| 研究課題/領域番号 |
16300160
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
南谷 晴之 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70051779)
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| 研究分担者 |
谷下 一夫 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)
末松 誠 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (00206385)
川西 徹 国立医薬品食品衛生研究所, 生物薬品部, 部長 (40124383)
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| キーワード | バイオイメージング / ナノプローブ / 蛍光 / 燐光 / 微小循環 / 血流 / 酸素分圧 / Pdポルフィリン |
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| 研究概要 |
異なる波長の蛍光・燐光で発光するナノプローブを用いて、各種臓器や腫瘍組織内の微小循環の血流動態と酸素代謝を光・イメージング情報で定量計測する多波長マルチカラー・フォトニックイメージングシステムの開発を行った。本研究では、倒立蛍光顕微鏡型と正立蛍光顕微鏡型のシステム構築を行い、前者は肝臓などの消化器系臓器に、後者は脳組織や腫瘍組織を対象に使用した。システムでは、HgランプやXeランプの励起光源のほかに光ファイバを介してNd-YAGレーザー第二高調波光を導光し、複数光源光を同一光軸上に照射できるが、励起波長の異なる励起光を同時に照射するとクロストーク光の影響が大きくなるため、光照射切換えを周期的に行う電子光学シャッタを光軸上に構築し、複数光を最適タイミングで交互に照射することにした。検出系においても光分岐を行うとともに背景光の影響を低減させる光学フィルタの設置を施し、PCシステムで画像収録と燐光信号の検出を同時に行うことを可能にした。さらに、レーザービーム・スポット位置を走査する電子駆動光学系を設置することにより酸素分圧の計測部位を走査し、血管中のみならず周辺組織の酸素分圧計測を可能にし、酸素拡散・代謝状態の定量化を行った。FITCで赤血球を、FITC-Dextranで血漿を染色標識することによりイメージング解析で血流計測を行い、血中に投与したPd-ポルフィリンの燐光寿命によって酸素分圧を計測する。また、CFSEで血小板を、ローダミン6Gで白血球を蛍光染色することで微小血管中にローリング・接着する血球細胞の定量観測を可能にした。これらの手技により脳虚血再灌流モデル、皮膚組織腫瘍モデル、血栓梗塞モデルの微小循環系の血流・酸素代謝ダイナミクスと人工酸素運搬体の効能を定量解析した。In-vitro系を含めて血管内皮細胞の活性酸素による機能変化に関して細胞骨格F-actinの重合、細胞接着を司るtight junctionの喪失、細胞短縮、内皮下露出が顕著に増加、さらに血小板、白血球の内皮細胞接着性が有意に増加し、血栓形成・血流停滞が促進されることを明らかにした。
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