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2014 年度 実績報告書

成長過程における神経・グリア・血管の連携メカニズムの獲得とその神経修飾作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25750400
研究機関電気通信大学

研究代表者

正本 和人  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (60455384)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード神経血管連関 / 蛍光標識グルコース誘導体
研究実績の概要

マウス脳の成長に伴うエネルギー代謝の変化を画像計測するための手法を確立することを目的とし、当該研究期間においては実験動物および数値解析の手法を用いて提案手法の有用性について検討した。蛍光標識を施したグルコースの誘導体をマウスの尾静脈より投与し、脳組織および脳血管での蛍光輝度の変化を二光子顕微鏡を用いたタイムラプスイメージングによって評価した。撮像した画像は、血管と組織の画像領域にそれぞれ分割し、各画像領域内での血管及び組織における蛍光標識グルコース誘導体に関する輝度時間変化曲線を得た。さらに、あらかじめ求めた蛍光輝度ー濃度に関する較正曲線に従い、計測された蛍光輝度を蛍光標識グルコース誘導体の濃度に換算した。ここで、血中から組織への蛍光グルコース誘導体の輸送量を定量評価するために、グラフ解析の手法を導入した。投与初期においては血中から組織への移行量を算出し、投与後10分から30分の時間範囲において組織への蓄積量を算出した。これらの提案法の有用性について検討するために、グルコース輸送担体との結合能が異なるD体とL体の蛍光標識グルコース誘導体を用いて、比較実験を行った。その結果、脳への移行量はD体がL体を上回る結果が得られた。また測定部位でのばらつきを評価するために、脳表から深さ0.3 mmまでの間で、同様に移行量と蓄積量に関する定量評価を行った。その結果、組織内では脳表に比べて移行量が高い結果が得られた。さらに麻酔下と覚醒下での比較実験を行った結果、麻酔下ではグルコース輸送担体を介さない移行経路が主要な輸送経路であることが示唆された。これらの結果は、輸送量と血中グルコース濃度との間に有意な相関が認められなかったことにも裏付けられる。また数値解析の結果、測定された蛍光薬剤の濃度変化が蛍光標識グルコースの分子量に基いて見積もられた脳組織での拡散係数とよく一致することが確認された。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Fluorescence Imaging of Blood Flow Velocity in the Rodent Brains2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Masamoto, Ryo Hoshikawa, Hiroshi Kawaguchi
    • 雑誌名

      CurrentTopicsMedicinChem

      巻: ? ページ: unpublished

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 神経血管ユニットの構造的および機能的可塑性に関する生体光イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      正本和人, 菅野巖
    • 雑誌名

      日本脳循環代謝学会機関誌

      巻: ? ページ: unpublished

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vessel specific imaging of glucose transfer with fluorescent glucose analogue in anesthetized mouse cortex.2014

    • 著者名/発表者名
      Murata R, Takada Y, Takuwa H, Kawaguchi H, Ito H, Kanno I, Tottori N, Yamada Y, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Yamada K, Masamoto K.
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol

      巻: 812 ページ: 241-246

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Automated image analysis for diameters and branching points of cerebral penetrating arteries and veins captured with two-photon microscopy.2014

    • 著者名/発表者名
      T, Yoshihara K, Kawaguchi H, Takuwa H, Ito H, Kanno I, Yamada Y, Masamoto K.
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol

      巻: 812 ページ: 209-215

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connections with adaptation of the neighboring astrocytes in adult mouse cortex under chronic hypoxia.2014

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Takuwa H, Seki C, Taniguchi J, Itoh Y, Tomita Y, Toriumi H, Unekawa M, Kawaguchi H, Ito H, Suzuki N, Kanno I.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab.

      巻: 34 ページ: 325-331

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pial arteries respond earlier than penetrating arterioles to neural activation in the somatosensory cortex in awake mice exposed to chronic hypoxia: an additional mechanism to proximal integration signaling?2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Sekiguchi, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Takahiro Kikuchi, Eiji Okada, Iwao Kanno, Hiroshi Ito, Yutaka Tomita, Yoshiaki Itoh, Norihiro Suzuki, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita, Kazuto Masamoto
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

      巻: 34 ページ: 1761-1770

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hypoxia-induced adaptation of cerebral microvasculature2014

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Takuwa H, Ito H, Kanno I
    • 雑誌名

      Microvascular Reviews and Communications

      巻: 6 ページ: 13-18

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光グルコース誘導体を用いたマウス大脳血管壁におけるグルコース輸送に関する生体光イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      村田 澪, 鈴木秀明, 田桑弘之, 川口拓之, 菅野 巖, 冨田 裕, 鈴木則宏, 山田勝也, 正本和人
    • 学会等名
      第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟)
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [学会発表] 二光子レーザー顕微鏡法による神経血管連関の可視化と光による介入2014

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第16回先進レーザー応用技術セミナー「医療・バイオ分野における計測・イメージング技術」
    • 発表場所
      慶應義塾大学理工学部矢上キャンパス(横浜)
    • 年月日
      2014-11-28 – 2014-11-28
    • 招待講演
  • [学会発表] アストロサイト賦活による局所脳血流反応の空間伝播の解析2014

    • 著者名/発表者名
      渡部竜志,正本和人,畝川美悠紀,結城浩弥,新タ雅啓,鳥海春樹,田桑弘之,川口拓之,菅野巖,松井広,田中謙二,冨田裕,鈴木則宏
    • 学会等名
      第26回日本脳循環代謝学会総会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-22
  • [学会発表] In vivo optical imaging of structural and functional plasticity of neurovascular unit.2014

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K:
    • 学会等名
      第26回日本脳循環代謝学会総会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-21
  • [学会発表] analysis of astrocytic restructuring induced by chronic hypoxia in the adult mouse cortex.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Maeda, Masahiro Nitta, Takuma Sugashi, Hiroshi Kawaguchi, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Ito, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC (USA)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [学会発表] 光遺伝学による脳血流の操作2014

    • 著者名/発表者名
      正本和人,畝川美悠紀,渡部竜志,結城浩弥,田桑弘之,川口拓之,菅野巖,松井広,田中謙二,冨田裕,鈴木則宏
    • 学会等名
      レーザー学会第467回研究会「ニューロフォトニクス」
    • 発表場所
      北海道大学北キャンパス創成科学研究棟(北海道)
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-07
  • [学会発表] 脳血管のmetabolic control: 低酸素環境と脳血管のリモデリング2014

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第24回脳血管シンポジウム 脳血管研究update
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-dimensional velocity imaging of cortical surface vasculature in the anesthetized mouse exposed to chronic hypoxia.2014

    • 著者名/発表者名
      R. Hosihikawa, T. Sugashi, H. Kawaguchi, H. Takuwa, H. Ito, Y. Tomita, N. Suzuki, I. Kanno, K. Masamoto
    • 学会等名
      International Society on Oxygen Transport to Tissue
    • 発表場所
      London (UK)
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-07-03

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公開日: 2016-06-01  

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