| 研究概要 |
骨の内部で３次元的に密な配向を形成するコラーゲンネットワークは、骨に十分な力学的な強度を与えるために必要であると考えられている。しかしながら、コラーゲンは微細な構造物であり、かつ、コラーゲンを産生する骨芽細胞と骨基質との閉ざされた空間にあるために観察が困難であり、ネットワーク形成機序は十分に解明されていなかった。そこで, 近年新たに開発された直交配置型FIB-SEM(物質・材料研究機構)を用い, 16日齢ニワトリ胚頭蓋骨を試料とし, 1辺25 μmの立方体領域を25 nm毎に連続して撮影し, 3次元再構築像を得た。これにより, 骨組織中の細胞性ネットワークとコラーゲンネットワークを同時にかつ高詳細に観察できた。さらに, 超高圧電子顕微鏡(大阪大学超高圧電子顕微鏡センター)及び電子トモグラフィー法を用い観察したところ, 骨芽細胞内の細胞小器官の分布には極性があり，それに呼応してコラーゲン細線維を放出する部位は，細胞小器官に富んだ部位であった。また, 得られた連続断層像から, ３次元構築ソフトAvizoを用いてコラーゲン細線維を1本単位で輪郭抽出し3次元構築したところ, これらは細胞外形を沿うように骨基質側方向へ走行することが分かった。今回, 直交配置型FIB-SEMを用いることで, 骨の細胞性ネットワークを観察するに十分な領域と, コラーゲン細線維を観察するに十分な解像度を備えたデータを取得し, 3次元的に観察することができた。さらに, 超高圧電子顕微鏡及び電子トモグラフィー法を用いることで, 骨芽細胞のコラーゲン細線維形成過程という従来観察が困難であった場面を高詳細に3次元的に観察することができた。
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