JP2009036681A - Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor - Google Patents
Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009036681A JP2009036681A JP2007202307A JP2007202307A JP2009036681A JP 2009036681 A JP2009036681 A JP 2009036681A JP 2007202307 A JP2007202307 A JP 2007202307A JP 2007202307 A JP2007202307 A JP 2007202307A JP 2009036681 A JP2009036681 A JP 2009036681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- receptor
- cell
- growth factor
- fibroblast growth
- fgfr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 108091008794 FGF receptors Proteins 0.000 title claims abstract description 90
- 102000044168 Fibroblast Growth Factor Receptor Human genes 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 81
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 claims abstract description 34
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 claims abstract description 34
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 13
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 9
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 7
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 7
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 5
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 claims description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 claims description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 11
- 102000018233 Fibroblast Growth Factor Human genes 0.000 description 7
- 108050007372 Fibroblast Growth Factor Proteins 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 229940126864 fibroblast growth factor Drugs 0.000 description 7
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 4
- 210000003855 cell nucleus Anatomy 0.000 description 3
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 3
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 3
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 2
- 102000003688 G-Protein-Coupled Receptors Human genes 0.000 description 2
- 108090000045 G-Protein-Coupled Receptors Proteins 0.000 description 2
- 108010047357 Luminescent Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000006830 Luminescent Proteins Human genes 0.000 description 2
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005415 bioluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000029918 bioluminescence Effects 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 2
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000037865 fusion proteins Human genes 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 2
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000000844 Cell Surface Receptors Human genes 0.000 description 1
- 108010001857 Cell Surface Receptors Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 101150081124 FGFR gene Proteins 0.000 description 1
- 108090000386 Fibroblast Growth Factor 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100031706 Fibroblast growth factor 1 Human genes 0.000 description 1
- 102100023600 Fibroblast growth factor receptor 2 Human genes 0.000 description 1
- 101710182389 Fibroblast growth factor receptor 2 Proteins 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- 241001430197 Mollicutes Species 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 108700008625 Reporter Genes Proteins 0.000 description 1
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000556 agonist Substances 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004163 cytometry Methods 0.000 description 1
- 210000003674 cytoplasmic vesicle Anatomy 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000004031 neuronal differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012679 serum free medium Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000005062 synaptic transmission Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)の活性を計測する方法に関する。より詳細には、本発明は、FGFRの活性化状態を、画像解析装置を使用して定量的に計測する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the activity of a fibroblast growth factor receptor (FGFR). More specifically, the present invention relates to a method for quantitatively measuring the activation state of FGFR using an image analyzer.
線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)は、細胞の増殖、分化、神経伝達など様々な生理作用に重要な関わりがあることが知られている。現在、細胞表面に存在するFGFRの活性化状態を測定するために様々な方法が開発されている。例えば非特許文献1では、ある種の線維芽細胞増殖因子(FGF)が、神経細胞の分化を誘導することを利用して、その活性化状態を定量することを開示している。また、非特許文献2では、リンパ球細胞系培養細胞株BaFを用いて新規DNA合成量或いは細胞数増加量を測定し、FGFのDNA合成促進活性と細胞増殖活性を測定することが開示されている。また、FGFRは活性化に伴って、細胞核(非特許文献3)あるいは細胞内小胞(非特許文献4)に局在移行することが報告されており、蛍光性色素等を使って受容体分子を標識し、顕微鏡で観察することが開示されている。 Fibroblast growth factor receptor (FGFR) is known to have an important role in various physiological functions such as cell proliferation, differentiation, and neurotransmission. Currently, various methods have been developed to measure the activation state of FGFR present on the cell surface. For example, Non-Patent Document 1 discloses that a certain type of fibroblast growth factor (FGF) quantifies its activation state by inducing differentiation of nerve cells. Non-Patent Document 2 discloses that a lymphocyte cell line cultured cell line BaF is used to measure a novel amount of DNA synthesis or an increase in the number of cells, and to measure DNA synthesis promoting activity and cell proliferation activity of FGF. Yes. In addition, FGFR has been reported to be localized to the cell nucleus (Non-Patent Document 3) or intracellular vesicles (Non-Patent Document 4) upon activation. Is labeled and observed under a microscope.
しかしながら、従来の方法は、細胞の内在的なFGFR発現に大きく影響されるため、測定に利用できる細胞株がごく一部に限られるという問題があった。特に、接着性培養細胞の多くはこの計測に適していない。また従来方法は、操作が煩雑であり、熟練した実験技術を要し、さらに、多量の材料細胞が必要であった。さらに、結果を得るまでに多くの中間実験を行うため、多数の検体を処理するには適しておらず、定量的な測定にも適していなかった。 However, since the conventional method is greatly influenced by the endogenous FGFR expression of cells, there is a problem that only a few cell lines can be used for measurement. In particular, many adherent cultured cells are not suitable for this measurement. Further, the conventional method is complicated in operation, requires a skillful experimental technique, and further requires a large amount of material cells. Furthermore, since many intermediate experiments are performed before results are obtained, it is not suitable for processing a large number of specimens and is not suitable for quantitative measurement.
