| 研究領域 | 宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05196
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
水間 広 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00382200)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | 生体イメージング / 中枢リンパ系 / SPECT / 脳神経疾患 / 脳腫瘍 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、テルル化カドミウム半導体検出器を持つ高性能SPECT装置を用いて、近年発見され機能が未知の中枢性リンパ系の「真」の循環動態を明らかにする。脳組織－リンパ管体系での体内物質および細胞の動的変化を捉える動態イメージング法を開発し、病態モデルマウス（神経炎症、脳腫瘍など）における中枢リンパ管内での免疫細胞の遊走性や老廃物の除去について可視化・定量化する。本研究結果から、脳神経疾患や腫瘍に対する新たな診断技術の創出および治療戦略モデルの構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、近年発見された中枢神経系リンパ管の機能について、脳組織全体を可視化する方法を開発した。宇宙硬エックス線・ガンマ線観測研究から創成されたテルル化カドミウム（CdTe）半導体検出器を持つ小動物用の高性能SPECT装置を用い、マウスの脳組織－リンパ管体系での体内物質および細胞の空間的および時間的な動的変化を捉え、中枢神経系リンパ管内へと流入する細胞活動により蓄積した老廃物や髄腔内を循環する免疫細胞の遊走能について可視化・定量化を目指した。最初に標識トレーサーとして高分子化合物の標識法を検討し、SPECT核種であるインジウム111を高分子化合物であるデンドリマーへの標識およびマウス髄腔内投与用の高濃度化に成功した（濃度：1 MBq/mL以上）。次に標識トレーサー投与法を最適化するため、マウス脳髄腔内投与用に直径0.4 mmと極小の非金属性プラスチック留置針を開発した。この留置針は高機能3Dプリンターにより作製され、全長3mm、針の内径0.15mm（外径0.20mm）と高精細構造を保持しており、マウス大槽内への投与に成功した。撮影法は、中枢神経系リンパ管の動態は睡眠および覚醒時で異なると考えられており、これは脳活動に起因すると推測されている。本研究でも脳活動の変化に伴うリンパ管の循環動態への影響を調べるため、SPECT撮影用の覚醒時撮影用の頭部固定具を開発した。最後に、投与された標識トレーサーがマウス脳組織周囲に派生する髄腔を走行する画像の取得に成功した。画像データを投与直後、1日後、2日後と時系列に撮像することで、空間的および時間的変化が観察され、画像から移動速度を算出することが可能となった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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