51探花

【本学研究者情报】

〇本学代表者所属?职?氏名：学际科学フロンティア研究所?助教?井田　大贵

【発表のポイント】

• 细胞にダメージを与えないで微细构造を観察可能な走査型イオンコンダクタンス顕微镜^*1と、焦点面での蛍光像を取得できるスピニングディスク式共焦点レーザー顕微镜^*2の融合装置を开発。
• ドラッグデリバリーなどに用いられる膜透过性ペプチド^*3が细胞に取り込まれる时の形状変化（陥入构造）の直接観察に成功。
• 蛍光标识が、膜透过性ペプチドによる细胞表面の形状変化に大きな影响を及ぼすことを発见。
• 本成果は、膜透过性ペプチドの取り込み以外にも、エンドサイトーシス系による物质のやり取りや応答といった様々な反応の観察に有用。

【概要】

细胞表面を覆う膜（细胞膜）は、光では観察できない微小なスケールで、细胞と外环境の间の物质のやり取りを制御しています。この细胞膜の制御を突破し、ドラッグデリバリーなど特定の薬剤や物质を细胞内に输送するためのツールの一つとして、细胞膜を透过できるペプチド（膜透过性ペプチド）が利用されています。しかし、ナノスケールで起きる细胞膜での物质の透过に関わる形状変化を観察することは难しく、膜透过性ペプチドの重要性に反して、细胞内に流入する过程の详细や细胞膜の形态への影响は完全には理解されていません。

東北大学 学際科学フロンティア研究所 井田大貴助教、東北大学 材料科学高等研究所 熊谷明哉准教授、金沢大学 ナノ生命科学研究所 高橋康史教授、京都大学 化学研究所 二木史朗教授らの研究グループは、細胞にダメージを与えないで細胞表面のナノ形状を計測可能な走査型イオンコンダクタンス顕微鏡と、焦点面での標識分子動態を可視化できるスピニングディスク式の共焦点レーザー走査顕微鏡を融合した装置を開発、膜透過性ペプチドの流入領域で生じる形状変化を直接観察し、その詳細を明らかにしました。本研究成果は、分析化学の国際的な学術誌『Analytical Chemistry』にて3月25日（米国東部時間）に掲載されました。

図　本研究の模式図（左）と厂滨颁惭による形状测定结果（右）。
コブ状构造の脇に陥入构造があり、ペプチド流入との相関が示された。

【用语解説】

*1　走査型イオンコンダクタンス顕微镜
細胞への標識?接触を伴わない走査型プローブ顕微鏡技術。一般的な顕微鏡（光学顕微鏡）は光の性質上、200 nm以下の分解能で物体を観察できない。しかし、走査型イオンコンダクタンス顕微鏡はナノスケールに先鋭化したピペットで試料表面を走査することで、数十nmオーダーの空間分解能で形状測定できる。

*2　スピニングディスク式共焦点レーザー顕微镜
共焦点顕微镜は、焦点面の蛍光を限定的に取得可能な蛍光顕微镜の一种。本研究では、スピニングディスクによってレーザーを走査するタイプの共焦点顕微镜を使用した。

*3　膜透过性ペプチド
细胞と外环境を隔てる细胞膜を透过することができるペプチドであり、创薬などに応用されている。膜透过性ペプチドの流入は、大别すると高浓度时に起こる细胞膜を直接透过する経路（直接膜透过）と、低浓度时に起きる细胞の取り込み机构（マクロピノサイトーシス）を利用した経路の二つに分かれており、本研究ではその両者とも形状変化を可视化した。陥入构造はこのうち、直接膜透过による取込で観察された。なお、本研究では、アルギニンというアミノ酸が连なったペプチドを使用した。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関して）
东北大学　学际科学フロンティア研究所
助教　井田　大贵　（いだ　ひろき）
电话：022-217-6160
贰-尘补颈濒：颈诲补*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関して）
東北大学 学際科学フロンティア研究所
鲍搁础　铃木　一行　（すずき　かずゆき）
电话：022-795-4353
贰-尘补颈濒：蝉耻锄耻办颈办*蹿谤颈蝉.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）