小動物PETと蛍光顕微鏡の次世代同時測定システムの開発

• 研究課題/領域番号: 16K19875
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 田桑 弘之 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員(任常) (40508347)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: PET / 蛍光顕微鏡 / 生体脳イメージング / マルチモーダルイメージング / 画像補正 / マルチスケールイメージング / ＰＥＴ / 二光子顕微鏡 / 小動物PET / マルチモダルイメージング / 認知症モデル動物 / 実験装置開発 / 神経科学 / 脳神経疾患 / 放射線 / 応用光学・量子光工学

研究成果の概要

PETと蛍光顕微鏡は、生きた動物の体内の分子動態をそれぞれマクロレベルとミクロレベルで可視化できることから両者は理想的な補完関係にあるといえる。PETと蛍光顕微鏡の同時測定を実現すれば生体マルチスケールイメージングが可能となる。そこで本研究では、申請者らが開発したPETと蛍光顕微鏡と覚醒動物実験系の３つの要素技術を組み合わせることで、覚醒マウスを対象とした小動物PETと蛍光顕微鏡の同時測定装置の開発を行い成功した。次年度は、ＦＤＧ－ＰＥＴ（グルコース代謝）とフラビン蛍光イメージング（酸素代謝）との同時測定による脳活動のマルチスケールイメージングを目的とした蛍光顕微鏡の補正法を開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Imaging of Neuronal Activity in Awake Mice by Measurements of Flavoprotein Autofluorescence Corrected for Cerebral Blood Flow (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Manami、Urushihata Takuya、Takuwa Hiroyuki、Sakata Kazumi、Takado Yuhei、Shimizu Eiji、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto、Ito Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 11 ページ: 723-723
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00723
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Normative data of dopaminergic neurotransmission functions in substantia nigra measured with MRI and PET: Neuromelanin, dopamine synthesis, dopamine transporters, and dopamine D2 receptors (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Kawaguchi H, Kodaka F, Takuwa H, Ikoma Y, Shimada H, Kimura Y, Seki C, Kubo H, Ishii S, Takano H, Suhara T
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 158 ページ: 12-17
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.06.066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron emission tomography of cerebral angiogenesis and TSPO expression in a mouse model of chronic hypoxia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanno I, Seki C, Takuwa H, Jin ZH, Boturyn D, Dumy P, Furukawa T, Saga T, Ito H, Masamoto K.
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 687-696
  • DOI: 10.1177/0271678x16689800
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in effective diffusivity for oxygen during neural activation and deactivation estimated from capillary diameter measured by two-photon laser microscope. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Takuwa H, Tajima Y, Kawaguchi H, Urushihata T, Taniguchi J, Ikoma Y, Seki C, Ibaraki M, Masamoto K, Kanno I.
  • 雑誌名: J Physiol Sci. 巻: 67 号: 2 ページ: 325-330
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0466-z
  • NAID: 40021113958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a simultaneous optical/PET imaging system for awake mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuwa H, Ikoma Y, Yoshida E, Tashima H, Wakizaka H, Shinaji T, Yamaya T.
  • 雑誌名: Phys Med Biol. 巻: 61 号: 17 ページ: 6430-40
  • DOI: 10.1088/0031-9155/61/17/6430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] In vivo brain imaging for studying possible linkage between pathological hallmark of tauopathy and neuronal loss (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Takuwa, Ai Ishikawa, Takuya Urushihata, Takeharu Minamihisamatsu, Masaki Tokunaga, Masafumi Shimojo, Shouko Uchida, Izumi Matsumoto, Ming-Rong Zhang, Tetsuya Suhara, and Makoto Higuchi, Naruhiko Sahara
  • 学会等名: Brain & Brain PET 2017
  • 発表場所: ドイツ ベルリン
  • 年月日: 2017-04-01
  • 国際学会
• [学会発表] 同一のトレーサーによるタウ病変モデルのマルチスケールイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之
  • 学会等名: 第６０回日本循環器学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo brain imaging for studying possible linkage between pathological hallmark of tauopathy and neuronal loss (2017)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之
  • 学会等名: BRAIN & BRAIN PET 2017
  • 国際学会
• [学会発表] PETと生体光イメージングの融合研究 ～覚醒マウスの脳機能測定～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之
  • 学会等名: 小動物インビボイメージング研究会
  • 発表場所: 福島県立医大 福島市 福島県
  • 年月日: 2016-07-30
  • 招待講演
• [産業財産権] 四足動物保定装置 (2017)
  • 発明者名: 樋口 真人, 田桑 弘之, 高堂 裕平, 漆畑 拓弥
  • 権利者名: 量研機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017