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近接場光を導入したマルチ・モード光学顕微鏡システムの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 12557002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生理学一般
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

片山 芳文  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (20014144)

研究分担者 辰巳 仁史  名古屋大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (20171720)
本間 知夫  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (80242246)
平井 恵二  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教授 (70156628)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2001年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードレーザー光線 / 光全反射 / 近接場光 / 冷却CCDカメラ / 培養細胞 / 成長円錐 / 細胞接着 / 蛍光標識法 / 近接陽光 / 脊髄後根神経節 / 三叉神経節細胞 / 免疫染色法 / 微分干渉顕微鏡 / 接着 / 脊髄後根神経節細胞 / レーザー・ビーム / 落射蛍光顕微鏡 / 蛍光標識
研究概要

光の全反射にともなって全反射面の裏側に発生する近接場光を利用して生体シグナル分子やイオン、さらに機能性分子を可視化・観測するマルチ・モード装置を試作・改良した。観察に用いた生体標本は、幼若ラットの脊髄後根神経節や三叉神経節及び上頸神経節から分離培養したニューロンである。
1.直角プリズムをカバーグラスに貼り付け、プリズムからレーザー光線を射入する。この直角プリズム付きのカバーグラスを倒立型微分干渉顕微鏡の架台に置いて、カバーグラスの上・下両面でレーザー光線が全反射しながら進行し、カバーグラス上面に近接場光を発生するように光路を構成した。
2.上述の直角プリズム方式では、観察部位が限定されるという難点があるので、この点を解決するために、グラスファイバーを用いて倒立型顕微鏡の落射光源入射部にレーザー光線を導入して対物レンズを通してカバーグラス上面に近接場光を発生させる光路を組み立てた。
3.両方式を比較検討するために、カバーグラス上面に置いた蛍光ビーズ(直径0.1μm)の蛍光像を冷却CCDカメラで撮影・画像処理し、両方式ともにカバーグラス上面に近接場光が発生していることを確認した。対物レンズ方式ではカバーグラスを移動させて細胞の任意の部分を近接場光内に置くことができるが、全反射面を形成するためにレーザー光線の平行性を得るための光学的調整や蛍光褪色を起こさないよう留意すべきである。両方示式を目的に応じて使い分けることが得策である。
4.直角プリズム付きカバーグラス上に培養したニューロンを蛍光Ca指爪薬fluo-3で負荷してレーザー光による励起蛍光を観察すると、落射蛍光像よりも限局した像が得られ、近接場光内(膜直下)のCa濃度を計測できると考えられ、今後ホールセルパッチ法の併用を試みる。一方、対物レンズ方式では、カバーグラス上の培養ニューロンの細胞体や成長円錐の培養面との接触部分のインテグリン(integrin α1β1とintegrin α6β1)を蛍光免疫染色法によって可視化すると、前者は接触部分に広範囲に、後者は点状に、それぞれ認められ、分布状態に差異があることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Imai, K, Tatsumi, H, Katayama, Y: "Mechanosensitive chloride channels on the growth cones of cultured rat dorsal root ganglion neurons"Neuroscience. 97. 347-355 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishii, K, Hirai, K, Katayama, Y, Tsuji, S: "Staining of acetylcholinesterase activity of the enteric nervous system_by means of intracardiac perfusion"Proceedings of Japan Academy. 76B. 82-86 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] McCaig, CD, Sangster, L, Stewart, R: "Neurotrophic enhance electric field-directed growth cone guidance and directed nerve branching"Developmental Dynamics. 217. 299-308 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Homma, T, Hirai, K, Hara, Y, Katayama, Y: "Tea catechin, (-)epigallocatechin gallate, causes membrane depolarization of myenteric plexus of"Neuroscience Letters. 309. 93-96 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辰巳仁史: "光近接場顕微鏡"日本生理学雑誌. 64. 7-11 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, Y, Homma, T, Hara, Y, Hirai, K: "Tea catechin, (-)-epigallocatechin gallate, facilitates cholinergic transmission in the myenteric plexus..."Neuroscience Letters. 319. 93-96 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuji, S, Hirai, K, Katayama, Y, et al.: "Peripheral surface acetylcholinesterase activity of a fine network stained histochemically and observed with..."Brain Res Protocol. 9. 16-22 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, T,...Katayama, Y, et al.: "Phosphorylation and functional regulation of ClC-2 chloride channels expressed in Zenopus oocytes by..."Journal of Physiology (London). 540. 883-893 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soeda, H, Tatsumi, H,... Katayama, Y: "Functional characterization of calcium channels localized on the growth cones of cultured rat dorsal root..."Neuroscience Letters. 325. 5-8 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Homma, T, Hirai, K, Katayama, Y: "Visualization of functional molecules in neurons with modified evanescent light microscope"日本生理学会大会(Japanese Journal of Physiology). (発売予定). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辰巳仁史: "ナノ光学ハンドブック(分担執筆)・近接場顕微鏡による細胞膜のダイナミックスと接着形成の研究"朝倉書店. 7 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Imai K, Tatsumi H, & Katayama Y: "Mechanosensitive chloride channels on the growth cones of cultured rat dorsal root ganglion neurons"Neuroscience. 97. 347-355 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishii K, Hashikawa T, Hirai K, Tsuchiya H, Katayama Y, & Tsuji S: "Staining of acetylcholinestrase activity of the enteric nervous system by means of intracardiac perfusion of the histochemical medium : restricted localization of the extracellular enzymatic activity."Proceedings of the Japan Academy. 76B. 82-86 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] McCaig C D, Sangster L, & Stewart R: "Neurotrophins enhance electric field-directed growth cone guidance and directed nerve branching"Developmental Dynamics. 217. 