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生きている細胞の内部構造を直接観察できる軟X線顕微鏡の開発

Development of a soft X-ray microscope for direct observation of inner structures of live cells

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

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

高強度レーザーによって発生した高輝度短パルス軟X線源とX線感光材上に直接培養した細胞に軟X線を照射する密着型顕微法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、生きている細胞の内部構造を直接観察することに成功した。さらに蛍光顕微鏡を併用し、軟X線顕微鏡と蛍光顕微鏡により同一の細胞の同時観察を実現するハイブリッド顕微法を発案することにより細胞内器官の正確な位置の特定と高空間分解観察を両立した。その結果、様々な細胞内器官の詳細な構造の観察が可能となった。開発したレーザープラズマ軟X線顕微鏡によりこれまでにマウスの精巣ライディッヒ細胞の内部構造の観察やアポトーシスの誘発により構造変化を起こしたHeLa S3細胞核の詳細な構造の観察を実現した。マウスの免疫細胞の観察では免疫機能発現の瞬間の重要な構造変化を観察することに成功するなど、従来の顕微鏡では限界のあった生きている細胞を軟X線顕微鏡で観察することにより、幾つかの重要な知見を得ることに成功した。

We have developed a laser-plasma soft X-ray microscope combining an intense short pulsed soft X-ray source to a contact microscopy irradiating the soft X-rays onto cells directly cultivated on an X-ray photo resist and succeeded to observe inner structures of living cells directly. Using a fluorescent microscope with the soft X-ray microscope to observe the same cells at the same time, accurate identification and high resolved observation of cellular organelles have been achieved. Using the laser-plasma soft X-ray microscope inner structure of Leydig cells of mouse testis and structural deformation of apoptotic HeLa S3 nuclei have been observed. Immune cells of mouses have been observed and important structural change at the activation of immune function was found. We have found several important features by observing live cells which were unable by ordinal microscopes.

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