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3次元組織中の空間的全細胞核酸解析を目指す基盤技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19419
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

洲崎 悦生  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (10444803)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード多階層オミクス / 組織透明化 / 3次元イメージング / 核酸解析
研究成果の概要

組織内全細胞核位置を3次元的に記録後に各細胞のゲノムプロファイルを取得するポスト核酸解析を目指した基盤技術の検討を行った。臓器全体を対象とする高度な透明化手法の開発に成功した。(Cell Rep 2018)。さらに、組織の物理化学的特性を元に染色剤浸透原理を解明し、核染色剤を均一に大型臓器サンプルの深部まで浸透させるプロトコル構築に成功した。また、透明化組織全体を人工ゲルに包埋し、核酸をゲル内にキャプチャーする方法を用いて、ライトシート顕微鏡での臓器全体の観察および細胞核ボクセル位置の取得を行うことに成功した。以上の結果を論文にまとめ投稿した(Nat Commun 投稿中、課題終了後に公開)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果ではこれまで実証例のない空間的ゲノミクス実現に向けた重要な技術課題を克服し、がん、老化、発生等におけるゲノム情報と空間位置情報との関連を紐付けながら組織・臓器の構築や極めて少数の細胞種・細胞状態を同定できる新しい研究スキームの提示が期待できる。また、本研究成果で得られた新しい核染色プロトコルは、これまで解決されていなかった染色剤の浸透原理を解明し、ボトムアップなデザインを実現した。このように組織の物理化学的性質に基づいたプロトコルデザインは、今後の組織学的手法の構築に重要な方向性を示すものになるとともに、3次元病理学の実現による診断確度や客観性向上に大きく貢献するものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Visualization and molecular characterization of whole-brain vascular networks with capillary resolution.2020

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Miyawaki,Shota Morikawa,Etsuo A Susaki,Ai Nakashima,Haruki Takeuchi,Shun Yamaguchi,Hiroki R Ueda,Yuji Ikegaya
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1104-1104

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14786-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel 3D analysis using optical tissue clearing documents the evolution of murine rapidly progressive glomerulonephritis2019

    • 著者名/発表者名
      Puelles VG, Fleck D, Ortz L, Papadouri S, Thiago T, Boehner A, van der Wolde JW, Vogt M, Saritas T, Kuppe C, Fuss A, Menzel S, Klinkhammer BM, Mller-Newen G, Heymann F, Decker L, Braun F, Kretz O, Huber TB, Susaki EA, Ueda HR, et al.
    • 雑誌名

      Kidney international

      巻: AOP 号: 2 ページ: 505-516

    • DOI

      10.1016/j.kint.2019.02.034

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 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] Comprehensive three-dimensional analysis (CUBIC-kidney) visualizes abnormal renal sympathetic nerves after ischemia/reperfusion injury.2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa S, Susaki EA, Tanaka T, Komaba H, Wada T, Fukagawa M, Ueda HR, Nangaku M
    • 雑誌名

      Kidney international

      巻: AOP 号: 1 ページ: 129-138

    • DOI

      10.1016/j.kint.2019.02.011

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【バイオマテリアル研究に役立つ分析技術・評価法】生体組織の透明化とイメージング技術2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 将太,松本 桂彦,洲崎 悦生,上田 泰己
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料-

      巻: 37 ページ: 264-269

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] CUBICを用いた組織透明化と3次元観察2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 雑誌名

      和光純薬時報

      巻: 87 ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 人工知能と神経科学 病理画像の自動診断技術と3次元病理学の発展2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 雑誌名

      Brain and Nerve

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 透明イメージングの臨床応用 組織透明化技術と細胞ラベリング技術2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 雑誌名

      月刊メディカル・サイエンス・ダイジェスト

      巻: 45

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemical Landscape for Tissue Clearing Based on Hydrophilic Reagents.2018

    • 著者名/発表者名
      Tainaka K, Murakami TC, Susaki EA, Shimizu C, Saito R, Takahashi K, Hayashi-Takagi A, Sekiya H, Arima Y, Nojima S, Ikemura M, Ushiku T, Shimizu Y, Murakami M, Tanaka KF, Iino M, Kasai H, Sasaoka T, Kobayashi K, Miyazono K, Morii E, Isa T, Fukayama M, Kakita A, Ueda HR.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 24 号: 8 ページ: 2196-2210

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.07.056

    • NAID

      120006542018

    • 関連する報告書
      2018 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] Comparison of the 3-D patterns of the parasympathetic nervous system in the lung at late developmental stages between mouse and chicken2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tadayoshi、Nakamura Ryo、Takase Yuta、Susaki Etsuo A.、Ueda Hiroki R.、Tadokoro Ryosuke、Takahashi Yoshiko
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 444 ページ: S325-S336

