ラボの生産性向上に貢献する柔軟性と信頼性を備えたChameleon

課題

フォトニックイメージング施設（IMAG'IC）は、フランス・パリにある大規模なバイオ・メディカル研究センターであるInstitut Cochin（Inserm U1016, CNRS UMR 8104, Université Paris Cité UMR-S1016）の中にある施設です。IMAG'ICは、15種類の顕微鏡を備え、ほぼすべての光学顕微鏡に対応できる体制を整えています。この施設は、Institut Cochin内外の研究者が、最先端の機器を用いて最先端の研究を行うことができるオープンアクセス型の共同研究施設です。これには、細胞や組織など多様なサンプルを用いた生体外および生体内の研究が含まれます。多くの機器はバイオセーフティレベル2および3の実験室に設置されており、生きた細胞、ヒト由来組織または病原体に感染した組織サンプル、伝染病に感染した哺乳動物全体の研究とイメージングを可能にしています。

ボーエン・リーIMAG'ICのリサーチエンジニアであるThomas Guilbert博士は、「私たちは約15年前から、主にSHG実験に使用する波長可変（Chameleon Ultra II）ウルトラファーストレーザを含む多光子顕微鏡を所有しています」と説明します。「最近、イメージングソリューションの幅を広げるために、2台目の多光子顕微鏡を導入するための資金を得たのですが、そのために最適なレーザを選択する必要がありました。特に、短波長や長波長の蛍光プローブはもちろん、内因性蛍光や高調波発生（SHG、THG）イメージング、さらに蛍光寿命イメージング（FLIM）法などのラベルフリー技術など、最も幅広い非線形イメージング技術に対応できるレーザを求めていました。また、IMAG'ICでは、高度な顕微鏡法のスキルや経験のレベルが異なるユーザー（年間250人程度）が密集しているため、操作が簡単で信頼性の高いレーザを求めていました。」と述べています。

ソリューション

IMAG'ICチームは、新しい顕微鏡のためにいくつかのレーザを検討し、最終的にCoherent Chameleon Discoveryを選択しました。Thomas氏は、このレーザが彼らのニーズにとって理想的であったいくつかの要因があったと述べています。「660 nmから1,320 nmという広いスペクトル帯域は、あらゆる一般的なプローブや遺伝子組み換えタンパク質、またラベルフリー技術に必要な励起波長に完全に一致することを意味します」と指摘しています。「中核施設では、標識のない薄いスライドを使ったハーモニックイメージングから小型哺乳類の生体内顕微鏡まで、さまざまなタイプの実験に迅速に適応しなければなりません」。また、1,040 nmの2本目の同期ビームは、2波長同時励起や刺激ラマンが必要な実験に非常に有用であると述べています。

彼はさらに続けます。「共同研究の激しいプログラムをサポートするためには、非常に高い信頼性が必要です。Ultra IIでの長い経験から、Chameleonレーザがそれを実現することはわかっていましたし、私が博士課程で多く使用したMira 900でさえもそうでした。また、Discoveryに搭載されている幅広い事前補償も望んでいました。さらに、厚い組織でのイメージング深度を最大化し、アブレーションを行うためにも、短いパルス幅と高いピークパワーが必要でした」。彼は、何人かの研究者が、たとえば、合成モデル血管を作るために、コラーゲンゲルのサンプル内部をアブレーションするために、このレーザを使っていると説明しています。さらに、外部検出器と同期したパルスを持つレーザがあれば、FLIMイメージングやFRET-FLIMなどの技術や、同じスペクトルの発光を持つ2つの蛍光体を簡単に分離することができる、と付け加えています。

成果

Discoveryの優れた柔軟性と信頼性により、運用開始からわずか20か月間で6本以上の論文が発表され、今後もさらに多くの論文が発表される見込みだとThomas氏は述べています。論文の内容には、臓器発生の顕微鏡観察、さまざまな皮膚疾患とそのケア方法、クリア、エクスビボ、肺、腎臓、脳などの生きた組織の顕微鏡観察などがあります。特に新しい研究では、腫瘍のライブスライスにおける免疫細胞の移動を画像化することを目的としています。Thomas氏自身も研究のワークフローによく参加しており、たとえば、全身性硬化症、関節リウマチ、子宮内膜症などの慢性線維性炎症性疾患の病因と革新的な治療法を研究するYannick Allanore教授とFrédéric Batteux教授の線維症研究のワークフローに参加しています。SHGイメージングは、線維化に関与する主要な成分であるコラーゲンを選択的に画像化し、もちろんラベルを必要としないので、この種のトランスレーショナルリサーチに理想的な方法です。 

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