Sample No.

1細胞解析ソリューション

バイオイメージングと１細胞解析をつなぐシングルセルマニピュレータ

湘南ヘルスイノベーションパーク

湘南ヘルスイノベーションパーク内にある湘南ライフサイエンス コ・イノベーションセンターを拠点として、コンソーシアムを立ち上げました。様々な研究施設やメーカーと1細胞解析技術の発展に取り組んでいます。

plate_2_11 #45 RT: 2.00 AV: 1 NL: 2.66E4T: FTMS + p NSI SIM ms [369.70-374.70]

371.4 371.6 371.8 372.0 372.2 372.4 372.6 372.8 373.0 373.2 373.4

m/z

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

25000

26000

Inte

nsity

372.23218N=3.98

373.23532N=3.98

372.73801N=3.98

372.10358N=3.98

371.86902N=3.98

372.26575N=3.98

372.19736N=3.98

373.08295N=3.98

372.83221N=3.98

373.26459N=3.98

373.20047N=3.98

372.53647N=3.98

371.56683N=3.98

細胞培養上清にタモキシフェンを添加

ガラスキャピラリーチップを用いて細胞質を吸引 タモキシフェン

ガラスキャピラリーチップ

HepG2 細胞

質量分析

スタティックエレクトロスプレーイオン化法

0

10

20

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

GAPDH

Sample No.

Cycle

Nu

mb

er

HepG2細胞をタモキシフェン 10uM存在下で24h培養した。ガラスキャピラリーチップを用いて細胞質を吸引後、チップ内にメタノールを添加して質量分析した。

ガラスキャピラリーチップを用いて細胞を1個吸引

遺伝子解析前処理細胞溶解、逆転写、増幅

遺伝子解析定量的PCR

HEK293細胞を１細胞吸引後、細胞毎にRT-RamDA法(参考文献#1)による逆転写反応と増幅反応を行い、リアルタイムPCRにより遺伝子発現量を定量した。

細胞を個別に解析する１細胞解析は、これまで細胞集団として解析し、平均値として理解することでは困難であった1細胞の特性を個別に理解し、個別化医療や再生医療の伸展に寄与しています。最近では、1細胞解析から生命体を構成する細胞社会を再構築することが可能となり、細胞間のコミュニケーションやネットワークを解明できる生命科学の新しい研究分野として展開されつつあります。今回紹介する横河電機(株)のシングルセルマニピュレータ（試作機）は、細胞の形態情報や位置情報を保持したまま、 1細胞を単離することや、 1細胞の細胞質を吸引することが可能となり、サンプリングされた細胞や細胞質は、そのまま遺伝子解析や質量分析することができます。すなわち、本試作機は、細胞の形態情報や位置情報と、1細胞の特性をリンクさせることが可能となります。ここでは、質量分析・遺伝子解析した実験結果を紹介します。

細胞内吸引・細胞吸引（例）

細胞内の吸引吸引前 吸引後 吸引前 吸引後

1細胞の吸引

染色緑：細胞質黄色：ミトコンドリア

参考文献#1 ：Hayashi, T., Nikaido, I., et al.,Nature communications 9,619, 2018

ガラスキャピラリーチップ

本試作機を用いて、1細胞の単離や細胞質の吸引を必要とする研究をサポート致します（有償）。試作機であることから、できることに限りがございますが、ご興味のある方は、弊社スタッフにお声掛けください。

お問合せ：SingleCell@cs.jp.yokogawa.com

参考出展

質量分析：1細胞の質吸引して、細胞内に取り込まれた化合物の検出

遺伝子解析：1細胞を吸引して、遺伝子発現量の定量

サンプリング方法による遺伝子発現量の比較 研究サポート

シングルセローム共同開発研究コンソーシアム

HEK293細胞を用いた下記サンプルについて、RT-RamDA法とリアルタイムPCRによりGAPDH遺伝子の発現量を比較した。試作機を用いた１細胞吸引サンプル（■）では、発現量は他のサンプルと同等であったが、発現量のバラツキが観察された。

■ total RNA 10pg（１細胞相当量）を用いたサンプル（n=8）■ 細胞懸濁液からマウスピペットを用いて１細胞分取したサンプル（n=8）■ 培養容器から、本試作機を用いて１細胞吸引したサンプル（n=8）

Micro Tip

XYZ Stage

Sample Plate

Incubator

Confocal Microscope

Laser

Camera

マウスES細胞（mES）の1細胞遺伝子解析

① mES細胞由来分化細胞は、mES細胞をデキサメタゾン(0.1μM)存在化で72時間培養し、調整した。② シングルセルマニピュレータ(試作機)を用いて細胞を撮影し、取得画像を基に吸引する細胞を設定して、1細胞を自動吸引した。③ 吸引した1細胞は、RT-RamDA法により、可溶化、RNAの逆転写、cDNAの増幅を行った。（参考文献#1）④ 各種マーカー遺伝子の発現量は定量的PCRで定量した。⑤ 各種マーカー遺伝子のコピー数は、マウスゲノムDNAを用いた検量線から算出した。

実験方法

ES細胞やiPS細胞は、分化誘導により試験管内で、神経細胞をはじめ、心筋細胞、血液細胞などの様々な種類の細胞に分化していくことが知られ、再生医療への利用が期待されている。その一方で、増殖因子により分化誘導する通常の培養方法では、同時に多種類の細胞に分化誘導されることも知られており、 個々のES細胞の特性が異なることが考えられる。そこで本実験では、mES細胞の特性を、個別に理解することを目的として、未分化マーカー遺伝子（Nanog, SOX2）の発現量を1細胞ごとに測定した。対象として、デキサメタゾンで誘導したmES細胞由来分化細胞を用いて、同様にマーカー遺伝子の発現量を定量した。その結果、mES細胞由来分化細胞では、未分化マーカー遺伝子の発現は観察されず、mES細胞におけるマーカー遺伝子は、マーカー遺伝子の種類によって発現量にバラツキが観察された。

実験概要

mES細胞由来分化細胞mES細胞

1

10

100

1000

10000

1 2 3 4

コピー数

内因性コントロール遺伝子

未分化マーカー遺伝子

Gnb2l1 Eef1b2 Nanog Sox2

■mES細胞 (n=8) ■mES細胞由来分化細胞(n=8)

参考文献#1：Hayashi, T., Ozaki, H., Sasagawa, Y., Umeda, M., Danno, H., Nikaido, I.,Nature communications 9,619, 2018.

横河電機株式会社 ライフイノベーション事業本部 バイオソリューションセンター

Web site：https://www.yokogawa.co.jp/solutions/solutions/life-innovation/solutions-for-single-cell-analysis/E-mail ： SingleCell@cs.jp.yokogawa.comTEL(076) 258-7028 FAX (076) 258-7029 〒920-0177 石川県金沢市北陽台2-3

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バイオイメージングと１細胞解析をつなぐシングルセルマニピュレータ

参考出展

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