共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 低温場中での走化性因子ケモカインの濃度勾配による好中球運動の観察と濃度分布測定
新規・継続の別 継続（平成16年度から）
研究代表者／所属 玉川雅章
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 玉川雅章

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 窪元勇太 九州工業大学大学院生命体工学研究科 大学院博士前期課程

2

 古川義純 北大低温研

研究目的 生体内での免疫反応機構でみられる好中球（白血球）運動の走化性サイトカインの濃度勾配や周囲場の温度勾配による影響を調べ，その物理的な運動機構を明らかにし，生体内の薬物搬送システム（ドラッグデリバリーシステム）への応用に対する基礎的な検討を行う．
　　
研究内容・成果 平成16〜17年度において，実験システムの確立および実験データ取得を光学的な改良を施したマッハツエンダー干渉計を行い，低濃度勾配においても干渉縞の変化として関知できることを示した．特に，平成17年度ではマランゴニ効果を引き起こす白血球膜の界面張力勾配が，無機材料とは異なり濃度に対して特異な分布であることを観察実験から得ることができ，前年度では濃度分布の測定を蛍光顕微鏡を用いて行い，おおよそサイトカインIL-8の拡散係数についてはタンパク質の拡散係数と同じオーダであることは算出できた．
本年度では，通常の蛍光顕微鏡との併用によりサイトカインIL-8の拡散係数計測の精度向上および白血球の膜界面での濃度分布計測を行った．

　本年度は，前年度に引き続き，極低濃度のサイトカイン濃度分布を共焦点蛍光顕微鏡を用いて観察および解析を行った．具体的には，1000-1ng/mlという極低濃度のサイトカインIL-8（分子量8000）溶液を水に滴下したときの濃度分布をサイトカインに付着した蛍光物質の共焦点顕微鏡観察により，その時間変化観察を試みた．前年度では用いなかった高感度カメラの併用によりサイトカインの濃度分布の時間的変化を2次元的にとらえることができ，好中球まわりの液体でのサイトカインの拡散係数を得ることができた．また，膜の上のサイトカイン濃度を同じく蛍光顕微鏡で計測し，まだノイズレベルが多いものの，サイトカインが膜の上で濃度移動している様子が計測でき，膜の上での拡散係数をおおよそ測定することができた．また，測定精度には問題があるものの，おおよそ好中球の液体中移動機構には濃度マランゴニ効果と周囲液体ならびに膜上のサイトカインの拡散係数の違いによって生じていることが示唆された．
　今後は，蛍光顕微鏡の空間精度を上げるために，より分解能の高いカメラの使用や数値計算の併用による移動機構解明を行っていく予定である．
　　
成果となる論文・学会発表等 窪元勇太，玉川雅章，向井楠宏，古川義純