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2018.05.014

    • 関連する報告書
      2018 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] 見る脂質のページ〈透明化による全細胞解析〉ヒト組織透明化 ~ヒト病理組織を中心に~2018

    • 著者名/発表者名
      野島聡、森井英一、洲崎悦生、上田泰己
    • 雑誌名

      Lipid

      巻: 29 ページ: 340-345

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 快人快説 最先端の研究テクノロジー紹介?臓器の透明化技術とその臨床応用2018

    • 著者名/発表者名
      野島聡、洲崎悦生、森井英一、上田泰己
    • 雑誌名

      LiSA

      巻: 25 ページ: 789-797

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 見る脂質のページ〈脂質代謝異常〉脱脂による高度な全脳透明化と三次元イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 雑誌名

      Lipid

      巻: 29 ページ: 128-134

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セルオミクスによる多細胞システム解明へのアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      岡山大学次世代研究拠点シンポジウム2020「口腔器官の再構築から器官の発生・再生の統一原理の解明」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A versatile three-dimensional whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on electrolyte-gel properties of biological tissue2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      The Light Sheet Microscopy Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A versatile protocol for three-dimensional whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on electrolyte-gel properties of biological tissue.2019

    • 著者名/発表者名
      Susaki EA et al.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組織透明化技術の開発と医学生物学応用(モーニングレクチャー)2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 全臓器・全身スケールの多階層空間オミクス実現に向けたアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      シングルセルゲノミクス研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 全臓器・全身の細胞ダイバーシティー解明を目指す臓器スケール3次元組織学への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会 共催シンポジウム「総力戦でのぞむ細胞社会ダイバーシティー解明への挑戦」(兼オーガナイザー)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: A pipeline for three-dimensional whole-organ staining and imaging with single-cell resolution based on chemical properties of tissue2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      RIKEN BDR seminar at Kobe (host: Dr. Kazunari Miyamichi)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 組織3D染色による細胞の網羅的解析技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      JSTさきがけ・統合1細胞領域 第4回成果報告会(日本化学会第99回春季年会2019 コラボレイション企画)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: a pipeline for three-dimensional whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on chemical properties of tissue gel2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      Visiting seminar at Oxford University, UK (host: Host: Dr Ana Domingos)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: a pipeline for three-dimensional whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on chemical properties of tissue gel2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      Visiting seminar at Science for Life Laboratory (KTH), Sweden (host: Prof. Hans Blom)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Whole-organ/body analysis of multicellular systems by CUBIC platform2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      Single cell biology meets diagnostics: 12th International workshop on approaches to single cell analysis, Uppsala University, Sweden
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: a pipeline for three-dimensional whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on chemical properties of tissue gel2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      Bioscience seminar (visiting seminar), Uppsala University, Sweden (Host: Prof. Ola S?derberg)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞ネットワークの網羅的解析~個体をシステムとして理解するアイデアと方法2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      順天堂大学医学部「医学研究入門II」講義
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多細胞システムの状態定義・分離を目指す技術開発2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: a pipeline for three-dimentional whole-brain/organ staining and imaging with single-cell resolution2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      ECRO 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多細胞システムの理解に向けた要素技術開発と展望2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第58回 生命科学夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 網羅的細胞観察・解析技術による、多細胞システム解明への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第5回包括的緩和医療科学学術研究会/第6回Tokyo疼痛緩和次世代研究会 合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tissue clearing and 3D imaging: basics and applications2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      EMBO practical course on light sheet microscopy
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CUBIC-HistoVIsion: a pipeline for 3D whole-organ/body staining and imaging with single-cell resolution based on chemical properties of tissue gel2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      SBIC seminar, A*STAR, Singapore
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 個体レベルのシステム生物学実現を目指す技術開発2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生
    • 学会等名
      第91回日本内分泌学会学術総会 中堅・若手の会YEC企画2「生体リズム研究の新展開」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] バイオイノベーションに向けて~バイオテクノロジーの新技術からの新しい視点~ 監修: 植田充美2019

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生 他(分担執筆)
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      (株)シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314112
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 定量生物学-生命現象を定量的に理解するために 小林徹也/編2018

    • 著者名/発表者名
      洲崎悦生 他(分担執筆)
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759817300
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 臓器透明化(CUBIC)を用いて腎臓全体の交感神経系の3次元構造を可視化し、その機能障害を解析

    • URL

      http://www.h.u-tokyo.ac.jp/press/press_archives/20190409.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 水溶性化合物による組織透明化の化学 -包括的ケミカルプロファイリングに基づく化学的原理の体系化-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180822_1/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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