UCLAの研究チームは､液状サンプルに浮遊している細胞をその微妙な生化学的違いによって選別整理するセルソーティング方法を新しく開発した｡
この新しいセルソーティング技術は､現行のセルソーティング技術よりも迅速正確に細胞を選別し､単純かつ迅速な細胞分析自動化を可能にすると同時に､治療に用いる細胞と治療に用いない｢汚染｣細胞とを簡単に分離できるようにもなる｡
セルソーティング技術は､ライフサイエンス研究､診断､産業的な工程など幅広い分野で用いられている｡たとえば､組織や培養器から前駆細胞や幹細胞を分離するのに用いられており､一旦分離した細胞は組織損傷の治癒やがん細胞攻撃のために患者の体内に戻す治療にあてられる｡
UCLAでは開発された磁気ラチェッティング･システムは､わずかに異なる細胞も分別し､治療に適した細胞のみをより分けることができる｡
この研究の研究責任者で､UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied ScienceのProfessor of BioengineeringのDino Di Carlo, Ph.D.は､｢私達の考えでは､単一の細胞種というのも実は異種の細胞種が入り交っており､これを量的に分離できる技術がなければ､このような微妙な違いも見逃されてしまう｡たとえば､治療に有効な前駆細胞は､なんら治療効果のない汚染細胞と非常に似通っている可能性もある｣と述べている｡
現在､2つのセルソーティングテクニックがある｡その一つは蛍光を使って目標の細胞を見つけるというテクニックで､その作業過程で損傷を受けたり､死滅してしまう細胞が多いため､この分析にはかなりの数の細胞を必要とするだけでなく､分析に時間もかかる｡もう一つのテクニックは､磁気タグ付け分離という方法で､迅速だが通常は｢イエス｣か｢ノー｣かという二値的な分析によって2種の細胞に分類することしかできない｡この方法では､目標以外の細胞も多数取り込んでしまい､最終結果を汚染することになる｡
2016年2月17日付Small誌オンライン版に掲載された新研究論文に述べられているこの新セルソーティング技術は､迅速で細胞を傷めない磁気選別法と､精度と幅広い分類で有利な蛍光選別法を組み合わせている｡この論文は､｢Quantitative Magnetic Separation of Particles and Cells Using Gradient Magnetic Ratcheting (勾配磁気ラチェッティングを用いた粒子や細胞の量的磁気分離法)｣と題されている｡このテクニックは､マイクロスケールのピラーのアレイを用い､端に行くに従ってピラー間隔が大きくなっている｡この上を磁石が回転し､磁気的にタグ付けされた細胞をピラーを超えて引き寄せるように動作する｡磁気タグの多い細胞ほど､アレイに沿って遠くに引き寄せられる｡磁気タグは細胞表面の生化学マーカーに対応しており､細胞はそれぞれのグループに分離される｡分離作業が終われば､各細胞グループを判定し､各タイプの細胞がそれぞれいくつあるかを数え､さらに分析を続けることもできる｡
この研究論文の筆頭著者を務めるUCLAのバイオエンジニアリングのポスドク研究員､Coleman Murray, Ph.D.は､｢陸上競走で並んでいるハードルが進むにつれて次第に高くなっていくという光景を想像してみるといい｡各ハードルごとにその高さを超えられなかった選手が集まっていくことになる｡細胞の選別も同じだ｡磁気タグをたくさんつけた細胞ほど､マイクロピラーのハードルを超えて遠くまで行くことになる｣と述べている｡この研究チームは､この磁気ラチェッティング技術が､｢ラブ･オン･チップ｣と呼ばれる小さなガラスのチップ上で自動化可能な技術につながるのではないかと期待している｡それが実現すれば､血液などのサンプルを微細な単一細胞レベルの解像度で迅速に分析することができるようになる｡
この研究論文の共著者として､Edward Pao､Peter Tseng､Shayan Aftab (いずれもUCLA BioengineeringのDr. Di CarloのBiomicrofluidicsラボの元または現役研究者)､およびUCLA David Geffen School of MedicineとUCLA Jonsson Comprehensive Cancer CenterのDr. Rajan KulkaniとDr. Matthew Rettigが名を連ねている｡
写真
写真は､新磁気ラチェッティング細胞選別法の柱間が漸増的に大きくなるマイクロピラー･アレイを示している(Credit: UCLA)｡
原著へのリンクは英語版をご覧ください
New Cell-Sorting Technology Could Improve Development of Cell Therapies
