磁気ビーズベースの細胞分離入門

細胞分離は現代生物学および薬の角質技術で、研究者が下流の分析、文化、または治療上の使用のための異種混合物からの特定の細胞の人口を隔離することを可能にします。さまざまな分離の技術の中で、磁気ビーズベースの方法は速度、単純性および穏やかな処理の組合せによる広範囲の採用を得ました。これらの方法は、抗原性ビーズに機能し、抗原薬または標的細胞に結合するリガンドを、基礎的な細胞を基礎にするために使用される2つの基礎的な基礎技術が、基礎に基礎をあります。

磁気ビーズの基礎

磁気ビーズは、通常、ナノメートルからマイクロメートルまでの範囲の直径の球状粒子であり、ポリマーまたはシリカマトリックスで構成されるナノ粒子(多くの場合、酸化鉄、Fe]3]]O]4[またはγ-Fe2O]3[FLT:]]]]または、非磁性体調度が異なる特性を分離する。

磁気細胞分離の原則

分離プロセスは、正の選択と負(枯渇)の選択の2つの主要なアプローチに分けることができます。 正の選択では、ビーズは、ターゲットセルの人口を認識する抗体に対抗する。 孵化後、ビーズ・バウンド細胞は磁場によって捕獲され、アンバウンド細胞は破棄されます。 負の選択では、ビーズは磁気的に除去され、ビーズによって触れられていないターゲットセルを残します。 この後者は、対象細胞がターゲット細胞がターゲット細胞に分類され、ターゲット細胞が無効にされる場合には、対象細胞が欠落とされることはありません。 、または、この方法は、対象細胞が分類されない場合には、対象細胞を対象細胞にはなりません。

磁気分離のステップ

  1. 試料調製:] ティッシュ解散、勾配遠心分離、または赤血球の分解を1セルサスペンションを取得。 凝固30〜40μmメッシュを通したろ過は、しばしば塊を取り除くために行われます。
  2. ]磁気ビーズとのインキュベーション:[ 細胞サスペンションは、ビーズ抗体コンファゲートの所定の量と混合されます。 孵化条件(時間、温度、攪拌)は、非特異的な付着を最小限に抑えながら、結合を最大化するために最適化されます。
  3. 磁気キャプチャ:]]] 混合物は、磁場(列、チューブ、またはプレートフォーマットの永久磁石を使用して)に配置されます。 ビーズの細胞は、磁石に向かって移行し、アンバウンド細胞は洗い流されます。
  4. []Washのステップ:[]]] バッファ(多くの場合、BSAと2 mM EDTAのPBS)で複数の洗浄は、アンバウンドセルと残留ビーズを汚染します。
  5. 回復:]]]] 正選択のために、捕獲された細胞は磁石を取除き、餌を回復することによって溶かすことができます。 または、細胞は、その後のアッセイのために磁石に直接使用されるかもしれません。

磁気分離システムの種類

複数の商用プラットフォームが利用可能で、それぞれ異なるスループットと自動化レベルのために最適化されています。 最も一般的なものは次のとおりです。

  • [ 炉ベースのシステム(例、ミルテンイ バイオテック MACS):]] 強力な磁場に配置された鋼製ウールの列を通過するセル。 ビーズラベルのセルは保持され、ラベルされていないセルが流れます。 列は洗浄され、磁石から分離され、その分数を削減します。 このシステムは、大きなセル番号(最大10 [FLT]: )を処理し、高純度を達成することができます。
  • [Tube ベースのまたはプレートベースのシステム (例えば、Dynabeads、Stee):]]) ビーズと混合されたセルは、磁石の近くでチューブまたはマイクロプレートに配置されます。 ビーズの細胞は、側面または底に引き出され、スーパーナタントは除去されます。 このアプローチはシンプルで高速ですが、スループットが低下する可能性があります。
  • [マイクロ流体デバイス:[]]]) 新興技術は、統合磁石または磁場勾配でマイクロチャネルを使用して、単一セルレベルで細胞を分離します。 これらは、まれな細胞分離のために有望ですが、まだ主流ではありません。

