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2018 年度 実施状況報告書

細胞の微細構造と拡散モデル式との相関

研究課題

研究課題/領域番号 17K11674
研究機関長崎大学

研究代表者

佐々木 美穂  長崎大学, 病院(歯学系), 助教 (10437874)

研究分担者 佛坂 由可  長崎大学, 病院(歯学系), 講師 (10244089)
中村 卓  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (30172406)
高木 幸則  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (30295084)
片山 郁夫  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (80295089)
榮田 智  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (80325662)
角 美佐  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (90284702)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード拡散強調撮像 / MRI
研究実績の概要

本研究は、細胞の微細構造と細胞内、外の拡散係数を明らかにし、多彩な生命現象に伴う核や細胞内小器官の変化を2次元、3次元的に捉えるための基礎を構築し、理論的モデルの構築を目指すことを目的としている。前年度では、培養細胞を用いて拡散強調撮像を行い、得られた信号強度のデータを多項指数関数近似を行うことにより、大小の異なる複数の拡散係数に分離することが可能であることを明らかにした。そこで本年度は細胞内の微細構造毎の拡散係数を測定し、前年度の計算式から求めた拡散係数と比較、検討した。
使用した細胞は前年度と同じCV-1cellである。これを市販の細胞分画分離キットを用いて、通法に従い、核、クロマチン、organella membrane、plasma membraneのそれぞれの成分に分離したPBS溶液を作成した。それぞれの溶液をエッペンドルフチューブ内に満たし、前年度と同様の3TMRI装置にて、b値0-4000s/mm2までの値を用いて拡散強調撮像を行った。得られた信号強度を基に,多項指数関数近似を行い、それぞれの細胞分画成分の拡散係数を求めた。その結果、クロマチン、organella membrane、plasma membraneの拡散係数は、2項指数関数近似によりPBS成分と区別して計算することが出来た。また、核については4項指数関数による近似が最も精度が高く、拡散係数を4つに分離することが出来た。これらの値を前年度の結果と比較すると、前年度の5項指数関数で求めた細胞の拡散係数とよく一致していた。以上の結果は2019年度の日本歯科放射線学会総会にて報告する。

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

培養細胞を用いた実験系やMRI撮像について特に問題は無く、おおむね当初の計画通りに実験は進行しているため。

今後の研究の推進方策

本年度は前年度行った核、クロマチン、organella membrane、plasma membraneの拡散係数の計算法の再現性を検討する。また、これまでの結果を基に、より生体に近い実験系での評価を行うために、マウスの脳組織を用いたMRI撮像、および健常人の脳MRI撮像データを解析し、細胞の微細構造と拡散係数との関係を明らかにする。また以上の結果を学会で発表を行うとともに論文にまとめる。

次年度使用額が生じた理由

本年度実施予定であった核、クロマチン、organella membrane、plasma membraneの拡散係数の再現性の検討を次年度行うことになったため、本年度の使用予定であった研究費の一部を次年度に使用する。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 高磁場・超高b値 拡散強調MRIを用いた細胞内拡散系数の推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 美穗、佛坂 由可、片山 郁夫、榮田 智、高木 幸則、角 美佐、中村 卓
    • 学会等名
      日本歯科放射線学会第60回学術大会

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公開日: 2019-12-27  

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