染色 (生物?)

染色（せんしょく）とは、特定の生物組織、細胞、オルガネラなどに、特殊な色素を用いて色を付ける??技術のこと。特に、 ?微鏡での?察をより容易にするため、?察に先立って染色が行われることが多い。例えば、組織中の一つの細胞を?微鏡で?察する場合、そのままでも形態の違いだけから結合組織中の細胞や、細胞中の細胞核を見分けることは可能であるが、あらかじめ細胞質や核を染色すればそれぞれの?察が容易になる。

染色の原理には、?察する標本に含まれている特?的な生? 分子（タンパク質、核酸、脂質、炭化水素など）に?して、特定の色素が?く結合する性質を利用したものや、特定の酵素と反?して?色する基質を用いたものなどがある。用いる色素が ?光色素（主に生物由?物や ?光染料）の場合、特に ?光染色 と呼ばれる。?察しようとする?象と目的に?じて、さまざまな色素を用いた 染色法 が考案され、利用されている。

染色は生物?や??のさまざまな分野で幅?く利用されている。組織? や病理? の分野では、特定の疾患に伴って起きる、組織や細胞の形態的な?化の?察や、疾患の指標となる酵素やタンパク質の?現を確認するときなどに染色が用いられ、病?の診?などにも?用されている。微生物? の分野では、グラム染色などの染色法が、細菌の同定や形態?察に用いられている。一般的には微視的?察に用いられることが多いが、分類? や ?生? の分野では、透明骨格標本の染色など、巨視的?察に用いられることもある。また生化? の分野では、生?から分離したタンパク質や核酸を電?泳動で分析するとき、これらの高分子を可視化するためにも利用されている。

in vitro 染色 [ 編集 ]

in vitro 染色は生きていない細胞や組織に色を付ける。 in vitro とは直?すると「ガラスの中」を意味し、 in vivo （生??）と比較される。??の染色よりも詳細を明らかにする?、複?の染色法を組み合わせて使うことがある。固定と標本準備の?特な手順と組み合わされて、これら基本的な技術は、一貫した再現性のある?査ツ?ルとして利用できる。 ?比染色 は見える細胞や主要な染色法で染まっていない細胞へ加えられる。例えばクリスタルバイオレット染色はグラム陽性菌のみを染めるグラム染色である。サフラニン?比染色はグラム陰性菌を同?に識別するために、全ての細胞を染めるために使われる。

標本 [ 編集 ]

準備の段階は解析方法の?式に左右され、のちの過程の殆どにそれが要求される。

透過?理 は細胞の弱い界面活性? による?理をしばしば含む。この界面活性??理は細胞膜を溶解し細胞?へ大きな色素分子を入れる事を可能にする。

固定は細胞や組織の形を可能な限り保存するための?段階からなる。殆どの固定液（化?的な固定）はタンパク質と他の基質の間の化?結合を生成してそれらの硬さを?す。通常の固定液にはホルムアルデヒド、エタノ?ル、メタノ?ル、そしてまたはピクリン酸を含む。組織の欠片は力?的な?さと安定さを?して薄く切り刻むのを容易にするためにパラフィンへ埋め?まれる。

マウンティング では通常は?察と解析のためにスライドガラスへサンプルを貼り付け。いくつかの場合では、細胞を直接スライドガラスの上で?挫して伸展させる。互いに結合せず遊離した細胞（血液塗抹や婦人科擦過細胞塗抹の場合）では、??は直接スライドの上に置かれる。小さな個?や組織はそのままマウントすることがしばしばあり、これはホ?ルマウント ( whole mount ) という。より大きな組織片では、薄い切片をミクロト?ムを用いて作る。これらの組織片はこうして切片にすることによってマウンティングと?査が可能となる。

代表的な染色法 [ 編集 ]

その最も?純なものは、スライドガラス上に固定した標本を染色液（色素の溶液）に浸し、過?な染色液を洗い流した後で?察する。いくつかの染色法では、染色した色素を不溶化するため、洗?する前に媒染? を使用する必要がある。

グラム染色 [ 編集 ]

グラム染色 （Gram staining）は細菌がグラム陽性か陰性かを決定するために使用される。クリスタルバイオレットやゲンチアナバイオレットで染色し、ヨウ素溶液で媒染した後、アルコ?ルで?色し、その後フクシンまたはサフラニンで?比染色を行う。

グラム陽性菌は暗い?や?紫に染まり、グラム陰性菌は?比染色によって赤やピンクに染まる。この分類は細菌の細胞壁の構成に基づいている。グラム陽性菌の細胞壁が?純で厚いペプチドグリカン層から形成されているのに?し、グラム陰性菌の細胞壁はペプチドグリカン層は薄く、リポ多糖などの脂質を多く含んだ外膜で覆われている。このためグラム陰性菌の細胞壁はアルコ?ルによって破?されやすく、最初に染色したクリスタルバイオレット-ヨウ素複合?が容易に溶出して?色される。

