2019 Fiscal Year Research-status Report
神経細胞局所で脂質分子分布の偏りを作り・維持するシステムの分子解剖学的研究
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18K06828
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
堀川 誠 浜松医科大学, 医学部, 特任助教 (50775997)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 質量顕微鏡 / 脂肪酸 / リン脂質 / 神経 / 蛍光顕微鏡 / 脂質輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先行研究により、神経細胞の神経突起上には細胞体側から神経突起の先端に向けて脂質分子の分布に偏りがある事が分かっているが、その偏りを生じさせる分子メカニズムは不明である。本研究では、質量顕微鏡法の高解像度化や蛍光顕微鏡観察法を用いる事で、この分子メカニズムの解明を試みる。昨年度までの研究では、電子顕微鏡試料調製法を応用した新規のTOF-SIMS用細胞試料調製法の開発に成功し、約200 nmの空間解像度で神経突起上の脂肪酸分子分布観察に成功した。一方、この方法では飽和脂肪酸や一価不飽和脂肪酸と比べ、多価不飽和脂肪酸の検出が困難である事を明らかにした。
今年度の研究では、新規試料調製法を用いたTOF-SIMS観察の特徴・特性を明らかにするため各種実験を行った。神経突起より立体的なCOS-7 cellやMEF cellに新規試料調製法を適用してTOF-SIMS解析する事で、本手法では細胞膜と考えられる表層の分子のみを検出している事が明らかとなった。次に、蛍光脂肪酸標識した細胞に新規試料調製法を適用し、スパッタリングで細胞表面を削りながら細胞内部の脂質分子分布観察を行う事で、蛍光標識脂肪酸の蛍光像と脂肪酸分子のイオン像に一致を見た。この事は、TOF-SIMS観察で検出されたイオン像が、本来の脂肪酸分布を反映していることを示している。一方、スパッタリングを用いたTOF-SIMS観察では検出された脂質分子のイオン像に対応する細胞構造を知る事が困難であったため、電子顕微鏡観察で用いられるunroofing法を組み合わせる事で、TOF-SIMS法により細胞内部の脂質分子分布とその細胞構造を同時に観察する事にも成功した。また、脂質標品を用いた比較解析により、飽和脂肪酸と一価不飽和脂肪酸のイオン化効率はほとんど差が無いのに対し、多価不飽和脂肪酸のイオン化効率はそれらに比べて低い事が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規に開発したTOF-SIMS試料調製法にunroofing法を組み合わせる事で、細胞内部の脂質分子分布をその構造と共にTOF-SIMS観察する新しい手法の開発に成功した。また、これらの手法を用いた際の、各脂質分子の検出における特性を明らかにした。現在、これらの新規手法に関する成果を論文としてまとめている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度より他大学に異動する事が内定しており、一部の実験に関して継続が困難であることが見込まれる。そこで、最終年度はこれまでの研究成果である新規試料調製法に関する論文をまとめる事に主眼を置き、研究を進める事とする。
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