JP2009533160A - 定常状態の蛍光異方性を測定することで組織機能と代謝の非侵襲計測をする方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2006年4月13日に出願した米国仮特許出願No.60/744,831に基づく優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の全体は、ここに参照されることによって本出願の一部を構成する。
本発明は、生物組織の機能の非侵襲計測の分野に関する。
本発明は、もともとの場所の、フラビンおよびニコチンアミドジヌクレオチドなどの、一つ以上の内因性蛍光色素分子の定常状態の蛍光異方性を測定することにより、組織の機能および代謝の状態の非侵襲的な判断のための装置および方法を提供する。本発明を用いることにより、比較的単純な方法である蛍光寿命の測定によって、FADのイソアロキサジン環の回転または振動運動が引用のために活用されることとなり、それゆえ、組織の代謝率および機能の、最初の、安全で、高解像度で、キャリブレーションフリーでの測定を提供するものである。加えて、定常状態の蛍光異方性は、細胞および組織の代謝における随伴変化である、FADやNADHのような内因性の蛍光体における構造または結合の変化、を明らかにすることができる。
図1は、本発明に係る、組織の機能および代謝を測定するために使用する画像装置の概略図を示す。
図1は、組織の画像における非侵襲的な組織の機能および代謝の組織分布的な二次元マッピングのために設計された装置10の概略図を示す。試料12は、光を照射されると蛍光を発する蛍光体と呼ばれる一以上の物質を包含する一以上の生物組織を含む。
神経網膜周縁の異なる領域で測定した蛍光異方性の値のダイアグラムを示す。軽度の病気の患者の蛍光異方性の値は、全ての位置において低下していることに注意する。
アポトーシスに先行する細胞の機能障害および代謝低下と同時に、細胞を死亡させ引き返し限界点を通過する、アポトーシスの最終段階を起こさせるためにエネルギが要求される。この代謝のバーストは、定常状態のフラビンタンパク質の蛍光異方性の画像を用いて可視化でき、それゆえ、腫瘍専門医は、化学療法および放射線療法の極端な副作用を避けるためにそのような薬剤の投与を停止または低減する一方、癌細胞を殺すのに十分な化学療法剤を提供することができる。
Claims (39)
- 生物組織を評価する方法であって、
a)偏光で生物組織を照射し、組織内の蛍光体に蛍光を発生させるステップと、
b)蛍光体から放射された蛍光の定常状態の蛍光異方性を測定するステップと、
c)組織から得た定常状態の蛍光異方性と、照合組織から収集した定常状態の蛍光異方性の測定と、を比較するステップと、そして、
d)ステップ(c)の結果に基づき、組織の機能障害に関して、組織を評価するステップと、を含み、
組織の機能障害は、照合組織から収集した定常状態の蛍光異方性の測定と比較した、組織から得た定常状態の蛍光異方性の減少によって判断する、方法。 - 蛍光体は組織の内因性である、請求項1の方法。
- 方法は非浸潤的に行う、請求項1の方法。
- 測定は、正常組織を反映した蛍光異方性のデータベースを作成するために対象の調査することで収集された、請求項1の方法。
- ステップ(d)は、組織の病状についての情報を得るステップを含む、請求項1の方法。
- 定常状態の蛍光異方性の測定値によって病状の重大さを判断するステップをさらに含む、請求項5の方法。
- ステップ(d)は、組織の代謝についての情報を得るステップを含む、請求項1の方法。
- ステップ(d)は、組織が生きているかどうかを判断するステップを含む、請求項1の方法。
- 組織は生検を通じて取得し、ステップ(d)は前記組織の機能障害を判断するステップを含む、請求項1の方法。
- ステップ(d)は、前記組織が構造的障害の兆候を表す前に前記組織の機能障害を判断するステップを含む、請求項1の方法。
- 機能障害は、低酸素症であることが選択された、請求項10の方法。
- 機能障害は、初期のアポトーシスであることが選択された、請求項10の方法。
- 異方性のプロファイルを既知のパターンと一致させるパラメータを選択すること、および、未知の組織試料の定常状態の蛍光異方性を分析するために前記パラメータを使用することによって、前記偏光を発生させるためのシステムをキャリブレーションするステップをさらに含む、請求項1の方法。
- ステップ(a)および(b)は組織内の複数の点で行い、組織の領域の定常状態の蛍光異方性の空間マップを得る、請求項1の方法。
- ステップ(c)は、前記空間マップと前記照合組織に対応した同様の空間マップとを比較するステップを含む、請求項14の方法。