非特許文献5及び6では、Gタンパク共役型受容体分子の活性を測定するために、該受容体が形成する顆粒状構造物の分布を連続的に撮像し、特定のアルゴリズムを用いて解析することを開示している。Gタンパク共役型受容体分子は、活性化のきっかけとして細胞内小胞などの小構造物に移行し、顆粒状のパターンを形成することが知られているものであるが、FGFRとは異なる群に属する細胞表面受容体であり、FGFRについてこのような方法で測定された例は従来報告されていない。
本発明では、FGFRの活性を簡便且つ精度よく定量的に測定する方法を提供することを目的とする。より詳細には、本発明は、活性化したFGFRが細胞内で形成する顆粒状構造物を撮像し、画像解析装置を使用して解析することにより、FGFRの活性を定量的に測定する方法を提供する。またさらに、細胞に与えられる物理的あるいは化学的な作用の程度を評価する方法をも提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for quantitatively measuring FGFR activity easily and accurately. More specifically, the present invention relates to a method for quantitatively measuring the activity of FGFR by imaging granular structures formed by activated FGFR in cells and analyzing them using an image analyzer. provide. Still another object of the present invention is to provide a method for evaluating the degree of physical or chemical action given to cells.
本発明に従って、線維芽細胞増殖因子受容体の活性を定量的に測定する方法であって、線維芽細胞増殖因子受容体を細胞内で発現させる工程と、該発現された線維芽細胞増殖因子受容体を活性化させる工程と、前記活性化された受容体の前記細胞内における分布を表す画像を取得する工程と、前記得られた画像を解析する工程とを具備する方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for quantitatively measuring the activity of a fibroblast growth factor receptor, the step of expressing the fibroblast growth factor receptor in a cell, and the expressed fibroblast growth factor receptor. There is provided a method comprising a step of activating a body, a step of obtaining an image representing a distribution of the activated receptor in the cell, and a step of analyzing the obtained image.
ここで、前記線維芽細胞増殖因子受容体を細胞内で発現させる工程は、該受容体をコードする遺伝子を、遺伝子組換え技術によって前記細胞内に導入することが好ましい。また、前記線維芽細胞増殖因子受容体と、該受容体を活性化する物質とを接触させることによって、該受容体を活性化させることが好ましい。また、前記画像の取得は、前記受容体を免疫抗体染色又は蛍光標識によって標識し、顕微鏡画像を撮像することによって行われることが好ましい。 Here, in the step of expressing the fibroblast growth factor receptor in the cell, a gene encoding the receptor is preferably introduced into the cell by a gene recombination technique. In addition, the receptor is preferably activated by bringing the fibroblast growth factor receptor into contact with a substance that activates the receptor. In addition, the acquisition of the image is preferably performed by labeling the receptor with immuno-antibody staining or fluorescent labeling and taking a microscopic image.
一つの態様において、前記得られた画像を解析する工程は、前記細胞内に存在する顆粒状構造物を認識する工程と、該顆粒状構造物を、真円度、凝集度、蛍光強度及び面積から選択される少なくとも一つの性質によって分類する工程と、前記分類した顆粒状構造物のうち、所望の性質を有する顆粒状構造物の細胞あたりの数量を算出する工程を含む。 In one embodiment, the step of analyzing the obtained image includes a step of recognizing a granular structure existing in the cell, and the granular structure is converted into roundness, aggregation degree, fluorescence intensity and area. And a step of calculating a quantity per cell of the granular structure having a desired property among the classified granular structures.
本発明の他の側面から、線維芽細胞増殖因子受容体の機能を調節する物質をスクリーニングする方法であって、線維芽細胞増殖因子受容体を細胞内で発現させる工程と、前記受容体が発現した細胞に、試験物質を接触させる工程と、該細胞内における前記受容体の分布を表す画像を取得する工程と、前記得られた画像を解析する工程とを具備する方法が提供される。またさらに、前記細胞内における前記線維芽細胞増殖因子受容体の分布に基づいて、該受容体の活性を数値化することにより、前記物質の力価を定量的に推定する工程を具備する方法が提供される。 Another aspect of the present invention is a method for screening a substance that regulates the function of a fibroblast growth factor receptor, the step of expressing the fibroblast growth factor receptor in a cell, and the expression of the receptor There is provided a method comprising a step of bringing a test substance into contact with a test cell, a step of obtaining an image representing the distribution of the receptor in the cell, and a step of analyzing the obtained image. Still further, a method comprising the step of quantitatively estimating the titer of the substance by quantifying the activity of the receptor based on the distribution of the fibroblast growth factor receptor in the cell. Provided.
