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細胞内の多段階分子シグナルを可視化する蛍光・ラマンハイブリッド分光法の開発

Research Project

Project/Area Number 13J08854
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

瀬川 尋貴  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsラマン / シトクロム / 酸化還元状態 / 蛍光イメージング / ラマンイメージング / アポトーシス
Outline of Annual Research Achievements

採用2年度目である平成26年度においては、研究課題遂行のために以下の項目に取り組んだ。
(1)蛍光プローブ分子を導入したHeLa細胞の観察とプローブの改良
前年度に続き、全反射照明蛍光(TIRF)顕微鏡とラインスキャン型ラマン顕微鏡のハイブリッドシステムの改善を行った。同時に、開発した装置を用いて、アポトーシス時にミトコンドリアから放出されるSmacというタンパク質にシアン蛍光タンパク質(CFP)をつなげた蛍光プローブを導入したHeLa細胞を観察した。蛍光像を観察しながらのラマンイメージ測定には成功したが、ラマン顕微鏡の励起光である532nmの光でCFPの蛍光が速やかに退色してしまうため、タイムラプス観察が困難であった。対策として、CFPの代わりに、ベンジルグアニン基を持つ蛍光色素を認識するSNAPタグをつなげたプローブを開発し、同じような測定を行ったものの、CFPと同様な蛍光退色が見られた。以上から、経時変化を観察するには別の励起波長の利用や異なる蛍光プローブを開発する必要があると結論した。
(2)細胞の化学固定が細胞内酸化還元状態に及ぼす影響の評価
経時変化観察が難しいという結果から、アポトーシス誘導からの各時間に対して多数の単一生細胞を測定することで、統計的に細胞内酸化還元状態の変化を追跡する方針を採った。そのために、細胞を化学固定した際に酸化還元状態が乱されるかどうかをまず調べた。測定には、新たに開発した405nm励起のラマン顕微鏡を利用した。パラホルムアルデヒドにより固定した細胞を測定した結果、固定操作を加えた細胞では酸化還元状態の平均値は変わらなかったものの、細胞毎の測定結果のばらつきが大きくなる傾向が示された。このため、固定細胞を利用してアポトーシスにおける酸化還元状態変化を追跡するには、大多数の細胞を測定する必要があることが分かった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Multimodal and multiplex spectral imaging of rat cornea ex vivo using a white-light laser source2015

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Yuichi Kaji, Philippe Leproux, Vincent Couderc, Takeaki Ozawa, Tetsuro Oshika and Hideaki Kano
    • Journal Title

      Journal of Biophotonics

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1002/jbio.201400059

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multimodal Imaging of Living Cells with Multiplex Coherent Anti-stokes Raman Scattering (CARS), Third-order Sum Frequency Generation (TSFG) and Two-photon Excitation Fluorescence (TPEF) Using a Nanosecond White-light Laser Source2015

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Masanari Okuno, Philippe Leproux, Vincent Couderc, Takeaki Ozawa and Hideaki Kano
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 31 Issue: 4 Pages: 299-305

    • DOI

      10.2116/analsci.31.299

    • NAID

      130005061528

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electronically resonant third-order sum frequency generation spectroscopy using a nanosecond white-light supercontinuum2014

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Naoki Fukutake, Philippe Leproux, Vincent Couderc, Takeaki Ozawa and Hideaki Kano
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 10416-10429

    • DOI

      10.1364/oe.22.010416

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Raman Spectroscopic Evaluation of Intracellular Redox State Alteration Caused by Chemical Fixation2015

    • Author(s)
      Hiroki Segawa and Takeaki Ozawa
    • Organizer
      NTU-SNU-UT Joint Symposium 2015
    • Place of Presentation
      National Taiwan University
    • Year and Date
      2015-01-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子共鳴三次和周波発生分光法の開発と解釈2014

    • Author(s)
      瀬川尋貴、福武直樹、小澤岳昌、加納英明
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2014-09-22
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Multimodal nonlinear spectral imaging of tissue samples with CARS molecular fingerprint2014

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Toshihiro Akiyama, Yuichi Kaji and Hideaki Kano
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia (応用物理学会学術講演会)
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Raman spectroscopic evaluation of redox state alteration in mammalian cells induced by cell fixation reagent2014

    • Author(s)
      Hiroki Segawa and Takeaki Ozawa
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2014
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2014-09-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CARS molecular fingerprinting of rat eye tissue using a supercontinuum light source2014

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Toshihiro Akiyama, Yuichi Kaji, Takeaki Ozawa and Hideaki Kano
    • Organizer
      24th International Conference on Raman Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Friedrich-Schiller-University Jena
    • Year and Date
      2014-08-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CARS molecular fingerprinting of rat eye tissue using a supercontinuum light source2014

    • Author(s)
      Hiroki Segawa, Toshihiro Akiyama, Yuichi Kaji, Takeaki Ozawa and Hideaki Kano
    • Organizer
      New Frontiers in Nonlinear Raman Microscopy
    • Place of Presentation
      Heidelberg University
    • Year and Date
      2014-08-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Label-free Visualization of Rat Cornea Inner Structure with Multimodal Nonlinear Spectral Microscope2014

    • Author(s)
      Hiroki SEGAWA
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県)
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronically Resonant Third-order Sum Frequency Generation Uaing a White-light Supercontinuum2013

    • Author(s)
      Hiroki SEGAWA
    • Organizer
      The Fourth Asian Spectroscopy Conference
    • Place of Presentation
      Nangyang Technological University(シンガポール)
    • Year and Date
      2013-12-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Gouy phase shiftを考慮した電子共鳴三次和周波発生スペクトルの解釈2013

    • Author(s)
      瀬川尋貴
    • Organizer
      平成25年度に本文工学会年次講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府)
    • Year and Date
      2013-11-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 非線形分光顕微鏡によるラット角膜のex vivo三次元観察2013

    • Author(s)
      瀬川尋貴
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2013-10-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチモード非線形分光イメージングによるラット角膜のex vivo三次元測定2013

    • Author(s)
      瀬川尋貴
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)
    • Year and Date
      2013-09-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体組織三次元観察のためのマルチモード非線形分光イメージング法2013

    • Author(s)
      瀬川尋貴
    • Organizer
      日本分析化学会第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学東大阪キャンパス(大阪府)
    • Year and Date
      2013-09-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of multimodal multiphoton spectral microscope for three-dimensional imaging of rat cornea2013

    • Author(s)
      Hiroki SEGAWA
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2013
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2013-09-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Ex vivo Multimodal Nonlinear Spectral Imaging of Rat Cornea2013

    • Author(s)
      Hiroki SEGAWA
    • Organizer
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy 7
    • Place of Presentation
      神戸コンベンションセンター(兵庫県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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