A new view of microangiography with high spatial resolution, high contrast resolution, and high time resolution using synchrotron radiation

使用同步辐射的高空间分辨率、高对比度分辨率和高时间分辨率的微血管造影新视角

• 批准号: 20H03617
• 负责人: 松下 昌之助
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Tsukuba University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03617/
• 关键词: 放射光; 血管造影法; 微小循環; 腎糸球体; 癌新生血管; 血管造影; 高分解能; 微小血管; 微小塞栓

本研究の目的は放射光施設で、高性能受像体（ORCA-Lightning）を用いて、血管造影法により下記の5病態の微小血管を可視化することにある。①冠微小血管障害、②腎糸球体血流障害、③肺高血圧、④敗血症と末梢血管循環障害、⑤腫瘍微小環境と血管。しかし、2021年度も新型コロナウイルス感染症の感染継続により、実験にも一部影響を与えた。④の研究分担者が筑波大学救急医学におけるコロナ対応専属医師となり、研究ができなかった。また、③の研究分担者も、大学の転籍にともなう多忙のため、研究ができなかった。そのため2021年度は5領域のうち、①、②、⑤の実験を行った。①では、正常冠動脈造影と、ラットにLPS, IL-6を過剰投与した冠動脈微小血管塞栓モデルで冠動脈造影を行った。②の腎糸球体血流障害実験は、ラットの右腎を30分間虚血と再灌流を行い、対照の左腎（健側）との比較を行った。⑤では、ラット大腸がん腫瘍株（RCN9細胞）を頸静脈より注入し、4週間後に肺動脈造影を行い転移性腫瘍の腫瘍内血管を可視化した。①、②、⑤で撮像された腎臓と肺の摘出標本は病理スライドとし、また、冷凍保存した。⑤の冷凍保存標本では腫瘍細胞の遺伝子にあらかじめ挿入されたGFP蛋白質の検出を免疫蛍光染色で行い、腫瘍細胞の肺内での分布を確認した。また放射光画像上では、腫瘍内の微小血管が血管径30μmまで可視化可能であった。一方、呼吸や心拍動によって狭い視野を移動する臓器（心臓、肺、腎臓）の画像鮮明化に関し、薬物と人工呼吸器の操作を用いた一時的な呼吸停止、心拍の徐拍化を行った。その結果、心臓、腎臓、腫瘍血管の撮像において満足できる画像取得プロトコールがほぼ確立された。

本研究的目的是在同步加速器辐射设施中使用高性能图像接收器（ORCA-Lightning）进行血管造影，以可视化以下五种病理条件下的微血管。 ①冠状动脉微血管病变，②肾小球血流障碍，③肺动脉高压，④脓毒症及周围血管循环障碍，⑤肿瘤微环境与血管。然而，由于2021财年新型冠状病毒感染的持续蔓延，一些实验受到了影响。 ④ 的共同研究员无法进行研究，因为他成为筑波大学急诊医学系冠状病毒应对的专属医生。此外，③的共同研究员也因转学到大学，工作繁忙，无法开展研究。因此，2021财年，我们在五个领域的①、②、⑤方面进行了实验。在①中，我们进行了正常冠状动脉造影和冠状动脉微血管栓塞模型中的冠状动脉造影，其中大鼠给予过量的LPS和IL-6。 2）肾小球血流紊乱实验中，将大鼠右肾缺血再灌注30分钟，并与对照左肾（健康侧）进行比较。 ⑤通过颈静脉注射大鼠结直肠癌肿瘤系（RCN9细胞），4周后进行肺血管造影以观察转移肿瘤的瘤内血管。将①、②、⑤中取出的肾和肺标本作为病理切片并冷冻保存。在冷冻保存的标本中，通过免疫荧光染色检测了已插入肿瘤细胞基因的GFP蛋白，证实了肿瘤细胞在肺内的分布。此外，在同步辐射图像上，可以看到肿瘤内直径达 30 μm 的微血管。另一方面，为了提高因呼吸和心跳而在狭窄视野内移动的器官（心脏、肺、肾脏）的图像清晰度，我们通过使用药物和呼吸机暂时停止呼吸并减慢心跳。 。因此，用于心脏、肾脏和肿瘤血管成像的令人满意的图像采集协议已经基本建立。

项目成果

放射光と高解像度受像体を用いた腎微小循環の描出

使用同步辐射和高分辨率图像接收器描绘肾脏微循环

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshimura Yuko;Kikuchi Mitsuru;Saito Daisuke N.;Hirosawa Tetsu;Takahashi Tetsuya;Munesue Toshio;Kosaka Hirotaka;Naito Nobushige;Ouchi Yasuomi;Minabe Yoshio;松下昌之助
• 通讯作者: 松下昌之助