东京大学先端科学技术研究中心的太田祯生副教授等人开发出了一种对立体培养的细胞的3D图像进行高速、大量分析的方法。将可拍摄3D图像的特殊显微镜与使细胞团簇流过芯片上微小流路技术相结合，可以测量比传统方法多10倍左右的细胞。这一技术有望在研究药物对细胞影响等广泛的医学和生物学领域发挥作用。
立体培养的细胞团簇的3D图像（供图：东京大学）
在医学和生物学研究中，在容器中“三维培养”细胞的实验越来越多。这是因为与平面二维培养相比，三维培养可更接近于生物体内的环境。但是，在测量细胞形状以分析细胞特性和变化时，使用传统技术分析三维培养的细胞3D图像需要花费大量时间和精力。
太田副教授的研究团队开发出了使立体培养的细胞团簇流经芯片上的微小流路，同时用显微镜进行拍摄，并转换成3D图像进行分析的方法。该方法将立体培养的细胞团簇在附着于小颗粒周围的状态下灌入宽度为1mm、高度为0.1mm的流路中。通过应用“声学流体力学”技术，对流路施加周期性振动，使细胞团簇在流路中整齐排列并均速流动。
使细胞团簇流经芯片上的微小流路，并用特殊显微镜进行拍摄（供图：东京大学）
研究团队使用名为“光片显微镜”的特殊显微镜拍摄在流路内流动的细胞团簇。可以以片状照射激光拍摄细胞团簇截面的2D图像，然后从连续拍摄的2D图像合成3D图像。由此可以分析团簇中每个细胞的立体形状。
实验显示，每分钟可测量约28,000个细胞，达到世界最快速度。研究人员在对立体培养的细胞和平面培养后分散的细胞进行拍照和比较的实验中，获得了超过4万个的细胞3D图像，证明了高速大量分析细胞的能力。
细胞培养是生物学和医学的基础工作。近年来，通过三维培养iPS细胞以部分再现器官结构的“类器官（微型器官）”等尝试，活用三维培养的研究得到不断扩展。在研究候选新药的药物效果和基因功能等的实验中，对三维培养细胞的分析也变得越来越重要。
太田副教授等还在开发可以在识别和跟踪单个细胞的同时收集数据的技术。通过将该技术与高速大量分析3D图像的方法相结合，有望使高效测量有用数据成为可能。太田副教授表示：“光学方法将成为不损伤细胞，相对低成本地高速大量获取数据的基础技术。”
原文：越川智瑛、《日经产业新闻》、2024年1月25日
翻译：JST客观日本编辑部
