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創薬
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2D/3D培養がん細胞に対する NK細胞 Killing Assay
近年、創薬開発やがん研究分野においてNK（Natural Killer）細胞が注目されています。NK細胞は自然免疫で働くリンパ球の一種であり、特に腫瘍細胞やウイルス感染細胞の除去に主要な役割を果たしています。Cell3iMager duos / duos2およびDeep Learningプラグインを使用した明視野解析により、長期間のKilling Assayを行うことができるようになります。
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ヒト iPS 細胞由来 気道オルガノイドを用いた 疾患モデリングとイメージングアッセイ
呼吸器疾患は、慢性進行性の疾患や、昨今のCOVID-19肺炎などの急性かつ重症の疾患など、幅広い病態が存在する。しかし、本領域における根本的な治療薬の開発は遅れており、その原因の一つとして、前臨床の薬効評価などに使われるマウスなどの動物モデルが、ヒトの病態を反映しない場合が多いことが挙げられる。その代表例として、塩素イオンチャネルであるcystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)の変異による常染色体劣性遺伝性疾患である嚢胞性線維症(Cysticfibrosis,CF)が挙げられる。
近年、オルガノイドと呼ばれる臓器様三次元構造を体外で構築し、疾患モデリングや創薬等に応用することが出来るようになってきた。その中で、嚢胞性線維症患者より樹立されたiPS細胞から分化誘導した気道上皮オルガノイドを用いて、フォルスコリンアッセイを行い、そのフェノタイプをラベルフリーイメージングで捉えることができた。本実験で用いた評価系は、Cell3iMager duosでの撮像および画像データ取得を行い、ディープラーニングでオルガノイド領域をセグメンテーションし、面積を計測することでオルガノイドの膨張率を定量した。
ラベルフリーのため手間も少なく、かつディープラーニングに基づく客観的な計測により、正確性、汎用性そして高スループット性があるため、上記ニーズに応えて嚢胞性線維症治療の進展に寄与することが期待される。
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Cell3iMager Estier を用いた皮膚モデルの厚み評価
Cell3iMager Estierを用いることで表皮皮膚モデルの厚み計測が可能であることがわかりました。また、低倍率モードにより、24well インサート内全体の厚み情報を取得することができました。高倍率モードでは、細胞層・角質層の2つの層の厚み情報を非侵襲的に取得することができました。 非侵襲的な撮像が可能なCell3iMager Estierを用いることで、例えば刺激性試験などにおける、細胞積層シートの厚さ変化をリアルタイムで取得することができます。
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Cell3iMager duos を用いたiPS 細胞由来神経細胞の明視野解析
Cell3iMager duosおよびディープラーニングを用いてヒトiPS細胞由来交感神経細胞の明視野解析ができることを確認しました。従来の画像処理方法に比べてロバスト性が高く、明るさの違いがあったり、デブリの存在下でも、細胞を正確に抽出することが可能です。また、アポトーシスが誘導された細胞も抽出することが可能なため、培養を続けながら生細胞と死細胞を定量的に評価することが可能となります。このことから、細胞の増殖性や品質の評価をラベルフリーで行うことが可能であり、例えば、神経細胞への長期的な薬剤暴露試験などに応用できる可能性があります。
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Cell3iMager duos / duos2 を用いたオルガノイドのラベルフリー解析
Cell3iMager duos / duos2を用いることで三次元培養したオルガノイドの明視野/蛍光イメージングが可能になります。また、ディープラーニングを用いることで、オルガノイド形状毎のセグメンテーションが可能であるため、これまで顕微鏡観察で行ってきたオルガノイド成長過程のモニタリングをラベルフリー解析で代替できる可能性があります。同様に、ATPアッセイや蛍光染色で行ってきた毒性評価、FISアッセイなどをラベルフリー解析で代替できる可能性があります。
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Single cell cloning using Hybridoma
ハイブリドーマ4B2細胞の1細胞クローニングをCell3iMager duosを用いて行った。
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Single Cell Cloning
HCT116細胞の1細胞クローニングをCell3iMager duosを用いて行った。
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Counting fluorescence stained adherent cells
単層培養した細胞を蛍光染色することによって細胞数の計測を行った。
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Evaluation of hypoxia level in 2D/3D-cultured cells
単層または三次元培養時におけるHypoxiaレベルをHypoxia probeによる蛍光染色で定量比較した。
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Neuronal Differentiation
神経成長因子（β-NGF）を添加したPC12細胞の分化効率をCell3iMager duosを用いてラベルフリーで定量した。
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Analysis of spheroids in microwells (EZSPHERE® plate)
EZSPHERE®プレートでスフェロイドを作製し、ディープラーニング機能によりラベルフリー解析を行った。
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Thickness of cell sheet
ヒト線維芽細胞シートをCell3iMager Estierで非侵襲的に撮像し、層の厚さを計測した。
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Live/Dead Assay
抗がん剤（Taxol）処理したU937細胞の生存率をCalcein-AMとPIによる蛍光撮像により解析した。