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2017 年度 実績報告書

細胞の活動を反映する光散乱パターンを用いた脳梗塞イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K01856
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

研究代表者

川内 聡子  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, 防衛医学研究センター, 助教 (20506505)

研究分担者 佐藤 俊一  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, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 教授 (90502906)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード虚血性脳梗塞 / 光散乱 / 光イメージング / 梗塞周辺脱分極
研究実績の概要

本研究は,虚血性脳梗塞の病態解明と治療法開発のため,動物モデルを対象に細胞小器官の活動を反映する微細な光散乱パターンを用いて,脳組織のバイアビリティーの時空間変化をin vivoで可視化することを目的とする。細胞小器官の動きの指標になると予想される光散乱パターン(レーザー光照射によるスペックルパターン)は,光散乱体(細胞小器官等)が静止していると明暗が強い像となる。このとき画像の強度分布(ヒストグラム)は広がる性質を持つ考えられるため,この広がりを数値化・マッピングすれば細胞の活動すなわちバイアビリティーを可視化できると考えた。初年度は,この強度分布の広がりを数値化・マッピングする画像処理プログラムを作成し,ラット脳梗塞モデルを対象に画像の強度分布の広がりと梗塞領域の関係につき調べた。次年度は,強度分布の広がり(以下分散値とする)の病態生理学的意味を理解するため,分散値の時空間変化と脳血流の変化,梗塞周辺脱分極の発生,梗塞領域との関係につき調べ,分散値の増大がバイアビリティーの低下を示唆する可能性を示した。最終本年度は,分散値の増大と病理組織学的変化との関係を明らかにすることを目的として以下の研究を実施した。
イソフルラン麻酔下にラット頭部を固定し,頭部左半球を波長780 nmのレーザー光で照明し,組織からの後方散乱光を経頭蓋骨的にCCDで撮像した。中大脳動脈閉塞により局所脳虚血を作製し,90分間撮像を行った。撮像終了翌日にラットを犠牲死させ脳を取り出し,TTC(2, 3, 5-triphenyltetrazolium chloride)染色を行ったところ,分散値の増大した領域が梗塞壊死領域になることが確認された。この結果から,細胞小器官の活動を反映する微細な光散乱パターンは,組織バイアビリティーの低下の指標になりうることが示唆された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Near‐infrared diffuse reflectance signals for monitoring spreading depolarizations and progression of the lesion in a male rat focal cerebral ischemia model2018

    • 著者名/発表者名
      Satoko Kawauchi, Izumi Nishidate, Hiroshi Nawashiro, Shunichi Sato
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Research

      巻: 96 ページ: 875-888

    • DOI

      10.1002/jnr.24201.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザー誘起衝撃波を用いたラット頭部外傷モデル:酸化ストレスの評価2017

    • 著者名/発表者名
      川内聡子,坂牧道代,小牟田縁,大沼千波,西舘泉,津田均,海田賢一,佐藤俊一
    • 雑誌名

      レーザー学会第510回研究会報告(ニューロフォトニクス)

      巻: RMT-17 ページ: 11-15

  • [学会発表] 拡散反射分光法によるラット中枢神経の病態リアルタイム観察2017

    • 著者名/発表者名
      川内聡子
    • 学会等名
      酸素ダイナミクス研究会
  • [学会発表] レーザー誘起衝撃波を用いたラット頭部外傷モデル:酸化ストレスの評価2017

    • 著者名/発表者名
      川内聡子,坂牧道代,小牟田縁,大沼千波,西舘泉,津田均,海田賢一,佐藤俊一
    • 学会等名
      レーザー学会第510回研究会(ニューロフォトニクス)
  • [学会発表] Investigation of oxidative stress in the rat brain exposed to a laser-induced shock wave2017

    • 著者名/発表者名
      Satoko Kawauchi, Michiyo Sakamaki, Chinami Onuma, Yukari Komuta, Izumi Nishidate, Kenichi Kaida, Hitoshi Tsuda, Shunichi Sato
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and their Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡散反射分光法を用いたラット中枢神経組織のリアルタイム病態観察2017

    • 著者名/発表者名
      川内聡子,西舘泉,苗代弘,佐藤俊一
    • 学会等名
      第15回医用分光学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical monitoring of acute physiological changes in a rat mild blast-induced traumatic brain injury model and its correlation with histopathological outcomes2017

    • 著者名/発表者名
      Satoko Kawauchi, Michiyo Sakamaki, Chinami Onuma, Yukari Komuta, Izumi Nishidate, Kenichi Kaida, Hitoshi Tsuda, Shunichi Sato
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BiOS 2018
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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