CFSEベースのリンパ球増殖分析における細胞分裂の非対称性

カルボキシフルオレオレセインコキシニミジルエステル（CFSE）色素希釈を使用したリンパ球分裂のフローサイトメトリーベースの分析により、細胞の増殖と分化を説明するデータの取得が可能になります。たとえば、CFSEヒストグラムデータにより、数学モデルとパラメーター推定手法を適用することにより、細胞の離職率に関する定量的洞察が可能になります。さまざまなタイプの決定論的または確率的アプローチを使用して、いくつかの数学モデルが開発されています。ただし、CFSE増殖アッセイの分析は、2つの娘細胞でラベルが半分になっているという前提に基づいています。重要なことに、リンパ球分裂におけるタンパク質分布の非対称性は、さまざまな要因に依存する非対称性の程度を伴う細胞分裂の基本的な生物学的特徴です。ここでは、非対称リンパ球分裂およびCFSEベースのリンパ球増殖分析に関する最近の文献をレビューします。CFSEベースの細胞増殖を記述する分割および標識構造の数学モデルは、細胞増殖の非対称性と時間遅れを考慮すべきであることを提案します。改善されたモデリングアルゴリズムの利用により、活性化リンパ球の性能を説明する重要なパラメーターの簡単な定量化が可能になります。

Flow cytometry-based analysis of lymphocyte division using carboxyfluorescein succinimidyl ester (CFSE) dye dilution permits acquisition of data describing cellular proliferation and differentiation. For example, CFSE histogram data enable quantitative insight into cellular turnover rates by applying mathematical models and parameter estimation techniques. Several mathematical models have been developed using different types of deterministic or stochastic approaches. However, analysis of CFSE proliferation assays is based on the premise that the label is halved in the two daughter cells. Importantly, asymmetry of protein distribution in lymphocyte division is a basic biological feature of cell division with the degree of the asymmetry depending on various factors. Here, we review the recent literature on asymmetric lymphocyte division and CFSE-based lymphocyte proliferation analysis. We suggest that division- and label-structured mathematical models describing CFSE-based cell proliferation should take into account asymmetry and time-lag in cell proliferation. Utilization of improved modeling algorithms will permit straightforward quantification of essential parameters describing the performance of activated lymphocytes.