299-308 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Homma T, Hirai K, Kara Y, & Katayama Y: "Tea catechin, (-)-epigallocatechin gallate, causes membrane depolarization of myenteric neurons of guinea-pig small intestine"Neuroscience Letters. 309. 93-96 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsumi H: "Evanescent optic microscopy"Journal of the Phvsiological Societv of Japan. 64. 7-11 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama Y, Homma T, Hara Y, & Hirai K: "Tea catechin, (-)-epigallocatechin gallate, facilitates cholinergic transmission in the myenteric plexus of the guinea-pig small intestine"Neuroscience Letters. 319. 63-66 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuji S, Nakatomi R, Tbuchiya H, Hirai K, Katayama Y, Motelica-Heino I, & Hashikawa T: "Peripheral surface acetylcholinesterase activity of a fine neural network stained histochemically and observed with backscattered electron imaging and X-ray mapping methods"Brain Research Protocols. 9. 16-22 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa T, Ogura T, Zheng Y-J, Tkuchiya H, Nakaya H, Katayama Y, & Inagaki N: "Phosphorylation and functional regulation of CIC-2 chloride channels expressed in Xenopus oocytes by M cyclin-dependent protein kinase"The Journal of Physiology (London). 540. 883-893 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soeda H, Tatsumi H, Kozawa Y, Mishima H, Imai K, & Katayama Y: "Functional characterization of calcium channels localized on the growth cones of cultured rat dorsal root ganglion cells"Neuroscience Letters. 325. 5-8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayaina Y, Homma T, Hara Y, Hirai K: "Tea catechin, (-)-epigallocatechin gallate, facilitates clolinergic transmisson in the myontoric plexus ・・・・・"Neuroscience Letters. 319. 93-96 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuji H, Hirai K, Katayama Y et al.: "Peripheral surface acetylcholiriesterase activity of a fine network stained histochemically and observed with"Brain Res Protocol. 9. 16-22 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 本間, 土屋, 平井, 片山: "近接場光顕微鏡による神経成長円錐の接着機構の解析"日本生理学会大会予稿集(79). 145 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Furukawa T, Katayama Y et al.: "Fhosphorylation and functional rigulation of CTC-2 chloride channels expressed in Zenopus oocytes by"Journal of Physiology (London). 540. 883-893 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Soeda H, Tatsumi H, Katayama Y: "Functional characterization of calcium channels localized on the growth cones of cultured rat dorsal root"Neuroscience Letters. 325. 5-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Homma T, Hirai K, Katayama Y: "Visualization of functional molecules in neurons with modified evanescent light microscope"日本生理学会大会. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Homma T, Hirai K, Hara Y, Katayama Y: "Tea catechin, (-)-epigallocatechin gallate, causes membrane depolarization of myenteric neurons of..."Neuroscience Letters. 309. 93-96 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Furukawa T, Tsucihida H, Katayama Y et al.: "Specific interaction of the potassium channel β-subunit mink with the sarcomeric protein T-cap suggests a..."J Mol Biol. 313. 775-784 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katayama Y, Homma T, Hara Y, Hirai K: "Tea eatechin, (-)-epigallocatechin gallate, facilitates cholinergic ganglion transmission in the myenteric plexus..."Neuroscience Letters. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuji S, Nakatomi R, Hirai K, et al.: "Peripheral surface acetylcholinesterase activity of a fine neural network stained histochemically and observed with..."Brain Res Protocols. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 本間, 土屋, 平井, 片山: "近接場光顕微鏡による神経成長円錐の接着機構の解析"日本生理学会大会. (発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Imai K,Tatsumi H & Katayama Y: "Mechanosensitive Cl channels on the growth cones of the cultured rat dorsal root ganglion neurons."Neuroscience. 97. 347-355 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Terai T,Furukawa T,Katayama Y et al: "Effects of external acidosis on HERG current expressed in Xenopus oocytes."J.Mol.Cell.Cardiol.. 32. 11-21 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yamashita Y,Hirai K,Katayama Y et al : "Mutations in sixth transmembrane domain of AQP2 inhibit its translocation induced by vasopressin."Amer.J.Physiol.. 200. F395-F405 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ishii K,Hashikawa T,Hirai K et al: "Staining of acetylcholinesterase activity of the enteric nervous system by means of intracardiac perfusion of ...."Proc.Jpn.Acad.. 76B. 82-86 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tuchiya H,Hirai K & Katayama Y: "Fluorescence-immunohistochemistry of NPY in the enteric nervous system of the guinea-pig intestine."Autonomic Neuroscience. 82. 36-37 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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