| 研究課題/領域番号 |
20H00345
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
福間 剛士 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 教授 (90452094)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 原子間力顕微鏡 |
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| 研究実績の概要 |
生細胞表面における分子分解能観察を目指した原子間力顕微鏡（AFM）技術開発に取り組んだ。直径数μmの穴が多数設けられた窒化シリコン膜上に細胞を培養し、その穴を通して細胞底面を観察する技術を確立した。また、市販のAFMを用いたホッピングモード観察により、約10 nm程度の大きさの凸構造が細胞表面で拡散する様子を観察することに成功した。一方で、さらなる分解能の向上のために、自作AFMヘッドと共焦点顕微鏡の複合機開発に取り組んだが、完成させるまでには至らなかった。また、開発した細胞表面観察技術を用いて、化学固定前後の細胞表面構造を高分解能に観察したところ、化学固定により表面の凹凸が大きくなることが分かった。この原因を詳細に調べたところ、細胞研究で頻繁に用いられる化学固定法によって、細胞表面の分子レベルの構造は大きく変わってしまうということを発見した。これは当初予定していた内容ではないが、分子細胞生物学分野の研究において、非常に重要な発見であるため、この結果を論文としてまとめる方向で、今後、蛍光顕微鏡などを使った補足データを取得する予定である。また、MET受容体をノックアウトしたPC9細胞（ヒト肺がん細胞）と、それにMET受容体をノックインした細胞を準備し、それらの表面構造を比較した。しかし、それらの違いは形状像からは捉えることが困難であった。そこで、表面構造がより単純であるとされるCHO細胞を使って同様の細胞を準備し、MET受容体の観察を目指す。一方で、薬剤耐性化に伴う表面構造の変化を調べるために、ヒト肺がん細胞の、薬剤耐性獲得前後の表面構造変化の観察にも取り組んだ。その結果、薬剤耐性獲得に伴いEMTを生じた細胞の表面構造が平坦になり、硬さが硬くなることが分かった。今後、異なる薬剤に対する耐性化の影響を調べる予定である。
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| 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
当初の予定では、自作AFMヘッドを完成させ、それと倒立型の共焦点顕微鏡と複合化する予定であったが、新型コロナウィルスの影響で部品が入手できず、当該年度には完成させられなかった。しかし、そのための予算を次年度に持ち越したため、次年度には完成させられる予定である。また、細胞の化学固定に伴う構造変化の発見、薬剤耐性化に伴う構造・硬さの変化の解明などは、当初の計画にはなかったため、計画以上の進展と言える。これらを総合してみると概ね期待通りの進捗と言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発については、今年度部品の入手の問題で完成させることのできなかった自作AFMヘッドを完成させる。また、細胞を化学固定することで表面の凹凸が大きく変化することの原因を詳細に調べるために、蛍光顕微鏡によるデータを取得し、それらを取りまとめて論文として発表する。応用については、CHO細胞を用いてMET受容体をKO・KIした細胞を準備し、それらの表面構造の違いを明らかにする。また、MET受容体と特定するためのAFM用形状ラベルの方法を検討する。さらに、がん細胞が薬剤耐性を獲得した際に生じる表面の構造・硬さ変化を、異なる種類の薬剤について調べて明らかにする。
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