日本产业技术综合研究所(AIST)赤木祐香研究员等人的研究团队开发出了利用激光无损观察神经细胞的系统。传统的观察方法需使用观察用试剂等物质,会对细胞造成损伤。研究团队的目标是将该技术应用于再生医疗中所使用的细胞质量管理等用途。
使用新开发的系统可以在不破坏细胞活动的前提下观察细胞(供图:产综研)
观察细胞时的常规方法是插入玻璃电极或添加荧光物质,但这会对细胞造成损伤,导致难以在自然状态下对细胞进行研究。此外,还会因测量过程耗时较长,或实验者的技术熟练程度带来结果偏差等情况。
研究团队应用了“拉曼光谱法(分析激光照射后散射的光)”,自主研发出了一套新观察系统。该系统能够用激光螺旋状照射整个区域,并能检测到细胞的散射光。当细胞受到刺激时,其物理和化学状态会发生变化,进而使散射光发生改变。研究人员通过机器学习(Machine Learning),将检测到的散射光和刺激信息输入计算机,从而使该系统能够以95%以上的精度对细胞因刺激不同而产生的细胞状态变化进行分类。
这套自主研发的系统激光照射时间较短,因此能够减少对细胞的热损伤,获得细胞的整体信息。据悉,该系统还可用于神经细胞以外的其他细胞。
上述技术可以在不损伤临床实践中所使用细胞功能的情况下进行评估,有望应用于再生医学中使用的细胞片等实验材料最终产品的质量管理。目前的质量评估方法需要从处于培养过程中的细胞中采样进行分析,会对细胞造成损伤,导致最终产品本身难以评估。据悉,研究团队今后将继续进行系统小型化、自动化、增加可同时观察的样本数等改进工作。
原文:《日本经济新闻》,2024/8/20
翻译:JST客观日本编辑部