医学のあゆみ295巻7号 電子顕微鏡が照らす医学研究の最前線

はじめに

電子顕微鏡は1931年にKnollとRuskaによって開発され，走査型電子顕微鏡（scanningelectron microscope：SEM），超薄切片作製法や染色法などのさまざまな関連技術の進歩に伴い，20世紀中頃以降，生命科学研究に大きな革命をもたらした．生命現象の本質の理解には，その基盤となる構造を理解することが不可欠であり，電子顕微鏡は光学顕微鏡の限界をはるかに超える分解能を実現することで，シナプスをはじめとした細胞間相互作用を担う構造や細胞内小器官の実体の解明などを通して，生命現象に対する理解を劇的に深化させた．

近年もその技術革新はめざましいものがあるが，そのなかでも細胞や組織，さらには個体全体を対象に，広範囲の微細構造を三次元的に捉える技術が発展し，“ボリューム電子顕微鏡（volume electron microscopy：vEM）”として注目を集めている．この技術は，『Nature』誌が選ぶ2023年の注目すべき7つの技術（7 technologies to watch）^1）にも取り上げられたが，対象から得られた連続電子顕微鏡画像をもとに，コンピュータ上で任意の微細構造を三次元再構築する手法である．個々の神経細胞のすべてのシナプス接続を高解像度，広範囲でマッピングすることで，脳の動作原理の解明を目指すコネクトミクスをはじめとして，極めて困難であった広範囲からの多様な三次元構造の情報取得が可能となり，従来の観察では断片的にしか捉えられなかった構造同士の相互作用や立体的な関係性などを可視化できるようになり，医学分野における生理機能の解明や疾患の病態生理の理解の向上につながることが期待されている．

本特集では，さまざまな分野における最先端の医学研究を取り上げ，その成果を第一線で活躍している専門家の方々にわかりやすく解説していただくなかで，こうした注目すべき電子顕微鏡技術が医学研究の進展に果たした貢献について紹介する．本特集が，まもなく開発から100年を迎える電子顕微鏡技術によって拓かれる医学研究の新たな展開について知っていただく機会になれば，幸いである．

大野伸彦
自治医科大学医学部解剖学講座組織学部門，生理学研究所超微形態研究部門

文献

1） Eisenstein M. Nature 2023;613:794－7.