ImageXpress Micro 4システムで
メカノメディシン探索スクリーニングを実施
企業／大学
Forcyte Biotechnologies社
チームメンバー
イヴァン・プシュカルスキー博士;共同設立者;社長
エンリコ・コルテス;理学士;リサーチ・アソシエイト
ヤオ・ワン博士;シニアサイエンティスト
Junyi Zhao、MS;リード・エンジニアリング
使用製品
ImageXpress Micro 4ハイコンテントイメージングシステム
課題
Forcyte Biotechnologies, Inc.は、HTSアッセイのエンドポイントとして細胞収縮力の表現型スクリーニングを行う創薬新興企業である。同社は、蛍光マイクロパターンを埋め込んだソフトフィルムの底を持つユニークなマイクロプレートを製造・利用しており、このマイクロプレートには数千のセルが同時に接着し、収縮（スクイーズ）する。薬物存在下でのマイクロパターン収縮の光学的測定は、薬物が細胞力発生を調節するかどうかについての機能的データを提供し、新規の力学調節薬（メカノメディスン）の発見を可能にする。例えば、気道平滑筋細胞が発生する力を安全に減少させることが見出された薬物は、気管支拡張を介して喘息を治療するための新規治療候補となりうる。このスクリーニング・アプローチはまた、高血圧、早産、痙性膀胱、心不全、あるいは異常な細胞力発生を示すその他の疾患（機械的疾患）に対する薬剤の標的診断的発見を可能にする。
研究チームは次のようなイメージングシステムを必要としていた：
- 384ウェルプレート全体を1プレートあたり20分以内で迅速にイメージングする
- 4つの蛍光チャンネルでイメージング：マイクロパターン、核色素、細胞質色素1、細胞質色素2
- 機械的活性の低下を防ぐため、インキュベーター環境を維持
- 非常に高品質で迅速なオートフォーカスを提供
- テラバイト相当の画像を整理
解決策
Forcyte社は、Molecular Devices社のImageXpress® Micro 4システムと環境制御アドオンを使用して、細胞収縮の4ウェイマルチプレックススクリーンを実行するという目標を達成した（4つの異なる光学的にバーコード化されたヒト細胞タイプで同時に）。レーザーベースのオートフォーカスは、ミリ秒単位の時間スケールで、マイクロパターンの特徴、細胞核、細胞質色素への迅速かつロバスト性のフォーカシングを可能にした。迅速なステージ移動と相まって、この能力により、384ウェルのFLECSプレート全体（4チャンネルすべてを含む）の画像取得が、十分な露光時間で16分以内に完了した。重要なのは、このイメージングシステムが、マイクロパターンのサイズ変化の微細な違いを観察するのに十分な空間解像度で、ウェル全体（384ウェルの全領域を1枚の画像で）の画像を取得することである。384ウェルFLECSプレートの詳細については、Forcyte Biotechnologiesのウェブサイトをご覧ください。
使用製品
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ImageXpress Micro 4 ハイコンテントイメージングシステム
ImageXpress®マイクロ4ハイコンテントイメージングシステムは、ハイスループット、ワイドフィールドイメージャーで、生物全体や細胞または細胞内イベントの画像を取得することができます。特許取得済みの高速フレームレートテクノロジーを搭載しており、心筋細胞におけるカルシウムオシレーションなどの高速生物学的プロセスをキャプチャすることができます。高度な設定が可能で、研究ニーズの変化にアダプターで対応できる。利用可能なオプションには、共焦点、明視野、位相差、液体ハンドリング、環境制御などがある。
結果
収縮経路は組織や細胞種間で保存されているという古くからの考えにもかかわらず、非常に組織特異性の高い細胞収縮阻害剤が存在することが示された。言い換えれば、下図に描かれているように、マルチプレックス形式のシステムを用いると、ある細胞型では収縮を有意に阻害するが、他の少なくとも3つの細胞型では阻害しないヒット薬が発見される。この方法により、Forcyte社は、様々な機械的疾患に対するファースト・イン・クラスの薬剤の開発に向けて、特異性カウンタースクリーンを組み込んだ世界最大のメカノメディスン・ディスカバリー・キャンペーンを行うことができる。