チ?ル?ネ?ルゼン染色 [ 編集 ]

チ?ル?ネ?ルゼン染色 （ Ziehl-Neelsen stain 、誤って英語風に「チ?ル? ニ?ルセン 染色」と?まれることがある。チ?ル?師もネ?ルゼン?師もドイツ人である。）は、グラム染色のような、標準的な?査室の染色手法では染まらない、結核菌、非結核性抗酸菌などの染色に用いられる。

菌?を赤いカルボ?ルフクシンで、背景をメチレンブル? やマラカイトグリ?ンなどで染める。

ヘマトキシリン?エオシン染色 [ 編集 ]

ヘマトキシリン?エオシン染色 （HE染色、H&E染色）は組織? で組織薄片をみるのによく使われている。 ヘマトキシリン は?紫色の色素であり、これに染まる組織をヘマトキシリン好性あるいは好?基性という。具?的には細胞核、骨組織、軟骨組織の一部、漿液成分などである。 エオシン は赤～ピンクの色素であり、これに染まる組織をエオジン好性あるいは好酸性という。具?的には細胞質、軟部組織の結合組織、赤血球、線維素、?分泌顆粒などである。特に赤血球はエオシンを?く吸?して、明るい赤に染まる。?藍色に染まることもある。

エオシンはエオジンとも。

マッソン?トリクロ?ム [ 編集 ]

マッソン?トリクロ?ム （Masson's trichrome）は3色染めの手順である。そのレシピはマッソンの最初の異なった特有の利用法から?展したものだが、全てが周?の結合組織から細胞を見分けるのに適している。殆どのレシピは、扁平上皮細胞のケラチン、筋細胞の筋原?維、線維素を赤くし、コラ?ゲン基質と骨基質を?や ? に染め、大抵の細胞の細胞質を明るい赤に、細胞核を ? く染める。

ロマノフスキ?染色 [ 編集 ]

ロマノフスキ?染色 （Romanowsky stains）は還元したエオシンとメチレンブル?（時にその酸化物であるアズ?ルA とアズ?ルB を含む）の組み合わせを全て基本とする。この仲間にはライト染色（Wright's stain）、ジェンナ?染色（Jenner's stain）、リ?シュマン染色（Leishman stain）、ギムザ染色（Giemsa stain）、メイ?ギムザ染色（May-Giemsa stain）がある。

全て骨? 生? や骨?穿刺液?末梢血液塗沫の??を診るのに使われる。異なった種類の白血球を容易に?別できるためこれらのやり方はH&E染色よりも好まれる。また、これら全てはマラリアの?な血液の寄生? を?出するにも向いている。

銀染色 [ 編集 ]

「銀染色」を?照

銀染色 （ぎんせんしょく）は組織切片またはポリアクリルアミドゲル電?泳動等により分離した蛋白質や核酸を銀で染める方法である。銀イオンを蛋白またはDNAに結合させ、ホルマザンで還元して金?銀にする。銀鏡反? の?用である。この方法は細胞?外に存在する好銀性タンパク質（例えばタイプIII コラ?ゲン。低分化な ?性腫瘍が上皮性のものであるか否かの鑑別に役立つ）や DNA を見るためには特に重要である。また、 ?度勾配ゲル電?泳動にも銀染色が使われる。鍍銀染色（とぎんせんしょく）とも呼ばれる。

パス染色（ PAS染色）（PAS反?） [ 編集 ]

過ヨウ素酸シッフ反?とも呼ばれる。主に糖原を染める染色であり、細胞質?糖原顆粒、アポクリン腺などからの分泌物、細菌や寄生? などの生??異生物、ケラトヒアリン顆粒などがPAS反?陽性とされる。また、膠原線維、血管?皮などはPAS反?弱陽性である。病理組織? 的には細胞?異生物の?出、グリコ?ゲン?性の?明、血管?皮の?出などに用いられる。

コンゴ?レッド染色（Congo-red染色） [ 編集 ]

コンゴ?レッド染色は、アミロイド等を染色する。

ズダンIII染色 [ 編集 ]

組織?の脂肪成分を染め出す染色。中性脂肪を橙?色に染色する。ホルマリン?パラフィンブロックから組織を作成する場合、その過程で脂肪成分は遊出してしまう。そのため、ズダンIII染色は凍結切片を用いなければならない。

パパニコロ?染色 [ 編集 ]

パパニコロ?染色は、喀痰、尿などを採取し、?性腫瘍細胞や感染症などを同定する方法で、核はヘマトキシリン、細胞質はオレンジG、ライトグリ?ン、エオジン、類脂質はビスマルクブラウンで染める。細胞診で多く用いられている。

