クローズアップ実験法

2024年9月号 Vol.42 No.14 詳細ページ
Ca2＋とcAMPの同時in vivo 2光子イメージング
横山達士，坂本雅行
373 Ca2+とcAMPの同時 2光子イメージング 横山達士,坂本雅行 何ができるようになった? Ca2+と cAMP という 2 種類のセカンドメッセンジャーのダイナミクスを同時に,マウスを生かした まま単一細胞レベルで観測できるようになった. 必要な機器・試薬・テクニックは? 蛍光プローブの遺伝子とアデノ随伴ウイルス (AAV)ベクターは ,理研バイオリソース研究セン ターで入手可能.撮像には正立型 2 光子励起顕微鏡が必要.ウイルス局所投与とガラス窓作製にはあ る程度の訓練が必要である. はじめに Ca2+センサーについては,2010 年代には遺伝子にコー 細胞内シグナルのダイナミクスを観察するには,蛍 ドされたセンサーが低分子化合物に基づいたセンサー 光イメージングが有用である.歴史的には,1980 年代 よりも一般的に使用されるようになった(表)4).Ca2+ に Roger Tsien らが低分子化合物に基づいた蛍光セン センサー以外にも,細胞内シグナルを可視化するため サーを開発し,培養細胞を用いた蛍光イメージングに の遺伝子にコードされたセンサーの開発が進んでいる. 2+ おいて細胞内 Ca などのダイナミクスが可視化された 本稿では,遺伝子にコードされた蛍光センサーを使っ のがはじまりである.それが 2000 年代に 2 光子励起顕 た Ca2+と cAMP の同時 微鏡を用いた2 光子イメージング技術と組合わさり,マ て紹介する. ウスなどの高等動物においても Ca2+イメージン グが報告されるようになった 1).低分子化合物に基づ いたセンサーに遅れて,遺伝子にコードされた蛍光セ ンサー,すなわち GFP などの蛍光タンパク質に基づい たセンサーが開発された イメージング法につい 2)3) .遺伝子にコードされたセ 原理 現在,神経科学分野において最も使用されている蛍 光センサーはGCaMP という遺伝子にコードされたCa2+ ンサーは ,経日的かつ安定的にイメージングが可能 , センサーである(図 1A) .GCaMP は GFP ドメインと アデノ随伴ウイルス(AAV)のセロタイプや Cre/loxP Ca2+結合ドメインからなる.GCaMP の Ca2+結合ドメ システムなどと組合わせることで特定の細胞種にのみ インが Ca2+と結合すると,Ca2+結合ドメインの構造変 発現させることが可能,などの利点がある.そのため 化により GFP ドメインも構造が変化し,GFP ドメイン Simultaneous two-photon imaging of Ca2+ and cAMP Tatsushi Yokoyama/Masayuki Sakamoto :Graduate School of Biostudies, Kyoto University(京都大学大学院生命科学研究科) 実験医学 Vol. 42 No. 14(9 月号)2024 2211
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