原子間力顕微鏡による単一がh細胞診断：細胞形状依存性

摘要

原子間力顕微鏡法法（AFM）は細胞の力学特性を高い精度で測定可能である。近年、AFM を用いた細胞のヤング率を指標とした、がh細胞診断が期待されている。著者等は、マイクロ加工基板を用いて細胞形態を均一化することにより、個々の細胞の接着性や形状のばらつきを軽減させ、細胞内の計測位置を正確に制御する方法を考案した。そして、細胞のヤング率ではなく、細胞レオロジー変数を指標として利用することにより、がh細胞診断の精度が向上することを報告した。この研究では、細胞形状として正方形を利用したが、がh細胞診断能は、細胞の幾何形状に依存すると考えられる。なぜなら、細胞の形態は、細胞の内部構造や力学特性と強く関係するからである。そこで、本研究では、細胞形状のアスペクト比ががh診断能にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを目的とし、細胞の幾何形状のアスペクト比に対する細胞骨格構造と細胞レオロジー変数を調べた。細胞が接着可能な領域が多数の四角形からなるマイクロ加工基板上にがh遺伝子RasV12 を発現した上皮細胞（がh細胞）と非発現細胞（正常細胞）を播種した。四角形のアスペクト比は、1:1～1:4 とし、面積は全て900 μm~2に統一した。免疫蛍光染色によりアクチン線維構造を観察した。また、細胞のレオロジー測定には、複数のレオロジー変数を同時に測定可能な多重周波数モジュレーションAFM 法を用いた。実験の結果、正常細胞ではアクチン線維が細胞核周辺に集積し、一方で、がh細胞は細胞中心部にアクチン線維が集積することが分かった。この正常細胞とがh細胞のアクチン線維構造の違いは、アスペクト比が大きくなるにつれて減少することが分かった。当日は、細胞レオロジー変数と細胞骨格構造の空間分布の関係、および細胞診断能のアスペクト比依存性について報告する。