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共焦点りん光寿命顕微鏡を用いた生体組織の酸素化状態のライブイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 18H03509
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

飛田 成史  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30164007)

研究分担者 平川 陽亮  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (10780736)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード酸素プローブ / 低酸素 / イリジウム錯体 / りん光 / 光イメージング / イメージング
研究成果の概要

イリジウム(III)錯体は、溶液中において酸素によって顕著に消光されるりん光を示す。本研究では、この酸素によるりん光消光現象を利用して、イリジウム(III)錯体に基づく新しい生体内酸素プローブを設計・合成した。このプローブと共焦点顕微りん光寿命イメージング(PLIM)装置を用いることにより、マウスなどの小動物の臓器や腫瘍の組織内の酸素濃度分布を小動物が生きた状態で高分解能イメージングできる技術を開発することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内において酸素は、細胞の分化や増殖、代謝さらに細胞間情報伝達など様々な生命活動に関与している。組織中の酸素濃度は、血流の安定や恒常性の機序によって維持されているが、組織内の酸素濃度の変化は、様々な病気の発症や増悪・進行に関わっていると考えられ、組織中の酸素濃度を高分解能でライブイメージングする技術の確立は、医学の進展特に生理学や病理学あるいは病気の発症機序の解明、新しい治療法の確立などに大きく貢献すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] A distinctive distribution of hypoxia-inducible factor-1α in cultured renal tubular cells with hypoperfusion simulated by coverslip placement2021

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Hirakawa Y, Mizukami K, Yoshihara T, Tanaka T, Tobita S, Nangaku M
    • 雑誌名

      Physiol Rep

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.14814/phy2.14689

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phosphorescent Ir(III) complexes conjugated with oligoarginine peptides serve as optical probes for in vivo microvascular imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Yasukagawa Mami、Shimada Aya、Shiozaki Shuichi、Tobita Seiji、Yoshihara Toshitada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 4733-4733

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84115-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of the triplet-state kinetics of a photosensitizer for photoimmunotherapy by fluorescence correlation spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Takakura Hideo、Goto Yuto、Kitamura Akira、Yoshihara Toshitada、Tobita Seiji、Kinjo Masataka、Ogawa Mikako
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 408 ページ: 113094-113094

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2020.113094

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Lipid Droplets in Living Cells and Fatty Livers of Mice Based on the Fluorescence of π-Extended Coumarin Using Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara Toshitada、Maruyama Ryo、Shiozaki Shuichi、Yamamoto Koji、Kato Shin-ichiro、Nakamura Yosuke、Tobita Seiji
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 7 ページ: 4996-5003

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b05184

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneously Blinking Fluorophores Based on Nucleophilic Addition/Dissociation of Intracellular Glutathione for Live-Cell Super-resolution Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Morozumi Akihiko、Kamiya Mako、Uno Shin-nosuke、Umezawa Keitaro、Kojima Ryosuke、Yoshihara Toshitada、Tobita Seiji、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: - ページ: 9625-9633

    • DOI

      10.1021/jacs.0c00451

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of spontaneously blinking fluorophores for live-cell super-resolution imaging based on quantum-chemical calculations2020

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Ryo、Kamiya Mako、Morozumi Akihiko、Miyazaki Yoshiyuki、Fujioka Hiroyoshi、Nanjo Aika、Kojima Ryosuke、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Yoshihara Toshitada、Tobita Seiji、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 86 ページ: 13173-13176

    • DOI

      10.1039/d0cc05126h

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo O2 imaging in hepatic tissues by phosphorescence lifetime imaging microscopy using Ir(III) complexes as intracellular probes2020

    • 著者名/発表者名
      Mizukami Kiichi、Katano Ayaka、Shiozaki Shuichi、Yoshihara Toshitada、Goda Nobuhito、Tobita Seiji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 21053-21053

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76878-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Absolute Quantum Yield Measurements of Near-Infrared Emission with Correction for Solvent Absorption2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Ryosuke、Suzuki Kengo、Hasebe Naoya、Yoshihara Toshitada、Tobita Seiji
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 1 ページ: 607-611

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03297

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ratiometric oxygen probes with a cell-penetrating peptide for imaging oxygen levels in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      Yasukagawa Mami、Yamada Keiich、Tobita Seiji、Yoshihara Toshitada
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 383 ページ: 111983-111983

