単一細胞質量分析技術

現代生物学の発展に伴い、「平均値」という言葉では研究のニーズを満たすことができなくなりました。細胞間の差異をより深く理解する必要があり、単一細胞に焦点を当てたさまざまな研究技術が生まれました。単一細胞質量分析フローサイトメトリー（Mass Cytometry）技術は、質量分析技術を用いて単一細胞を多パラメーターで検出するフロー技術で、従来のフローサイトメトリーが持つ高速解析の特徴と、質量分析による高分解能の能力を兼ね備えています。単細胞シーケンシングと質量分析フローサイトメトリーは現在非常に強力な技術であり、ますます多くの高品質な文献が両者を組み合わせて使用しています。優劣は言えませんが、質量分析フローサイトメトリーはタンパク質を検出し、重要だが非常に低いタンパク質の検出漏れを避けることができ、その通量が非常に高いため、大量の細胞を検出することができ、単一細胞シーケンシングの優れた補完となります。バイテックバイオテクノロジーの単一細胞質量分析フローサイトメトリー技術は、金属元素標識（通常は金属元素で標識された特異的抗体）を用いて細胞の表面および内部の分子を標識し、フローサイトメトリーの原理を用いて単一細胞を分離し、誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）で単一細胞の原子質量スペクトルを分析し、最終的に原子質量スペクトルデータを細胞表面および内部のシグナル分子の発現量に変換します。

McCarthy, R. L. et al. J. Vis. Exp. 2017.

単一細胞質量分析フローサイトメトリー技術

単一細胞質量分析フローサイトメトリー技術の利点：

1，技術が進んでおり、技術の空白を補完

単一細胞質量分析フローサイトメトリーは金属標識抗体技術を使用し、従来のフローサイトメトリーの蛍光チャネルが少なく、相互に影響を与えやすい問題を避けます。単一細胞レベルで複数の指標を同時に特徴付けることができ、バイテックバイオテクノロジーは51個のターゲットタンパク質を同時に検出することができます。

2，分析数が多く、コストが低い

単一細胞RNAseqはコストなどの要因に制限され、全サンプル細胞の分析数は通常2x10^4個程度ですが、フロー質量分析技術では一度（単一サンプル）で少なくとも10^5個の細胞を分析することができ、桁違いの向上を実現しています。また、コストは単一細胞RNAseqを超えていません。

3，応用の可能性が大きい

a)フロー質量分析の結果は細胞サブグループの変化を示すことができ、臨床診断や病気のメカニズム研究などの分野で非常に大きな研究の可能性があります；
b)金属ラベル技術と他の技術を組み合わせることで新しい応用方向が生まれます。通常のタンパク質に加えて、質量分析フローサイトメトリーはタンパク質の翻訳後修飾にも使用できます；
c)細胞の生存率、細胞の大きさ、mRNAトランスクリプトの発現量、DNA合成速度、プロテアーゼ活性などを検出することができます。

単一細胞質量分析フローサイトメトリー実験の流れ
バイテックバイオテクノロジーはFluidigm質量分析フローサイトメトリーシステムを使用してサンプルを分析します

 

単一細胞質量分析フローサイトメトリーデータ解析

単一細胞質量分析フローサイトメトリー技術の応用
質量分析フローサイトメトリーで可能な機能解析は12種類に分けられます：
(A) 表現型の特徴付け
(B) 細胞内サイトカインの測定
(C) 細胞内シグナル状態の特徴付け
(D) 細胞の体積とサイズの測定
(E) 細胞の活力識別
(F) 細胞周期の識別
(G) 増殖トレーサー
(H) 受容体占有率の測定
(I) テトラマーを用いた抗原特異的T細胞のスクリーニング
(J) クロマチン修飾の分析
(K) RNAとタンパク質の共検出
(L) イメージング質量分析フローサイトメトリー

単一細胞質量分析フローサイトメトリー技術は病気の研究や治療に広く応用されており、新型コロナウイルスの研究を例に取ります：

 

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