東京大學先端科學技術研究中心的太田禎生副教授等人開發出了一種對立體培養的細胞的3D影像進行高速、大量分析的方法。將可拍攝3D影像的特殊顯微鏡與使細胞團簇流過晶片上微小流路技術相結合，可以測量比傳統方法多10倍左右的細胞。這一技術有望在研究藥物對細胞影響等廣泛的醫學和生物學領域發揮作用。
立體培養的細胞團簇的3D影像（供圖：東京大學）
在醫學和生物學研究中，在容器中「三維培養」細胞的實驗越來越多。這是因爲與平面二維培養相比，三維培養可更接近於生物活體內的環境。但是，在測量細胞形狀以分析細胞特性和變化時，使用傳統技術分析三維培養的細胞3D影像需要花費大量時間和精力。
太田副教授的研究團隊開發出了使立體培養的細胞團簇流經晶片上的微小流路，同時用顯微鏡進行拍攝，並轉換成3D影像進行分析的方法。該方法將立體培養的細胞團簇在附着於小顆粒周圍的狀態下灌入寬度爲1mm、高度爲0.1mm的流路中。透過應用「聲學流體力學」技術，對流路施加週期性振動，使細胞團簇在流路中整齊排列並均速流動。
使細胞團簇流經晶片上的微小流路，並用特殊顯微鏡進行拍攝（供圖：東京大學）
研究團隊使用名爲「光片顯微鏡」的特殊顯微鏡拍攝在流路內部流動動的細胞團簇。可以以片狀照射雷射拍攝細胞團簇截面的2D影像，然後從連續拍攝的2D影像合成3D影像。由此可以分析團簇中每個細胞的立體形狀。
實驗顯示，每分鐘可測量約28,000個細胞，達到世界最快速度。研究人員在對立體培養的細胞和平面培養後分散的細胞進行拍照和比較的實驗中，獲得了超過4萬個的細胞3D影像，證明了高速大量分析細胞的能力。
細胞培養是生物學和醫學的基礎工作。近年來，透過三維培養iPS細胞以部分再現器官結構的「類器官（微型器官）」等嘗試，活用三維培養的研究得到不斷擴展。在研究候選新藥的藥物效果和基因功能等的實驗中，對三維培養細胞的分析也變得越來越重要。
太田副教授等還在開發可以在識別和跟蹤單個細胞的同時收集資料的技術。透過將該技術與高速大量分析3D影像的方法相結合，有望使高效測量有用資料成爲可能。太田副教授表示：「光學方法將成爲不傷害細胞，相對低成本地高速大量獲取資料的基礎技術。」
原文：越川智瑛、《日經產業新聞》、2024年1月25日
翻譯：JST客觀日本編輯部
