| 研究領域 | シンギュラリティ生物学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05436
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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 |
複合領域
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| 研究機関 | 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛 |
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研究代表者 |
石原 美弥 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 教授 (30505342)
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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 |
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | In vivoイメージング / ３次元イメージング / 細胞内局在イメージング / 蛍光タンパク質 / 色素タンパク質 / 光イメージング / 超音波イメージング / スーパーコンティニューム光 / in vivo イメージング / 分光 / 光学特性 / in vivoイメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
臓器横断的なシンギュラリティ現象の解明に資する技術として光音響イメージングを開発する。具体的には、観察深度と分解能、感度のトレードオフを解消可能なマウス機構付きハイブリッド光音響方式を実現するための要素技術を積み上げる。この独創的かつ、これまでにないイメージング技術を用いて、マウス１個体の経時変化と、輸送・拡散の概念を導入した動態解析から、全身性の現象を捉えて生命現象を俯瞰的に理解する切り口でシンギュラリティ現象を解明する。
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| 研究実績の概要 |
生命現象において臨界をもたらす「シンギュラリティ細胞」の探索に、光で撮像対象を特定し、超音波で位置や形態情報を取得する光音響イメージング技術を適用する。シンギュラリティ細胞の計測・操作技術の開発(A01)班の公募研究として、シンギュラリティ現象の解明に資する、光音響イメージングの性能を見極めることを目的としている。顕微鏡タイプの光音響イメージングシステムを構築し、蛍光タンパク質など細胞内の局在物質のイメージング条件と、得られるイメージング性能を網羅的に探索した。本研究では、２次元イメージングから着手し、蛍光イメージングを同時に取得できるシステムで光音響画像を評価した。加えて、撮像対象のバリエーションを増やすために吸収スペクトルを利用できる広帯域光源（スーパーコンティニューム光源）を導入した。
構築した光音響イメージングシステムで検出した光音響信号から画像再構成までの過程で高コントラスト化を図った。データ取得のプロトコルを改良して撮像時間を短縮化した。
光音響イメージングシステムの性能として、テストターゲットを対象に、空間分解能は4マイクロメートルであることを実証した。また、共培養の細胞を対象にマルチカラーで撮像できること、細胞内の局在を可視化できることを示した。蛍光イメージングで使用する励起用フィルターと同じ条件で光音響信号を取得し、複数のターゲットの輝度値を比較することで、スペクトルベースの光音響信号発生効率を検証した。これらの知見を蓄積し、多くの撮像パラメータから画像取得条件を決めるためのアルゴリズムを構築することができた。
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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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