2019 Fiscal Year Annual Research Report
The spatial patterning mechanisms of cytoskeletons during cancer cell invasion analyzed by 3D multitarget super-resolution imaging
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17K07384
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木内 泰 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70443984)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超解像顕微鏡法 / 細胞骨格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
転移性のがん細胞は、細胞骨格や接着構造を３次元的に再構成し、浸潤・転移を行う。この再構成機構を調べるため、多重染色超解像顕微鏡法IRISを３次元イメージングへと発展させた。
蛍光１分子の高精度な位置情報に基づく超解像顕微鏡法（PALMやSTORM）では、多数枚の蛍光１分子画像から超解像画像を再構築する。３次元化するためには、さらなる枚数が必要となるが、PALMやSTORMでは蛍光抗体や蛍光タンパク質の退色のため、取得する枚数には限界がある。IRISでは、標的に結合解離する蛍光プローブを用いて標識するため、プローブは絶えず入れ替わり、取得する枚数に限界がない。さらにプローブ交換によって複数の標的を連続的に標識できるため、より多数枚の画像を必要とする３次元多重染色超解像可視化を可能にする。
本研究では、焦点面以外からの背景光を抑えるために励起レーザーをシート状に斜めに照射するHILO照明を採用し、シートの厚さや入射の位置、角度、方向を可変にする光路系を構築した。Z方向の分解能を光の回折限界（約500 nm）を超えるために補償光学系を導入し、AstigmatismによってZ方向の分解能を向上させた。細胞の明視野画像からZ位置を高精度に計測する顕微鏡法を開発し、Zドリフトを補正した３次元超解像画像の再構築を可能にした。これらの方法で、細胞頭頂部のアクチンや微小管の３次元超解像画像をZ方向の分解能100～150 nmで得ることができた。さらにEGFシグナル伝達に関わる分子群の多重染色画像を得ることで、細胞骨格や接着斑とEGF受容体及びシグナル分子の空間的な位置関係を得た。これらの成果は、第69回日本細胞生物学会年会（2017.6, 仙台）や第92回日本薬理学会（2019.3 大阪）のシンポジウム、日本メカノバイオロジー研究会（2019.9 直島）で報告した。
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Research Products
(1 results)