本発明によれば、任意の接着性細胞を用いて、線維芽細胞増殖因子受容体の活性を簡便且つ精度よく測定する方法を提供することができ、特に、所望のサブタイプの線維芽細胞増殖因子受容体を選択的に測定することが可能である。また、該受容体に対する作用物質のスクリーニング方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of measuring the activity of a fibroblast growth factor receptor simply and accurately can be provided using arbitrary adherent cells, and in particular, a desired subtype of fibroblast proliferation. It is possible to selectively measure factor receptors. Moreover, the screening method of the active substance with respect to this receptor can be provided.
線維芽細胞増殖因子(FGF)の受容体は、活性化すると神経分化を誘導し、また、細胞の増殖を促進する。よって従来は、増殖した細胞数を計測することによって受容体の活性化状態を評価する方法が一般に行われていた。 The receptor for fibroblast growth factor (FGF), when activated, induces neuronal differentiation and promotes cell proliferation. Therefore, conventionally, a method for evaluating the activation state of a receptor by counting the number of proliferated cells has been generally performed.
これに対して本発明は、顕微鏡画像解析システムを用いることにより、簡便且つ精度よく線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)の活性化状態を定量する方法を提供する。また、本発明の方法によれば、FGFRの機能を調節する物質を簡便にスクリーニングすることが可能である。 In contrast, the present invention provides a method for quantifying the activation state of fibroblast growth factor receptor (FGFR) easily and accurately by using a microscopic image analysis system. Moreover, according to the method of the present invention, it is possible to easily screen for substances that regulate the function of FGFR.
一般に、受容体分子は細胞の表面に存在するが、因子と反応すると、受容体分子が集まって埋没し、細胞表面下で顆粒状になり、やがて細胞内に没入する。本明細書ではこれを顆粒状構造物と称する。FGFRも活性化すると細胞質の小胞に集積し、細胞内で顆粒状の分布を示す。 In general, receptor molecules are present on the surface of cells, but when they react with factors, the receptor molecules gather and embed, become granular below the cell surface, and eventually enter the cell. In the present specification, this is referred to as a granular structure. When activated, FGFR accumulates in cytoplasmic vesicles and shows a granular distribution within the cell.
本発明の測定方法では、まず、細胞において線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)を発現させる。細胞内でFGFRを発現させる方法は、遺伝子組換え操作によって行うことができる。具体的には、FGFRcDNAを発現させるための発現プラスミドベクターを構築し、このプラスミドベクターを細胞に導入する。プラスミドベクターの構築とその細胞への導入、及び細胞内での発現は、当該分野で周知の方法で行うことができる。 In the measurement method of the present invention, first, fibroblast growth factor receptor (FGFR) is expressed in cells. The method for expressing FGFR in cells can be performed by gene recombination. Specifically, an expression plasmid vector for expressing FGFR cDNA is constructed, and this plasmid vector is introduced into cells. Construction of the plasmid vector, introduction into the cell, and expression in the cell can be performed by methods well known in the art.
次に、細胞表面に発現したFGFRを活性化させる。活性化は、細胞の培養液中に、FGFRを活性化する物質を添加して行ってもよく、或いは、例えば温度などの物理的な条件を変化させて行ってもよい。FGFRを活性化させた後、固定液で細胞を固定する。 Next, FGFR expressed on the cell surface is activated. The activation may be performed by adding a substance that activates FGFR into the cell culture medium, or may be performed by changing physical conditions such as temperature. After activating FGFR, the cells are fixed with a fixative.
FGFRが活性化された場合、上記したように顆粒状構造を形成する。そこで、細胞内におけるFGFRの分布を観察することにより、FGFRの活性を推測することができる。よって、本発明では、FGFRの細胞内における分布を表す画像を取得する。画像の取得は、任意の方法で行ってよいが、特に顕微鏡による電子画像を取得することが好ましい。撮像は、通常用いられるCCDカメラなどを用いることができるが、これに限定されない。 When FGFR is activated, it forms a granular structure as described above. Therefore, the activity of FGFR can be estimated by observing the distribution of FGFR in the cell. Therefore, in this invention, the image showing distribution in the cell of FGFR is acquired. Image acquisition may be performed by any method, but it is particularly preferable to acquire an electronic image using a microscope. For imaging, a commonly used CCD camera or the like can be used, but is not limited thereto.
