近接場光を用いた伝達物質放出過程の観察と分析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680786
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 辰巳 仁史 名古屋大学, 医学部, 助教授 (20171720)
• 研究分担者: 曽我部 正博 名古屋大学, 医学部, 教授 (10093428)
• キーワード: 近接場光 / イメージング / 成長円錐 / GFP / シナプス / カルシウム / 開口放出

研究概要

近接場光を応用した高解像度観察と分子反応の制御が最も必要とされる領域の一つに、生体機能分子の観察と制御があげられる。近接場光を応用した高解像度観察では、生体分子を化学固定することなしに高分解能での観察ができる。
本研究では、生命現象にとって大切な分子を、細胞内で"機能する状態"そのままに、その動的変化を近接場光を用いて研究する。研究対象とする分子は神経細胞の情報の受け渡しを行うシナプスの機能を担っている蛋白質シナプトタグミンである。シナプスとは神経細胞の間の情報を受け渡しする場所である。脳における情報処理の根幹は、シナプスによる情報の受け渡しにあるとされる。シナプトタグミンはこのシナプスにあって情報の担い手である伝達物質を貯えている小胞の膜に存在し伝達物質を神経細胞が放出するときに重要な役割をになっていると考えられている。
これまでの本研究から、全反射モードの近接場顕微鏡を構成することができた。この装置に488nmのアルゴンレーザを打ち込むと青色のエバネセント光の場(厚さ200nm)をつくることができた。培養細胞で発現した蛍光シナプトタグミンを、生きた細胞の中で、全反射型近接場光顕微鏡で観察ができた。このようにして近接場光で観察している細胞を興奮するように化学的な刺激を与えると、斑点状に蛍光が変化することが見出された。この斑点状の蛍光変化の意味を検討をおこなっており、伝達物質の放出過程と間連することがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Imai,K,H.Tatsumi,and Y.Katayama.: "Electrical responses of rat dorsal root ganglion cells in culture evoked by mechanical in (accepted)."Neuroscience. (2000)
• [文献書誌] Tatsumi,H.and Y.Katayama.: "Growth cones exhibit enhanced cell-cell adhesion after neurotransmiter release."Neuroscience. 99. 855-865 (1999)
• [文献書誌] Tatsumi,H.,Y.Katayama,and M.Sokabe: "Attachment of growth cone on substrate observed by multimode light microscope."Neuroscience Research. 35. 197-206 (1999)
• [文献書誌] 辰巳仁史: "近接場顕微鏡、「生命科学を拓く新しい光技術」"共立出版. 93-106 (1999)
• [文献書誌] 辰巳仁史: "エバネセント近接場顕微鏡 Clinical Neuroscience Vol.17"中外医学社. 606-607 (1999)