'Deep-etch' electron microscopic analysis of intracellular introduction mechanism of new therapeutic compounds for muscular dystrophy

筋ジストロフィー治療のため新しい化合物が開発されている。しかし、これらの化合物やプラスミドを患者骨格筋へ導入することは難しい。そこで、改良された生体由来純脂質製ナノ粒子、細胞膜透過性ペプチド群による細胞内への導入が期待される。我々は薬剤を運ぶ最適なナノ粒子を検討するため、ディープエッチ電子顕微鏡と多光子レーザーLIVEイメージングを用い、作製したナノ粒子がどのように細胞内へ移行していくかを解明する。本研究はディープエッチ法に、Airyscan搭載型の多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング法を加え、筋ジストロフィー新規治療法の基盤研究を遂行する。本研究の目的は、合成ナノ粒子がヒト筋線維またはヒトiPS由来筋線維の細胞質内部へ、どのように侵入するか、まずその機序を知ることである。本研究の問題は、今まで多くの生物物理学者や細胞生物学者がこの課題についてあまり深く考えて来なかったことと、高度な解析技術が開発されて来なかったことにある。そのため、従来の光学・蛍光顕微鏡法に重点が置かれてきた。我々の方法は、合成ナノ粒子の細胞取込み速度が最大となる、細胞に投与された直後の数分間に急速凍結・ディープエッチ法を適用して、この難局を克服できると考えられる。この機序が解明されれば多くの新規化合物を毒性なく患者細胞に導入でき、リハビリテーションのための運動能力の改善が期待される。ディープエッチ電子顕微鏡全システムと、高速スキャン高分解レーザー顕微鏡（Airyscan,ZEISS LSM880）とによる相補的な観察により、合成ナノ粒子の挙動を高い時空間分解能で可視化する。具体的には、合成ナノ粒子の膜透過と、それに起因するエンドソーム膜やMVB膜の変化を追跡する。これらの解析結果をもとに、臨床医学への応用のための可能性を検討する。

筋ジストロフィー治療のため新しい化合物が開発されている。しかし、これらの化合物やプラスミドを患者骨格筋へ導入することは難しい。そこで、改良された生体由来純脂質製ナノ粒子、細胞膜透過性ペプチド群による細胞内への導入が期待される。我々は薬剤を運ぶ最適なナノ粒子を検討するため、ディープエッチ電子顕微鏡と多光子レーザーLIVEイメージングを用い、作製したナノ粒子がどのように細胞内へ移行していくかを解明する。本研究はディープエッチ法に、Airyscan搭載型の多光子レーザー顕微鏡によるLIVEイメージング法を加え、筋ジストロフィー新規治療法の基盤研究を遂行する。本研究の目的は、合成ナノ粒子がヒト筋線維またはヒトiPS由来筋線維の細胞質内部へ、どのように侵入するか、まずその機序を知ることである。本研究の問題は、今まで多くの生物物理学者や細胞生物学者がこの課題についてあまり深く考えて来なかったことと、高度な解析技術が開発されて来なかったことにある。そのため、従来の光学・蛍光顕微鏡法に重点が置かれてきた。我々の方法は、合成ナノ粒子の細胞取込み速度が最大となる、細胞に投与された直後の数分間に急速凍結・ディープエッチ法を適用して、この難局を克服できると考えられる。この機序が解明されれば多くの新規化合物を毒性なく患者細胞に導入でき、リハビリテーションのための運動能力の改善が期待される。ディープエッチ電子顕微鏡全システムと、高速スキャン高分解レーザー顕微鏡（Airyscan,ZEISS LSM880）とによる相補的な観察により、合成ナノ粒子の挙動を高い時空間分解能で可視化する。具体的には、合成ナノ粒子の膜透過と、それに起因するエンドソーム膜やMVB膜の変化を追跡する。これらの解析結果をもとに、臨床医学への応用のための可能性を検討する。