IncuCyte®神経細胞活性アッセイ

概要

神経変性疾患は、神経系を構成する細胞の構造と機能が徐々に失われていくことを特徴とする疾患です。
気づかないうちに徐々に変化して発病に至るため、原因を特定するのは難しく、そのような動的なプロセスを明らかにするには、細胞の生態をin vitroにおいて経時的に絶えずモニタリングする技術が必要となります。

ハイコンテントイメージングやタイムラプス顕微鏡観察といった他の技術とは異なり、全自動で画像を取得・解析するIncuCyte® S3生細胞解析システムは、細胞の小さな動的な変化を長期にわたって捉えることができます。インキュベーター内で細胞培養しながら、細胞の健康状態、構造、機能、神経突起破壊に関する動態学的測定値をin vitroにおいて収集することができるのです。ラベルフリーまたは細胞に影響を与えない試薬を使用するため、エンドポイント解析とは異なり、細胞の形態が破壊されたり制限されることがありません。そのため、個々の細胞からより多くのデータを収集することができるのです。

IncuCyte S3生細胞解析システム, 神経動態解析ソフトウェア, IncuCyte専用試薬・各種キット を使用することで、生細胞を96-wellスループット/384-wellスループットで解析するための新しい包括的なソリューションが実現します。

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主なアプリケーションとそれぞれの利点

生細胞のイメージングと解析を行うための、神経変性疾患研究ツールを拡張できます。

神経変性と神経保護のメカニズムを明らかにするための、動的なデータが得られます。IncuCyte S3生細胞解析システムは下記を実現します：

関連する神経変性モデルを活用

連続的な試料インキュベーションを行い、自動で長期的に動的な画像を取得・解析するため、パーキンソン病モデル、ハンチントン病モデル、アルツハイマー病モデル等の探索が可能。

神経突起破壊に関する手掛かりとなる動的データを取得

単培養または共培養で神経突起伸長とセルヘルスを観察し、ニューラルネットワークにおける動的な変化をモニタリング。神経毒性と細胞死に関する手掛かりを得て、神経変性と神経保護の研究に役立てる。

図3.生理学的に類似するヒトiPSC由来ニューロンモデルでのセルヘルス測定値を用いた神経突起伸長のマルチプレックス解析。

（上の図）ラットアストロサイトと共培養したときのラット前脳ニューロンの代表的なタイムラプス動画。細胞をIncuCyte NeuroLight Red試薬に感染させ、IncuCyte Annexin V Green試薬とともにインキュベートして、神経突起長とアポトーシスをそれぞれモニタリングした。溶媒（左）または1mMカイニン酸（右）を添加後72時間にわたって動画を撮影。

（下の図）ラットアストロサイトとの共培養でiCell GlutaNeuronsにカイニン酸を添加したときの神経突起長（A）と細胞生存率（B）への作用の経時的変化カイニン酸により神経突起長は濃度依存的に減少し、細胞生存率は低下した（IncuCyte Annexin V Greenの染色は増加）。NBQX（AMPA受容体アンタゴニスト）を添加すると、iCell GlutaNeuronsに興奮毒性に対する保護作用が認められた。

図4.神経変性研究用として実証されているデータのモニタリングを目的とした、初代ニューロン培養での神経突起伸長とセルヘルス測定値のマルチプレックス解析。

ラットアストロサイトとの共培養で初代ラット前脳ニューロンに培養8日目にグルタミン酸を添加したときの神経突起長（左の図）と細胞生存率（中央の図）に対する作用の経時的変化。グルタミン酸の添加により神経突起長は濃度依存的に減少し、細胞生存率は低下した（IncuCyte Annexin V Greenの染色は増加）。グルタミン酸濃度の説明文はいずれのデータについても同じ。   グルタミン酸へのピーク反応の時点で実施した単一タイムポイント解析（右の図）。神経突起長（添加の24時間後）のIC50＝16 µM、アポトーシス細胞死（添加の8時間後）のEC50＝21 µM（Annexin V Green）。

生産性の向上

マルチプレックスとスループットの向上で貴重な試料を節約。細胞の小さな動的変化を捉えるため、長期にわたって自動イメージング解析を実施。マイクロプレートスループットでさまざまな実験条件について検討し、創薬研究に活用。