実験医学増刊：生命現象の動的理解を目指すライブイメージング〜癌，シグナル伝達，細胞運動，発生・分化などのメカニズム解明と最新技術の開発， 創薬・治療・診断への応用
実験医学増刊 Vol.26 No.17

生命現象の動的理解を目指すライブイメージング

癌，シグナル伝達，細胞運動，発生・分化などのメカニズム解明と最新技術の開発， 創薬・治療・診断への応用

  • 宮脇敦史／編
  • 2008年10月21日発行
  • B5判
  • 186ページ
  • ISBN 978-4-7581-0294-0
  • 5,940円（本体5,400円＋税）
  • 在庫：なし
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オールカラー特別版！加速的に発展しているイメージング技術と，それにより解明された多彩な生命現象を幅広く紹介したレビュー集です．本書の特設ホームページからは，臨場感たっぷりの動画をダウンロードできます！

目次

ライブイメージング総論【宮脇敦史】

  • 蛍光 vs. 発光
  • 蛍光試薬の種類と特徴
  • 4Dイメージング
  • 生成と消滅
  • 回折限界を超えた分解能
  • FRET
  • optical highlighting techniques
  • ライブイメージングの健全な発展のために

第1章　生細胞を使ったライブイメージングでみえる生命現象

1.FRETプローブによる細胞内シグナル伝達のリアルタイムイメージング【中村岳史／北野正寛／青木一洋／松田道行】

  • FRETプローブ概論
  • FRETイメージングの具体例

2.血管内皮細胞のイメージングから新たにみえること─蛍光タグをつけて観察するだけでもおもしろい生命現象がわかる【福原茂朋／望月直樹】

  • まだまだおもしろい発見の可能性があるEGFPタグ付加とタイムラプスでの局在変化の観察
  • イメージングでしか明らかにすることができない分子のダイナミクス

3.2光子蛍光寿命イメージング顕微鏡法を用いた単一シナプス内情報伝達の可視化【村越秀治／安田涼平】

  • 組織内神経細胞中のシナプス分子活性化の可視化
  • 単一スパイン内での低分子量Gタンパク質Rasの活性化可視化
  • 単一スパイン内でのアクチンの重合可視化

4.小胞輸送／膜交通の分子機構とダイナミクス【中野明彦】

  • 膜交通のダイナミクス
  • 小胞輸送の可視化
  • ゴルジ体内輸送の大論争の解決
  • FRETイメージングによる解析

5.細胞内シグナル伝達システムの１分子イメージング【佐甲靖志】

  • 上皮成長因子受容体とそのシグナル伝達反応
  • EGFRの信号伝達二量体形成
  • EGFRとGrb2の情報伝達反応

6.CDKインヒビターp21Waf1/Cip1遺伝子発現ダイナミクスの生体内イメージング【大谷直子／山越貴水／原　英二】

  • 生体内におけるDNAダメージ応答としてのp21Waf1/Cip1遺伝子発現
  • 個体老化におけるp21Waf1/Cip1遺伝子発現
  • 発がん防御機構としてのp21Waf1/Cip1遺伝子発現
  • 毛周期におけるp21Waf1/Cip1遺伝子発現

7.RNAイメージング法【小澤岳昌】

  • RNAを可視化するプローブ分子の条件検討
  • 生細胞内でのmRNA局在観測例
  • mRNA可視化方法

8.生体脂質の細胞内動態を可視化するFRETプローブ【佐藤守俊】

  • 生体脂質の機能とその分析
  • PI(3,4,5)P3の蛍光プローブの設計
  • PI(3,4,5)P3の可視化計測
  • ジアシルグリセロールの可視化

9.Dronpaを用いたアクチン動態のライブイメージング【木内　泰／水野健作】

  • Dronpaを用いた細胞内G-アクチン量の顕微鏡イメージング
  • 細胞質G-アクチン量のラメリポディア形成時における働き
  • 細胞質G-アクチン量のアクチン重合速度への寄与

10.多光子励起顕微鏡を用いたスパインの構造安定性および可塑性の研究【本蔵直樹／河西春郎】

  • 2光子励起顕微鏡の原理および特徴の概要
  • 2光子励起顕微鏡を用いたスパイン研究
  • スパインのアクチン線維構築の可視化
  • 静的条件下でのアクチン線維とスパイン形態とのかかわり
  • 構造可塑性を誘導する新たなアクチン線維

11.神経回路の活動と接続のライブイメージング【久原／篤，木全／翼，森／郁恵】

  • 「光る線虫」からはじまったモデル動物の蛍光ライブイメージング
  • 温度情報伝達の神経回路：神経情報処理の解析に優れた実験系
  • 嗅覚ニューロンにおけるGタンパク質を介した温度情報伝達とその神経回路
  • 温度走性の神経回路におけるシナプス接続のライブイメージング

