種間差
  • Author(s): 木村 泰之, 白石 貴博, 生駒 洋子, 高野 晴成, 高畑 圭輔, 小高 文聰, 藤原 広臨, 菅野 巖, 須原 哲也, 須原 哲也
  • Organizer: 第53回日本核医学会学術総会,
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] PETによるレセプター結合能測定における麻酔と拘束の影響
  • Author(s): 田桑 弘之, 前田 純, 徳永 正希, 脇坂 秀克, 生駒 洋子, 関 千江, 川口 拓之, 田島 洋佑, 谷口 順子, 菅野 巖, 伊藤 浩
  • Organizer: 第25回日本脳循環代謝学会総会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 脳賦活および脳機能抑制による細動脈、毛細血管、細静脈の血管径変化
  • Author(s): 田桑 弘之, 田島 洋佑, 川口 拓之, 谷口 順子, 正本 和人, 菅野 巖, 伊藤 浩
  • Organizer: 第25回日本脳循環代謝学会総会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 脳賦活および脳機能抑制による局所脳有効酸素拡散能変化の推定 −覚醒マウスにおける毛細血管径毎の検討−
  • Author(s): 伊藤 浩, 田桑 弘之, 川口 拓之, 田島 洋佑, 茨木 正信, 正本 和人, 菅野 巖
  • Organizer: 第25回日本脳循環代謝学会総会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Hemodynamic changes in crossed cerebellar diaschisis measured by Laser-Doppler flowmetry in awake mice
  • Author(s): Hiroyuki Takuwa, Yousuke Tajima, Hiroshi Kawaguchi, Jyunko Taniguchi, Youko Ikoma, Kazuto Masamoto, Chie Seki, Iwao Kanno, Hiroshi Ito
  • Organizer: XXIst International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism and Function & VIth International Conference on Quantification of Brain Function with PET
  • Place of Presentation: 上海
• [Presentation] Reduced Response in Cortical Penetrating Artery but Sustained Response in Cortical Surface Artery to Whisker Stimulation in Chronic Hypoxia Mice
  • Author(s): Iwao Kanno, Yuta Sekiguchi, Hiroyuki Takuwa, Kazuto Masamoto, Hiroshi Kawaguchi, Jyunko Taniguchi, Yutaka Tomita, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita, Yoshiaki Itoh, Norihiro Suzuki, Hiroshi Ito
  • Organizer: XXIst International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism and Function & VIth International Conference on Quantification of Brain Function with PET
  • Place of Presentation: 上海
• [Presentation] 脳核医学と分子イメージング − 核医学を目指す若い人たちへのメーセージ
  • Author(s): 菅野 巖
  • Organizer: 第53回日本核医学会学術総会,
  • Place of Presentation: 福岡
  • Invited