生体の非線形光学効果を利用した無染色イメージングの医療応用のための基礎基盤研究

• 研究課題/領域番号: 24680060
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 医用システム
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 大嶋 佑介 愛媛大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10586639)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円); 2012年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
• キーワード: 無染色イメージング / 第２高調波発生 / ラマン分光 / 非線形光学 / ラマンイメージング / SHGイメージング / 診断 / 非線形光学イメージング / 顕微ラマン分光 / 2光子蛍光 / がん診断 / ライブセルイメージング

研究成果の概要

光と分子の相互作用を利用して，細胞や組織などの生体内の分子が持つ機能やそのダイナミクスを可視化する光イメージング技術・分光計測技術は，医学・生物学分野において重要である．特に，非線形光学効果やラマン散乱という物理現象を利用することで，分子を標識することなくイメージングすることが可能である．本研究では，顕微鏡技術を基盤とした疾患診断システムへの応用を目指して，高感度ラマン分光イメージングシステムの開発を行った．さらに，種々の疾患モデルを用いた解析を行い，疾患にともなう生体の分子組成の変化を定量的に解析することにも成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative SHG imaging in osteoarthritis model mice, implying a diagnostic application (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kiyomatsu, Yusuke Oshima, Takashi Saitou, Tsuyoshi Miyazaki, Atsuhiko Hikita, Hiromasa Miura, Tadahiro Iimura, Takeshi Imamura
  • 雑誌名: Biomedical Optics Express 巻: 6 号: 2 ページ: 405-420
  • DOI: 10.1364/boe.6.000405
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in chemical composition of bone matrix in ovariectomized (OVX) rats detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Takashi Saitou, Takeshi Imamura
  • 雑誌名: SPIE Proceedings 巻: 9303 ページ: 9303-9303
  • DOI: 10.1117/12.2078787
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrasensitive imaging of Ca2+ dynamics in pancreatic acinar cells of Yellow Cameleon-Nano transgenic mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Takeshi Imamura, Atsuko Shintani, Hiroko Kajiura-Kobayashi, Terumasa Hibi, Takeharu Nagai, Shigenori Nonaka, Tomomi Nemoto
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 15 号: 11 ページ: 19971-19986
  • DOI: 10.3390/ijms151119971
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Wide field intravital imaging by two-photonexcitation digital-scanned light-sheet microscopy (2p-DSLM) with a high-pulse energy laser (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Maruyama, Yusuke Oshima*, Hiroko Kajiura-Kobayashi, Shigenori Nonaka, Takeshi Imamura, Kiyoshi Naruse
  • 雑誌名: Biomedical Optics Express 巻: 5 号: 10 ページ: 3311-3325
  • DOI: 10.1364/boe.5.003311
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo subcellular imaging of tumors in mouse models using a fluorophore-conjugated anti-CEA antibody in TPEM (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Koga, Yusuke Oshima, Naoki Honkura, Tadahiro Iimura, Kenji Kameda, Koichi Sato, Motohira Yoshida, Yuji Yamamoto, Yuji Watanabe, Atsuhiko Hikita, and Takeshi Imamura
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 105(10) 号: 10 ページ: 1299-1306
  • DOI: 10.1111/cas.12500
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intravital multiphoton fluorescence imaging and optical manipulation of spinal cord in mice, using a compact fiber laser system (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Hideki Horiuch, Naoki Honkura, Atsuhiko Hikita, Tadanori Ogata, Hiromasa Miura, Takeshi Imamura
  • 雑誌名: Lasers in Surgery and Medicine 巻: 46 号: 7 ページ: 563-572
  • DOI: 10.1002/lsm.22266
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of spinal cord in contusion injury model mice by multi-photon microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshima, H. Horiuchi, T. Ogata, A. Hikita, H. Miura, and T. Imamura
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 8947 ページ: 8947-7
  • DOI: 10.1117/12.2041042
  • 査読あり
• [雑誌論文] 無染色イメージングの技術開発と医療応用 : 細胞のラマン分光から生体の非線形光学イメージングへの技術展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 24 ページ: 6-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light sheet-excited spontaneous Raman imaging of a living fish by optical sectioning in a wide field Raman microscope. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Hidetoshi Sato, Hiroko Kajiura- Kobayashi, Tetsuaki Kimura, Kiyoshi Naruse, Shigenori Nonaka
