Effect of cell surface roughness on WBC capture using antibody

细胞表面粗糙度对使用抗体捕获白细胞的影响

基本信息

批准号：
22K04900
负责人：
早瀬仁則
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

細胞表面に凹凸があり、凹部の抗原が抗体と接触しないことが低い吸着率の原因と考える凹部仮説を提唱している。強制的に細胞を壁面に押し付けるマイクロ流路を用いて、壁面への吸着状況を観察することで、仮説の検証を試みた。流路に狭隘部を設けることで、細胞を壁面に押し付ける。具体的には、幅10-4μmのスリットを有するマイクロポストアレイを有する流路基板をシリコン微細加工により作製した。この狭隘スリット部を細胞が通過する際に、細胞表面が壁面に接触することで特異吸着が促進されることを期待した。スリット部では、流速が遅い場合、細胞の寸法による単純な流路閉塞が生じる一方で、流速が早い場合には、細胞が受ける流体からの抗力が特異吸着を上回り捕捉されなくなる。そこで、流路壁面に抗体修飾はせずに、単純な閉塞を生じない流速を実験的に求め、10μL/minで実験を進めることにした。数値シミュレーション（Comsol）では、スリット部に球状の固形物が存在する場合に受ける抗力は約5nNと見積もられ、当研究グループの先行研究による実験では、壁面と細胞との吸着力を約5nN（両面で10nN)と見積もっており、非特異的な吸着を排除する妥当な流量と考えた。この流量で、抗体修飾の有無による吸着率の差を計測した。抗体を修飾していない場合に約10%であったのに対し、抗体を修飾した場合の捕捉率は約80%に上昇しており、高い捕捉率が観察された。細胞の壁面押しつけにより捕捉率が向上したことから、凹部仮説を支持する結果と考えている。

假设细胞表面上有不均匀的表面，并且凹部中的抗原与抗体没有接触，则提出了凹部部分的假设。我们试图通过使用微流通道观察到墙壁的吸附状态来验证该假设，该通道迫使细胞被迫压在壁上。通过在流动路径中提供狭窄的部分，将细胞压在壁上。具体而言，通过硅的微作用制造具有宽度为10-4μm的狭缝的微型固定阵列的流路径底物。预计当细胞穿过这个狭窄的缝隙时，细胞表面接触壁表面，从而促进特定的吸附。在狭缝部分中，当流速缓慢，流动路径的简单堵塞是由于单元的大小而发生的，而流速快速时，流量速度很快，则细胞收到的流体的阻力超过了单数吸附，并且未捕获。因此，我们决定通过实验确定没有在流道壁上修改抗体的情况下不会引起简单阻塞的流速度，然后以10μl/min的速度进行实验。在发拟拟南区域中存在球形固体时所经历的阻力力在缝隙区域估计约为5 NN，并且在我们的研究小组进行的实验中，墙壁和细胞之间的吸附力估计为5 nn（两侧为10 nn）（两侧为10 nn），被认为是合理的流量，以消除非特质量的非透明度。在此流速下，测量了是否存在抗体修饰，吸附速率的差异。当抗体修饰时的捕获率增加到约80％，而未修饰抗体时约10％，而观察到高捕获率。通过将细胞压在壁上来提高捕获率，我们认为这结果支持凹入假设。