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光干渉断層画像化法を応用した生殖細胞インテグリティ評価技術の開発

公募研究

研究領域配偶子インテグリティの構築
研究課題/領域番号 19H05239
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
審査区分 生物系
研究機関山形大学

研究代表者

阿部 宏之  山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (10375199)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード光干渉断層撮影 / 卵巣 / 卵母細胞 / 発生 / 生殖医療 / 光干渉断層撮影法 / 生殖細胞
研究開始時の研究の概要

本研究では、光干渉断層画像化法(OCT)を応用した卵子インテグリティ評価技術の開発を目的とする。具体的には、光干渉信号の強度変化を利用するドップラーOCT技術を確立し、卵巣内に存在する卵胞及び卵子を非破壊的に画像撮影し、卵胞サイズと卵子の生物活性の解析を行う。画像解析処理能力の向上させたドップラーOCTにより卵細胞質における光散乱現象の時間的変化を高精度で検出し、卵子クオリティー評価への応用を試みる。本研究で開発するドップラーOCTシステムは、卵巣内に存在するほとんどの発生ステージの卵子を非破壊的に「生きたまま」で「3次元的」に可視化できる画期的な解析技術として期待される。

研究実績の概要

光干渉断層撮影画像化法(オプティカル・コヒーレント・トモグラフィー:OCT)は、弱い近赤外光を生体に照射し、生体試料内部からの後方散乱光を高感度に検出することで生体試料の断層画像を撮影する技術であり、超音波画像診断法と比べて高分解能を有する特長がある。本研究では、OCT技術を応用した卵子インテグリティ評価技術を開発するために、以下の研究を行った。
(a)超高速画像処理を可能とするドップラーOCT技術の開発:直径20 um以下の前胞状卵胞の画像計測を可能とするプローブ、高速ラインカメラとGPU(Graphic Processing Unit)を用いた超高速画像計測技術を開発し、その性能の評価を行った。その結果、散乱光のドップラー効果を利用した微小卵胞3次元イメージングシステム(ドップラーOCT)を開発することができた。卵巣観察に特化した計測プログラム(条件)とアルゴリズムを構築することで、マウス卵巣における卵胞の3次元イメージングの高精度解析が可能になった。
(b)卵巣内卵子クオリティー評価技術の開発:ドップラーOCTシステムを用いて、マウストとウシの卵巣において卵胞および卵子のイメージング解析を行った結果、卵子の細胞質において光散乱現象が観察され、この光散乱現象は異なる生理的条件下における変化することが明らかになった。卵子の成熟培養および体外受精を行い、光散乱と卵子の成熟能と胚の発生能との関係を調べた。その結果、ドップラーOCTにより観察される光散乱現象は生命活動によって生じていること、強い光散乱が認められた卵子では比較的高い呼吸活性を示すことが明らかになった。また、ドップラーOCTにより精巣のイメージングを行った結果、精細管及び精巣輸出管において高輝度散乱光が検出された。これらの結果から、光散乱強度を指標に生殖内に存在する生殖細胞のインテグリティを予見できる可能性が示された。

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。

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。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Glycine receptor α4 subunit facilitates the early embryonic development in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishizono Hirofumi、Darwish Mohamed、Endo Takaho A、Uno Kyosuke、Abe Hiroyuki、Yasuda Ryohei
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 159 号: 1 ページ: 41-41

    • DOI

      10.1530/rep-19-0312

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Use of Freeze-thawed Embryos for High-efficiency Production of Genetically Modified Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishizono Hirofumi、Darwish Mohamed、Uosaki Hideki、Masuyama Nanami、Seki Motoaki、Abe Hiroyuki、Yachie Nozomu、Yasuda Ryohei
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: - 号: 158 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3791/60808

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Vivo Rat Brain Imaging through Full-field Optical Coherence Microscopy Using Ultrathin Short Multimode Fiber Probe2019

    • 著者名/発表者名
      Manabu Sato, Kai Eto, Junpei Masuta, Kenji Inoue, Reiko Kurotani, Hiroyuki Abe and Izumi Nishidate
    • 雑誌名

