JP5162738B2 - Methods for isolating and collecting living cells and structures in living cells - Google Patents
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Description
本発明は、生細胞、生細胞内の構造物等の単離及び採取方法に関する。 The present invention relates to a method for isolating and collecting living cells, structures in living cells, and the like.
現在、病理学や分子生物学の分野では、生きている細胞(生細胞)または生きている細胞内に存在する様々な細胞内小器官(細胞内構造物)の挙動を解析することに研究の関心が集まっている。生細胞または細胞内構造物を直接解析することによって、細胞内で起こる病理メカニズムをより厳密に解析することができる。 Currently, in the fields of pathology and molecular biology, research is being conducted to analyze the behavior of living cells (living cells) or various organelles (intracellular structures) existing in living cells. Interest is gathered. By directly analyzing living cells or intracellular structures, pathological mechanisms occurring in the cells can be analyzed more precisely.
一方、採取された病理組織片は、実際には多くの正常細胞や解析対象外の細胞によって構成された非常に不均一な集合体であり、研究対象となる病変細胞(標的細胞)は極少数に限られる。この病理組織片内に低密度で分布する標的細胞を採取する方法としては、レーザーマイクロダイセクション法(LMD法)が有効である。LMD法は、顕微鏡にレーザー照射装置が接続された機器を使用して、顕微鏡下で組織片を観察しながら、高出力レーザーによって標的細胞を組織片から切り離す技術である(特許文献1〜3)。LMD法は、正常細胞と標的細胞が混在する病理組織片から標的細胞のみを単離することができるので、病原遺伝子の発現解析にとって極めて強力な技術であり、レーザキャプチャーマイクロダイゼクション(LCM)とも呼ばれている。 On the other hand, the collected pathological tissue pieces are actually very heterogeneous aggregates composed of many normal cells and cells not to be analyzed, and there are very few lesion cells (target cells) to be studied. Limited to. The laser microdissection method (LMD method) is effective as a method for collecting target cells distributed at a low density in the pathological tissue piece. The LMD method is a technique in which a target cell is separated from a tissue piece with a high-power laser while observing the tissue piece under a microscope using an apparatus in which a laser irradiation apparatus is connected to a microscope (Patent Documents 1 to 3). . The LMD method is an extremely powerful technique for analyzing the expression of pathogenic genes because only target cells can be isolated from a pathological tissue fragment in which normal cells and target cells coexist, and laser capture microdivision (LCM) It is also called.
ここで、切り離された標的細胞の採取方法が重要になってくる。標的細胞の採取方法としては、例えば、熱塑性フィルムを貼り付けた透明キャップを押し付ける方法(特許文献1)、ゼラチンコートされたスライドガラスを使用する方法(特許文献2)がある。また、LMDの時点で標的細胞の周辺部位を大きく取り除き、正確な採取を実現する方法が開示されている(特許文献3)。
しかし、多量の水分を含む生細胞に高出力レーザーを照射すると、水分がアブレーション効果によって急激な速度で蒸発飛散し、レーザー照射部位における正確な切断ができなくなる。上述した特許文献1〜3のLMD法は、すべて乾燥させた組織標本においてのみ適用可能であり、多量の水分を含む生細胞または細胞内構造物の単離には適用することができない。 However, when a high-power laser is irradiated onto living cells containing a large amount of water, the water is evaporated and scattered at a rapid rate due to the ablation effect, and accurate cutting at the laser irradiation site cannot be performed. The above-described LMD methods of Patent Documents 1 to 3 are all applicable only to a dried tissue specimen, and cannot be applied to isolation of living cells or intracellular structures containing a large amount of water.
また、たとえ標的生細胞の輪郭から十分に距離をとってレーザーでトリミングしたとしても、多量の水分を含む生細胞は、一般に付着力が弱い傾向にあり、例えば、特許文献1および2に記載された方法での採取は難しい。また、そもそも、十分に距離をとってレーザーでトリミングした場合、多量の不純物が混入してしまう。特に、微小な細胞内構造物のみをターゲットに定めている場合、この問題はいっそう深刻になる。一方、特許文献3の方法は、周辺部位に多数の標的生細胞が散在している場合は採取効率が悪いので適用が困難である。
In addition, even if a sufficient distance from the outline of the target living cell is trimmed with a laser, the living cell containing a large amount of water generally tends to have a weak adhesive force, and is described in, for example,
本発明の目的は、多量の水分を含む標本中に低密度で分布する標的生細胞または細胞内構造物(標的部位)を標本から正確に単離し、かつこの単離された標的部位のみを正確に採取する技術を提供することにある。 The purpose of the present invention is to accurately isolate target living cells or intracellular structures (target sites) distributed at low density in a sample containing a large amount of water from the sample, and to accurately isolate only this isolated target site. It is to provide the technology to collect.
即ち、本発明は、標的生細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本に液透過性を付与し、前記標本内の含水量を制御する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含む、標的生細胞または細胞内構造物の単離方法を提供する。ここで、前記含水量を制御する工程が、半乾燥状態の標本を得る工程を含むことにより、アブレーション時の不都合を好適に回避できる。前記含水量を制御する工程が、細胞膜に多数の微細孔を形成させる薬剤を前記標本に添加し、細胞内の液状成分を取り出すようなセミインタクト化を行う工程と、前記セミインタクト化された各細胞内の液状成分を細胞外に流出させる工程と、を含むことにより、細胞外のみでなく細胞内の含水量も適切に制御でき、より正確な単離が可能となる。前記切り離す工程が、前記標的生細胞または細胞内構造物に予め組み込まれた光マーカー物質からの光を発生させる工程と、前記光マーカー物質の発光に基づいてダイセクション箇所を決定する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含むことにより、観察している最中の所望の単離対象を光マーカで確認しながら容易に単離操作できる。前記標本を作製する工程は、前記標的生細胞または細胞内構造物に光マーカー遺伝子を組み込み、可視化する工程を含むことにより、遺伝学的活性を生きたまま単離操作できる。ここで、光マーカー物質を発光させる工程が、前記切り出し工程とは異なる波長の励起用光源(レーザーまたは水銀ランプスペクトル光等)であることにより、互いに光学的な干渉を受けずに同時操作できる。 That is, the present invention comprises a step of preparing a specimen containing target living cells or intracellular structures, a step of imparting liquid permeability to the specimen, and controlling a water content in the specimen, Irradiating a laser to separate the target living cell or intracellular structure from the specimen, and a method for isolating the target living cell or intracellular structure. Here, the step of controlling the water content includes a step of obtaining a semi-dried specimen, whereby inconvenience at the time of ablation can be suitably avoided. The step of controlling the water content includes a step of semi-intacting such that a drug that forms a large number of micropores in a cell membrane is added to the specimen, and a liquid component in the cell is taken out, and each semi-intacted intracellular Including the step of causing the liquid component to flow out of the cell, the water content in the cell as well as outside the cell can be appropriately controlled, and more accurate isolation becomes possible. The step of detaching comprises generating light from a photomarker substance previously incorporated in the target living cell or intracellular structure, determining a dissection location based on light emission of the photomarker substance, Irradiating the specimen with a laser and separating the target living cells or intracellular structures from the specimen, thereby confirming a desired isolation target during observation with an optical marker. It can be easily isolated. The step of preparing the specimen includes a step of incorporating and visualizing a photomarker gene in the target living cell or intracellular structure, thereby allowing the genetic activity to be isolated and alive. Here, since the step of causing the light marker substance to emit light is an excitation light source (laser or mercury lamp spectrum light or the like) having a wavelength different from that of the cutout step, simultaneous operation can be performed without receiving optical interference with each other.
また、本発明の採取方法は、標的細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本の含水量を制御する工程と、平坦な先端部を有する細径の採取棒を、レーザーによって切り離された標的生細胞または細胞内構造物に押し付ける工程と、前記平坦な先端部に付着した前記標的生細胞または細胞内構造物を、溶液の入った回収用容器内で遊離させる工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the collection method of the present invention comprises a step of preparing a specimen containing target cells or intracellular structures, a step of controlling the water content of the specimen, a small-diameter collection rod having a flat tip, a laser Pressing the target living cells or intracellular structures separated by the step, releasing the target living cells or intracellular structures attached to the flat tip in a collection container containing a solution; It is characterized by including.
また、本発明の採取方法は、標的細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本の含水量を制御する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含む、標的細胞または細胞内構造物の単離方法である。ここで、前記標本が予め凍結ないし乾燥処理されており、含水量を制御する工程が、凍結が解凍されて生じる融解液ないし乾燥状態から復元するための溶解液により、一旦、含水量を充分増加させた後に、低度の乾燥状態になるまで含水量を低減させることにより、培養細胞以外の各種保存状態の細胞にも本発明を適用できる。 Further, the collection method of the present invention comprises a step of preparing a specimen containing target cells or intracellular structures, a step of controlling the water content of the specimen, irradiating the specimen with a laser, Separating the intracellular structure from the specimen, and a method for isolating the target cell or the intracellular structure. Here, the specimen is pre-frozen or dried, and the step of controlling the water content is sufficiently increased once by the melting solution generated by freezing and the solution for restoring from the dry state. Then, the present invention can be applied to cells in various preserved states other than cultured cells by reducing the water content until a low dry state is achieved.
本発明の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法によって、多量の水分を含む標本中に低密度で分布する標的生細胞または細胞内構造物を標本から正確に単離し、かつこの単離された標的部位のみを正確に採取することができる。 By the method for isolating live target cells or intracellular structures of the present invention, live target cells or intracellular structures distributed at low density in a sample containing a large amount of water are accurately isolated from the sample, and the isolation is performed. Only the target site thus obtained can be accurately collected.
以下、図面を用いて本発明の実施態様について説明する。なお、以下に示す実施態様は、本発明の構成を詳細に説明するために例示的に示したものに過ぎない。従って、本発明は、以下の実施態様に記載された説明に基づいて限定解釈されるべきではない。本発明の範囲には、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内にある限り、以下の実施態様の種々の変形、改良形態を含む全ての実施態様が含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are merely examples for explaining the configuration of the present invention in detail. Accordingly, the invention should not be construed as limited based on the description set forth in the following embodiments. The scope of the present invention includes all embodiments including various modifications and improvements of the following embodiments as long as they are within the scope of the invention described in the claims.
<第1の実施態様>
図1
図1は、第1の実施態様における方法を示したフローチャート図である。
<First Embodiment>
FIG.
