| 研究課題/領域番号 |
17H04262
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
上野 智弘 京都大学, 医学研究科, 助教 (10379034)
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| 研究分担者 |
杉本 直三 京都大学, 医学研究科, 教授 (20196752)
木下 政人 京都大学, 農学研究科, 助教 (60263125)
福山 秀直 京都大学, 充実した健康長寿社会を築く総合医療開発リーダー育成リーディング大学院, 特任教授 (90181297)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 磁気共鳴映像法 / ヒト疾患モデル / 小型魚類 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、14.1Tの超高磁場を用いて開発している高解像の磁気共鳴映像法（MRI）装置である14.1 T MR顕微鏡を用いて、メダカなどの小型魚類ヒト疾患モデルを生きたまま、3次元的に撮像する。この際、小型魚類のヒト疾患モデルの1個体を経時的に一生に渡って（ライフスパン）撮像を行なっていく。ライフスパンが短い小型魚類に対し高解像度の定量的イメージングを行うことで、疾患の発生から進展の過程をライフスパンで病理学的に追跡することを目的としている。本年度においては、MR顕微鏡における信号生成過程の均質化とその領域の拡大化のために新たなNMR送信コイルの開発と導入を行なった。新たなコイルは、従来のコイルに比べ、約1.８倍の均一領域を持つことになり、MR顕微鏡画像においてもその効果を確認できた。このコイルを用いて、ガン抑制遺伝子を変異させたメダカに対し、経時的にin vivoイメージングを行った。腎臓の大きさや形に注目すると、外見上異常の見られない若魚の段階においても、腎臓が大きくなり、左右差が生じるという結果が見出された。さらに、遺伝子変異の違いによっても腎臓の大きさや形が異なった変化を示すことが示唆された。また、アルツハイマー病に関連するとされるタウタンパク質の発現量を増やしたメダカ（タウオパチーモデル）と野生型メダカにおける行動の表現型の違いを年齢群で比較し、タウタンパク質が加齢に伴って与える影響の存在を示唆する結果が得られた。さらに、生活習慣病がアルツハイマー病などに与える影響を調べるため、糖尿病とタウオパチーの併発モデルの作成を行ない、タウオパチーモデルに糖尿病を誘導できたことを示唆する結果を得た。加えて、MR顕微鏡のデジタル化を行うためのスペクトロメータの導入を行った。さらに、高年齢群での大きくなった個体に対応するため、MR顕微鏡の新たな傾斜磁場コイルの設計を行った。
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| 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
本年度においては、信号生成過程の均質化とその領域の拡大化を行うことができた。さらに、ガン抑制遺伝子を変異させたガンモデルに対し、経時的in vivoイメージングを行うことにより、腎臓の大きさと左右差について、個体ごとに比較することができた。その結果から、外見上異常のない若魚の段階から、腎臓に野生型との違いに加え、遺伝子変異の違いによる違いを示唆する結果が得られた。また、タウオパチーモデルや糖尿病とタウオパチーの併発モデルの作成や解析を進められている。また、MR顕微鏡のデジタル化を行うためのスペクトロメータの導入を行なった。新たな傾斜磁場コイルの設計では、銅コイルの加工法を再検討する必要が生じた。ボビンのサイズを変更して、銅線を用いることで製作が行えることが分かった。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度のMR顕微鏡の経時的in vivoイメージングにより示唆されたメダカガンモデルの早期異常が、加齢とともにどのように発展していくのかや、そのメカニズムについて、経時的in vivoイメージングをさらに進めて解析するとともに、病理切片や血液の検査等も合わせて行なっていくことで、理解を得ることを目標とする。また、定量的イメージングの導入も図っていく。第１段階として、T1やT2*を定量的に計測し分布を求めることを目指す。また、加齢によって野生型の行動様式からのズレが生じることを示唆する結果が得られたメダカタウオパチーモデルの行動解析をさらに進める。加えて、その原因を特定するために、ウエスタンブロットや免疫染色など行い、タンパク質レベルでの解析も進める。今年度、若魚の状態で、糖尿病の誘導が示唆された糖尿病とタウオパチーの併発モデルに対し、設定したプロトコルに従い、さらに飼育を進めることで、高年齢に到達した段階での病態の様子をウエスタンブロットや病理切片、行動解析を通じて解析を行っていく。MR顕微鏡のデジタル化のためのスペクトロメータによる撮像テストを行い、その効果を検証する。さらに、銅線を用いた加工法による新たな傾斜磁場コイルの再設計と製作を行う。
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