Development of Evanescence Microscope and Test of the Quantal Hypothesis for Exocytosis

倏逝显微镜的研制及胞吐作用量子假说的检验

基本信息

  • 批准号:
    10557003
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Aiming at development of a user-friendly high-performance evanescence microscope based on an ultra-high NA lens, we compared three methods of introducing the illumination light to the microscope. A fiber-illumination method was advantageous in safety, field size, and easy handling, over a direct-illumination method, but was costly and slightly unstable. Using an evanescence microscope, we examined the exocytosis in chromaffin cells and beta cells. In both types of the cell, a fluorescent probe was released from vesicles with a flash response. The flash response was variable in amplitude depending on vesicles. It reflected water secretion from the vesicles. By laser-trap forcemetry, we demonstrated a small force exerted on water by the cell upon stimulation. The contents of vesicles are released not by a simply diffusion but by a water ejection from the vesicles. The strength of the ejecting force varied with vesicles as the density of Cl channels on the vesicle membrane examined by an immuno-staining technique varied. Cl channel blockers suppressed the flash response without suppressing the exocytosis. In beta cells, vesicle moved along the membrane immediately after its exocytotic response, suggesting a continuous release of vesicle contents. These findings are incompatible with the so-called quantal hypothesis. In endocrine cells, modulation for the secretory function is evolved in a highly complex manner so that fine adaptations to inner and outer environments are made possible.
为了开发基于超高NA透镜的用户友好型高性能消逝显微镜,我们比较了将照明光引入显微镜的三种方法。光纤照明方法在安全性、视野大小和易于操作方面优于直接照明方法,但成本高且稍不稳定。用渐逝光显微镜观察嗜铬细胞和β细胞的胞吐作用。在这两种类型的细胞中,荧光探针从囊泡中释放,并产生闪光反应。闪光反应的幅度是可变的,这取决于囊泡。它反映了水从囊泡分泌。通过激光捕获力谱,我们证明了细胞在刺激时对水施加的小力。囊泡的内容物不是通过简单的扩散而是通过囊泡中的水喷射而释放。喷射力的强度随囊泡的不同而变化,因为通过免疫染色技术检查的囊泡膜上的Cl通道的密度不同。Cl通道阻断剂抑制闪光反应,但不抑制胞吐作用。在β细胞中,囊泡在其胞吐反应后立即沿膜沿着移动,表明囊泡内容物的持续释放。这些发现与所谓的量子假说不相容。在内分泌细胞中,分泌功能的调节是以高度复杂的方式进化的,以便能够对内部和外部环境进行良好的适应。

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tsuboi T: "Simultaneous evanescent wave imaging of insulin vesicle membrane and cargo during a single exocytonic event"Current Biology. 10. 1307-1310 (2000)
Tsuboi T:“在单个胞吐事件期间胰岛素囊泡膜和货物的同步倏逝波成像”当前生物学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tsuboi T, Kikuta T, Sakurai T, Terakawa S: "Water Secretion Associated with Exocytosis in Endocrine Cells Revealed by Micro Forcemetry and Evanescent Wave Microscopy"Biophys J. in press.
Tsuboi T、Kikuta T、Sakurai T、Terakawa S:“微测力法和倏逝波显微镜揭示的与内分泌细胞胞吐作用相关的水分泌”Biophys J. 出版。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tsuboi T: "Supply of secretory granule to the plasma membrane enhanced by protein kinase C in the bovine chromaffin cell."Biochemistry and Biophyscs Research Commununications.. (印刷中). (2001)
Tsuboi T:“牛嗜铬细胞中蛋白激酶 C 增强了对质膜的分泌颗粒供应。”生物化学和生物物理学研究通讯..(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
寺川進: "ビデオ連続入力による画像データ処理の実際(バイオイメージングの最先端)"先端医療技術研究所(寺田弘司). 225-229(324) (1999)
Susumu Terakawa:“使用连续视频输入的实用图像数据处理(生物成像的前沿)”先进医疗技术研究所(Hiroshi Terada)225-229(324)(1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Ishihara,Y.: "Exocytosis in the dissociated pancreatic acinar cells of the guinea pig directly visualized by VEC-DIC microscopy."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 277. 134-137 (2000)
Ishihara, Y.:“通过 VEC-DIC 显微镜直接观察豚鼠分离的胰腺腺泡细胞中的胞吐作用。”Biochem.Biophys.Res.Commun.. 277. 134-137 (2000)
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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知道了