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2016 年度 実施状況報告書

皮膚角層疾患の予知を可能にする表面検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K12499
研究機関弘前大学

研究代表者

中川 公一  弘前大学, 保健学研究科, 教授 (00244393)

研究分担者 澤村 大輔  弘前大学, 医学研究科, 教授 (60196334)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体計測 / 磁気共鳴イメージング / 生体情報 / 皮膚科学 / 電子スピン共鳴
研究実績の概要

磁気共鳴のESRイメージング用にスペクトルデータの取り込みソフト(プログラム)を更新した。取り込んだスペクトルデータを画像に変換するソフトを新に導入し、2次元(2D)画像を構築する過程に取り組んだ。
安定ラジカルを用いたファントムを作成し、2次元イメージングの測定と画像処理を行った。新たに1-2 mm間隔の模擬試料を作成し装置や勾配強度などの検証を行った。安定ラジカルである 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH, 同義語:2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)を用いた。また、画像処理用ソフトで観測データを2次元(2D)画像にする試みをした。DPPHファントム試料による測定で磁場勾配の強さ等を見積もった。また、ファントム画像の解析を行い分解能は、0.4 mm と考えられた。
2D ESRイメージングの装置開発や画像データ処理と並行し、共同研究者から疾患皮膚の提供を受け、皮膚表面画像判定に向けた取り組みを行った。現在、画像向上に向けた取り組みを行っている。皮膚試料のESR測定と2次元イメージング測定を進めた。スピンプローブは、一鎖型脂肪酸である5-DSA(5-doxylstearic acid)を使用した。シアノアクリレートで皮膚角層をガラス板に貼り付けた後、約50μMのスピンプローブ液を採取角層に滴下し37℃の恒温で約60分インキュベーション後、蒸留水で過剰なスピンプローブを洗浄除去し、EPR測定を実施した。尋常性乾癬の結果は、コントロールの値と比較検討した。2次元イメージングの測定と画像処理を行った。
そのほか、新たに動植物に存在する色素ラジカルの2Dイメージングを試みた。その結果、興味深い結果が得られ国際学術誌に発表した。また、疾患皮膚サンプルの測定と画像化を試み、現在解析中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

模擬試料や皮膚計測によるESR2次元画像の研究成果は、以下の通りである。
1.研究計画を達成する模擬試料などの2次元画像化を行うことができた。
2.皮膚科学関連のジャーナルにESR2次元画像の論文が掲載された。
以上のことから、順調の進展と判断した。

今後の研究の推進方策

新たに製作した表面検出器を用いて、共同研究者から提供予定のある疾患皮膚を通常の測定とイメージング測定を行い、データ処理をして疾患皮膚画像を試みる。疾患皮膚画像を詳しく比較検証するためのコントロール皮膚を測定し、コントロール画像を得る。その上で、疾患皮膚画像とコントロール皮膚画像を比較し、疾患部位の画像解析を試み疾患部位の特定を試みる。さらに、微細な皮膚構造の違いの識別を試み皮膚疾患予知の可能性を検討する。

次年度使用額が生じた理由

安価な購入品に努めたために少しの未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

未使用額(32800円)については、実験に必要な石英の測定ロッドや測定用器具を購入する予定である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 図書 (3件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] C ion and X-ray induced sucrose radicals investigated by CW EPR and 9 GHz EPR imaging2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, H. Hara, Ken-ichiro Matsumoto
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 90 ページ: 30-33

    • DOI

      7.10.1246/bcsj.20160290

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigating the distribution of stable paramagnetic species in an apple seed using X-band EPR and EPR imaging2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, B. Epel
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 66 ページ: 315-319

    • DOI

      10.5650/jos.ess16152

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] EPR imaging and HPLC characterization of the pigment-based organic free radical in black soybean seeds2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, H. Maeda
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 51 ページ: 187-192