伝統方法のメリット

磁気ビーズ分離は、フローサイトメトリーベースのソート(FACS)または密度勾配遠心分離機と比較して、いくつかの利点を提供します。

  • スピード:] 一般的なプロトコルは、FACSの時間と比較して30〜60分かかります。複数のサンプルを同時に処理するのに適しています。
  • []スケール性:]10[]]]5]]10細胞は、システムに応じて、1つの実行で処理することができます。 これは、臨床スケールセル療法にとって重要です。
  • ]シンプルさ:]高価な計測(必要な磁石のみ)と最小限のオペレータトレーニング。プロトコルは直進して再現性があります。
  • Gentle 取扱:]] せん断力が低く、セルは高圧や電気分野に従わない。 可燃性は通常90%を超える。
  • 汎用性:]]は、プライマリセル、ステムセル、細菌、さらにはサブセルオルガレを含む複数のセルタイプに該当します。 ビーズは、タンパク質または核酸のキャプチャのために機能化することもできます。

検討と制限

その利点にもかかわらず、磁気ビーズ分離は、洞窟を持っています。ビーズ除去は、ビーズが機能的な試金や移植などの干渉する可能性があるアプリケーションのために考慮されなければなりません。一部のシステムでは、酵素または機械的ビーズの剥離を可能にしますが、これは細胞の生存性やマーカーの発現に影響を与える可能性があります。さらに、ビーズを細胞表面抗原に結合することで、信号や活性化をトリガーしたり、細胞の動作を変更したりすることができます。選択マイナスの場合、枯渇効率は、最後に、測定値が測定値が測定値の頻度を制限することができます。

研究開発・医療分野における応用

磁気細胞分離は、バイオ医薬品全体で広く使用されています。 主な領域は次のとおりです。

免疫学

T細胞サブセット(CD4+、CD8+など)、B細胞、自然キラー細胞、機能的アッセイ、シトキインプロファイリング、または採用トランスファー実験のためのデndritic細胞、およびmonocytesの分離。 負の選択は、活性化を避けるために、非接触型T細胞のために好まれます。

がん研究

抗EpCAMまたは抗HER2ビーズを使用して血液から循環腫瘍細胞(CTC)の増強。これにより、腫瘍の進行および治療反応の非侵襲的モニタリングが可能になります。同様に、がん幹細胞は、CD44 / CD24式に基づいて濃縮することができます。

幹細胞生物学

骨髄または移植のための架橋周辺血液から重麻性幹細胞(CD34 +)の正式な選択。 間欠性幹細胞(MSC)は、負の選択によって、望ましくない細胞を除去することが多い。

再生医療

細胞療法製造は、注入前の治療細胞の人口を浄化するために磁気分離に依存しています。例えば、T細胞の細胞は、遺伝子改変前の磁気ビーズによって分離されます。

マイクロバイオロジー

細菌またはウイルス抗原に特異する抗体でコーティングされた磁気ビーズは、複雑なサンプルから病原体の検出または分離を可能にします。 これは、食品安全および臨床診断で使用されます。

未来の方向と革新

フィールドは進化し続けています。最近の開発には以下が含まれます。

  • [ 複数の分岐:]]] 複数のビーズタイプを使用して、複数の人口を同時に分離します。
  • []Automationとmicrofluidics:[]] 液処理ロボットとの統合により、高スループット、低音量のサンプル処理を実現します。
  • ]ビーズのデザインを改良しました。[ 生分解性ビーズの内径化後、または細胞内配送に使用するナノスケールビーズ。
  • ]:[]:超純人口のFACSが従った磁気ビーズとの事前の増強。

磁気ビーズ技術が成熟するにつれて、パーソナライズされた医薬品や細胞ベースの治療にさらに多くの積分になる可能性があります。

コンテンツ

磁気ビーズ細胞分離は、研究者が複雑な混合物から特定の細胞タイプを分離し、浄化する方法を変えました。速度、単純性、および穏やかな処理の組み合わせにより、基本的な研究と臨床応用の両方において不可欠なツールです。原理を理解し、適切なシステムを選択し、最適化プロトコルは、高純度、生存可能な細胞を得るために不可欠です。開発は、より優れた機能性と統合を約束し、磁気ビーズ分離が来るべき技術を隅に残っていることを約束します。

[] さらなる読書のために: ミルテンイ ら. – 磁気細胞分離 (Nature Biotechnology)], [ 細胞分離における磁気ビーズの見直し (免疫学方法のジャーナル)]]] [磁気ビーズ]]] [磁気ビーズ[FLT:[FLT:[FLT:]]] [FLT:[FLT:]] [FLT: [FLT:]]] [FLT:[FLT:[F]]]]]] [[FLT:[FLT:[F]]]]] [[FLT:[F]]]]] [[FLT:[FLT:[F]]]]]] [[F]]]] [[FLT:[FLT:[F]] [[FLT:[F]] [[F]]]]]]]]]]]]]]] [[F [[F [[F [[FLT: