米乐m6中国官方网站 通过简单的设备燃烧脂肪的棕色脂肪组织的实时可视化

米乐m6官方网站[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）纳米材料研究部[研究部主任佐佐木刚] 汤田坂正子，特邀研究员；片浦宏道，国家全球健康与医学中心国家研究开发机构首席研究员 [主席：春日雅人] 疾病控制研究部干细胞治疗开发实验室研究所；佐伯久美子，国立大学法人 讲师冈松裕子，比较系北海道大学兽医研究生院Morpho-Functional Science，与东京大学（以下简称“东京大学”）工学研究生院材料工学系石原和彦教授合作单壁碳纳米管（SWCNT）用作探针棕色脂肪组织 (BAT)的近红外荧光血管造影

东京大学开发的高度生物相容性MPC 聚合物是一种类型PMB作为分散剂涂覆在半导体单壁碳纳米管表面，选择性沉积在小鼠的棕色脂肪组织中。通过使用它作为近红外荧光成像的探针，可以对棕色脂肪组织进行成像。棕色脂肪组织有望成为预防和治疗肥胖及相关疾病发病的目标，与传统方法相比，它可以以极低的成本和高分辨率进行成像，因此有望为代谢综合征的预防和治疗方法的发展做出重大贡献。

　该技术的详细信息将于 2017 年 3 月 20 日（英国当地时间）公布科学报告

　近年来，随着代谢综合征引起的健康问题迅速增加，对棕色脂肪组织（一种燃烧脂肪的组织）的研究正在取得进展。特别是，期待棕色脂肪组织的活化，并且正在积极地进行对尚不清楚的棕色脂肪细胞的基础研究和活化方法的研究。在此类研究中，动物实验中棕色脂肪组织的非侵入性观察非常重要，因为它减少了解剖过程中给动物带来的疼痛并减少了使用的动物数量。然而，迄今为止，唯一能够做到这一点的方法使用大量、昂贵的放射性同位素。PET-CT是唯一的一个。

　另一方面，有一种使用生物渗透性高的近红外光对小动物内部进行非侵入性成像的方法，并且使用近红外光高效率发光的半导体型SWCNT作为荧光材料正在引起人们的关注。然而，当时还没有选择性地对特定活体组织进行成像的技术，仅用于血管造影和器官成像。

　该课题组致力于发展单壁碳纳米管合成及分离纯化技术，以实现单壁碳纳米管的工业化应用。到目前为止，我们已经开发出一种能够有效分离具有高荧光发射效率的单壁碳纳米管的技术，并证明可以以传统方法100倍的灵敏度对小鼠血管进行成像。这次，我们致力于开发一种可以使用单壁碳纳米管表面涂层对小鼠棕色脂肪组织进行成像的技术。

这项研究和开发得到了日本学术振兴会科学研究补助金（A）“使用碳纳米管的棕色脂肪组织的近红外成像（2016-2019）”和科学研究（S）“完全控制碳纳米管的物理性质和应用（2013-2013）”的支持。

　我们现在发现，表面涂有PMB（PMB-SWCNT）的SWCNT（一种MPC聚合物，是一种高度生物相容性分散剂）可以选择性地沉积在小鼠的棕色脂肪组织中。这是因为PMB-SWCNT首先吸收血液中的载脂蛋白，当它们通过血流在体内循环时，它们选择性地沉积在棕色脂肪组织毛细血管内皮细胞的载脂蛋白受体上（图1）。通过使用沉积的 PMB-SWCNT 作为探针进行近红外荧光成像，可以选择性地对棕色脂肪组织进行成像。此外，所使用的单壁碳纳米管是经过高纯度分离和纯化的高发光效率的半导体型单壁碳纳米管，因此具有高灵敏度。用少量的PMB-SWCNT就可以进行清晰的近红外荧光成像，减轻了生物体的负担。

