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自己組織化組換えタイプIコラーゲン線維におけるコラーゲン鉱化のための多色3D-STORM高解像度可視化プロトコル

DOI:

10.3791/71466

June 26th, 2026

In This Article

Summary

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ここでは、多色3D-STORMを用いて組換えコラーゲン線維における線維内石灰化と線外石灰化を区別するプロトコルを提示し、最適化された標識、画像診断、定量的共局在解析を統合します。

Abstract

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

本プロトコルは、組換えタイプIコラーゲン自己組織化線維モデルにおけるコラーゲン鉱化のナノスケール可視化のための多色三次元確率光学再構築顕微鏡(3D-STORM)手法を記述します。この手法により、コラーゲン、非コラーゲンタンパク質(例:コンドロイチン硫酸)、およびリン酸カルシウム鉱物相の同時イメージングが可能です。サンプル調製はアミノシラン化とコラーゲンの自己組織化を含み、その後、リン酸カルシウム培地を用いた鉱化処理が行われます。この培地は早期段階(30分)に非晶質のリン酸カルシウム(ACP)を生成し、6時間でヒドロキシアパタイト(HAP)に成熟します。その後、多重免疫蛍光標識が行われ、まずコフォーカル顕微鏡でサンプルを評価し、その後酸素除去イメージングバッファを用いた3D-STORM画像取得を行います。データ処理と分析は公開されているソフトウェアを用いて行われます。従来の電子顕微鏡や共焦点顕微鏡と比較して、このプロトコルは分子特異性とナノスケールの解像度(典型的な横方向精度20–30 nm、軸方向50–60 nm)を組み合わせており、線維内および線維外の鉱化パターンを三次元で可視化することが可能です。代表的な結果は、三次元空間内でコラーゲンネットワーク、関連する非コラーゲンタンパク質、鉱物相の明確な可視化を示しています。結果セクションには、ピアソン相関係数(0.89 ± 0.04)やマンダースの重複係数(0.91 ± 0.03)などの定量的指標が提供されています。このプロトコルは、バイオマテリアルサイエンス、バイオミネラリゼーション、骨組織工学の研究者にとって、鉱化ダイナミクスに関するナノスケールの洞察を必要とする強力なツールを提供します。

Introduction

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コラーゲンの石灰化は、骨や歯などの硬組織形成において重要な基本的な生物学的プロセスですコラーゲン繊維の複雑な構造と、鉱物沈着の精密な調整が相まって、これらの組織に驚くべき機械的強度と構造的完全性をもたらしています2.コラーゲンは単なる受動的な足場ではなく、複雑な分子および物理的相互作用を通じて正確な鉱物沈着を指揮する積極的な参加者として機能しますこれらのメカニズムを解明することは、骨粗鬆症やうなすなどの病理的状態の理解や、再生療法のための生体模倣材料の開発に不可欠です。

硬組織中のコラーゲン線維の直径は約50から100 nmの範囲で、ヒドロキシアパタイト(HAP)粒子はさらに小さく(通常厚さ2–5 nm、長さ20–30 nm)、線維の隙間内に挟まれています5。ギャップゾーンは核生成部位として機能しますが、原生組織では鉱物は最初線維間空間で形成され、その後線維内区画へと拡大します。従来の特徴付け方法には、組織学的染色、共焦点レーザー走査顕微鏡6,7、電子顕微鏡8,9が含まれます。組織学的染色はマクロ的な評価を提供しますが、ナノスケールの鉱化状態は評価できません。共焦点顕微鏡は特定の成分の観察が可能ですが、回折制限(横方向~200 nm)があり、線維内と外線維化の鉱化を区別できません。電子顕微鏡は高解像度を提供しますが、分子特異性に欠けます。免疫金標識は電子顕微鏡における分子特異性を提供しますが、専門的な処理が必要であり、STORMと比べて複数成分の多重化・三次元可視化には適さにくく、実験サイクルが長く高コストとなります

確率的光学再構成顕微鏡(STORM)は、個々の蛍光素を高精度で局在させることで回折限界を克服し、約20 nmの横方向分解能12を達成します。誘導放出除去(STED)顕微鏡や構造化照明顕微鏡(SIM)14など他の超分解能技術と比較して、STORMはより高い局在精度(横方向~20 nm、軸方向~50 nm)を提供し、より幅広い有機蛍光分子と互換性があります。特に、STEDは特殊な染料と高出力のレーザーを必要とし、生物サンプルを損傷させる可能性があります。一方、SIMは約100 nmの解像度しか提供できず、繊維スケール(50〜100 nm)の特徴を解消するには不十分です。STORMは解像度、多重化能力、サンプル互換性の実用的なバランスを提供します。公開されたガイドラインでは、STORMイメージングパラメータの最適化と解像度評価を促進するための標準化された試験サンプルについて説明されています。三次元イメージング機能と組み合わせることで、3D-STORMは複数のコンポーネントを同時にナノスケールで可視化することを可能にします。近年の進歩により、STORMは多色および多重化イメージングに拡張され、同一サンプル内の複数の標的を可視化できるようになりました。

このプロトコルは、自己組織化組立型I型コラーゲン線維に基づく生体模倣型in vitroモデルを用い、ナノスケールで線維内組換え型1型コラーゲン自己組織化線維モデル向けに明示的に設計されています。STORMは固定サンプルと酸素除去バッファーを必要とするため、ライブセルイメージングには適していません。また、先に脱灰化や抗原回収なしに、成熟した骨など、自然の高鉱化組織には適していません。全体の鉱物密度や大面積の形態のみを評価する必要がある場合は、従来の共焦点顕微鏡や電子顕微鏡の方が効率的です。

このプロトコルの全体的な目標は、多色3D-STORMを用いて個々のコラーゲン線維内のミネラルおよび非コラーゲンタンパク質のナノスケール分布を可視化するための標準化された段階的なワークフローを提供することであり、特に線維内鉱化と線維外の鉱化を区別することに重点を置いています。このプロトコルは最適化された免疫標識とカスタマイズされたイメージングバッファを統合し、複数の有機成分(コラーゲン、非コラーゲンタンパク質)および無機相(ACP、HAP)を3次元で同時に追跡できるようにします19。重要な革新は、線維内と線維外の鉱化パターンの定量的評価です。定量化は2つの独立した基準によって達成されます。(1) 画像解析ソフトウェアの共局在モジュールを用いて、鉱物(カルシウム指示色素(例:カルセイン))とコラーゲン(遠赤色蛍光染料)チャネル間のピアソン共局在係数を計算すること(係数>0.8は強い関連を示します);(2) 個々の線維のZスライス全体における鉱物信号の持続性の解析:鉱物信号が中心スライス(線維の垂直中心からZ=0から±120 nm)に最大強度≥の50%で存在する場合、それは線維内信号に分類されます。従来の電子顕微鏡や共焦点顕微鏡とは異なり、このプロトコルは分子特異性とナノスケールの分解能を組み合わせ、線維内鉱化の三次元空間分布を可能にします。

