インピーダンス測定による「エレクトリックイメージ」から経時的な空間情報を抽出
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電⼦マイクロプレートの電極上で
増殖する細胞 | | 異なる電場と周波数でスキャンすることにより、各タイムポイントで複数の「エレクトリックイメージ」を作成。 | | 20以上の空間パラメーターを
経時的に測定可能。 | |
Pixel テクノロジーは、腫瘍学から血管生物学まで、さまざまな種類の細胞からリアルタイムのマルチパラメーターデータを取得します。単層および3Dオルガノイドの両方で、細胞の生存率、形態、構造、挙動、そして機能に関する高解像度の情報を活用し、in vitro研究を掘り下げることができます。
スフェロイドにおけるCAR-T細胞療法
2D細胞培養におけるCAR-T細胞療法
神経細胞
運動ニューロンにおけるALS
内皮細胞の運動性と組織バリア
 スフェロイドにおけるCAR-T細胞療法 |
CAR-T細胞はリアルタイムでどのように腫瘍を攻撃するのでしょうか？ Pixelのエレクトリックイメージングは、T細胞と腫瘍スフェロイド間の動的相互作用をとらえ、構造変化と免疫細胞の活性の両方を明らかにします。
この実験では、HeLa-CD19スフェロイドをProMab Biotechnologies社のCD19標的T細胞と72時間インキュベートしました。 左のパネルは未処理のスフェロイドが経時的に生育する様子を示し、右のパネルはCAR-T細胞がその添加後24時間以内に腫瘍量を減少させる様子を示しています。 Pixelにより、T細胞の動きと腫瘍微小環境への影響を可視化することができます。
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| 2D細胞培養におけるCAR-T細胞療法 |
生理的に適切なin vitroモデルで細胞死を高感度に検出することは、CAR-T細胞療法の改善に不可欠です。 Pixelのエレクトリックイメージングでは、シングルセルの分解能で、死滅前の細胞形態の変化を含め、T細胞と腫瘍細胞の相互作用を詳細にモニタリングすることができます。 ここでは、形態が変化した瀕死の細胞が緑と青で見えています。
この実験では、HeLa-CD19細胞をProMab Biotechnologies社のCD19標的T細胞と共に72時間インキュベートしました。 左のパネルは未処理の細胞を示し、中央と右のパネルはそれぞれCAR-T：腫瘍細胞を1：6と1：10で播種した場合の24時間後のものです。 CAR-T：腫瘍細胞の比が低くても細胞死が見られます。
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| 神経細胞 |
神経細胞は共培養でどのように相互作用するのでしょうか？ 神経細胞、アストロサイト、ミクログリアは、エレクトリックイメージングによって同定できるユニークな表現型とライブセルの挙動を持っています。 Pixelを使用すると、BrainXell社の神経細胞のように、単培養または共培養における各細胞タイプの挙動と反応を追跡できます。
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| 運動ニューロンにおけるALS |
ALSは運動ニューロンの構造と挙動をどのように変化させるのでしょうか？ Axol Bioscience社のaxoCells™にPixel高次元エレクトリックイメージングを適用することで、健常ドナーとALS患者の両方から採取したiPSC由来運動ニューロンにおける異なる表現型を識別することができます。
これらのビデオでは、Pixelの20以上の形態学的・機能的パラメーターのうち3つを用いて、健常患者細胞と2つの異なる遺伝子変異を持つALS患者細胞の表現型の違いを示しています。
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| 内皮細胞の運動性と組織バリア |
Pixelのエレクトリックイメージングは、運動性（左）や組織バリア形成（右）など、内皮細胞のさまざまな特性を観察できます。 Pixelの高い感度と空間的正確性は、細胞間結合と組織バリア（右、濃青色）の形成をリアルタイムなモニタリングを可能にします。 Pixelの96ウェルおよび384ウェルマイクロプレートでは、さまざまな分子に対するバリア反応を調べることもできます。
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A semiconductor 96-microplate platform for electrical-imaging based high-throughput phenotypic screening (
)
Shalaka Chitale, Wenxuan Wu, Avik Mukherjee, Herbert Lannon, Pooja Suresh, Ishan Nag, Christina M Ambrosi, Rona S Gertner, Hendrick Melo, Brendan Powers, Hollin Wilkins, Henry Hinton, Michael Cheah, Zachariah G Boynton, Alexander Alexeyev, Duane Sword, Markus Basan, Hongkun Park, Donhee Ham, Jeffrey Abbott
Nat Commun. 2023 Nov 21;14(1):7576. doi: 10.1038/s41467-023-43333-9.
Multi-parametric functional imaging of cell cultures and tissues with a CMOS microelectrode array ()
Jeffrey Abbott , Avik Mukherjee, Wenxuan Wu, Tianyang Ye, Han Sae Jung, Kevin M Cheung, Rona S Gertner, Markus Basan, Donhee Ham, Hongkun Park
Lab Chip. 2022 Mar 29;22(7):1286-1296. doi: 10.1039/d1lc00878a.
Extracellular recording of direct synaptic signals with a CMOS-nanoelectrode array ()
Jeffrey Abbott, Tianyang Ye, Keith Krenek, Rona S Gertner , Wenxuan Wu, Han Sae Jung, Donhee Ham, Hongkun Park
Lab Chip. 2020 Aug 26;20(17):3239-3248. doi: 10.1039/d0lc00553c.
The Design of a CMOS Nanoelectrode Array with 4096 Current-Clamp/Voltage-Clamp Amplifiers for Intracellular Recording/Stimulation of Mammalian Neurons ()
Jeffrey Abbott, Tianyang Ye, Keith Krenek, Ling Qin, Youbin Kim, Wenxuan Wu, Rona S Gertner, Hongkun Park, Donhee Ham
IEEE J Solid-State Circuits. 2020 Sep;55(9):2567-2582. doi: 10.1109/jssc.2020.3005816.
A nanoelectrode array for obtaining intracellular recordings from thousands of connected neurons ()
Jeffrey Abbott, Tianyang Ye, Keith Krenek, Rona S Gertner, Steven Ban, Youbin Kim, Ling Qin, Wenxuan Wu, Hongkun Park, Donhee Ham
Nat Biomed Eng. 2020 Feb;4(2):232-241. doi: 10.1038/s41551-019-0455-7.
CMOS nanoelectrode array for all-electrical intracellular electrophysiological imaging ()
Jeffrey Abbott, Tianyang Ye, Ling Qin, Marsela Jorgolli, Rona S Gertner, Donhee Ham, Hongkun Park
Nat Nanotechnol. 2017 May;12(5):460-466. doi: 10.1038/nnano.2017.3.