再生医学研究のための、新しいタイプの対物外位相差顕微鏡の研究開発

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iPS細胞やES細胞の再生医療への応用が期待されている。医学応用では染色していない細胞で分化状態や生理活性を観察する手法が必須である。本研究では、iPS細胞やES細胞の核内部を直接観察し、核内の動きを直接観察出来る新しいタイプの位相差顕微鏡を開発を目指した。ES細胞の様な厚みのある細胞の核を位相差顕微鏡で観察するには、観察対象である細胞の「厚さ」、細胞内構造の「サイズ」と「屈折率」に応じて、「透過率」「位相量」「アポダイズド帯」の「透過率」と「幅」を設定する必要がある。しかし、現在の光学顕微鏡では、これらのパラメータは、工場出荷時に確定され、厚めの観察試料の可視化に適したものは必ずしも多くはない。そこで本研究ではES細胞や、iPS細胞など、発生工学で使われる細胞の可視化に適した顕微鏡の開発をめざした。当初計画では、一部の光学部品の試作依頼を予定していたが、同等の機能を持つ光学部品を自作し、デジタル画像処理と組合わせ、細胞核の内部構造の可視化に成功した。この顕微鏡で、核内のタンパク粒子を、高分解能で可視化することに成功した(日本バイオイメージング学会ベストイメージカールツアイス賞受賞)。この粒子は核小体由来のリボソーム複合体だと同定し、細胞の分裂増殖と、リボソーム複合体の生合成のサイクルが相互に連関していることを見出した。ES細胞やiPS細胞でも検討を進めている(未発表)。