在该技术中，整个鼠标被波长为730 nm的高强度LED光照射，只有PMB-SWCNT发出的荧光中波长为1000 nm或以上的近红外光被近红外相机成像（图2，左）。当将 PMB-SWCNT 注入小鼠尾静脉并进行近红外荧光成像时，棕色脂肪组织立即开始清晰对比。图2右侧显示3小时后的成像结果。这样，与传统设备相比，可以使用极其简单的设备以高灵敏度和高分辨率对棕色脂肪组织进行选择性成像，并且现在可以以低成本非侵入性地观察小鼠的棕色脂肪组织。此外，由于可以进行实时观察，因此可以选择性地收集荧光染色的棕色脂肪组织。此外，可以使用荧光显微镜观察收集的组织（图3），这有望有助于棕色脂肪组织的研究，特别是激活方法的研究。

　未来，我们将继续提供PMB-SWCNT样品并推进联合研究，旨在将PMB-SWCNT用于动物实验，用于代谢综合征的预防和治疗研究。

◆单壁碳纳米管

单壁碳纳米管（SWCNT）是由碳原子制成的管子，直径约为07至4纳米（1纳米：十亿分之一米），与石墨一样，它们由六边形网络组成。根据六边形的排列方式，它可以表现出半导体或金属特性。已知金属型和半导体型虽然直径几乎相同，但表现出完全不同的光吸收光谱。特别是直径约1 nm的半导体SWCNT是发射近红外荧光的稀有材料，对生物体具有高渗透性，用于小动物的血管造影。[返回来源]

◆棕色脂肪组织（BAT）

棕色脂肪组织（BAT）具有燃烧脂肪和产生热量的功能，因此有望成为预防和治疗肥胖及相关疾病发病的靶标，近年来得到了积极的研究。产热脂肪细胞，例如棕色脂肪细胞和米色细胞，位于体内的特定位置并形成独特的组织。 BAT 位于啮齿动物的肩胛间区域，以及人类的颈部、腋窝和椎旁区域。然而，观察BAT分布和形状的非侵入性方法很少。使用计算机断层扫描（CT）的方法已应用于小鼠，而正电子发射断层扫描（PET）和CT相结合的方法（PET-CT）已应用于人类，但这两种方法都在选择性和灵敏度方面存在问题。还有其他问题，例如由于使用昂贵的设备而导致的经济问题以及测试对象的辐射暴露问题。另一方面，已经提出了一种简单的光学BAT检测方法，但在清晰度方面仍然存在问题。[返回来源]

◆近红外荧光成像

波长为700至1600纳米的光称为近红外光，处于红外光和可见光之间的波长范围。尽管该波长范围内的光对生物体具有高度渗透性并且被认为对检查有用，但很少有物质发射该波长范围内的光，因此利用发光的体内成像技术尚未发展。近年来，纳米颗粒的开发取得了进展，在近红外区域发光的物质也已为人所知，但问题是它们使用了镉等有害物质。单壁碳纳米管是少数能发出近红外荧光的物质之一，由于它们仅由碳制成，因此它们的毒性比使用有毒重金属的物质要低，因此适合使用近红外荧光对动物体内进行成像。[返回来源]

◆MPC聚合物、PMB

MPC（2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱）聚合物是一种水溶性聚合物，具有与丙烯酸树脂类似的甲基丙烯酸骨架，侧链上键合有磷脂的典型极性基团——磷酰胆碱（PC）基团。 PMB（聚（2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱-甲基丙烯酸正丁酯））是一种 MPC 聚合物，烷基基团键合为疏水侧链。两者都具有生物相容性，因为它们都有 PC 组。当各种材料（塑料、玻璃、陶瓷、金属等）表面涂覆PMB时，会形成细胞膜状结构。因此，即使在体内使用，也可以抑制血液凝固和免疫反应，并且可以抑制蛋白质粘附和变性。由于这一特性，它已被应用于医疗器械的表面涂层。
http://wwwmpctu-tokyoacjp/researchhtml [返回来源]

◆PET-CT

将PET（正电子发射断层扫描）和CT（X射线计算机断层扫描）相结合的对比成像检查方法，其中将部分葡萄糖被正电子发射核素取代的分子注入体内，检测正电子湮灭时发射的伽马射线并进行成像。利用伽马射线从葡萄糖积聚的区域选择性发射的事实，该方法主要用于癌症诊断，但也可以对棕色脂肪细胞进行成像。由于 PET 分辨率较低，将其与高分辨率 CT 结合可提高整体分辨率。[返回来源]