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火ピンセットを用いて神経細胞の膜蛋白分子を補捕する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06808070
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

辰巳 仁史 (辰己 仁史)  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (20171720)

研究分担者 片山 芳文  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (20014144)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1995年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1994年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードNano meter / Neuron / Growth cone / synaps / Laser trapping / Membrane / protein / Nano-meter / molecule / 微分干渉顕微鏡 / ビデオ画像処理 / ナノメートル計測 / 光ピンセット / レーザー光 / 光学技術 / 神経生理学 / 金コロイド粒子
研究概要

膜蛋白分子の捕捉と移動に光ピンセットを用いることは、特に重要な応用である。光ピンセットの能力を最大に生かすには、光学的測定に有利な偏平な標本を使うことが第一に重要である。発生過程の神経細胞や培養神経細胞の神経突起の先端には成長円錐が観察される。神経成長円錐は偏平な細胞構造で運動性が高く、神経突起伸長に必要な認識物質の識別を行い伸長方向を決定すると考えられている。
ラット脳切片から微小ナイフにより切り出された海馬を酵素処理し神経細胞を単離し培養する。3時間から24時間培養された神経細胞の神経突起には成長円錐が形成されることを、現有の7000倍の高倍率微分干渉顕微鏡で観察する事ができる。標本に細胞興奮を引き越すと考えられる膜脱分極刺激を与えると、神経成長円錐の形態に変化が起こる事を発見した。この神経成長円錐に金コロイド微粒子(直径 40nm)を潅流投与し、高倍率微分干渉顕微鏡による神経成長円錐の映像をビデオ画像強調すると金コロイド微粒子が膜表面に付着している様子が観察される。高倍率微分干渉顕微鏡の細胞照明用の光路に10mWのヘリウムネオンレーザー(およびアルゴンクリプトンレーザー100mW)光を導入し金粒子に集光すると光ピンセットとして作用し金粒子を捕捉できた。この装置を用いて空間分解能10ナノメートル時間分解能33ミリ秒の精度で、光ピンセットにより捕捉された金コロイド粒子の運動を定量的に分析した。その結果、細胞接着蛋白分子(NCAM)を金コロイド粒子により標識し、細胞骨格と強く結びついている膜蛋白分子のダイナミックな動きは神経の興奮により運動を盛んにすることが見出された。これら研究から神経細胞成長円錐の活発な運動を可能にしている分子機構を研究解明しつつある。(文献95年 実験医学別冊 バイオマニュアルUPシリーズ 脳、神経研究プロトコール、文献96年中谷電子計測技術振興財団年報 および 論文原稿)。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] 辰巳仁史: "シナプス伝省の測定法" Clinical Neuroscience. 14. 905-908 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soeda,Tatsumi,Katayama: "Neurotrans nutter release from growth cone of rat dorsal root ganglion neurons" Neuroscience. (in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辰巳仁史・片山芳文: "光ピンセットを用いて膜タンパク分子の相互作用力を測定する" 中電電子技術振興財団年報. 10. 66-71 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辰巳仁史: "細胞内カルシウム実験プロコトール" 羊土社, 201 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soeda, Tatsumi, Katayama: "Neurotransmitter release from growth cones of the rat dorsal root ganglion neurons in culture" Neuroscience. (in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi: "Methods for synaptic transmission" Clinical Neuroscience. Vol.14. 905-908 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi: Protocol for cellular Calcium research, Imaging microscopy. Yodo-sha Co.Ltd., 47-58 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辰巳仁史: "シナプス伝達の測定法" Clinical Neuroscience. 14. 905-908 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Soeda. Tatsumi. Katayama: "Neurotransmitter release from growth cones of rat" Neuroscience in press.

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 辰巳仁史・片山芳文: "光ピンセットを用いて膜タンパク分子の相互作用を測定する技術" 中谷電子技術振興財団年報. 10. 66-71 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 辰巳仁史: "細胞内カルシウム実験プロトコール" 羊士社, 201〜 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi H.and Katayama Y.: "Analysis of Ca^<2+> homeostasis in neurons dissociated from rat nucleus basalis." Neuroscience Research. 22. 259-266 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi H.and Katayama Y.: "Na^+ olependent Ca^<2+> intlux indnced by depolatization in neurons・・・" Neuroscience Lett.196. 9-12 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi H.Tsuji S.et al.: "Synthesis,storage and release of acehylcholine at and from growth cones・・・" Neuroscience Lett.202. 25-28 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Uma,Maheswari R.,Tatsumi H.,et al.: "Observation of subcellnlar stracture of single neurons with・・・" Optics Communications. 120. 325-334 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Oho A.,et al,: "Human B lymphocytes respond to E-B-virus with an increase・・・" The Bulletin of Tokyo Medical & Dental Univ.42. 12-29 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 辰己仁史: "実験医学別冊 脳・神経プロトコール、光ピンセット" 羊土社, 204-206

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 辰己仁史: "実験医学別冊、画像処理光学顕微鏡" 羊土社(印刷中),

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi,H and Y.Katayama: "Brief increases in inttacellular Ca^<2+> activate K^+ current and non-selective cation current in rat nucleus basalis neurons." Neuroscience. 58. 553-561 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi,H and Y.Katayama: "Calcium homeostasis in the presence of fura-2 in neurons dissociated from rat nucleus basalis:theoretical and experimental analysis of chelating action of fura-2." Journal of Neuroscience Methods. 53. 209-215 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 辰巳仁史,片山芳文: "光と細胞膜イオンチャンネルとの相互作用:近接場現象の新しい応用の可能性" 近接場光学研究グループ第二回研究討論会予稿集. 75-80 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Atsuko,Ono.,H.Tatsumi,K.Yamamoto and Y.Katayama: "Human Blymphocytes respond to Epstein-Barr viras with an increase in intracellular Ca^<2+> concentration" The Bulletin of Tokyo Medical and Dental University. (in press).

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsumi,H and Y.Katayama: "Analysis of Ca^<2+> homeostasis in newons dissociated from rat nucleus basalis" Neuroscience Research. (accepted).

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 辰巳仁史(分担): "脳・神経の機能解析マニュアル「光ピンセット」" 羊土社(印刷中),

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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