膵臓イメージングにおけるターゲットバリデーションにおいて、モーションアーチファクトの低減が重要なのはなぜですか？

腸管の動きによるモーションアーティファクトは、膵島の細胞レベルのイメージングを妨げ、不整合または誤解を招くデータをもたらす可能性があります。イメージングウィンドウを用いて膵臓を単離することで、本手法ではこれらのアーティファクトを最小限に抑え、信頼性の高い経時的な視覚化を可能にします。この安定性は、治療効果を評価するために長期的な一貫した信号検出が必要な、正確なターゲット検証において極めて重要です。

膵臓を腸管の動きから分離することは、ディスカバリーパイプラインにおける独立変数の制御にどのように寄与しますか？

イメージングウィンドウによって膵臓が脾臓や腸から物理的に分離されるため、イメージング平面に対する膵臓の位置が固定されます。このように孤立させることで、臓器の動きによる混同変数を減少させることができ、研究者は膵島構造や機能に見られる変化を、実験的な操作に直接起因するものとして帰属させることが可能になります。このような制御は、薬物投与や遺伝子改変などの独立変数の影響を単離するために不可欠です。

膵臓のタイムラプスイメージングにより、どのような定量的従属変数の測定が可能になりますか？

ウィンドウを介したタイムラプスイメージングにより、膵島（islet）のサイズ、形状、細胞密度、およびカルシウムフラックスや血管灌流などの動的なプロセスを経時的に測定することが可能です。これらの定量的エンドポイントは、膵臓の微細構造および機能を評価するための客観的で再現性のあるリードアウトを提供します。このような測定は、前臨床研究において用量依存的な反応やキネティックプロファイルを評価するために不可欠です。

膵臓研究における機能横断的なコラボレーションにおいて、再現性と縦断的イメージングの要件が重要であるのはなぜですか？

縦断的イメージングにより、同一個体で繰り返し測定が可能となり、個体間のばらつきを抑え、統計的パワーを高めることができます。セッションおよび被験者間での再現性はデータの整合性を裏付け、これは探索研究、前臨床研究、およびトランスレーショナルチーム間での結果共有に不可欠です。このような信頼性は、機能的な境界を越えたgo/no-go判断に使用されるデータの信頼性を向上させます。

ディスカバリーワークフローにおいて膵臓の生体内イメージングを導入する前に、どのような統計解析能力が必要ですか？

研究者は、適切な縦断的統計モデルを用いて、複数の時点における膵島形態や強度の変化を含む時系列データを分析できなければなりません。画像ベースのエンドポイントを定量化し、被験者内および被験者間のばらつきを評価する能力が求められます。これらの分析スキルにより、イメージングの結果を厳密に解釈することが可能となり、ターゲットの検証およびリード化合物同定の決定をサポートすることができます。

マウスモデルにおける膵臓生体内イメージングウィンドウの設置:マウス膵臓微細構造のタイムラプスIn vivoイメージングのための統合膵臓イメージングウィンドウ

JoVE Encyclopedia of Experiments

生物学

0 閲覧数 • 3:45 分 • July 8th, 2025

埋め込まれた膵臓イメージングウィンドウを介した高解像度の生体内顕微鏡検査は、生きた動物の膵島の長期的で広範囲の細胞レベルの視覚化を容易

にします。

膵臓画像ウィンドウ移植では、まず、麻酔をかけたマウスを左側臥位に配置します。次に、プローブを固定してマウスの温度を監視し、加熱パッドを使用して温度を調整します。次に、左脇腹を剃り、その部分を消毒します。

外科的切開を行い、腹筋を解剖します。切開縁に適切な縫合糸を挿入して、移植後の所定の位置にイメージングウィンドウフレームを固定します。さらに、脾臓を露出させて外側に出し、接続された膵臓を特定します。

次に、脾臓に接続された膵臓を、カスタマイズされた膵臓画像ウィンドウのプレートに重ね合わせ、脾臓をウィンドウのオープンスペースに配置します。膵臓のこの位置により、膵臓は隣接する排便から効果的に隔離され、イメージング中の動きによるアーティファクトが軽減されます。シアノアクリレート接着剤を臓器を避けて、イメージングウィンドウの縁に慎重に塗布します。

イメージングウィンドウの余白にカバーガラスを取り付けます。イメージングウィンドウの周りの縫合糸を締めて、ウィンドウを所定の位置に固定します。膵臓イメージングウィンドウが埋め込まれたマウスは、生体内膵臓イメージングの準備ができています。

まず、手術台を準備し、表面を70%エタノールで消毒します。麻酔後、恒温制御加熱パッドを備えた直腸プローブを使用して体温を監視します。

マウスの左脇腹の毛を取り除き、アルコールとヨウ素を交互に塗布し、切開部位から外面に回転させ、切開部位に戻らず、ヨウ素で終わります。次に、マウスの左脇腹に1.5センチメートルの切開を行い、皮膚と筋肉を解剖します。

黒またはナイロンの4-0縫合糸を使用して、切開縁に巾着縫合を行います。リング鉗子で脾臓を注意深くプールし、膵臓を特定します。マウスの脇腹に窓を置き、脾臓と膵臓を窓の空きスペースに通します。

次に、脾臓を窓のオープンスペースに置きながら、膵臓を画像窓のプレートにそっと置きます。31 ゲージのカテーテル針を使用して、シアノアクリル酸 N-ブチル接着剤をイメージングウィンドウの縁に滴下し、最小限の接着剤を塗布します。

12mmの丸いカバーガラスをイメージングウィンドウの縁にそっと当てます。次に、縫合糸ループを窓の横方向の溝に収めるように持ち、3回結びます。最後に、マウスが起きているときにこれらのタイトなステッチが中断されるのを防ぐために、ネクタイの最大近位部位を切断します。