3D細胞培養アプリケーションとアッセイのための細胞イメージングと分析
化合物スクリーニングのための、より複雑で、生物学的関連性が高く、予測可能な細胞ベースアッセイの開発は、創薬における主要な課題です。トランスレーショナルバイオロジーを推進するために、3Dアッセイモデルの統合が広まりつつあります。より複雑なセルモデルは、in vivoの環境や薬物治療に対する反応をより精度高く模倣するため、人気を博しています。具体的には、3D細胞培養は、構造、細胞組織、細胞-細胞間および細胞-マトリックス間の相互作用、生理学的により関連した拡散特性など、ヒト組織の側面を忠実に再現できるという利点があります。3D細胞アッセイの活用は、2D細胞培養と全動物モデルとのトランスレーショナルなギャップを超えて、研究やスクリーニング・キャンペーンに付加価値をもたらします。3Dモデルは、生体内環境の重要なパラメーターを再現することで、試験管内での幹細胞や発育中の組織の挙動に関する独自の洞察を提供することができます。
3D細胞イメージングと解析ワークフロー
3D細胞培養を用いた定量的アッセイの開発は、複雑な生物学を理解するための魅力的な調査ツールとなっていますが、3D細胞画像の取得と解析のワークフローが困難であるため、スクリーニングコミュニティによる幅広い導入が妨げられてきました。ハイコンテント、ハイスループットの顕微鏡ツールは、この複雑な生物学を評価するための革新的で自動化された技術を提供します。3D細胞培養が培養され、あるいはイメージング・マイクロプレートに移された後、細胞は化合物で処理され、選択したマーカーで染色されます。画像取得については、ImageXpress® 自動イメージングシステムとモレキュラーデバイスの細胞イメージング・解析ソフトウェアにより、これらのモデルを単一の統合インターフェース内でスクリーニング・解析する機能が提供され、創薬までの時間を劇的に短縮することができます。
3D細胞イメージングと解析技術
モレキュラーデバイスのイメージング技術は、より生理学的に関連性の高いモデルを容易に実現できるよう進化し続けています。モレキュラーデバイスのテクノロジーが、小規模アッセイからハイスループット・スクリーニングまで、3D細胞培養のスケールアップにどのように役立つのか、詳細をご覧ください。
3Dアッセイ用画像の取得
近年、創薬や環境毒性への応用において、より予測的で生理学的関連性の高い測定を実現するために、自動化された顕微鏡やイメージングが大きく進歩しています。より複雑なアッセイや3Dモデルを実装するには、論文に匹敵する品質の画像やデータを取得するための高解像度が必要です。
コンフォーカルイメージングは、焦点外光を低減することで高いシグナル対ノイズ比を実現し、分厚いサンプル内でもより鮮明な画像を取得し細胞の詳細な情報を得ることができます。ImageXpress®Micro Confocalシステムを用いた3D画像取得のハイスループット技術については、ビデオをご覧ください。
3Dアプリケーションのための画像解析
サンプルが3Dであっても、生成される画像セットにはさまざまなタイプがあります。単一の平面で十分な場合もあれば、複数の平面を取得する場合もあります。複数のプレーンを取得した場合、それらを個別に解析したり、1つの2D投影に統合した後に解析したりできると便利です。最終的には、3D画像全体の解析が実験の目的になることもあります。MetaXpress®ソフトウェアを使用して、複数のzプレーンの画像を3Dボリュームとして解析する方法の詳細については、ビデオをご覧ください。
3D細胞モデルの利点
3D細胞モデルは、2D細胞培養よりも生理学的に適切で、生体内で発生する組織微小環境、細胞間相互作用、生物学的プロセスをより忠実に表現します。現在では、ImageXpressシステム等のハイコンテントイメージング（HCI）システムを用いて、より予測的なデータを生成することができます。MetaXpress®ソフトウェア等のハイコンテント画像取得・解析ソフトウェアと3D解析モジュールの両方を統合することにより、ImageXpressシステムは3D構造の詳細な解析、可視化、評価に使用することができます。この単一のインターフェースにより、スループットやデータ品質に妥協することなく、3D画像取得や解析の課題に対応し、発見を裏付けることができます。