FIG. 1 is a flowchart showing a method in the first embodiment.
第1に、標的生細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する(11)。 First, a specimen containing target living cells or intracellular structures is prepared (11).
「標的生細胞」とは、生きている細胞を意味する(以下、単に「標的細胞」ともいう)。標的細胞には、これらに限定されないが、任意の生物種または生体部位から入手可能な、病理組織片中に低密度で分散する各種異常細胞が含まれる。例えば、組織片の場合、組織片全体には多くの正常細胞が混在し、例えば特定の腫瘍細胞に特異的な遺伝子発現解析を行うためには、腫瘍組織片から目的の腫瘍細胞のみを採取する必要がある。なお、「標本」とは、病理組織片または組織片を解体して得た細胞分散系を意味する。 “Target living cell” means a living cell (hereinafter, also simply referred to as “target cell”). Target cells include, but are not limited to, various abnormal cells that are available from any species or site and that are dispersed at low density in a pathological tissue piece. For example, in the case of a tissue piece, many normal cells are mixed in the entire tissue piece. For example, in order to perform gene expression analysis specific to a specific tumor cell, only the target tumor cell is collected from the tumor tissue piece. There is a need. The “specimen” means a cell dispersion system obtained by disassembling a pathological tissue piece or tissue piece.
「細胞内構造物」とは、細胞内凝集体や各種の細胞内小器官を意味する。細胞内小器官には、LMDが適用可能な任意の物質を含み、例えば、核、ミトコンドリア、リソソーム、小胞体、ゴルジ装置等の膜系構造体が含まれる。 “Intracellular structures” means intracellular aggregates and various intracellular organelles. Intracellular organelles include any substance to which LMD can be applied, and include, for example, membrane-type structures such as the nucleus, mitochondria, lysosome, endoplasmic reticulum, and Golgi apparatus.
また、前記標本を作製する工程は、前記標的生細胞または細胞内構造物(以下、「標的部位」ともいう)に光マーカー遺伝子を組み込み、可視化する工程を含んでいてもよい。光マーカー物質によって標的部位を可視化することによって、以降のレーザーマイクロダイセクション処理において、標的部位のみを標本から確実かつ正確に切り出すことができる。 In addition, the step of preparing the specimen may include a step of incorporating and visualizing a photomarker gene in the target living cell or an intracellular structure (hereinafter also referred to as “target site”). By visualizing the target site with the optical marker substance, only the target site can be reliably and accurately cut out from the specimen in the subsequent laser microdissection process.
光マーカー物質は後述する実施例のように、励起光により蛍光を発する蛍光タンパク質、例えばGFPが有用である。実施例で使用したGFPは、詳しくはクローンテック社製ベクターである、pEGFP-N1で、励起波長が488nmである。なお、光マーカー遺伝子には、酵素基質溶液などの化学的励起剤により光を発する発光タンパク遺伝子が含まれる。また、生物発光エネルギー共鳴転移(BRET)による蛍光を、蛍光タンパク遺伝子および/または発光タンパク遺伝子により発生させる場合も含まれる。なお、可視化という点では、蛍光マーカー遺伝子を組み込み可視化するだけでなく、目的のタンパク質と特異性を持った抗体に蛍光標識した二次抗体を反応させ(蛍光抗体法)、可視化させることも可能である。そして、蛍光抗体法によって標識された標的部位にLMD処理を行うことができる。 As the photomarker substance, a fluorescent protein that emits fluorescence by excitation light, such as GFP, is useful, as in Examples described later. The GFP used in the examples is pEGFP-N1, specifically a Clontech vector, and has an excitation wavelength of 488 nm. The photo marker gene includes a photoprotein gene that emits light by a chemical excitation agent such as an enzyme substrate solution. Moreover, the case where fluorescence by bioluminescence energy resonance transfer (BRET) is generated by a fluorescent protein gene and / or a photoprotein gene is also included. In terms of visualization, it is possible not only to incorporate and visualize a fluorescent marker gene, but also to react a fluorescently labeled secondary antibody with an antibody having specificity with the target protein (fluorescent antibody method) for visualization. is there. Then, LMD treatment can be performed on the target site labeled by the fluorescent antibody method.
第2に、標的生細胞または細胞内構造物を含む標本に液透過性を付与する(12)。 Second, liquid permeability is imparted to a specimen containing target living cells or intracellular structures (12).
「液透過性を付与する」とは、標本を構成する各細胞の細胞膜を、前記各細胞内の液状成分が細胞外に流出可能な状態に誘導することを意味する。液透過性を付与された細胞膜は、細胞内の液状成分の透過を許容するが、細胞内の細胞内構造物の透過を阻害する。従って、細胞内構造物は細胞内にインタクト(無傷に)とどまり、各種流動性の微小蛋白(グロブリン等)を含むような液状成分のみを流出させることができる。この技術は、一般には「セミインタクト」と呼ばれている。セミインタクト化された細胞(セミインタクト細胞)は、可溶性成分(イオンやタンパク質など)を含む液状成分を自由に出入りさせることができる一方、細胞膜、細胞骨格、細胞内オルガネラ間の相対的位置、つまり細胞内のトポロジーが保持された細胞である。セミインタクト細胞を用いることにより、タンパク質の機能や動態の解析を、タンパク質が本来機能する場所や空間において調べられる一方、「細胞を1個の試験管」に見立て、細胞質成分・低分子阻害剤等を除去または添加するような、生化学的な解析を効率的に行うことが可能となる。第1の実施態様では、この「セミインタクト」技術を、細胞内試験管としてではなく、標的生細胞または細胞内構造物を含む標本内の含水量を制御するための技術として使用する。 “Providing liquid permeability” means inducing the cell membrane of each cell constituting the specimen to a state in which the liquid component in each cell can flow out of the cell. The cell membrane imparted with liquid permeability allows permeation of liquid components in the cell but inhibits permeation of intracellular structures in the cell. Accordingly, the intracellular structure remains intact (intact) in the cell, and only liquid components containing various fluid microproteins (globulins and the like) can flow out. This technique is generally called “semi-intact”. Semi-intacted cells (semi-intact cells) can freely enter and exit liquid components including soluble components (such as ions and proteins), while the relative position between the cell membrane, cytoskeleton, and intracellular organelles, that is, intracellular It is a cell that retains the topology. By using semi-intact cells, protein functions and dynamics can be analyzed in the place and space where the protein originally functions. On the other hand, “cells are considered as a single test tube”, and cytoplasmic components, small molecule inhibitors, etc. Biochemical analysis such as removal or addition can be performed efficiently. In a first embodiment, this “semi-intact” technique is not used as an intracellular test tube, but as a technique for controlling the water content in a specimen containing living target cells or intracellular structures.
一般に、標本のセミインタクト化は、細胞膜に透過性を付与する薬剤を前記標本に添加することによって行われる。細胞膜に液透過性を付与する薬剤としては、細胞に一つまたは複数の溶解孔を形成することのできる孔形成剤であるところの、チオール活性化溶血毒(thiol or sulfhydryl - activated toxins)、酸素感受性溶血毒(oxygen labile, oxygen sensitive hemolysin)と総称される細菌毒素が挙げられる。特に好ましくは、ストレプトリシンO(storeptolysin O)SLOが使用されるが、他にも使用可能な薬剤として、αHL、エアロリシン(aerolysin)、パーフリンゴリシン(perfringolysin)、ニューモリシン(pneumolysin)、リステリオリシン(listeriolysin)、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringensis)毒素などの細菌外毒素、またはヘモリシン(hemolysin)やコリシン(colicin)のような大腸菌由来溶解性分子、またはデフェンシン(defensin)、マガイニン(magainin)、メリチン(mellitin)、コンプルメント(complement)、パーフォリン(perforin)、酵母キラー毒素(yeast killer toxin)、ヒストリシン(histolysin)のような真核細胞由来のものが挙げられる。本発明の方法は、特にこれら薬剤による化学的処理に限定されるわけではないが、例えば、ストレプトリシンOを添加し、標本を構成する各細胞をセミインタクト化することによって、細胞内の液状成分を排出させたり、生きたまま半乾燥状態を作り出したりすることができる。 Generally, semi-intacting of a specimen is performed by adding an agent that imparts permeability to a cell membrane to the specimen. Agents that impart fluid permeability to cell membranes include thiol or sulfhydryl-activated toxins, oxygen-forming toxins that are capable of forming one or more lytic pores in cells. Bacterial toxins collectively referred to as oxygen labile, oxygen sensitive hemolysin. Particularly preferably, streptolysin O (storeptolysin O) SLO is used, but other usable agents include αHL, aerolysin, perfringolysin, pneumolysin, listeriolysin. (Listeriolysin), bacterial exotoxins such as Bacillus thuringensis toxin, or E. coli-derived lytic molecules such as hemolysin and colicin, or defensin, magainin, melittin And those derived from eukaryotic cells such as (mellitin), complement, perforin, yeast killer toxin, and histolysin. The method of the present invention is not particularly limited to chemical treatment with these drugs. For example, by adding streptricin O and semi-intacting each cell constituting the specimen, the liquid component in the cell is changed. It can be drained or created alive and semi-dry.
第3に、前記半乾燥状態の標本に対して高出力パルスレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物(標的部位)を前記標本から切り離す(13)。 Third, the semi-dried specimen is irradiated with a high-power pulse laser, and the target living cells or intracellular structures (target sites) are separated from the specimen (13).
ここで使用する技術は、レーザーマイクロダイセクション(LMD)法である。LMD法は、顕微鏡にレーザー照射装置が接続された機器を使用して、顕微鏡下で組織片を観察しながら、組織片上の標的部位をレーザーによって特異的に切り出し、採取する方法である。LMD法は、正常細胞と病理細胞が混在する病理組織片から病理細胞のみを単離することができるので、病原遺伝子の発現解析にとって極めて強力な技術であり、レーザキャプチャーマイクロダイゼクション(LCM)とも呼ばれている。LMDに用いるレーザの波長および出力は公知であるので詳細な説明を省略する。 The technique used here is the laser microdissection (LMD) method. The LMD method is a method in which a target site on a tissue piece is specifically cut out and collected with a laser while observing the tissue piece under a microscope using an apparatus having a laser irradiation apparatus connected to a microscope. The LMD method is an extremely powerful technique for analyzing the expression of pathogenic genes because only pathological cells can be isolated from a pathological tissue fragment in which normal cells and pathological cells coexist, and laser capture microdigestion (LCM) It is also called. Since the wavelength and output of the laser used for LMD are known, detailed description thereof is omitted.
