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2018 年度 実績報告書

3D免疫染色によるタンパク質の老化基盤の解析

公募研究

研究領域脳タンパク質老化と認知症制御
研究課題/領域番号 17H05688
研究機関新潟大学

研究代表者

田井中 一貴  新潟大学, 脳研究所, 教授 (80506113)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード組織透明化 / 3Dイメージング / 免疫染色 / 神経病理
研究実績の概要

本研究では、ヒト脳部検サンプルの透明化プロトコールを開発すると共に、哺乳類脳組織を均一に染色可能な3D免疫染色プロトコールを確立することを目的としている。今年度は、水溶性化合物を用いた組織透明化の化学的原理の体系化に向けて、求められる透明化パラメータ(脱脂・脱色・屈折率調整・脱灰)の包括的なプロファイリングに基づいた合理的手法を開発した。それぞれのパラメータに対して約1,600種類の水溶性化合物の「包括的なケミカルプロファイリング」を実施した結果、①脱脂には塩を含まないオクタノール/水分配係数の高いアミン(脂溶性アミンおよびアミノアルコールなど)が効果的であること、②脱色にはN-アルキルイミダゾールが効果的であること、③屈折率調整には芳香族アミドが効果的であること、④脱灰にはリン酸カルシウムのリン酸イオンのプロトン化(水素付加)が重要であることを見いだした。さらに、各パラメータにおいて最適化されたケミカルカクテルを統合した一連の新しい透明化プロトコールを開発することで、マウスの各種臓器および骨を含むマウス全身、ヒト組織を含む大きな霊長類サンプルの高度な透明化に成功した(Tainaka et al., Cell Rep., 2018, 24, 2196-2210.e9)。これらの透明化試薬の改良の結果、ヒト脳剖検サンプルの光学的課題である1)透明化後の褐色状の呈色、2)リポフスチンに代表される強度な自家蛍光、を効率よく抑制する透明化プロトコールが得られた。このプロトコールは、グリア細胞や髄鞘、血管、軸索に加えて、老人班やリン酸化タウといった病変マーカーのホールマウント免疫染色・ケミカルプローブ染色に適用可能である。以上の結果から、目的とするヒト脳組織3D免疫染色技術の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chemical Landscape for Tissue Clearing Based on Hydrophilic Reagents.2018

    • 著者名/発表者名
      Tainaka K, Murakami TC, Susaki EA, Shimizu C, Saito R, Takahashi K, Hayashi-Takagi A, Sekiya H, Arima Y, Nojima S, Ikemura M, Ushiku T, Shimizu Y, Murakami M, Tanaka KF, Iino M, Kasai H, Sasaoka T, Kobayashi K, Miyazono K, Morii E, Isa T, Fukayama M, Kakita A, Ueda HR.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 24 ページ: 2196-2210.e9

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.07.056.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] CUBIC: Whole-brain/body imaging with single-cell resolution using hydrophilic chemical cocktails2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tainaka
    • 学会等名
      BRI The 9th international symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 組織透明化技術CUBICによる3D神経病理学2018

    • 著者名/発表者名
      田井中一貴
    • 学会等名
      第107回日本病理学会総会
  • [学会発表] 組織透明化技術CUBICによる3D神経病理学2018

    • 著者名/発表者名
      田井中一貴
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
  • [学会発表] 水溶性試薬による組織透明化の化学2018

    • 著者名/発表者名
      田井中一貴
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] Development of 3D neuropathology based on tissue clearing technique2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tainaka, Rie Saito, Akiyoshi Kakita
    • 学会等名
      ICN2018, 19th International Congress of Neuropathology
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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