蛍光活性化細胞選別 (FAC) のガイド: 細胞分離の最新技術

蛍光活性化セルソーティング (FACS) は、サンプルから個々の細胞を分離し、その特性を分析するために使用される最先端の技術です。このガイドでは、FACS ソート プロトコルの基本と、それをさまざまなアプリケーションで使用する方法について説明します。
FACS は細胞生物学の分野に革命をもたらし、研究者が 99.99% という前例のない精度で単一細胞を単離できるようにします。このため、セルの純度が重要なアプリケーションにとって理想的なツールとなります。


重要なポイント


FACS により、99.99% の精度で個々の細胞を正確に分離および分析できます。

蛍光色素とフローサイトメトリーを使用して、サイズ、表面マーカー、蛍光強度などのさまざまなパラメーターに基づいて細胞を分類します。


FACS は、がん研究、免疫学、幹細胞研究、発生生物学、臨床診断に応用されています。


蛍光活性化細胞選別はどのように機能しますか?


蛍光活性化セルソーティング (FACS) は、混合集団から特定の細胞タイプを分離するために使用できる技術です。 FACS は、細胞を蛍光色素で標識し、蛍光強度に従って分類できるという原理に基づいています。 FACS は、レーザー光線を通過する細胞の蛍光を測定できる機械であるフローサイトメーターを使用して実行されます。


FACS の主な利点は、細胞分離、細胞標識、および細胞分析です。細胞分離は FACS の最も一般的なアプリケーションであり、細胞のサイズ、形状、表面マーカーなどのさまざまなパラメーターに基づいて実行されます。一般的に使用される表面マーカーには、CD45 (白血球マーカー)、CD14 (単球マーカー)、および HLA-DR (T 細胞マーカー) などの CD マーカーが含まれます。


細胞の標識は、FACS を使用して実行されるもう 1 つの一般的なプロセスです。細胞は、特定のタンパク質または DNA 配列に結合する蛍光色素で標識できます。これにより、特定のタンパク質または DNA 配列の検出と定量が可能になります。細胞分析は FACS の最後の利点です。細胞は、そのサイズ、形状、蛍光強度、その他のパラメーターについて分析できます。これにより、細胞集団の特性評価が可能になります。


FACS は、遠心分離や濾過などの従来の細胞分離技術に比べて多くの利点を提供します。 FACS はこれらの方法よりもはるかに高速で、多くの場合数分で完了します。第二に、FACS は、他の方法では分離が難しい細胞を精製するために使用できます。最後に、FACS を使用して細胞を複数のグループに分類することができ、細胞集団のより詳細な分析が可能になります。


蛍光標識された細胞を含む細胞混合物がノーゼルから排出されます


レーザービームが液滴に当たる


FSC検出器は細胞のサイズを識別します


SCC検出器は細胞の粒度または蛍光を識別します


電極は正または負の電荷を割り当てます


正に帯電した細胞は負のプレートに引き寄せられ、負の細胞は正のプレートに引き寄せられます。


分離された細胞は異なるコレクションチューブに集められます

蛍光活性化細胞選別プロトコル


蛍光活性化細胞選別は複雑な手順であり、訓練を受けた人材と特殊な機器が必要です。

FACS ソーティングの最初のステップは、細胞を蛍光色素で標識することです。蛍光色素は通常、特定の細胞表面マーカーに結合する抗体に結合します。細胞は通常、PE または FITC 結合抗体で標識されます。 FITC は青色光によって励起される緑色蛍光染料であり、PE は緑色光によって励起される赤色蛍光染料です。細胞は蛍光色素とともに 30 ～ 60 分間インキュベートされます。


インキュベーション後、細胞を洗浄し、緩衝液を使用して希釈します。細胞選別バッファーには、選別プロセス中に細胞を健康に保つのに役立つ塩、タンパク質、およびその他の分子が含まれています。次に、細胞をリン酸緩衝食塩水 (PBS) に再懸濁して、未結合の色素を除去します。


次のステップは、標識された細胞をフローサイトメーターに通すことです。フローサイトメーターは、レーザーを使用して蛍光色素を励起し、検出器を使用して色素の蛍光強度を測定します。フローサイトメーターは蛍光強度に基づいて細胞を異なるグループに分類します。
細胞は、蛍光強度とサイズに応じてグループに分類されます。最も一般的な並べ替え方法は、前方散乱 (FSC) および側方散乱 (SSC) と呼ばれます。 FSC チャネルはサイズに基づいてセルを分類し、大きなセルは高 FSC チャネルに分類され、小さなセルは低 FSC チャネルに分類されます。 SSC チャネルは粒度に基づいてセルを分類し、粒度の高いセルは高 SSC チャネルに分類され、粒度の低いセルは低 SSC チャネルに分類されます。


選別後、細胞グループはさらなる分析のためにチューブまたはプレートに収集されます。細胞の純度は、顕微鏡またはフローサイトメトリーを使用してチェックできます。純度は、目的のグループ内の細胞数を選別された細胞の総数で割ることによって計算できます。



蛍光活性化細胞選別の応用



蛍光活性化セルソーティングは、生物医学研究に多くの用途がある強力なツールです。がん研究、免疫学研究、幹細胞研究、発生生物学研究はすべて、混合集団から特定の細胞型を分離するために FACS ソーティングを使用できる分野です。 FACS は、細胞のさまざまなサブタイプを識別するための貴重なツールでもあります。


がん研究
FACS は、混合細胞集団から癌細胞を分離するために使用できます。 FACS を使用して複数の色素でがん細胞を標識することもでき、複数の細胞表面マーカーの検出が可能になります。これは、さまざまな種類のがん細胞を識別できるため重要です。 FACS は、健康な細胞から癌細胞を分離するために使用することもでき、特定の種類の癌の研究が可能になります。


免疫学の研究
FACS は免疫系の研究に使用できます。混合集団から T 細胞や B 細胞などの特定の種類の免疫細胞を分離するために使用できます。 FACS は、表面マーカーに基づいて免疫細胞を分類するために使用できます。これは、特定の疾患プロセスに関与する特定の免疫細胞タイプの分離を可能にするため、重要です。


幹細胞研究
FACS は、混合集団から特定の幹細胞タイプを分離するために使用できます。幹細胞は蛍光色素で標識し、蛍光強度に従って分類できます。これは、研究者が幹細胞の特性を研究し、病気の新しい治療法を開発できるようにするため、重要です。


発生生物学の研究
発生生物学は、生物が受精から成体になるまでどのように発達するかを研究するものです。蛍光活性化細胞選別は、表面マーカーに基づいて胚細胞を選別するために使用できる強力なツールです。これは、発生の特定の段階に関与する特定の胚細胞タイプの単離を可能にするため、重要です。


結論として、FACS は研究現場と臨床現場の両方で幅広い用途があります。研究では、FACS は癌患者から腫瘍浸潤リンパ球などの希少細胞タイプを分離するためによく使用されます。クリニックでは、FACS は白血病やリンパ腫などの血液疾患の診断と治療に使用されます。
23rd Oct 2024 Sana Riaz

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