オンチップ型フォトセンサアレイを用いた細胞プロファイリング技術の開発

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オンチップ型フォトセンサアレイ上に細胞を1細胞ずつ直接アレイし、そのまま細胞の表面抗原情報や細胞内分子情報を同時並列的に取得する技術を確立することを目的としている。本年度は、昨年度までに構築したマイクロ流体デバイスを用いた細胞集団のプロファイリング解析及びリアルタイムモニタリングの実証実験を行った。フォトセンサアレイを含むマイクロ流体デバイスに対し、シリンジポンプを用いて、細胞、HRP標識抗体、基質溶液を連続的に導入し、細胞導入、染色、シグナル検出の一連の操作の自動化を検討した。細胞集団は1細胞レベルでフォトセンサ上に構築されたマイクロパーティション間に捕捉されることが確認された。また、抗体染色操作後、基質溶液を導入し、化学発光シグナルの連続的な検出を開始したところ、基質が流路内に拡散していくにつれて1細胞に由来する化学発光がピクセルデータとして網羅的に取得できることが可能であった。捕捉された細胞が存在するピクセルにおける発光シグナル強度分布の推移を調べたところ、時間の経過とともにシグナル強度の高いピクセルが増加していることが確認された。これらの結果から、抗体染色による細胞の特異的検出、及び細胞情報の経時変化を自動モニタリング可能であることが示された。さらにモデル細胞として、ヒトプロゲストロン受容体発現HeLa細胞株を用いて化学物質濃度に応じたルシフェラーゼ発光が増強する安定細胞株の樹立に成功した。本研究により確立された技術は、最小限の光学機器で数万個以上の細胞情報を同時並列的に取得可能とするものであり、受容体発現HeLa細胞株を用いた化学物質モニタリングなどへの応用を始め、小型で低価格なオンチップ型サイトメーターの実用化に大きく貢献すると考えられる。