細胞周期の解析は、増殖と疾患を理解する上で極めて重要です。ハイスループットな手法では空間情報が犠牲になりますが、Cytelyを使えば、核染色のみと形態プロファイリングによって細胞周期の各段階を迅速に分類でき、空間的コンテキストを保持しながら再現性のある定量が可能になります。
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細胞周期解析：形態ベースの分類によるHeLa細胞の細胞周期段階
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HeLa細胞における細胞周期解析
本アプリケーションノートでは、Cytelyが接着性HeLa細胞において標準的な核染色から得られる形態学的特徴を用いて細胞周期の各段階を分類する方法を示します。このアプローチは、自動セグメンテーションとインタラクティブなゲーティングを組み合わせ、空間的コンテキストを保持しながら純粋な有糸分裂集団を分離します。
本ノートで示す主な機能は以下のとおりです。
- 細胞集団全体にわたる形態学的な不均一性の可視化
- 核形態を用いた細胞周期フェーズ（G0/G1、S/G2、M）の同定
- 順次的なゲーティングによる有糸分裂細胞の高純度での分離と定量
- 特殊な色素を用いない複雑な細胞周期解析。遡及的な解析にも対応
実験方法
HeLa細胞を培養し、標準的な核色素で染色しました。形態を保持するため、接着細胞でイメージングを行いました。Cytelyは自動オブジェクト検出（核）と形態学的パラメータ（面積、円形度、長軸/短軸、強度など）の測定を用いて画像を処理しました。
Cytelyでのデータ解析
- アップロード: 画像はCytelyのウェブインターフェースから追加されました。
- セグメンテーション: 核の自動検出と、形態および強度の測定。
- 順次的な散布図: サイズおよび強度に由来する指標により、G0/G1、S/G2、有糸分裂の集団を分離しました。
- 有糸分裂の分離: 長軸長対短軸長に対する最終ゲートにより、伸長した分裂中の細胞を分離しました。
結果
3つの主要な集団が形態によって分類され、空間的コンテキストが保持されました。ゲーティングされた細胞の代表的な切り出し画像により、視覚的な検査で表現型が確認されます。データセット全体にわたる定量結果:
- G0/G1: 65%
- S/G2: 23%
- 有糸分裂: 3%
- その他: 9%
結論
Cytelyは細胞周期解析を高速で直感的なワークフローへと変えます。自動セグメンテーションと多パラメータのゲーティングを組み合わせることで、標準的な核染色を用いて細胞周期の各段階を精密に定量できます。このワークフローは空間的コンテキストを保持し、即座に視覚的な確認を提供することで、再現性が高く、論文にそのまま使える結果を実現します。
- 複雑な多色素プロトコルを不要にします
- 既存データセットの遡及的な解析を可能にします
- フローサイトメトリーでは失われる空間的コンテキストを保持します
- ゲーティングされた集団の即時的な視覚的検証