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in vivo イメージング受託サービス

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in vivo イメージング受託サービス



(公財)実験動物中央研究所は超高磁場磁気共鳴画像装置(7T MRI)、マイクロX線CT、2光子顕微鏡を用いたin vivoイメージングを行っています。これまでの十分な動物実験の手技により非侵襲的に高解像度で解析することでき、マウス、ラット、マーモセットの画像解析受託サービスを行っております。加えてパスタ、お米などの食品や工業製品など動物以外の検体の解析も可能です。

概要

MRI

(公財)実験動物中央研究所は実験動物用7テスラMRIを所有しており、高い解像度での撮像が可能です。加えてマウス専用超高感度コイル CryoProbeTMを装着することで高感度化が可能となり、21テスラのMRIと同程度の画質を得ることができます。2002年にMRIを導入し、マウスのような比較的小さな齧歯類から小型霊長類まで豊富な画像解析の経験があります。

MRI装置
BioSpec 70/16 (Bruker BioSpin, Germany)
Bore Size 160mmΦ
視野領域 72mmΦ(max)
分解能 20~200μm
撮影時間 数分〜数日
対象 マウス、ラット、マーモセット、72mmΦに入る検体
対象領域 脳、腹部、血管、関節

マイクロX線CT

Computed Tomography (CT)は、X線の透過率の違いを利用した画像撮影法です。短時間に広い領域の三次元画像を簡単に得ることができます。骨、肺、消化器などの領域の評価に役立てることができます。2017年に導入した最新の機器により、より詳細な解析が可能です。

CT装置
CosmoScan FX (Rigaku, Japan)
最大管電圧 90kV
最大管電流 200μA

Bore Size 163mmΦ
視野領域 72mmΦ(max)
分解能 10μm – 141 μm
撮影時間 18sec., 2min.
対象 マウス、ラット、マーモセット
163mmΦに入る検体
対象領域 骨、肺、脂肪、心臓、腹部臓器、血管(+造影)

2光子顕微鏡/マクロ蛍光顕微鏡

2光子顕微鏡/マクロ蛍光顕微鏡は、動物の組織深部を生きたまま、マイクロメートルオーダーで観察することができる2光子顕微鏡や、ミリメートルオーダーでの包括的な観察ができるマクロ蛍光顕微鏡を用いて、組織レベルから細胞レベルでの生命現象や病態解明が可能です。独自に開発した固定装置やトレーニング方法により、小型霊長類のコモンマーモセットの大脳皮質の神経活動を覚醒状態下で観察することに世界で初めて成功しています。これまで神経・精神疾患の研究は、主にマウスを用いて行われてきましたが、ヒトとマウスの間の脳構造の違いや高次脳機能の差により、霊長類での研究が求められてきました。本技術を用いることで、ヒトの神経・精神疾患研究に新たな光を与えることができると期待されています。マウスやマーモセットなどの神経細胞の形態や活動を生きたまま継時的な観察をしたいといった要望がございましたら是非お声がけください。

上図:マクロ蛍光顕微鏡によるマクロイメージング結果。左:マクロ蛍光顕微鏡、右:覚醒状態のマーモセットの足、太もも、尻尾に電気刺激を与えた時の大脳皮質体性感覚野における応答領域と、それらの重ね合わせ画像。下図:2光子顕微鏡による2光子イメージング結果。左:2光子顕微鏡、右:マクロイメージングにより応答が見られた領域の深部の神経細胞の応答。同時に沢山の神経細胞の応答を観察することが出来ます。。

受託試験体制

・実験材料やモデル動物を持ち込むことが可能です。
・測定は専門スタッフが行います。
・専門スタッフが実験系確立の段階から参入しサポートすることも可能です。

※サポート可能研究分野: 創薬研究、基礎医学研究、生物学研究、材料構造研究
※使用可能な実験動物: マウス、ラット、小型霊長類(マーモセット)などの小動物
(食品や工業製品など動物以外の検体の解析も可能です

実施例

評価項目

MRI

• 構造画像(T1WI, T2WI, PDWI, DWI, VBM)
ヒトの臨床用MRIと同様に、小動物の脳、腹部、関節などの構造を数十μm〜数百μmの分解能で計測することができます。
• 血管走行 (MRA)
造影剤を用いることなく、脳血管、腹部大動脈(腎動脈など)を三次元的に可視化することができます。
白質神経走行 (DTI)
水の拡散を計測することで、神経線維束を可視化することができます。白質線維の評価が可能です。
脳機能解析(functional MRI)
マウス、ラット、マーモセットについて、課題を与えるtask fMRI、安静時脳活動fMRI(resting state fMRI)について計測し脳活動を評価することができます。また、解析について専門のスタッフが参入しサポートすることも可能です。
動態解析(cine MRI)
小動物を対象として、MRI検出可能な造影剤を用いて、薬物輸送システム(DDS)、血行動態など評価することができます。
定量解析(MRS、緩和時間計測、拡散時間計測、MTR、CESTなど)
画像評価に加えて、生体内分子の成分分析(magnetic resonance spectroscopy, MRS)、物性値である緩和時間計測、水分子の拡散時間の計測、たんぱく質の定量などを実施することができます。

19F MRI

19FをMRIで検出するシステムを整備しました。通常MRIでは水素原子核(プロトン)を見ていますが、この水素原子核の代わりにフッ素を検出するものです。フッ素の良い点は、生体内にほとんど存在しないため、薬剤を投与してMRIで検出できれば、そこに薬剤が到達したと言え、PETのような薬物動態のイメージングが可能となります。

CT

3D構造画像
ヒトの臨床用MRIと同様に、小動物の全身、動物以外の検体を対象として、数十μmの分解能で内部構造を数十秒の計測時間で評価することができます。またCT用の造影剤を用いることで、全身の血管走行の評価が可能となります。

腫瘍体積計測、内臓脂肪量定量、骨密度計測
計測された3Dデータに対して、腫瘍体積、内臓脂肪量など内部構造物の体積を定量的に評価することができます。

実施実績

・脊柱靱帯骨化症モデルマウスの経時的観察 (MRI: T2WI, DTI)
・脊髄損傷モデルマーモセットの経時的観察 (MRI: T1WI, T2WI, DTI)
・脳梗塞モデルマーモセットの経時的観察 (MRI: T2WI, MRA, DWI)
・アルツハイマー病モデルマウスの海馬体積計測(MRI: T2WI, VBM)
・多発性骨髄腫モデルマウスの全身骨評価(CT)
スパゲティの水分分布測定

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