ライブセルイメージングとは?
ライブセルイメージングとは、顕微鏡を用いた生きた細胞の構造と機能の研究です。ダイナミックな細胞プロセスをリアルタイムで可視化・定量化することができます。生きているシステムにおける細胞やサブセルの構造、機能、組織を研究する能力は、より生物学的に適切なアッセイの開発を助け、新薬候補に対するヒトの反応をより高い精度で予測することができます。ライブセルイメージングは、長時間のキネティックアッセイの実施においても、生きた細胞の蛍光標識においても、幅広いテーマと生物学的応用を包含しています。
ライブセル研究の利点
ライブセルイメージングは、細胞生物学の研究室や様々な産業における基本的な研究ツールであり、創薬ターゲットや候補物質の発見、疾患に関与する分子メカニズムの解明につながります。これらの分野の研究者にとって重要なことは、細胞の生体内性質を最もよく模倣できるアッセイを開発する能力です。
生細胞をイメージングする利点は以下の通りです:
- 生細胞を経時的にモニタリングすれば、細胞内で発生する現象のスナップショット以上の情報を得ることができます。一方エンドポイントアッセイでは、見逃される可能性のある一過性の事象を可視化し、エンドポイントアッセイに最適な時間ポイントを明らかにすることができます。
- 環境条件の厳密な制御により、研究対象の細胞構造やプロセスが本来の生理的状態にあることが保証されます。
- 生細胞を自然な状態でイメージングすることで、細胞固定や免疫染色など、他のイメージング技術から生じる可能性のあるアーティファクトを最小限に抑えることができます。
- 細胞生体分子の局在と輸送を、複数の経路の進行とともにリアルタイムで同時に調べることができます。
- 横方向、軸方向、時間的に画像を取得することで、4D画像とデータの生成が可能になります。分子動態のライブセルイメージングは、他の生化学的手法では得られない定性的・定量的データを生成します。
細胞イメージングと解析のワークフロー
生細胞の培養、プレーティング、維持のプロトコールは細胞モデルによって異なりますが、以下のステップは生細胞アッセイの一般的なワークフローの概略を示しています。
- 1.選択した実験器具(チャンバースライド、ディッシュ、 マイクロプレート)に細胞をプレーティングします。
- 2.アッセイワークフローの一部である場合は、目的の化合物やRNAiなどで細胞処理を行います。
- 3.必要であれば、目的の蛍光色素(蛍光色素、蛍光タンパク質-ペプチド融合体など)で細胞を標識します。
- 4.取得に長時間を要する場合、またはアッセイが生細胞タイムラプス実験(連続または不連続)である場合は、ガス、温度、湿度を含む完全な環境制御を可能にします。
- 5.プレートを自動イメージングシステムにセットし、生細胞画像の取得を開始します。
- 6.細胞画像解析ソフトウェアを使用してライブ細胞画像の定量解析を実行します。
ライブセルイメージングシステム
高度なライブセルイメージングシステムは、単一細胞から生物レベルに至るまで、分子や細胞の動態をモニタリングしながら、細胞の健康と生存能力を維持するために環境条件を調節します。高速運動イベントの研究から長期のタイムラプスアッセイの実行まで、自動化されたライブセルイメージングは、ダイナミックな生物学的プロセスを直接観察し、豊富な細胞情報を生成します。
- 標識不要の明視野イメージングからマルチカラー蛍光イメージング機能まで、多様なライブセルイメージングアプリケーションに柔軟に対応します。
- 高い取得速度により、心筋細胞におけるカルシウム振動のような高速運動イベントの検査が可能です。
- 撮影の全体を通して最適なフォーカスを維持することは、正確なライブセルイメージングデータを生成するために重要です。自動ライブセルイメージング装置は、堅牢なフォーカス機能でこれを保証します。