LMD法を多量の水分を含む生細胞に適用すると、アブレーション効果によって水分が急激な速度で蒸発飛散し、レーザー照射部位における正確な切断ができなくなる。しかしながら、第1の実施態様では、セミインタクト化処理(12)によって標本が生きたまま半乾燥状態となっているので、アブレーション効果による水分の蒸発飛散が抑制され、LMD法による標的部位の正確な切り出しが可能になる。 When the LMD method is applied to living cells containing a large amount of water, the water is evaporated and scattered at an abrupt speed due to the ablation effect, and accurate cutting at the laser irradiation site cannot be performed. However, in the first embodiment, the semi-intacting process (12) keeps the specimen alive and is in a semi-dry state, so that evaporation of moisture due to the ablation effect is suppressed and the target site is accurately cut out by the LMD method. Is possible.
なお、一般に言われる「セミインタクト」の処理は、雑多な蛋白を含まない緩衝液等の交換用液体を元の細胞内液の代わりに含有させる工程を含んでいる。本発明においても、後述する実施例のように、適当な緩衝用バッファー溶液によりサイトソル成分等を洗い流すことで、細胞内構造物を保ったままの状態で細胞内に他の液体を収容させるようにしている。このように細胞内の液体を緩衝液等の他の液体と交換処理した場合にも、細胞の外側を半乾燥状態にすることにより、アブレーションによる上記作用効果を奏する。 In addition, the process of “semi-intact” generally referred to includes a step of containing a replacement liquid such as a buffer solution that does not contain a miscellaneous protein instead of the original intracellular solution. Also in the present invention, as in the examples described later, by washing away cytosol components and the like with an appropriate buffer solution for buffering, other liquids are accommodated in the cells while maintaining the intracellular structures. I have to. Thus, even when the liquid in the cell is exchanged with another liquid such as a buffer solution, the above-described effect by ablation is obtained by making the outside of the cell semi-dry.
また、セミインタクト処理により細胞膜に生じた多数の微細孔を通じて、微細孔直径未満の蛋白質含有溶液を除去することにより、単離(または採取)時に余分な成分が残存する等の不都合を回避できるので作業の効率も高まる。さらに、セミインタクト処理による多数の微細孔が形成されたことにより、処理前の細胞よりも膨潤性が弱まって細胞内の液量が減るとともに、細胞内の液圧が外気圧に近づくので細胞膜が穿孔されても液体や細胞内構造物等が外部に吹き出すおそれが殆ど無くなるという作用効果も奏する。このように、生きた細胞から、ダメージなく所望の細胞内構造物のみを特異的に単離(または採取)可能な技術は存在しなかった。 In addition, by removing the protein-containing solution with a diameter less than the micropore diameter through the many micropores generated in the cell membrane by the semi-intact treatment, it is possible to avoid inconveniences such as excess components remaining during isolation (or collection). The efficiency of will also increase. In addition, the formation of a large number of micropores by semi-intact treatment weakens the swellability of the cells before treatment, reduces the amount of fluid inside the cell, and the fluid pressure inside the cell approaches external pressure, so the cell membrane is perforated. Even if it is done, there is also an effect that there is almost no possibility that the liquid or the intracellular structure is blown out. Thus, there has been no technique that can specifically isolate (or collect) only desired intracellular structures from living cells without damage.
最後に、前記切り離された標的部位を採取する(14)。 Finally, the separated target site is collected (14).
多量の水分を含む生細胞は、一般に付着力が弱い傾向にあり、採取が難しい。しかしながら、第1の実施態様では、セミインタクト化処理(12)後、レーザーマイクロダイセクション(13)によって切り出された標的部位は生きたまま半乾燥状態になっているので、標的部位の採取棒に対する付着性が良く、採取が容易になる。 Living cells containing a large amount of water generally tend to have poor adhesion and are difficult to collect. However, in the first embodiment, after the semi-intacting treatment (12), the target site cut out by the laser microdissection (13) is alive and semi-dry, so that the target site is attached to the collection rod. Good and easy to collect.
本発明者は、生きている標的部位の活性を損うことなく、いかに標的部位を採取するかについて鋭意研究を行ってきた。その結果、既存の採取方法とは全く異なる採取方法を開発するに至った。第1の実施態様における採取方法は、平坦な先端部を有する細径のガラス棒を、レーザーによって切り離された標的部位に押し付け、標的部位を前記平坦な先端部に付着させることによって、標的部位の活性を損なうことなく標的部位を採取する方法である。標的部位およびガラス管の先端部は画面上で容易に確認することができる。従って、標的部位のみの採取を正確かつ確実に行うことができる。 The inventor has conducted intensive research on how to collect a target site without impairing the activity of the living target site. As a result, we have developed a sampling method that is completely different from existing sampling methods. The sampling method in the first embodiment is a method of pressing a thin glass rod having a flat tip portion against a target site cut by a laser and attaching the target site to the flat tip portion. This is a method of collecting a target site without impairing the activity. The target site and the tip of the glass tube can be easily confirmed on the screen. Therefore, it is possible to accurately and reliably collect only the target site.
図2
図2は、第1の実施態様におけるセミインタク化処理を行うための装置を模式的に示した図である。前記装置は、細胞膜に液透過性を付与する薬剤を格納した注入器21と、注入器21から射出された前記薬剤を、標的生細胞Aが播種・培養されたディッシュ22上に添加するマイクロピペッタ23と、マイクロピペッタ23によって吸引された培養液を回収するための回収用容器24、25と、これらの一連の操作を自動制御可能なCPU26により構成される。
FIG.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus for performing the semi-interacting process in the first embodiment. The apparatus includes an
細胞膜に液透過性を付与する薬剤としては、特にこれに限定されるわけではないが、例えば、チオール活性化溶血毒(thiol 又は sulfhydryl - activated toxins)、酸素感受性溶血毒(oxygen labile, oxygen sensitive hemolysin)と総称される細菌毒素が挙げられる。なお、後述する実施例では、ストレプトリシンO(streptolysin O)(SLO)が有用であったが、対象となる細胞の種類ごとに最適な薬剤を選択したり、あるいは複数の異なる薬剤を組み合わせて使用するのが好ましい。 Agents that impart fluid permeability to cell membranes are not particularly limited, but include, for example, thiol or sulfhydryl-activated toxins, oxygen labile, oxygen sensitive hemolysin ) And bacterial toxins collectively referred to. In the examples described later, streptolysin O (SLO) was useful, but an optimal drug was selected for each target cell type, or a plurality of different drugs were used in combination. It is preferable to do this.
図3
図3は、図2の装置を使用したセミインタクト化処理の手順を模式的に示した図である。先ず、標的生細胞Aが播種され、培養されたディッシュ22を用意する(図3a)。次に、注入器21に格納されたストレプトリンOをマイクロピペッタ23を使用して適量添加する(図3b)。ストレプトリシンOの添加量は、標本の種類によって異なるが、例えば1〜500ng/ml、好ましくは10〜100ng/ml、最も好ましくは40〜70ng/ml程度である。ストレプトリシンOに曝露された標的生細胞Aは液透過性を付与され、細胞内の液状成分を細胞外に流出可能な状態となる。続いて、マイクロピペッタ23を使用してディッシュ22内の培養液を吸引する(図3c)。このとき、液透過性を付与された標的生細胞Aの細胞膜から細胞内の液状成分が細胞外に流出し、前記培養液とともに吸引される。具体的には、サイトソル除去バッファを数回にわたってディッシュ22に添加し、インキュベーションおよび振盪によって液状成分を徐々に除去していく。標的生細胞AはストレプトリシンOの添加によってセミインタクト化され、その後の吸引操作によって液状成分を失うので、生きたまま半乾燥状態の標本となる。吸引された液状成分および培養液は四方バルブを通過して回収用容器24,25内に回収される。
FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a semi-intacting process using the apparatus of FIG. First, a
第1の実施態様では、標的生細胞Aの含水量は、例えば等張液等の自然環境中における標的生細胞Aの含水量に対して約50〜75重量%まで減少させることにより、半乾燥状態を生成できる。しかし、含水量を基準として計測するよりは、標本としての細胞表面が乾き始める状態を肉眼で確認することにより半乾燥状態かどうかを決定できる。好ましくは、複数の細胞が互いに離間するような分散状態で容器等の支持体上に載置されている場合には、注目する1以上の細胞の周縁部において支持体表面に何も水分が残っていない程度に乾いているか、たかだか細胞周縁部が若干乾き始めた状態を目安にすることができる。このような半乾燥状態は、画像による判定で実行してもよい。第1の実施態様では、このような低度の乾燥を示す半乾燥状態を作り出すことによって、細胞の活性を損なうことなく、かつ後工程のLMD法のアブレーション効果による水分の蒸発飛散を抑制することができる。例えば、SLOによるセミインタクト化は、上記含水量でいうと約60〜70%重量の低度の乾燥状態であるような生細胞が提供される。 In the first embodiment, the water content of the target living cell A is reduced to about 50 to 75% by weight with respect to the water content of the target living cell A in the natural environment such as an isotonic solution. A state can be generated. However, rather than measuring the moisture content as a reference, it is possible to determine whether or not the cell surface as a specimen is in a semi-dry state by checking with the naked eye the state in which the cell surface begins to dry. Preferably, when a plurality of cells are placed on a support such as a container in a dispersed state so as to be separated from each other, no moisture remains on the support surface at the peripheral edge of one or more cells of interest. As a guideline, it can be determined that the cell edge has been dried to the extent that it has not been dried, or the cell periphery has started to dry slightly. Such a semi-dry state may be executed by determination based on an image. In the first embodiment, by creating a semi-dry state showing such a low degree of dryness, the evaporation of water due to the ablation effect of the LMD method in the subsequent process is suppressed without impairing the cell activity. Can do. For example, semi-intacting with SLO provides living cells that are in a low dry state of about 60-70% by weight with respect to the water content.
なお、説明の便宜上、標的生細胞Aのセミインタクト化について説明したが、実際にはセミインタクト化は標本全体で進行し、標的生細胞Aのみに限定されるものではない。 For convenience of explanation, the semi-intacting of the target living cell A has been described, but in actuality, the semi-intacting proceeds in the entire specimen and is not limited to the target living cell A alone.
