レーザープラズマ軟X線顕微鏡によるアポトーシス細胞核の観察

Observation of apoptotic nuclei with a laser plasma soft X-ray microscope

加道 雅孝; 岸本 牧; 刀祢 重信*; 保 智己*; 安田 恵子*; 青山 雅人*; 篠原 邦夫*

Kado, Masataka; Kishimoto, Maki; Tone, Shigenobu*; Tamotsu, Satoshi*; Yasuda, Keiko*; Aoyama, Masato*; Shinohara, Kunio*

レーザープラズマ軟X線は高い輝度と短パルス性を有するため、半導体や医療等の様々な分野で利用が進められている。その中でも、レーザープラズマ軟X線を光源とした軟X線顕微鏡(レーザープラズマ軟X線顕微鏡)は、培養中の生きている細胞の内部の詳細な構造の観察が可能で、生命科学分野の発展への貢献が期待されている。高輝度で単パルスという特徴を持つレーザープラズマ軟X線源とX線感光材上に細胞を直接培養する密着型軟X線顕微鏡を組み合わせたレーザープラズマ軟X線顕微鏡を開発した。レーザープラズマ軟X線顕微鏡は、80nmの高い空間分解能と600psの超高速瞬時撮像という性能により、生きている細胞の細胞内構造を詳細に観察することが可能である。さらに、蛍光顕微鏡と組み合わせたハイブリッド顕微法は、これまで軟X線顕微鏡の課題とされていた細胞内構造の正確な特定を可能とし、生命現象の観察への活用を実現した。アポトーシスを起こした細胞核の観察に利用した結果、アポトーシスによる細胞核の構造変化の詳細を明らかにした。

Laser plasma soft X-ray microscope (LPSXM) with high spatial and temporal resolution has been developed and it has an ability to observe live hydrated biological specimens. The LPSXM is very powerful tool to study life phenomenon and it has been used to study apoptosis. Apoptosis is the process of programmed cell death to protect an organism by killing abnormal cells. The apoptotic process has been studied using light and electron microscopes and dynamics of nuclear deformation is being clear. However in order to fully understand the mechanism of the apoptosis, detailed structure of the deformed nuclei must be studied carefully. Observing the apoptotic nuclei fine structures of deformed nuclei were revealed and important information was provided to help understanding the mechanism of the apoptosis.