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微小内分泌器官の微量元素分布の3次元イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21657020
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 形態・構造
研究機関東京大学

研究代表者

窪川 かおる  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特任教授 (30240740)

研究分担者 水谷 治央  ハーバード大学, Arts and Sciences, 博士研究員 (40444103)
大東 琢治  自然科学研究機構, 分子科学研究所, 助教 (50375169)
大村 亜希子  東京大学, 海洋研究所, 助教 (80401298)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード蛍光X線 / CTスキャン / 軟X線顕微鏡 / レンダリング / トレーサー / 脳 / ナメクジウオ / ヨウ素 / CTスキ / Spring8
研究概要

生体の微量元素は,生体機能に不可欠である.その役割を調べるには,投与して集積された元素の濃度を測定したり,同位体比を測定したり,電顕での元素マッピングを行うが,自然状態のままでの結果ではない.一方,それらの微量元素の局在は,生体の軟組織の微細構造を高分解能で観察することが必要となる.そこで,本研究では,生体組織での微量元素のマッピングをそのまま測定するために,蛍光X線顕微鏡およびマイクロCTを用い,形態の3次元構築と微量元素の3次元マッピング法の開発を目的とした.X線顕微鏡はX線の高い透過力を利用しているため、バルク試料の観察が可能であり、Computed tomography(CT)法を適用することで、非破壊での試料の3次元観察が可能となる。材料はマウス脳とナメクジウオを用いた.
まず,立命館大学SRセンターの結像型軟X線顕微鏡(SXRM)を用い,視野はおよそ直径12μm、空間分解能は70nmの条件で,マウスの大脳皮質を観察し,ミトコンドリア様構造物,神経束様ストリーク状構造、低密度の顆粒状構造を観察出来た。ナメクジウオは,内柱を観察し,ヨウ素の蓄積を確認した.次に,Spring8のビームラインBL20B2を利用してナメクジウオ全身のプラスチネーション標本を用いたマイクロCT観察を行い,良好な3次元再構築像を得ることができた.空間分解能は、5~20μm程度であった。以上のように,開発の完成には装置の改良と生体試料の固定法の確立など,今後の難題は多く残るが,軟X線顕微鏡とマイクロCTを利用した微細構造の3次元観察法と微量の元素マッピング法の確立は,生物の生体調節に関わる微量元素の動態をin situで明らかにする重要な方法であることを,本研究で示すことができた.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Improvement of Illumination Optics of the Full-field Imaging Soft X-ray Microscope2011

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi, T.
    • 雑誌名

      Memoirs of the SR Center

      巻: 13 ページ: 201-204

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Hard-X-ray Phase-Difference Microscopy with a Low-Brilliance Laboratory X-ray Source2011

    • 著者名/発表者名
      Kuwabara, H.
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Express

      巻: 4 ページ: 62502-62502

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of computer tomography system for the soft X-ray microscope at Ritsumeikan University2011

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi, T.
    • 雑誌名

      AIP conference Proceeding

      巻: 1365 ページ: 124-127

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-resolution X-ray tomography for deciphering wiring diagram of mammalian brain2011

    • 著者名/発表者名
      Mizutani, H.
    • 雑誌名

      AIP conference Proceeding

      巻: 1365 ページ: 399-402

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] X線顕微鏡によるマウス大脳皮質のナノ分解能3次元構造観察2011

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      生理研研究会「電子顕微鏡機能イメージングの医学・生物学への応用」
    • 発表場所
      岡崎(愛知)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nano-resolution X-ray tomography for deciphering wiring diagram of mammalian brain2011

    • 著者名/発表者名
      Mizutani, H.
    • 学会等名
      10th International Conference on X-Ray Microscopy
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2011-08-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of a computer tomography system for the soft X-ray microscopy at Ritsumeikan University2011

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi, T.
    • 学会等名
      10th International Conference on X-Ray Microscopy
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2011-08-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] X線ナノトモグラフィーによるマウス脳組織の3次元再構築2011

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      第88回日本生理学会大会
    • 発表場所
      横浜(神奈川)
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] X線顕微鏡を用いて脳神経回路の配線図を解読する2011

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      先端計測シンポジウム「軟X線顕微鏡の生体観察への応用と展開」
    • 発表場所
      仙台(宮城)(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能X線トモグラフィー法による脳神経ネットワークの再構築を目指して2011

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      つくば(茨城)(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] X-ray nanoscope with synapse resolution for neuronal circuit reconstruction2010

    • 著者名/発表者名
      Mizutani, H.
    • 学会等名
      40th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-11-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノ分解能X線トモグラフィーによるマウス大脳皮質の神経回路配線図解読2010

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸(兵庫)
    • 年月日
      2010-09-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質シナプスの3次元観察に最適な軟X線光学系と試料サイズの検討2010

    • 著者名/発表者名
      水谷治央
    • 学会等名
      ナノテクノロジー放射光利用研究の最前線2009
    • 発表場所
      滋賀県草津
    • 年月日
      2010-05-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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