薬物開発

科学分野:

• 神経科学
• 組織学
• 創薬

背景:

• 従来の2D組織学では、深部組織のイメージングが特定領域に限定される。
• 光透明化およびライトシートイメージングの進歩により、3D脳全体での細胞解像度でのイメージングが可能になる。
• 3D組織学は、CNS治療薬の開発、標的関与および有効性の評価に不可欠である。

研究 の 目的:

• 高度な3D組織透明化およびAIベースの定量化方法論を開発・普及させる。
• アミロイドプラークおよびミクログリアの脳全体、細胞解像度での解析を可能にする。
• 神経炎症およびアミロイド沈着におけるCNS治療薬の効果を偏りなくマッピングすることを促進する。

主な方法:

• iDISCOベースの組織透明化キットおよびライトシート顕微鏡を使用して、マウスの脳全体をイメージングした。
• Translucence Teravoxel Toolkit (3TK) ソフトウェアを使用して、細胞同定および3Dアトラス登録を行った。
• ミクログリア（Iba1）のセグメンテーションおよびアミロイドプラークの定量化のためのAIベースのワークフローを開発した。

主要な成果:

• ミクログリアの脳全体セグメンテーションを達成し、地域ごとの活性化指標を提供した。
• 5xFADマウスモデルにおけるアミロイドプラークの標識と定量化に成功した。
• プラーク関連ミクログリア（PAM）を同定・定量化し、そのレベルとプラーク密度との相関を明らかにした。

結論:

• BRAIN Initiative助成キットおよびクラウドベースの解析を通じて、3D組織学技術を普及させた。
• 神経科学者が、包括的なCNS解析のために次世代の3D免疫組織化学を利用できるようにする。
• アミロイドおよび神経炎症に対する治療効果の偏りのない、解剖学的に正確なマッピングを促進する。