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 号: 15 ページ: 16195-204
  • DOI: 10.1364/oe.20.016195
  • 査読あり
• [雑誌論文] プローブレスイメージング(ラマン分光法, SHG/THG)の診断応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 雑誌名: 病理と臨床 巻: 30 ページ: 755-761
  • 査読あり
• [雑誌論文] 短時間での広視野ラマンイメージングが可能に (2012)
  • 著者名/発表者名: 野中茂紀, 大嶋佑介
  • 雑誌名: OplusE 巻: 34 ページ: 996-996
• [学会発表] Development of wide-field of view 2p-excited light-sheet microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Atsushi Maruyama, Shigenori Nonaka, Takeshi Imamura, Kiyoshi Naruse
  • 学会等名: International Symposium on Multi-dimensional Fluorescence Live Imaging of Cellular Functions and Molecular Activities
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2015-02-26 – 2015-02-28
• [学会発表] Changes in chemical composition of bone matrix in ovariectomized (OVX) rats detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Takashi Saitou, Takeshi Imamura
  • 学会等名: Photonics West 2015 (BiOS2015)
  • 発表場所: San Francisco USA
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-12
• [学会発表] , “Changes in chemical composition of bone matrix in osteoporosis detected by Raman spectroscopy and multivariate analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima
  • 学会等名: 1st Raman Bio-sensing Seminar
  • 発表場所: Kwansei Gakuin University
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-20
  • 招待講演
• [学会発表] ラマン分光法による骨粗鬆症ラット骨基質の分子計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介、飯村忠浩、齋藤卓、今村健志
  • 学会等名: 第35回レーザー学会学術講演会
  • 発表場所: 東海大学高輪校舎
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-12
• [学会発表] ラマン分光法および多変量解析による骨粗鬆症ラットの骨基質の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介、飯村忠浩、齋藤卓、今村健志
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] ラマン分光・イメージング技術の開発と骨代謝研究への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介, 飯村忠浩, 疋田温彦, 今村健志
  • 学会等名: 第32回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] ラマン分光分析を基盤とした骨質計測技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介, 飯村忠浩, 疋田温彦, 今村健志
  • 学会等名: 第34回日本骨形態計測学会シンポジウム
  • 発表場所: さっぽろ芸文館
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-14
  • 招待講演
• [学会発表] ラマン分光法を用いた骨代謝・骨形態計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 学会等名: 第４回バイオラマン研究会，最先端光計測とライフサイエンスの近未来 －バイオ・ラマン２０１７－
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス片平さくらホール
  • 年月日: 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] Raman spectroscopic study for osteoporosis in ovariectomized (OVX) rats (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Tadahiro Iimura, Atsuhiko Hikita, Takeshi Imamura
  • 学会等名: Biomedical Imaging and Sensing Conference ’14 (BISC’14)
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-24
• [学会発表] In vivo imaging of spinal cord in contusion injury model mice by multi-photon microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Oshima, H. Horiuchi, T. Ogata, A. Hikita, H. Miura, and T. Imamura
  • 学会等名: Photonics West 2014, Biomedical Optics (BIOS 2014)
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
• [学会発表] 種々のバイオイメージング技術の構築について (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 学会等名: 第11回医用分光学研究会
  • 発表場所: 福井県 三国観光ホテル
  • 招待講演
• [学会発表] Development of nonlinear optical imaging technique for medical applications by the new optical devises (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Takashi Katagiri, Yuji Matsuura, Atsuhiko Hikita and Takeshi Imamura
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 兵庫県 ポートピアホテル
  • 招待講演
• [学会発表] Probe-less optical imaging technique for medical applications based on Raman spectroscopy and nonlinear optics (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Atsuhiko. Hikita, Takeshi Imamura
  • 学会等名: TGF-b Family: Signal Network and Live Imaging
