光刺激法のための新しい脱分極誘発色素の開発・スクリーニング

用于光刺激方法的新型去偏振诱导染料的开发和筛选

基本信息

批准号：
13035015
负责人：
佐藤容子
金额：
$ 4.61万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13035015/
关键词：
脱分極誘発色素膜電位感受性色素 photo-stimulation レーザー光学的測定 RGA-30

项目摘要

本研究では、組織・細胞を光により脱分極刺激するlaser photo-stimulationシステムを作成するとともに、より優れた脱分極誘発色素の開発・スクリーニングを行い、その実用化を図ることを目的として研究を進めた。まず、生物用顕微鏡をもとに、光源とフィルターユニットを改造して、photo-stimulationシステムを作成した。レーザー光源には、色素の応答波長を考慮して、高出力のHe-Neレーザー(50mW、633nm)を採用し、光ファイバーで顕微鏡の蛍光ユニットと接続した。また、RGA-30の構造式をもとに、新たな色素の合成を林原生物化学研究所・感光色素研究所に依頼し、NK5156、NK2273、NK2275、NK2992を作成した。色素のスクリーニングには、我々が従来膜電位感受性色素のスクリーニングに用いてきた鶏胚迷走神経摘出標本、およびこれまでにphoto-stimulationの報告があるウシガエル交感神経節標本を用い、ガラス吸引電極によって測定される集合活動電位をモニターした。まずはじめにRGA-30を対象とし、無脊椎動物で報告のある染色条件で迷走神経標本を染色したところ、100μM・10-20分の染色によって、nodose ganglionの電気刺激によって生じる神経幹集合活動電位が著明に減弱することがわかった。新しく合成したいくつかの色素については、このような著しい毒性は観察されなかった。毒性がみられない染色条件を探索し、その条件下でphoto-stimulationの効果が得られるかどうかを調べたところ、明らかなphoto-stimulation効果は残念ながら観察されなかった。この原因については、一つは現在の我々のphoto-stimulation systemの性能(具体的にはlaserの出力の強度)に問題がある可能性が考えられる。もう一つは、我々の測定が基本的にextracellular recordingによる集合電位の測定なので、個々の細胞を対象としたintracellular recordingを行わないと、photo-stimulationの効果が見えないのかもしれない。また、単にRGA-30による染色がうまくいっていなかったためとも考えられる。今後、新しく合成したいくつかの色素を含めて、色素のスクリーニングをすすめるとともに、システムの性能に関しても、引き続き検討を行っていく予定である。

在这项研究中，我们创建了一个激光光刺激系统，该系统用光刺激组织和细胞，并开发和筛选更好的去极化染料，并进行研究，以使其实用。首先，通过基于生物学显微镜修改光源和过滤器单元来创建光刺激系统。激光光源是一种高功率HE-NE激光（50MW，633nm），考虑到染料的响应波长，并使用光纤连接到显微镜的荧光单元。此外，根据RGA-30的结构公式，我们委托Hayashibara生物化学研究所和光敏色素研究所合成新颜料，创建NK5156，NK2273，NK2275和NK2992。对于染料筛选，我们使用了传统上用于筛查膜电位敏感染料的鸡胚胎迷走术样品，以及先前已报道的牛肉交感神经节标本，并监测了通过玻璃抽吸器测量的综合动作电位。首先，在RGA-30中，我们首先在无脊椎动物报道的染色条件下首次染色迷走神经样本，发现100μm/10-20分钟的染色显着减弱了由电刺激淋巴结神经节产生的神经茎装配动作电位。对于某些新合成的染料，未观察到这种显着的毒性。当染色条件无毒时，我们研究了在这些条件下是否可以获得光刺激效应，不幸的是，没有观察到明显的光刺激效应。一种可能性是，这是由于当前的照片刺激系统的性能（特别是激光输出的强度）。另一件事是，我们的测量基本上是使用细胞外记录的骨料电位的测量，因此，除非对单个细胞进行细胞内记录，否则可能看不到光刺激的效果。使用RGA-30的染色也可能没有成功。将来，我们将促进染料的筛选，包括一些新合成的染料，并继续研究系统性能。