2018年3月14日
このプロトコルでは、ラベルおよび Histone2B GFP BacMam 2.0 ラベルおよび回転のディスク共焦点顕微鏡システム使用して分裂期の細胞で生きている染色体の視覚化に簡単で便利な方法について説明します。
この方法の全体的な目標は、Histone 2B-GFP BacMam 2.0標識とスピニングディスク共焦点顕微鏡システムを使用して、有糸分裂細胞の生きた染色体を標識し、可視化することです。この方法は、培養細胞内の有糸分裂染色体を視覚化し、染色体分配に対する遺伝子改変または薬物治療の影響を研究するために使用できます。この技術の主な利点は、有糸分裂細胞の生きた染色体を標識および視覚化するための簡単で便利な方法を提供することです。
ライブイメージング手順のデモンストレーションを行うのは、FDA生物製剤評価研究センターのウイルス製品部門の顕微鏡およびイメージングコア施設を管理している武田和代博士です。この実験で使用したマウス胚性線維芽細胞(MEF)は、テキストプロトコルに記載されているように、摂氏37度、CO2濃度5%の2ウェルチャンバーカバーガラスで一晩成長します。翌日、0.1%FBSを含むDMEM/F12増殖培地でインキュベートすることにより、G0/G1期のMEFを同期させます。
ラベリングの日に、DMSO中のノコダゾールの1ミリリットルあたり1.5ミリグラムの原液を準備します。重要なステップは、細胞に毒性を与えることなく染色体可視化に十分な標識を達成するために、細胞あたりのCL-HB粒子の適切な量を計算することです。私たちは以前に、滴定実験によって、30 PPCが最適に機能することを決定しました。
MEFsに、10%FCSを含む200マイクロリットルの成長培地、ノコダゾール1ミリリットルあたり200ナノグラム、および細胞あたり30粒子のCL-HB試薬を追加します。MEFを摂氏37度、CO25%で18時間インキュベートします。MEFの可視化は、環境チャンバーと油浸63倍対物レンズを備えたスピニングディスク共焦点顕微鏡システムを使用して行われます。
イメージングの1日前に、環境チャンバーの電源をオンにし、チャンバー全体を摂氏37度で一晩温めます。翌日、顕微鏡スタンド、カメラ、回転ディスクユニット、イルミネーター、アルゴンレーザー、コンピューター、電動ステージの電源をONにします。システムを3分間ウォームアップした後、イグニッションキーをオンにしてアルゴンレーザーを始動します。
アルゴンレーザーのトグルスイッチをスタンバイからレーザーランに切り替えます。データ集録および処理ソフトウェアを起動します。ステージトップインキュベーターのCO2コントローラーを起動し、CO2の濃度を5%に設定しますチャンバーカバーガラスをインキュベーターから取り外し、顕微鏡ステージに置き、油浸63X対物レンズを選択します。
接眼レンズを通して観察し、画像の焦点を合わせ、核膜破壊(NEBD)の段階にある細胞を特定します。488ナノメートルのアルゴンレーザーを開始し、Histone 2B-GFPを可視化します。アクイジションコントロールウィンドウを開き、GFPチャンネルの露光時間を設定します。
NEBD にあるセルを特定します。次に、セルの上部と下部の焦点面を手動で決定し、XYZ光学セクショニング設定を入力します。細胞を20分間観察します。
すべての細胞が有糸分裂を経るわけではないため、有糸分裂の進行を積極的に監視する必要があることに注意することが重要です。20分経っても細胞分裂が進まない場合は、画像取得を停止し、NEBDにある次の細胞に移ります。ムービーのデータを取得するには、3 分ごとに写真を撮ります。
紡錘体アセンブリチェックポイントから逃れたPP2A-B56-γ細胞の有糸分裂中の遅延染色体を画像化するには、細胞あたり約1時間が必要です。画像をZVIファイル形式で保存して、さらに分析します。ライブセルイメージングを使用して、NEBDから有糸分裂まで進行する個々の細胞の運命を視覚化しました。
ノコダゾール治療後、観察された21個の野生型細胞すべてが中期で停止しました。対照的に、観察されたPP2A-B56-γを欠く21個の細胞のうち、16個はノコダゾール治療後に有糸分裂を経験することができました。さらに、これらのMEFのうち13で異常な染色体分離が検出されました。
このビデオクリップでは、染色体ミス分配を受けているPP2A-B56-γ細胞の例が示されています。この手法を習得すると、標識プロトコル前の細胞処理にもよりますが、3〜4日かかります。これは一過性のトランスフェクションであり、シグナルは最大5日間しか検出できないことを覚えておくことが重要です。
このプロトコルは、細胞周期の調節、ゲノムの不安定性、および細胞治療製品の品質に関連する追加の質問に答えるために使用できます。開発後、この手法は、初代細胞株、幹細胞、ニューロン、不死化T細胞など、さまざまな細胞株の染色体のライブイメージングの研究に使用できる可能性があります。このビデオを見れば、Histone 2B-GFP BacMam 2標識とスピニングディスク共焦点顕微鏡システムを使用して、有糸分裂細胞の生きた染色体を簡単に標識し、可視化する方法を十分に理解できるはずです。
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このプロトコルは、Histone2B-GFP BacMam 2.0とスピニングディスク共焦点顕微鏡を使用して、有糸分裂細胞内の生きた染色体をラベル付けし視覚化する方法を説明しています。この技術により、培養細胞での染色体分離を研究することができます。
Live chromosome imaging enables direct observation of mitotic fidelity, a critical determinant of genomic stability in cell-based therapies and disease models. By visualizing lagging chromosomes and segregation errors in real time, this method supports mechanistic de-risking of targets involved in cell cycle control, such as phosphatases and checkpoint regulators. The approach provides predictive confidence in assessing chromosomal integrity, informing go/no-go decisions in preclinical development and cell therapy manufacturing.
The method fits within the discovery continuum from target validation to preclinical evaluation, where chromosomal segregation serves as a functional readout of pathway activity and cellular health.