ギムザ染色 [ 編集 ]

「ギムザ染色」を?照

ゴルジ染色 [ 編集 ]

「ゴルジ染色」を?照

免疫染色 [ 編集 ]

「免疫染色」を?照

導電染色 [ 編集 ]

電子?微鏡で?察を行う際に重要な、導電特性の付?を狙った?理。

「四酸化オスミウム#その他の?用」も?照

in vivo 染色 [ 編集 ]

in vivo 染色は生きた組織を染色する過程で、 in vivo は「生??」を意味する（ in vitro 染色との比較）。細胞や構造の色を?比させることでそれらの形態や細胞または組織?での位置を容易に見て?究する事ができる。通常の目的は他の方法では明らかにならなかった細胞?的詳細を明らかにすることであるが、染色は特定の化?物質や特異的な化?反?が細胞や組織の中で起こっているのを明らかにしうる。

しばしばそれらの染色は 生?染色 と呼ばれ、細胞が生きている?に色素が生??へ取り?まれる。しかしこれらの色素は多くの生物にとっては、やはり毒であるので、望む?果を出すには色素を非常に薄めて、1:5,000~1:500,000の範?で使用しなければならない (Howey, 2000) 。 in vivo 用の多くの染色法が、色素の使用濃度を?えれば生きている細胞と死んだ細胞のどちらにも使える。

代表的な染色用色素 [ 編集 ]

染色に用いられる色素（染色?、染色?）にはさまざまなものが知られている。これらは、それぞれ細胞や組織の異なった部分に反??集中し、それらの性質の違いは特定の部位を明らかにする事に役立つ。よく知られている染色?を下へ示した。特に?わりがない場合、その色素はすべて固定された細胞と組織に使用され、生?色素である（生きている生物へ使うのに適している）ことは記述した。

ビスマルクブラウン [ 編集 ]

ビスマルクブラウン （Bismarck brown、 Bismarck brown Y または Manchester brown とも）は酸性ムチンを?色くする。生きた細胞に使用できる。

カ?ミン [ 編集 ]

カ?ミン (Carmine) はグリコ?ゲンを?く赤に染める染料である一方で、アルミニウムを媒染?として使用すると核を染める。

クマシ?ブル? [ 編集 ]

クマシ?ブル? （Coomassie blue、またはCoomassie brilliant blue, CBB）はタンパク質を非特異的に?い?に染める。R-250とG-250の二種類がよく用いられる。R-250は各種の電?泳動後、タンパク質の位置を?出するのに用いられる。簡便なタンパク質染色法であるため多用されるが、感度は銀染色よりも大幅に劣る。G-250はタンパク質と結合すると色が赤から?に?化するため、差スペクトルからタンパク質を定量することにも用いられる（ Bradford法）。

クリスタルバイオレット [ 編集 ]

クリスタルバイオレット は適切な媒染?と組み合わせると細胞壁を紫にする。グラム染色に不可欠な色素である。

DAPI [ 編集 ]

DAPI は?光性のDNAと結合する核染色で、紫外線に?起されて?い?の?光を出す。DAPIは通常の透過?微鏡では見る事が出?ない。生きた細胞と固定された細胞で使用できる。

エオシン [ 編集 ]

エオシン （eosin）はヘマトキシンの?比染色に最もよく用いられ、細胞質、細胞膜、一部の細胞外構造をピンクや赤に染める。これは赤血球には?い赤色を?える。エオシンはグラム染色の?比染色や他の多くの手順にも使う事ができる。二つの非常に近?な化合物がエオシンと呼ばれている。よく使われているのは エオシンY （eosin yellowish, eosin Y ws）で、非常に薄く?色がかった種類である。もうひとつのエオシンが エオシンB （eosin bluishまたはimperial red）で、非常に幽かに?みがかった種類である。二つの染料には互換性があり、どちらを使うかは好みと?統の問題である。

臭化エチジウム [ 編集 ]

臭化エチジウム (ethidium bromide) はDNAに ?入されて、赤橙色の?光を放つ。しかしこれは健康な細胞を染めることはできず、膜の透過性の高い、アポト?シスの最終段階にある細胞を?出するのに使われる。結果的に、臭化エチジウムは細胞群の中のアポト?シスとゲル電?泳動でのDNAの位置を示すマ?カ?として使われる。

フクシン [ 編集 ]

フクシン (fuchsine) はコラ?ゲン、平滑筋、ミトコンドリアなどの染色へ使う事ができる。これはよくマッソン?トリクロ?ムの一部として使用される。フクシンは?基性と酸性が存在し、PAS反?には?基性フクシンが用いられる。

ヘマトキシリン [ 編集 ]