12.１分子追跡でみえてきた細胞膜ラフトが働くしくみ【鈴木健一／楠見明弘】

  • ラフト仮説へのイントロ
  • 刺激によってGPIアンカー型受容体は会合し，誘導ラフトを形成する
  • CD59会合体ラフトの異常な拡散運動：STALL
  • シグナル分子はCD59会合体ラフトに短寿命リクルートされる
  • 刺激依存的にできる会合体ラフトによるシグナル伝達
  • １分子追跡法による分子複合体のダイナミクスと機能メカニズムの研究

第2章　個体を使ったライブイメージングでみえる生命現象と創薬への応用

1.マウス着床前胚のライブイメージング【藤森俊彦】

  • なぜほ乳類初期胚のライブイメージングが必要なのか
  • マウス初期胚で連続して細胞を追跡するシステムの構築
  • ライブイメージングから何を理解したか

2.ラットを基盤としたin vivoバイオイメージング【村上　孝／小林英司】

  • 蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックラット･システム
  • ダブルTgラット作製とその応用
  • ラット大腸がんの生体内イメージング

3.ショウジョウバエ個体発生におけるライブイメージング─細胞に何が起こったか，その瞬間を捉える【倉永英里奈／三浦正幸

  • ショウジョウバエ個体発生イメージングの変遷
  • イメージング対象の選択
  • 生体内イメージングによる細胞死の可視化

4.蛍光性量子ドットのバイオ・医療イメージングへの応用【樋口秀男】

  • 医療イメージングの歴史
  • 蛍光の生物科学への応用
  • 蛍光分子を用いたタンパク質1分子のナノメートル精度のイメージング
  • 量子ドットによる細胞内ナノイメージング
  • 免疫染色における量子ドットの応用
  • マウス内 in vivo単粒子イメージング

5.がんの光イメージング【今村健志／羽生亜紀】

  • がん研究領域におけるin vivo光イメージングの有用性
  • がん細胞機能とがん微小環境の可視化
  • がん細胞の振る舞いのin vivoイメージング
  • がん細胞の機能のin vivoイメージング
  • がん微小環境のin vivoイメージング

6.蛍光プローブの論理的精密設計に基づくin vivo　がんイメージングの新展開【浦野泰照】

  • 従来のがん画像診断法の課題
  • 蛍光プローブの論理的開発
  • 開発に成功した蛍光プローブ
  • 蛍光プローブの精密設計による高感度・高選択的がんイメージング

第3章　新しいイメージング技術

1.細胞周期をリアルタイムに可視化する技術【阪上—沢野朝子／正井久雄／宮脇敦史】

  • ユビキチン　オシレイター
  • Fucciの開発戦略
  • 個体レベルで観察する腫瘍細胞の増殖
  • 神経系の発生における細胞周期の進行

2.光変換蛍光タンパク質を用いた生体分子の動態解析法【永井健治／松田知己】

  • 従来の分子動態解析技術
  • Phamretの開発
  • FDAP法の開発

3.薄層斜光照明法でみえてくる新たな生命現象【徳永万喜洋／十川久美子】

  • 1分子蛍光イメージングと全反射照明法
  • 薄層斜光照明法
  • 1分子イメージングと三次元像
  • 1分子イメージングによる定量解析
  • 薄層斜光照明法の照明の厚みと画質の評価

4.デグラトンプローブと蛍光寿命【田中順子／三輪佳宏】

  • デグラトンプローブの開発と応用
  • 蛍光寿命の検出と応用

5.化学設計蛍光核酸による生細胞内mRNAイメージング【岡本晃充】

  • 新規ハイブリダイゼーションプローブ
  • mRNAの蛍光検出
  • プローブ設計の戦略

本誌に関連した動画をご覧ください．

○
  • アクチン脱重合阻害剤Jasplakinolideで処理した場合やLIM kinaseを共発現させた場合のDronpa-actinの蛍光強度の減衰量の変化
  • 木内　泰，水野健作

本誌　第1章-9，図2関連動画（2750頁）掲載
《出典》Kiuchi, T. et al. : J. Cell Biol., 177 : 465-476, 2007
2008年11月4日公開

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○
  • 動的アクチン線維のトレッドミル
  • 本蔵直樹，河西春郎

本誌　第1章-10，図3（2759頁）掲載
《出典》Honkura, N. et al. : Neuron, 57 : 719-729, 2008
2008年11月4日公開

解説 : 実時間の10倍速の動画．バーのスケール１μm．カラーコード：PAGFP-actin 白：mRFP1 (スパイン形態)

