2010 Fiscal Year Annual Research Report
非線形フォトニクスによるリアルタイム生体分子イメージング顕微鏡群の開発と応用
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20240044
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荒木 勉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 守 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (70237949)
福島 修一郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40362644)
紀ノ岡 正博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40234314)
岩田 哲郎 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (50304548)
安井 武史 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (70314408)
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| Keywords | 分子イメージング / SHG顕微鏡 / コラーゲン / 細胞培養 / CARS顕微鏡 / 非線形光学現象 / 皮膚 |
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| Research Abstract |
所定の生体分子を非侵襲・非染色、リアルタイムで認識し、その形態・高次構造および変化をイメージングする技術の開発と応用を目的に研究を進めており、今年度は以下の成果を得た。
1. 顕微鏡開発と応用に関する研究について
(1) SHG顕微鏡に関して、昨年度から懸案の高速計測へのアプローチを続けた結果、数秒で3D画像取得が可能となった。倫理委員会の承認のもとで各年代の被験者を募り、頬の真皮を測定した。その結果、加齢によるコラーゲンの減少が観測された。さらに光老化に関する研究を開始し、ヌードマウスを用いて紫外線照射の有無によるコラーゲン分子配向の変化を観測した。またマウス皮膚火傷のグレードを指標化できた。
(2) CARS顕微鏡に関しては、マルチフォーカス光学系によって計測のさらなる高速化を図り、Hela細胞の細胞膜をレーザーによって局所的に破壊してその修復過程のリアルタイム観測を行った。その結果、細胞膜破壊された直後に破壊箇所で脂質に対応するCARS光強度が.上昇することが観測され、細胞膜修の様子が示された。
2. 細胞・組織の観察ならびに培養制御に関する研究について
(1) 軟骨細胞をタイプIコラーゲンゲル培地に播種し、軟骨細胞の産生能を評価した。ここでは細胞が高活性であればタイプIIコラーゲンを多く産生し、かつ細胞集団を形成する。タイプIIコラーゲンはタイプIに比べてSHG発生効率が悪いので、細胞集団の周囲は暗部となって観測される。このような暗部を指標とすることで軟骨細胞の産生能が評価できることを示した。
(2) 力学的刺激による腱組織のコラーゲン配向変化を定量化するため、偏光制御型SHG顕微鏡を基礎として配向ベクトルを求めるシステムを構築した。また配向計測の高速化についての指針を得た。
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