緑と赤の線が整然と並ぶネットワークが、心臓の鼓動の背後にある微視的構造を明らかにします。日本のKentaro Mochizuki博士が撮影した、ラットの心筋細胞内のサルコメア構造を捉えたこの画像がAPAC地域の受賞作品に選ばれたのは、Evidentの第6回イメージ・オブ・ザ・イヤー・コンテストです。

共焦点レーザー顕微鏡と63倍油浸対物レンズを用いてKentaro博士は 心臓の直線的でリズミカルな微細構造を鮮明に映し出しました。彼は、受賞作品の功績を称えられ、Evident CX23正立顕微鏡。を贈呈されます。

心臓に隠された見えない構造を照らし出す

京都府立医科大学病理学教室の研究員であるKentaroは、日々、生物や病気の研究に励んでいる。共焦点顕微鏡を用いて、一回一回の心拍を可能にする心筋内の規則正しいパターンをはじめ、肉眼では見えない構造を明らかにしています。

その画像はどのように作成したのですか？

灌流させたラットの心臓をパラホルムアルデヒド（PFA）で化学的に固定し、数ミリメートル四方の組織ブロックに切断した後、蛍光色素で染色しました。Z線（緑）とM線（赤）は、それぞれα-アクチニンおよびタイチンに対する免疫蛍光染色によって標識し、細胞膜領域（青）は小麦胚芽凝集素（WGA）を用いて標識しました。

イメージングには、染色した組織切片をマウンティングメディアとともにスライドガラスに載せ、共焦点レーザー顕微鏡を使用しました。この画像は、63倍油浸対物レンズ（NA 1.4）を使用して撮影されたもので、心外膜側から見た心外膜下心筋の平面領域（88 µm × 88 µm）を示しています。

この画像を作成する際に何か困難に直面しましたか？

染色および画像化の過程で、いくつかの技術的な課題に直面しました。心筋の微細構造をできる限り自然な状態で保持するため、薄切切片は作製せず、組織をそのままの状態で染色・撮像しました。染色工程では、抗体が組織の深部まで到達するよう膜透過処理に重点を置くとともに、抗体濃度と反応時間の最適化にも取り組みました。

共焦点顕微鏡の光学切片効果を利用しながら、曲面状の心臓表面にある最外層の心筋細胞が撮像面内に収まるよう、試料の位置決めと焦点調整を細心の注意を払って行いました。

イメージ・オブ・ザ・イヤー・コンテストの応募作品として、この画像を選んだのはなぜですか？

私は、心筋のサルコメア構造の美しさと神秘性をできるだけ多くの人々と共有したいと思いました。「生物の微細構造」と聞くと、曲線的で不規則な構造をイメージされるかもしれませんが、実は体内には直線的で秩序ある周期的な構造も存在することに気づいていただければと思います。この機会が、研究の世界への関心を少しでも高めるきっかけになれば、大変嬉しく思います。

この画像からインスピレーションを得たメッセージはありますか？

心筋サルコメアが示す精緻な周期性に深く感銘を受ける一方で、この秩序立った構造の中に何らかの不均一性が潜んでいるのではないかと探究したいとも感じました。近年、生物学的な現象や構造にさまざまな不均一性が見いだされ、その意義や重要性に関する研究が進められていますが、心臓も例外ではありません。

例えば、心臓収縮時にこの周期的な構造が組織全体で時空間的なバランスを保って膨張・収縮する仕組みを解明し、心不全などの複雑な病態の理解に寄与したいと考えています。

顕微鏡を使ってアート作品を制作しようと思ったのはいつですか？

蛍光顕微鏡で細胞内部の微細構造（ミトコンドリアや脂質滴と思われるもの）を初めて見たときが、そのきっかけだったと思います。芸術作品を制作するというよりは、顕微鏡をのぞくと、すでに完成された芸術作品が目の前に広がっているように感じました。そこで、研究の範囲内でその美しさを記録に収め、じっくりと味わいました。

顕微鏡でアートを始めてどれくらい経ちますか？

もう3年くらい経ちました。免疫染色や顕微鏡観察を研究のために行う機会が増えるにつれて、スクリーニング、つまり研究対象の微細構造を明確に可視化するために、どの抗体をどのような条件下で使用するかを決定すること（実質的には陽性対照を得ること）についても、より綿密に行うようになりました。

選別過程において、私は各細胞や組織の細部まで鮮明に捉えるために、最適な角度と視点を探し求めました。満足のいく写真が撮れた時は、それをじっくり眺めたり、隣に座っている同僚に見せて感想を聞いたりしていました。今振り返ると、細胞や組織にさまざまなポーズを取ってもらいながら撮影していたように感じます。

この魅力はどこから来ていると思いますか？

私は昔から自然や生き物が大好きで、見た目よりも、それらがどのように構造化され、機能しているのかに強い興味を持っています。この情熱は、私が現在行っている研究にも反映されており、そこでは生物や病気の隠された世界を解き明かそうとしています。顕微鏡を通して見る細胞や組織の世界は、ダイナミックな混沌と静寂、構造的な粗さと繊細さが魅力的に融合した世界であり、私を魅了し続け、研究と芸術の両方に対する私の情熱を掻き立て続けています。

お仕事は何をされていますか？

私は京都府立医科大学（KPUM／ケーピー・ユー・エム）病理学教室の研究者です。私のバックグラウンドは工学で、医用生体工学の分野において、顕微鏡を含む光学技術を用いて、生物学・医学上の課題解決に日々取り組んでいます。

あなたのイメージングの専門的な仕事は、ご自身の芸術活動と重なり合う部分がありますか？

私は日々の研究活動において、細胞や組織が自然に生み出す芸術と向き合っています。同僚と顕微鏡画像を共有するだけでなく、最近では、論文には掲載されていないものの学術的価値や芸術的価値を持つ顕微鏡画像をXやInstagram（インスタグラム）で「PositiveControlSharing」シリーズの一環として、他の研究者と情報を共有し、社会に貢献することを目的に発信しています。

Evident社の顕微鏡について、どのようなご経験をお持ちですか？

私がこの研究室に配属されてから約16年間、ずっとEvident（エビデント）社の顕微鏡を使用しています。 倒立型IX™シリーズ（Inverted IX™ Series）や 正立型BX™シリーズ（Upright BX™ Series）の歴代モデルに加え、最近では研究目的で MVX10マクロズーム顕微鏡システム（MVX10 Macro Zoom Microscope System） を頻繁に使用しています。また、当研究室に10年以上設置されているFV1000共焦点レーザー走査型顕微鏡も、引き続き使用しており、細心の注意を払ってメンテナンスを行っています。

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