- 生物組織を評価する装置であって、
a)偏光で生物組織を照射し、組織内の蛍光体に蛍光を発生させる手段と、
b)蛍光体から放射された蛍光の定常状態の蛍光異方性を測定する手段と、
c)組織から得た定常状態の蛍光異方性と、照合組織から収集した定常状態の蛍光異方性の測定と、を比較する手段と、を含み、
前記比較する手段は、前記比較する手段の出力に基づいて組織を評価する手段と接続され、照合組織から収集した定常状態の蛍光異方性の測定と比較した、組織から得た定常状態の蛍光異方性の減少によって組織の機能障害を判断する、装置。 - 定常状態の蛍光異方性の測定値によって病状の重大さを判断する手段をさらに含む、請求項16の装置。
- 組織内の複数の点で定常状態の蛍光異方性の値を測定する手段と、前記組織内と前記照合組織内の対応する点との間の蛍光異方性の差からなるマップを発生する手段と、をさらに含む、請求項16の装置。
- 生物組織を評価する方法であって、
a)第一状態の生物組織の蛍光体から放射された蛍光の定常状態の蛍光異方性を測定するステップと、
b)第二状態の生物組織の蛍光体から放射された蛍光の定常状態の蛍光異方性を測定するステップと、
c)第一状態の組織から得た定常状態の蛍光異方性と第二状態の組織から得た定常状態の蛍光異方性とを比較することにより、蛍光異方性の変化を求めるステップと、
d)蛍光異方性の変化の大きさによって組織の機能障害を判断するステップと、
を含む方法。 - 蛍光体は組織の内因性である、請求項19の方法。
- 蛍光体はフラビンタンパク質であり、蛍光異方性の変化の大きさはアポトーシスに対応する、請求項19の方法。
- 第一状態は刺激を与えない状態からなり、第二状態は刺激を与えた状態からなる、請求項19の方法。
- 刺激を与えた状態は組織を光にさらすことでもたらす、請求項22の方法。
- 正常組織を反映した定常状態の蛍光異方性の測定を得るステップをさらに含む、請求項19の方法。
- 蛍光異方性の変化を求めるステップは、第一および第二状態の組織の蛍光異方性と同じ二つの状態の正常組織の蛍光異方性の測定とを比較するステップをさらに含む、請求項24の方法。
- ステップ(d)は、組織の病状の情報を得るステップを含む、請求項19の方法。
- 蛍光異方性の変化の大きさによって病状の重大さを判断するステップをさらに含む、請求項26の方法。
- 機能障害は、組織の代謝についての情報を含む、請求項19の方法。
- 機能障害は、組織が生きているかどうかを含む、請求項19の方法。
- 組織は生検を通じて取得し、ステップ(d)は前記組織の機能障害を判断するステップを含む、請求項19の方法。
- ステップ(d)は、前記組織が構造的障害の兆候を表す前に前記組織の機能障害を判断するステップを含む、請求項19の方法。
- 機能障害は、低酸素症であることが選択された、請求項31の方法。
- 機能障害は、初期のアポトーシスであることが選択された、請求項31の方法。
- 異方性のプロファイルを既知のパターンと一致させるパラメータを選択すること、および、未知の組織試料の定常状態の蛍光異方性を分析するために前記パラメータを使用することによって、前記偏光を発生させるためのシステムをキャリブレーションするステップをさらに含む、請求項19の方法。
- ステップ(a)および(b)は組織内の複数の点で行い、組織の領域の定常状態の蛍光異方性の空間マップを得る、請求項19の方法。
- ステップ(c)は、第一状態の組織に関して得た前記空間マップと第二状態の組織に対応した空間マップとを比較し、蛍光異方性の空間マップを得るステップを含み、ステップ(d)は、蛍光異方性の変化の空間マップを利用して組織の機能障害の領域を判断するステップを含む、請求項35の方法。
- 生物組織を評価する装置であって、
a)偏光で生物組織を照射し、組織内の蛍光体に蛍光を発生させる手段と、
b)蛍光体から放射された蛍光の定常状態の蛍光異方性を測定する手段と、
c)第一状態の組織から得た定常状態の蛍光異方性と、第二状態の同じ組織から収集した定常状態の蛍光異方性の測定と、を比較する手段と、を含み、
前記比較する手段は、前記比較する手段の出力に基づいて組織を評価する手段と接続され、二つの状態の間の定常状態の蛍光異方性の減少によって組織の機能障害を判断する、装置。 - 定常状態の蛍光異方性の測定値によって病状の重大さを判断する手段をさらに含む、請求項37の装置。
- 組織の複数の場所の定常状態の蛍光異方性の値を測定する手段と、
第一および第二状態の前記組織の対応する点の間の蛍光異方性の差からなるマップを生成する手段と、をさらに含む、請求項37の装置。
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