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工学部
システム生体工学科
大学院工学研究科
システム生体工学専攻

 

連絡先

住所
371-0816
群馬県前橋市上佐鳥町
460-1

電話
代表 027-265-0111



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20170502

 

 

 

 

 

 

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野村研究室へようこそ
PPG私たちの研究室では光を中心にして新たな診断技術の可能性を探っています。目に見える光の色は光の波長に対応しています。右の写真では青緑赤の3色の光を指先に当てると青よりも赤の方が指先の中の方まで光が届いていることが分かります。これは波長が長くなると体の深くまで光が届くことを示しています。さらに波長が長い光は目に見えませんが、その光を体に当てて特殊なセンサーで測定すれば、体を傷つけることなくより深くの様子が分かるかもしれません。実験対象としてはヒトやマウスなどの動物の個体レベルから細胞、生体分子に至ります。その知見に基づいて、生体機能が正常なのかなど評価できるかもしれません。また蛍光は非常に感度が高いので血液サンプル中のマーカー(病気の目印になる生体分子)をこれまでよりももっと低い濃度で検出できる可能性があります。これらの光診断法は新しい夢の医療技術となるかもしれません。一緒に研究してみませんか。

研究テーマ
○ 第二近赤外光を用いた新しい生体計測法の開発
○ 相関分光分析法の診断への応用
○ 生体情報遠隔モニターシステムの効果的な利用




(1)第二近赤外光を用いた新しい生体計測法の開発
可視光よりも波長が長い近赤外光の中でも1000 nm以上の第二近赤外光を発する量子ドットを用いると、マウスなら無傷の頭蓋骨を通して脳の血管が見えるだけでなく(左図)、体毛を剃らなくてもリンパ節が鮮明に見えます。この量子ドットに様々な機能を持たせることで、生体機能を診るための次世代型透視技術に発展していくかもしれません(理化学研究所生命システム研究センターの客員研研究員として共同研究)。

(2)相関分光分析法の診断への応用
FCS励起波長より長い波長の光を発する蛍光を使えば高感度検出できます。右図のようにごくわずかな蛍光分子が微小な領域を出入りする時に観察される蛍光強度揺らぎを相関分析すると、その分子の大きさや濃度を評価できます。この蛍光相関分光法を用いて、採血された血液サンプルに含まれる微量のマーカー(病気の目印になる生体分子)を従来よりも低い濃度で検出することを目指しています。この新しい診断法を確立できれば、様々な病気の早期診断に役立つことが期待されます。

(3)生体情報遠隔モニターシステムの効果的な利用
心拍、脳波、脈拍(左図)、呼吸、発汗などの生体現象の多くはストレス、疲労、病気などの影響を受けます。心電図や脳波のような生体電気活動は生体表面に貼った電極から直接その影響を評価できますが、それ以外に各種生体分子の濃度変化などもあり、私たちの体に生じるそれらの変化全体を包括的に計測することが重要です。特に生体を拘束することなく遠隔計測可能なシステムはさまざまな分野で期待されています。例えば言葉によらないコミュニケーションを必要としている障害者や各種作業従事者の疲労評価などで重要です。

教員
野村保友(教授)

学生
松尾君(修士2年)
神村君(学部4年)
川原君(学部4年)
友君 (学部4年)
大和君(学部4年)
飯田君(学部3年)
坂本君(学部3年)
波呂君(学部3年)
 

客員研究員 
岡田富男 博士 (本学システム生体工学科元教授)

共同研究者 
神 隆  博士 (理化学研究所生命システム研究センター チームリーダー)
金城正孝 博士 (北海道大学大学院先端生命研究院 教授)
精山明敏 博士 (京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 教授)
西村吾朗 博士 (北海道大学電子科学研究所)

野村のプロフィール
略歴
1985  北大 水産学部卒業
1990  北大院 理学研究科単位取得退学
1991  理学博士(北海道大学)2860号
1990  郵政省 通信総合研究所 郵政技官
1991  北大 応用電気研究所 助手 
1992  北大 電子科学研究所 助手 
1999-
2000  文部省在外研究員(カナダ・カルガリー大学医学部)
2001  山形大工 応用生命システム工学科 助教授 
2004  山形大院 医学系研究科 准教授 
2009より前橋工科大 システム生体工学科 教授 

