3Dホログラム、胚の健康画像提供

July, 25, 2023, Adelaide/ St. Andrews--UKのUniversity of St. AndrewsとオーストラリアのUniversity of Adelaideの研究者によると、マウス胚の3Dホログラム画像を初めて撮った。これは、体外受精(IVF)についての付加情報となる(Biomed. Opt. Express, doi: 10.1364/BOE.492292)。
ホログラフィックデータから抽出した胚健康の重要指標に物理的パラメタを関連付けることで、その技術は、.ベストの移植候補者を確定する迅速かつ非侵襲的なツールとなり得る。

胚の屈折率マッピング
IVFクリニックは、通常、発育中の胚を調べ、その健康と成長可能性を評価するが、そのような視覚的検査には、選択プロセスのガイドに役立つ定量化できる情報がない。「光技術は、胚の代謝と健康を解明するには、非常に有望である」とプロジェクトリーダー、アデレード大学、Kylie Dunningは言う。「この優しく、非侵襲的アプローチは、10年以上も低迷が続いていたIVF成功率につながる」。

研究チームは、デジタルホログラフィック顕微鏡(DHM)という技術を利用した。これは生きた細胞の物理的特性を調べる一般的な方法となっており、発育の異なる5段階でマウス胚の屈折率をマッピングする。屈折率のわずかな変化が、胚が脂質含有液を蓄積していることを示唆している、これは発育中の生物の健康を危うくすることで知られている。

ローパワーとラベルフリー
アプローチをテストするために研究チームは、低脂質および高脂質環境の両方でマウス胚を培養した。デジタルホログラムに含まれる位相情報は、胚の屈折率の動的変化を明らかにした。高脂質グループは、発育のほぼ全ての段階で高い屈折率を示した。対照的に、通常の視覚検査は、両方の群間の脂質の豊富さについては全く差が見られなかった。

両グループの屈折率は、最後の発育段階で劇的に落ち込んだ。研究者は、これは進化する胚の細胞構造の根本的な変化が原因だと考えている。独立した基準として、チームは、高脂質媒体で培養された胚が、低脂質環境で発育したものよりも細胞内に多くの液体を集積したことを確認した。

研究チームは、DHMは、短期間に非常に低い励起パワーしか必要としないことを指摘している。初期の研究が発育中の胚の生存性を低下させないことを示唆している。DHMはラベルフリーであるので、他の光学技術とともに利用できる。ラマン分光法、ハイパースペクトルイメージングなどである。これは、胚品質の従来の視覚評価を増強する一連の非侵襲的な診断をサポートできる。