ナノ粒子の取り込みとスフェロイドの輸送の定量的表現型化学のためのハイスループット自動共焦点顕微鏡プラットフォーム

3D細胞培養モデルでの表現型スクリーニングを促進するために、高度な画像ベースの自動高度なスクリーニング（HCS）アプローチに対する高い需要があります。大きな課題は、細胞の細部の詳細の解像度を保持することにありますが、同時に大規模に多細胞構造をイメージングします。この研究では、HT-29ヒト結腸直腸癌細胞から得られた不均一なスフェロイドの集団の定量的形態学的プロファイリングを可能にする光学マルチウェルプレートの共焦点顕微鏡ベースのHCSプラットフォームについて説明します。このプラットフォームは、複数のスケールで多細胞3Dスフェロイドにおける合成ナノ粒子（NP）の浸透の定量的解剖を実証するために利用されます。パイロットRNA干渉ベースのスクリーニングは、この方法論を検証し、これらのスフェロイドのNP人身売買を調節するRAB GTPaseのサブセットを識別します。この技術は、3D細胞ベースのスクリーニングにおける高コンテンツの表現型療法に適しており、翻訳腫瘍学に適用されるナノメディシン医薬品開発のフレームワークを提供します。

There is a high demand for advanced, image-based, automated high-content screening (HCS) approaches to facilitate phenotypic screening in 3D cell culture models. A major challenge lies in retaining the resolution of fine cellular detail but at the same time imaging multicellular structures at a large scale. In this study, a confocal microscopy-based HCS platform in optical multiwell plates that enables the quantitative morphological profiling of populations of nonuniform spheroids obtained from HT-29 human colorectal cancer cells is described. This platform is then utilized to demonstrate a quantitative dissection of the penetration of synthetic nanoparticles (NP) in multicellular 3D spheroids at multiple levels of scale. A pilot RNA interference-based screening validates this methodology and identifies a subset of RAB GTPases that regulate NP trafficking in these spheroids. This technology is suitable for high-content phenotyping in 3D cell-based screening, providing a framework for nanomedicine drug development as applied to translational oncology.