走査型蛍光X線顕微鏡を用いた細胞内脂質イメージング - 脂肪酸の細胞内局在を可視化し、脂質代謝変動を明らかに -

走査型蛍光X線顕微鏡を用いた

細胞内脂質イメージング

- 脂肪酸の細胞内局在を可視化し、

  脂質代謝変動を明らかに -

2016年9月15日

国立国際医療研究センター

大阪大学

理化学研究所

詳細は、リンクを参照して下さい。

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研究成果のポイント

・脂肪酸※1 (小分子)に、一元素ラベル

　および蛍光X線※2顕微鏡を用いることで、

　世界で初の細胞内脂質の

　高分解イメージングに成功した。

・細胞内脂質をオルガネラ※3レベルの

　分解能で観察することが可能。

・本法により、多様な生命現象や疾患に

　関わる研究が展開する可能性が

　期待される。

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　脂肪酸代謝異常は多くの疾病と関連が

深く、多くの生化学的研究報告が

行われています。

　一方、脂肪酸という小分子の標識は

難しく、非標識では細胞レベルの観察は

困難という理由から、

細胞内脂質イメージングは実現できて

いませんでした。

　国立国際医療研究センターの志村、進藤

らのグループは、脂肪酸に一元素

（物質の最小単位、臭素原子）ラベルを

行い、これを取り込ませた細胞を

走査型蛍光X線顕微鏡※4システム

（SXFM、大型放射光施設SPring-8※5の

　X線を使用）によって可視化する方法を

開発しました。

　これは、細胞内脂質の

高分解イメージングを実現する初の方法

です。

　本研究で用いたマウス由来

CHO-K1細胞※6では、ラベル元素シグナル

は細胞核周囲に認められ、

小胞体やゴルジ体と類似した分布を

示しました。

　生化学的な検討から、細胞内に

取り込まれた元素ラベル脂肪酸は

概ね細胞内でリン脂質※7に代謝されて

いることが明らかになりました。

　これらから、得られた元素分布像は、

細胞内ラベルリン脂質を主に観察している

と考えています。

　SXFMは直径１ミクロン以下の

細胞内ラベル脂質構造体

（ミトコンドリアなどと同等の大きさ）

を可視化しており、オルガネラレベルの

分解能を提供しています。

　今後、様々な脂肪酸に一元素ラベルを

行い、細胞内局在を可視化することで、

オルガネラレベルでの脂質代謝による

変動が明らかにできます。

　また、本システムより、多様な生命現象

や、炎症、血管障害、神経疾患を

始めとする多くの疾患に関わる研究が

展開することを期待しています。

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　イメージング技術進んできましたね。

＞本研究で開発した世界初の細胞脂質

＞高分解イメージングの技術を用いること

＞で、今後、様々な脂肪酸に一元素ラベル

＞を行い、細胞内局在を可視化することで、

＞オルガネラレベルでの脂質分布や変動を

＞明らかにできます。

＞また、本システムより、多様な生命現象

＞や、炎症、血管障害、神経疾患を

＞始めとする多くの疾患に関わる研究が

＞展開することを期待しています。

　期待したい。