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2018 年度 実施状況報告書

ゴルジ装置の多様性と成熟過程:3D-SEM法による下垂体前葉形態ライブラリの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K08458
研究機関旭川医科大学

研究代表者

甲賀 大輔  旭川医科大学, 医学部, 准教授 (30467071)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードゴルジ装置 / 下垂体前葉細胞 / SEM / 3D再構築 / 連続切片SEM法
研究実績の概要

本年度の研究では、平成29年度に引き続き、①成体ラット下垂体前葉ホルモン産生細胞におけるゴルジ装置の3D構造解析を行った:平成29年度では、走査電子顕微鏡(SEM)連続断層像観察・3D再構築法(連続切片SEM法)により下垂体前葉ホルモン産生細胞(GH,PRL,LH,TSH,ACTH細胞)のゴルジ装置の全体像を明らかにした。さらに本年度は、ゴルジ装置だけでなく、この小器官の形態形成に関係が深い中心小体の空間的局在も明らかにすることができた。
オスミウム浸軟法は、細胞内微細構造を再構築することなく直接SEM観察できるイメージング技法である。そこで、オスミウム浸軟法により各前葉細胞のゴルジ装置のシス・トランスの微細構造解析を行った。その結果、シスの微細構造は扁平な板状の膜に孔が開いた構造を呈しており、その特徴は各細胞に共通していることがわかった。一方、トランスの微細構造は、各ホルモン産生細胞によって多様で、空間的に複雑な構築を呈していた。さらに、各ホルモン産生細胞を正確に同定するため、オスミウム浸軟法と金コロイド標識法を組み合わせた新たな手法の開発も行った。今後は、この最新のイメージング技法も併用しながら、下垂体前葉ホルモン産生細胞の3D微細構造解析を進めていきたい。
さらに本年度は、②発生・成熟過程における下垂体前葉ホルモン産生細胞の形態的解析も進めた。樹脂に包埋した下垂体組織切片の連続切片を切削、SEMによる連続切片観察を行っており、順次再構築モデルを作製する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、様々な走査電子顕微鏡の技術を駆使して、「ゴルジ装置の多様性と成熟過程」の解析を目的としている。そこで本年度では、昨年度に続き「成体ラット下垂体前葉ホルモン産生細胞のゴルジ装置の3D構造解析」について検討した。具体的には、オスミウム浸軟処理した下垂体組織の走査電子顕微鏡(SEM)解析により、各前葉細胞ゴルジ装置の3D微細構造を明らかにした。さらに、オスミウム浸軟法と金コロイド標識法を組み合わせた新たな手法の開発にも成功し、下垂体前葉各ホルモン産生細胞を正確に同定した上で、ゴルジ装置の構造解析が可能となった。連続切片3D再構築法による解析も進めており、ゴルジ装置の3D全体像だけに留まらず、中心小体との空間的配置関係も詳細に示すことができた。成体ラットの解析に関しては、計画以上の内容を行う事ができた。
「発生・成熟過程における下垂体前葉ホルモン産生細胞の解析」については、現在着手しているが、現状では計画よりも少し遅れが生じているため、早急に形態解析を進めていく予定である。今後は、連続切片SEM法だけに留まらず、オスミウム浸軟法による解析も行っていきたい。
以上の結果より、「発生・成熟過程における下垂体前葉ホルモン産生細胞の解析」については、少し遅れが生じているが、一方で、下垂体前葉細胞に最適なイメージング技法の開発に成功し、今後の下垂体組織における形態学的研究に大きな可能性を示すことができた。将来的には、これらの技術を用いた多角的な解析を展開していきたい。以上の事から、全体としてはおおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

今後は引き続き、「成体ラット下垂体前葉ホルモン産生細胞のゴルジ装置の3D構造解析」、「発生・成熟過程における下垂体前葉ホルモン産生細胞の解析」について、解析を進めていく予定である。これらの結果について、論文を作成・投稿する予定である。

次年度使用額が生じた理由

(理由)論文投稿料として確保していたが、平成30年度内に投稿費の支払いができなかった。
(使用計画)論文投稿料として使用する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] The integral function of the endocytic recycling compartment is regulated by RFFL-mediated ubiquitylation of Rab11 effectors2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai R, Fukuda R, Unida S, Aki M, Ono Y, Endo A, Kusumi S, Koga D, Fukushima T, Komada M, Okiyoneda T
    • 雑誌名

      J Cell Sci.

