中赤外光の特性を利用したがん病変のイメージング技術の開発

• 研究課題/領域番号: 21K12743
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分90130:医用システム関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 青山 誠 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 量子応用光学研究部, 主幹研究員 (90370337)
• 研究分担者: 森岡 孝満 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 放射線影響研究部, グループリーダー (70253961)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 中赤外イメージング / 顕微システム / 振動分光 / がん

研究開始時の研究の概要

中赤外光は、物質特異的な吸収波長を示す特性を有することから分子構造解析装置に用いられている。近年、中赤外光の技術革新に伴い医療分野への応用が期待されている。従来のがん診断は、可視光顕微鏡で得られる細胞の形態変化が基盤であるため、診断に苦慮する症例が問題となっている。その為、細胞内の分子構造変化を基盤とした革新的な病理組織イメージング技術が求められている。本研究では、中赤外光の特性を利用したがん領域を細胞レベルで識別可能な手法を確立し、顕微システムの基盤構築を目指す。

研究成果の概要

本研究は、中赤外光の特性を利用し、細胞レベルでがん病変を識別する顕微システムの基盤構築を目的としている。まず、これまでに我々が開発した装置に高開口数の対物鏡を導入することで、細胞サイズと同程度の空間分解能で組織識別に成功した。また、実験動物を用いてがん病変を作出し、染色標本と未染色標本を作製し、染色標本により病理診断を行い、本装置の性能評価に使用する未染色標本を選定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来のがん診断は、可視光顕微鏡から得られるがん細胞の形態変化を基盤にして行われている。その為、客観性の限界や細胞の悪性度の評価に苦慮する症例が問題となっており、がん細胞内に特異的に存在する物質の同定を基盤とする病理組織イメージング技術が求められている。中赤外光の分子検出能により、がん細胞内に特異的に存在する物質の同定を基盤とするがん病変イメージグが可能になるが、波長が可視光などに比べ長いため空間分解能が低下し、がんと正常組織の境界部分が不明瞭になる課題がある。本研究の成果により、中赤外光の限界を超えた解像度で、がん領域境界を識別が可能となり病理診断の信頼性及び精度向上へ貢献すると期待される。