Application Note MetaXpress®6.5ソフトウェアを使用した
カーブフィット処理による実験結果の分析

  • 複数の異なるカーブフィット処理オプションのいずれかを使用して、最適な方法でデータをグラフ化します。
  • 主要な機能を1ヶ所に集約することで、プレート収集のセットアップを簡素化。
  • 常に表示され、常にアクセス可能なプレーティング・ビュー

はじめに

マシュー・ハマー|アプリケーションサイエンティスト|モレキュラー・デバイス

MetaXpress®6.5(MX6.5)ハイコンテント画像取得・解析ソフトウェアの新しいカーブフィット処理アルゴリズムは、データの可視化と二次解析を容易にするために設計されました。このソフトウェアを使用すると、一連のデータポイントに最適なカーブフィット処理を生成できます。4パラメータ・ロジスティックなどの複数の関数と、EC50やベンチマーク応答などの複数の曲線出力により、データを最適に表現するグラフや曲線を生成することができる。ここでは、毒性アッセイを例に、化合物のEC50値を定義するための用量反応関係を生成する方法を示します。

HeLa細胞を用いた多重毒性アッセイ

細胞は、384ウェルの黒色透明底マイクロプレートに2,000個/ウェルでプレーティングされ、37℃、5%CO2で24時間インキュベートされた。次に、細胞を1:3連続希釈の抗がん化合物で48時間、4重反復処理した。細胞をHoechst 33342(8 μM)、MitoTracker Orange(100 nM)、Calcein AM(1.25 μM)の溶液で30分間染色した後、ImageXpress® Microハイコンテントイメージングシステムで画像化した。生細胞画像は、MetaXpress 6.5のMulti-Wavelength Cell Scoringモジュールで解析した。このモジュールは、各波長で陽性となった細胞の割合だけでなく、測定された細胞や対物の総数、平均数、サイズ、面積、強度値を含む複数のリードアウトを生成する。データおよびカーブフィット処理によるグラフは、この結果から作成された。

図1. 生細胞染色、カルセインAMに対して陽性または陰性のHeLa細胞を指定する分析マスクを重ねたイメージング。Multiwavelength Cell Scoring Analysisモジュールは、カルセインAMおよびMitoTracker Orange陽性細胞のセグメント化、定量化、および複数の読み出しを行うように設定されている。オーバーレイ画像では、核は青色、生細胞は緑色、ミトコンドリアはオレンジ色で表示されています。ここに示した画像解析マスクは、波長2(FITC)、カルセインAMの解析によるものである。カルセインAM陽性の細胞細胞質のマスクはターコイズブルー、陽性の核は黄色、陰性の核は紫色。

カーブフィット処理によるデータ分析の強化

細胞ベースアッセイの結果を解釈するための濃度反応曲線を作成するため、MX 6.5でプレートに注釈を付けました。Annotate Wells ウィンドウで、グループタイプ(ネガティブコントロール、ポジティブコントロール、テスト)を選択し、ウェル処理に使用した化合物の名前を入力し、化合物の開始濃度と細胞処理に使用した希釈に対応する値を入力しました。Zの計算には陽性対照と陰性対照を用いた。プレートの注釈は、データベースに保存するか、またはコンピュータに保存するファイルとして保存し、取得した特異性プレートに適用することができます。

図2. 3色多重毒性アッセイ用に設定されたプレートアノテーションファイル。プレートはMX 6.5のPlate Annotationウィンドウで作成され、アノテーションにはアッセイで使用された化合物と希釈液が含まれています。このアノテーションは、カーブフィット処理による濃度応答曲線の作成に使用されます。

分析し注釈を付けたプレートからグラフを作成するには、Graphタブに移動し、プレーティングする測定値を選択します。この例では、測定値(陽性セル)対濃度(μM化合物)を表示するように選択しました。グラフが好みのデザインになったら、カーブフィットボタンを選択し、データを正確にトレースするカーブを追加します。十数種類のフィットメニューから、データを最もよく表すものを選ぶことができる。用量反応を分析したいこのケースでは、4パラメータロジスティック曲線を選択し、データポイントの平均値を中心にカーブフィット処理を行い、漸近オプションが選択されていることを確認し、読み出しにEC50を指定した。

図3. Review Plate Dataでグラフパラメータを設定する。MX6.5ソフトウェアのGraphタブで、グラフタイプ、プロットする測定値、含めるサンプルを選択します。Graph type(グラフタイプ)ドロップダウンリストで、measurement vs. concentration(測定値対濃度)を選択すると、プレートアノテーションで設定されたグループと化合物が表示されます。プロットする測定値として選択されたのは、Wavelength 2, FITC (calcein AM)陽性の細胞の総数でした。

カーブフィット処理と選択した測定値から得られたデータをタブ区切りファイルにエクスポートし、グラフを画像ファイルとして簡単に保存した。

図4. 結果に対応する適切なカーブフィット処理関数を選択する。カーブフィットウィンドウでは、カーブフィットの設定とカーブから生成されるデータを最適化することができます。4-Paramter Logistic関数とEC50の出力は、3色毒性アッセイからの用量反応曲線を正確に表すために選択された。

結論

MetaXpress®6.5ソフトウェアのカーブフィット処理アルゴリズムの有用性は、毒性化合物の希釈系列に対する生細胞応答をプロットすることで実証された。プレートに注釈を付け、データをグラフにプロットし、IC50値や化合物のベンチマーク用量または濃度を含むさまざまな曲線とアッセイの出力を作成する機能は、多くの生物学的アッセイに不可欠です。カーブフィット処理機能が統合されたMX 6.5は、オールインワンの画像取得およびデータ解析ソフトウェアです。

図5. 細胞毒性化合物で処理したHeLa細胞の用量反応曲線。化合物の用量反応曲線は、MX 6.5のカーブフィッ トアルゴリズムによる4パラメータロジスティックフィッ ト処理によってよく表された。各化合物のEC50値は、フィット処理されたカーブから生成され、各化合物のEC50値は以下の通りであった: スタウロスポリン(0.0118 μM)、マイトマイシンC(0.0527 μM)、パクリタキセル(0.0004 μM)、エトポシド(0.321 μM)、ドキソルビシン(0.0073 μM)。