      巻: 132 ページ: jcs228007.

    • DOI

      10.1242/jcs.228007.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Culture in 10% O2 enhances the production of active hormones in neuro-endocrine cells by up-regulating the expression of processing enzymes2019

    • 著者名/発表者名
      Sato E, Maeda Y, Sato Y, Hinata A, Gomi H, Koga D, Torii S, Watanabe T, Hosaka M
    • 雑誌名

      Biochem. J.

      巻: 476 ページ: 827-842

    • DOI

      10.1042/BCJ20180832.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional configuration of apical epithelial compartments including stem cell niches in guinea pig cheek teeth2019

    • 著者名/発表者名
      Seino Y, Nakatomi M, Ida-Yonemochi H, Koga D, Ushiki T, Ohshima H
    • 雑誌名

      J. Oral Biosci.

      巻: 61 ページ: 55-63

    • DOI

      10.1016/j.job.2019.01.002.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impaired Processing of Prohormones in Secretogranin III-Null Mice Causes Maladaptation to an Inadequate Diet and Stress.2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Y, Kudo S, Tsushima K, Sato E, Kubota C, Kayamori A, Bochimoto H, Koga D, Torii S, Gomi H, Watanabe T, Hosaka M.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 159 ページ: 1213-1227

    • DOI

      10.1210/en.2017-00636.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combination of a cryosectioning method and section scanning electron microscopy for immuno-scanning electron microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Kusumi S, Koga D, Watanabe T, Shibata M
    • 雑誌名

      Biomed. Res.

      巻: 39 ページ: 21-25

    • DOI

      10.2220/biomedres.39.21.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential effects of depot formulations of GnRH agonist leuprorelin and antagonist degarelix on the seminiferous epithelium of the rat testis2018

    • 著者名/発表者名
      Hori J, Koga D, Kakizaki H, Watanabe T
    • 雑誌名

      Biomed. Res.

      巻: 39 ページ: 197-214

    • DOI

      doi: 10.2220/biomedres.39.197.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Backscattered electron imaging of resin-embedded sections2018

    • 著者名/発表者名
      Koga D, Kusumi S, Watanabe T
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 67 ページ: 196-206

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfy028.

    • 査読あり
  • [学会発表] 超高分解能SEMによる膜性小器官の観察2019

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔, 渡部剛, 中澤英子, 内山安男
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会・全国学術集会 (シンポジウム)
  • [学会発表] SEM試料作製法2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlative light and scanning electron microscopy (CLSEM) by combining Tokuyasu cryosectioning technique with osmium maceration method2018

    • 著者名/発表者名
      Koga D, Kusumi S and Watanabe T
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional shape of the Golgi apparatus in different cell types: serial section scanning electron microscopy of the osmium-impregnated Golgi apparatus.2018

    • 著者名/発表者名
      Koga D, Kusumi S, Ushiki T
    • 学会等名
      第74回日本顕微鏡学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たな形態学アプローチによる下垂体前葉細胞の3D構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔, 久住聡, 渡部剛
    • 学会等名
      第33回日本下垂体研究会学術集会 (シンポジウム)
  • [学会発表] 連続切片SEM・3D再構築法2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔
    • 学会等名
      SCANTECH2018
  • [学会発表] 超高分解能SEMによる細胞内膜系の3Dイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔, 渡部剛, 中澤英子, 内山安男
    • 学会等名
      第41回分子生物学会年会 (ワークショップ)
  • [学会発表] 医学生物学領域における SEM のこれまでとこれから2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔
    • 学会等名
      第43回日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] SEMによるゴルジ装置の3D微細構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      甲賀大輔
    • 学会等名
      平成30年度 日本顕微鏡学会北海道支部学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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