培養細胞中で発現したFGFRは、蛍光抗体法、酵素抗体法などにより染色又は蛍光標識し、顕微鏡で検出可能にすることが出来る。例えば、FGFRをコードする遺伝子の転写調節ユニットと蛍光性或いは発光性タンパク質等のレポーター遺伝子の融合遺伝子を、遺伝子組換え技術によって細胞内に予め導入しておき、その融合遺伝子の発現を検出してもよい。或いは、FGFR遺伝子に、タグ配列と称される特定のアミノ酸配列を挿入してもよい。該アミノ酸タグ配列は受容体の一部に出現し、これに該タグ配列を認識する、標識された抗体を反応させることにより、受容体分子を検出することができる。以上のような遺伝子組換え技術によれば、FGFR分子の特定のアミノ酸配列を識別することができ、これによって、所望のサブタイプの受容体を選択的に検出することが可能である。また或いは、培養細胞中で発現したFGFRは、透過光像、微分干渉像、光位相差像などを撮像して検出することもできる。 FGFR expressed in cultured cells can be stained or fluorescently labeled by a fluorescent antibody method, an enzyme antibody method, etc., and can be detected with a microscope. For example, a fusion gene of a transcriptional regulatory unit of a gene encoding FGFR and a reporter gene such as a fluorescent or luminescent protein is introduced into a cell in advance by gene recombination technology, and the expression of the fusion gene is detected. Also good. Alternatively, a specific amino acid sequence called a tag sequence may be inserted into the FGFR gene. The amino acid tag sequence appears in a part of the receptor, and by reacting a labeled antibody that recognizes the tag sequence with this amino acid tag sequence, the receptor molecule can be detected. According to the genetic recombination technique as described above, a specific amino acid sequence of the FGFR molecule can be identified, and thereby, a desired subtype receptor can be selectively detected. Alternatively, FGFR expressed in cultured cells can be detected by imaging a transmitted light image, a differential interference image, an optical phase difference image, and the like.
次いで、得られた画像を解析し、FGFRの分布状態を解析する。この解析では、細胞内に存在する顆粒状構造物を認識する。次いで、認識された顆粒状構造物を、例えば真円度、凝集度、蛍光強度及び面積などから選択される少なくとも一つの性質によって分類する。この分類した顆粒状構造物のうち、所望の性質を有する顆粒状構造物の細胞あたりの数量を計数する。例えば、予め設定した閾値よりも大きい値を有する顆粒状構造物を計数してもよい。また、ある所定の値がある範囲内にあるものを計数してもよい。 Next, the obtained image is analyzed, and the distribution state of FGFR is analyzed. In this analysis, the granular structure existing in the cell is recognized. Then, the recognized granular structure is classified according to at least one property selected from, for example, roundness, aggregation, fluorescence intensity, and area. Among the classified granular structures, the number of granular structures having desired properties per cell is counted. For example, a granular structure having a value larger than a preset threshold value may be counted. Moreover, you may count what has a certain predetermined value in a certain range.
一つの態様において、FGFRの顕微鏡画像の解析は、FGFRが形成する顆粒状構造物をその大きさによって分類し、細胞あたりの特定の大きさの顆粒状構造物の数量を測定することを特徴とする。また或いは、各細胞の最大輝度の構造物が測定される。この方法によれば、測定が簡易化されスループットの向上につながるため、測定の自動化に適している。 In one embodiment, the analysis of the microscopic image of FGFR is characterized by classifying granular structures formed by FGFR according to their size and measuring the number of granular structures of a specific size per cell. To do. Alternatively, the structure of maximum brightness of each cell is measured. This method is suitable for automation of measurement because the measurement is simplified and the throughput is improved.
以上に記載した本発明の方法におけるそれぞれの工程は、細胞の画像取得と画像解析が可能な装置を使用して行うことができる。例えば、顕微鏡撮像装置と、画像解析ソフトウエアを備えた画像解析装置を一体化したシステムを使用することができる。特に、顕微鏡画像の取得と画像解析を連続的かつ自動的に行うシステムが好適に用いられる。 Each step in the method of the present invention described above can be performed using an apparatus capable of acquiring and analyzing cell images. For example, a system in which a microscope imaging device and an image analysis device including image analysis software are integrated can be used. In particular, a system that continuously and automatically acquires a microscope image and analyzes an image is preferably used.
上記方法は、いずれの画像取得装置および解析ソフトを使用してもよいが、例えば(CompuCyte社、Cambridge, MA, USA)の主力製品である顕微鏡ベースのサイトメータ(Laser Scanning Cytometer, LSC(登録商標))シリーズ(2,3)を基本として設計されたイメージングサイトメータiCyte(商標)が好適に用いられる。 The above method may use any image acquisition device and analysis software. For example, the main product of (CompuCyte, Cambridge, MA, USA) is a microscope-based cytometer (Laser Scanning Cytometer, LSC (registered trademark)) )) An imaging cytometer iCyte (trademark) designed based on the series (2, 3) is preferably used.
しかしながら、FGFRは、通常の受容体分子よりも顆粒状構造物の形状が明確ではないため、画像解析装置による自動的な認識が困難である。そこで本発明では、顕微鏡画像解析システムの設定値を変更し、FGFRが形成する顆粒状構造の認識を改善した。具体的には、FGFRの顆粒状構造物が比較的微細であるため、画像認識するための面積の閾値を小さめに設定し、その微細な構造を捉えることを可能にした。 However, since the shape of the granular structure of FGFR is not clearer than that of a normal receptor molecule, automatic recognition by an image analyzer is difficult. Therefore, in the present invention, the setting value of the microscope image analysis system is changed to improve the recognition of the granular structure formed by the FGFR. Specifically, since the granular structure of FGFR is relatively fine, the area threshold for image recognition is set to be small, and the fine structure can be captured.