図4
図4は、第1の実施態様におけるレーザーマイクロダイセクション(LMD)処理を行うためのLMD装置を模式的に示した図である。前記LMD装置は、標本に対してLMD処理を行うためのレーザー光学系41と、標本を観察するための観察用光学系42とで構成される。
FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing an LMD apparatus for performing laser microdissection (LMD) processing in the first embodiment. The LMD apparatus includes a laser optical system 41 for performing LMD processing on a specimen and an observation optical system 42 for observing the specimen.
(レーザー光学系41)
照明用光源101から出力される可視光線は、視野絞り102、開口絞り103を通過し、ダイクロイックミラー104によって光軸pの下方に反射される。反射光は、レーザー用対物レンズ105に入り、集光されて標本Bに照射される。
(Laser optical system 41)
Visible light output from the illumination light source 101 passes through the field stop 102 and the aperture stop 103 and is reflected by the dichroic mirror 104 below the optical axis p. The reflected light enters the laser objective lens 105, is condensed, and is applied to the specimen B.
一方、UVレーザヘッド123内のレーザ光源123aから紫外領域の波長のパルスレーザビーム(以下、レーザビーム)が出力される。レーザビームは、可変スリット125およびUV結像レンズ124を通過し、レーザー用対物レンズ105に入り、標本Bに照射される。標本Bに照射されたレーザビームによって標的生細胞Aまたは細胞内構造物Cが切り出される。 On the other hand, a pulsed laser beam having a wavelength in the ultraviolet region (hereinafter referred to as a laser beam) is output from a laser light source 123a in the UV laser head 123. The laser beam passes through the variable slit 125 and the UV imaging lens 124, enters the laser objective lens 105, and is irradiated onto the specimen B. The target living cell A or intracellular structure C is cut out by the laser beam applied to the specimen B.
可変スリット125は、例えば円形または四辺形(例えば矩形)の開口部を有し、UVレーザヘッド123から出力されるレーザビームのスポットの形状および大きさを調節する。スリットの形状および大きさは適宜調節することができる。 The variable slit 125 has, for example, a circular or quadrangular (for example, rectangular) opening, and adjusts the shape and size of the spot of the laser beam output from the UV laser head 123. The shape and size of the slit can be adjusted as appropriate.
また、UVレーザヘッド123は、LED126を有する。LED126は、赤色のLED光を出力し、出力されたLED光は、ダイクロイックミラー127によって光軸p上に反射される。反射されたLED光は、標本Bにおけるレーザビームの照射位置と同一位置に照射される。標本B上に照射された赤色のLED光は、標本B上に照射するレーザビームの照射位置を表示する。 Further, the UV laser head 123 has an LED 126. The LED 126 outputs red LED light, and the output LED light is reflected on the optical axis p by the dichroic mirror 127. The reflected LED light is irradiated to the same position as the irradiation position of the laser beam on the specimen B. The red LED light irradiated on the sample B displays the irradiation position of the laser beam irradiated on the sample B.
なお、標本Bが入ったディッシュ108は、XYZ軸方向に駆動可能なステージ106上に載置され、標本B内に存在する標的生細胞Aおよび細胞内構造物Cを任意の場所に移動することができる。標的生細胞Aおよび細胞内構造物Cは、予め光マーカー物質によって標識し、標本B内における位置を可視化しておくとよい。その他、エアーブローおよびエアー吸引機などを標本B近傍に設置し、LMD処理後の標本の残骸等を処理してもよい。
The dish 108 containing the specimen B is placed on a
(観察用光学系42)
観察用対物レンズ110、ダイクロイックミラー111、UVバリアフィルタ112、結像レンズ113およびハーフミラー114が光軸p上に設けられている。
(Observation optical system 42)
An observation objective lens 110, a dichroic mirror 111, a UV barrier filter 112, an imaging lens 113, and a half mirror 114 are provided on the optical axis p.
標本Bからの反射光の一部はハーフミラー114を通過してミラー119で反射される。ミラー119で反射された光は、リレーレンズ120、UVカットフィルタ121および接眼レンズ122を通して観察者の視野に入る。一方、標本Bからの反射光の一部は、ハーフミラー114で反射され、CCDカメラ115に入る。CCDカメラ115は、結像レンズ113により結像された像を撮像して画像信号を出力する。 Part of the reflected light from the sample B passes through the half mirror 114 and is reflected by the mirror 119. The light reflected by the mirror 119 enters the observer's field of view through the relay lens 120, the UV cut filter 121, and the eyepiece 122. On the other hand, part of the reflected light from the specimen B is reflected by the half mirror 114 and enters the CCD camera 115. The CCD camera 115 captures an image formed by the imaging lens 113 and outputs an image signal.
画像処理およびステージ制御装置116は、CCDカメラ115から出力された画像信号から画像データを取得し、画像データをディスプレイ117に表示する。また、画像処理およびステージ制御装置116は、キーボートおよびマウスなどの操作部118が接続され、観察者によるステージ106の移動方向および移動量の操作指令を受信し、操作指令に従ったステージ106の移動制御信号をステージ駆動部109に送信する。
The image processing and stage control device 116 acquires image data from the image signal output from the CCD camera 115 and displays the image data on the display 117. In addition, the image processing and stage control device 116 is connected to an operation unit 118 such as a keyboard and a mouse, receives an operation command for the movement direction and movement amount of the
また、光マーカー物質で標識された標的生細胞Aおよび細胞内構造物Cを可視化するための励起手段が設けられている。具体的には、蛍光励起用光源128およびUVバンドパスフィルタ129がダイクロイックミラー111の反射光路上に設けられ、蛍光励起用光源128から出力された励起光は、UVバンドパスフィルタ129を透過し、ダイクロイックミラー111で反射されて観察用対物レンズ110に入り、標本Bに照射される。蛍光励起用光源128から出力される励起光は、標的生細胞Aおよび細胞内構造物Cに予め標識された蛍光タンパクを励起する。ここで、透過照明光源101の光量を落として観察すると、明視野像として可視化されている細胞群の中で、光マーカーとしての蛍光タンパク遺伝子が組み込まれた細胞が光っていることを同時に観察できる。 In addition, an excitation means for visualizing the target living cell A and the intracellular structure C labeled with the photomarker substance is provided. Specifically, a fluorescence excitation light source 128 and a UV bandpass filter 129 are provided on the reflected light path of the dichroic mirror 111, and the excitation light output from the fluorescence excitation light source 128 passes through the UV bandpass filter 129, The sample is reflected by the dichroic mirror 111, enters the observation objective lens 110, and irradiates the specimen B. The excitation light output from the fluorescence excitation light source 128 excites the fluorescent protein previously labeled on the target living cell A and the intracellular structure C. Here, when observing with the light intensity of the transmitted illumination light source 101 reduced, it is possible to simultaneously observe that cells incorporating a fluorescent protein gene as a light marker are shining in a cell group visualized as a bright field image. .
なお、図では観察光学系が標本の下側に配置する倒立型観察方法を採用しているが、レーザ光学系41と観察光学系42を上下反転した配置とする正立型観察方法を採用してもよい。 In the figure, an inverted observation method in which the observation optical system is arranged below the specimen is adopted, but an upright observation method in which the laser optical system 41 and the observation optical system 42 are vertically inverted is adopted. May be.
図5
図5は、図4のLMD装置を使用して行われるLMDの様子を模式的に示した図である。観察者は、操作部118を操作し、ディスプレイ117に表示されている標本Bの画像とレーザビームの照射位置を示す色付け表示部とを確認しながら、LMD処理を行う。例えば、標的生細胞A内部の細胞内構造物Cを標的部位として標本Bから切り離す場合(図5a)、励起光で蛍光を発している細胞内構造物Cの周囲である上下左右に各1発ずつ矩形のレーザースポット51でレーザビームを照射する(図5b)。レーザーを照射された標本部位は消失して標的部位を囲む中央の領域のみが残存するので、細胞内構造物Cを標本Bから切り離すことができる。
FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of LMD performed using the LMD apparatus of FIG. The observer operates the operation unit 118 to perform LMD processing while confirming the image of the sample B displayed on the display 117 and the coloring display unit indicating the irradiation position of the laser beam. For example, when the intracellular structure C inside the target living cell A is separated from the specimen B as a target site (FIG. 5a), one shot is made in each of the top, bottom, left and right around the intracellular structure C emitting fluorescence with excitation light. A laser beam is irradiated with a
レーザースポット51は矩形である必要はなく、切り離す標的部位の形状および大きさに合わせて任意の形状とすることができる。例えば、様々な径の円形のレーザースポットでレーザビームを標的部位周囲で同様に照射することによって標的部位の輪郭に沿った正確な切断が可能になる。
The
前述のレーザスポットにより囲まれる中央の領域の大きさは、1μm〜100μm、好ましくは5μm〜50μm、最も好ましくは7.5μm〜30μmの範囲内において、上下左右に照射するレーザスポット51の位置間隔を任意に変更することにより非照射部分の面積を連続的に変更することができ、これにより、標的部位の大きさに合せたスポッティングを適切に選択することができる。 The size of the central region surrounded by the laser spots described above is within the range of 1 μm to 100 μm, preferably 5 μm to 50 μm, and most preferably 7.5 μm to 30 μm. By arbitrarily changing the area of the non-irradiated portion, the spotting according to the size of the target site can be appropriately selected.
図6
図6は、第1の実施態様における採取処理を行うための採取装置を模式的に示した図である。
FIG.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a sampling device for performing the sampling process in the first embodiment.
前記採取装置は、操作アーム64と、前記操作アームの先端に取り付けられた採取手段63と、操作アーム64を任意の空間位置に移動可能な駆動手段とを具備する。
The collection device includes an
採取手段63は、好ましくは操作アーム64の先端に鉛直方向に固定されている。また、採取手段63は、好ましくは平坦な先端部を有するガラス棒である。ガラス棒の平坦な先端部の直径は、1〜500μm、好ましくは5〜100μm、最も好ましくは10〜30μmである。
The sampling means 63 is preferably fixed in the vertical direction at the tip of the
前記駆動手段は、好ましくは採取部位を結像する撮像手段(カメラ)と、該カメラから出力された電気信号を画像データとして表示する画像表示手段(ディスプレイ)と、採取手段63を任意の位置に移動させる操作指令を入力する操作手段(コントローラ)と、操作指令に基づいて採取手段が固定された操作アームを駆動する駆動制御部とを具備する。 The driving means preferably has an imaging means (camera) for imaging the collection site, an image display means (display) for displaying an electrical signal output from the camera as image data, and the collection means 63 at an arbitrary position. It comprises an operation means (controller) for inputting an operation command to be moved, and a drive control unit for driving an operation arm to which the sampling means is fixed based on the operation command.
