2014 Fiscal Year Annual Research Report
生体深部の可視化と操作が同時に可能な個体用ｉｎ ｖｉｖｏ２光子顕微鏡の開発と応用
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
22113005
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
根本 知己 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (50291084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日比 輝正 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (50554292)
川上 良介 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (40508818)
大友 康平 北海道大学, 電子科学研究所, 特任助教 (40547204)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ２光子顕微鏡 / バイオイメージング / 脳神経科学 / がん / in vivoイメージング / 多光子顕微鏡 / 近赤外超短光パルスレーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、本研究課題において構築した顕微鏡等のシステムを活用し、標本内の屈折率分布に由来する球面収差等の光学的な収差を制御することにより、生体深部における光学分解能の向上について、および、生体におけるｉｎ ｖｉｖｏ光刺激・光操作の可能性について検討を行った。特に、生体脳中における光学特性を定量的に評価するための方法論を確立することができ、その結果、生きたマウス脳深部における空間分解能向上に成功した。さらに新規レーザー技術と組み合わせることで世界最深部の、マウス生体の海馬歯状回（脳表から１．６ｍｍ）における神経細胞のｉｎ ｖｉｖｏイメージングに世界で初めて成功した。さらに、この方法論を光刺激に適用することで、代表者の知る限り、世界で初めて脳表から５００μｍ以上の生体脳深部で神経線維のｉｎ ｖｉｖｏ光操作・光破断に成功した。また他の計画班との共同研究により、本技術をがんイメージングに適用しスキンフラップ法を用いて作成したモデル動物において皮下のがん組織の９００μｍ以上のｉｎ ｖｉｖｏ断層蛍光イメージングに成功した。また固定脳標本の透徹化技術の高度化を推進し、高屈折率条件における屈折率不一致を解消することで、高NA対物レンズを用いた高分解能観察を実現した。その結果、海馬スライス標本における単一神経細胞の樹状突起に沿ったスパインの可視化と高精度の網羅的な形態解析に成功し、形態的な多様性とその生理学的意義についての知見を得ることに成功した。また生体脳の透明化に関する研究も推進した。これらの研究成果は原著論文による発表に加えて、国内外の学術的集会で発表し優秀演題賞等を獲得した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Multipoint multiphoton microscope2014
Author(s)
H. Nakayama, K. Otomo, T. Murata, T. Hibi, R. Kawakami, T. Nemoto
Organizer
Focus on Microscopy 2014
Place of Presentation
University of Sydney (Sydney, Australia)
Year and Date
2014-04-14 – 2014-04-14
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