このようなシステムを使用して顆粒状構造物の測定を行うための解析アルゴリズムの例を説明する。まず、細胞に存在する全ての顆粒状構造物を認識する。顆粒状構造物は、上記のように、例えば顆粒状構造物を構成する分子を蛍光性色素や生物(ないし化学)発光性色素で標識しておき、標識からの生物(化学)発光/蛍光を検出することによって行うことができる。標識は、当業者に既知のいずれの方法を使用してもよく、例えば、顆粒状構造物を構成する分子を認識する抗体等のバインダーを用いて標識することができる。この場合、抗体の標識は、FITCなどの蛍光物質やルシフェラーゼなどの生物発光を直接的に抗体に結合させてもよく、または標識された2次抗体を使用して間接的に標識してもよい。あるいは、生物発光融合タンパク質やGFP融合タンパク質などの発光性あるいは蛍光性タンパクをあらかじめ結合させた任意の分子を細胞内に発現させ、その生物発光/蛍光による発光を検出してもよい。 An example of an analysis algorithm for measuring a granular structure using such a system will be described. First, it recognizes all the granular structures present in the cells. As described above, in the granular structure, for example, the molecules constituting the granular structure are labeled with a fluorescent dye or a biological (or chemical) luminescent dye, and the biological (chemical) luminescence / fluorescence from the label is obtained. This can be done by detecting. For the labeling, any method known to those skilled in the art may be used. For example, the labeling can be performed using a binder such as an antibody that recognizes a molecule constituting the granular structure. In this case, the antibody may be labeled with a fluorescent substance such as FITC or bioluminescence such as luciferase directly with the antibody, or may be indirectly labeled with a labeled secondary antibody. . Alternatively, any molecule to which a luminescent or fluorescent protein such as a bioluminescent fusion protein or a GFP fusion protein is bound in advance may be expressed in the cell, and luminescence due to bioluminescence / fluorescence may be detected.
蛍光標識した細胞に適当な励起光を照射すると、固有の蛍光を生ずる。例えば、GFPによって標識した場合には、アルゴンイオンレーザー(488nm)で励起し、515〜545nmの蛍光を検出する。検出された蛍光の画像を取得し、一定の蛍光強度閾値を設定することによりって画像上に地図等高線様の線を描き、任意の分子の局部的な凝集を顆粒状構造物として認識する。このとき閾値は、細胞核の位置と形態を反映するように設定する(構造物輪郭)。これら認識した顆粒状構造物を個々に独立した事象と見なし、それらの性状(真円度、凝集度、蛍光強度、面積など)を画像解析装置を用いて自動的に計測し、統計的に解析する。なお、発光性の物質で標識した場合には、励起光を照射する必要はない。 When fluorescence-labeled cells are irradiated with appropriate excitation light, intrinsic fluorescence is produced. For example, when labeled with GFP, excitation is performed with an argon ion laser (488 nm), and fluorescence at 515 to 545 nm is detected. An image of the detected fluorescence is acquired, and by setting a certain fluorescence intensity threshold, a map contour line is drawn on the image, and local aggregation of an arbitrary molecule is recognized as a granular structure. At this time, the threshold value is set so as to reflect the position and form of the cell nucleus (structure outline). These recognized granular structures are regarded as independent events, and their properties (roundness, aggregation, fluorescence intensity, area, etc.) are automatically measured using an image analyzer and statistically analyzed. To do. In addition, when labeling with a luminescent substance, it is not necessary to irradiate excitation light.
次いで、存在する構造物輪郭の例えば面積によって分類する。また、該面積、すなわち顆粒状構造物の大きさは、当業者であれば、種々の実験および経験に基づいて、所望の大きさを決定することができる。例えば、アッセイ系ごとに本発明の方法によって種々の大きさの顆粒状構造物の細胞あたりの数量を算出し、所望の細胞状態を反映する大きさの顆粒状構造物を選択してもよい。このように、細胞内の顆粒状構造物の大きさによって分類することにより、顆粒状構造物の生成と細胞状態との相関をより反映することができ、より正確に細胞状態を測定することができる。 Next, the structure is classified based on, for example, the area of the existing structure outline. Moreover, those skilled in the art can determine the desired size of the area, that is, the size of the granular structure, based on various experiments and experiences. For example, for each assay system, the number of granular structures of various sizes per cell may be calculated by the method of the present invention, and the granular structures having a size reflecting a desired cell state may be selected. Thus, by classifying according to the size of the granular structure in the cell, the correlation between the generation of the granular structure and the cell state can be more reflected, and the cell state can be measured more accurately. it can.