前記採取装置はまた、標的部位を回収するための回収用容器62と、その固定手段65とを備えていてもよい。回収用容器62は透明容器であり、回収用容器62内に回収された標的部位を顕微鏡によって確認することができる。回収用容器62は、固定手段65によって固定される。
The collection device may also include a
回収用容器62の形状および大きさに特に制限はないが、一例として、PCRチューブのキャップ部をチューブ本体部から取りはずし、これを回収用容器として使用することができる。すなわち、PCRチューブのキャップ部を上向きに反転して固定することで、該キャップ内壁に形成される窪みに標的部位を回収する。この場合、回収後に、キャップ部とPCRチューブ本体部とを再接合することによってサンプリングが完了する。
The shape and size of the
なお、本発明でPCRチューブのキャップ部を利用した背景として、(1)LDMの実作業は顕微鏡のステージ上で行われるため、対物レンズとステージの間の間隔が狭いため背の高いチューブ本体をステージ上に載置しにくい、(2)チューブ本体の底部は一般に細長い円錐形状であり曲率半径が小さい(1Rから3R)ので、ガラス棒の先端面に付着させた細胞等をステージ下側の対物からチューブの底部を透過して観察する場合、チューブ底の形状(曲率半径)によって収差が発生してしまい、付着しているかどうかを観察することができない、が挙げられる。これに対し、PCRチューブのキャップ部は、通常、十分な光透過性を有するプラスチック製であり、皿形状で背が低いためにステージ上への設置が容易で且つガラス棒の高さ移動を少なくできること、キャップ内壁の曲率半径が比較的大きいために、上記の収差が生じることなくガラス棒端面に付着した細胞等を観察可能であること、といった利点が有る。また、PCRチューブ全体としての特徴として、耐薬品性の材質であることと、採取した細胞等がチューブ内壁から剥がれ易いように付着防止用の表面処理が施されていることも利点として挙げられる。さらに、PCRチューブ本体部は遠心分離機等にセットするための形状を有しているので、回収後にキャップ部とチューブ本体部を再接合することにより、回収後の後処理へと迅速に続行することができるという利点も有る。 In addition, as a background of using the cap portion of the PCR tube in the present invention, (1) Since the actual work of the LDM is performed on the stage of the microscope, a tall tube body is formed because the distance between the objective lens and the stage is narrow. (2) Since the bottom of the tube body is generally an elongated conical shape and has a small radius of curvature (from 1R to 3R), cells attached to the tip surface of the glass rod can be placed on the objective on the lower side of the stage. In the case of observation through the bottom of the tube, aberration occurs due to the shape (curvature radius) of the tube bottom, and it is impossible to observe whether it is attached or not. On the other hand, the cap portion of the PCR tube is usually made of plastic with sufficient light transmission, and is easy to install on the stage because it is dish-shaped and short, and the movement of the glass rod is small. Since the radius of curvature of the inner wall of the cap is relatively large, there are advantages that cells attached to the end surface of the glass rod can be observed without the above-mentioned aberration. Further, as a characteristic of the PCR tube as a whole, there are advantages such as being a chemical-resistant material and being subjected to a surface treatment for preventing the collected cells and the like from being peeled off from the inner wall of the tube. Furthermore, since the PCR tube main body has a shape to be set in a centrifuge, etc., the cap portion and the tube main body are rejoined after the recovery, so that the post-processing after the recovery can be quickly continued. There is also an advantage of being able to.
図7
図7は、図6の固定手段65の線A-Aに沿った断面図である。固定手段65は、固定台71上に空洞部72および固定板73を備える。空洞部72にはめ込まれた回収用容器62は図中矢印方向に可動する固定板73によって固定される。空洞部72では、回収用容器の透明な底部が露出しているので、下方に設置された対物レンズによって回収用容器内の標的部位を確認することができる。なお、回収用容器62としてPCRチューブのキャップ部を使用する場合、標的部位の回収後、キャップ部にチューブ本体部を再接合することによって容易にサンプリングを完了することができる。
FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view along the line AA of the fixing means 65 of FIG. The fixing means 65 includes a
なお、採取装置は、図4に示したLMD装置に付設させることによって、標的生細胞または細胞内構造物の単離および採取を一連の操作として行うことができる。採取装置をLMD装置に付設する場合、LMD装置の撮像手段(カメラ)、画像表示手段(ディスプレイ)および操作手段(コントローラ)を利用することができ、マニピュレータ(採取手段および駆動手段)のみを新たに設置すれば良く、コスト面で有利である。また、回収用容器62およびその固定手段65は、ステージ106上に設置すればよい。
The collection device can be attached to the LMD device shown in FIG. 4 to perform isolation and collection of target living cells or intracellular structures as a series of operations. When the sampling device is attached to the LMD device, the imaging means (camera), image display means (display) and operation means (controller) of the LMD device can be used, and only the manipulator (sampling means and driving means) is newly added. It only has to be installed, which is advantageous in terms of cost. The
図8および図9
図8および図9は、図6および図7に示した採取装置を使用した標的部位の採取工程を模式的に示した図である。先ず、レーザー照射手段81によるマイクロダイセクション(LMD)処理によって、標本Bから標的生細胞A内の細胞内構造物Cがディッシュ108上で切り離される(図8a)。この細胞内構造物Cの上方に、先端が平坦なガラス棒63を移動させ、上方から細胞内構造物Cを押し付ける(図8b)。押し付けた後、ガラス棒63を上方に移動させると、ガラス棒の先端の平坦部に細胞内構造物Cが付着する(図8c)。次に、ガラス棒63を回収用容器62の上方に移動させ(図9d)、ガラス棒63を回収用容器62内に下降させる(図9e)。回収用容器62内には回収を容易にするための溶液(例えば、緩衝液)が微少量(例えば5から20μl)入っており、ガラス棒63を緩衝液中で下降させ、さらに回収用容器62の壁面(例えば底面)に対し、付着した細胞内構造物Cが破壊されない程度に軽く接触させる操作を適宜1回以上行うことにより、細胞内構造物Cがガラス棒の先端部から遊離する。細胞内構造物Cの遊離後にガラス棒63を上方に移動させ、サンプリングが完了する(図9f)。なお、採取手段としては、ガラス棒に限らず他の材質のものでも使用できる。また、採取手段はLMD装置を備えた各種顕微鏡装置に対して、マニュピレータ用の固定具及び3次元(xyz方向)駆動可能な操作つまみを介して取り付けることが可能であり、好ましくは、図4に図示されるように、LMD装置の対物レンズ等の光学系による光路から外れた位置となるように、斜めに傾けて標本B付近まで延長すると共に、採取棒の先端から約0.5〜3cmの長さ部分を上記光路と平行な軸(図では鉛直方向)に沿うような直線部分を設けることで、採取棒の先端面のみが観察されるようになり且つ標本Bへのアクセスを容易にすることが可能になる。
8 and 9
FIGS. 8 and 9 are diagrams schematically showing a target site collecting step using the collection device shown in FIGS. 6 and 7. First, the intracellular structure C in the target living cell A is separated from the specimen B on the dish 108 by microdissection (LMD) processing by the laser irradiation means 81 (FIG. 8a). The
図10および図11
図10および図11は、ディスプレイ上における標的部位の採取の様子を示した図である。
10 and 11
FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing how the target site is collected on the display.
ディスプレイ上には、標本Bが蛍光を発した状態で映し出されている。細胞内構造物Cを除く標的生細胞Aの各部位はLMD法によって除去され、細胞内構造物Cが標本Bから切り出されている(図10a)。細胞内構造物Cを採取するために、先端が平坦なガラス棒63を細胞内構造物Cの上方近傍まで移動させる。このとき、ガラス棒の先端部91がディスプレイ上に映し出されるので、容易に位置合わせをすることが可能である(図10b)。
On the display, the specimen B is projected in a fluorescent state. Each part of the target living cell A excluding the intracellular structure C is removed by the LMD method, and the intracellular structure C is cut out from the specimen B (FIG. 10a). In order to collect the intracellular structure C, the
次に、ガラス棒の先端部91を細胞内構造物Cの上方からゆっくりと下降させることにより、細胞内構造物を破壊しない程度に容器底面に対し先端部91を押し付ける(図10c)。このとき、細胞内構造物Cは、上述したような半乾き状態でガラス棒の先端部91の中央付近に付着している。
Next, by slowly lowering the
そして、ガラス棒63を上方に引き上げ、移動させると、ガラス棒の先端部91が移動したとき、細胞内構造物Cの蛍光画像が図示するように画面上から消えていれば(図11d)、細胞内構造物Cがガラス棒の先端部に付着し、且つ細胞外へ取り出されたことを確認することができる。このように細胞内構造物Cを細胞から取り出した後、この細胞内構造物Cをガラス棒先端部91に付着させたまま、所定の移送先へ向けてガラス棒63を移動し(図11e)、他の容器等に回収する。
Then, when the
このように、操作者は、ディスプレイを見ながら採取手段を駆動(自動または手動)することにより、容易かつ確実に採取を実行できる。 In this way, the operator can easily and reliably perform sampling by driving (automatically or manually) the sampling means while looking at the display.
(第2の実施態様)
第2の実施態様における採取方法として、上述したLMD処理をした後にマニュピレータ型の吸引機を使用した採取方法が挙げられる。具体的には、3次元空間上の任意の位置に駆動制御可能な操作アームを備えたマニュピレータに吸引機(キュベット)を取り付けたものを使用する。生体標本に純水を滴下した上で、標本から切り離されたセミインタクト状態の標的細胞または細胞内構造物(標的部位)を顕微鏡で観察しながら、前記キュベットの吸引口を前記標的部位に近接させ、これを吸引する。その後、吸引した前記標的部位を緩衝液などが入ったPCR容器に吐出して回収する。
(Second Embodiment)
As a sampling method in the second embodiment, there is a sampling method using a manipulator type suction machine after performing the above-mentioned LMD processing. Specifically, a manipulator equipped with an operation arm that can be driven and controlled at an arbitrary position in a three-dimensional space is attached with a suction machine (cuvette). While dropping pure water on the biological specimen, while observing the semi-intact target cell or intracellular structure (target part) separated from the specimen with a microscope, the suction port of the cuvette is brought close to the target part, Aspirate this. Thereafter, the aspirated target site is discharged into a PCR container containing a buffer solution and collected.