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2019.111983

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-efficiency relationship of photoinduced electron transfer-triggered nitric oxide releasers.2019

    • 著者名/発表者名
      Ieda N, Oka Y, Yoshihara T, Tobita S, Sasamori T, Kawaguchi M, Nakagawa H
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9 号: 1 ページ: 1430-1430

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38252-5

    • 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
  • [雑誌論文] Intravital phosphorescence lifetime imaging of the renal cortex accurately measures renal hypoxia.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Y, Mizukami K, Yoshihara T, Takahashi I, Khulan P, Honda T, Mimura I, Tanaka T, Tobita S, Nangaku M.
    • 雑誌名

      Kidney Int.

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1483-1489

    • DOI

      10.1016/j.kint.2018.01.015

    • 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] Ir(iii) complex-based oxygen imaging of living cells and ocular fundus with a gated ICCD camera2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyama H, Takahashi I, Shimoda Y, Mukai R, Yoshihara T, Tobita S.
    • 雑誌名

      Photochem Photobiol Sci

      巻: 17(6) 号: 6 ページ: 846-853

    • DOI

      10.1039/c8pp00122g

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quenched-phosphorescence Detection of Molecular Oxygen2018

    • 著者名/発表者名
      Toshitada Yoshihara, Yosuke Hirakawa, Masaomi Nangaku, Seiji Tobita
    • 雑誌名

      Detection Science

      巻: 11 ページ: 71-90

    • DOI

      10.1039/9781788013451-00001

    • ISBN
      9781788011754
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クマリン類を配位子に有するイリジウム錯体を用いた生体内酸素レベル計測2021

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,広瀬達也,塩崎秀一,飛田成史
    • 学会等名
      第42回日本光医学・光生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性緑色イリジウム錯体の生体内酸素プローブへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      外所由衣,田村拓人,塩崎秀一,飛田成史,吉原利忠
    • 学会等名
      令和2年度日本化学会関東支部群馬地区研究交流発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光寿命イメージング顕微分光法を用いた細胞および組織内脂質滴のライブイメージング2020

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,丸山凌,塩崎秀一,飛田成史
    • 学会等名
      2020光化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ratiometric Oxygen Probes Based on Green Fluorophore and Red Phosphor for Visualization of Intracellular Oxygen Level2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yasukagawa, S. Tobita and T. Yoshihara
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Bioimaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水溶性イリジウム錯体とりん光寿命イメージング顕微鏡を用いた眼底血管の酸素濃度計測2019

    • 著者名/発表者名
      藤井芳樹,塩崎秀一,田村拓人,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      令和元年度日本化学会関東支部群馬地区研究交流発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イリジウム錯体を用いた生体組織 内微小環境の酸素イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      水上輝市,片野彩花,塩崎秀一,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第17回がんとハイポキシア研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ir(III)錯体および共焦点りん光寿命イメージング法を用いた脂肪肝の酸素イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      Purevsuren Khulan,塩崎秀一,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第17回がんとハイポキシア研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマリン誘導体を配位子に有するIr(Ⅲ)錯体の開発と生体内酸素プローブへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      広瀬達也,吉原利忠,水上輝市,片野彩花,塩崎秀一,飛田成史
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 白金錯体の光物理特性および生体内酸素プローブへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      吉川卓視,斎藤正貴,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマリン類を配位子に有するイリジウム錯体を用いた高輝度水溶性酸素プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高橋祐紀,吉原利忠,塩崎秀一,松村菜生,飛田成史
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性分子ローターおよび蛍光寿命イメージング顕微鏡を用いた細胞・組織内のミクロ粘度測定2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木唯花,丸山凌,片野彩花,飛田成史,吉原利忠
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] りん光寿命計測に基づく生体組織の高分解能酸素イメー ジング2019

    • 著者名/発表者名
      水上輝市,片野彩花,塩崎秀一,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第7回低酸素研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 共焦点りん光イメージング顕微鏡を用いた肝臓組織の高 分解能酸素イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      片野彩花,水上輝市,塩崎秀一,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第7回低酸素研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性イリジウム錯体の開発および血中酸素イメージング,第41回日本光医学・光生物学会2019

