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蛍光・燐光ナノプローブとフォトニック・イメージングシステムの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16300160
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

南谷 晴之  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051779)

研究分担者 谷下 一夫  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)
末松 誠  慶應義塾大学, 医学部, 教授 (00206385)
川西 徹  国立医薬品食品衛生研究所, 生物薬品部, 部長 (40124383)
関塚 永一  国立病院機構, 埼玉病院, 副院長
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2006年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2004年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワードバイオイメージング / ナノプローブ / 蛍光 / 燐光 / 微小循環 / 血流 / 酸素分圧 / Pdポルフィリン / 螢光 / 糖尿病
研究概要

倒立型および正立型蛍光顕微鏡に組み込んだ多波長マルチカラーフォトニックイメージングシステムの開発により、異なる波長の励起蛍光・燐光を有する各種ナノプローブを用いて組織・細胞内の生理機能分子の局在性や機能性を可視化解析し、細胞機能や組織障害の評価を可能にした。主に脳、肝臓など実質臓器や腫瘍新生血管網を対象にFITC、CFSE、ローダミン6G、NADH、Calcein-AM、新規Q-dotなどの蛍光プローブと酸素プローブPd-porphyrinを用いて、各種血球細胞の挙動、内皮細胞との相互作用、血流病態と酸素代謝を蛍光可視化・燐光検出して解析した。5微小循環の酸素代謝について組織への酸素分配や血管壁のトーヌス調節、炎症反応の制御に関わるNOやCOなどガスメディエータの基質としての利用を検討し、ヘモグロビンを利用した人工酸素運搬体の虚血・ショック病態における有効性を評価、またNOで赤血球ヘモグロビン構造をT-statcで安定化させ虚血性臓器障害の改善に応用可能な機能修飾赤血球を用いてショック病態における投与の最適化条件を導出した。さらにPd-porphyrinを用いた燐光消退測定システムを完成させ、肝臓微小循環の血管内外酸素分圧測定を行い、NOやCOの生成酵素などの発現を制御する酸素濃度感知性転写因子Hypoxia-inducible factor(HIF)4の作用に関してノックアウトマウスと正常マウスの肝組織metabolomeを比較検討した。一方、他の蛍光ナノプローブを用いてCaspase及びCa^<2+>イオン動態の可視化による肝細胞、腫瘍細胞、血管内皮細胞などの分子機能解析、アポトーシス誘導過程、血管新生構築機序、動脈硬化生成過程の動的解析を行った。
併せて細胞内ミトコンドリア膜電位をTetra-methyl Rhodamine Methyl Ester、NO産生をDAR4M-AM、pH変化をSNARF-1Cを用いて可視化解析した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (43件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Up-regulation of adhesion molecule expression in glomerular endothelial cells by anti-myeloperoxidase antibody.2007

    • 著者名/発表者名
      Nagao T., Matsumura M., Suzuki K., Minamitani H., ら
    • 雑誌名

      Nephrology Dialysis Transplantation 22

      ページ: 77-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Angiotensin II type 1 receptor signaling contributes to platelet-leukocyte-endothelial cell interactions in the cerebral microvasculature.2007

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Sekizuka E, Nakadate H, Minamitani Hら
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology 292・5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Roles of hemoglobin allostery in hypoxia-induced metabolic alterations in erythrocytes : simulation and its verification by metabolome analysis.2007

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita A, Tsukada K, Soga T, Tomita M, Suematsu M, ら
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282・14

      ページ: 10731-10741

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Caspase cascade proceeds rapidly after cytochrome c release from mitochondria in tumor necrosis factor-alpha-induced cell death.2007

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Suzuki T, Kobayashi T, Momose K, Hayakawa T, Kawanishi Tら
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Science 103

      ページ: 159-167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Up-regulation of adhesion molecule expression in glomerular endothelial cells by anti-myeloperoxidase antibody.2007

    • 著者名/発表者名
      Nagao T, Matsumura M, Mabuchi A, Koshio 0, Nakayama T, Minamitani H, Suzuki K.
    • 雑誌名

      Nephrology Dialysis Transplantation 22

      ページ: 77-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Angiotensin II type 1 receptor signaling contributes to platelet-leukocyte-endothelial cell interactions in the cerebral microvasculature.2007

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Sekizuka E, Yamaguchi N, Nakadate H, Terao S, Granger DN, Minamitani H
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology 292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Roles of hemoglobin allostery in hypoxia-induced metabolic alterations in erythrocytes : simulation and its verification by metabolome analysis.2007

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita A, Tsukada K, Soga T, Hishiki T, Ueno Y, Nakayama Y, Tomita M, Suematsu M
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282(14)

      ページ: 10731-10741

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Caspase cascade proceeds rapidly after cytochrome c release from mitochondria in tumor necrosis factor-alpha-induced cell death.2007

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Suzuki T, Kobayashi T, Ishii-Watabe A, Sakurai H, Ohata H, Honda K, Momose K, Hayakawa T, Kawanishi T
    • 雑誌名

