クロス・レーザー分子追跡ナノスコープの開発と薬物応答追跡法の確立

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07557295
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 升島 努 広島大学, 医学部, 教授 (10136054)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 一夫 オリンパス光学(株), 第2回開発部, 主任研究員 ; 内藤 正幸 オリンパス光学(株), 第2回開発部, 研究室長 ; 小澤 孝一郎 広島大学, 医学部, 講師 (10211822)
• Keywords: レーザー / 顕微鏡 / ビデオ分析 / 細胞 / 薬物応答 / 光ファイバー / アレルギー / 糖尿病

Research Abstract

1.ファイバー・クロス・レーザー分子追跡ナノスコープの開発
光ファイバーを用い、対物レンズの焦点位置に、2つ以上光が交差し、かつ波長の異なるレーザービームを照射することで、ミクロのスポットライトを細胞に当てることが可能となり、細胞に光照射ダメ-ジの非常に小さい、かつ、多様な蛍光プローブの使える新しい照射法が確立した。この手法は、蛍光法以外でも、暗視野照明法としても、コントラストの高いもので、分子追跡法として、非常に優れた手法であり、日本薬学会第117年会でも、ハイライト演題として選ばれた(特許申請準備中)。
2.本ナノスコープによる、金コロイド標識分子の追跡
分子サイズに近い、数十ナノメーターの金コロイドは従来、電子顕微鏡用標識法であったが、このナノスコープにより、コントラスト高く追跡できる事が分かり、金コロイドのブラウン運動の可視化にまず成功した。これにより、金コロイドサイズの決定法を確立した。さらに、この手法は、細胞表面の微小構造を強く反映することがわかり、現在その可能性を追求している。
3.開発ビデオナノスコープ群による細胞-薬物相互作用追跡
1)肥満細胞モデル細胞のRBL-2H3を用いて、アレルギー応答と薬物作用の細胞内情報伝達過程を、様々な阻害剤を用いてその機構をより明確にした。
2)糖尿病モデル細胞、MIN-6のインスリン分泌の瞬間の画像化に成功したことにより、その放出頻度に対する各種薬物、阻害剤の影響から、インスリン分泌の分子メカニズムをより明確にした。

Research Products

• [Publications] K. Ozawa: "Video-microscopy for analysis of molecular dynamics in cells" J. Pharm. Biomed. Anal.(in press). (1997)
• [Publications] T. Masujima: "Tapping and Video-Microscopic Detection of Released Molecules on a Extra-Cellular Responce of a Single Cell using a HPLC Resin" Biol. Pharm. Bull.in press (1997)
• [Publications] K. Ozawa: "Quantitative analysis of Exocytosis visualized by a video-enhanced light/fluorescence microscope reveals two distinct components of exocytosis in RBL-2H3 cells" FEBS Lett.398. 67-73 (1996)
• [Publications] K. Ozawa: "Different pathways of inhibitory effects of wortmannin on exocytosis are revealed by video-enhanced light microscope" Biochem. Biophys. Res. Commun.222. 243-248 (1996)
• [Publications] A. Tamura: "Direct Imaging of Stepwise Eluting Process in Liquid Chromatography Column" Anal. Chem.68. 4000-4005 (1996)
• [Publications] A. Tamura: "Direct Observation of Solutes Trapping on a Surface-insert Reversed Phase Column" Chemistry Letters. 1996. 475-476 (1996)
• [Publications] S. Razee: "Direct Observation of Capillary Electrophoresis Using a Video Image Analysis System" Chemistry Letters. 1996. 93-94 (1996)