(変形例)
第1の実施態様における「標本に液透過性を付与し、前記標本内の含水量を制御する工程」を、「標本の含水量を制御する工程」にまで拡張することによって、上述したセミインタクト化以外にも半乾燥状態を作り出し、水分を多量に含む死細胞についても本発明の方法を適用することができる。例えば、凍結保存された死細胞は多量の水分を含む。解凍時に死細胞の含水量を制御することによってLMD法が適用可能な死細胞を作製することができる。本発明において、半乾燥状態を得る方法としては、乾燥状態の気体を標本に吹き付けるエアドライ法や、容器等の標本用の各種支持体をヒータ加熱(但し、細胞を変質させない程度の高温)する加熱法等を利用できる。マイナス60度以下のような極低温で保存された生細胞(または生体組織)に同様に適用する場合には、生細胞のphを良好に保つような気体(例;炭酸ガス)環境下で含水量の制御を行うのが好ましい。従って、いったん凍結保存された病理組織片の解析についてもLMD法が適用可能になり、大量の病理組織片をいったん凍結保存し、後日、各病理組織片について網羅的に解析を進めることが可能になる。これとは逆に、凍結乾燥された細胞(または生体組織)に関して含水量を制御する場合には、一旦、充分量の溶解用溶液で細胞(または生体組織)を復元等して適宜蘇生させた後に、上述したような液透過性を付与する工程以降の処理を行うのが好ましい。
(Modification)
In the first embodiment, the above-mentioned semi-intacting is achieved by expanding the “step of imparting liquid permeability to the specimen and controlling the water content in the specimen” to the “step of controlling the moisture content of the specimen”. In addition, the method of the present invention can be applied to dead cells that create a semi-dry state and contain a large amount of water. For example, cryopreserved dead cells contain a large amount of water. By controlling the water content of dead cells upon thawing, dead cells to which the LMD method can be applied can be produced. In the present invention, as a method for obtaining a semi-dry state, an air dry method in which a gas in a dry state is blown onto a specimen, or heating that heats various supports for specimens such as containers (however, a high temperature that does not alter cells). Laws can be used. When similarly applied to living cells (or biological tissues) stored at a cryogenic temperature of minus 60 degrees or less, it is contained in a gas (eg, carbon dioxide) environment that keeps the ph of living cells good. It is preferable to control the amount of water. Therefore, the LMD method can also be applied to the analysis of pathological tissue pieces that have been cryopreserved, and a large number of pathological tissue pieces can be frozen and stored, and the analysis of each pathological tissue piece can be performed comprehensively at a later date. Become. On the other hand, when controlling the water content of freeze-dried cells (or biological tissues), the cells (or biological tissues) were once revived by restoring them with a sufficient amount of lysis solution. It is preferable to perform the process after the process of providing liquid permeability as described above.
実施例1
1.標的細胞へのプラスミドのトランスフェクション
<使用機器>
・CO2 INCUBATOR (ESPEC)
・50mm径、14mm測定ホールディッシュ(Mat Tek社 #P50G-O-14-F)
(ディッシュはあらかじめ、0.5mg/mlのPOLY-L-LYSINEでコートしておく)
<細胞、試薬等>
・細胞;マウス神経芽細胞腫Neuro-2a (ATCC # CCL-131)
・Plasmids;GFP-PrPc(Δ140-254)/pcDNA3.1
・Opti-MEM I(GIBCO #31985)
・LipofectAMINE2000(Invitrogen # 11668-019)
・抗生物質不含MEM培地(SIGMA # M5650)
・POLY-L-LYSINE(SIGMA # P6282)
<手順>
(1)培養細胞をディッシュにまく。
Example 1
1. Transfection of plasmid into target cells <Devices used>
・ CO 2 INCUBATOR (ESPEC)
・ 50mm diameter, 14mm measurement hold dish (Mat Tek # P50G-O-14-F)
(Dish is coated with 0.5mg / ml POLY-L-LYSINE beforehand)
<Cells, reagents, etc.>
- cells; mouse neuroblastoma Neuro-2a (ATCC # CCL- 131)
・ Plasmids: GFP-PrP c (Δ140-254) /pcDNA3.1
Opti-MEM I (GIBCO # 31985)
・ LipofectAMINE2000 (Invitrogen # 11668-019)
Antibiotic-free MEM medium (SIGMA # M5650)
・ POLY-L-LYSINE (SIGMA # P6282)
<Procedure>
(1) Spread cultured cells in a dish.
(i)Transfection前日に、〜1500個/ディッシュとなるようマウス神経芽細胞腫Neuro-2a(N2a)細胞をまく。 (I) the day before Transfection, sow the mouse neuroblastoma Neuro-2a (N2a) cells so as to be 1500 cells / dish.
(ii)抗生物質不含MEM培地を3ml/ディッシュとなるよう入れ、CO2インキュベーターで37℃、24時間インキュベートする。(なお、この時点で30-50%コンフルになるよう、細胞をまいている)
(2)トランスフェクションを行う(*Lipofect AMINE2000付属のプロトコール通り)
(i)Lipofect AMINE2000 6μlにOpti-MEM I 300μlを加え、室温で10分インキュベートする。
(Ii) Add 3 ml / dish of antibiotic-free MEM medium and incubate at 37 ° C. for 24 hours in a CO 2 incubator. (At this point, the cells are spread so as to be 30-50% confluent)
(2) Perform transfection (* according to the protocol attached to Lipofect AMINE2000)
(I) Add 300 μl of Opti-MEM I to 6 μl of Lipofect AMINE2000 and incubate at room temperature for 10 minutes.
(ii)3μgのプラスミドに300μlのOpti-MEM Iを添加する。 (Ii) Add 300 μl of Opti-MEM I to 3 μg of plasmid.
(iii)(i)および(ii)の両試薬を穏やかに混合し、室温で20分インキュベートする。 (Iii) Gently mix both reagents (i) and (ii) and incubate at room temperature for 20 minutes.
(iv)20分のインキュベート中に培養細胞ディッシュの培地を新しい抗生物質不含MEM 3mlに交換する。 (Iv) During the 20-minute incubation, replace the cultured cell dish medium with 3 ml of fresh antibiotic-free MEM.
(v)CO2インキュベーターで37℃、4時間インキュベートする。 (V) Incubate for 4 hours at 37 ° C in a CO 2 incubator.
(vi)4時間後、新しい抗生物質不含MEM 3mlに交換し、CO2インキュベーターで37℃、24時間インキュベートする。 (Vi) After 4 hours, replace with 3 ml of fresh antibiotic-free MEM and incubate at 37 ° C for 24 hours in a CO 2 incubator.
2.ストレプトリシンO(streptolysin-O)によるセミインタクト化
<使用機器>
・Bouble Shaker NR-3 (TAITEC)
・Water Bath (TAITEC)
・LOW TEMP. INCUBATOR LTI-601SD(EYELA)
<細胞、試薬等>
・ガラスボトムdishに撒いた細胞
・streptolysin-O(SIGMA # S5265)
・5×KOAc Buffer(575mM KOAc, 125mM Hepes-KOH(ph7.4), 12.5mM MgCl2)
・1M DTT
・200mM EGTA
・サイトソル除去Buffer(1×KOAc Buffer, 1mM DTT 2mM EGTA)
・PBS(-)
<手順>
(1)10mM DTTを入れた1×KOAc Bufferに60ng/mlの濃度でストレプトリシンOを懸濁し、37℃のWater Bathで30分インキュベートする(ストレプトリシンOの活性化)。
2. Semi-intacting with streptolysin-O <Devices used>
・ Bouble Shaker NR-3 (TAITEC)
・ Water Bath (TAITEC)
・ LOW TEMP. INCUBATOR LTI-601SD (EYELA)
<Cells, reagents, etc.>
・ Cells in glass bottom dish ・ streptolysin-O (SIGMA # S5265)
· 5 × KOAc Buffer (575mM KOAc , 125mM Hepes-KOH (ph7.4), 12.5mM MgCl 2)
・ 1M DTT
・ 200mM EGTA
Cytosol removal buffer (1 × KOAc Buffer, 1mM DTT 2mM EGTA)
・ PBS (-)
<Procedure>
(1) Susplicin O is suspended at a concentration of 60 ng / ml in 1 × KOAc Buffer containing 10 mM DTT and incubated in a 37 ° C. water bath for 30 minutes (activation of streptricin O).
(使用直前に作る。間が空く時は4℃に置き、1時間以内に使う。小分けにして−80℃に保存可。)
(2)Activateした60ng/ml ストレプトリシンOを1.4ml/dishで添加し、4℃で10分インキュベートする。
(Make it immediately before use. If there is a gap, place it at 4 ° C and use it within 1 hour. Store it in small portions at -80 ° C.)
(2) Activated 60 ng / ml streptricin O is added at 1.4 ml / dish and incubated at 4 ° C. for 10 minutes.
(3)ice-cold PBS(-)で2回washする。 (3) Wash twice with ice-cold PBS (-).
(4)あらかじめ37℃にしたサイトソル除去Bufferを3ml/dishで添加し、37℃で5分インキュベートする。 (4) Add cytosol-removed buffer that has been brought to 37 ° C. at 3 ml / dish, and incubate at 37 ° C. for 5 minutes.
(5)室温のサイトソル除去Bufferで2回washする。 (5) Wash twice with cytosol removal buffer at room temperature.
(6)室温のサイトソル除去Bufferを3ml/dishで添加し、室温で10分shake(30rpm/min)する。 (6) Add cytosol removal buffer at room temperature at 3 ml / dish and shake at room temperature for 10 minutes (30 rpm / min).
(7)室温のサイトソル除去Bufferで1回washする。 (7) Wash once with room temperature cytosol removal Buffer.
(8)室温のサイトソル除去Bufferを3ml/dishで添加し、室温で10分shake(30rpm/min)する。 (8) Add room temperature cytosol removal buffer at 3 ml / dish and shake at room temperature for 10 minutes (30 rpm / min).