一般に、FGFRの活性化状態の亢進と顆粒状構造物の発生程度の間には正の相関関係が認められる。例えば、顆粒状構造物の細胞当りの数をFGFRの活性化状態として表すこともできる。それ故、以上のような解析によって得られた数値を指標として、FGFRの活性状態を推定することが可能である。 In general, a positive correlation is observed between the increase in the activation state of FGFR and the degree of generation of granular structures. For example, the number of granular structures per cell can be expressed as the activation state of FGFR. Therefore, it is possible to estimate the active state of FGFR using the numerical value obtained by the above analysis as an index.
本発明の方法で使用するFGFR発現細胞には、いずれの細胞を使用してもよい。例えば、培養細胞を使用することができ、末梢静脈血等の血液、臓器、および組織などに由来する細胞を使用してもよい。また、いずれの種に由来する細胞であってもよく、ヒト、ヒト以外の動物及び植物、並びにウイルス、細菌、バクテリア、酵母およびマイコプラズマ等の微生物であってもよい。特に、本発明に従って、顕微鏡画像解析システムを用いて計測することにより、任意の接着性細胞を用いることができる。接着性細胞は単層を形成する傾向があると共に、スライドガラスやシャーレ、マイクロプレートのような観察用支持体に扁平に接着して細胞が不動化されるため、顕微鏡での検出に特に適している。しかし、接着性細胞には内在的にFGFRを発現するものが多く、しかも表面に多種類のFGFR以外の受容体を有している場合もあり、それらは検出対象のFGFRと識別できないためにFGFRの検出試験に用いることができる細胞は限定されていた。しかしながら本発明の方法によれば、所望のサブタイプのFGFRを特異的に検出可能であるために、任意の接着性細胞を利用することができる。 Any cell may be used as the FGFR-expressing cell used in the method of the present invention. For example, cultured cells can be used, and cells derived from blood such as peripheral venous blood, organs, and tissues may be used. The cells may be derived from any species, and may be humans, non-human animals and plants, and microorganisms such as viruses, bacteria, bacteria, yeasts, and mycoplasmas. In particular, any adherent cell can be used by measuring using a microscope image analysis system in accordance with the present invention. Adhesive cells tend to form a monolayer and are flatly attached to observation supports such as glass slides, petri dishes, and microplates, and the cells are immobilized, making them particularly suitable for detection with a microscope. Yes. However, many adherent cells inherently express FGFR, and may have many types of receptors other than FGFR on the surface, which cannot be distinguished from the FGFR to be detected. The cells that can be used in the detection test were limited. However, according to the method of the present invention, since any desired subtype of FGFR can be specifically detected, any adherent cell can be used.
以上詳細に記載したように、本発明の方法によれば、所望のFGFRのみを活性化した細胞表面に対して調べたい薬剤等による刺激を与えることで、受容体のサブタイプを特異的に識別することが可能であるため、調査対象の所望のサブタイプの受容体のみを選択的に標識し観察することが可能である。また、化合物と反応しても活性化していない受容体は顆粒状にならないため、本発明の方法によれば、活性化した受容体のみを検出することができ、簡便且つ高精度な検出が可能である。 As described above in detail, according to the method of the present invention, a receptor subtype is specifically identified by applying stimulation to a cell surface activated only with a desired FGFR by a drug or the like to be examined. Therefore, it is possible to selectively label and observe only the receptor of the desired subtype to be investigated. In addition, since the receptor that has not been activated by reacting with the compound does not become granular, according to the method of the present invention, only the activated receptor can be detected, and simple and highly accurate detection is possible. It is.
また、本発明の他の態様において、FGFRの活性を測定することにより、FGFRの機能を調節する物質をスクリーニングすることができる。細胞に対して試験物質を接触させ、本発明の方法に従って該細胞内の顆粒状構造物を測定し解析する。試験物質の接触により、FGFRが活性化して顆粒状構造を形成した場合は、該試験物質は、FGFRに対する作用物質であると考えられる。このように、本発明の方法を利用して、試験物質がFGFRの作用物質であるか否かをスクリーニングすることができる。またさらに、細胞内におけるFGFRの分布に基づいて、該受容体の活性を数値化することにより、前記物質の力価を定量的に推定することができる。 In another embodiment of the present invention, a substance that regulates the function of FGFR can be screened by measuring the activity of FGFR. A test substance is brought into contact with the cell, and the granular structure in the cell is measured and analyzed according to the method of the present invention. When FGFR is activated to form a granular structure by contact with a test substance, the test substance is considered to be an agent for FGFR. Thus, the method of the present invention can be used to screen whether the test substance is an FGFR agonist. Furthermore, the titer of the substance can be quantitatively estimated by quantifying the activity of the receptor based on the distribution of FGFR in the cell.