      J Pharmacol ScL. 103

      ページ: 159-67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Up-regulation of adhesion molecule expression in glomerular endothelial cells by anti-myeloperoxidase antibody2007

    • 著者名/発表者名
      Nagao T., Matsumura M., Suzuki K., Nakayama T., Minamitani H., ら
    • 雑誌名

      Nephrology Dialysis Transplantation 22

      ページ: 77-67

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Angiotensin II type 1 receptor signaling contributes to platelet-leukocyte-endothelial cell interactions in the cerebral microvasculature2007

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Sekizuka E, Nakadate H, Yamaguchi N, Minamitani H ら
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Heart and Circulatory Physiology 292(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Roles of hemoglobin allostery in hypoxia-induced metabolic alterations in erythrocytes : simulation and its verification by metabolome analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita A, Tsukada K, Soga T, Tomita M, Suematsu M, ら
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 282(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Initial bFGF distribution affects the depth of three-dimensional microvessel networks in vitro.2006

    • 著者名/発表者名
      Ueda A, Sudo R, Ikeda M, Kudo S, Tanishita K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 1・1

      ページ: 136-146

    • NAID

      130000079537

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Erythrocytes with T-state-stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for post-ischemic liver dysfunction.2006

    • 著者名/発表者名
      Suganuma K, Tsukada K, Goda N, Kitajima M, Suematsu M, ら
    • 雑誌名

      Antioxidants and Redox Signaling 8

      ページ: 1847-1855

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative fluorescence measurement of cardiac Na^+/Ca^+ exchanger inhibition by kinetic analysis in stably transfected HEK293 cells.2006

    • 著者名/発表者名
      Namekata I, Kawanishi T, Iida-Tanaka H, Tanaka H, Shigenobu K
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Science 101

      ページ: 356-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reduction by SEA0400 of myocardial ischemia-induced cytoplasmic and mitochondrial Ca^<2+> overload.2006

    • 著者名/発表者名
      Namekata I, Shimada H, Kawanishi T, Tanaka H, Shigenobu K
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology 543

      ページ: 108-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Initial bFGF distribution affects the depth of three-dimensional microvessel networks in vitro.2006

    • 著者名/発表者名
      Ueda A, Sudo R, Ikeda M, Kudo S, Tanishita K
    • 雑誌名

      J Biomechanical Science and Engineering 1(1)

      ページ: 136-146

    • NAID

      130000079537

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Erythrocytes with T-state stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for postischemic liver dysfunction.2006

    • 著者名/発表者名
      Suganuma K, Tsukada K, Tsuneshige A, Kashiba M, Yonetani T, Suematsu M
    • 雑誌名

      Antioxid. Redox Signaling 8(9)

      ページ: 1847-1855

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reduction by SEA0400 of myocardial ischemia-induced cytoplasmic and mitochondrial Ca2+ overload.2006

    • 著者名/発表者名
      Namekata I, Shimada H, Kawanishi T, Tanaka H, Shigenobu K
    • 雑誌名

      Eur J PharmacoL 543

      ページ: 108-115

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative fluorescence measurement of cardiac Na+/Ca+ exchanger inhibition by kinetic analysis in stably transfected HEK293 cells.2006

    • 著者名/発表者名
      Namekata I, Kawanishi T, Iida-Tanaka H, Tanaka H, Shigenobu K
    • 雑誌名

      J. Pharmacol. ScL. 101

      ページ: 356-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マルチカラーイメージングを用いた血液流動性測定における新しい観察法2006

    • 著者名/発表者名
      中楯浩康, 内田祥太, 石川真実, 山口則之, 大塩力, 南谷晴之, 関塚永一
    • 雑誌名

      Hemorheology and Related Research(日本ヘモレオロジー学会誌) 9・2

      ページ: 11-14

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Initial bFGF distribution affects the depth of three-dimensional microvessel networks in vitro2006

    • 著者名/発表者名
      Ueda A, Sudo R, Ikeda M, Kudo S, Tanishita K.
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 1・1

      ページ: 136-146

    • NAID

      130000079537

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Erythrocytes with T-state-stabilized hemoglobin as a therapeutic tool for post-ischemic liver dysfunction2006

    • 著者名/発表者名
      Suganuma K, Tsukada K, Goda N, Kitajima M, Suematsu M, ら
    • 雑誌名

      Antioxidants and Redox Signaling 8

      ページ: 1847-55

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Erythrocytes with T-state-stabilized Hemoglobin as a Therapeutic Tool for Post-ischemic Liver Dysfunction2006

    • 著者名/発表者名
      K.Suganuma, K.Tsukada, M.Suematsu
    • 雑誌名

      Antioxidants and Redox Signaling (In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Coordinated movement of bile canalicular networks reconstructed by rat small hepatocytes.2005

    • 著者名/発表者名
      Sudo R, Kohara H, Mitaka T, Ikeda M, Tanishita, K
    • 雑誌名

      Annals of BiomedicalEngineering 33・5

      ページ: 696-708

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Carbon monoxide from heme oxygenase-2 is a tonic regulator against nitricoxide-dependent vasodilatation in the adult rat cerebral microcirculation.2005

