解決藥物對細胞衰老影響的挑戰 ：如何精確測量核仁體積變化

細胞體積變化的精確分析

細胞衰老通常會導致細胞形態發生顯著變化，在藥物篩選中，如何精確測量在不同藥物濃度下的細胞核仁體積和形態變化，是研究的重要關鍵。有效量化這些變化並進行高通量篩選，對新藥開發和衰老機制研究，重要性不言而喻，也是細胞生物學中的一大難題。因此，精確的分析技術對於提升篩選準確性和加速藥物開發是極具渴求的。

解決方案：結合 2D 與 3D 顯微鏡技術的高效率分析

為了克服上述挑戰，我們提供了一種全新的解決方案。通過結合 2D 高通量顯微影像系統鏡和 3D 雷射共軛焦顯微鏡技術，可以更精確地觀察到細胞衰老過程中的微小變化，並提供關於核仁體積和細胞內部結構的詳細資訊。

使用 Nikon ECLIPSE Ji 自動化細胞影像擷取系統數位倒立顯微鏡搭配 AX 高速高解析雷射共軛焦顯微系統，能同時進行 2D 廣視野高通量分析和 3D 影像分析。不僅能精確測量細胞的螢光強度，還能深入了解細胞在藥物刺激下的形態變化，特別是核仁體積的改變。

實驗案例：細胞衰老研究中的突破性發現

以 A549 肺癌細胞作為模型，進行阿黴素（DOX）誘導的細胞衰老研究。透過 2D 高通量顯微影像顯微鏡，我們發現核仁在 DOX 處理後的面積增大，但隨著濃度增加並無明顯著的劑量差異。然而，當進行 3D 雷射共軛焦顯微鏡分析時，卻發現核仁體積隨著 DOX 濃度的增高而顯著增大，這一發現證實了 3D 分析技術在觀察細胞結構變化中的重要性。

 

圖1：廣視野 2D 影像和分析結果
 

(A) (B) (C) A549 細胞螢光和套色影像，藍青色：細胞核；黃色：核仁；紅色：γH2AX。
(D) (E) 細胞核和核仁面積在 DOX 刺激下面積增加近 2 倍，但然而並無隨濃度劑量繼續增加而改變。
(F) (G) 核仁數量在 DOX 刺激下 100nM 達到最多，螢光強度隨濃度提升而劑量增加。
(H) (I) (J) γH2AX 的面積、數量和螢光強度皆在 200nM DOX 刺激下達到最大。
物鏡：PLAN APO λD 20X (NA0.8)
 

圖2：雷射共軛焦 3D 影像和分析結果
 

(A) A549 細胞在 DOX 400nM 刺激下的 3D 螢光影像。(以顏色表示 Z 軸深度：藍色：Z=0-5umm；
綠色：Z=5-15umm；橘色：Z=15-20umm。
(B) XY 平面影像、(C) XZ 平面影像
(E) (D) (F) 3D 影像分析顯示核仁體積隨 DOX 濃度而增加。
物鏡：CFI Apo LWD Lambda S 40XC WI (NA1.15)，共軛焦掃描模式：Galvano。

為何選擇 Nikon ECLIPSE Ji 進行高通量分析？

Nikon ECLIPSE Ji 內建 CMOS 感測器搭配 20X lambda D 物鏡，畫質可達0.316 mm/pixel，即使如 γH2AX 小於 1um 顆粒構造依然可在 20 倍物鏡下清晰可見，因此可在獲取最多細胞數的單次畫面中，進行定量分析。此 2D 廣視野高通量顯微鏡的快速影像擷取、單次畫面獲取最多細胞數資訊作分析，適合大規模篩選藥物影響，用於藥物的開發與篩選。

此外，  ECLIPSE Ji 還可搭配單光子雷射共軛焦系統，3D 共軛焦顯微鏡能提供細胞內部結構資訊，三維影像分析細胞體積等資訊，適用於深入研究細胞反應機制。無論在藥物實驗中候選藥物或劑量濃度的篩選，都可以透過 Nikon ECLIPSE Ji 一站式結合 2D 與 3D 影像技術，提升生物醫學研究的準確性與效率。

圖3：Nikon ECLIPSE Ji

提升新藥開發效率首選

結合 2D 和 3D 的顯微技術， Nikon ECLIPSE Ji 自動化細胞影像擷取系統數位倒立顯微鏡使我們能夠更精確觀察藥物對細胞的影響，為藥物篩選和生物醫學研究提供強力支援。不僅提升藥物開發的篩選效率，更能夠深入了解藥物作用的機制，為未來的藥物療效測試提供可靠資料。