      Applied Science

      巻: 9 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3390/app9020216

    • 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
  • [雑誌論文] Heterozygous SOD1 deficiency in mice with an NZW background causes male infertility and an aberrant immune phenotype2019

    • 著者名/発表者名
      Homma Takujiro、Takeda Yuji、Sakahara Satoshi、Ishii Naoki、Kobayashi Sho、Abe Hiroyuki、Asao Hironobu、Fujii Junichi
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 53 号: 11-12 ページ: 1060-1072

    • DOI

      10.1080/10715762.2019.1677901

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MMF FF OCM による位相画像測定の検討IV2020

    • 著者名/発表者名
      江藤 魁、増田純平、阿部宏之、西館 泉、佐藤 学
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] In vivo rat brain imaging using a short multimode fiber probe2020

    • 著者名/発表者名
      Eto K., Masuta J., Kurotani R., Abe H., Nishidate I., Sato M.
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウシ胚における小胞体ストレス発生機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      内野優真、高倉 啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Brefeldin A により小胞体ストレスを誘導したマウス初期胚の解析2020

    • 著者名/発表者名
      廣枝理紗子、坂原聖士、高倉 啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マウス胚における機能的な密着結合と接着結合の形成2020

    • 著者名/発表者名
      武田奈々、高橋安紀、坂原聖士、高倉 啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] OCTを用いたマウス生殖機能評価に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      渡部裕輝、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第39回日本医用画像工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚における小胞体ストレス発生機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      内野優真、高倉 啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第61回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚における機能的密着結合および接着結合形成機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      武田奈々、伊東莉菜、高倉 啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第61回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Brefeldin Aにより小胞体ストレスを誘導したマウス胚の生物学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      廣枝理紗子、坂原聖士、高倉 啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第61回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト卵管液アミノ酸組成をベースとするマウス胚培養液の有効性の検証2020

    • 著者名/発表者名
      小泉遥奈、高倉啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会令和2年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 卵管液アミノ酸組成を基本とする新規高性能ウシ胚培養液の開発2020

    • 著者名/発表者名
      近藤綾香、武田奈々、高倉啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会令和2年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高精度ミトコンドリアDNAコピー数定量システムの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉光、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第60回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 卵管液アミノ酸組成を基本とするウシ胚培養液の開発2019

    • 著者名/発表者名
      近藤綾香、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第60回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス初期胚発生における小胞体ストレスの影響2019

    • 著者名/発表者名
      加藤貴仁、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第60回日本卵子学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒト卵管液アミノ酸組成をベースとするマウス胚培養液の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小泉遥奈、高倉啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会令和元年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚における小胞体ストレスの発生と胚のクオリティーとの関係2019

    • 著者名/発表者名
      藤田優真、高倉啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会令和元年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚における機能的な密着結合の形成は胚のハッチングに不可欠である2019

    • 著者名/発表者名
      武田奈々、伊東莉菜、高倉啓、坂原聖士、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会令和元年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 卵管液アミノ酸組成をベースとするウシ胚培養液の開発2019

    • 著者名/発表者名
      近藤綾香、武田奈々、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚において密着結合と接着結合は胚の形態的品質を決めている2019

    • 著者名/発表者名
      武田奈々、伊東莉菜、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス初期胚における小胞体ストレスの誘導とその影響の解析2019

    • 著者名/発表者名
      加藤貴仁、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 卵管液アミノ酸組成をベースとするウシ胚培養液開発の試み2019

    • 著者名/発表者名
      近藤綾香、武田奈々、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第57回東北生殖医学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウシ初期発生において小胞体ストレスは胚品質低下の一因である2019

    • 著者名/発表者名
      藤田優真、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第57回東北生殖医学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス胚を用いた新規培養液HiGROW OVITの汎用性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      小泉遥奈、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第57回東北生殖医学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ウシ胚における機能的な密着結合と接着結合の形成2019

    • 著者名/発表者名
      武田奈々、伊東莉菜、坂原聖士、高倉啓、黒谷玲子、阿部宏之
    • 学会等名
      第57回東北生殖医学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 山形大学大学院理工学研究科 バイオ化学工学専攻 阿部研究室

    • URL

      http://abe-labo.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yubl.kj.yamagata-u.ac.jp/html/100000176_ja.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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