オートラジオグラフ

オートラジオグラフは、放射性物質の分布からの崩壊放出（例えば、ベータ粒子またはガンマ線）のパターンによって生成される、X線フィルムまたは原子核乳剤上の画像である。あるいは、シンチレーションガス検出器^[1]または希土類リン光イメージングシステム[ ² ] の最近の開発により、オートラジオグラフはデジタル画像（デジタルオートラジオグラフィー）としても利用可能である。フィルムまたは乳剤は、オートラジオグラフ（オートラジオグラムとも呼ばれる）を得るために、ラベル付けされた組織切片に押し当てられる。auto-という接頭辞は、放射性物質がサンプル内にあることを示し、外部源を使用してサンプルがマークされるヒストラジオグラフィーまたはマイクロラジオグラフィーの場合と区別される。一部のオートラジオグラフは、銀粒子の位置（細胞または細胞小器官の内部または外部など）を顕微鏡で調べることができ、このプロセスはマイクロオートラジオグラフィーと呼ばれる。例えば、マイクロオートラジオグラフィーは、アトラジンがホーンワート植物によって代謝されているのか、それとも植物を取り囲むバイオフィルム層の着生微生物によって代謝されているのかを調べるために使用されました。 ^[3]

生物学では、この技術は、代謝経路に導入された放射性物質、受容体^{[4] [5]}または酵素に結合した放射性物質、または核酸[ ⁶ ] にハイブリダイズした放射性物質の組織（または細胞）の局在を決定するために使用されることがあります。オートラジオグラフィーの用途は、生物医学から環境科学、産業まで多岐にわたります。

放射性標識リガンドを使用して受容体の組織分布を決定する方法は、リガンドが循環系に投与され（その後組織を除去して切片化する）、組織切片に適用される場合はそれぞれ、in vivo 受容体オートラジオグラフィーまたはin vitro 受容体オートラジオグラフィーと呼ばれます。 ^[7]受容体密度がわかれば、in vitroオートラジオグラフィーを使用して、放射性標識薬物の受容体に対する解剖学的分布と親和性を決定することもできます。in vitroオートラジオグラフィーでは、放射性リガンドは対象に投与されることなく、凍結組織切片に直接適用されます。したがって、生体内での分布、代謝、分解状況を完全に追跡することはできません。しかし、凍結切片内のターゲットは広く露出しており、放射性リガンドと直接接触できるため、in vitroオートラジオグラフィーは、薬物候補、 PETおよびSPECTリガンドをスクリーニングするための迅速かつ簡単な方法です。リガンドは一般に、³ H (トリチウム)、¹⁸ F (フッ素)、¹¹ C (炭素)、または¹²⁵ I (放射性ヨウ素) で標識されます。in vitroと比較すると、ex vivoオートラジオグラフィーは体内に放射性リガンドを投与した後に実行されるため、アーティファクトが減少し、内部環境に近くなります。

放射性標識された相補的オリゴヌクレオチドまたはリボ核酸 (「リボプローブ」) を使用した組織切片における RNA 転写物の分布は、in situ ハイブリダイゼーション組織化学と呼ばれます。DNA および RNA の放射性前駆体 (それぞれ [ ³ H]-チミジンおよび [ ³ H]-ウリジン)を生きた細胞に導入して、細胞周期のいくつかの段階のタイミングを決定することができます。RNA または DNA ウイルス配列もこの方法で見つけることができます。これらのプローブは通常、³² P、³³ P、または^{35 S で標識されます。行動内分泌学の分野では、オートラジオグラフィーを使用してホルモンの取り込みを決定し、受容体の位置を示すことができます。動物に放射性標識ホルモンを注射するか、または}in vitro で研究を行うことができます。

体外で増殖するマウス細胞におけるDNA複製速度は、オートラジオグラフィーにより毎秒33ヌクレオチドと測定された。^[8]ファージ感染大腸菌におけるファージT4 DNA伸長 速度も、37℃（99℉）での指数関数的DNA増加期間中に毎秒749ヌクレオチドとオートラジオグラフィーにより測定された。^[9]

