【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.01】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24UT1161

利用課題名 / Title

哺乳類大脳皮質の神経回路解明の研究

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

細胞、細胞内小器官、オルガネラ、マイクロミクロトーム、3次元再構築,走査プローブ顕微鏡/ Scanning probe microscope

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

平林 祐介

所属名 / Affiliation

東京大学工学系研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-863：大面積走査プローブ顕微鏡Dimension ICON

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

細胞の中には核やミトコンドリア、小胞体などの細胞内小器官（オルガネラ）が存在しており、それぞれのオルガネラで異なる生化学反応が協調的に行われることで細胞の恒常性は維持されている。これらオルガネラはnm～µmレベルのサイズの微細構造であり、その正確な構造を把握するには、nmレベルの解像度をもつ電子顕微鏡（電顕）による観察が必須である。電顕によって細胞の3次元微細構造を観察するためには、細胞を固定・染色・樹脂包埋し、ウルトラマイクロトームによって数十 nmの厚さで超薄切片を数百枚程度作製して、その後連続した超薄切片を電顕で撮影して3次元再構築する必要がある。その際、正確に3次元構造を観察・定量するためには、ウルトラマイクロトームで実際にどれくらいの厚さで超薄切片を作製したのか、正確な値を把握することが重要である。しかしながら、ウルトラマイクロトームの設定上の切片厚さと実際の切片厚さが一致しているかどうかは不明であった。そこで本研究では、マウス視神経の電顕試料を用いて、ウルトラマイクロトームで作製した超薄切片の厚さを原子間力顕微鏡によって測定することで、設定上の切片厚さと実際の切片厚さを定量的に比較することを目的とした。

実験 / Experimental

マウス視神経の電顕試料をウルトラマイクロトームによって、25 nm、30 nm、40 nm、50 nmに設定した厚さで連続超薄切片にし、それらをシリコンウエハー上に回収した。その後、シリコンウエハー上の切片の厚さを原子間力顕微鏡Dimension Iconによって測定した。測定結果を図1に示す。

結果と考察 / Results and Discussion

4つの異なる厚さの連続切片から、それぞれの厚さにおいて連続切片の中の1枚ずつを選択し、1枚の切片から3箇所ずつ厚さを測定した。25 nmの切片においては、厚さの平均値は24.9 nmであり、また3箇所間の厚さの違いはほぼなかった（24.5 nm、25.1 nm、25.1 nm）。このことは、30 nmの切片でもほぼ同様であった（28.1 nm、29.1 nm、29.5 nm）。40 nmの切片においては、３箇所間の厚さの違いはほぼなかったものの、厚さの平均値は46.5 nmであった（46.6 nm、47.8 nm、45.1 nm）。また、50 nmの切片では、厚さの平均値は48.1 nmであったが、３箇所間で厚さが大きく異なっていた（58.7 nm、58.0 nm、27.5 nm）。これらのことから、ウルトラマイクロトームで設定した厚さと実際の厚さが概ね一致していることが示された。また、切片間や切片内で厚さにばらつきがある可能性も示唆された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 異なる厚さを設定して切削したマウス視神経細胞の切片の膜厚をAFMで測定した結果。

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件