2016 Fiscal Year Research-status Report
生命金属元素分析と分子イメージング技術の融合による生体メタロミクス計測技術の開発
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26505014
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
本村 信治 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 副チームリーダー (20360654)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | コンプトンカメラ / 3次元断層画像 / ガンマ線イメージング / 3次元定量撮像法 / 生体メタロミクス計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内における種々の金属元素の挙動と、金属が関与する生体分子の状態を同時に体外から可視化分析する新規生体メタロミクス計測技術の確立を目指し、平成２８年度は、まず、半導体コンプトンカメラGREI用の新規3次元画像再構成法を実装した、GPGPUを組み込んだ画像再構成システムを新たに構築した。これにより、GREIの撮像データを用いた3次元断層画像の取得が効率的に行えるようになった。そこで、本研究課題の予備実験で得られていた撮像データにこの画像再構成法を適用し、種々の放射性核種の撮像データから3次元の断層画像を作成した。その結果、予備実験ではかろうじて画像化されていた、ある病態モデル動物の特定の組織におけるSr-85の特徴的な挙動が、同じデータを用いて3次元的に明瞭に観察することができた。また、同実験で同モデル動物に同時に投与されていたMn-54についても3次元断層画像を作成して挙動を調べたところ、同組織でSr-85と類似した挙動を示す様子が観察された。このように、GREIは同一の個体における複数の事象を同時に捉えることが可能であり、本研究でもその利点を示す結果が得られた。また、初期に比べて撮像性能が向上したGREIを用いて行った再現実験のデータにもこの3次元画像再構成法を適用した結果、従来の画像では識別が難しかった組織でのSr-85の特徴的な挙動が3次元で明瞭に確認され、同病態との相関を示唆する有望な画像データが得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規の病態モデル動物を用いた実験を考慮していたが、新規の画像再構成法を開発したことにより、予備実験のデータから有用な情報を取得することに成功し、本研究の方向性で継続することで当初計画以上の成果が得られることを示唆する結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
共同研究者等と議論しながら再現実験のデータ解析を進め、本研究課題で提案する手法の有用性を示す。特に、GREIは様々な放射性核種を同時に撮像可能であるが、ガンマ線のエネルギーによってセンサーの応答が変化するため、放射性核種毎の定量性を確立する。
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| Causes of Carryover |
新規に開発した画像再構成法を予備実験データに適用したところ、糖尿病モデルマウス体内におけるSr-85の特徴的な挙動が3次元的に明確に観察され、また、別の撮像データで再現性を示唆する画像も得られ、さらに、他の金属元素にも同様の挙動を示すものがある事が判明したため、当初計画から変更し、期間を延長して研究を継続することとしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
得られた結果を研究協力者等と詳細に議論し、実験・学会発表・論文作成等に使用する。
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