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自由行動マウスの生体各組織の遺伝子発現を長期間追跡定量するプログラムの開発

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 18H04724
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

浜田 俊幸  国際医療福祉大学, 薬学部, 准教授 (20360208)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード体内時計 / 時計遺伝子 / 発光イメージング / フリームービング / 遺伝子発現定量 / In vivo / バイオイメージング / 動体追跡技術 / 自由行動マウス
研究実績の概要

自由行動条件下においてマウス体表および深部の複数部位の時計遺伝子発現をリアルタイムに長期間計測し、マウスの行動リズムを同時に計測できるシステム構築を試みた。
1.2台のEM-CCDカメラをもちいた3次元追跡定量システムでは、自由に行動しているマウスの位置同定誤差を約0.5mmに抑える行動計測装置および装置外の光を遮断し超微量のターゲット部位の光を検出する装置作製の一部を今回の研究において完成させた。 2.上記1の計測システムではシステムのスペースが広く研究の場所、頻度、内容が限定される。そこで最小限のスペースで多数のマウスの遺伝子発現を計測するために携帯用小型遺伝子発現計4測器を開発した。 3. 携帯用小型遺伝子発現計測器に脳深部および内臓の時計遺伝子発現を計測するセンサーを開発し長期間の遺伝子発現リズム解析を可能にした。内臓用に開発した組織密着型センサーは組織を傷つけることがない3種類の大きさのものを作製し、臓器によりセンサーのタイプを変えるようにした。 4.組織密着型センサー内の部位別感度特性を調べ、センサー内の部位特性を明らかにした。またセンサーの光波長感受性を約380~600nmで調べ全ての波長の光を検出できることを明らかにした。 5. 上記3で開発したセンサーにより自由行動マウスの脳深部および末梢組織の時計遺伝子発現リズムを同時に計測できた。また赤外線センサーにより同時に計測した行動量および行動リズムはセンサーを取り付けても影響を受けることは無かった。
以上のことから自由行動しているマウスの生体体表および深部の遺伝子発現を複数部位同時に長期間計測することが可能となり、今後、疾患発症モデルマウスや薬物投与により疾患発症機構解明および治療薬開発の研究の基盤ができたと思われる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of the circadian oscillator in the choroid plexus of rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takeshi、Hamada Toshiyuki、Matsuzaki Toshiyuki、Iijima Norio
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 524 号: 2 ページ: 497-501

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.01.125

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mouse period1 gene expression recording from olfactory bulb under free moving conditions with a portable optic fiber device2020

    • 著者名/発表者名
      Ito R#, Hamada K#, Kasahara S, Kikuchi Y, Nakajima K, Sutherland K, Shirato H, Ozaki M, Ishikawa M, Hamada T (#equal contribution)
    • 雑誌名

      The Journal of Biological and Chemical Luminescence

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3D Transformation Matrix Calculation and Pixel Intensity Normalization for the Dual Focus Tracking System2019

    • 著者名/発表者名
      Kennth Sutherland, Toshiyuki Hamada*, Masayori Ishikawa*, Naoki Miyamoto, MasahiroMizuta, Hiroyuki Date, Hiroki Shirato ( * Correspondence)
    • 雑誌名

      Journal of Medical and Biological Engineering (JMBE)

      巻: 39 号: 6 ページ: 952-959

    • DOI

      10.1007/s40846-019-00474-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 自由行動マウスの長期間遺伝子発現を検出するための機器製作2020

    • 著者名/発表者名
      千島綾、狩野晴美、太田あかり、中島かな子、菊池祥裕、伊藤遼河、石川正純、尾崎倫孝、浜田和子、浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In vivo 長期間遺伝子発現定量解析におけるL-ルシフェリンのルシフェリン-ルシフェラーゼ反応阻害効果2020

    • 著者名/発表者名
      中島かな子, 伊藤遼河, 菊池祥裕, 狩野晴美, 千島綾, 太田あかり, 石川正純, 尾崎 倫孝, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PMT埋め込みマウスの長期間遺伝子発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      菊池祥裕, 中島かな子, 狩野晴美, 千島綾, 太田あかり, 伊藤遼河, 石川正純, 尾崎 倫孝, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自由行動マウスの中枢と末梢組織の遺伝子発現を長期間同時計測するシステム開発2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼河, 菊池祥裕, 中島かな子, 狩野晴美, 太田あかり,千島綾, 石川正純, 尾崎 倫孝, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体リズムの乱れを超高感度で検出する組織密着型センサーシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 学会等名
      第11回トランスポーター研究会九州部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real time recording of clock gene expression in multiple tissues of freely moving mice2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Ito R, Kikuchi Y, Nakagjima K,Ishikawa M, Ozaki M, Hamada T
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生物時計の発振と同調機構にみられる共通性と多様性 シンポジウム新規遺伝子発現定量イメージング技術をもちいた自由行動マウスの時計遺伝子発現リズム2019

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体リズムの乱れを超高感度で検出する組織密着型センサーの開発 ~疾患発症解明への応用を目指して~2019

    • 著者名/発表者名
      狩野晴美, 伊藤遼河, 浜田和子, 菊池祥裕, 中島かな子, 石川正純, 尾崎 倫孝, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生体リズムの乱れが乳癌を惹起する機構および予防法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸、伊藤遼河, 菊池祥裕, 中島かな子, 太田あかり, 狩野晴美, 千島綾, 浜田和子
    • 学会等名
      第9回 国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Real time recording of clock gene expression in peripheral tissues of freely moving mice2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Hamada, Ryoga Ito, Yoshihiro Kikuchi, Kanako Nakajima, Toshiyuki Hamada
    • 学会等名
      XVI European Biolobgical Rhythms Society Congress (EBRS Congress Lyon 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自由行動マウス生体深部の遺伝子発現を長期間定量解析する2019

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸, 伊藤遼河, 菊池祥裕, 中島かな子, 浜田和子
    • 学会等名
      文部科学省 新学術領域Resonance Bio全体会議2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Real time recording of clock gene expression in multiple tissues of freely moving mice2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Kenneth Sutherland K, Ishikawa M, Hamada T
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リアルタイムに乳癌を検出する組織密着型センサーシステムの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 学会等名
      晝馬輝夫 光科学賞の授与及び平成30年度研究助成金贈呈の式典
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real time recording of clock gene expression in multiple tissues of freely moving mice2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 概日リズム発振におけるラット脈絡叢の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      山口剛史、浜田俊幸、飯島典生
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動体追跡技術を用いた遺伝子発現定量解析システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸、浜田和子、 Sutherland K
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域「レゾナンスバイオ: 共鳴誘導で革新するバイオイメージング」平成30年度班会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動体追跡技術をもちいて睡眠システムを解析する2018

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 学会等名
      日本睡眠学会 第22回「睡眠科学研究講座」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Hamada Lab. 国際医療福祉大学 薬学部 年齢軸生命機能解析学分野

    • URL

      https://hamada-lab.amebaownd.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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