ヘマトキシリン （英語：haematoxylin [英], hematoxylin [米]）は核を?紫または茶色に染色し、媒染?（英語：mordant ）が必要である。組織?で共通して使われる方法の一つであるヘマトキシリン?エオシン染色においてエオシンと共にいつも使用される。ヘマトキシリン色素で核を?紫色に、エオシン色素で細胞質を赤?色に染色することで、ホルマリン固定パラフィン包埋された組織の薄切標本を染色する方法が、全世界的に普及している。

光??微鏡（英語：light microscope）を用いた組織?的?究や、病理診?などで最も一般的に用いられている染色法であり、染色法の頭文字をとってHE染色（エイチ?イ?染色）とも略?される。またヘマトキシリン染色は免疫組織化? （同義語：免疫染色）を行った後の核染色（?比染色とほぼ同意）にも?く用いられる。

Hoechst染色 [ 編集 ]

Hoechst 33258 と Hoechst 33342 は近?の?光色素である。DNAと結合して?い?光を放つが透過光の元では見えない。この二つの化合物は機能が非常に似通っている。

ヨウ素 [ 編集 ]

ヨウ素 はデンプンの指示? として使われる化?物質である。溶液にデンプンとヨウ素があると、?烈な暗い?色のデンプン?ヨウ素複合?が出現する。デンプンは殆どの植物細胞に共通の物質であり、薄いヨウ素溶液が細胞に存在するデンプンを染める。グラム染色として知られる、微生物? の技術にヨウ素は使われている。

ルゴ?ル液 (IKI)は、細胞核をはっきり見えるようにするために使え、茶色の溶液がデンプンの存在で?く?わる。

マラカイトグリ?ン [ 編集 ]

マラカイトグリ?ン （malachite green, diamond green Bまたはvictoria green Bとしても知られる）は細菌へのヒメネス染色において??の?比染色をサフラニンに?して使える。また、これは芽胞を直接染色するのにも用いられる。

メチルグリ?ン [ 編集 ]

メチルグリ?ン (methyl green) はクリスタルバイオレットと近?の化?物質である

メチレンブル? [ 編集 ]

メチレンブル? (methylene blue) はヒトの ? の細胞などの動物細胞に使われ、核を見やすくする。

ニュ?トラルレッド [ 編集 ]

ニュ?トラルレッド （neutral redまたはtoluylene red）は核を赤く染める。?比染色によく使われる。

ナイルブル? [ 編集 ]

ナイルブル? （nile blueまたはNile blue A）は核を?く染める。生きた細胞へ使用できる。

ナイルレッド [ 編集 ]

ナイルレッド （nile red、nile blue oxazoneとしても知られる）はナイルブル?を硫酸と煮る事で作られる。ナイルレッドは親油性の色素で、細胞?の油滴に貯?されてそれらを赤く染める。生きた細胞へ使用可能。

ロ?ダミン [ 編集 ]

ロ?ダミン (rhodamine) は?光染料である。

サフラニン [ 編集 ]

サフラニン （Safranin、またはサフラニンO）は核を赤く染色し、?比染色へよく使用される。また、コラ?ゲンを?色く染める。

アリザリンレッドS [ 編集 ]

アリザリンレッドS （alizarin red S）は金? イオンのような陽イオンと結合し、赤く?色する。そのため、硬骨組織のようなカルシウムイオンの沈着部位を染色するのに用いられる。

アルシアンブル? [ 編集 ]

アルシアンブル? （英語：Alcian blue）はフタロシアニン色素の一種である。粘液（?密にはムコ物質、ムチン）を染める組織染色法としてSteedman（1950年）が導入した色素である。他のムチン染色に比較して簡便で染色時間も30分以?と短いのが特?である。アルシアンブル?分子の中心には銅が結合しているためcopper phthalocyaninという化?構造を有している。水溶性を?すために化?的な修飾が施されている。現在、染色に用いられている色素はSteedmanらが使用したAlcian blue 8GSから進化した8GXという色素が普及している。

現在ではシアル化されたムコ物質（シアロムチン）、硫酸基を有するムコ物質（スルホムチン）、軟骨や線維性結合織に含まれるコンドロイチン硫酸、ヘパラン硫酸、デルマタン硫酸、ヒアルロン酸のような酸性ムコ多糖類を特異的に染色するために用いられる。色素が結合した部位は?藍色に鮮やかに染色される。

アザン?マロリ?染色 [ 編集 ]

膠原線維を?く染める。筋組織を赤く染める。

ワンギ?ソン染色 [ 編集 ]

膠原線維を赤く染める。筋組織を?色く染める。

ムチカルミン染色 [ 編集 ]

粘液を赤く染める。

?連項目 [ 編集 ]

外部リンク [ 編集 ]

StainsFile reference for dyes and staining techniques
Vital Staining for Protozoa and Related Temporary Mounting Techniques ~ Howey, 2000
Speaking of Fixation: Part 1 and Part 2 - by M. Halit Umar