走査型電子顕微鏡で金ナノ粒子を使用して、単一ニューロンの細胞内タンパク質局在領域の観察

ラット皮質ニューロンの細胞内タンパク質の局在領域は、集中イオンビーム（FIB）システムと組み合わせた走査型電子顕微鏡（SEM）を使用して視覚化されました。SEM画像で明確なコントラストを得るために、金ナノ粒子（GNP）は、抗原抗体反応により特定の細胞内タンパク質に結合しました。SEMイメージング条件下でFIBミリングによってニューロンの目的の位置の断面を取得することにより、細胞内のタンパク質を明確な明るいスポットとして観察することが可能になりました。ニューロンを抗タウと抗ヒストンH1抗体で染色した場合、明るい斑点をそれぞれ軸索と核の断面に局在させました。基質上の単一ニューロン内の標的タンパク質が正常に特定できることが確認されました。免疫学的GNP染色によるFIB/SEM観測の発達は、基質上の軸索の伸長と回転が細胞内タンパク質の再分布によって活性化されるため、さまざまな基質構造上のニューロンの安定した成長のための重要な情報を提供します。

The localization areas of intracellular proteins in rat cortical neurons were visualized using a scanning electron microscope (SEM) coupled with a focused ion beam (FIB) system. To obtain a clear contrast in the SEM images, gold nanoparticles (GNPs) were bound to specific intracellular proteins by antigen-antibody reactions. By obtaining a cross section of the desired location of the neurons by FIB milling under the SEM imaging condition, it was possible to observe the proteins inside the cells as clear bright spots. When a neuron was stained with anti-tau and anti-histone H1 antibodies, the bright spots were localized in the cross section of the axon and the nucleus, respectively. It was confirmed that targeted proteins in a single neuron on a substrate could be successfully identified. The development of FIB/SEM observation with immunological GNP staining will offer important information for the stable growth of neurons on various substrate structures, since the elongation and turning of axons on the substrates are activated by the redistribution of intracellular proteins.