2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of cell discrimination method by using Raman spectroscopy and multivariate curve resolution
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15K21441
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
安藤 正浩 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (50620803)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ラマン分光法 / 細胞 / 多変量解析 / 分子解析 / 非破壊分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
顕微ラマン分光法によって、非破壊・非染色の分子分析が可能となるが、細胞の種類や状態の違いをラマンスペクトルを通じて分子科学的に判別する技術はまだ確立されておらず、本研究では分子同定可能な形で細胞を識別する方法を開発してきた。
細胞内で多数の測定点からのスペクトルを取得し、それを多変量スペクトル分解することで、分子帰属が可能な形でスペクトル分解を施す必要がある。多数の細胞から得られるデータを全てまとめた解析では、内在分子成分が大きく異なる細胞間ではその識別が容易であることを昨年度までで確認してきたが、タンパク質や脂質と言った一般的な分子のみの情報から細胞識別をすることは困難であった。今年度は、同様に全てのデータを同時に多変量解析して得られる結果から、定量的な強度情報を元に評価し、相対的な分子の濃度情報を抽出することで、細胞間の識別を可能とする手法を構築した。また一方で、既知情報として細胞のグループ分けができている場合、その個別のグループのみで個々に多変量解析を行い、得られる分解スペクトル成分の類似度を判別し、定量評価することで細胞の識別ができる可能性を見出した。これらを、動物培養細胞、酵母細胞、珪藻などの顕微ラマン計測の結果に応用した。脂質や特定の酵素タンパク質、色素といった分子帰属が可能な成分情報を元に、細胞を識別することが可能となった。さらに、相対的な分子濃度を数値化し、それを元に細胞内における分子の相対的な濃度の違いを画像化することもでき、違いを生み出す分子成分が細胞内のどこに分布しているのかも可視化することができるようになった。
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