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 AVI形式 4.7MB ダウンロード
○
  • 単一スパインに形態可塑性を誘導したときの，形態変化およびアクチン線維の動態
  • 本蔵直樹，河西春郎

本誌　第1章-10，図4関連動画（2761頁）掲載
《出典》Honkura, N. et al. : Neuron, 57 : 719-729, 2008
2008年11月4日公開

解説 : 実時間の10倍速の動画．バーのスケール１μm．カラーコード：PAGFP-actin 白：mRFP1 (スパイン形態)

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 AVI形式 2.6MB ダウンロード
○
  • 単一スパインに形態可塑性を誘導したときの，形態変化およびアクチン線維の動態（樹状突起へのアクチン線維流失が生じたもの）
  • 本蔵直樹，河西春郎

本誌　第1 章-10，図4関連動画（2761頁）掲載
《出典》Honkura, N. et al. : Neuron, 57 : 719-729, 2008
2008年11月4日公開

解説 : 実時間の10倍速の動画．バーのスケール１μm．カラーコード：PAGFP-actin 白：mRFP1 (スパイン形態)

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○
  • 上昇に対するAWC内のCa濃度変化
  • 久原　篤，木全　翼，森　郁恵

本誌　第1章-11，図2B（2766頁）掲載
《出典》Kuhara, A. et al. : Science, 320 : 803-807, 2008
2008年11月4日公開

解説 : 20℃で飼育した野生株のAWCニューロンの細胞体におけるCa濃度変化をカメレオンで測定した動画．動画中ではサンプル温度を15℃(開始時間)から 24℃に徐々に変化させている．頭部側が左下，背側が左上．青色のドットはF535/F480の変化値が低い状態，赤色のドットは高い状態．127秒の動画を10倍速で再生．

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○
  • 1分子同時観察によるLyn-GFP(赤のスポット）のCD59会合体ラフト(緑のスポット）へのリクルートの様子
  • 鈴木健一，楠見明弘

本誌　第1章-12，図1A（2771頁）掲載
《出典》Suzuki, K.G.N. et al. : J. Cell Biol., 177 : 731-742, 2007

解説 : STALL(一時停留部位)を青の軌跡で示す．共局在はSTALLのタイミングとは関係なくランダムに起こっていた．共局在時間は平均200ミリ秒であった．

JCBのページにて公開
○
  • ビデオレートで観察されたCD59会合体の典型的運動
  • 鈴木健一，楠見明弘

本誌　第1章-12，図1B（2771頁）掲載
《出典》Suzuki, K.G.N. et al. : J. Cell Biol., 177 : 731-742, 2007

解説 : みかけの単純拡散とSTALL(赤の軌跡で示す一時停留）を交互に示している．

JCBのページにて公開
○
  • 細胞内IP3-カルシウムシグナルを導くCD59のシグナル伝達のモデル
  • 鈴木健一，楠見明弘

本誌　第1章-12，図3（2774頁）掲載
《出典》Suzuki, K.G.N. et al. : J. Cell Biol., 177 : 717-730, 2007

JCBのページにて公開
○
  • 得られたマウス着床前胚の連続観察画像の例
  • 藤森俊彦

本誌　第2章-1，図2（2781頁）掲載
《出典》Kurotaki, Y. et al. : science,316 : 719 - 723, 2007
2008年11月4日公開

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○
  • 得られたマウス着床前胚の連続観察画像の例
  • 藤森俊彦

本誌　第2章-1，図2（2781頁）掲載
《出典》Kurotaki, Y. et al. : science,316 : 719 - 723, 2007
2008年11月4日公開

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○
  • Fucciの細胞周期依存性の評価
  • 阪上—沢野朝子，正井久雄，宮脇敦史

本誌　第3章-1，図3（2825頁）掲載
《出典》Sakaue-Sawano, A. et al. : Cell, 132 : 487-498, 2008
2008年11月4日公開

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○
  • Fucciの細胞周期依存性の評価
  • 阪上—沢野朝子，正井久雄，宮脇敦史

本誌　第3章-1，図3（2825頁）掲載
《出典》Sakaue-Sawano, A. et al. : Cell, 132 : 487-498, 2008
2008年11月4日公開

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○
  • Fucciトランスジェニックマウスの脳原基におけるタイムラプスイメージング
  • 阪上—沢野朝子，正井久雄，宮脇敦史

本誌　第3章-1，図8（2828頁）掲載
《出典》Sakaue-Sawano, A. et al. : Cell, 132 : 487-498, 2008
2008年11月4日公開

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○
  • Hela細胞にPhamretを発現させ405nmのレーザー光を連続照射してPhamretを光変換し，細胞内を拡散していく模様を捉えたもの
  • 永井健治，松田知己

