イメージング細胞測定により、未分化のヒト多能性幹細胞におけるマーカー発現の空間的不均一性が明らかになりました

ヒト多能性幹細胞（HPSC）は、人間の発達を研究するための優れたモデルシステムを提供し、細胞ベースの医療および医薬品研究アプリケーションの両方のソースとして期待されています。ただし、未分化のHPSCの安定した維持はまだ困難であるため、日常的な特性評価が必要です。Flow-Cytometryは、HPSCの一般的な定量的特性評価ツールの1つですが、培養中の細胞の空間情報損失の欠点があります。ここでは、HPSCの未分化の状態を調べて、培養中の免疫陽性細胞の局所情報と形態学的情報を分析する2次元イメージングサイトメトリーを適用しました。培養容器内の細胞の画像全体を獲得し、セルアナライザー2000で画像アナライザーによって分析され、位置情報を使用して細胞の染色強度を決定しました。2次元イメージングサイトメトリーとフローサイトメトリーを使用して、4つのHPSCラインで5つのHPSCマーカーの発現を比較しました。結果は、イメージングサイトメトリーによって分析された免疫陽性比が、フローサイトメトリーによるものと良好な相関があることを示しました。さらに、イメージングサイトメトリーは、未分化HPSCにおけるHPSCマーカーの空間的に異質な発現を明らかにしました。イメージングサイトメトリーは、細胞の空間的および形態学的情報を失うことなく、微小な異常を反映することができます。HPSCコロニーを特徴付けるための強力で有用で、時間効率の良いツールです。

Human pluripotent stem cells (hPSCs) provide a good model system for studying human development and are expected as a source for both cell-based medical and pharmaceutical research application. However, stable maintenance of undifferentiated hPSCs is yet challenging, and thus routine characterization is required. Flow-cytometry is one of the popular quantitative characterization tools for hPSCs, but it has drawback of spatial information loss of the cells in the culture. Here, we have applied a two-dimensional imaging cytometry that examines undifferentiated state of hPSCs to analyze localization and morphological information of immunopositive cells in the culture. The whole images of cells in a culture vessel were acquired and analyzed by an image analyzer, IN Cell Analyzer 2000, and determined staining intensity of the cells with their positional information. We have compared the expression of five hPSC-markers in four hPSC lines using the two-dimensional imaging cytometry and flow cytometry. The results showed that immunopositive ratios analyzed by the imaging cytometry had good correlation with those by the flow cytometry. Furthermore, the imaging cytometry revealed spatially heterogenic expression of hPSC-markers in undifferentiated hPSCs. Imaging cytometry is capable of reflecting minute aberrance without losing spatial and morphological information of the cells. It would be a powerful, useful, and time-efficient tool for characterizing hPSC colonies.