受賞
1992  北海道大学電子科学研究所松本羽鳥奨学賞受賞
2009  山形大学医学会学術賞受賞

学内外の委員等
2010-
2011  日本学術振興会科研費委員会専門委員
2011-
2014  本学システム生体工学科 学科長
2012  日本学術振興会博士課程教育リーディングプログラム書面レビュア
2013-
2014  日本学術振興会特別研究員等審査会専門委員および日本学術振興会国際事業委員会書面審査委員
2015より本学研究委員長および理化学研究所生命システム研究センター客員研究員

Y Nomura
Challenges and Advances in Near Infrared Spectroscopy for Evaluating Hemodynamics in Brain
Biomed Sci Eng. 3(2), 35-40, 2015

Y Nomura
Direct quantification of mitochondria and mitochondrial DNA dynamics
Curr Pharm Biotech 13:2617-2622, 2012

E Takahashi, T Takano, Y Nomura, et al.
In vivo oxygen imaging using green fluorescent protein
Am J Physiol - Cell Physiol 291: 781-787, 2006

Z Feng, T Matsumoto, Y Nomura, et al.
An electro-tensile bioreactor for 3-D culturing of Cardiomyocytes
IEEE Eng Med Biol 24(4): 73-79, 2005

Y Nomura, H Tanaka, L Poellinger, et al.
Monitoring of in vitro and in vivo translation of green fluorescent protein and its fusion proteins by fluorescence correlation spectroscopy
Cytometry 44(1): 1-6, 2001

Y Nomura, M Kinjo, M Tamura
c-fos expression and redox state of cytochrome oxidase of rat brain in hypoxia
NeuroReport 11(27): 301-304, 2000

M Nemoto, Y Nomura, C Sato, et al.
Analysis of optical signals evoked by peripheral nerve stimulation in rat somatosensory cortex: dynamic changes in hemoglobin concentration and oxygenation
J Cereb Blood Flow Metabol 19: 246-259, 1999

Y Nomura, A Matsunaga, M Tamura
Optical characterizationof hemea+a3 and copper of cytochrome oxidase in blood-free perfused brain
J Neurosci Methods 82: 135-144,1998

A Matsunaga, Y Nomura, M Tamura, et al.
Energy dependence of redox state of hemea+a3 incytochrome oxidase in perfused rat brain in situ
Am J Physiol - Cell Physiol 275(44): C1022-C1030, 1998

Y Nomura, O Hazeki, M Tamura
Relationship between time resolved and non time resolved Beer Lambert law in turbid media
Phys Med Biol. 42, 1009-1022, 1997

次世代型細胞診断をめざした画像相関分析によるオルガネラ動態スペクトロスコピー
科研費23500523基盤研究(C) 代表 野村 保友(4,000千円)2011-2015

蛍光相関分光法を用いたミトコンドリアDNA異常検出システムの開発
科研費17500299基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,600千円)2005-2008

機能性RNAをin vivoで計測するシステムの開発
NEDO機能性RNAプロジェクト C404060003 代表 野村保友(1,500千円)2006

アポトーシスによる染色体断片化および断片長分布の蛍光相関分光計測
JSTシーズ育成試験研究 02297 代表 野村保友(2,000千円)2005

神経活動に伴う内因性光学シグナルへのグリア細胞の寄与-ウイルスベクターを用いた分子生物学的アプローチ
科研費14580761 基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,600千円)200-2004

燐光プローブを用いた低酸素誘導因子が活性化される細胞内酸素濃度の測定
科研費12680821 基盤研究(C) 代表 野村 保友(3,300千円)2000-2001

神経活動に依存した光散乱変化を用いる無侵襲脳活動計測の新たな試み
科研費10780490 奨励研究(A) 代表 野村 保友(600千円)1998-1999

近赤外領域の光トレーサーを利用した新しいエネルギー代謝評価法の開発
科研費09558108基盤研究(B)展開研究 代表 野村 保友(7,100千円)1997-1998

ラット灌流脳における神経活動の活性化に伴うチトクロームオキシダーゼの部分還元-近赤外光を用いた無侵襲高次脳機能測定の新たな試み-
科研費07858090 奨励研究(A) 代表 野村 保友(900千円)1995

近赤外光を用いたラット灌流脳の高次脳機能と酸素代謝の分光学的研究
科研費06858087 奨励研究(A) 代表 野村 保友(900千円)1994