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最終年度となる本年度では、α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メソオキサゾール-4-プロピオン酸（AMPA）型グルタミン酸受容体などを可視化対象とした、これまでに開発を行ってきた小分子プローブについて、誘導放出抑制（STED）顕微鏡法を利用した超解像マッピングへの応用を行った。ラット海馬由来の初代培養の神経細胞に対してプローブの染色条件の最適化を図ってSTEDイメージングを行ったところ、シナプスにおいて通常の共焦点顕微鏡では解像できない100 nm程度もしくはそれより小さいクラスター構造を経時的に可視化することに成功した。さらに、技術の拡張性を示すことも含めて、内在性のシナプス分子に対して結合特性を示すケミカルタグの開発を併せて行った。ケミカルタグに対するプローブの構造展開に基づく最適化スクリーニングにより、非特異的染色を回避して蛍光イメージングの高いシグナル・バックグラウンド比を達成しつつ、長時間のライブセル超解像観察を可能とするケミカルタグ技術を開発した。従来の染色技術との比較を行ったところ、従来技術では光褪色の影響により数分で観察が行えなくなることに対して、本研究で構築したライブセル超解像マッピング手法では数十分以上にわたって通常の共焦点顕微鏡では解像できない微小クラスターの経時変化を観察することが可能であった。今後、構築した手法を応用することにより、従来観察ができなかった機能性タンパク質による微小構造と細胞機能とのかかわりが明らかとなり、神経伝達のメカニズムや神経変性疾患の発症機序の解明へ貢献することが期待できる。
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