2012 Fiscal Year Annual Research Report
光干渉断層画像化法を応用した肺組織構築イメージングシステムの開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Regulation of polarity signaling during morphogenesis, remodeling, and breakdown of epithelial tubular structure |
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| Project/Area Number |
24112504
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
阿部 宏之 山形大学, 理工学研究科, 教授 (10375199)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 組織構築 / 応用光学 / 組織診断 |
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| Research Abstract |
本研究では、光干渉断層画像化法（オプティカル・コヒーレント・トモグラフィ：OCT）技術を応用し、無侵襲的に管腔組織構造と上皮細胞を画像解析できるイメージングシステムの開発を目的としている。平成24年度は、（1）肺組織構造を画像化するためのOCTシステムの確立と、（2）3次元組織構築を目的としたマウス胎仔肺の器官培養システムの開発を行った。（1）では、OCTシステムにおいてSLD光源（中心波長λ0=841.1 nm、半値全幅Δλ=40.2 nm）から出射した光を水平ビニングにより1024画素でスペクトルを検出した結果、深さ方向7.8 μm、横方向21.4 μmの分解能を得ることができた。さらに、このOCTシステムに高速演算可能なGPU（Graphics Processing Unit）を導入しマウス肺組織のイメージングを試みた｡その結果、肺組織内の管腔構造のイメージングが可能であることを明らかにするとともに、上皮細胞の繊毛運動のリアルタイムイメージングにも成功した。（2）では、肺の培養に特化した専用培養皿と独自に作成したステンレスメッシュ製ウェルを用い、マウス胎仔（胎生11.5日）胚の培養を試みた。その結果、気管支の分岐や上皮細胞の分化が正常に起こる3次元培養システムを確立することができた。
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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
本研究の第一年目では、肺の気管支の分岐状態や繊毛運動をリアルタイムでイメージングできるOCTシステムを確立することができた。また、マウス肺の成長をコントロールできる器官培養系を構築することに成功した。このように、本研究の2本柱である計測と培養系の基盤を確立することができたことから、本研究は順調に進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は、肺気管支の分岐と上皮細胞の分化を指標に、「正常」と「異常」の状態をリルタイムでイメージングできるOCTシステムを確立する。具体的に、以下の研究を重点的に行う。（1）高分解能OCTプローブと超高速画像処理技術の開発：肺管腔構造の高分解能イメージングのためGPUを応用した超高速画像処理技術を開発し、OCTのイメージング精度の向上を図る。（2）肺上皮細胞のイメージング解析：器官培養したマウス肺と生体内の肺における管腔組織構造と上皮細胞の分化を組織学的に解析し、OCT画像データの信頼性を生物学的に評価する。最終的には、これまで不可能であった上皮管腔組織の構築過程と病態変化を「生きたままで」可視化できる新しい解析システムの確立を目的とする。
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