Development of non-invasive imaging methods of Biological flow and concentration field for in vivo physiological immune system interference

体内生理免疫系统干扰的生物流场和浓度场无创成像方法的发展

• 批准号: 22H01394
• 负责人: 菊地 謙次
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01394/
• 关键词: 生体流動イメージング; 生体流体力学; 非侵襲濃度場計測; 生理的免疫系干渉; バイオイメージング; 生体流動計測; 生体流体工学; 生体医工学; バイオメカニクス; バイオエンジニアリング; 線虫; クラミドモナス

本年度は、生体流動における流体の運動の生理的役割について炙り出し、新たな生体内物質輸送理論を構築するため、共焦点レーザー顕微鏡を用いた高時空間生体流動および生体物質同時分解能計測手法を構築し、ミリ秒・細胞スケールでの生体流動および生体物質同時計測実験を推進した。主要な研究実績は以下のとおりである。1. 線虫（C.elegans）腸内における蛍光グルコース包含大腸菌の摂取実験法を開発し、大腸菌捕食後の腸細胞へのグルコース吸収過程について可視化を行った。腸蠕動の頻度・強度の異なるミュータントと野生株を比較したところ、腸蠕動と吸収量に強い力学的相関が得られた。腸におけるグルコース吸収においては、グルコーストランスポーターによる能動的吸収が知られていたが、力学的作用により糖吸収が促進されることを明らかにした。（Yuki Suzuki,et al., Scientific Reports,2022）2.ヒト歯科治療時における口腔外飛散エアロゾルの可視化計測法を構築し、エアロゾル飛散抑制のための衛生環境実験を行った。歯科用人体模型（マネキン）を用いて、歯切削ドリルによる切削および洗浄・冷却用水流ジェットによって口腔外へと放出されるエアロゾルの可視化計測手法を構築した。歯科治療現場において普及が進んでいる歯科切削チップおよび口腔内・外バキュームの使用条件による飛散抑制条件について臨床的衛生改善方法の提案に至った。（Watanabe,et al, Journal of Prosthodontic Research, 2023）

This year, the physiological mechanism of fluid movement in living organisms was developed, and new theories of substance transport in living organisms were established. The application of confocal micromirrors in high-space living organisms flow and simultaneous decomposition of living substances was promoted. The main research achievements are as follows: 1. C.elegans intestinal cells contain coliform bacteria, and the absorption process of intestinal cells after coliform predation is visualized. The frequency and intensity of intestinal peristalsis are different from those of wild plants, and the correlation between intestinal peristalsis and absorption is strong. The absorption of sugar is promoted by the action of mechanics（Yuki Suzuki,et al., Scientific Reports,2022) 2. Visual measurement of extraoral dispersion during dental treatment to establish a hygienic environment for the suppression of dispersion The human body model for dentistry was constructed by visual measurement method of cutting, washing and cooling water flow. Dental treatment site popularization, dental cutting, oral cavity, external cavity, conditions of use, scattering suppression conditions, clinical hygiene improvement methods（Watanabe,et al, Journal of Prosthodontic Research, 2023）

项目成果

Reciprocating intestinal flows enhance glucose uptake in C. elegans.

• DOI: 10.1038/s41598-022-18968-1
• 发表时间: 2022-09-21
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Suzuki, Yuki;Kikuchi, Kenji;Numayama-Tsuruta, Keiko;Ishikawa, Takuji
• 通讯作者: Ishikawa, Takuji