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アイテム
近赤外レーザーによる局所加温と量子ドット温度センシングによる脳温度調節機構の解明
https://repo.qst.go.jp/records/2002429
https://repo.qst.go.jp/records/20024297b56f928-4874-40a1-9dcf-8cf33d40cf0f
| アイテムタイプ | 会議発表用資料 / Presentation(1) | |||||||||||||||||||||
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| 公開日 | 2025-10-03 | |||||||||||||||||||||
| タイトル | ||||||||||||||||||||||
| タイトル | 近赤外レーザーによる局所加温と量子ドット温度センシングによる脳温度調節機構の解明 | |||||||||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||||||||||
| 言語 | ||||||||||||||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||||||||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||||||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_6670 | |||||||||||||||||||||
| 資源タイプ | conference poster | |||||||||||||||||||||
| 著者 |
吉岡 正揮
× 吉岡 正揮
× 半田 真理子
× 高橋 真奈美
× 都澤 諒
× 植田 泰之
× 鳥本 司
× 湯川 博
× 田桑 弘之
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| 抄録 | ||||||||||||||||||||||
| 内容記述 | 脳内では神経活動に伴うエネルギー代謝によって多量の熱が産生されるにもかかわらず、脳温度は安定に保たれている。さらに、各神経細胞の活動が時間的な広がりを持って３次元的な熱源となる特徴を有するため、脳内に張り巡らされた血管網が極めて精緻な温度調節機構として機能すると考えられる。この脳血管網による「水冷システム」の理解を深化させるには、脳内の微小領域における温度変化を感知し、それに応答して血流を調節するメカニズムを明らかにすることが重要である。その実現には、単一細胞レベルでの高精度な温度計測および温度制御技術の開発が不可欠である。我々はこれまでに、新規の温度応答型量子ドットを開発し、生体脳内の微小領域における温度センシング技術を確立してきた。本研究ではさらに、単一細胞レベルでの局所加温技術を開発し、本技術と量子ドット温度センシングを融合した実験系を構築した。具体的には、独立した2つのレーザー制御装置を組み込んだ2光子顕微鏡を用いることで、イメージングと局所加温を同時に実施可能なシステムを構築した。加温精度の検証には、量子ドットを含むアガロースゲルを用いた。直径10 µmの領域に1040 nmレーザーを0.5秒照射した結果、中心から半径22 µm以内で平均約1℃（量子ドットの輝度比で約2%の変化）の温度上昇が得られ、生体脳内においても同様の加温効果を確認した。加温による組織損傷は認められなかった。本実験系を用いて、各種脳細胞への局所加温が脳血流に与える影響を評価した。アデノ随伴ウイルスを用いて、生体脳内の神経細胞（GCaMP）、アストロサイト（GFP）、ミクログリア（GFP）をそれぞれ蛍光標識し、単一細胞に対して局所加温を実施した。その結果、神経細胞に対する加温では、周囲の細動脈および毛細血管において有意な血管径変化が観察され、神経発火の有無にかかわらず血管応答が生じた。一方、アストロサイトおよびミクログリアに対する加温では、血管径に有意な変化は認められなかった。以上の結果は、単一神経細胞の温度上昇が脳血流の変化を誘導することを示しており、神経細胞と血管網が連動して局所的な熱負荷に応答する精緻な温度調節機構、すなわち局所的な「水冷システム」が脳に備わっていることを直接的に示唆するものである。 | |||||||||||||||||||||
| 会議概要（会議名, 開催地, 会期, 主催者等） | ||||||||||||||||||||||
| 内容記述 | 第34回日本バイオイメージング学会学術集会 | |||||||||||||||||||||
| 発表年月日 | ||||||||||||||||||||||
| 日付 | 2025-09-26 | |||||||||||||||||||||
