2014 Fiscal Year Annual Research Report
ラマン分光法による極微小石灰化フィールドの非侵襲性探索
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25670883
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村上 伸也 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (70239490)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 佳則 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20386634)
竹立 匡秀 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (60452447)
北垣 次郎太 大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (90570292)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ラマン分光法 / 歯根膜細胞 / 極微小石灰化ノジュール / 非侵襲性観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ラマン分光法を培養細胞に適用し、硬組織形成細胞への分化過程を単細胞レベルにて解析した。平成25年度には、マウス骨芽細胞株KUSA-A1細胞を石灰化誘導培地にて培養し経時的に観察すると、石灰化過程でのハイドロキシアパタイト(HA)の集積に伴い、HAに帰属する958cm-1のラマンシグナルが増幅することをラマンイメージングによる方法で初めて測定に成功した。
そこで、平成26年度には、これまでよりも高い時間分解能での同細胞の硬組織形成細胞への分化過程解析を試みた。最初に、培養中の同一微小部位における数時間毎のラマン分光測定を可能にするような測定条件の検討を行なった。その結果、測定に用いるレーザー光の強度を1.5mW/um2、照射時間を1.5s/lineとすると、30分毎に同一部位のラマン分光測定を行うことが出来、かつ細胞形態に異常がないことが判明した。また細胞形態に異常がないことは取得したラマンスペクトルに変化がないことでも確認された。すなわち、上記条件による数時間毎の非侵襲ラマン分光測定が可能であることが明らかとなった。そこで、KUSA-A1細胞を石灰化誘導培地にて培養し、培養5日目から培養6日目において同一部位に対して4時間毎にラマン分光測定を行なった。その結果、初期にはHAのシグナルが検出されなかったが、石灰化促進物質の1つとして知られるベータカロテンに帰属するラマンシグナルが波数1008、1160および1526cm-1において検出された。その後、カロテンのシグナルは消失したが、カロテンの局在した位置の周辺においてHAが集積されていく様子が観察された。本結果は、ベータカロテンが石灰化開始部位のバイオマーカーとなりうる可能性を示唆すると考えられる。多くの生体分子が関与する石灰化の過程をラマン分光イメージングの方法によって検出が可能であることの最初の一歩を示した。
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