2023 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-scale Imaging of Water Molecules using MRI and Isotope Microscope
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21H02857
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
工藤 與亮 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10374232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 正晃 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (00250514)
小畠 隆行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 次長 (00285107)
小牧 裕司 公益財団法人実験動物中央研究所, ライブイメージングセンター, 室長 (10548499)
杉森 博行 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (20711899)
坂本 直哉 北海道大学, 創成研究機構, 准教授 (30466429)
亀田 浩之 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (70829887)
安井 正人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90246637)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 水動態 / MRI / 同位体顕微鏡 / Glymphatic system / 安定同位体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①MRI撮像法開発：高速T2 mapping法について、新しいMRI装置での実装と最適化を行った。既存のT2 mapping法をゴールドスタンダードにして、濃度の異なるO-17標識水を満たした濃度ファントムを撮像し、短時間で空間分解能の高いパラメータを設定した。濃度計測の精度検証も行い、この高速T2 mapping法を利用して、ヒトでの撮像を行い、臨床研究に応用を開始した。
②正常動物での水動態の解明：正常動物にてO-17標識水の静脈内投与や髄腔内投与、頸動脈内投与を行い、連続的にMRI撮像を行った。経時的なMRI撮像データの信号値からO-17濃度に変換し、経時的な濃度マップを作成することで脳脊髄液や脳内の水分布の変化、すなわち水動態を可視化することができた。静脈内・動脈内や髄腔内に投与した水分子が、血管や血管周囲腔からどのように脳実質に入るかを時間的な経過を追って解析した。頚部リンパ管結節モデルにて、頚部リンパ液の流出を阻害することの影響を検討した。
③AQP4ノックアウト動物でも同様の検討を行い、AQP4の有無による水動態の変容を明らかにした。また、AQP4阻害薬も用いて、急性変動を解析した。ALSモデル動物などの疾患モデル動物でも同様の検討を行い、正常動物との水動態の変容について解析した。
④同位体顕微鏡イメージング：凍結切片を用いた同位体顕微鏡イメージングの開発については、標本作成の段階でハードルが大きく、水動態の解析には至らなかった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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