• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

マイクロCTを用いた神経回路形態の解析法を開発する

研究課題

研究課題/領域番号 22K19403
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

古田 貴寛  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60314184)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードマイクロCT / 脳組織 / 形態解析 / ニューロン / FIB-SEM / 非破壊撮像 / 高分解能 / 三次元構造データ
研究開始時の研究の概要

マイクロCTはX線顕微鏡とも呼ばれ、CT(Computed Tomography)と同様の原理を用いて、さらに分解能を大きく高めることにより、サンプル内の微小構造を非破壊にて観察するシステムである。光学顕微鏡より高い分解能で三次元的データを得られる点が特長である。本研究課題では、マイクロCTの技術を主軸として、光学顕微鏡と電子顕微鏡との橋渡しをする解析対象サイズと分解能において三次元構造データを取得する方法を開発する。

研究実績の概要

本課題は、脳組織に電子顕微鏡実験のための処理を施したものを研究サンプルとして、マイクロCTで撮像/解析することを主軸とした実験である。初年度は、マイクロCTデータを解析するシステムを整えることと、サンプル処理プロトコルの検討を行なった。2年目は、オスミウム染色についてさらに良いプロトコールを検討した。条件の異なるオスミウム反応液を用いて、2回の処理を重ねることにより、より強いオスミウムの沈着が確認された。ただし、このオスミウム反応を2回行う方法は、特定ニューロンの形態を標識したDAB産物だけでなく、一般的な微細構造(細胞膜やオルガネラなど)も強く染色するため、最も最適な実験条件を用いる必要があること明らかになった。また、サンプルの形状や撮影台へのマウントの仕方を検討する必要がある。特にサンプルを線源に近づけることが重要であることがわかってきたので、その点を中心に条件検討を行なった。具体的にはサンプルをできるだけ小さい状態で準備し、細いエポン台に載せることによって、分解能の向上を検討した。使用するマイクロCT機器における、最小作動距離においてデータ取得することが最も高い分解能やコントラストが得られることがわかった。大きな脳組織から小さい領域に狙いをつけてサンプルを削り込んでいく際の方法について、現時点でも実現可能であるが、より汎用性の高くかつ簡便な方法を見出すことを進めている。さらに、得られたCT画像データについて、レーザー顕微鏡のデータと3次元的に照合を行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画通りに実験が実行され、所定の結果が得られている。特に作動距離に関連してサンプルサイズを検討することは、この計画全体を通して、非常な重要なポイントである。

今後の研究の推進方策

超微細構造の三次元データを取得できる集束イオンビーム走査型電子顕微鏡(FIB- SEM)での解析も組み合わせ、包括的形態解析を実現する。本課題の技術の活用例としては、様々な病態モデルの解析において異常をきたしていることが指摘されている樹状 突起スパインの形状について、本開発技術が持つ高い解像度を生かし、「定量的」な評価(長さや太さを精密に測定)を試みる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Cerebellar Nuclei Receiving Orofacial Proprioceptive Signals through the Mossy Fiber Pathway from the Supratrigeminal Nucleus in Rats2023

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Yumi、Morita Yayoi、Sato Fumihiko、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Sohn Jaerin、Haque Tahsinul、Bae Yong Chul、Niwa Hitoshi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • 雑誌名

      The Cerebellum

      巻: - 号: 5 ページ: 1795-1810

    • DOI

      10.1007/s12311-023-01602-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Cerebellar Cortex Receives Orofacial Proprioceptive Signals from the Supratrigeminal Nucleus via the Mossy Fiber Pathway in Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Yumi、Sato Fumihiko、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Moritani Masayuki、Bae Yong Chul、Kato Takafumi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • 雑誌名

      The Cerebellum

      巻: - 号: 4 ページ: 663-679

    • DOI

      10.1007/s12311-022-01434-z

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Protocol for multi-scale light microscopy/electron microscopy neuronal imaging in mouse brain tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Kenta、Furuta Takahiro、Okamoto Shinichiro、Takahashi Megumu、Koike Masato、Hioki Hiroyuki
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 3 号: 3 ページ: 101508-101508

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101508

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorochromized tyramide-glucose oxidase as a multiplex fluorescent tyramide signal amplification system for histochemical analysis.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi K, Okamoto S, Ishida Y, Konno K, Hoshino K, Furuta T, Takahashi M, Koike M, Isa K, Watanabe M, Isa T, Hioki H.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 12 号: 1 ページ: 14807-14807

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19085-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Tissue Clearing Method for Neuronal Imaging from Mesoscopic to Microscopic Scales2022

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Kenta、Okamoto Shinichiro、Takahashi Megumu、Koike Masato、Furuta Takahiro、Hioki Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: NA 号: 183 ページ: 183-183

    • DOI

      10.3791/63941

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Response properties and morphological organizations of trigeminal mechanoreceptors2024

    • 著者名/発表者名
      Furuta T
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織透明化技術を活用したマルチスケールイメージングの開発と神経回路構造解析への応用2024

    • 著者名/発表者名
      日置寛之、山内健太、古田貴寛
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラットヒゲの模擬探索運動中の単一一次感覚ニューロンの発火特性と構造解析2024

    • 著者名/発表者名
      榎原智美、村本大河、小池太郎、竹中綾、Eldad Assa、Ehud Ahissar、 Knarik Bagdasarian、古田貴寛
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Photo-conversion of fluorescent Nissl staining dyes as landmarks for light microscopic observation of neuronal tissues2024

    • 著者名/発表者名
      髙橋慧、山内健太、孫在隣、小池正人、古田貴寛、日置寛之
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 咀嚼筋筋紡錘感覚の小脳核への投射2024

    • 著者名/発表者名
      堤友美、佐藤文彦、古田貴寛、孫在隣、橘吉寿、吉田篤
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動時の大脳皮質一次運動野第5層錐体細胞の活動2024

    • 著者名/発表者名
      入佐紘司、孫在隣、田中琢真、古田貴寛
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一次運動野と第一次体性感覚野に投射する皮質-皮質間連絡の網羅的形態解析 マウス三叉神経中脳路核-青斑核間のATPシグナル伝達についての研究2024

    • 著者名/発表者名
      丹羽達、孫在隣、髙橋慧、堤友美、佐藤文彦、日置寛之、古田貴寛
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット顔面ヒゲartificial whiskingにおける棍棒状終末の発火特性と輪状塊の微細構造2024

    • 著者名/発表者名
      村本大河、小池太郎、Eldad Assa、Ehud Ahissar、古田貴寛、榎原智美
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Multidimensional approach for study of tactile mechanisms in the orofacial area2023

    • 著者名/発表者名
      Furuta T
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多面的アプローチによる感覚と運動の神経回路研究2023

    • 著者名/発表者名
      古田貴寛
    • 学会等名
      2023年生理学研究所研究会「多次元脳形態研究会」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Morphological analysis of cortical interregional contacts with a focus on the sensory cortex2023

    • 著者名/発表者名
      古田貴寛
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第33回電顕サマースクール
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光Nissl染色色素に対するphoto-conversionを用いた光学顕微鏡間のズームインイメージング技術2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋慧、山内健太、孫在隣、小池正人、古田貴寛、日置寛之
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット洞毛ヒゲにおけるルフィニ様終末の機能形態学的解析2023

    • 著者名/発表者名
      榎原智美、小池太郎、竹中 綾、村本大河、北田容章、江口麻美、前田光代、片岡洋祐、廣瀬眞、古田貴寛
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi