増殖細胞集団における分裂分解型フロー・軌道推定

ハイスループット単一細胞アッセイは、数千個の細胞にわたる細胞サイズ、形態、分子含有量の分布を定量化するために広く用いられている。しかし、このような集団分布からは、測定された細胞状態が個々の細胞内で経時的にどのように変化するかは明らかにならない。本研究では、個々の細胞を同期化または追跡することなく、経時的に収集された集団分布から測定対象の細胞状態の動態を推定する計算枠組み、分裂分解型フロー・軌道推定法（DRIFT）を導入する。DRIFTは集団収支方程式を解くことで、増殖集団における細胞分裂に起因する再分布と状態の進行とを分離する。増殖および分裂への摂動を模擬したシミュレーションにおいて、DRIFTはシミュレートされた単一細胞系譜全体の真の平均体積軌道を復元した。生きたL1210白血病細胞では、DRIFTが摂動ごとに異なる体積軌道を推定し、その結果は単一細胞の縦断測定と整合した。DRIFTは細胞体積に加え、L1210細胞の固定細胞フローサイトメトリーからDNA含量の動態も推定し、独立したDNA合成アッセイと整合する結果を得た。生きたHeLa細胞では、DRIFTが細胞面積の動態を推定し、連続イメージングによってその妥当性が確認された。総じて、DRIFTは細胞集団のエンドポイント測定を分裂分解型の細胞動態へと変換し、ハイスループットな薬剤応答スクリーニングおよび機序研究のためのスケーラブルな戦略を提供する。

https://doi.org/10.64898/2026.09.03.747958