Development of Real-time Observation Method for Cell Response without Probes and Its Application to Biosensing

无探针细胞反应实时观察方法的发展及其在生物传感中的应用

• 批准号: 23360365
• 负责人: SHINOHARA Hiroaki
• 金额: $ 8.99万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360365/
• 关键词: バイオセンシング; 細胞応答; イメージング; 非標識; 2次元SPR; 薬物作用評価; 電界配向; 生死判定; 2次元ＳＰＲ; 非標識(ノンラベル）; 細胞センサ; バイオイメージング; デジタルホログラフィック顕微鏡; 観察法; 薬物センシング; PKC; トランスロケーション; 細胞イメージング; インピーダンス測定; 細胞生存率

In this research, novel cell-based biosensing system with a high resolution of two dimensional surface plasmon resonance (2D-SPR) imager was developed. Response of some neural or endocrine cells which were adhered on an Au chip to agonist stimulation was successfully observed by the reflection intensity change in the individual cell regions with the 2D-SPR imager at real-time. It was further demonstrated that the cell response in 2D-SPR imaging to agonist stimulation might be based on intracellular recruitment of signal transduction proteins such as PKC to cell membrane.Furthermore, we have found that the electro-orientation of cells such as cylinder-like cells such as fission yeast under high frequency AC electric field clearly depended on the cell viability.These results suggested future wide applications of label-free cell-based biosensing with 2D-SPR imaging method or electro-orientation observation method to drug screening, cell state evaluation, cell recognition and so on.

本研究开发了一种基于细胞的高分辨率二维表面等离子体共振（2D-SPR）成像系统。利用2D-SPR成像仪实时观察粘附在Au芯片上的部分神经细胞或内分泌细胞对激动剂刺激的反应。进一步证明，2D-SPR成像中细胞对激动剂刺激的反应可能是基于细胞内信号转导蛋白（如PKC）向细胞膜的募集。此外，我们还发现，在高频交流电场作用下，裂变酵母等圆柱形细胞的电取向明显取决于细胞的生存能力。这些结果表明，基于2D-SPR成像方法或电取向观察方法的无标记细胞生物传感在药物筛选、细胞状态评估、细胞识别等方面具有广阔的应用前景。

项目成果

Mammalian cell-based drug sensor using 2D-SPR imager

使用 2D-SPR 成像仪的基于哺乳动物细胞的药物传感器

• 发表时间: 2011
• 期刊: Analyst
• 影响因子: 4.2
• 作者: M. Horii;H. Shinohara;Y. Iribe;M. Suzuki
• 通讯作者: M. Suzuki

Evaluation of antifungal drug to fission yeast cells by electro-orientation method

电定向法评价裂殖酵母细胞的抗真菌药物

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Suga;A. Kunimoto and H. Shinohara
• 通讯作者: A. Kunimoto and H. Shinohara

ミーア タンビール アハマド, 2次元SPRセンサを用いた細胞応答観察による薬物センシング

Meer Tanvir Ahmad，使用 2D SPR 传感器观察细胞反应进行药物传感

• 发表时间: 2013
• 期刊: Chemical Sensors, 29, Supplement B
• 作者: 篠原 寛明;薛 騏晟
• 通讯作者: 薛 騏晟

デジタルホログラフィック顕微鏡を用いたPC12細胞の3D形態変化観察による刺激薬物のセンシング

使用数字全息显微镜观察 PC12 细胞的 3D 形态变化来感知刺激药物

• 发表时间: 2013
• 作者: 薛 騏晟;篠原寛明;Mir Tanveer Ahamd
• 通讯作者: Mir Tanveer Ahamd

Cell-based biosensing with a 2D-surface plasmon resonance imager for drug assessment

使用二维表面等离子体共振成像仪进行基于细胞的生物传感，用于药物评估

• 发表时间: 2011
• 作者: H. Shinohara;S. Demura;Y. Sakai;T. A. Mir
• 通讯作者: T. A. Mir