| 研究課題/領域番号 |
21H03352
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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59040:栄養学および健康科学関連
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| 研究機関 | 浜松医科大学 |
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研究代表者 |
本藏 直樹 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (40518081)
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| 研究分担者 |
鈴木 優子 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20345812)
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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 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
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| キーワード | 血管生理学 / 非線形光学顕微鏡 / 生体代謝活動計測 / 非侵襲生体光イメージング技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物は食物を摂取することで栄養素を補給し生命を維持している。その栄養素を全身に存在する細胞へ隈無く、また適切に運搬することが必須である。これを一手に担っているのが生体で唯一の物質輸送路、血管のネットワークである。血管を介した物質のやり取りが生命維持機構の根幹となり、それが崩壊すると個体の死を招く。本研究では、生体内の血管および組織を可視化し、血管からどのように栄養素が組織内の細胞に輸送され、その結果、変動する代謝活動を単一細胞ごとに計測する。これによって“いつ・どこで・どのように”エネルギーが消費され、細胞機能がどのように変動するのかを解明し、栄養供給と生体細胞生理学を直接結ぶ研究を提案する。
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| 研究成果の概要 |
生体内唯一の栄養循環路である血管を介した物質交換を直接顕微観察することで、生体内細胞活動を計測することを試みた。まず全身の血管内皮細胞に特異的なカルシウムセンサーを発現するマウスを作製し、血中内物質の変動に応じた血管内皮細胞の機能変動を計測した。その結果、血管内皮細胞は静的条件下でも分枝ごとに機能調節をおこなっていること、また血中内物質の変動に応じてその活動パターンに変動を起こすことが、生体イメージングとTGマウスの組み合わせで明らかになってきた。これに加えて、全身の細胞でカルシウムセンサーを発現するマウスも作製し、血管近傍の細胞代謝活動が変化するかも合わせて計測することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非侵襲生体光イメージング技術を駆使することで、哺乳動物の生体反応を単一血管、単一細胞ごとに計測することが出来る画期的な方法論を構築した。これにより、いつ・どこで・どのように栄養素が分配され、組織を構成する細胞の活動レベルやその生死が制御されているのかを計測可能となってきた。また生体唯一の物資連絡路の調節機構の一端の解明により、特的の細胞に生体物質を優先に配給するなどの基礎情報とともに、人為的方法論との組み合わせにより、特定生体機能を増強することや、がん細胞の多い場所のみに薬剤を供給すること、エネルギー消費の違いから、がん領域を単一細胞レベルで境界領域を決定なども視野に入ってくると想定している。
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