顕微鏡学：超多重振動撮像
Nature 544, 7651 doi: 10.1038/nature22051
細胞内の多くの異なる分子種を直接可視化する能力は、複雑な系や過程を解明するのにますます重要になっている。既存の方法を用いて、神経系における構造機能相関を探ったり、RNAをin situでプロファイリングしたり、腫瘍微小環境の不均一性を明らかにしたり、動的な巨大分子集合体を調べたりすることには成功しているが、生物学的条件下で多くの分子種を高い選択性と感度で撮像することはまだ困難である。例えば、蛍光顕微鏡法は、蛍光スペクトルがもともと幅広く（約1500 cm−1）特徴がないため、分解可能な色の数が2～5色（複雑な装置や解析法を用いた場合でも7～9色）に限られていることから、「カラーバリア」の問題に直面している。自発ラマン顕微鏡法は、共鳴の幅がはるかに狭い（ピーク幅が約10 cm−1）振動遷移をプローブするため、この問題はないが、信号が弱いので、生体撮像の多くに適用できない。表面増強ラマン散乱は、高い感度と多重度をもたらすが、生細胞内の特定の分子標的の定量的撮像に用いるのは容易でない。今回我々は、電子的な前期共鳴条件下で誘導ラマン散乱を用いて、生細胞内の標的分子を高い振動選択性と感度（1ミリ秒の時定数で250ナノモル以上）で撮像した。我々は、細胞がラマン信号を発しないラマンスペクトル窓において、各色素が単一ピークを示す三重結合共役系の近赤外色素群を合成した。入手可能な蛍光プローブと合わせると、この色素群で24の分解可能な色が得られるが、色数をさらに増やすことができる可能性がある。神経共培養と脳組織で行った原理証明実験で、生理学的・病理学的条件下でのDNAとタンパク質の代謝において細胞型依存的な不均一性が明らかになった。これは、この24色（超多重）光学撮像法によって複雑な生体系における複雑な相互作用を解明できる可能性があることを明確に示している。
