微小内分泌器官の微量元素分布の3次元イメージング法の開発

微内分泌器官微量元素分布3D成像方法的发展

• 批准号: 21657020
• 负责人: 窪川 かおる
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21657020/
• 关键词: 蛍光X線; CTスキャン; 軟X線顕微鏡; レンダリング; トレーサー; 脳; ナメクジウオ; ヨウ素; CTスキ; Spring8

生体の微量元素は,生体機能に不可欠である.その役割を調べるには,投与して集積された元素の濃度を測定したり,同位体比を測定したり,電顕での元素マッピングを行うが,自然状態のままでの結果ではない.一方,それらの微量元素の局在は,生体の軟組織の微細構造を高分解能で観察することが必要となる.そこで,本研究では,生体組織での微量元素のマッピングをそのまま測定するために,蛍光X線顕微鏡およびマイクロCTを用い,形態の3次元構築と微量元素の3次元マッピング法の開発を目的とした.X線顕微鏡はX線の高い透過力を利用しているため、バルク試料の観察が可能であり、Computed tomography(CT)法を適用することで、非破壊での試料の3次元観察が可能となる。材料はマウス脳とナメクジウオを用いた.まず,立命館大学SRセンターの結像型軟X線顕微鏡(SXRM)を用い,視野はおよそ直径12μm、空間分解能は70nmの条件で,マウスの大脳皮質を観察し,ミトコンドリア様構造物,神経束様ストリーク状構造、低密度の顆粒状構造を観察出来た。ナメクジウオは,内柱を観察し,ヨウ素の蓄積を確認した.次に,Spring8のビームラインBL20B2を利用してナメクジウオ全身のプラスチネーション標本を用いたマイクロCT観察を行い,良好な3次元再構築像を得ることができた.空間分解能は、5～20μm程度であった。以上のように,開発の完成には装置の改良と生体試料の固定法の確立など,今後の難題は多く残るが,軟X線顕微鏡とマイクロCTを利用した微細構造の3次元観察法と微量の元素マッピング法の確立は,生物の生体調節に関わる微量元素の動態をin situで明らかにする重要な方法であることを,本研究で示すことができた.

Trace elements in the body, biological function can not be less than. The concentration of the elements in the sample was determined by the concentration of the ions in the sample. On the one hand, trace elements are present in the body, and the microstructure of soft tissue is highly decomposed. In this study, trace elements in biological tissues were determined by X-ray microscopy and Computed tomography(CT), and the development of three-dimensional structure of trace elements in morphology was studied. Non-broken samples and three-dimensional inspection are possible. The material is not available. In this paper, the structure soft X-ray microscope (SXRM) of Ritsumeikan University SR Center was used. Under the condition that the field diameter is 12μm and the spatial resolution energy is 70nm, the large cortex of Ritsumeikan University was observed, and the structure of Ritsumeikan University SR Center was observed. The inner column is observed, and the accumulation of its elements is confirmed. Next,Spring8's video game BL20B2 is used to create a full-body video game, which is good for 3D reconstruction. Space decomposition energy is 5~20μm. In this paper, we propose an important method for the improvement of the device and the establishment of the fixation method of biological samples.

项目成果

大脳皮質シナプスの3次元観察に最適な軟X線光学系と試料サイズの検討

大脑皮质突触 3D 观察的最佳软 X 射线光学系统和样本大小的考虑

• 发表时间: 2010
• 作者: 水谷治央;大東琢治;難波秀利;竹本邦子;木原裕;高木利久
• 通讯作者: 高木利久

Nano-resolution X-ray tomography for deciphering wiring diagram of mammalian brain

纳米分辨率 X 射线断层扫描破译哺乳动物大脑接线图

• 发表时间: 2011
• 期刊: AIP Conference Proceedings
• 作者: Haruo Mizutani;Hiroshi Sagara;Akihisa Takeuchi;Takuji Ohigashi;Wataru Yashiro;Kentaro Uesugi;Yoshio Suzuki;Atsushi Momose and Toshihisa Takagi
• 通讯作者: Atsushi Momose and Toshihisa Takagi

X-ray nanoscope with synapse resolution for neuronal circuit reconstruction

具有突触分辨率的 X 射线纳米镜用于神经元回路重建

• 发表时间: 2010
• 作者: Mlzutani H;Sagara H;Ohigashi T;Takagi T
• 通讯作者: Takagi T

高分解能X線トモグラフィー法による脳神経ネットワークの再構築を目指して

旨在利用高分辨率 X 射线断层扫描重建脑神经网络

• 发表时间: 2011
• 作者: Mizutani;H.;Takeda;Y.;Momose;A.;Takeuchi;A.;Takagi;T.;水谷治央;水谷治央
• 通讯作者: 水谷治央

Development of computer tomography system for the soft X-ray microscope at Ritsumeikan University

立命馆大学软X射线显微镜计算机断层扫描系统的开发

• 发表时间: 2011
• 期刊: AIP Conference Proceedings
• 作者: Ohigashi T;Fujii H;Usui K;Namba H;Mizutani H;Takemoto K;Kihara H
• 通讯作者: Kihara H