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リアルタイム生体イメージングによる網羅的な細胞動態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K12525
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関大阪大学

研究代表者

松田 秀雄  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50183950)

研究分担者 瀬尾 茂人  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (30432462)
連携研究者 石井 優  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (10324758)
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
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード細胞イメージング / イメージング解析 / セグメンテーション / 細胞追跡 / 細胞イメージング解析 / 脂肪細胞 / 細胞動態 / 免疫細胞 / 生体イメージング / 細胞遊走 / 炎症反応 / バイオインフォマティクス
研究成果の概要

複雑で計測が困難な生体組織内の環境を、遊走細胞を一種のプローブとして導入し、その細胞の動態を顕微鏡で観察することで、細胞を取り巻く生体組織内の環境についての知見を得ることを目的とした。その結果、炎症状態での細胞の動態が炎症の種類(アレルギー性炎症と感染性炎症など)によって大きく異なることを見出した。また、生体組織中で複数の種類からなる細胞集団同士の混雑度を測る指標を考案し、骨組織中の骨芽細胞と破骨細胞の混合度を解析した結果、骨芽細胞と破骨細胞の集団が相互に接触している領域と、そうでない領域をイメージング解析で定量的に判別できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生きた動物の体内には、多様な種類の細胞が存在し、互いに相互作用しており、そこに異常が生じると疾患となると考えられている。それらの細胞間相互作用を生体内で直接観察することは困難であるため、本研究では生理活性物質の濃度により遊走が変化する免疫細胞を一種の生体プローブと考え、生体内での免疫細胞の動態を観察することで、生体内の環境状態を間接的に判別することを考えた。その結果、同じような種類の炎症であっても免疫細胞の遊走パターンが全く異なるものがあることを明らかにした。また、異なる種類の細胞どうしの混ざり具合を定量的に表す指標を考案し、細胞間相互作用との関連性を示した。

報告書

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

    (13件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inhibitor teneligliptin enhances brown adipose tissue function, thereby preventing obesity in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda Kenichiro、Sawazaki Honami、Takahashi Haruya、Yeh Yu-Sheng、Jheng Huei-Fen、Nomura Wataru、Ara Takeshi、Takahashi Nobuyuki、Seno Shigeto、Osato Naoki、Matsuda Hideo、Kawada Teruo、Goto Tsuyoshi
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 8 号: 11 ページ: 1782-1793

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12498

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct cell-cell contact between mature osteoblasts and osteoclasts dynamically controls their functions in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Furuya、Junichi Kikuta、Sayumi Fujimori、Shigeto Seno、et.al
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 300-300

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02541-w

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bone marrow cavity segmentation using graph-cuts with wavelet-based texture feature2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeta Hironori、Mashita Tomohiro、Junichi Kikuta、Shigeto Seno、et.al
    • 雑誌名

      Journal of Bioinformatics and Computational Biology

      巻: 15 号: 05 ページ: 1740004-1740004

    • DOI

      10.1142/s0219720017400042

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞画像のセグメンテーション精度向上のための画像類推を用いた学習データ拡張2018

    • 著者名/発表者名
      赤沢秀樹, 渡邊誓旅, 繁田浩功, 間下以大, 瀬尾茂人, 松田秀雄
    • 学会等名
      第21回画像の認識・理解シンポジウム MIRU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞個体の移動傾向の違いを考慮したグローバルデータアソシエーションを用いた細胞追跡手法2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤澄美, 瀬尾茂人, 繁田浩功, 菊田順一, 竹中要一, 石井優, 松田秀雄
    • 学会等名
      情報処理学会 第112回数理モデル化と問題解決研究発表会
    • 発表場所
      清温荘 (岩手県)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Analyzing cell migration dynamics from intravital imaging by deformable image matching2017

    • 著者名/発表者名
      Hideo Matsuda, Hironori Shigeta, Shigeto Seno, Junichi Kikuta, Masaru Ishii
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and European Conference on Computational Biology (ISMB/ECCB 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A method of bioimage analysis for spatial pattern of cellular interaction and intercalation2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeto Seno, Masayuki Furuya, Junichi Kikuta, Masaru Ishii, Hideo Matsuda
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and European Conference on Computational Biology (ISMB/ECCB 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡画像のためのグラフカットによる毛細血管の抽出手法2017

    • 著者名/発表者名
      嶋田彩人, 繁田浩功, 瀬尾茂人, 池田わたる, 竹中要一, 松田秀雄
    • 学会等名
      第16回画像の認識・理解シンポジウム MIRU2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A bone marrow cavity segmentation method using wavelet-based texture feature2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Shigeta, Tomohiro Mashita, Junichi Kikuta, Shigeto Seno, Haruo Takemura, Hideo Matsuda, Masaru Ishii
    • 学会等名
      International Conference on Pattern Recognition (ICPR2016)
    • 発表場所
      Cancun Center, Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 模様特徴量とグラフカットを利用した生体骨組織の骨髄腔の領域分割2016

    • 著者名/発表者名
      繁田浩功,間下以大,菊田順一,瀬尾茂人,石井優,松田秀雄
    • 学会等名
      第5回生命医薬情報学連合大会
    • 発表場所
      東京国際交流館プラザ平成(東京都)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] オプティカルフローとウェーブレット解析を用いた白血球の動態の解析手法2016

    • 著者名/発表者名
      松原周平, 瀬尾茂人, 西澤志乃, 菊田順一, 竹中要一, 石井優, 松田秀雄
    • 学会等名
      バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ 2016
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府)
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェーブレット特徴量を用いた生体骨組織の骨髄腔の領域分割手法2016

    • 著者名/発表者名
      繁田浩功, 間下以大, 菊田順一, 瀬尾茂人, 竹村治雄, 松田秀雄, 石井優
    • 学会等名
      バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ 2016
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府)
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 評価方法、評価装置およびプログラム2018

    • 発明者名
      石井優、菊田順一、松田秀雄、瀬尾茂人
    • 権利者名
      石井優、菊田順一、松田秀雄、瀬尾茂人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-007571
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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