このプロトコルは、バイオ材料科学、バイオミネラル化、骨組織工学の研究者向けに設計されており、鉱化ダイナミクスのナノスケールの洞察が必要です。標準化手順は、脱灰象牙質スライスやコラーゲンベースのハイドロゲルなど、他の鉱化コラーゲン系の研究にも応用でき、初期のサンプル準備工程を調整することで可能です。

Protocol

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

生物学的サンプルを含むすべての実験は、浙江大学医学院コア施設のガイドラインと規則に従って実施され、機関バイオセーフティ委員会(承認証明書番号)によって承認されました。BSL20235710079)。ここで述べる実験プロトコルは、市販の試薬およびin vitro生体模倣システムを利用しています。この試験は人間の参加者、動物被験者、またはヒト組織サンプルを含まないため、機関審査委員会の倫理的承認を必要としません。

注意:有害化学物質を扱うすべての処置は、適切な個人用防護具(白衣、手袋、安全ゴーグル)を着用したフムフード内で行う必要があります。化学廃棄物は機関の規則に従って処分してください。NaN₃の場合は「アジド廃棄物」と記された専用容器に廃棄物を回収し、酸と混ざる(爆発ガスのリスクがあるため)してください。グルターアルデヒドの場合は、処分前に10%余量の亜硫酸ナトリウムを不活化してください。βメルカプトエタノールの場合は、ドレイン廃棄前に漂白剤(1:10 v/v)で1時間酸化してください。

注意:免疫蛍光標識は鉱物化の前に行う必要があり、鉱物堆積物によるエピトープマスキングを防ぐ必要があります。鉱化後標識が必要な用途では、抗原回収が必要となる場合があります。

1. 鉱化媒体の調製

  1. 再構成されたコラーゲン線維のための鉱化培地の調製
    1. カルシウムストック溶液を、15 mLの円錐形チューブ内に5 mLのポリアスパルト酸(p-Asp、Mw 9-11 kDa)を滴下に加え、3.44 mM CaCl₂溶液5 mLに加えて準備します。
    2. チューブ内で30秒間ボルテックスミックスを行い、均質になるまで続けます。
    3. p-Aspをゆっくり加え、十分に混ぜて非晶質リン酸カルシウム(ACP)を安定化させます。
    4. カルシウムストック溶液にリン酸塩溶液5mL(19 mM Na₂HPO₄ + 300 mM NaCl)を加えます。
    5. 1分間、ボルテックスミックス。
      注:混合後の最終濃度:1.67 mM CaCl₂、9.5 mM Na₂HPO₄、150 mM NaCl、50 μg/mL p-Asp。
    6. 使用直前に鉱化培地を準備してください。保管しないでください;不安定なACP前驅体を即座に使用し、一貫した結果を得る。
      注:保管は早期結晶化を引き起こします。
  2. コラーゲンゲル/脱灰象牙質用のミネル化培地の調製
    1. カルシウム含有溶液を800 mLの脱イオン水に溶かして、8.77 g NaCl、0.01 g NaN₃、6.06 g Tris、1.11g CaCl₂を準備します。
    2. 脱イオン水で1リットルまで下げます。
    3. カルシウム含有溶液に350 μg/mLのポリアクリル酸(PAA、Mw ~1800)を加えます。
    4. 1分間の渦巻き。
      注意:高カルシウム濃度では安定化のためにp-Aspの代わりにPAAを使用してください。
    5. リン酸塩溶液を1リットルの脱イオン水に0.85 g Na₂HPO₄を溶解して6 mM Na₂HPO₄を得ます。
    6. 0.22μmの膜を使ってリン酸塩溶液をろ過滅菌します。
    7. カルシウムとリン酸塩の溶液をそれぞれ500mLずつ同じ体積で300rpmで磁気攪拌します。
    8. pHメーターでモニタリングしながら、1 M HClまたはNaOHを使ってpHを7.4に調整してください。
      注意:pHは7.4±0.1に保ってください。pHの偏差>0.2は早期結晶化を引き起こすため避けてください。

2. 組換えコラーゲン線維の製剤

  1. ガラス底皿のアミノシラン化
    注:この処理は(3-アミノプロピル)トリエトキシシラン(APTES)を用いて、ガラス表面に正に帯電したアミノ基(-NH₂)を導入し、負に帯電したコラーゲンモノマーの静電吸着と安定化を促進します。
    1. 各ガラス底培養皿(35mm、#1.5H厚さ、0.17mm±0.005mm)に200μLのAPTES溶液(絶対エタノール中の5% v/v)を加えます。
    2. APTES溶液で皿の表面を完全に覆いましょう。
    3. 室温(20〜25°C)で暗闇で2時間孵化します。
    4. 絶対エタノール(1回の洗濯で2mL)で皿を3回すすいでください。
    5. 脱イオン水で40kHzで10分間超音波処理を行います。非特異的な結合を防ぐために残留APTESを完全に除去してください。
    6. シラン化された料理は4°Cの乾燥保存で最大1週間保存可能です。
    7. (任意)安定性を高めるために焼く:洗った料理と乾燥した料理を100〜120°Cのオーブンで30〜60分加熱します。
    8. 作業前に室温まで冷やしてください。
      注意:プラスチック製の皿を使用する場合は、変形を防ぐために温度を80°C以下に下げてください。BitterとMuirのシラン化手順を適応させてください。
  2. コラーゲン自己組織化と架橋
    1. 各シラン化皿に100μLのコラーゲンI溶液(50μg/mL、0.1 M酢酸)をピペットで注ぎます。
    2. 湿度室(相対湿度90%>)で37°Cで10時間孵化します。溶液の蒸発を防ぐために湿度を安定させてください。
    3. 位相差顕微鏡や共焦点顕微鏡で線維形成を確認すること;成功した調製は細かくウェブのような繊維網を示します。
    4. 超微構造レベルで適切な繊維形成を確認するために、同じ自己組織化条件(コラーゲンI50μg/mL、37°C、>湿度90%)でポリビニルフォーマル/カーボンコーティングされたTEMグリッド上で別個の試料を準備します。
    5. 1%のリン酸(pH 7.0)で10分間染めます。
    6. 脱イオン水で洗いましょう。
    7. 透過式電子顕微鏡で観察してください。線維形成が成功していることは、特徴的な67 nmのD周期帯状パターンによって示されています(3参照)。
    8. ガラス底の皿から残留コラーゲン溶液を慎重に吸引します。
    9. 各皿に2mLのコンドロイチン硫酸塩(CS)溶液(PBSで50 mg/mL、pH 5.5)を加えます。
    10. 4°Cで12時間インキュベートし、CSがコラーゲン線維に静電気吸着できるようにします。
    11. EDC/NHS架橋溶液21を準備します:0.2MのEDC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド)と0.05MのNHS(N-ヒドロキシスクシンニミド)をMESバッファー(0.1 M MES、pH 5.5)に溶解させます。
      注:MESバッファーは、MES遊離酸を脱イオン水に溶かし、NaOHでpHを5.5に調整することで調製できます。
    12. CS溶液を除去し、EDC/NHS架橋液を2mL加えます。
    13. 室温で2時間培養し、コラーゲン上のCSを共有結合固定します。
    14. 未反応試薬を除去するためにPBSで皿を3回洗い(各5mL、各5分)します。
    15. 加工済みコラーゲン繊維はPBSで4°Cの温度で最大24時間保存し、その後鉱化します。

