広報活動

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2013年6月24日

独立行政法人理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構

簡便で生体試料にやさしい組織透明化試薬「SeeDB」を開発

-神経細胞の微細な形状や接続の様子を脳丸ごと3D解析-

マウス胎仔(胎生12日)、新生仔マウス(生後3日)の全脳、大人のマウスの脳スライス(66日齢、厚さ1.5mm)をSeeDBで透明化処理した写真

SeeDBを用いた生体試料の透明化

いくら言葉を尽くしても、1枚の写真が語るメッセージに遠く及ばないことがあります。百聞は一見にしかず-。視覚から入る情報は圧倒的な精度と量を有します。生物学の世界でも基本は「見る」こと。今も昔も変わりません。現在のライフサイエンス研究では、細胞や組織の微細形状を3次元的に観察する蛍光イメージングが盛んに行われています。しかし、生体組織の光散乱の影響もあって表面から数100μm程度までを見るのが限界でした。生体組織の深部のイメージングを行うために組織を透明化する方法も試みられていますが、透明化に時間がかかるうえ、有機溶媒や変性剤などを使用するために、蛍光色素や生体の微細な構造が損なわれるなどの問題がありました。

研究チームは、より簡易でかつ生体試料へのダメージが少ない水溶性の透明化試薬の開発に取り組みました。その結果、ハチミツや果物にも多く含まれるフルクトース(果糖)を主成分に、水と微量の還元剤を加えた透明化試薬を開発し、「SeeDB」と名付けました。SeeDBは組織を変性させることがなく、透明化によって生体試料の大きさや形状を変化させることがありません。ホルマリンで固定した脳などの生体試料をわずか3日間で透明化できます。また、蛍光タンパク質やさまざまな蛍光神経トレーサーなども安定して使えます。実際に、厚さ6mmのマウスの脳を透明化させ、蛍光色素を可視化できる顕微鏡で観察しマウス脳の全体を可視化することに成功しました。これまで不可能だった左右の大脳半球をつないでいる脳梁線維の1本1本を追跡したり、匂い情報を処理する嗅球の詳細な神経細胞の配線の様子も明らかにしました。脂溶性の蛍光神経トレーサーで染色したサンプルを透明化できることも特徴です。

SeeDBは、脳の神経回路図を丸ごと解明する「コネクトーム(神経接続様式の全体像)」解析や、生物の立体的な発生過程の理解など「3D生物学」の発展に役立つものと期待されます。

理化学研究所
発生・再生科学総合研究センター 感覚神経回路形成研究チーム
チームリーダー 今井 猛 (いまい たけし)