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in vivo MR顕微鏡による細胞レベルラジオミクス

研究課題

研究課題/領域番号 20H03623
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52040:放射線科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

上野 智弘  京都大学, 医学研究科, 助教 (10379034)

研究分担者 杉本 直三  京都大学, 医学研究科, 教授 (20196752)
麻生 俊彦  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 副チームリーダー (50397543)
木下 政人  京都大学, 農学研究科, 准教授 (60263125)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード磁気共鳴映像法 / 小型魚類 / ヒト疾患モデル / 個体識別 / ラジオミクス
研究開始時の研究の概要

磁気共鳴映像法(MRI)などの医用画像を組み合わせ、診断や予後予測の精度の改善を目指すラジオミクスという手法が現在盛んに行われている。これまでに、我々はヒトの病気を発症するメダカのモデルを個体ごとに生きたまま、経時的に高解像度で可視化するMR顕微鏡(in vivo MR顕微鏡)を開発した。本研究では、in vivo MR 顕微鏡の解像度を細胞レベルに高め、ヒト疾患のメダカモデルに対し、ラジオミクスを個体ごとに経時的に行うことを目指す(細胞レベルラジオミクス)。この研究により、非侵襲的に細胞・組織的状態を特定でき、病態解明や治療法の開発に貢献できる。

研究成果の概要

本研究では、高解像度MRIであるin vivo MR顕微鏡を、撮像時間の増加なしに高解像化して、ヒト疾患モデルメダカを経時的に可視化し、ラジオミクスの解析手法により抽出した画像パラメータの相関関係を時系列変化として捉えて疾患の機序を明らかにすることを目指した。MR顕微鏡の多チャンネル化と圧縮センシングの導入により高解像度化を達成した。また、頭部の斑点パターンによる非侵襲の個体識別法を確立した。さらに、がん抑制遺伝子p53変異メダカの時系列の複合的な解析により、腎臓を起点とした病態進行のメカニズムを示唆する結果を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

In vivo MR顕微鏡は、ヒト疾患モデルメダカを生きたまま、経時的に個体ごとに可視化できる。そのため、遅発性の疾患などで個体ごとに発症や進行が異なっても、その個体差を考慮した解析が可能である。さらに、確立した個体識別法を用いて飼育環境を維持し、環境変化や侵襲的識別方の影響を排除することで、疾患の個体差をより抑制できる。加えて、高解像度化により、より詳細な病態解析が可能となった。また、経時的可視化による個体追跡は、動物愛護の観点からも重要である。さらに、がん抑制遺伝子p53変異メダカの解析で示唆された結果は、脊椎動物で様々な役割を担うp53に関わる医療技術や治療への貢献が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Individual identification of inbred medaka based on characteristic melanophore spot patterns on the head2023

    • 著者名/発表者名
      Hajime Morizumi, Naomi Sugimoto, Tomohiro Ueno
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 659-659

    • DOI

      10.1038/s41598-023-27386-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MR顕微鏡のin vivoイメージング開発と2021

    • 著者名/発表者名
      上野智弘、森泉元、山田正翔
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 62 ページ: 560-564

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] MR顕微鏡 in vivoイメージング開発と小型魚類疾患モデルへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      上野智弘、森泉元、山田正翔
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 53 ページ: 47-50

    • NAID

      40022470683

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Distribution pattern of dark spots on the head of medaka for individual identification over time2022

    • 著者名/発表者名
      Hajime Morizumi, Naomi Sugimoto, Tomohiro Ueno
    • 学会等名
      17th International Zebrafish Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Individual identification of medaka using a distribution pattern of dark spots on the head2022

    • 著者名/発表者名
      Hajime Morizumi, Naomi Sugimoto, Tomohiro Ueno
    • 学会等名
      28th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MR頭微鏡を用いたヒト疾患メダカモデルのin vivo撮像での圧縮センシングによる高解像度化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      清水樹、杉本直三、上野智弘
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] in vivo MR顕微鏡の開発とメダカヒト疾患モデルへの応用2020

    • 著者名/発表者名
      上野智弘、森泉元
    • 学会等名
      第14回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 遺伝子・環境が同じメダカを頭の斑点で識別―均質な実験動物のバイオメトリクス―

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-01-20-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Connecting the dots

    • URL

      https://www.eurekalert.org/news-releases/982963

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Connecting the dots

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/en/research-news/2023-03-17

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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