3. 免疫蛍光標識(石化前に実施)

  1. 試料の調製
    1. コラーゲン線維は500 mM NaCl溶液(1回10 mL、各5分)で3回洗い流します。
    2. 脱イオン水で3回洗います(1回10mL、1回5分)。
    3. 50回転/分の水平シェーカープラットフォーム上で洗浄を行い、組み立てられた繊維を剥がす可能性のあるせん断力を最小限に抑えつ徹底的な洗浄を行います。
  2. ブロッキングと一次抗体培養
    1. ブロッキングバッファー(5%牛血清アルブミンをPBSで使用)を用いて37°Cで加湿チャンバーで1時間培養します。
    2. ブロッキングバッファーに抗体カクテルを準備します:ウサギ抗コラーゲンI(1:100希釈)とマウス抗コンドロイチン硫酸(1:100希釈)。
    3. 1サンプルあたり200μLの抗体カクテルを追加します。
    4. サンプルを実験室用のシールフィルムで覆う。
    5. 4°Cで一晩(12〜16時間)抱卵します。
    6. アルミホイルを使って光から守りましょう。一次抗体培養後、サンプルはPBSで4°Cの温度で最大24時間保存可能です。
  3. 二次抗体染色
    1. 未結合の一次抗体は、洗濯バッファー(0.1% Tween-20 in PBS)で3回、各10分洗うことで除去します。
    2. 蛍光セカンダバチ混合物をブロッキングバッファー(35mm皿あたり200μL)で準備します。その中には、遠赤色蛍光色素(1:100)にヤギ抗ウサギ用IgGを接合させ(1:100)、ヤギ抗マウス用IgMを赤色蛍光染料に接合させ(1:100)を含みます。
      注意:この段階以降は、蛍光色体の光漂白を防ぐために試料を光から守ってください。
    3. サンプルを室温(20〜25°C)で暗闇で1時間培養します。
    4. 洗浄バッファーで3回(各10分)洗い、結合していない二次抗体を除去します。
      注意:画像検査前に、4°C(光保護)で最大48時間保存してください。自己蛍光の検査のために一次抗体なし対照群を含めてください。

4. コラーゲン繊維の石灰化(標識後に実施)

  1. 鉱化過程
    1. 各皿につき、新たに準備したミネラリゼーション培地2mLを加えます。
    2. 初期鉱物(ACP)形成のために37°Cで30分間(短期)培養します。
    3. または、成熟鉱物(HAP)結晶化のために37°Cで6時間(長期)培養します。
      注意:校正済みインキュベーターを使用して、正確な温度を37°C±0.5°Cに保ってください。
    4. 鉱化培地を軽く吸引します。
    5. 脱イオン水で3回(洗車1回5mL、間隔1分)ですすぎます。
  2. リン酸カルシウム標識
    1. PBSにカルシウム指示色素(例:カルセイン)を4 μM(1皿あたり200 μL)添加します。
    2. 室温(20〜25°C)で暗闇で30分間孵卵します。
      注意:カルシウム指示色素(例:カルセイン)はカルシウムイオンに結合し、非晶質相と結晶相を区別できません。相の割り当ては鉱化時間(30分=ACP、6時間=HAP)に基づいています。琥珀色のチューブやホイルラップで光から保護するべきです。
    3. すすぎは5回行います:脱イオン水で3回洗い、70%エタノールで2回(各1分)交互に洗います。
  3. 画像診断のためのサンプル準備
    1. 画像バッファーにサンプルを浸けてください:PBS中に10%(w/v)グリセロール。メーカーの指示に従って、必要に応じてアンチフェード試薬を追加してください。
    2. サンプルを覆うのに十分な量(20〜50μL)のイメージングバッファーを適用します。
    3. サンプルの上にカバースリップをかぶせます。
    4. サンプルは暗闇で4°Cで最大72時間保存します。

5. レーザー共焦点顕微鏡による観察

  1. 4°Cの貯蔵から室温(20〜25°C)へのサンプル移送。
  2. 結露を防ぐために10分間の平衡を設けてください。
  3. 琥珀色の容器やホイルラップを使って軽い保護を保ちましょう。
  4. イメージングバッファーがサンプル全体をカバーしているか確認してください。
  5. 共焦点顕微鏡を以下の設定で設定します:
    1. コラーゲンイメージング(遠赤色蛍光染料):647nmレーザー、発光フィルター650〜710nm。
    2. リン酸カルシウムイメージング(カルシウム指示染料(例:カルセイン)):488 nmレーザー、発光フィルター500-550 nm。
    3. 目的:100×の油浸し(NA 1.4)。
    4. ピンホール直径:1エアリー単位(AU)。
    5. ピクセル滞留時間:1〜2μs。
      注意: 画像撮影前にレーザーアライメントとピンホールキャリブレーションを行ってください。
  6. 逐次走査を行う:647 nm励起(コラーゲン)での最初のスキャン。
  7. 488nm励起(鉱物)で2回目のスキャンを行います。
    注意:ブリードスルーを避けるためにチャネルは順番に収集してください。
  8. 3D再構成では、十分なサンプリングを確保するためにZスタックのステップサイズを0.5μm以下に設定してください。
  9. メタデータを保持したセーブファイル。
  10. 共局在化解析では、ピアソン相関係数を計算できる画像解析ソフトウェア(例:適切なプラグインを備えた公開ソフトウェア)を使用してください。