リン酸化とは、タンパク質の特定のアミノ酸にリン酸基が翻訳後に付加されることを意味し、このような修飾は細胞内のタンパク質の安定性や機能に劇的な変化をもたらす可能性があります。タンパク質のリン酸化は、適切なキナーゼとγ-32P-ATPとともにタンパク質をin vitroでインキュベートした後、オートラジオグラフで検出できます。後者の放射性標識リン酸はタンパク質に組み込まれ、 SDS-PAGEで単離され、ゲルのオートラジオグラフで可視化されます。（ CREB結合タンパク質がHIPK2によってリン酸化されることを示す最近の研究の図3を参照。^[10]）

植物生理学では、オートラジオグラフィーは葉組織における糖の蓄積を測定するために用いられる。^[11]オートラジオグラフィーに関連する糖の蓄積は、植物で使用される師管負荷戦略を説明することができる。 ^[12]例えば、糖が葉の小葉脈に蓄積する場合、その葉にはプラズモデスマタル接続がほとんどないことが予想され、これはアポプラスト運動、または活発な師管負荷戦略を示唆している。スクロース、フルクトース、マンニトールなどの糖は、[ 14-C ]で放射性標識され、その後、単純拡散によって葉組織に吸収される。^{[13]次に、葉組織をオートラジオグラフィーフィルム（またはエマルジョン）に露光して画像を作成する。糖の蓄積が葉脈に集中している場合（アポプラスト運動）、画像は明確な葉脈パターンを示し、糖の蓄積が葉全体で均一である場合（}シンプラスト運動） 、画像は静的なパターンを示す。

このオートラジオグラフィーのアプローチは、同時計数法、ガンマカウンタ、その他のデバイスを慎重に使用して放射線源の正確な 3 次元位置を特定する PETやSPECTなどの技術とは対照的です。

クリプトン85は航空機部品の小さな欠陥を検査するために使用されます。クリプトン85は小さな亀裂に浸透し、オートラジオグラフィーによってその存在が検出されます。この方法は「クリプトンガス浸透イメージング」と呼ばれます。このガスは、染料浸透検査や蛍光浸透検査で使用される液体よりも小さな開口部に浸透します。^[14]

1946 年のクロスロード作戦中にビキニ環礁で行われたベイカー核実験後の放射能汚染除去作業は、米海軍が想定していたよりもはるかに困難だった。作業の無益さが明らかになり、除去作業員への危険が高まったにもかかわらず、放射線安全担当のスタッフォード・ウォーレン大佐は、ウィリアム・H・P・ブランディ海軍中将を説得して、除去作業と生き残った標的船を放棄させるのに苦労した。8 月 10 日、ウォーレンはブランディに、ラグーンのクロハギが一晩写真乾板に置いたまま撮影したオートラジオグラフを見せた。フィルムは魚の鱗から発生したアルファ線によって感光し、カルシウムを模倣したプルトニウムが魚全体に行き渡っていた証拠となった。ブランディは直ちに、それ以上の汚染除去作業をすべて中止するよう命じた。ウォーレンは故郷に「魚の自己 X 線写真が役に立った」と書いた。^[15]

唯一の発明者である Askins, Barbara S.による最初の出版物(1976 年 11 月 1 日)。「オートラジオグラフィーによる写真画像の増強」。応用光学。15 (11): 2860–2865。Bibcode:1976ApOpt..15.2860A。doi:10.1364/ao.15.002860。

• ロジャース、アンドリュー W (1979)。オートラジオグラフィーのテクニック(第 3 版)。ニューヨーク: エルゼビア ノース ホランド。ISBN 978-0-444-80063-3。
• 「特許 US4101780 チオ尿素または誘導体などの放射性硫黄化合物による銀の処理」。Google Patents。2014 年 6 月 26 日閲覧。