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

• 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

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。

This study で は, tissue, cell を light に よ り points off very stimulating す る laser photo - stimulation シ ス テ ム を made す る と と も に, よ り optimal れ た take off points very 発 pigment の open 発 lure ス ク リ ー ニ ン グ を い, そ の be in turn を 図 る こ と を purpose と し を て research into め た. ま ず, biological 顕 micromirror を も と に, light sources と フ ィ ル タ ー ユ ニ ッ ト を transformation し て, photo - stimulation シ ス テ ム を made し た. レ ー ザ ー light に は, pigment の 応 a wavelength を consider し て, higher power の He - Ne レ ー ザ ー (50 mw, and 633 nm) を し, light フ ァ イ バ ー で 顕 micromirror の 蛍 light ユ ニ ッ ト と meet 続 し た. Youdaoplaceholder0, the structural formula of RGA-30 を とに とに, new たな pigment <s:1> synthesis を, Institute of Biochemistry & Photosensitive Pigment に, based on に, NK5156, NK2273, NK2275, NK2992を, た was made. Pigment の ス ク リ ー ニ ン グ に は, I 々 が 従 to membrane potential sensitivity pigment の ス ク リ ー ニ ン グ に with い て き た 鶏 embryo vagus god 経 pick the specimens, お よ び こ れ ま で に photo - stimulation の report が あ る ウ シ ガ エ ル sympathetic god 経 section specimens を い, ガ ラ ス attract electrode に よ っ て determination さ れ る potential collection activities Youdaoplaceholder0 をモニタ た た. ま ず は じ め に RGA - 30 を like と seaborne し, invertebrates で report の あ る dyeing conditions で vagus god 経 specimens を し た と こ ろ 10-20 points, 100 mu of m. の dyeing に よ っ て, nodose ganglion is stimulated by an electric current to によって generate じる the collective activity potential of the Shinto stem が to become bright に to weaken する to とがわ to とがわ to った. New し く synthetic し た い く つ か の pigment に つ い て は, こ の よ う な the し い toxicity は 観 examine さ れ な か っ た. Toxic が み ら れ な い を exploring し, dyeing conditions そ の で under the condition of photo - stimulation の fruit comes unseen が ら れ る か ど う か を adjustable べ た と こ ろ, Ming ら か な photo - stimulation unseen fruit は remnants read aloud な が ら 観 examine さ れ な か っ た. こ の reason に つ い て は, a つ は の now I 々 の photo - stimulation system の performance (specific に は laser output の の intensity) に problem が あ る possibility が exam え ら れ る. も う a つ は, I 々 の determination が basic に extracellular recording に よ る collection potentiometric determination of の な の で, a 々 の cells を like と seaborne し た intracellular The recordingを lines わな わな と と and the photo-stimulation <s:1> effect が see えな えな <s:1> が <s:1> <s:1> れな れな れな. Youdaoplaceholder0, 単にRGA-30による staining がうまく って って な な ったためと ったためと また examination えられる. In the future, new し く synthetic し た い く つ か の pigment を containing め て, pigment の ス ク リ ー ニ ン グ を す す め る と と も に, シ ス テ ム の performance に masato し て も and き 続 き 検 line for を っ て い く designated で あ る.

项目成果

Mochida H. et al.: "Effects of anisomycin on LTP in the hippocampal CA1 : Long-term analysis using optical recording"NeuroReport. 12. 987-991 (2001)

Mochida H. 等人：“茴香霉素对海马 CA1 中 LTP 的影响：使用光学记录进行长期分析”NeuroReport。

Sato, K. et al.: "Developmental organization of the glossopharyngeal nucleus in the embryonic chick brainstem slice as revealed by optical sectioning recording"Neuroscience Letters. 327. 157-160 (2002)

Sato, K. 等人：“通过光学切片记录揭示胚胎鸡脑干切片中舌咽核的发育组织”《神经科学快报》。

Momose-Sato Y. et al.: "Spreading depolarization waves triggered by vagal stimulation in the embryonic chick brain : optical evidence for intercellular communication in the developing CNS"Neuroscience. 102. 245-162 (2001)

Momose-Sato Y. 等人：“胚胎鸡大脑中迷走神经刺激引发的去极化波的传播：发育中枢神经系统细胞间通讯的光学证据”神经科学。

佐藤勝重: "ブレインサイエンス・レビュー2001"医学書院. 292 (2001)

佐藤胜成：《脑科学评论 2001》 Igaku Shoin 292 (2001)。

Sato, K. et al.: "Light Scattering Imaging of Neural Tissue Function"The Humana Press Inc(in press). (2003)

Sato, K. 等人：“神经组织功能的光散射成像”Humana Press Inc（正在印刷中）。