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2014 Fiscal Year Annual Research Report

生体の非線形光学効果を利用した無染色イメージングの医療応用のための基礎基盤研究

Research Project

Project/Area Number 24680060
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

大嶋 佑介  愛媛大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10586639)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords無染色イメージング / ラマン分光 / ラマンイメージング / 非線形光学イメージング / SHGイメージング / 顕微ラマン分光 / 診断
Outline of Annual Research Achievements

光イメージング技術や分光計測技術は、光と分子の相互作用を利用して組織や細胞など生体内における分子の局在、動態および機能を非侵襲的もしくは非破壊的に計測できるため、近年では医学・生物学分野への応用に期待が高まっている。特に、振動分光法のひとつであるラマン分光法を利用することで、線形過程・非線形過程ともに、無染色で分子の構造や組成を「可視化」することが可能である。また、レーザーの波長変換技術として知られている、第二次高調波発生(Second Harmonic Generation: SHG)は、コラーゲンなど非中心対称性の向配分子のシグナルを利用した生体組織の無染色イメージングの強力なツールである。本研究では、これらの技術を医療分野へと応用し、顕微鏡技術を基盤とした診断システムとしての実用化を目指すことを目的として、超高感度EM-CCD検出器と透過型VPHグレーティングを組み合わせたハイスループットラマン分光イメージングシステムを構築した。さらに、医療現場での実用化を見据えた疾患モデル動物のラマン分光計測および非線形光学技術を基盤とした生体イメージング計測を行った。得られたラマンスペクトルデータやSHGイメージに対して、統計学的解析と画像解析を相乗的に組み合わせて適用することで、疾患の診断指標となりうる有用な情報として、疾患に伴う分子組成の変化を捕らえることに成功した。既存の解析法では、客観的な評価が困難であったラマンスペクトルデータやSHGイメージの変化を定量的かつ客観的な指標で評価するための新しい方法論を提案するに至った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 4 results) Book (5 results)

  • [Journal Article] Quantitative SHG imaging in osteoarthritis model mice, implying a diagnostic application2015

    • Author(s)
      Hiroshi Kiyomatsu, Yusuke Oshima, Takashi Saitou, Tsuyoshi Miyazaki, Atsuhiko Hikita, Hiromasa Miura, Tadahiro Iimura, Takeshi Imamura
    • Journal Title

      Biomedical Optics Express

      Volume: 6 Pages: 405-420

    • DOI

      10.1364/BOE.6.000405

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Changes in chemical composition of bone matrix in ovariectomized (OVX) rats detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis2015

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Takashi Saitou, Takeshi Imamura
    • Journal Title

      SPIE Proceedings

      Volume: 9303 Pages: 9303

    • DOI

      10.1117/12.2078787

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ultrasensitive imaging of Ca2+ dynamics in pancreatic acinar cells of yellow cameleon-nano taransgenic mice2014

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Takeshi Imamura, Atsuko Shintani, Kajiura-Kobayashi Hiroko, Terumasa Hibi, Takeharu Nagai, Shigenori Nonaka, Tomomi Nemoto
    • Journal Title

      Internatinal Journal of Molecular Sciences

      Volume: 15 Pages: 19971-19986

    • DOI

      10.3390/ijms151119971

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Wide field intravital imaging by two-photonexcitation digital-scanned light-sheet microscopy (2p-DSLM) with a high-pulse energy laser2014

    • Author(s)
      Atsushi Maruyama, Yusuke Oshima*, Hiroko Kajiura-Kobayashi, Shigenori Nonaka, Takeshi Imamura, Kiyoshi Naruse
    • Journal Title

      Biomedical Optics Express

      Volume: 5 Pages: 3311-3325

    • DOI

      10.1364/BOE.5.003311

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In vivo subcellular imaging of tumors in mouse models using a fluorophore-conjugated anti-CEA antibody in TPEM2014

    • Author(s)
      Shigehiro Koga, Yusuke Oshima, Naoki Honkura, Tadahiro Iimura, Kenji Kameda, Koichi Sato, Motohira Yoshida, Yuji Yamamoto, Yuji Watanabe, Atsuhiko Hikita, Takeshi Imamura
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 105 Pages: 1299-1306

    • DOI

      10.1111/cas.12500

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Intravital multiphoton fluorescence imaging and optical manipulation of spinal cord in mice, using a compact fiber laser system2014