6. 三次元確率光学再構成顕微鏡(3D-STORM)によるイメージング

  1. STORMイメージングバッファ22の準備
    注:グルコース酸化酵素とカタラーゼは、酸素を回収するためにイメージングバッファーに加えられ、これにより光漂白を減らし、STORMにおける単一分子局在に不可欠な蛍光分子の点滅を延ばします。
    1. グルコース酸化酵素(GOx)ストック溶液を8 mg/mLで、50 mMの酢酸ナトリウムバッファー(pH 5.1)に調製します。
    2. 160 μg/mL、1× PBSでカタラーゼストック溶液を準備します。
      注意:酵素ストックをアリコット(分割)し、液体窒素またはドライアイス/エタノール浴で速凍し、-20°Cまたは-80°Cで保存してください。 繰り返される凍結融解のサイクルは避けてください。
    3. 光から保護された氷の上に新しいSTORMイメージングバッファを準備してください。
    4. 最終体積1 mLまでの順序で以下の成分を組み合わせます:滅菌ヌクレアーゼフリーH₂O(1 mLまで)、1 M NaCl(10 μL、10 mM最終)、1 M Tris-HCl pH 8.0(50 μL、50 mM 最終値)、pH ~7.0に調整した新鮮な1 M システィミン(MEA)(50 μL、50 mM最終値)、50%(w/v)グルコース(200 μL, 最終液10%、GOxストック(200 μL、1.6 mg/mL)、カタラーゼストック(200 μL、32 μg/mL)。
    5. ピペッティングや逆さまで優しく混ぜます。渦を巻くな。
      注意:バッファーは新鮮な状態で準備し、光から守られた氷の上に保管する必要があります。調理から30分以内に使用してください。STORMイメージング条件の詳細な最適化については、試験サンプル15を用いた確立されたプロトコルを参照してください。
    6. 新たに調製したSTORMイメージングバッファー200μLを加え、サンプルを完全に覆います。
  2. 3D-STORMシステム構成
    1. イメージング経路が電子増幅CCD(EMCCD)カメラに向けられていることを確認してください。
    2. 3Dイメージングのために円筒形レンズモジュールを起動してください。
    3. ソフトウェアを3D STORM取得モードに設定してください。
    4. 使用する染料に対して光経路フィルターを設定してください。
    5. 647 nmレーザーを起動し、出力を低レベル(1〜5 mW)に設定します。
    6. 100×油浸水用対景(NA ≥1.4)を用いて、ワイドフィールドまたはTIRFライブプレビューモードで関心領域を特定します。
    7. 後で比較するために従来の広視野蛍光画像を取得してください。
    8. TIRF照明モードに切り替えてください。
    9. TIRF角度を校正して薄い照明場(~100〜200 nm)にし、背景蛍光を最小化します。
    10. 初期の信号強度に基づいてカメラの露光時間(10〜30ms)を調整します。
    11. 初期信号強度に基づいてイメージングレーザーの出力を調整します。
    12. 簡単なテスト取得を行います。
    13. パラメータが正しく設定されているか、急速な光漂白を引き起こしないか確認してください。
      注意:円筒レンズ軸と試料面の正確な整列を確認してください。ほとんどの現代システムは自動キャリブレーションを備えています。手動校正では、対称的な円点拡散関数(PSF)を検証するために100 nm蛍光ビーズを使用します。
    14. まずは10〜30msの露光から始まり、647 nmのレーザー出力(1–2 kW/cm²)で行われます。
    15. 点滅密度が0.1–1分子/μm²であることを確認しましょう。
    16. 密度が低すぎたり高すぎたりする場合は、レーザーの出力や露光時間をそれに応じて調整してください。
    17. 理想的な密度が得られるまで検証と調整を繰り返します。
  3. 3D-STORMデータ取得
    1. 取得ソフトウェアを「継続的アクティベーション」モードに設定してください。
    2. イメージングレーザー(647 nm)を高出力(100-500 mWのファイバー入力)に設定し、ほとんどの蛍光色素をダーク状態に遷移させます。
    3. 起動レーザー(405nm)を低出力(0.1〜5 mW)に設定してください。
    4. 405 nmの出力を経験的に最適化し、256×256ピクセル領域内で1フレームあたり100〜200個の局在分子を維持します。
    5. 合計フレーム数を10,000〜20,000に設定します。
    6. 1サイクルごとに活性化光(405nm)を1フレーム、続いてイメージングライトを5フレーム(647nm)使用します。
    7. 取得を始めましょう。
    8. EMCCDを最大感度で操作(EM利得適用)
    9. 1フレームあたり10〜30msの露出を使いましょう。
    10. 取得時には、活性分子密度を監視してください。
    11. 405 nmのレーザー出力を調整し、単一分子イベントの一定の流れを維持します。
      注意:生の映画データは、再構築前の長期アーカイブのために標準的なハードドライブに保存できます。
  4. コラーゲン鉱化のデータ解析(STORMモジュールを用いた画像解析ソフトウェアを使用)
    1. 解析ソフトウェアで適切なカメラドライバー(STORMモジュール)を選択してください。
    2. STORMパネルの [Analysis GUI] をクリックしてください。分析ウィンドウが開く。
    3. [ファイルを開く]をクリックします。解析対象の生顕微鏡画像ファイルを選択します。「開く」をクリックします。
    4. 有効な信号の最小蛍光値(最小高さ)を決定します。
