外有毛細胞の細胞膜内粒子の多様性とエネルギー伝達の原子間力顕微鏡による直接的解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671646
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小池 卓二 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10282097)
• Keywords: 蝸牛外有毛細胞 / 細胞骨格 / 細胞長変化 / 原子間力顕微鏡

Research Abstract

モルモット蝸牛より単離した外有毛細胞を用いて、以下の如き結果を得た。
1.Dispaseを用いて酵素処理し単離した後、Glutaraldehydeにて固定した。
2.原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope ; AFM)のtapping modeを用いて、固定した外有毛細胞の細胞側壁を調べた。
3.細胞側壁はモーター蛋白が密に存在する細胞膜と、その内側に細胞骨格、更にそれらを結びつけると考えられているピラーからなることが知られている。
4.外有毛細胞基底部から頂部にわたる全長において、円周方向に周期的に現れるフィラメントを観察した。その間隔は15-103nmと分布しており、平均間隔は49±18nm(平均±標準偏差)であった。
5.基底部から0.85-1.0(基底部を0、頂部を1とした場合)の頂部に近い部分と、それ以外の部分では、このフィラメントの間隔は有意に異なり、それぞれ44nmと54nmであった。
6.tritonX100にて細胞膜を破壊し、細胞膜の影響を除外した条件で観察したところ、同様のフィラメントが観察された。
7.外有毛細胞の細胞骨格としては、円周方向にスプリング状に存在するactin filament、それに直交するspectrinが知られている。今回観察した円周方向のフィラメントの間隔は、これまで、他の方法で報告されているactin filamentの間隔(61.6±8.Onm、56.2±7.3nm)に近い値であった。
8.以上のことより、今回観察した円周方向のフィラメントはactin filamentであると考えられ、外有毛細胞はその頂部でactin filamentがより密に存在していることがわかった。