架橋コラーゲンの光学特性を指標とした生体組織老化診断法の開発と老化局在因子の探究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12558108
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 荒木 勉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東野 義之 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40075023) ; 安井 武史 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (70314408) ; 橋本 守 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (70237949) ; 山田 源 熊本大学, 動物資源開発研究センター, 教授 (80174712)
• Keywords: ナノ秒蛍光 / AGE / 組織自己蛍光 / 非線形光学効果 / コラーゲン / 老化 / ヒト歯 / 顕微蛍光測定

Research Abstract

本研究の目的は生体組織老化現象の研究の一環として、パルスレーザー誘起蛍光、第二高調波(SHG)、原子発光、非線形ラマン分光などによる新しい組織老化定量診断システムを提案し、本法を用いて老化を制御する因子を探索する。本年度に得られた成果を列記する。
(1)ヒト象牙質切片を可溶化することに成功した。抽出溶液を蛍光分光光度計で測定した結果、切片を顕微蛍光測光したものと類似の蛍光スペクトルが得られ、蛍光強度は加齢に伴って上昇した。リボースと反応させた切片からの抽出液の蛍光強度は非反応試料よりも大きくなった。AGEの存在を示すものである。溶液について、時間分解蛍光測光を行う必要がある。
(2)ヒトアキレス腱について、年齢と蛍光強度および蛍光減衰波形の関係を求めたが、相関はなかった。しかし象牙質では前項のように年齢との相関が明確であった。力学的負荷影響を調べる必要がある。
(3)象牙質、エナメル質、アキレス腱について、800nmのfsパルスレーザーを照射し、400nmのSHG光を得た。その強度は組織のコラーゲン含有量に比例した。SHGに関しては今後、組織の年齢との相関、コラーゲン分子配向との関係を調査する必要がある。
(4)マイクロ波励起プラズマ発光光源の高出力化を行った。プラズマトーチの強制冷却を行うため、冷却液循環型トーチを製作した。微量体元素のトレースに有効であると思われる。
(5)コヒーレント・アンチストークス・ラマン(CARS)顕微鏡の画像分解能に関する計算を行い、実験結果と比較した。また、画像収集時間を短縮するための光学系を作成した。この装置を用いてポリスチレンビーズのCARS像を得た。本法を生体試料に適用していく計画である。

Research Products

• [Publications] T.Araki,M.Hashimoto,T.Yasui G.Yamada and Y.Tohno: "Change of dynamic fluorescence of tissue in nanosecond region induced by glycosylation of collagen"Prof.10th intl.Conf.on Biomed : Eng.(Dec.singapore). 87-88 (2000)
• [Publications] 荒木勉,林本林,北村清一郎: "自己蛍光から得られる組織老化情報(糖とコラーゲンの反応による蛍光)"第23回日本ME学会中国四国支部大会論文集. 42 (2000)