    5. 単一分子の信号としてまだ認識できる最も暗い部分を見つけてください。
    6. マウスを中心に動かします。
    7. ピーク・ハイトの値を読みましょう。
    8. この値を記録してください。
    9. [識別設定]をクリックしてください。ダイアログで以下のパラメータを設定します:最小高さ(ステップ6.4.8で記録された値を入力)、最大高さ(20000)、CCDベースライン(100)、そして3D-STORMデータについては「3D」チェック(2Dの場合はチェックを外す)。
    10. >>をクリックすると、さらに多くのパラメータを展開できます。設定:最小幅(nm)を200に、最大幅(nm)を700(2Dは400)、初期フィット幅(nm)を300に、最大軸比を2.5(2Dは1.3)、最大変位(ピクセル)を1に。
    11. 「OK」をクリックしてダイアログを閉じます。
    12. パラメータを検証するためにテスト解析を行います。ドリフト補正のチェックを外してください。
    13. ピリオドを1に設定します。
    14. [テスト]をクリックします。
    15. 分析後、ポップアップのダイアログで「OK」をクリックします。
    16. 信号スポットが正しく識別されているか確認してください。バックグラウンドノイズは誤選してはいけません。本当のスポットを見逃してはいけません。
    17. 満足できない場合は、パラメータを修正するためにステップ6.4.9–6.4.16を繰り返し、正しいものまで調整します。
    18. テスト解析が完了したら、完全な解析を行います。ドリフト補正をチェックしてください。
      注:解析ソフトウェアは、分子局在の時間区分間の相関を最大化する冗長な交相関(RCC)アルゴリズムを用いてドリフト補正を行います。フィデューチャルビーズは必要ありません23
    19. 保持期間=1。
    20. [スタート]をクリック(または再度[テスト]をクリックし、その後[スタート])。
    21. 分析が終わるまで待ちましょう。ポップアップダイアログでOKをクリックしてください。
    22. 分析後、.nd2ファイルと同じフォルダ内に2つの結果ファイル(.binと.txt)が生成されます。
    23. 共局在解析(647nmおよび488nmチャネル)では、解析ウィンドウのチャンネルリストに両チャネルを同時に表示します。
    24. 適切な関心分野(ROI)を選択してください。
    25. 共局在モジュールを使ってピアソン相関係数を計算してください。自動で提供されていない場合は、公開されている画像解析ソフトウェア内の共位置化プラグインにポイントクラウドデータを手動でエクスポートしてください。価値を記録してください。
    26. 線維内鉱化を確認するためにZスライス分析を行う。メインメニューで「Zステップ>スライス>表示」を選択します。
    27. 60 nm間隔で個々の平面を抽出します。
    28. 鉱物信号(緑、488nmチャネル)を観察してください。信号が中央スライス(Z = 0 nm±120 nm)に残っているか確認してください。持続性により線維内鉱化が確認されます。
    29. オプション:密度フィルタリングを行い、密充填エミッターからの過剰カウントを減らします。STORMの再構成画像を、単一分子局在解析用のプラグインを使って公開されている画像解析ソフトウェアで開いてください。
    30. 密に詰められたエミッターからの過剰計測を減らすために、信号密度に基づく密度フィルタリング(例:中央値フィルタや局所密度閾値)を適用します。
    31. ステップ6.4.18でドリフト補正が有効でなかった場合や追加の補正が必要な場合は、ドリフト補正を実行します。これは受託者標識のPSFに基づいて正しいです。あるいは、同じプラグインで実装されたドリフト補正などの相互相関アルゴリズムを用いることができます。
    32. チャネルクロストークを除去するためにスペクトルアンミックスを行います。STORM解析ウィンドウで、クロストーク除去ツール(通常右下)をクリックします。
    33. 半径を25.0nmに設定してください(推奨)。ソースチャンネルを選択してください。除去方法を選択してください:統計的除去が推奨されます。
    34. 励起レーザーによる交差活性化を除去するには、交差活性化に加えて「減算」を選択してください。> 交差活性化です。OKをクリックしてください。新しいチャネル「Nonspecific Activation-Xt」が自動的に生成されます。
    35. 染色されていない対照試料を用いて自己蛍光レベルと背景信号を検証する。すべての信号に明確にラベルを付けてください。
    36. 3Dビジュアライゼーションを実行してください。分析ウィンドウで関心領域(ROI)を選択します。
    37. [3D]ボタン(または[3D表示])をクリックしてください。3D投影やボリュームレンダリングを生成します。
    38. 右クリックでレンダリングパラメータを調整してください。一般的なフォーマット(例:.aviや.mp4)で動画をエクスポートしてください。
    39. 鉱物信号を線維内信号として分類するには、6.4.26–6.4.28のようにZスライス解析を行います。強度プロファイルをエクスポートしてください。
    40. 線維中心を、コラーゲン信号が最大になるZ平面と定義します。
    41. 鉱物信号が、Z = 0(中心)およびZ = ±60 nmでの強度がその線維内の最大鉱物強度の≥50%である場合、その線維内信号とみなされます。Z = 0で信号が30%を下回る場合は、線維外と分類されます。
    42. 各条件で少なくとも50本の繊維の分類を記録し、線維内鉱化率を算出します。
      注意:密度フィルタリング、ドリフト補正、スペクトルアンミックス用の代替公開プラグインも利用可能です。