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,綿貫千優,水上輝市,飛田成史
    • 学会等名
      第41回日本光医学・光生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性イリジウム錯体(III)を用いた腎臓の血中酸素イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      吉原利忠,水上輝市,平川陽亮,南学正臣,飛田成史
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内酸素レベル計測を目指した緑色蛍光・赤色りん光レシオ酸素プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      安ヵ川真美,吉原利忠,山田圭一,飛田成史
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High-Resolution Oxygen Imaging of Cell Spheroid and Living Tissues Using Phosphorescence Lifetime Imaging Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      K. Mizukami, T. Yoshihara and S. Tobita
    • 学会等名
      The 27th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Ratiometric Oxygen Probes with Cell-Penetrating Peptide for Intracellular Oxygen Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yasukagawa, T. Yoshihara and S. Tobita
    • 学会等名
      The 27th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Resolution imaging of Oxygen Status of Mouse Kidney by Phosphorescence Lifetime Imaging Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      K. Muzukami, N. Matsumura, S. Yuasa, T. Yoshihara and S. Tobita
    • 学会等名
      The 27th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Green-Emitting Iridium(III) Complexes with Phenylpyridine Ligands for Oxygen Sensing in Living Cells2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshihara, S. Sato, N. Matsumura, S. Shiozaki and S. Tobita
    • 学会等名
      The 27th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] りん光寿命計測に基づく細胞スフェロイドと肝臓の高分解能酸素イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      水上輝市,片野彩花,塩崎秀一,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第16回がんとハイポキシア研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 5.共焦点りん光寿命イメージング顕微鏡(PLIM)を用いた腫瘍組織のin vivo酸素イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      田村拓人,吉原利忠,水上輝市,塩崎秀一,六代範,西山正彦,飛田成史
    • 学会等名
      第16回がんとハイポキシア研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ratiometric Oxygen Probes with Cell Penetrating Peptide and Measurement of Intracellular Oxygen Levels2018

    • 著者名/発表者名
      Mami Yasukagawa, Toshitada Yoshihara and Seiji Tobita
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 積分球を用いた近赤外絶対発光量子収率測定2018

    • 著者名/発表者名
      星亮輔,鈴木健吾,吉原利忠,水上輝市,飛田成史
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マルチカラー酸素イメージングを目指したカチオン性イリジウム錯体の開発2018

    • 著者名/発表者名
      中野晃貴,吉原利忠,水上輝市,飛田成史
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共焦点りん光寿命イメージング顕微鏡を用いた組織内酸素分圧計測,吉原利忠,塩崎秀一2018

    • 著者名/発表者名
      平川陽亮,南学正臣,飛田成史
    • 学会等名
      第13回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PLIM法による細胞スフェロイドの酸素化状態のリアルタイムイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      水上輝市,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第13回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共焦点りん光寿命イメージング顕微鏡を用いた肝臓内酸素化状態の高分解能イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      片野彩花,水上輝市,塩崎秀一,松村菜生,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第13回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポリエチレングリコールを配位子に有する水溶性Ir錯体を用いた膵臓の血中酸素濃度測定2018

    • 著者名/発表者名
      松村菜生,塩崎秀一,水上輝市,齋藤正貴,片野彩花,吉原利忠,飛田成史
    • 学会等名
      第13回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 共焦点りん光寿命イメージング顕微鏡を用いた腫瘍の酸素化状態の高分解能イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      田村拓人,吉原利忠,水上輝市,塩崎秀一,片野彩花,松村菜生,六代 範,西山正彦,飛田成史
    • 学会等名
      第13回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 血管のイメージング試薬2020

    • 発明者名
      吉原利忠,安カ川真美,鷲見さくら,飛田成史
    • 権利者名
      吉原利忠,安カ川真美,鷲見さくら,飛田成史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-211560
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞および組織内脂質滴の蛍光イメージング試薬2020

    • 発明者名
      吉原利忠、丸山凌、飛田成史
    • 権利者名
      吉原利忠、丸山凌、飛田成史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞および組織内酸素濃度測定試薬2019

    • 発明者名
      吉原利忠、広瀬達也、飛田成史
    • 権利者名
      吉原利忠、広瀬達也、飛田成史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-153754
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-20  

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