細胞の微細構造と拡散モデル式との相関

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K11674
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態科学系歯学・歯科放射線学
• 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), 客員研究員 (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), 教授 (90284702)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 拡散強調MRI / 細胞内拡散 / 制限拡散

研究成果の概要

本研究は、細胞内の水分子の拡散を細胞外と区別し、細胞内小器官の変化を捉えるための理論的モデルの構築を目的とした。方法は3T-MRI装置にて、培養細胞及びこれより抽出した成分（核、細胞膜、細胞内膜、クロマチン、DNA）の超高b値拡散強調撮像を行い、多項指数関数近似法を用いて解析した。その結果、細胞内の拡散を細胞外と区別して3段階の速度値に区別可能で、細胞質器質、細胞膜・内膜系、核内部の拡散を反映していると推定された。また健常人脳組織への応用も可能であった。以上研究目的は達成され、これを応用する事により細胞増殖や細胞死などの多様な生命現象を捉えるための有用な情報を提供できると考える。

自由記述の分野

歯科放射線学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を臨床応用し、生体組織や各種疾患・病変の細胞内の水分子の拡散を細胞外のそれと区別して評価し、その特徴や病変ごとの違いなどを明らかにする事ができれば、拡散現象を通して細胞増殖や細胞死、さらには癌化などといった多様な生命現象に伴う核や細胞内小器官の変化を2次元/3次元的に捉える事が可能で、更に病期の診断や治療効果判定に有用なデータを非侵襲的に提供できると考えられ、学術的・社会的意義は大きい。