また本発明のさらに他の態様において、FGFRとそのリガンドの相互作用による機能を調節する物質をスクリーニングすることができる。まず、細胞に対して試験物質を接触させる。次いで、該試験物質を接触させた細胞にリガンドを投与する。次いで、本発明の方法によってFGFRが形成した顆粒状構造物を測定する。試験物質の接触により、顆粒状構造物が減少した場合は、該試験物質は、FGFR/リガンドを介した細胞機能のアンタゴニストであると考えられる。このように、試験物質がFGFRとそのリガンドの相互作用に影響を与えるか否かを精度よく測定することができる。 In still another embodiment of the present invention, a substance that regulates the function due to the interaction between FGFR and its ligand can be screened. First, a test substance is brought into contact with cells. Next, a ligand is administered to the cells contacted with the test substance. Next, the granular structure formed by FGFR by the method of the present invention is measured. If the granular structure is reduced by contact with the test substance, the test substance is considered to be an antagonist of cell function via the FGFR / ligand. Thus, it can be accurately measured whether or not the test substance affects the interaction between FGFR and its ligand.
マウスICR系統の胎児全RNAを鋳型としてRT−PCR法により(Quiagen RT-PCRキット使用)、線維芽細胞成長因子受容体(FGFR)のcDNAを取得した。マウスFGFRのcDNAの塩基配列はGenBankデータベースより受付番号NM_010207で取得し、この塩基配列を下に逆転写PCR用のプライマーDNAを合成した。続いて、このcDNAを動物細胞発現用ベクターpSI(プロメガ社)に挿入した発現プラスミドDNAを作製した。 Fibroblast growth factor receptor (FGFR) cDNA was obtained by RT-PCR (using Quiagen RT-PCR kit) using mouse ICR fetal total RNA as a template. The base sequence of the mouse FGFR cDNA was obtained from the GenBank database with the accession number NM_010207, and a primer DNA for reverse transcription PCR was synthesized based on this base sequence. Subsequently, an expression plasmid DNA in which this cDNA was inserted into an animal cell expression vector pSI (Promega) was prepared.
培養細胞(CHO細胞)をMcCoy's 5A培地を用いて通常の方法により培養し、Llpofectamine 2000 (Invltrogen社)を使用して上記プラスミドDNAを細胞内に導入した。継続的に培養した後、無血清培地で16時間培養し、細胞上のFGFRを非活性状態にした。 Cultured cells (CHO cells) were cultured by a usual method using McCoy's 5A medium, and the plasmid DNA was introduced into the cells using Llpofectamine 2000 (Invltrogen). After continuous culture, the cells were cultured in a serum-free medium for 16 hours to make the FGFR on the cells inactive.
大腸菌で産生させた線維芽細胞成長因子(FGF)(aFGF, Peprotech社)を段階的に希釈し、上記CHO細胞に添加し、30分間37℃で保温した。続いて、2%パラホルムアルデヒドを添加して細胞を固定した。固定した細胞に、FGFRに対する抗体(抗Bek抗体、SanteCruz社)を一次抗体として結合させ、過剰の抗体を洗浄した。続いて、Alexa488標識抗ウサギIgG抗体(インビトロジェン社)を結合させ、FGFRの存在を可視化した。過剰の抗体を洗浄した後、DAPI蛍光色素で細胞核を染色し、同時にRNA分解酵素で細胞中のRNAを消化した。 Fibroblast growth factor (FGF) produced in E. coli (aFGF, Peprotech) was diluted stepwise, added to the CHO cells, and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Subsequently, cells were fixed by adding 2% paraformaldehyde. An antibody against FGFR (anti-Bek antibody, SanteCruz) was bound to the fixed cells as a primary antibody, and excess antibody was washed. Subsequently, Alexa488-labeled anti-rabbit IgG antibody (Invitrogen) was bound to visualize the presence of FGFR. After washing away excess antibody, the cell nucleus was stained with DAPI fluorescent dye, and at the same time, RNA in the cell was digested with RNase.
以上のように作製した細胞検体を、顕微鏡画像取得・解析を一体化したシステムによって撮像し解析した(非特許文献5を参照されたい)。FGFR2 IIIc発現ベクターを導入したCHO細胞を、上記の手順により解析した結果を図1に示す。図1は、FGFRの凝集度を画像解析により数値化した結果である。細胞培養液中に添加したFGFRの濃度が上昇するにつれて、相対的な活性も上昇することが示された。よって、本発明に従う測定方法によって、FGFRの活性化状態を推定可能であることが示された。 The cell specimen produced as described above was imaged and analyzed by a system in which microscope image acquisition / analysis was integrated (see Non-Patent Document 5). FIG. 1 shows the result of analyzing the CHO cell introduced with the FGFR2 IIIc expression vector by the above procedure. FIG. 1 shows the result of quantifying the degree of FGFR aggregation by image analysis. It has been shown that relative activity increases as the concentration of FGFR added in the cell culture increases. Therefore, it was shown that the activation state of FGFR can be estimated by the measurement method according to the present invention.
