• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

次世代色素を用いた光第二高調波イメージングによる生体現象の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 26650052
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

塗谷 睦生  慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60453544)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード光第二高調波発生 / 2光子顕微鏡 / SHG / イメージング / アストロサイト
研究実績の概要

光第二高調波イメージング(SHGイメージング)は生物学で一般に用いられている蛍光イメージングとは全く異なる情報を観測者に与える非常に強力な観測技術である。しかし、現在でも専用の色素が存在せず、その長所が活かされないまま発展が滞っている。本研究では研究代表者らがこれまで独自に開発準備を進めてきた次世代SHG専用色素、「無蛍光性SHG色素」の開発と生物学への初めての応用を試みる。
研究初年度にはこれまでに開発してきた新規SHG専用色素の解析を進めた。比較対象としてはこれまでに我々を含めて一般にSHGイメージングに用いられてきたFM4-64色素を用いた。均一性の高い培養細胞(CHO Cell)に細胞外から色素を投与する事により、色素のSHG性を客観的に評価した。ここから、新規SHG専用色素が実際に蛍光を全く発さずにSHG性を持つものである事が示された。この性質を活かし、他の蛍光色素との同時染色によるSHGと蛍光シグナルの同時観測を試みた。その結果、従来用いられてきたFM4-64が既に導入されている蛍光色素のシグナルを大きくゆがめてしまうのに対し、新規SHG専用色素は蛍光像を変える事無く、他の蛍光色素とSHGシグナルを同時に取得できる事が明らかとなった。
この色素の開発と並行して、SHG計測の対象として、脳機能への重要性が認識されながらその生理学的基盤の解明が遅れているアストロサイトの制御に関する解析を進めた。その結果、既に細胞内コンパートメントとして特殊な空間である事を明らかにしたアストロサイト足突起がてんかんの条件下において独自の変化をし、それが病態形成に重要な役割を果たす事が示唆された。これは同時に足突起の生理学的性質が疾患条件下において変化する事を示したものであり、SHGイメージングの応用により、その電気的な変化の観測が非常に有効となるであろうことを示唆するものとなった。

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

ほぼ計画通り研究を遂行する事ができたため。

今後の研究の推進方策

今後はこれまでに解析を進めてきた新規SHG専用色素の更なる解析を行い、更に生理学研究への応用として、アストロサイトの電位情報伝達機構の解明へと応用する。
色素の解析では主に蛍光イメージングとの併用に着目し、蛍光とSHGという異なる光学現象により異なる情報を同時に取得する事を試みる。解析にはこれまで同様主にCHO細胞を用い、カルシウム濃度感受性色素など種々の細胞内レポーター蛍光色素と新規SHG専用色素を同時に導入し、それらのシグナル変化を同時に解析する。次にこの応用として、アストロサイトの生理学的研究を行う。マウス大脳皮質より調製する急性脳スライスを用い、アストロサイトに同様に蛍光色素とSHG色素を導入し、それらの同時計測を行う。この上でアストロサイトを電気・化学的に刺激し、それに応じたアストロサイトの変化を、特に足突起に着目して解析する。

次年度使用額が生じた理由

論文の発表が遅れたため。

次年度使用額の使用計画

論文発表関連費に使用の予定。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Downregulation of beta-Dystroglycan and Associated Dysfunctions of Astrocytic Endfeet in Epileptic Cerebral Cortex.2014

    • 著者名/発表者名
      Gondo A, Shinotsuka T, Morita A, Abe Y, Yasui, M and Nuriya M.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem

      巻: 289 ページ: 30279-88

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.588384.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 蛍光だけじゃない!多光子現象を利用した新規顕微鏡法2015

    • 著者名/発表者名
      塗谷 睦生
    • 学会等名
      第88回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 2光子顕微鏡の神経薬理学研究への応用2014

    • 著者名/発表者名
      塗谷 睦生
    • 学会等名
      第22回創薬薬理フォーラム
    • 発表場所
      日本薬学会長井記念ホール(東京都・渋谷区)
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Sustained downregulation of β-dystroglycan in astrocytic endfeet in epileptic cerebral cortex.2014

    • 著者名/発表者名
      Gondo A, Shinotsuka T, Morita A, Abe Y, Yasui M and Nuriya M.
    • 学会等名
      Neuro 2014, 日本神経科学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川・横浜)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [備考] 塗谷グループのホームページ

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~aa606547/homepage.html

  • [産業財産権] 光第二高調波発生化合物、光第二高調波発生色素組成物及び細胞検査方法2014

    • 発明者名
      塗谷睦生、安井正人、新井達郎、百武篤也、福嶋瞬
    • 権利者名
      塗谷睦生、安井正人、新井達郎、百武篤也、福嶋瞬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2014/063754
    • 出願年月日
      2014-05-23
    • 外国

URL: 

公開日: 2016-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi