MRIを使って脳の奥深くで光を検出する方法を発見(Using MRI, engineers have found a way to detect light deep in the brain)

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2024-05-10 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITのエンジニアが、脳の深部の構造を画像化する新しい方法を開発しました。この技術は、脳の血管を光を検出するセンサーとして機能させることにより、MRIを用いて光の源を特定することができます。研究者たちは、血管を拡張させるタンパク質を血管に発現させ、MRIでその変化を捉えることで、脳内の特定の細胞やタンパク質の位置を特定しました。この技術は、遺伝子発現の変化を追跡するためにも利用可能であり、発達中の胚や細胞の分化、新しい記憶の形成時の遺伝子発現の変化を観察するのに役立ちます。この研究は「Nature Biomedical Engineering」に掲載されました。

<関連情報>

光増感された血管系から局所的な血流力学的コントラストを検出することによる生物発光のイメージング Imaging bioluminescence by detecting localized haemodynamic contrast from photosensitized vasculature

Robert Ohlendorf,Nan Li,Valerie Doan Phi Van,Miriam Schwalm,Yuting Ke,Miranda Dawson,Ying Jiang,Sayani Das,Brenna Stallings,Wen Ting Zheng & Alan Jasanoff
Nature Biomedical Engineering  Published:10 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41551-024-01210-w

extended data figure 1

Abstract

Bioluminescent probes are widely used to monitor biomedically relevant processes and cellular targets in living animals. However, the absorption and scattering of visible light by tissue drastically limit the depth and resolution of the detection of luminescence. Here we show that bioluminescent sources can be detected with magnetic resonance imaging by leveraging the light-mediated activation of vascular cells expressing a photosensitive bacterial enzyme that causes the conversion of bioluminescent emission into local changes in haemodynamic contrast. In the brains of rats with photosensitized vasculature, we used magnetic resonance imaging to volumetrically map bioluminescent xenografts and cell populations virally transduced to express luciferase. Detecting bioluminescence-induced haemodynamic signals from photosensitized vasculature will extend the applications of bioluminescent probes.

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