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2013 年度 実績報告書

コラーゲンの光学情報に基づいた生体老化測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23650260
研究機関大阪大学

研究代表者

荒木 勉  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)

研究分担者 福島 修一郎  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40362644)
キーワード老化 / 蛍光 / コラーゲン / 分子間架橋 / 象牙質 / 皮膚
研究概要

年をとると皮膚の張りの低下、水晶体のにごり、動脈の硬化、骨密度が低下しないのに骨折しやすいなどの症状が現れるが、これにはコラーゲンが大きく関与している。骨を例にとれば、骨のコラーゲン線維が血糖の働きで非酵素的なメイラード反応を起こした結果、糖化され、糖化最終産物(AGE)を産生する。AGEはコラーゲン分子間の架橋となり、コラーゲンの機械的特性を変化させる。またAGEは蛍光を強く発する。またコラーゲンは2次の非線形光学感受率が高いので、パルスレーザー光によって第二高調波発生光(SHG 光)が発生する。したがって蛍光計測とSHG光計測を利用すれば老化のモニターとなる。
SHG光計測においては、ヒト真皮コラーゲン分布を計測した。若年から中年にいたる各年代のボランティアを募り、頬のコラーゲン分布画像を取得比較した結果、年齢とともにコラーゲンからのSHG信号が弱くなることを観測した。また蛍光も同時に計測し、エラスチンとコラーゲンの比を求めた。しかし、皮膚においては、in ivo計測によるAGE蛍光強度と加齢との相関はまだ見出せていない。
歯についても計測を始めたが、象牙質のSHG信号には顕著な年齢差が見られなかった。歯では機械特性ならびにAGEをターゲットとした蛍光強度に、年齢による差が見出された。ただし、通常の歯切片はハイドロオキシアパタイトの影響が大きく、コラーゲンの硬さと蛍光が特定できないためこれを脱灰によって取り除き、コラーゲンを露出することで所期の計測を実施した。以上の結果をもとに、平成25-26年度の挑戦萌芽研究を計画し、採択された。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Accumulation of advanced glycation end-products in human dentin by aging2014

    • 著者名/発表者名
      Jiro Miura, Shuichiro Fukushima, Tsutomu Arak, et al.
    • 雑誌名

      Arch. Oral Biol.

      巻: 59 ページ: 119-124

    • DOI

      10.1016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SHGイメージングの組織診断への応用2013

    • 著者名/発表者名
      福島修一郎、荒木 勉
    • 雑誌名

      京府医大誌

      巻: 122 ページ: 189-198

  • [備考] 荒木研究室ホームページ

    • URL

      http://sml.me.es.osaka-u.ac.jp/Araki_Lab/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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