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2016 年度 実績報告書

アルツハイマー病早期診断に向けたコヒーレント・ラマン水晶体イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26282117
研究機関筑波大学

研究代表者

加納 英明  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70334240)

研究分担者 加治 優一  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50361332)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードラマン / CARS / 水晶体
研究実績の概要

アルツハイマー病(Alzheimer's Disease; AD) は、認知症の原因として最も高頻度に見られる神経変性疾患の一つであるため、その早期診断、治療法の開発が現在切に望まれている。最近の研究で、AD患者の水晶体に脳内にも認められるアミロイドβ(Amyloid β; Aβ)が存在することがわかった。これをプローブすることにより、水晶体の検査でADを早期発見できる可能性がある。そこで本研究では,コヒーレント・ラマン散乱を用いた水晶体の分子イメージング装置を新たに立ち上げ、Aβの検出を目指した。研究期間内に新規白色レーザーを導入し、コヒーレント・ラマン散乱を含む複数の非線形光学効果を用いたマルチモーダル・非線形光学顕微鏡の構築を行った。さらに、倫理委員会の承認を得た上で、ヒト水晶体の測定を行い、水晶体表面近傍のラベルフリーex vivo断層イメージを得ることに成功した。研究期間内にAβ由来の分光学的指標を見つけることはできなかったが、白内障を含む水晶体疾患の新しい検査装置の開発に向けて、産学連携でさらに研究を進める体制を整えた。
本研究で特筆すべきは、眼組織を可視化する本研究の過程で、偶然「線毛根」というオルガネラを可視化出来た点である。すなわち、本研究にて開発した装置の第二高調波というチャンネルで、微弱かつ多数のフィラメント状構造物を網膜視細胞にて見出した。そして、この信号がルートレティンというタンパク質に由来すること(分子同定)、さらにそれがフィラメント状構造をとったオルガネラ、すなわち線毛根を可視化していること(オルガネラ同定)を突き止めた。今後、用いるレーザーの低出力化等、低侵襲化の検討を進めることで、網膜変性疾患等の眼病診断等への展開が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] CNRS(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS
  • [雑誌論文] SHG-specificity of cellular Rootletin filaments enables naive imaging with universal conservation2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Akiyama, Akihito Inoko, Yuichi Kaji, Shigenobu Yonemura, Kisa Kakiguchi, Hiroki Segawa, Kei Ishitsuka, Masaki Yoshida, Osamu Numata, Philippe Leproux, Vincent Couderc, Tetsuro Oshika, Hideaki Kano
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 39967

    • DOI

      110.1038/srep39967

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multicolor multiphoton microscopy based on a nanosecond supercontinuum laser source2016

    • 著者名/発表者名
      Claire Lefort, Rodney P. O'Connor, Veroique Blanquet, Laetitia Magnol, Hideaki Kano, Vincent Tombelaine, Philippe Lévêque, Vincent Couderc, and Philippe Leproux
    • 雑誌名

      Journal of Biophotonics

      巻: 9 ページ: 709-714

    • DOI

      10.1002/jbio.201500283

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyperspectral coherent Raman imaging; principle, theory, instrumentation, and applications to life sciences2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Kano, Hiroki Segawa, Masanari Okuno, Philippe Leproux, and Vincent Couderc
    • 雑誌名

      Journal of Raman Spectroscopy

      巻: 47 ページ: 116-123

    • DOI

      10.1002/jrs.4853

    • 国際共著
  • [学会発表] ラマンイメージングで捉えられるPathogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      加納 英明
    • 学会等名
      8thバイオメディカルインターフェース・ワークショップ
    • 発表場所
      宮古島市中央公民館(沖縄県宮古島市)
    • 年月日
      2017-03-11 – 2017-03-11
    • 招待講演
  • [学会発表] ここまでできる!非線形光学によるバイオイメージング2016

    • 著者名/発表者名
      加納 英明
    • 学会等名
      月刊OPTRONICS特集連動セミナー
    • 発表場所
      飯田橋レインボービル(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Coherent nonlinear optical imaging using a white-ligtht laser source(白色レーザーによるコヒーレント非線形光学イメージング)2016

    • 著者名/発表者名
      加納 英明
    • 学会等名
      第54回生物物理学会年会・科研費新学術領域「レゾナンスバイオ」共催シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Label-free, Multi-color Imaging of Live Cells and Tissues Using a White-Light Laser Source2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Kano
    • 学会等名
      ISNM2016(国際ナノメディシンシンポジウム)
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Kano Lab

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~CARS/index.html

  • [産業財産権] 超解像顕微鏡2017

    • 発明者名
      池滝慶記,加納英明
    • 権利者名
      オリンパス株式会社,筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-009290
    • 出願年月日
      2017-01-23
  • [産業財産権] 超解像顕微鏡2016

    • 発明者名
      池滝慶記,加納英明
    • 権利者名
      オリンパス株式会社,筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-251895
    • 出願年月日
      2016-12-26

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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