再生医療支援事業

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原理

バリア形成組織

  • 多細胞生物において、上皮および内皮細胞層は化学物質を選択的に透過させるというバリア機能を持っています。
  • 透過経路は細胞と細胞の間を通り抜ける経路(paracellular route)や細胞をまたがって透過する経路(transcellular route)の2種類があります。
  • 経上皮/内皮細胞バリア機能の主な構成要素は隣接した細胞間の密着結合(tight junction)です。
  • 密着結合(tight junction)はさまざまなシグナルに応答して、選択的にその開閉を行って、分子の透過を調節しています。
<経上皮及び内皮細胞層のバリア機能>

細胞シート回収のイメージ図

細胞層のインピーダンス測定

  • インサート上に培養した細胞層を電気的に測定します。インサート膜の上下にそれぞれ電極を置いて微小交流電圧(Vac)を加え、インピーダンスを測定します。
  • 細胞層の経上皮/内皮電気抵抗値(TER)およびキャパシタンス(静電容量、Ccl)は、周波数依存インピーダンス(Z)を等価回路で分析することによって測定します。
  • 細胞層バリアに直接関連する2つの主なパラメータは抵抗値(TER)と静電容量(Ccl)です。オーム抵抗(TER)は細胞間隙短経路(paracellular route)を表します。一方頂端膜から基底膜を通る経細胞路(transcellular route)の静電容量はCclで要約されます。
<細胞の電気的特性を簡易的に表した等価回路>
細胞シート回収のイメージ図

<標準的な周波数依存的なインピーダンス値>

細胞シート回収のイメージ図

インピーダンススペクトル

  • 細胞層のTERとCclは主に中間周波数域に表れ、水平状態を形成します。
  • 水平状態が存在することでこれらTERとCclとその他周波数周辺(電極と培地の界面、及び培地成分)のインピーダンスを区別することができます。
<TERが増加すると水平部分は上方に移動>

細胞シート回収のイメージ図

<Cclが増加すると水平部分は狭くなる>