(9)室温のPBS(-)で2回washする。 (9) Wash twice with PBS (-) at room temperature.
3.半乾燥状態の作成
セミインタクト化後のディッシュをレーザーマイクロダイセクション装置(Laser System HCL-2100/HOYA)を備えた蛍光顕微鏡(蛍光顕微鏡IX71/OLYMPUS)の試料ステージに載置し、上述した半乾燥状態になるまで顕微鏡下の画像を目視判定した。
3. Creating semi-dry state Place the semi- intacted dish on the sample stage of a fluorescence microscope (fluorescence microscope IX71 / OLYMPUS) equipped with a laser microdissection device (Laser System HCL-2100 / HOYA) The image under the microscope was visually judged until.
4.レーザダイゼクション
上記の半乾燥状態になった時点で、所望の細胞を観察視野にステージ移動させ、蛍光画像をディスプレイ表示した。この状態で、細胞内でGFPにより光っているミトコンドリア凝集体を図4の説明と同様に操作してダイゼクションを行った。
4). Laser Digestion When the above-mentioned semi-dry state was reached, the desired cells were moved to the observation field, and a fluorescent image was displayed on the display. In this state, mitochondrial aggregates shined with GFP in the cells were manipulated in the same manner as described with reference to FIG.
5.マニュピレータによる採取
上記ダイゼクション後の凝集体を図6〜図10で説明した方法および装置により採取を実行した。使用した具体的機器は、 (i) 「粗動用マニピュレーター ONM-1 /OLYMPUS・NARISHIGE JAPAN」、(ii) 「三次元ジョイスティック油圧マイクロマニピュレーター MNO-202N /NARISHIGE JAPAN」、(iii) 「Cell Tram Air 5176(一部使用) /eppendorf」である。先細ガラス棒は、先端より約2cmの部分が約120度の角度に折れ曲がり且つ下方に向けて直線形状の針となるように熱加工したものであり、上記LCM装置の上部対物レンズの側方位置に、手動で3次元微動操作が可能な市販のマニュピレータ用操作部ブロックに対し針部が鉛直となるように取り付けて、顕微鏡観察下で操作した。なお、細径ガラス棒の先端面に付着させる際、および回収用の容器へ離脱させる際は、適宜、ガラス棒の上下動作を繰り返すことで間違いなく採取されるのを画像上で追跡しながら進めた。ガラス棒への付着を終えた後の回収用容器は、市販のPCR用チューブ(BIO-BIK T-02)のキャップ部分を図6および図7に示した固定手段(発明者による製作)に固定し、5μlのPBS(SIGMA社 DULBECCO’S PHOSPHATE BUFFERED SALINE)を添加したものを使用した。この際、チューブ本体とキャップを連結するストラップ部は本体から切り離さずに固定し、固定した状態で、チューブ本体のみを指等で押し倒したり戻すようにしてキャップの開閉を行うことで、回収直後の回収容器の密閉を速やかに行った。
5. Collection by Manipulator The aggregate after the above-described digestion was collected by the method and apparatus described with reference to FIGS. The specific equipment used was (i) “Coarse Manipulator ONM-1 / OLYMPUS / NARISHIGE JAPAN”, (ii) “3D Joystick Hydraulic Micromanipulator MNO-202N / NARISHIGE JAPAN”, (iii) “Cell Tram Air 5176 (Used partially) / eppendorf ". The tapered glass rod is heat-processed so that a portion of about 2 cm from the tip is bent at an angle of about 120 degrees and becomes a linear needle downward, and the lateral position of the upper objective lens of the above LCM device In addition, the needle unit was attached to a commercially available manipulator operation block capable of three-dimensional fine movement manually and operated under microscope observation. When adhering to the tip of the thin glass rod and when removing it from the collection container, it is necessary to repeat the vertical movement of the glass rod as appropriate, and follow it while tracking on the image. It was. The collection container after the attachment to the glass rod is fixed to the fixing means (manufactured by the inventor) shown in FIGS. 6 and 7 for the cap portion of a commercially available PCR tube (BIO-BIK T-02). Then, 5 μl of PBS (SIGMA DULBECCO'S PHOSPHATE BUFFERED SALINE) was used. At this time, the strap part that connects the tube main body and the cap is fixed without being separated from the main body, and in the fixed state, the cap is opened and closed by pushing and returning only the tube main body with a finger or the like. The collection container was quickly sealed.
3.結果
上記セミインタクト化によって半乾燥状態となったマウス神経芽細胞腫Neuro-2a内で形成された約5μm〜15μmの細胞内凝集体(GFP-PrPc(Δ140-254)およびミトコンドリアを含む)を、レーザーマイクロダイセクションにより正確に切り出すことができた。半乾燥状態は、細胞内構造物を光学的に観察するのに必要な液量を残しつつ、アブレーション時の水分蒸発を有効に低減する作用効果があるともいえる。これにより、生細胞内から目的の細胞内構造物を生きた状態の活性を維持しながら高精度に単離することができた。
3. Results About 5 μm to 15 μm intracellular aggregates (including GFP-PrP c (Δ140-254) and mitochondria) formed in mouse neuroblastoma Neuro-2a that became semi-dry by semi-intacting, The laser microdissection was able to cut out accurately. The semi-dry state can be said to have an effect of effectively reducing water evaporation during ablation while leaving a liquid amount necessary for optically observing the intracellular structure. As a result, it was possible to isolate the target intracellular structure from the living cells with high accuracy while maintaining the live activity.
上記マニュピレータによる採取で回収された細胞内凝集体は、その後の分子生物学的な解析が可能であった。また、回収容器に収容した溶液内では、遊離した細胞内構造物C以外の物質(例えば細胞膜片)がガラス棒に付着していても別々に遊離されるか簡単に分別できるので、その後の使用に何ら支障が無かった。さらに、回収された細胞内凝集体からGFPによる蛍光が発していることが確認されたことから、生きた状態の活性を維持しながら正確な単離及び/または採取が可能であることが証明された。これら方法は、細胞内構造物について可能であることから、それよりも寸法が大きい細胞単体についても同様に適用できることはいうまでもない。また、形状が複雑な細胞(神経細胞、癌細胞等)や寸法が哺乳類より充分小さい各種細胞については、本発明の方法が有利である。 The intracellular aggregates collected by collection with the manipulator could be subjected to subsequent molecular biological analysis. Further, in the solution stored in the collection container, even if substances other than the released intracellular structure C (for example, cell membrane pieces) adhere to the glass rod, they can be separated separately or easily separated. There was no problem. Furthermore, since it was confirmed that GFP fluorescence was emitted from the collected intracellular aggregates, it was proved that accurate isolation and / or collection was possible while maintaining live activity. It was. Since these methods are possible for intracellular structures, it is needless to say that they can be similarly applied to single cells having larger dimensions. In addition, the method of the present invention is advantageous for cells having complex shapes (neural cells, cancer cells, etc.) and various types of cells whose dimensions are sufficiently smaller than mammals.
他方、事前の検討において、マニュピレータ型の吸引機を用いてLMD処理後の細胞内構造物Cを吸引したところ吸引管内へ付着する場合があり回収し難かった。このため、あえてガラス製等の細径棒先端に付着させて採取する方法を採用して上記のように回収操作したことにより、所望の物質を確実かつ効率良く回収できた。 On the other hand, when the intracellular structure C after the LMD treatment was sucked using a manipulator-type suction device in a prior study, it might adhere to the suction tube and was difficult to collect. For this reason, it was possible to reliably and efficiently recover a desired substance by adopting a method of collecting by adhering to the tip of a thin rod made of glass or the like and performing the recovery operation as described above.
このように本発明の方法は、細胞は勿論のこと、細胞内構造物を生きた活性を依然として維持しながら正確に単離および採取できることが確認できた。本発明の方法により採取された細胞または細胞内構造物等は、引き続き所定の容器内で前処理(可溶化、遠心分離等)され、各種解析(ウエスタンブロッティング、質量分析、2次元電気泳動、PCR反応等)することが可能である。また、細胞内構造物として細胞内で凝集体を形成するミトコンドリアを正確に単離および採取できたことにより、疾患関連凝集蛋白質構成成分の解析が本発明により初めて実現できるようになった。なお、実施例で扱ったPrPcはプリオン病関連蛋白(プリオン蛋白質)であり、本発明の方法(および上記説明による装置)が、神経学的な分子レベルの研究を生きた状態の活性を維持しながら行うことができ、研究、創薬、診断等の医療に大いに貢献できると期待される。 Thus, it was confirmed that the method of the present invention can accurately isolate and collect not only cells but also intracellular structures while still maintaining the living activity. Cells or intracellular structures collected by the method of the present invention are subsequently pretreated (solubilization, centrifugation, etc.) in a predetermined container, and various analyzes (Western blotting, mass spectrometry, two-dimensional electrophoresis, PCR, etc.) Reaction etc.). In addition, since the mitochondria that form aggregates in cells as intracellular structures can be accurately isolated and collected, analysis of disease-related aggregated protein components can be realized for the first time by the present invention. Incidentally, the PrP c dealing in Example a prion disease associated protein (prion protein), the method of the present invention (and apparatus according to the above description) is maintained in an active state in which living studies neurological molecular level It is expected to contribute greatly to medical care such as research, drug discovery, and diagnosis.