Results

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

このプロトコルの成功裏の実装により、多色3D-STORMを用いて鉱化コラーゲン線維の高解像度三次元可視化が可能となります。以下の結果は、典型的な結果、品質管理、定量的評価を示しています。

図1 は、非晶質リン酸カルシウム(ACP)で鉱化されたコラーゲンネットワークの多色3D-STORM再構築を示しています。コラーゲン(遠赤色蛍光染料で標識されたもの)は明確に定義された線維状ネットワークとして現れます。コンドロイチン硫酸塩(GAG、赤色染料で標識)はコラーゲン線維と密接に関連しており、結合画像では共局所領域がシアン色に見えます。重要なのは、ACP粒子(緑色でカルシウム指示色素で標識)がコラーゲン線維の境界内で観察され、初期段階(30分)で線維内石化が示されていることです。この図は、従来の共焦点顕微鏡では達成できない、コラーゲン、GAG、ミネラルという3つの異なる成分をナノスケールで同時に分離できるプロトコルの能力を示しています(画像解像度の比較は 図5 参照)。線維内のACPのナノスケール共局在は、非晶質前駆体が結晶変換前に線維内体内部に浸透できることを裏付けています。

図2 は、鉱化6時間後の成熟ハイドロキシアパタイト(HAP)の線維内浸透の定量的証拠を示しています。 図2A は、コラーゲン(赤)とHAP(緑)の広範な共局在を示す2次元STORM画像を示しており、融合したチャネルは黄色で現れます。 図2B は統合アーキテクチャを示す3D体積再構成です。図2C は、上部(Z=−120nm)から中心(Z=0)、およびより深い区間(Z=+120nm)までの60nm間隔でのZ軸スライス解析を示しています。HAP信号は中心スライス(Z = 0から±120 nm)に最大値≥の50%の強度で持続し、これはプロトコルステップ6.4.39–6.4.41で定義された線維内鉱化の分類基準を満たします。3つの独立した実験(n=3回の重複、それぞれ5つの関心領域を持つ)による定量的共局在解析の結果、ピアソン相関係数は0.89 ± 0.04、マンンダース重なり係数は0.91 ± 0.03(平均標準差±)となりました。これらの値は、線維内でコラーゲンとHAPの強く特異的な関連を示し、成熟結晶相も線維内に存在していることを裏付けています。

図3 は透過電子顕微鏡を用いて自己組織化されたコラーゲン足場の構造的完全性を検証しています。1%リン酸(pH 7.0)で染色されたコラーゲン線維は、特徴的な67 nmのD周期交差縞模様を示し、ネイティブ様線維形成の診断となります。この品質管理ステップは鉱化実験に進む前に不可欠であり、足場が構造的に無傷であり、線内鉱物堆積を支えられることを確認します。この縞模様がなければ、コラーゲンが変性したり不適切に組み立てられたりし、人工的な鉱化パターンが生じる可能性があります。

図4 は、鉱化条件が適切に制御されていない場合(例:ポリアスパラギン酸やpHの欠如>7.6)に得られる代表的な否定結果を示しています。これらの最適でない条件下では、HAPの沈着(緑色)はコラーゲン線維(赤)の外側のガラス基質にのみ観察され、線維内侵入はありません。この結果は重要な制御指標であり、 図1 および 図2 で観察される線維内鉱化は非特異的な沈殿や不完全な洗浄によるものではなく、化学環境(pH 7.4 ± 0.1、ポリアスパラギン酸の存在、そして即時の新鮮鉱化培地の使用)によるものであることを示しています。研究者は自らのシステムを検証するために、このようなネガティブコントロールを含めるべきです。

図5 は、STORM取得前に取得された代表的な共焦点顕微鏡画像を示しており、予備サンプルスクリーニングのためです。コラーゲンチャネル(図5A)は明確な線維組織網を示し、HAPチャネル(図5B)は線維に関連する鉱物を示しています。結合画像(図5C)は回折限界レベル(~200 nm)での共局在を確認しています。これらの画像は2つの目的を持ちます。(1) 時間のかかるSTORM画像に進む前に、サンプルの品質(適切な標識、最小限の集約、特定の鉱物関連性)を検証すること;(2) 3D-STORM取得のための関心領域の選定を導きます。重要なのは、共焦点画像では線維内と線維外の鉱化を区別する解像度が不足していることです。鉱物信号は繊維に沿って連続的に見えますが、内側か外側かは明らかになりません。この制限は、ここで述べる超分解能アプローチの必要性を強調しています。

図6 は2つの対照実験を示しています。 図6A (一次抗体無制御)では、二次抗体のみを適用した場合に特異的シグナルが出ず、標識されたサンプルで観察されるシグナルが非特異的二次抗体結合によるものではないことを確認しています。 図6B (染色されていない対照)は蛍光信号がなく(完全に黒色)、試料や基質からの有意な自己蛍光を除外しています。これらのコントロールは免疫蛍光標識の特異性を検証するために不可欠です。これらの制御で検出可能な信号があれば、ブロッキングや洗浄ステップの調整が必要であることを示します。

最適化されたイメージング条件下で、3D-STORMシステムは横方向20〜30 nm、軸方向50〜60 nmの典型的な定位精度を達成し、元の3D-STORM文献25と一致しました。ドリフト補正は、組み込みの冗長交相関(RCC)アルゴリズムを用いて後処理中に実施され、外生的フィデューシャルマーカー23の必要性を排除しました。相割り当てでは、確立された成熟速度学に基づき、ACPが鉱化30分、HAPが6時間後に割り当てられました。これら二つの相を時間的に区別する能力とナノスケールの局在化により、研究者は線管内鉱物変質の動態を研究することが可能になります。

まとめると、代表的な結果は、このプロトコルが組換えコラーゲンモデルにおいて線維内鉱化と線維外鉱化を定量的な共局在指標と適切な負の対照を用いてナノスケールで区別できることを示しています。この方法は、バイオミネラル化機構、バイオミメティック材料、骨組織工学を研究する研究者にとって特に価値があります。

補足表1は 、鉱化およびSTORMイメージング手順中によく遭遇する問題と、その可能な原因および推奨される解決策をまとめています。 このファイルをダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

figure-results-1
図1:鉱化コラーゲン線維の多色3D-STORM再構築。 コラーゲン(赤色、遠赤色蛍光染料)とコンドロイチン硫酸塩(GAG、青色、赤色蛍光染料)を同時にイメージングします。コラーゲンとGAGの共局在は、融合したチャネルではマゼンタ色として現れ、3つすべてが重なる領域は白色に見えます。非晶質のリン酸カルシウム(ACP、緑色、カルシウム指示色素)も示されています。ACPはコラーゲン線維の境界内で観察されており、線維内局在を示しています。スケールバー:1μm。 この図の拡大版はこちらをクリックしてください。

figure-results-2
図2:線維内ヒドロキシアパタイト(HAP)鉱化の3D-STORMイメージング。 (A) コラーゲン(赤色、遠赤色蛍光染料)、HAP(緑色、カルシウム指示染料)、および統合チャネルの2D STORM画像。(B) 3次元体積再構成。(C) 60 nm間隔(Z = −120, −60, 0, +60, +120 nm)でのZ軸スライス解析。中心スライスにおける持続的なHAP信号(Z=0から±120nm)は線維内鉱化の分類基準(強度≥最大値の50%)を満たします。この図から定量的な共局在化は、ピアソンのr=0.89±0.04、マンダーの重なり=0.91±0.03です。スケールバー:0.1 μm。 この図の拡大版はこちらをクリックしてください。

figure-results-3
図3:自己組織化コラーゲン線維の透過式電子顕微鏡(TEM)検証。 コラーゲン線維は1%のリン酸(pH 7.0)で染色されました。診断用67 nmのD周期クロスバンディングパターンは、線維形成と構造の完全性を成功裏に確認しています。スケールバー:200nm。この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

