| 研究概要 |
ポストゲノム研究として,遺伝子機能やタンパク機能の生きた状態(in vivo)での解析が強く求められている。生物発光酵素や蛍光タンパクの遺伝子をレポーター遺伝子として組み込んだ,トランスジェニックマウスによる遺伝子発現の分析法が広く普及してきたが,その測定対象は組織切片や,細胞,あるいは開腹臓器やその表層に限られており,生体組織深部を対象とした計測はこれまでの技術では不可能である。われわれは,生きたままの生体を対象として生体に侵襲を与えることなく,その内部の遺伝子発現の動態を経皮的に観測する画像計測技術の研究開発を行ってきた。生体内の蛍光タンパクや蛍光マーカーを外から検出するための要素技術として,第1に生体組織の光散乱による空間分解能の劣化に対する改善と,第2に背景光雑音の原因となる生体組織自家蛍光の効果的な分離法に関する検討を行いそれらの技術の統合化,システム化研究を行った。第1の課題に対しては,コヒーレント検出イメージング法による直進散乱光成分の選択的検出法を適用し,散乱体中における高分解画像検出法を検討した。第2の課題に対しては,ターゲット蛍光物質と自家蛍光の蛍光寿命の差を利用した蛍光時間分解画像計測法,およびターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンのちがいを利用した分光画像計測法の2つの手法について検討をそれぞれ行った。まずこれらの実験に先だって,蛍光物質がゲル散乱体中に局在する生体模擬試料を作製するとともに,要素技術開発のための生体光特性分光データの収集,取得を行った。これに基づき,コヒーレント検出画像化法,蛍光寿命画像計測法,分光画像計測法の各要素技術の開発をおこない,その有効性を確認した。評価実験では,蛍光寿命の長い半導体ナノクリスタル(量子ドット)をターゲット蛍光体として用い,時間分解蛍光画像計測法による評価,およびターゲット蛍光物質と自家蛍光のスペクトルパターンの相違を利用した分光画像計測法による評価を行った。実際の生体試料を用いて検討した結果,深さ20mmを超える厚さの筋肉組織下の蛍光物質の画像化が可能であるとの結論を得た。これらの技術は,遺伝子発現計測を目的とした生体組織内部における蛍光物質分布の非侵襲定量計測のための重要な要素技術となり得ることを確認した。
|
