| 研究課題/領域番号 |
21H01836
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
安野 嘉晃 筑波大学, 医学医療系, 教授 (10344871)
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| 研究分担者 |
松阪 諭 筑波大学, 医学医療系, 客員研究員 (00372665)
巻田 修一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50533345)
三浦 雅博 東京医科大学, 医学部, 教授 (60199958)
福田 慎一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80643246)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 光コヒーレンストモグラフィー / OCT / Dyamic OCT / in vitro / drug testing / imaging theory / Dynamic OCT / In vitro imaging / 顕微鏡 / 腫瘍 / 動物イメージング / in vitro イメージング / OCT顕微鏡 / label-free imaging / in vitro model / animal model / liver disease / zebrafish / 非侵襲 / 偏光計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
再生医療、基礎医学、創薬分野において「厚い培養組織・小動物組織の活動性（代謝・細胞
内活動）を非侵襲に、深部まで可視化する技術」が必要とされている。本課題では、このニーズを満たすような「3次元ラベルフリー代謝・細胞内活動性顕微鏡」を開発する。この顕微鏡では、次の新しい計測機能が実現される。 (1) 標的分子なしでの代謝・細胞内活動の可視化・定量化。(2) 分解能と焦点深度のトレードオフを解除し、高画像化深度・高分解能を同時実現する。(3) 偏光計測により、特定の生体分子のラベルフリー３次元可視化を実現する。さらに、この技術を用いた「培養組織を対象とした薬剤の薬効評価手法（プロトコル）を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本課題では、生体の活動性を非侵襲・ラベルフリー・３次元的に可視化する新しい顕微的光イメージング手法 dynamic optical coherence tomography (dynamic OCT)を確立した。さらに、その手法による腫瘍スフェロイドの薬剤反応試験、肺胞オルガノイドの線維化過程の可視化、マウス肝臓のゾーン構造の可視化、腎障害モデルによる組織活動性の低下の評価に成功した。さらに、dynamic OCTの基礎となるOCTのスペックル現象の数理的解明を試み、スペックルが加算的なノイズであること、OCT画像の中にはインコヒーレントなスペックルを伴わない成分が存在することを解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Dynamic OCT の開発により、以下の２つのことが可能になる。(1) 近年、薬剤開発における重要性がまし、その培養技術が急速に発展しているものの、その評価手法が不十分であった「厚い培養サンプル」の全体評価。(2) 同じ試料の経時的な薬剤反応可視化（longitudinal evaluation）。これらが可能になることにより、低コストかつ迅速な薬剤開発、基礎医学研究が可能になる。
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