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Kajimura M, Adachi T, Goda N, T, Sekizuka E, Suematsu Mら
    • 雑誌名

      Circulation Research 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coordinated movement of bile canalicular networks reconstructed by rat small hepatocytes.2005

    • 著者名/発表者名
      Sudo R, Kohara H, Mitaka T, Ikeda, M Tanishita, K
    • 雑誌名

      Annals ofBiomedEng. 33(5)

      ページ: 696-708

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Carbon monoxide from heme oxygenase-2 is a tonic regulator against nitric oxide-dependent vasodilatation in the adult rat cerebral microcirculation.2005

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa M, Kajimura M, Adachi T, Maruyama K, Makino N, Goda N, Yamaguchi T, Sekizuka E, Suematsu M
    • 雑誌名

      Circulation Research 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dysfunction of Endothelial Cell under High Glucose and Static Pressure Condition2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirose, E.Sekizuka, H.Minamitani
    • 雑誌名

      Microcirculation Annual 21

      ページ: 83-84

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous Analysis of Leukocyte-Platelet Dynamics in Cerebral Ischemia and Reperfusion by Use of the Multicolor Imaging2005

    • 著者名/発表者名
      N.Suzuki, E.Sekizuka, H.Minamitani
    • 雑誌名

      Microcirculation Annual 21

      ページ: 45-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Carbon monoxide as a Guardian against Hepatobiliary Dysfunction2005

    • 著者名/発表者名
      M.Suematsu, K.Tsukada, T.Tajima
    • 雑誌名

      Alcoholism, Clinical and Experimental Research 29, 11

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation.2004

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K, Sekizuka E, Oshio C, Tsujioka K, Minamitani H
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology 96

      ページ: 1561-1568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic imaging analysis of blood flow and oxygen tension in organ microcirculation.2004

    • 著者名/発表者名
      Minamitani H, Tsukada K
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Medicine 210・3

      ページ: 200-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between microtubule network structure and intracellular transport in cultured endothelial cells affected by shear stress.2004

    • 著者名/発表者名
      Kudo S, Ikezawa K, Ikeda M, Tanishita K
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Ser.C 47・4

      ページ: 977-984

    • NAID

      110004820826

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous imaging of initiator/effector caspase activity and mitochondrial membrane potential during cell death in living HeLa cells.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Suzuki T, Kobayashi T, Mizuguchi H, Kawanishi T ら
    • 雑誌名

      Biochemistry Biophysical Acta 1693

      ページ: 101-110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation.2004

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K., Sekizuka E., Oshio C., Tsujioka K., Minamitani H.
    • 雑誌名

      J.Appl.Physiol. 96

      ページ: 1561-1568

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photonic imaging analysis of blood flow and oxygentension in organ microcirculation.2004

    • 著者名/発表者名
      Minamitani H, Tsukada K
    • 雑誌名

      Journal of Clinical and Experimental Medicine 210(3)(in Japanese)

      ページ: 200-204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between microtubule network structure and intracellular transport in cultured endothelial cells affected by shear stress.2004

    • 著者名/発表者名
      Kudo S, Ikezawa K, Ikeda M, Tanishita K
    • 雑誌名

      JSMEIntJ, Ser C 47(4)

      ページ: 977-984

    • NAID

      110004820826

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous imaging of initiator / effector caspase activity and mitochondrial membrane potential during cell death in living HeLa cells.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Suzuki T, Kobayashi T, Mizuguchi H, Hayakawa T, Kawanishi T
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta 1693

      ページ: 101-110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Red blood cell velocity and oxygen tension measurement in cerebral microvessels by double-wavelength photoexcitation2004

    • 著者名/発表者名
      Tsukada K., Minamitani H., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology 96

      ページ: 1561-1568

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 臓器血流と酸素代謝の光・イメージング解析2004

    • 著者名/発表者名
      南谷晴之, 塚田孝祐
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 210・3

      ページ: 200-204

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Blood flow dynamics and intravascular oxygen tension of tumor microvessels in photodynamic therapy2004

    • 著者名/発表者名
      Shibuya N., Minamitani H., et al.
    • 雑誌名

      Microcirculation Annual 20

      ページ: 87-88

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Color imaging of platelets and leukocytes labeled with different fruorescent material in brain pial vessels of C57BL/6 mouse2004

    • 著者名/発表者名
      Taro S., Minamitani H., et al.
    • 雑誌名

      Microcirculation Annual 20

      ページ: 99-100

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 腎臓血管傷害のイメージング2004

    • 著者名/発表者名
      Nagao T., Minamitani H., et al.
    • 雑誌名

      Pharma medica 22・5

      ページ: 185-189

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Organ Microcirculation - A Gateway to Diagnostic and Therapeutic Interventions-, Role of Oxidative Stress in Interaction between Endothelial Cells and Platelets in Diabetes2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirose, E.Sekizuka, H.Minamitanil
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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