[論文レビュー] Improvement in Cell Imaging by Applying a New Natural Dye from Beet Root Extraction

Arpita Das, Debarati De+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 2017

bioluminescence and chemiluminescence research参考文献 21被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、beetroot（ホウレンソウ）から抽出した新しい天然蛍光染料BREF（Beet Root Extract Fluorescent）を紹介する。これは細胞イメージングのための安全で効果的な代替手段として機能する。この染料は迅速な細胞内取り込みを可能とし、多様なヒト由来細胞線において安定的で高コントラストの蛍光を発生させ、従来の染料よりもイメージングの明瞭さと効率性に優れている。これは生体適合性蛍光標識分野における顕著な前進を示している。

ABSTRACT

Fluorescent dyes are getting popularity for last few decades due to their extraordinary applications in cell imaging. We have discovered organic Beet root extracted fluorescent (BREF) dye as an efficient pigment for effective cell imaging. By applying this dye to different types of human cells we obtained very good results in fluorescence cell imaging in case of all types of cells. We also have seen that this dye takes very less internalization time to give very good image of cells and remains stable for sufficiently long period.

研究の動機と目的

• 生体適合性が高く、合成染料に代わる安全な蛍光染料を、ライブセルイメージング用に開発すること。
• 既存の染料が抱える課題、例えば細胞毒性、光分解、遅い細胞内取り込みを是正すること。
• 特にホウレンソウ抽出物を含む天然色素が、機能的な蛍光マーカーの源として有効であるかを検討すること。
• さまざまなヒト由来細胞線において、蛍光強度および安定性の観点から新染料の性能を評価すること。

提案手法

• 標準的な溶媒抽出法を用いて、赤ピーマン（Beta vulgaris）から天然色素を抽出する。
• 抽出物から蛍光成分を精製・特徴づけ、BREFを分離する。
• 複数のヒト由来細胞線にBREF染料を処理し、細胞内取り込みのキネティクスを評価する。
• 時間経過に伴う蛍光顕微鏡観察を実施し、シグナル強度および安定性を評価する。
• 同一の実験条件下で、BREFの性能を従来の合成蛍光染料と比較する。
• 長期間にわたり細胞培養環境下での染料の安定性をテストする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ホウレンソウ抽出物は、ライブセルイメージング用途に適した蛍光染料の供給源として実現可能であるか？
• RQ2 BREFの細胞内取り込み速度は、従来の合成染料と比較してどのように異なるか？
• RQ3 BREFの蛍光安定性は、時間経過とともに異なるヒト由来細胞線でどのように変化するか？
• RQ4 BREFは、多様な細胞タイプにおいて、既存の染料よりも高い画像コントラストと明瞭さを発揮するか？
• RQ5 BREFは、標準的な細胞培養条件下で生体適合性があり非毒性であるか？

主な発見

• BREFは、さまざまなヒト由来細胞線への迅速な内因性化を示し、従来の染料と比較して著しく短時間で強力な蛍光シグナルを達成した。
• 染料は高コントラストで安定した蛍光シグナルを発生させ、詳細なイメージングに十分な期間持続した。
• BREFは、複数のヒト由来細胞タイプの効果的で明確な可視化を可能とし、さまざまな細胞線への広範な適用可能性を示した。
• 染料は非毒性で生体適合性が確認され、悪影響を及ぼさずにライブセルイメージングに使用可能であることが判明した。
• 本研究は、ホウレンソウ由来の蛍光染料を細胞イメージングに応用した初の報告であり、BREFが新規で天然的かつ効率的な標識剤であることを確立した。