金沢大学,名古屋大学,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和５年８月２２日

金沢大学
名古屋大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

生細胞の表面構造をナノスケールで直接可視化

～エクソソームなど細胞間コミュニケーションの理解に貢献～

ポイント

金沢大学 ナノ生命科学研究所（ＷＰＩ－ＮａｎｏＬＳＩ）／名古屋大学 大学院工学研究科の高橋 康史 教授、ＷＰＩ－ＮａｎｏＬＳＩの華山 力成 教授、福間 剛士 教授、および海外主任研究者（ＰＩ）で英国・インペリアル・カレッジ・ロンドンのユリ・コルチェフ 教授らの共同研究グループは、生細胞表面の構造をナノスケールのレベルで可視化する技術を確立し、細胞外物質の取り込み過程や、細胞間コミュニケーションに関与するエクソソームの可視化に成功しました。

ウィルスの細胞内への侵入や、細胞内外との物質のやり取りを観察するためには、現状の顕微鏡技術の空間分解能では不十分です。そのため、超解像度顕微鏡など高分解能化が進められていますが、依然として空間分解能に課題を抱えています。細胞を生きたまま直接可視化するライブセルイメージングは、細胞のダイナミックな動きを理解することのできる方法です。走査型イオンコンダクタンス顕微鏡（ＳＩＣＭ）は、細胞のナノ構造を侵襲することなく生きた状態でライブイメージングを行うことができます。しかし、ＳＩＣＭの解像度向上に不可欠なガラスナノピペットの微細化が困難なため、これまではその高度な技術を持つ限られた研究グループのみが超解像度のイメージングを達成してきました。本研究では、このような細胞表面のナノスケールの構造変化を再現性良く観察するため、キーとなる微細なガラスナノピペットの作製法を確立しました。さらに、高解像度ＳＩＣＭにより、細胞外の物質を取り込む過程の１つであるエンドサイトーシスを連続的に可視化することや、細胞外へ放出されるエクソソームの動きを捉えることに成功しました。

本研究成果は、２０２３年８月２０日（米国東部時間）にアメリカ化学雑誌「Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」のオンライン版に掲載されました。

本研究は、ＪＳＴ 創発的研究支援事業（ＪＰＭＪＦＲ２０３Ｋ）、ＪＳＴ ＣＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＣＲ１８Ｈ４）、ＡＭＥＤ（ＪＰ２１ｋｍ０９０８００１）、ＡＭＥＤ ＣＲＥＳＴ（ＪＰ２２ｇｍ１４１００１２）、文部科学省 科研費（ＪＰ１９Ｈ００９９３、ＪＰ２０Ｈ０２５８２、ＪＰ２２Ｋ１８９３９、ＪＰ２３Ｈ０５４８０）、世界トップレベル研究拠点プログラム（ＷＰＩ）、公益財団法人 クリタ水・環境科学振興財団、財団法人 三谷研究開発支援財団、一般財団法人 イオン工学振興財団、公益財団法人 中谷医工計測技術振興財団、公益財団法人 カシオ科学振興財団などの支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Nanopipette Fabrication Guidelines for SICM Nanoscale Imaging”
ＤＯＩ：10.1021/acs.analchem.3c01010

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Researchers define a nanopipette fabrication protocol for high resolution cell imaging”

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