特集2
発光イメージングの突破力
細胞内シグナル解析／遺伝子発現解析／癌イメージング
企画／落谷孝広（国立がんセンター研究所）

・＜概論＞オミクス研究や癌研究に役立つ新手法
　　落谷孝広

生体内で起きているさまざまな反応を補足し，リアルタイムにデジタル化する発光イメージングは新たな展開を迎えようとしている．従来の発光in vivoイメージングという技術は，ルシフェラーゼという遺伝子を組み込んだ細胞を生体内に移植し，その細胞そのものの生体内での動態，薬物や核酸医薬に対する反応性を評価したり，またルシフェラーゼの遺伝子をレポーターとして薬物や環境変化に応答した転写因子などの発現制御を動物個体レベルで観察する道具として使われ，多くの成果を残してきた．

・スプリットルシフェラーゼを用いた細胞内シグナル解析法
　　小澤岳昌

発光基質を触媒するルシフェラーゼは，遺伝子機能を探るレポーターとして生命科学研究の分野で広く用いられている．しかし，ルシフェラーゼを利用した細胞内シグナルの検出は未だ容易ではない．われわれは「ルシフェラーゼ再構成系」という，切断したルシフェラーゼのフラグメントから発光能を回復させる技術を開発し，新たなレポータータンパク質の概念を確立した．このレポーターの特徴は，遺伝子発現を伴わずに，二分したルシフェラーゼ間の反応により生じる発光のon/offを検出できる点にある．本稿では，マウス個体内でのタンパク質核内移行検出法と，タンパク質間相互作用検出法を紹介する．

・遺伝子発現リアルタイム解析への発光イメージングの応用
　　中島芳浩，近江谷克裕

多色の甲虫ルシフェラーゼにより細胞内の複数の遺伝子発現を同時に測定・評価することが可能になった．また，ルシフェラーゼアッセイは遺伝子発現を細胞波砕し測定する手法から，生きた細胞のままでリアルタイムに遺伝子発現を測定する技術へと拡がりつつある．本解説では，２つのタイプのルシフェラーゼによる遺伝子発現リアルタイム解析について報告する．

・『低酸素癌細胞』を標的とした癌のイメージング・ターゲティング
　　近藤科江，原田　浩，平岡真寛

生体イメージングは，同一個体での癌の進行や治療効果を経時的に観察することを可能にし，治療のうえでのポイントとなる時期の決定を容易にしてくれる．経済性に優れ，動物にも優しい手法である．癌研究では，癌細胞を可視化し，位置や大きさといった物理的情報を得ることが多いが，さまざまな遺伝子発現プロモーターを用いることにより，質的情報も得ることができる．われわれは，癌の悪性度の指標とされる腫瘍内低酸素癌細胞を化学発光で可視化する系を構築し，癌の早期発見・早期治療のために開発中のイメージング・ターゲティング材料の標的特異性評価に用いている．