    • DOI

      10.1080/10715762.2017.1291940

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Skin surface imaging of psoriasis vulgaris by using an electron paramagnetic resonance spin probe2016

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • 雑誌名

      Journal of Dermatological Science

      巻: 81 ページ: 71-73

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2015.10.006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of scavenging activities and distribution of paramagnetic species in Zanthoxylum limonella seeds2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, A. Promjareet, A. Priprem, V. Netweera, H. Hara
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 50 ページ: 1432-1440

    • DOI

      10.1080/10715762.2016.1258117

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Investigation of an innovative 9 GHz EPR surface detection method and its application to non-invasive various human skin2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa,
    • 学会等名
      BIT 5th Annual Congress of AnalytiX-2017
    • 発表場所
      Hilton Fukuoka Sea Hawk(Fukuoka, Fukuoka city)
    • 年月日
      2017-03-22 – 2017-03-24
    • 国際学会
  • [学会発表] X-バンドESRイメージングによる皮膚角層の研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一
    • 学会等名
      分子研研究会
    • 発表場所
      分子科学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-08
  • [学会発表] 重粒子線で生じたスクロースラジカルのEPRとEPRイメージング法による研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一、原 英之、小川幸大、松本謙一郎
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-12
  • [学会発表] 皮膚角層のCW EPRとEPRイメージング法による研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原 英之
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-12
  • [学会発表] 皮膚角層の9 GHz ESRイメージングによる解析2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原 英之
    • 学会等名
      日本油化学会第55回年会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] Skin surface imaging of psoriasis vulgaris investigated by X-band EPR2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, S. Minakawa, D. Sawamura, H. Hara
    • 学会等名
      Asia Pacific EPR/ESR Symposium (APES2016)
    • 発表場所
      Irkutsk, Russia
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of Stable Paramagnetic Species in Apple Seeds Investigated by EPR and X-band EPR Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa, B. Epel
    • 学会等名
      Asia Pacific EPR/ESR Symposium (APES2016)
    • 発表場所
      Irkutsk, Russia
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] CW EPRとEPRイメージング法によるリンゴの種子の研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一、Boris Epel
    • 学会等名
      第20回ESRフォーラム研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-07-16 – 2016-07-16
  • [学会発表] CW EPRとEPRイメージング法による皮膚角層の研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公一、皆川智子、澤村大輔、原 英之
    • 学会等名
      第20回ESRフォーラム研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-07-16 – 2016-07-16
  • [学会発表] Skin surface imaging of psoriasis vulgaris investigated by X-band EPR2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Nakagawa, Satoko Minakawa, Daisuke Sawamura, Hideyuki Hara
    • 学会等名
      The 49th Annual International Meeting of the ESR spectroscopy Groupof the Royal Society of Chemistry
    • 発表場所
      Colchester, England
    • 年月日
      2016-04-02 – 2016-04-07
    • 国際学会
  • [図書] Electron Spin Resonance in Food Science2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 総ページ数
      156(123-136)
    • 出版者
      Academic Press
  • [図書] Peppers: Harvesting Methods, Antioxidant Properties and Health Effects2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa*, B. Epel, H. Hara
    • 総ページ数
      153(41-54)
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc
  • [図書] Textbook of Aging Skin, 2nd edition2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nakagawa
    • 総ページ数
      2222(725-734)
    • 出版者
      Springer Berlin Heidelberg
  • [備考] 中川リサーチグループ

    • URL

      http://personal.hs.hirosaki-u.ac.jp/~nakagawa/

  • [備考] researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/read0186203/

  • [備考] Kouichi Nakagawa (Google scholar)

    • URL

      http://scholar.google.co.jp/citations?user=wqcm6r8AAAAJ&hl=ja

  • [産業財産権] メラニン色素ラジカル測定装置2016

    • 発明者名
      中川 公一
    • 権利者名
      中川 公一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-158210
    • 出願年月日
      2016-08-10

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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