  • 発表場所: 愛媛県 大和屋本店
• [学会発表] Real time monitoring for differentiation of primary osteoblast culture by using Raman microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Atsuhiko Hikita, and Takeshi Imamura
  • 学会等名: ASBMR 2013 Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, MD, USA
• [学会発表] ラマン分光法を用いたがん細胞の無染色イメージング技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介，疋田温彦，今村健志
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神奈川県 パシフィコ横浜
  • 招待講演
• [学会発表] In vivoイメージングのための非線形光学顕微鏡の開発と医療応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介，本蔵直樹，疋田温彦，今村健志
  • 学会等名: 第39回レーザ顕微鏡研究会講演会
  • 発表場所: 埼玉県 理化学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] ラマン分光法・非線形光学イメージングによる骨基質の分子計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介，疋田温彦，今村健志
  • 学会等名: 第33回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 静岡県 アクトシティ浜松
  • 招待講演
• [学会発表] In Vivo Imaging and Tissue Ablation for Spinal Cord Injury Model Mice Using Multiphoton Microscopy System with 1045 nm Femtosecond Fiber Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Hideki Horiuchi, Tadanori Ogata, Atsuhiko Hikita, Hiromasa Miura, and Takeshi Imamura
  • 学会等名: Conference on Laser Surgery and Medicine 2013 (CLSM 2013)
  • 発表場所: Yokohama JAPAN
• [学会発表] Development of probe-less imaging techniques for translational research (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Oshima, Naoki Honkura, Atsuhiko Hikita and Takeshi Imamura
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会ワークショップ
  • 発表場所: 福岡マリンメツセ(福岡)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] ハイスループットラマン分光イメージングシステムを用いた生体組織の網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介, 疋田温彦, 今村健志
  • 学会等名: 理化学研究所 第2回バイオラマン研究会, 最先端光計測とライフサイエンスの近未来 : バイオ・ラマン2017
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-28
• [学会発表] 生体の無染色イメージング技術開発と医学応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介, 今村健志
  • 学会等名: 2012年・秋季 第73回応用物理学会学術講演会一般, ポスター)
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] ラマン分光法の医学応用 : 生細胞計測, 装置開発から診断に向けて (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介, 橋本剛佑, 疋田温彦, 小杉浩司, 佐藤英俊, 野中茂紀, 今村健志
  • 学会等名: 理化学研究所 第1回バイオラマン研究会, 最先端光計測とライフサイエンスの近未来 : バイオ・ラマン2017.
  • 発表場所: 理化学研究所(埼玉県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-19
• [学会発表] in vivoイメージングのための顕微鏡製作と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 学会等名: 東京理科大学 第4回イメージングワークショップ
  • 発表場所: 東京理科大学(千葉県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-04-04
• [図書] The Bone小誌第125号 (2014年4月号)「骨バイオイメージング」ラマン分光法による骨組織の分子計測と骨質評価への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介，飯村忠浩，疋田温彦，今村健志
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] バイオイメージングの現状と展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村健志，疋田温彦，大嶋佑介，飯村忠浩
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: インナービジョン
• [図書] 「細胞イメージング技術と呼吸器」The Lung perspectives Vol. 22, No. 4 (2014年11月14日発行)「新技術の呼吸器への応用を考える」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村健志、大嶋佑介、岡崎幹生、佐野由文
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 「一枚の写真 生体深部を高速かつ広い視野で観察できる光シート顕微鏡」OplusE (2014)
  • 著者名/発表者名: 大嶋佑介
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: アドコムメディア株式会社
• [図書] 「非線形光学を駆使した生体蛍光癌イメージング」医学のあゆみ (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村健志、大嶋佑介、疋田温彦、古賀繁宏
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 「In vivo imagingの最前線」整形・災害外科 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村健志，疋田温彦，大嶋佑介
  • 出版者: 金原出版株式会社
• [図書] 「骨・軟骨組織の生体光イメージング」月刊誌CLINICAL CALCIUM (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村健志、疋田温彦、大嶋佑介、飯村忠浩
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 先端バイオマテリアルハンドブック 12節 生体組織の分子組成を直接的に計測できる極細径ラマンプローブ (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英俊, 大嶋佑介
  • 出版者: 株式会社 エヌ・ティー・エス
• [備考]
  • URL: http://www.ehime-u.ac.jp/information/about/publicity/newsletter/detail.html?new_rec=9461