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Hideki Horiuch, Naoki Honkura, Atsuhiko Hikita, Tadanori Ogata, Hiromasa Miura, Takeshi Imamura
    • Journal Title

      Lasers in Surgery and Medicine

      Volume: 46 Pages: 563-572

    • DOI

      10.1002/lsm.22266

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Development of wide-field of view 2p-excited light-sheet microscopy2015

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Atsushi Maruyama, Shigenori Nonaka, Takeshi Imamura, Kiyoshi Naruse
    • Organizer
      International Symposium on Multi-dimensional Fluorescence Live Imaging of Cellular Functions and Molecular Activities
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2015-02-26 – 2015-02-28
  • [Presentation] Changes in chemical composition of bone matrix in ovariectomized (OVX) rats detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis2015

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Takashi Saitou, Takeshi Imamura
    • Organizer
      Photonics West 2015 (BiOS2015)
    • Place of Presentation
      San Francisco USA
    • Year and Date
      2015-02-07 – 2015-02-12
  • [Presentation] , “Changes in chemical composition of bone matrix in osteoporosis detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis2015

    • Author(s)
      Yusuke Oshima
    • Organizer
      1st Raman Bio-sensing Seminar
    • Place of Presentation
      Kwansei Gakuin University
    • Year and Date
      2015-01-19 – 2015-01-20
    • Invited
  • [Presentation] ラマン分光法による骨粗鬆症ラット骨基質の分子計測2015

    • Author(s)
      大嶋佑介、飯村忠浩、齋藤卓、今村健志
    • Organizer
      第35回レーザー学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学高輪校舎
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-12
  • [Presentation] ラマン分光法および多変量解析による骨粗鬆症ラットの骨基質の解析2014

    • Author(s)
      大嶋佑介、飯村忠浩、齋藤卓、今村健志
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] ラマン分光・イメージング技術の開発と骨代謝研究への応用2014

    • Author(s)
      大嶋佑介, 飯村忠浩, 疋田温彦, 今村健志
    • Organizer
      第32回日本骨代謝学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-26
    • Invited
  • [Presentation] ラマン分光分析を基盤とした骨質計測技術の開発2014

    • Author(s)
      大嶋佑介, 飯村忠浩, 疋田温彦, 今村健志
    • Organizer
      第34回日本骨形態計測学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      さっぽろ芸文館
    • Year and Date
      2014-06-12 – 2014-06-14
    • Invited
  • [Presentation] ラマン分光法を用いた骨代謝・骨形態計測2014

    • Author(s)
      大嶋佑介
    • Organizer
      第4回バイオラマン研究会,最先端光計測とライフサイエンスの近未来 -バイオ・ラマン2017-
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス片平さくらホール
    • Year and Date
      2014-05-02
    • Invited
  • [Presentation] Raman spectroscopic study for osteoporosis in ovariectomized (OVX) rats2014

    • Author(s)
      Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Atsuhiko Hikita, Takeshi Imamura
    • Organizer
      Biomedical Imaging and Sensing Conference ’14 (BISC’14)
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-24
  • [Book] The Bone小誌第125号 (2014年4月号)「骨バイオイメージング」ラマン分光法による骨組織の分子計測と骨質評価への応用2014

    • Author(s)
      大嶋佑介,飯村忠浩,疋田温彦,今村健志
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      メディカルレビュー社
  • [Book] バイオイメージングの現状と展望2014

    • Author(s)
      今村健志,疋田温彦,大嶋佑介,飯村忠浩
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      インナービジョン
  • [Book] 「細胞イメージング技術と呼吸器」The Lung perspectives Vol. 22, No. 4 (2014年11月14日発行)「新技術の呼吸器への応用を考える」2014

    • Author(s)
      今村健志、大嶋佑介、岡崎幹生、佐野由文
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      メディカルレビュー社
  • [Book] 「一枚の写真 生体深部を高速かつ広い視野で観察できる光シート顕微鏡」OplusE2014

    • Author(s)
      大嶋佑介
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      アドコムメディア株式会社
  • [Book] 「非線形光学を駆使した生体蛍光癌イメージング」医学のあゆみ2014

    • Author(s)
      今村健志、大嶋佑介、疋田温彦、古賀繁宏
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      医歯薬出版

URL: 

Published: 2016-06-01  

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