以上、本発明を各種実施形態及び実施例に基づき説明したが、本発明はそれらに限定されることなく、上述した発明の主旨の範囲内において、種々の変更等が可能である。また、上記に説明した方法を実行するための装置も本発明に含まれ、これらも同様の主旨により種々変更等が可能である。さらに、上記に説明した方法を、上記方法を実行するための装置を用いて操作する操作方法または制御用プログラムも本発明に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]標的生細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本に液透過性を付与し、前記標本内の含水量を制御する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含む、標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[2]前記含水量を制御する工程が、半乾燥状態の標本を得る工程を含むことを特徴とする、[1]に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[3]前記含水量を制御する工程が、細胞膜に多数の微細孔を形成させる薬剤を前記標本に添加し、細胞内の液状成分を取り出すようなセミインタクト化を行う工程と、前記セミインタクト化された各細胞内の液状成分を細胞外に流出させる工程と、を含むことを特徴とする、[1]または[2]に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[4]前記切り離す工程が、前記標的生細胞または細胞内構造物に予め組み込まれた光マーカー物質からの光を発生させる工程と、前記光マーカー物質の発光に基づいてダイセクション箇所を決定する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含むことを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[5]前記標本を作製する工程が、前記標的生細胞または細胞内構造物に光マーカー遺伝子を組み込み、可視化する工程を含むことを特徴とする、[4]に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[6]前記光マーカー物質が、蛍光マーカー物質であることを特徴とする、[4]に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[7]光マーカー物質を発光させる工程が、前記切り出し工程とは異なる波長の励起用光源であることを特徴とする、[4]または[5]に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。
[8]標的細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本の含水量を制御する工程と、平坦な先端部を有する細径の採取棒を、レーザーによって切り離された標的生細胞または細胞内構造物に押し付ける工程と、前記平坦な先端部に付着した前記標的生細胞または細胞内構造物を、溶液の入った回収用容器内で遊離させる工程と、を含むことを特徴とする、標的生細胞または細胞内構造物の採取方法。
[9]標的細胞または細胞内構造物を含む標本を作製する工程と、前記標本の含水量を制御する工程と、前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、を含む、標的細胞または細胞内構造物の単離方法。
[10]前記標本が予め凍結ないし乾燥処理されており、含水量を制御する工程が、凍結が解凍されて生じる融解液ないし乾燥状態から復元するための溶解液により、一旦、含水量を充分増加させた後に、低度の乾燥状態になるまで含水量を低減させることを特徴とする、[9]に記載の標的細胞または細胞内構造物の単離方法。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on various embodiment and an Example, this invention is not limited to them, A various change etc. are possible within the range of the main point of the invention mentioned above. In addition, an apparatus for executing the method described above is also included in the present invention, and various changes and the like can be made based on the same gist. Furthermore, an operation method or a control program for operating the method described above using an apparatus for executing the method is also included in the present invention.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1] A step of preparing a specimen containing living target cells or intracellular structures, a step of imparting liquid permeability to the specimen and controlling the water content in the specimen, and irradiating the specimen with laser And isolating the target living cell or intracellular structure from the specimen, and isolating the target living cell or intracellular structure.
[2] The method for isolating live target cells or intracellular structures according to [1], wherein the step of controlling the water content includes a step of obtaining a semi-dried specimen.
[3] The step of controlling the water content includes a step of performing semi-intacting such that a drug that forms a large number of micropores in a cell membrane is added to the specimen and a liquid component in the cell is taken out, and the semi-intacting step is performed. A method for isolating a target living cell or an intracellular structure according to [1] or [2], comprising a step of causing a liquid component in each cell to flow out of the cell.
[4] The step of separating includes a step of generating light from a photomarker substance previously incorporated in the target living cell or intracellular structure, and a step of determining a dissection location based on light emission of the photomarker substance And irradiating the specimen with a laser to separate the target living cells or intracellular structures from the specimen, and any one of [1] to [3] A method for isolating live target cells or intracellular structures as described.
[5] The live target cell or intracellular target according to [4], wherein the step of preparing the specimen includes a step of incorporating and visualizing a photomarker gene in the live target cell or intracellular structure. A method for isolating a structure.
[6] The method for isolating live target cells or intracellular structures according to [4], wherein the optical marker substance is a fluorescent marker substance.
[7] The target living cell or intracellular structure according to [4] or [5], wherein the step of emitting a light marker substance is an excitation light source having a wavelength different from that of the cutting-out step Isolation method.
[8] A step of preparing a specimen containing target cells or intracellular structures, a step of controlling the water content of the specimen, and a target living body in which a thin sampling rod having a flat tip is separated by a laser. A step of pressing the cell or an intracellular structure, and a step of releasing the target living cell or the intracellular structure attached to the flat tip portion in a collection container containing a solution. A method for collecting target living cells or intracellular structures.
[9] A step of preparing a specimen containing target cells or intracellular structures; a step of controlling the water content of the specimen; irradiating the specimen with a laser; A method for isolating a target cell or an intracellular structure, comprising a step of separating from a specimen.
[10] The specimen is pre-frozen or dried, and the step of controlling the water content increases the water content sufficiently once by using a melt or a solution for restoring from the dry state after freezing is thawed. The method for isolating a target cell or intracellular structure according to [9], wherein the water content is reduced to a low dry state after the treatment.
11・・・標本の作製、12・・・セミインタクト化処理、13・・・レーザーマイクロダイセクション、14・・・標的部位の採取、21・・・注入器、22・・・ディッシュ、23・・・マイクロピペッタ、24、25・・・回収用容器、26・・・CPU、51・・・レーザースポット、62・・・回収用容器、63・・・ガラス棒、64・・・操作アーム、65・・・固定手段、71・・・固定台、72・・・空洞部、73・・・固定板、81・・・レーザー照射手段、91・・・ガラス棒の先端部、101・・・照明用光源、102・・・視野絞り、103・・・開口絞り、104・・・ダイクロイックミラー、105・・・レーザー用対物レンズ、106・・・ステージ、108・・・ディッシュ、109・・・ステージ駆動部、110・・・観察用対物レンズ、111・・・ダイクロイックミラー、112・・・UVバリアフィルタ、113・・・結像レンズ、114・・・ハーフミラー、115・・・CCDカメラ、116・・・画像処理およびステージ制御装置、117・・・ディスプレイ、118・・・操作部、119・・・ミラー、120・・・リレーレンズ、121・・・UVカットフィルタ、122・・・接眼レンズ、123・・・UVレーザヘッド、123a・・・レーザ光源、124・・・UV結像レンズ、125・・・可変スリット、126・・・LED、127・・・ダイクロイックミラー、A・・・標的生細胞、B・・・標本、C・・・細胞内構造物。 11 ... Preparation of specimen, 12 ... Semi-intacting treatment, 13 ... Laser microdissection, 14 ... Collection of target site, 21 ... Injector, 22 ... Dish, 23 ... Micropipetta, 24, 25 ... Recovery container, 26 ... CPU, 51 ... Laser spot, 62 ... Recovery container, 63 ... Glass rod, 64 ... Operating arm, 65: Fixing means, 71: Fixing table, 72: Cavity, 73: Fixing plate, 81: Laser irradiation means, 91: Tip of glass rod, 101 ... Illumination light source, 102 ... Field stop, 103 ... Aperture stop, 104 ... Dichroic mirror, 105 ... Laser objective lens, 106 ... Stage, 108 ... Dish, 109 ... Stage drive unit, 110 ... objective lens for observation, 111 Dichroic mirror, 112 ... UV barrier filter, 113 ... imaging lens, 114 ... half mirror, 115 ... CCD camera, 116 ... image processing and stage control device, 117 ... display , 118 ... Operation unit, 119 ... Mirror, 120 ... Relay lens, 121 ... UV cut filter, 122 ... Eyepiece lens, 123 ... UV laser head, 123a ... Laser light source 124 ... UV imaging lens, 125 ... variable slit, 126 ... LED, 127 ... dichroic mirror, A ... target living cell, B ... specimen, C ... intracellular Structure.
Claims (8)
前記標本に液透過性を付与し、前記標本内の含水量を制御する工程と、
前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、
を含み、
前記含水量を制御する工程は、
細胞膜に多数の微細孔を形成させる薬剤を前記標本に添加し、細胞内の液状成分を取り出すようなセミインタクト化を行う工程と、
前記セミインタクト化された各細胞内の液状成分を細胞外に流出させる工程と
を含む、標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。 Producing a specimen containing live target cells or intracellular structures;
Providing liquid permeability to the specimen and controlling the water content in the specimen;
Irradiating the specimen with a laser to separate the target living cells or intracellular structures from the specimen;
Only including,
The step of controlling the water content includes
Adding a drug that forms a large number of micropores in the cell membrane to the specimen, and performing semi-intacting such that a liquid component in the cell is extracted;
Allowing the liquid component in each semi-intacted cell to flow out of the cell;
A method for isolating live target cells or intracellular structures , comprising:
前記標的生細胞または細胞内構造物に予め組み込まれた光マーカー物質からの光を発生させる工程と、
前記光マーカー物質の発光に基づいてダイセクション箇所を決定する工程と、
前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、
を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。 The detaching step comprises:
Generating light from a photomarker substance pre-incorporated into the target living cell or intracellular structure;
Determining a dissection location based on light emission of the light marker material;
Irradiating the specimen with a laser to separate the target living cells or intracellular structures from the specimen;
The method for isolating live target cells or intracellular structures according to claim 1 or 2 , wherein
前記標的生細胞または細胞内構造物に光マーカー遺伝子を組み込み、可視化する工程を含むことを特徴とする、請求項3に記載の標的生細胞または細胞内構造物の単離方法。 The step of preparing the specimen includes
The method for isolating a target living cell or intracellular structure according to claim 3 , comprising a step of incorporating and visualizing a photomarker gene in the target living cell or intracellular structure.
前記標本に液透過性を付与し、前記標本の含水量を制御する工程と、
前記標本に対してレーザーを照射し、前記標的生細胞または細胞内構造物を前記標本から切り離す工程と、
平坦な先端部を有する細径の採取棒を、レーザーによって切り離された標的生細胞または細胞内構造物に押し付ける工程と、
前記平坦な先端部に付着した前記標的生細胞または細胞内構造物を、溶液の入った回収用容器内で遊離させる工程と、
を含み、
前記含水量を制御する工程は、
細胞膜に多数の微細孔を形成させる薬剤を前記標本に添加し、細胞内の液状成分を取り出すようなセミインタクト化を行う工程と、
前記セミインタクト化された各細胞内の液状成分を細胞外に流出させる工程と
を含むことを特徴とする、標的生細胞または細胞内構造物の採取方法。 Producing a specimen containing live target cells or intracellular structures;
Imparting liquid permeability to the specimen and controlling the water content of the specimen;
Irradiating the specimen with a laser to separate the target living cells or intracellular structures from the specimen;
Pressing a small collection rod having a flat tip against target live cells or intracellular structures separated by a laser;
Releasing the target living cells or intracellular structures attached to the flat tip in a collection container containing a solution;
Only including,
The step of controlling the water content includes
Adding a drug that forms a large number of micropores in the cell membrane to the specimen, and performing semi-intacting such that a liquid component in the cell is extracted;
Allowing the liquid component in each semi-intacted cell to flow out of the cell;
How to collect the characterized by containing Mukoto, target cells or subcellular structures.
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