Claims (7)
線維芽細胞増殖因子受容体を細胞内で発現させる工程と、
該発現された線維芽細胞増殖因子受容体を活性化させる工程と、
前記活性化された受容体の前記細胞内における分布を表す画像を取得する工程と、
前記得られた画像を解析する工程と、
を具備する方法。 A method for quantitatively measuring fibroblast growth factor receptor activity comprising:
Expressing a fibroblast growth factor receptor intracellularly;
Activating the expressed fibroblast growth factor receptor;
Obtaining an image representative of the distribution of the activated receptor in the cell;
Analyzing the obtained image;
A method comprising:
前記細胞内に存在する顆粒状構造物を認識する工程と、
該顆粒状構造物を、真円度、凝集度、蛍光強度及び面積から選択される少なくとも一つの性質によって分類する工程と、
前記分類した顆粒状構造物のうち、所望の性質を有する顆粒状構造物の細胞あたりの数量を算出する工程を含む、請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。 The step of analyzing the obtained image includes:
Recognizing granular structures present in the cells;
Classifying the granular structure according to at least one property selected from roundness, aggregation, fluorescence intensity, and area;
The method as described in any one of Claims 1-4 including the process of calculating the quantity per cell of the granular structure which has a desired property among the classified granular structures.
線維芽細胞増殖因子受容体を細胞内で発現させる工程と、
前記受容体が発現した細胞に、試験物質を接触させる工程と、
該細胞内における前記受容体の分布を表す画像を取得する工程と、
前記得られた画像を解析する工程と、
を具備する方法。 A method for screening a substance that regulates the function of a fibroblast growth factor receptor,
Expressing a fibroblast growth factor receptor intracellularly;
Contacting a test substance with a cell in which the receptor is expressed;
Obtaining an image representing the distribution of the receptor in the cell;
Analyzing the obtained image;
A method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007202307A JP2009036681A (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007202307A JP2009036681A (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009036681A true JP2009036681A (en) | 2009-02-19 |
Family
ID=40438725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007202307A Withdrawn JP2009036681A (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009036681A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010210290A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Olympus Corp | Method for detecting dna-fragmented apotosis cell, cell image analyzer, program, and method for evaluating stage of apotosis |
-
2007
- 2007-08-02 JP JP2007202307A patent/JP2009036681A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010210290A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Olympus Corp | Method for detecting dna-fragmented apotosis cell, cell image analyzer, program, and method for evaluating stage of apotosis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4497923B2 (en) | Robot microscope inspection system | |
| EP2169387B1 (en) | A high sensivity multiparameter method for rare event analysis in a biological sample | |
| JP2002525603A (en) | System for cell-based screening | |
| CN103718044B (en) | The immunofluorescence based on cell is used to use synthesis correction particle to automatically determine the method and system of immunofluorescence stove point | |
| JP2003526772A (en) | System for cell-based screening | |
| JP2002520595A (en) | System for cell-based screening | |
| JP2003506711A (en) | Analysis of cells by optical system | |
| JP2013240352A (en) | Long-time monitoring method using photoprotein and analysis method | |
| Filby et al. | The analysis of cell cycle, proliferation, and asymmetric cell division by imaging flow cytometry | |
| KR101359946B1 (en) | Apparatus and methods for imaging and modification of biological samples | |
| JP5482057B2 (en) | Method for analyzing structure constituting cell nucleus | |
| JP5800312B2 (en) | Method for identifying induced pluripotent stem cells | |
| CN104583417B (en) | Select methods and instruments | |
| Vinter et al. | Live and fixed imaging of translation sites at single mRNA resolution in the Drosophila embryo | |
| JP2009036681A (en) | Method for measuring activity of fibroblast growth factor receptor | |
| JP4509702B2 (en) | Method for measuring intracellular granular structure | |
| Morgan et al. | Morphometric analysis of axons and dendrites as a tool for assessing neurotoxicity | |
| Kikuchi et al. | Distinct localization patterns of actin microfilaments during early cell plate formation in plants through deep learning-based image restoration | |
| WO2020166469A1 (en) | Information provision method, information provision device, and program | |
| Hunter et al. | Super-resolved imaging deciphers ligand dependent membrane behaviour of the onco-immunogenic CCR5 receptor | |
| JP2007155558A (en) | Feeble light analysis method | |
| JP2007006830A (en) | Method for determination of granular structure in cell | |
| Cainero et al. | A Novel Viewpoint to Analyze Structured Illumination Microscopy (Sim) Data | |
| JP2010213659A (en) | Cell based assay method by co-expressing fibroblast growth factor receptor and docking protein thereof | |
| WO2006013109A1 (en) | Method for testing a substance interacting with a target molecule |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20101005 |