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慢性低灌流モデルを用いた光イメージング法による神経活動及び酸素代謝測定

研究課題

研究課題/領域番号 16K19002
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生理学一般
研究機関筑波大学

研究代表者

西野 明日香  筑波大学, 人間系, 研究員 (70761881)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2016年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードイメージング / 脳循環代謝 / 慢性低灌流モデル
研究実績の概要

本研究課題では、片側総頚動脈を結紮した慢性低灌流モデル動物を用いており、脳梗塞及び大規模な神経細胞脱落が生じない一方、脳血管機能障害が生じている事が明らかとなっている。本研究では、神経機能及び神経線維構造への影響を調査した。申請者らが独自に開発したCCDカメラシステムによる光イメージング技術はミクロレベルでの脳血管機能を評価することが可能であり、これを利用することで覚醒状態のげっ歯類の慢性低灌流状態による神経機能障害の評価を可能とした。同時に、血管機能障害による神経機能評価には血流依存的な変動の補正が必要となるため、核磁気共鳴画像法(MRI)による拡散テンソル画像(DTI)の神経線維構造の画像補正を行った。
神経機能障害の評価にはフラビン蛋白蛍光イメージング(FAI)を用いた。脳の神経活動時には酸素が消費され、酸素代謝が亢進するとミトコンドリア電子伝達系内のフラビン蛋白は酸化型となる。酸化型フラビン蛋白が発する自家蛍光の波長域は脳血流の主にヘモグロビンの吸光と散乱の影響を強く受ける為、2つのCCDカメラを用いてFAIと同時に脳血流による吸光・散乱による光の減衰率を示す内因性信号イメージングを測定し、その信号を元にFAIの脳血流による影響を補正した。いくつかの検証実験から、脳血流の影響を除いた純粋なフラビン蛍光が得られることを確認した。
神経線維構造の評価を行うDTIは水分子の速度情報から得られる異方性を利用することで神経線維の走行状態を可視化する。血流依存的な神経構造画像の変動を補正するため、MRIによる脳血流動態を評価するArterial Spin LabelingをDTIと比較し、神経線維構造画像の補正法を確立した。
上記の2つの補正法を利用したFAIとDTIによる慢性低灌流モデルの評価を行ったところ、低灌流1ヶ月後に神経機能障害と灰白質における神経線維構造の劣化を確認した。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Long-term effects of cerebral hypoperfusion on neural density and function using misery perfusion animal model.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishino A, Tajima Y, Takuwa H, Masamoto K, Taniguchi J, Wakizaka H, Kokuryo D, Urushihata T, Aoki I, Kanno I, Tomita Y, Suzuki N, Ikoma Y, Ito H.
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 27 号: 1 ページ: 25072-25072

    • DOI

      10.1038/srep25072

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 慢性低灌流モデルマウスにおける安静時及び賦活時の脳神経機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      漆畑拓弥
    • 学会等名
      日本脳卒中学会学術集会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪市北区)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 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: 2018-01-16  

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