がん研究

がんは、成長調節における欠損細胞によって引き起こされる複雑な異質性疾患です。細胞または細胞群内の遺伝的および後成的変化が通常の機能を妨げ、自律的、非制御の細胞成長と増殖を引き起こします。

イメージングは、がん生物学の研究において重要なツールになりました。高分解能イメージングは、がんの根底にある遺伝的な細胞シグナル変化の研究に不可欠な一方、生細胞イメージングは機能と病気の機構をより深く理解するために極めて重要です。また、顕微鏡技術は様々な種類の腫瘍細胞間にある空間的関係性の研究にも不可欠です。さらに、それらのことは、がん細胞との戦う上で免疫システムの役割を理解するために重要です。免疫学研究では、より早期の発見のためにマルチカラーイメージングが用いられています。

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がんを研究するためにイメージングを使用する場合の課題

多くの場合、がん治療の研究では蛍光顕微鏡観察と革新的な機能アッセイを組み合わせることが必要です。研究者は、最適な時間分解能と空間分解能により細胞移動と転移などの生細胞内の動的事象をモニタリングできます。がん発生の核心にあるのがこのような動的プロセスです。

これらのプロセスを理解することは、腫瘍細胞挙動をリアルタイムで可視化する難易度の高さから困難でした。長期間にわたる高速イメージングには、分解能低下、さらには貴重な試料の損傷といった、犠牲が伴います。関心のあるプロセスを追跡できるように細胞の生存状態を維持する一方で、最高の分解能によって最高のデータを提供するイメージング技術とシステムを見つけることが重要です。

疾患の機構を理解するための多重化

共焦点またはWidefield顕微鏡による多色蛍光イメージングは、免疫抑制や血管形成などの複雑な生物学的現象を研究する場合に複数のバイオマーカーの空間状況、共局在性、近接性を理解するために欠かせないツールです。多くの場合、この目標は、「多重化」アプローチによって正確に判別できる蛍光標識の数に限りがあるため、困難になる可能性があります。幸いなことに、蛍光色素の分離を改善し（例えば、FluoSync - 1回の露光で同時に多重蛍光イメージングを行う合理的なアプローチ）、実験に必要な蛍光プローブの数を増やす革新的なイメージングシステムとストラテジーが存在します。

適切なツールを見つける

がんは複雑なため、時空間的な解決、生体試料、単一細胞イメージングを含む、無数の手法が必要です。がんに関する細胞プロセスのさらなる洞察は、可能な限り高い分解能と多パラメータ画像分析により得られる可能性があります。蛍光共焦点顕微鏡などの手法は、組織内や細胞構造内の複数の対象を研究することを可能にします。

超分解能や、最新の寿命イメージングやライトシートなどの高度なイメージング技術は、発がんの最初の過程、進行、治療に対する反応の背景にある分子間相互作用と制御機構の理解をもたらします。

レーザーマイクロダイセクション、光-電子相関顕微鏡法（CLEM）は、膜内の空間受容体配列と細胞核内のゲノム構成の研究を可能にします。

HeLa Kyoto 細胞。提供：Dr. Juan Jung、EMBL、ハイデルベルク、ドイツ。 — HeLa Kyoto 細胞。緑色：タンパク質P24、EYFP、マゼンタ：チューブリン、SiRチューブリン。 3Dタイムラプスシリーズ。 PL APO 63x/1.2 W対物レンズ、ピクセルサイズ53 nm、フォーマット1000 x 400ピクセル、32 fpsを使用した最高の速度と分解能の組み合わせ。提供：Dr. Juan Jung、EMBL、ハイデルベルク、ドイツ。

ライカマイクロシステムズ　超解像顕微鏡

超解像顕微鏡は、回折限界を克服し、研究者はナノスケールでの細胞内のアーキテクチャとダイナミクスを調べることができます。2004年に初の超解像顕微鏡 Leica TCS 4Pi の発売により、ライカマイクロシステムズは、ライフサイエンス研究に革命をもたらしました。Ernst Leitz の信念である ‘with the user, for the user’　を忠実に、ライカマイクロシステムズは、一流の科学者や開発パートナーと連携し、超解像を継続的に開発し、これらの高度な超解像システムの性能を向上させてきました。

荧光

荧光是生物和分析显微镜中最常用的物理现象之一，主要是因为它具有灵敏度高、特异性强的特点。荧光是冷发光的一种形式。用户可以通过显微镜来捕捉单个荧光分子的种类、分布、数量及其在细胞内的定位。用户可以进行荧光分子共定位和相互作用的研究，也可以观察在细胞内和细胞间运作离子浓度的变化，如胞吞和胞吐。借助超高分辨显微镜，我们甚至可以对亚细胞器的结构进行成像。

寿命イメージング：蛍光でカラーを上回る成果を

蛍光寿命イメージング顕微鏡法（FLIM）は、蛍光色素固有の特性を活かしたイメージング技術です。各蛍光分子は、固有の蛍光スペクトルに加えて、蛍光体が光子放出前に励起状態に留まる時間を反映する固有の寿命を持っています。寿命解析により、標準的な蛍光強度測定に加え、新たな情報を得ることができます。

Multiplex Imaging Reveals Survival Markers after Cancer Care

Colorectal cancer is a high incidence and high mortality cancer. Currently, postoperative chemotherapy benefits only a minority of patients, and thus, new tools are necessary to screen patients and identify those at increased risk. Tissue samples from hundreds of patients were analyzed using Cell DIVE’s multiplex imaging to reveal the fine cellular determinants of survival following cancer treatment.

Tumor MHC Expression and Intralesional IL2 Response in Melanoma

Genomics profiling and Cell DIVE multiplex imaging allows researchers to understand the immune cell phenotypes that most strongly predict response to IL2 immunotherapy in melanoma patients suffering metastasis.

Hyperplex Cancer Tissue Analysis at Single Cell Level with Cell DIVE

The ability to study how lymphoma cell heterogeneity is influenced by the cells’ response to their microenvironment, especially at the mutational, transcriptomic, and protein levels. Protein expression studies offer the most relevant information about the nature of cellular interactions and protein expression levels. A hyperplexed workflow can be applied for studying multiple proteins from the same cancer tissue.

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