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時空間マルチスケールイメージングによる生体理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 16H05156
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 病態医化学
研究機関自治医科大学

研究代表者

西村 智  自治医科大学, 医学部, 教授 (80456136)

研究分担者 坂田 飛鳥  自治医科大学, 医学部, 研究員 (90528457)
瀬尾 欣也  自治医科大学, 医学部, 講師 (40747698)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード生体撮影 / CMOS / スケーラブル / 生体イメージング / 二光子顕微鏡 / 光診断デバイス / 赤外線 / AI細胞診断 / 共焦点顕微鏡 / バイオイメージング / 非線型顕微鏡 / マルチスケール
研究成果の概要

本研究では、生体に特化したイメージングデバイスとはなにか、特に、新しいセンサ(CMOS、InGaAs、赤外センサ)、情報処理、光学素子(液体レンズ)を取り入れ、生体を可視化するシステムを開発した。基礎理論だけでなく、知財、プロトタイプ、実データ取得まで行った。スケーラブルな生体撮影を行うデバイスを超小型軽量で作成し、手術中でのテスト運用を行った。さらに波長域を可視化領域だけでなく、近赤外さらに中・遠赤外までひろげ、生体構成分子の分光解析を目指した。生体撮影で大きな問題となるモーションファクトを除去するため、リアルタイムでの撮像タイミングの制御を行い、ソフト・ハードの両側からアプローチを行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のバイオイメージング技術の進歩により、生体内部で時間・空間解像度が高いリアリティ性撮影が可能になっている。急速にすすむ血流、緩徐にすすむ炎症や再生、あるいは個体発生まで、ひろい時間スケールでの解析が可能になった。ただし、それぞれのアプリケーションに応じた光学システムは必須であり、ハコモノ機器はしばしば無力である。我々が開発したシステムは新しい研究ニーズを充足するだけでなく、広い場面(臨床現場をふくむ)で活用されていくだろう。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件) 産業財産権 (8件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Turbulence Activates Platelet Biogenesis to Enable Clinical Scale Ex Vivo Production.2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Y, Nakamura S, Sugimoto N, Shigemori T, Kato Y, Ohno M, Sakuma S, Ito K, Kumon H, Hirose H, Okamoto H, Nogawa M, Iwasaki M, Kihara S, Fujio K, Matsumoto T, Higashi N, Hashimoto K, Sawaguchi A, Harimoto KI, Nakagawa M, Yamamoto T, Handa M, Watanabe N, Nishi E, Arai F, Nishimura S, Eto K.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 174(3) 号: 3 ページ: 636-648

    • DOI

      10.1016/j.cell.2018.06.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Selective Inhibition of ADAM17 EfficientlyMediates Glycoprotein Ibα Retention During Ex Vivo Generation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Platelets.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirata S, Murata T, Suzuki D, Nakamura S, Jono-Ohnishi R, Hirose H, Sawaguchi A, Nishimura S, Sugimoto N, Eto K
    • 雑誌名

      Stem Cells Transl Med.

      巻: 6 号: 3 ページ: 720-730

    • DOI

      10.5966/sctm.2016-0104

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 血小板・血栓を織る2018

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第50回日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 血小板・VWF2 基礎/肝臓虚血再灌流障害にはVWFを介した白血球と血小板、血管内皮の相互作用が重要である2018

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第40回日本血栓止血学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生体二光子イメージングによる味覚・感覚解析と肥満による変容2018

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      日本糖尿病学会 第1回若手研究助成金
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超広スケールな生体・血管・細胞イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第66回日本輸血・細胞治療学会・総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子イメージングによる生活習慣病のとらえ方2017

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第65回日本心臓病学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオイメージングが明らかにする血小板誕生から死滅まで2017

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第39回日本血栓止血学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Scale Visualization of Living Large Animals by Infrared and Minimized Microscope2017

    • 著者名/発表者名
      S.nishimura
    • 学会等名
      Bordeaux, France. FoM
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bordeaux, France. FoM2017

    • 著者名/発表者名
      S.nisimura
    • 学会等名
      Broader, Longer, and Deeper in Vivo Imaging of Living Mice by 4k/8k Sensors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inflamattory and thrombotic responces after acute injuries visualized by 8K technology.2016

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第78回日本血液学会学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Multi-scale fluorescent in vivo observation of thrombus formation.2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nishimura
    • 学会等名
      第89回日本生化学大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イメージングの過去・現在・未来2016

    • 著者名/発表者名
      西村 智
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会 共催ランチョンセミナー
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 自治医科大学 分子病態治療研究センター 分子病態研究部

    • URL

      http://www.invivoimaging.net/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 分子病態研究部

    • URL

      http://www.invivoimaging.net/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 撮影装置、撮影システム及び、撮影装置の使用方法2018

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-204267
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 顕微鏡システム及び光学モジュール(全波長観察を可能にする顕微鏡装着モジュール2018

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-071587
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 顕微鏡システム(顕微鏡を用いて発光を観察する装置)2018

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-071522
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 光学装置2017

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 全波長観察を可能にする顕微鏡装着モジュール2017

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 全周観察を容易にするミラー・アダプター2017

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 顕微鏡を用いて発光を観察する装置2017

    • 発明者名
      西村 智
    • 権利者名
      西村 智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 撮影装置2017

    • 発明者名
      自治医大 西村智
    • 権利者名
      自治医大 西村智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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