figure-results-4
図4:代表的な陰性結果:線維外鉱化。 コラーゲン(赤色、遠赤色蛍光色素)とHAP(緑色、カルシウム指標色素)です。HAPはガラス基質のコラーゲン線維の外側にのみ沈着し、線維内侵入はありません。この最適でない結果は、可能な結果の範囲を示すために陰性コントロールとして含まれています。スケールバー:0.1 μm。 この図の拡大版はこちらをクリックしてください。

figure-results-5
図5: 予備スクリーニングに用いられた代表的な共焦点画像。 (A) コラーゲン(赤色・遠赤色蛍光染料)チャネルは明確な線維ネットワークを示します。(B) HAP(緑色、カルシウム指示色素)チャネルは鉱物関連を示します。(C) 統合画像はコラーゲンとHAPの共局在を示しています。スケールバー=2μm。 この図の拡大版はこちらをクリックしてください。

figure-results-6
図6:対照実験。 (A) 一次抗体なし対照:二次抗体のみを適用;特定の信号はありません。(b) 染色されていない対照群:蛍光色素や抗体を適用しなかった;蛍光信号はなく(完全に真っ黒)。スケールバー=1μm。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

補足表1:トラブルシューティングガイド。 鉱化および3D-STORMの取得・解析中に遭遇する一般的な問題、その可能な原因および推奨される解決策。詳細なステップ番号はテキストを参照してください。このファイルをダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

Discussion

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

このプロトコルは、多色3D-STORMを用いたコラーゲン鉱化のナノスケール可視化のための包括的なワークフローを提供します。成功を確実にするためには、特に注意が必要な重要なステップがいくつかあります。

まず、サンプル準備は高品質なSTORMイメージングの基盤です。ガラス底皿のアミノシラン化は徹底的で、洗浄およびラベル付けの過程でコラーゲン線維の安定的な付着を確保する必要があります。残留APTESは非特異的結合や高背景結合を引き起こす可能性があり、不完全なシラン化は線維剥離を引き起こすことがあります。推奨される超音波処理ステップ(40kHzで10分)は、表面機能性を維持しつつ、結合していないシランを効果的に除去します。コラーゲン線維の架橋には、高特異性のためにEDC/NHSが推奨される21 番です。あるいは0.1%グルターアルデヒド(室温で30分間培養し、その後徹底的に洗浄)を使うこともできますが、特異性は低いです。特に、鉱化に進む前にTEMによる適切な線維形成を確認することを推奨します。 図3に示すように、特徴的な67 nm D周期バンディングパターンの存在は、自己組織化プロセスによって構造的に完全なネイティブのようなコラーゲン線維が生成されたことを裏付けています。この品質管理の段階により、形成不良または変性したコラーゲンスキャフォールドによる結果の誤解を防ぎます。

次に、鉱化媒質は正確なpH制御(7.4 ± 0.1)で準備し、すぐに使用する必要があります。非晶質リン酸カルシウム(ACP)前駆体はpHおよびイオン強度に非常に敏感です。小さな偏差が早期結晶化を引き起こすことがあります。したがって、鉱化培地は調製直後に使用しなければなりません。複数の時間点での比較が必要な研究では、保存溶液を使うのではなく、各実験ごとに新しい培地を準備してください。鉱化条件が適切に制御されていない場合(例:ポリアスパラギン酸不足やpHの不正確さ)、図4に示されるように線維外鉱化が優勢です。このネガティブコントロールでは、HAPはコラーゲン線維の外側のガラス基質にのみ沈着し、線維内侵入はありません。このような否定的な結果の含め方は、 図1および 図2 で観測された線維内シグナルが制御された線維内鉱化によるものであり、非特異的な沈殿や不完全な洗浄によるものではないことを検証するために不可欠です。さらに、過去の研究では、線維内鉱化と線維外鉱化を区別するには、局所的な化学環境の慎重な制御とポリアスパラギン酸27のような安定添加剤の存在が必要であることが強調されています。

第三に、免疫蛍光標識には慎重な最適化が必要です。提供される抗体濃度(1:100)は、記載されたコラーゲンおよびコンドロイチン硫酸系に良好に作用しますが、抗体やサンプルタイプによっては滴定が必要な場合があります。自己蛍光および非特異的結合を評価するために、必ず一次抗体なし対照を含めてください。二次抗体以降は、蛍光色体光漂白を防ぐために厳格な光保護が不可欠です。

第四に、STORMイメージングバッファーは新鮮に準備し、30分以内に使用しなければなりません。酸素を吸収するシステム(グルコース酸化酵素/カタラーゼ)は時間とともに活性を失い、シスアミンは光に敏感かつ酸素に敏感です。酵素ストックを事前にアリクォートし、-80°Cで保存することで、実験全体で一貫した性能を確保します。点滅密度はリアルタイムで監視され、405 nmレーザーの出力を変調して調整する必要があります。分子が少なすぎると獲得時間が長くなり、多すぎるとPSFの重なりや局在精度の低下が生じます。STORMイメージングパラメータの詳細な最適化については、確立されたテストサンプルプロトコル15を参照してください。

第五に、データ処理にはサンプル間で意味のある比較を行うための標準化されたパラメータが必要です。最小光子カウントの閾値(通常は500〜1000光子)は、低信頼度の局在化を除外します。サンプル信号が弱い場合は、適切に300光子に減らすことができますが、200光子未満にすることは推奨されません。フィデュシャルマーカーや交差相関アルゴリズムを用いたドリフト補正は、特に3D再構成において解像度維持に不可欠です。スペクトルアンミキシングはチャネル間のクロストークを除去するのに役立ち、正確な共局在化解析に不可欠です。一般的な問題のトラブルシューティングは補足表1に示されています。

このプロトコルにはいくつかの制限があります。生体模倣のin vitroモデルに最適化されています。在来の高度に鉱化された組織(例:成熟した骨)への適用は脱石化やより強力な抗原回収などの追加手順が必要となり、超微細構造に影響を与える可能性があります。特定の抗体に依存すると、特に高密度構造において標識密度の問題や立体障害を引き起こす可能性があります。この技術は機器を多く消費し、高性能なSTORM顕微鏡と適切なレーザーライン、EMCCDカメラの利用が必要です。さらに、サンプル準備からデータ解析までの合計時間(約53時間)が一部の用途でスループットを制限することがあります。