本誌　第3章-2，図1（2832頁）掲載
《出典》Matsuda, T. et al. : Nature Methods, 5 : 339-345, 2008
2008年10月30日公開

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○
  • Hela細胞のミトコンドリアマトリクスにPhamretを発現させて一部を光変換し、ミトコンドリアの融合と分裂を捉えたもの
  • 永井健治，松田知己

本誌　第3章-2関連動画
《出典》Matsuda, T. et al. : Nature Methods, 5 : 339-345, 2008
2008年10月30日公開

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○
  • H2B-Phamretを細胞分裂前に核の下半球のみ光変換させてタイムラプスイメージングを行った例
  • 永井健治，松田知己

本誌　第3章-2，図2（2833頁）掲載
《出典》Matsuda, T. et al. : Nature Methods, 5 : 339-345, 2008
2008年10月30日公開

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○
  • 生後７日目のROSA26/Luc-LEW Tgラット
  • 村上　孝，小林英司

本誌　第2章-2，図3（2788頁）掲載
《出典》Hara, M. et al. : J. Autoimmun., 30 : 163-171, 2008
2008年10月29日公開

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○
  • カスパーゼ活性検出プローブ（SCAT3）を用いた，ショウジョウバエ唾液腺除去過程におけるカスパーゼ活性のタイムラプスイメージング
  • 倉永英里奈，三浦正幸

本誌　第2章-3，図3C関連動画（2796頁）掲載
2008年10月29日公開

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○
  • 核膜孔複合体の３次元画像
  • 徳永万喜洋，今本尚子，十川久美子

本誌　第3章-3，図3（2840頁）掲載
《出典》Tokunaga, M. et al. : Nature Methods, 5 : 159-161, 2008
2008年10月29日公開

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○
  • 細胞内１分子イメージング．核内移行中のGFP-importin beta
  • 徳永万喜洋，今本尚子

本誌　第3章-3，図3関連動画（2840頁）掲載
《出典》Tokunaga, M. et al. : Nature Methods, 5 : 159-161, 2008
2008年10月29日公開

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○
  • 生細胞内mRNAの検出
  • 岡本晃充

本誌　第3章-5，図3（2854頁）掲載
2008年10月29日公開

解説 : 生きたHeLa細胞の核内に5'-d(TTTTTTXTTTTTT)-3'（Xが標識ヌクレオチド）をマイクロインジェクションした．核内のmRNAの polyAテールへの結合を通じて蛍光発光が現れた．

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○
  • 食胞周囲のアクチンメッシュ崩壊と食胞でのRab5活性化
  • 中村岳史，北野正寛，青木一洋，松田道行

本誌　第1章-1，図4（2696頁）掲載
2008年10月21日公開

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○
  • Tie2-EGFPのangiopoietin-1刺激による局在変化
  • 福原茂朋，望月直樹

本誌　第1章-2，図1（2700頁）掲載
2008年10月21日公開

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○
  • 細胞内cAMPの増加によるVE-cadherinーEGFP
  • 福原茂朋，望月直樹

本誌　第1章-2，図2（2701頁）掲載
2008年10月21日公開

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○
  • 単一スパイン刺激により活性化したH-Rasの樹状突起への拡散
  • 村越秀治，安田涼平

本誌　第1章-3，図2（2708頁）掲載
2008年10月21日公開

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 MOV形式 6.6MB ダウンロード
○
  • 酵母ゴルジ体槽成熟のライブイメージング
  • 中野明彦

本誌　第1章-4，図3（2717頁）掲載
《出典》Matsuura-Tokita, k. et al. : Nature, 441 : 1007-1010, 2006
2008年10月21日公開

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 MOV形式 8.2MB ダウンロード
○
  • ミトコンドリア(赤）とND6 mRNA(緑）との重ね合わせ画像
  • 小澤岳昌

本誌　第1章-7，図5（2739頁）掲載
《出典》Ozawa, T. et al. : Nature Methods, 4 : 413-419, 2007
2008年10月21日公開

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 MOV形式 5.7MB ダウンロード
○
  • ミトコンドリア(赤）とGFP(緑）との重ね合わせ画像
  • 小澤岳昌

本誌　第1章-7，図5（2739頁）掲載
《出典》Ozawa, T. et al. : Nature Methods, 4 : 413-419, 2007
2008年10月21日公開

QuickTime・iTunes推奨 QuickTime・iTunes推奨 MOV形式 5.4MB ダウンロード
○
  • タンパク質リン酸化を可視化する蛍光プローブを使って，チロシンキナーゼであるインスリン受容体によるタンパク質リン酸化を可視化
  • 佐藤守俊

本誌　第1章-8，図3関連動画（2745頁）掲載
《出典》Sato, M. et al. : Nature Biotechnol., 20 : 287-294, 2002
2008年10月21日公開

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