生細胞分光イメージングと多変量解析法による多重蛍光の定量的分離解析システムの開発

利用活细胞光谱成像和多变量分析方法开发多重荧光定量分离分析系统

• 批准号: 18038014
• 负责人: 白川 英樹
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18038014/
• 关键词: 蛍光分光; バイオイメージング; 多変量解析; シグナル伝達

多数の蛍光分子種の生細胞・組織内での時空間的動態を定量的に測定できるイメージング手法として、Excitation-Emission Matrix (EEM)イメージングとParallel Factor Analysis (PARAFAC)によるスペクトル分離手法に基づく多重蛍光同時測定システムの開発・構築を試みた。平成18年度には、従来型の蛍光顕微鏡をべースにして、励起波長と蛍光波長を数種類のバンドパスフィルターで切り換えて高感度ビデオカメラで記録する光学系を構築した。また、多チャンネル分光センサを搭載した共焦点顕微鏡をベースにしたシステムも併せて検討した。これらの測定系で得られたEEM画像について励起光強度やフィルタ透過率についての補正を行った後、昨年度までに開発したPARAFACに基づくスペクトル分離アルゴリズムを画像データ用に改変したものを用いて、各蛍光成分画像の分離を行った。マウス卵細胞に各種蛍光色素や蛍光タンパク質を導入したものを対象にして、上述のシステムで単一細胞レベルでのEEM画像を経時的に記録・解析した結果、いずれの系においても導入した複数の蛍光成分と内因性蛍光成分のそれぞれが正確に分離できることが確認できた。具体的には例えば、IP_3産生酵素であるPLC、細胞内カルシウムイオン、およびミトコンドリアの細胞内動態を、それぞれGFP、カルシウムプローブ、フラビン由来の自家蛍光により、同時に測定することが出来た。また、従来のLinear unmixingによる成分分離法より分離結果が正確であることも確かめられた。各成分スペクトルに関する先見情報が不要な方法なので、特に未知の成分を含む試料に関して有用なシステムであると考えられるが、現時点では分離可能な蛍光成分数が3から4個と少なく、今後更なる改良が必要である。

Most の 蛍 light molecules of の within living cells, tissues で spatial dynamic を の quantitative determination of に で き る イ メ ー ジ ン グ gimmick と し て, Excitation Emission Matrix (EEM) イ メ ー ジ ン グ と Parallel Factor Analysis (PARAFAC)によるスペ ト ト を separation technique に basis づく multiple 蛍 light simultaneous determination システム <s:1> development · construction を test みた. Pp.47-53 18 year に は, 従 to の 蛍 light 顕 micromirror を べ ー ス に し て, excitation wavelength と を 蛍 wavelength several kinds の バ ン ド パ ス フ ィ ル タ ー で り cutting in え て Gao Gan degrees ビ デ オ カ メ ラ record で す る optics を build し た. ま た, multiple チ ャ ン ネ ル spectral セ ン サ を carry し た total focus 顕 micromirror を ベ ー ス に し た シ ス テ ム も and せ て beg し 検 た. こ れ ら の determination are で should ら れ た EEM portrait に つ い て wound up light intensity や フ ィ ル タ transmittance に つ い て の corrected line を っ た, yesterday after the annual ま で に open 発 し た PARAFAC に base づ く ス ペ ク ト ル separation ア ル ゴ リ ズ ム を portrait デ ー タ with に change - し た も の を with い て portraits, each 蛍 light composition の separation line を っ た. マ ウ ス egg に various 蛍 photopigment や 蛍 light タ ン パ ク qualitative を import し た も の を like に seaborne し て, the above の シ ス テ ム で 単 a cell レ ベ ル で の EEM portrait を 経 に records, when parsing し た results, い ず れ の is に お い て も import し た plural の 蛍 light component と endogenous 蛍 light component の そ れ ぞ れ が に right separation で き る こ と が confirmation Youdaoplaceholder0 た た. Specific に は example え ば, IP_3 produce enzymes で あ る PLC, intracellular カ ル シ ウ ム イ オ ン, お よ び ミ ト コ ン ド リ ア の intracellular dynamic を, そ れ ぞ れ GFP, カ ル シ ウ ム プ ロ ー ブ, フ ラ ビ ン origin の their 蛍 light に よ り, at the same time に determination す る こ と が た. ま た, 従 の Linear unmixing に よ る component separation よ り separation results が right で あ る こ と も か indeed め ら れ た. Each component ス ペ ク ト ル に masato す る seer intelligence が don't な method な の で, に の composition contains を む unknown sample に masato し て useful な シ ス テ ム で あ る と exam え ら れ る が, current で は separation may な 蛍 light component number が 3 か ら four と less な く, future more な る improved が necessary で あ る.

项目成果

Measurement of intracellular IP3 during Ca2+ oscillations in mouse eggs with GFP-based FRET probe.

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2006.04.133
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Biochemical and biophysical research communications
• 影响因子: 3.1
• 作者: H. Shirakawa;Masahiko Ito;Moritoshi Sato;Y. Umezawa;S. Miyazaki