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2018 年度 実績報告書

カーボンナノチューブによる褐色脂肪組織の近赤外光造影

研究課題

研究課題/領域番号 16H02085
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

湯田坂 雅子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 招聘研究員 (70159226)

研究分担者 片浦 弘道  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 首席研究員 (30194757)
佐伯 久美子  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, その他 (80322717)
岡松 優子  北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (90527178)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / 褐色脂肪組織 / 近赤外蛍光造影 / 血管外漏出性亢進
研究実績の概要

単層カーボンナノチューブ(CNT)を用いたマウスの褐色脂肪組織(BAT)造影に関する研究を進めた。前年度、リン脂質ポリエチレングリコール(PLPEG)により表面被覆したCNTの褐色脂肪組織における蓄積量が絶食時に増加することを発見した。その主な原因は、毛細血管漏出性の亢進であることをCNTの近赤外蛍光顕微鏡観察や電子顕微鏡観察により明らかにした。今年度は引き続きその現象の詳細を研究した。BATの組織観察では、コラーゲン染色に有効な鍍銀染色を行ったところ、絶食時のBATではコラーゲン線維の構造が乱れていて、線維の消失や細分化などがみられ、脆弱化が進むことがわかった。また、遺伝子解析により、絶食時のBATでは、Mmp3の発現増加が認められ、タンパク質分解酵素の増量によりコラーゲン線維が脆弱化したと推定された。このような細胞外マトリックスの乱れは、毛細血管基底膜の擾乱を引き起こし、血管外漏出亢進をもたらしたと考えられる。
PLPEG-CNTが血管外漏出を微視的に明らかにするための近赤外蛍光プローブとして有用であることがわかったので、BAT研究において定法となっている寒冷刺激を与えたマウスのBAT変化をPLPEG-CNTを用いて調べた。その結果、絶食にくらべて変化の度合いは低いものの、寒冷刺激でもPLPEG-CNTのBAT蓄積量の増加とコラーゲン線維の脆弱化が認められた。
これまで、BAT研究では、細胞外マトリックスや血管壁の変化について注目されることはなかったが、本研究によりそれらがBATの機能発揮に深く関与していることが示唆され、今後のBAT研究に重要な情報を提供することができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fasting-dependent Vascular Permeability Enhancement in Brown Adipose Tissues Evidenced by Using Carbon Nanotubes as Fluorescent Probes2018

    • 著者名/発表者名
      Yudasaka Masako、Yomogida Yohei、Zhang Minfang、Nakahara Masako、Kobayashi Norihiko、Tanaka Takeshi、Okamatsu-Ogura Yuko、Saeki Kumiko、Kataura Hiromichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32758-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quantification of Single-Walled Carbon Nanotubes in Mouse Feces2019

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Erata, Yuko Okamatsu-Ogura, Takeshi Tanaka, Hiromichi Kataura, Masako Yudasaka
    • 学会等名
      第55回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • [学会発表] カーボンナノチューブの近赤外発光を利用した褐色脂肪造影2018

    • 著者名/発表者名
      湯田坂雅子、蓬田洋平、張民芳、田中丈士、中原正子、小林徳彦、岡松優子、町田拳、石原一彦、佐伯久美子、片浦弘道
    • 学会等名
      第34回DDS学会学術集会
  • [学会発表] Near-Infrared Photoluminescent Carbon Nanotubes for Imaging Brown Adipose Tissue2018

    • 著者名/発表者名
      Masako Yudasaka
    • 学会等名
      第55回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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