これらの制限があるにもかかわらず、このプロトコルは他の方法に比べて大きな利点を提供します。電子顕微鏡と比較して、免疫蛍光標識による分子特異性を提供し、複数の有機成分および無機成分を同時に可視化することを可能にします。共焦点顕微鏡と比べて、空間分解能が約10倍高く、線維内と線維外の鉱化パターンを区別できます。3D機能は、コラーゲンマトリックス内のミネラル分布を理解するために不可欠な体積情報を提供します。

この方法はバイオミネラリゼーション研究に広く応用可能です。潜在的な応用例としては、鉱物核生成における非コラーゲンタンパク質の役割の研究、骨再生のための生体模倣材料の評価、骨粗鬆症やう蝕などの疾患における病理的石灰化の調査、治療的介入がミネラル分布に与える影響の評価などがあります。適切な修正を加えれば、このプロトコルは組織や生体材料中の他の有機・無機界面の研究にも適応可能です。

Disclosures

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者たちは競合する金融的または非財務的利害関係を一切表明していない。著者らは、この原稿の準備において言語の磨き上げとフォーマット作成の支援のために大規模な言語モデルを使用しました。

Acknowledgements

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者らは浙江大学医学部コア施設からの技術支援に感謝し、コラーゲンサンプルを提供してくれた何慧慧氏と張思思氏に感謝します。また、邵長玉教授の技術的な指導にも感謝いたします。この研究は浙江省自然科学基金(LZ25H060002)、浙江大学実験技術プロジェクト(SYBJS202321)、浙江省教育局(Y202351321)、農農農業部動物ウイルス学重点研究所の公開研究プロジェクト(202201)の支援を受けました。すべての著者が原稿の最終版を審査し承認しています。

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ポリアスパラギン酸(p-Asp)シグマ・オルドリッチP9903非晶型リン酸カルシウムの安定化剤
塩化カルシウム(CaCl2)シグマ・オルドリッチC1016カルシウム源
リン酸ナトリウム二塩基(Na2HPO4)シグマ・オルドリッチS0876リン酸塩源
塩化ナトリウム(NaCl)シグマ・オルドリッチS9888イオン強度調整器
ポリアクリル酸(PAA)シグマ・オルドリッチ323667高濃度カルシウムの安定剤
トリスベースシグマ・オルドリッチT1503バッファ成分
アジ化ナトリウム(NaN3)シグマ・オルドリッチS2002抗菌剤
(3-アミノプロピル)トリエトキシシラン(APTES)シグマ・オルドリッチ440140ガラス表面官能化剤
絶対エタノールシグマ・オルドリッチ459836溶媒
タイプIコラーゲン溶液(50 & mu;0.1 M酢酸中のg/mL)コーニング354249自己組み立て足場
コンドロイチン硫酸塩(CS)シグマ・オルドリッチC9819非コラーゲン性タンパク質模倣
EDC(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド)シグマ・オルドリッチE7750架橋剤
NHS(N-ヒドロキシスクシニミド)シグマ・オルドリッチ130672架橋剤活性化剤
MES遊離酸シグマ・オルドリッチM5287架橋用バッファ
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)ギブコ10010023洗浄および希釈バッファー
牛血清アルブミン(BSA)シグマ・オルドリッチA3059ブロッキングエージェント
ウサギ抗コラーゲンI抗体アブカムAB34710コラーゲンに対する一次抗体
マウス抗コンドロイチン硫酸塩抗体シグマ・オルドリッチC8035CSに対する一次抗体
ヤギの抗ウサギIgGが遠赤色蛍光染料に接役した(Alexa Fluor 647)サーモフィッシャー・サイエンティフィックA-21244コラーゲンの二次抗体
ヤギ抗マウスIgMが赤色蛍光染料(Alexa Fluor 568)に共役サーモフィッシャー・サイエンティフィックA-11031CSに対する二次抗体
カルセイン(カルシウム指示染料)シグマ・オルドリッチC0875リン酸カルシウムラベル
トゥイーン-20シグマ・オルドリッチP1379洗浄バッファー用の洗剤
グリセロールシグマ・オルドリッチG5516イメージングバッファコンポーネント
グルコース酸化酵素(GOx)シグマ・オルドリッチG7141酸素スカベンジャー
カタラーゼシグマ・オルドリッチC1345酸素スカベンジャー
システィミン(MEA)シグマ・オルドリッチM6500蛍光色素の点滅のためのチオール
D-グルコースシグマ・オルドリッチG6152グルコース酸化酵素の基質
酢酸ナトリウムシグマ・オルドリッチS2889GOxストック用のバッファ
塩酸(HCl)シグマ・オルドリッチ320331pH調整
水酸化ナトリウム(NaOH)シグマ・オルドリッチ71690pH調整
リントングスチ酸シグマ・オルドリッチP4006TEM用のネガティブステイン
ガラス底培養皿(35mm、#1.5H)マットテックP35G-1.5-14-Cサンプル基質;厚さ 0.17 mm
超音波クリーナー(40kHz)ブランソンB200清掃装置
湿度チャンバーサーモフィッシャー・サイエンティフィック11-432-10コラーゲン自己組織化のために
透過式電子顕微鏡日立HT7800TEMイメージング
Formvar/カーボンコーティングTEMグリッド(200メッシュ)シグマ・オルドリッチFCF200-CuTEMサンプルサポート
水平シェーカープラットフォームラボネットS2030-RC優しい洗い
共焦点レーザー走査顕微鏡ニコンA1予備試映
3D-STORM顕微鏡システム(405/488/647 nmレーザー、円筒形レンズ、EMCCD搭載)ニコンNストーム超分解能イメージング
100回以上;油浸水目標物(NA 1.49)ニコンMRD01991高解像度イメージング
pHメーターメトラー・トレドファイブゴーF2pH制御
STORM取得および解析ソフトウェアニコンNIS-エレメンツ(STORMモジュール)STORMのデータ取得と処理
.nd2ファイル形式(RAW顕微鏡画像ファイル)ニコン該当なしニコン顕微鏡によって生成されたRAW画像ファイル形式。
公開されている画像解析ソフトウェアオープンソース該当なし例:ImageJとThunderSTORMプラグインによる単一分子局在解析(共局在、ドリフト補正)
パラフィルムベミスPM996培養中のサンプル被覆
アルミホイルどの検査機関のサプライヤーも該当なし光の保護(例:サンプルの包装)のために
琥珀マイクロ遠心分離機チューブフィッシャー・サイエンティフィック05-669-21蛍光色素の光保護のために
カバースリップ(No.1.5)コーニング2855-18サンプルの取り付け

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