由日本理化学研究所开拓研究总部伊藤纳米医学工学研究室的客座研究员森岛信裕，主任研究员伊藤嘉浩等人组成的共同研究团队，开发出了可以灵敏地检测出细胞内产生的细小损伤和慢性应激状态，并以此研究它们对细胞增殖和老化的影响的方法。
研究团队利用能够同时处理多个样品的蛋白质阵列法，通过反复测量一个样品，来精密量化受到辐射照射的细胞内部蛋白质。通常为使用蛋白质阵列法，需要使用自动阵列制作装置（阵列），制作出将细胞提取液样品一点点地排列在基板上的样品组（阵列），这种方法虽然效率高，但是可用于研究的阵列种类有限。而且，一个阵列上的点数为数百到一千左右。因此，在柴崎制作所的协助下，研究团队新开发了在手掌大小的基板上制作阵列的点阵仪。
图1 用蛋白质阵列法进行多次蛋白质定量测量（供图：理化研究所）
新开发的点阵仪具有相当于384孔样品板的一半大小的印模头（192针），能够在三维空间内自动控制其运动。将放入样品板中的细胞提取液蘸在印模头的针尖上，再涂覆在构成基板的7×8.5厘米的硝酸纤维膜上。通过一点点地错开并重复涂覆细胞提取液的点位等动作，可以制作最大约7000个点的阵列。
研究团队利用该点阵仪，并使用京都大学辐射生物研究中心的低剂量/低剂量率照射装置，对低剂量率的辐射对细胞的影响进行了研究。他们用γ射线照射人源性成纤维细胞50小时，对比了照射过的细胞和未照射的细胞中用于应激反应指标的细胞内蛋白质的量。照射的γ射线的剂量率为每分钟1毫戈瑞。
为精确定量蛋白质，在1次照射实验中用4片培养皿各制备（多重测定）4个该蛋白质的细胞样品，将各个细胞样品在基板上点8次（反复测定）。由此，每1个实验条件可制作32个点。另外，他们改变日期重复2次相同的照射实验（共计3次），制作出了每1个实验条件共计96个点的阵列。同理，按研究的蛋白质种类的数量制备了蛋白质阵列。
在这样得到的蛋白质阵列中加入特异抗体，使其与点内存在的特定蛋白质结合。通过抗体检测用荧光试剂使结合后的抗体发光，通过荧光的强弱测定了抗体结合量，即分析对象蛋白质的量。通过将所有细胞样品排列在同一基板上，在均匀条件下成功量化了蛋白质。
森岛客座研究员表示：“将来我们希望利用相同手法尝试来研究低于本次辐射水平的辐射对生物造成的影响。这种方法有望通过适当选择分析对象蛋白质，用于分析药物、环境等引起的微小细胞损伤和慢性应激。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Genes to Cells
论文：Analysis method of cellular stress caused by intermediate dose-rate irradiation using a cell lysate array technique
DOI：10.1111/gtc.13011
