コヒーレントラマンイメージングによる生細胞のin-vivo追跡

通过相干拉曼成像对活细胞进行体内跟踪

基本信息

批准号：
18750007
负责人：
加納英明
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,申請者が開発したマルチプレックスCoherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS)顕微分光装置を用いることで,生細胞のin vivo計測を行った.CARS光は高強度でかつ指向性があり,イメージを高速に得ることができる.これに加え,CARSスペクトルを取得することにより,複数の振動共鳴した信号を同時に測定可能である.このため,細胞内の構造をマルチカラーで高速に可視化することができる.本年度は,分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)の細胞分裂過程をin vivo計測することを試みた.その結果,C-H伸縮振動による明瞭なCARSイメージを得ることに成功した.酵母の内部には,信号強度の強いスポットが複数箇所存在し,分裂中に細胞内を移動する様子が観察できた.これらはリン脂質を豊富に含むミトコンドリア等の膜系オルガネラであると考えられる.また,分裂前には,細胞中央付近に多糖類から構成される隔壁が出現することも可視化できた.以上のように,CARSを用いることで生細胞のダイナミクスを追跡することに成功した.これに加え,スーパーコンティニューム光を用いることで,二光子励起を行うことも可能であることがわかった.二光子励起によって生じる蛍光がCARSとスペクトル的に分離できたため,同じ光学系でCARSと二光子蛍光の同時測定が可能となった.これにより,緑色蛍光蛋白(GFP)で核を染色した酵母生細胞について,核を明瞭に可視化することにも成功した.CARS,二光子蛍光を効果的に用いた本方法により,生きた分裂酵母の細胞分裂過程に伴う様々なオルガネラのダイナミクスを明瞭に可視化することができた.

在这项研究中，我们将使用申请人开发的多重相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微光谱装置来研究活细胞输注。我们进行了体内测量，CARS 光强度高且具有方向性，因此可以快速获取图像。此外，通过获取 CARS 光谱，可以同时测量多个振动共振信号，因此可以以多种颜色可视化细胞内结构。今年，我们将研究裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的细胞分裂过程。我们尝试了体内测量，结果，由于酵母内部有多个具有强信号强度的点，我们成功地获得了清晰的 CARS 图像，并且它们在分裂过程中在细胞内移动。微生物富含磷脂。它被认为是一种膜状细胞器，例如软骨细胞。此外，我们能够在成功跟踪细胞动态之前看到细胞中心附近由多糖组成的隔膜的外观。我们发现可以使用全连续谱光进行双光子激发，因为双光子激发产生的荧光可以与 CARS 进行光谱分离，因此可以使用相同的光学系统分离 CARS 和双光子荧光。现在可以进行测量。我们还成功地清晰地可视化了活酵母细胞的细胞核，其细胞核被发光蛋白（GFP）染色。这种方法有效地利用了 CARS 和双光子荧光，使我们能够可视化活裂殖酵母的细胞分裂过程。能够清楚地可视化与此过程相关的各种细胞器的动态。