細胞メカノトランスダクションの高スループット光学スクリーニング

我々は、細胞のメカノトランスダクション（機械的情報伝達）に影響する外因性分子を高速かつ高スループットでスクリーニングする光学的プラットフォームについて報告する。我々の方法は、単一レーザーマイクロビームによって生成されるマイクロキャビテーション気泡を利用して接着細胞のメカノトランスダクションを開始するもので、フローチャンバーやマイクロ流体デバイスを必要としない。生成されたマイクロキャビテーション気泡によって、接着細胞がマイクロ津波（爆発的に発生するマイクロスケールの過渡的な流体力学的せん断応力）に曝され、1 mm²近い面積にわたって細胞が刺激される。我々は、マイクロ津波によって、初代ヒト内皮細胞のメカノシグナリングが開始されることを実証している。観察されたこのシグナリングは、Gタンパク質共役受容体刺激と一致しており、小胞体によるCa²⁺放出をもたらす。さらに、この経路に対する既知の阻害剤を導入すると、マイクロ津波誘起Ca²⁺シグナリングが用量に依存して変化することが示されている。また、外因性分子によるCa²⁺シグナリングとその変化を画像化することによって、リアルタイムで細胞メカノシグナリングを開始し評価できることが実証されている。我々は、この機能を利用して、96ウェルプレートにおいて一連の小分子が細胞メカノトランスダクションに及ぼす影響を、標準的なイメージングサイトメトリーでスクリーニングしている。