精密肺スライス（PCLS）イメージングシステム
physioLens
physioLens™（フィジオレンズ）は、マウス・ラット・ブタ・ヒト由来の肺組織における気道収縮性、用量反応、繊毛運動、カルシウムイメージング研究のために設計された、全自動精密切断肺スライス（PCLS）イメージング研究用プラットフォームです。
本システムは、高速イメージング、3チャンネル蛍光顕微鏡、精密3軸（XYZ）位置決めの機能を持ち、自動化された一連のシステム内で、高品質な画像を提供します。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店であり、日本国内においてemka TECHNOLOGIES社との唯一の取引窓口です。様々な研究プロジェクトをサポートし、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速かつ専門的なサポートを提供しています。
機能と特長
自動制御
投与
画像解析
繊毛の拍動頻度
スライススキャン
自動制御 – 薬剤投与・位置決め・倍率調整・画像撮影
physioLensは、6ウェルプレートのスライス上の任意の箇所で画像を撮影し、ユーザーの操作なしに薬剤を投与することができます。画像はリアルタイムで解析され、気管支収縮のデータが得られます。
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6ウェルプレート内の任意の箇所で画像を撮影可能
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自動で最大8回の薬剤投与が可能
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10分で6つのスライスを完全スキャン（倍率4x）
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3チャンネル蛍光顕微鏡
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高精度な3軸（XYZ）位置決め
投与
アゴニスト(作動薬)は、20秒未満で培地の95%を交換できる投与ノズルにより、ユーザーの操作を必要とせずにスライスに供給されます。さらに、詳細な用量反応試験を自動的に実施するために、8本の投与用ボトルが用意されています。
画像解析
気道の画像は自動的に処理され、管腔の輪郭が抽出された後、気管支収縮度が算出されます。
繊毛の拍動頻度
physioLensは、physioWareソフトウェア内で繊毛の拍動頻度を正確に測定します。測定結果は周波数マップや平均値として表示され、既発表の文献値と良好な一致を示します。本システムは、最大25回/秒までの周波数測定に最適化されており、記録速度を向上させることで、さらに高い周波数の測定も可能となります。
気道の概要（注目領域：黄色）
注目領域内での繊毛の運動
スライススキャン
完全なスライスマッピング機能を備えた気道構成ウィザードを使用すれば、スライス内を移動する必要はありません。クリック＆ドラッグ式のXYナビゲーションで、関心のある位置を微調整できます。
ユーザーフレンドリーな操作性
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濡れると透明になる膜でサンプルを固定
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クリックでXY位置の微調整可能
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薬剤投与、画像撮影、撮影領域の特定を自動化
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ステップバイステップのクリーニングウィザード
イメージングのための定量的データ測定
イメージング
管腔面積の検出
繊毛の拍動頻度
投与量
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気道、血管などの境界を自動的に特定する解析装置。内腔面積を用いて、50～500マイクロメートル以上のサイズの気道における気管支収縮を算出します。
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PhysioLensの高速記録機能を活用し、管腔内壁に沿った繊毛の拍動頻度を測定する繊毛拍動解析装置。本システムは毎秒25拍までの周波数測定に最適化されており、記録速度を高めることでさらに高い周波数の測定も可能となります。
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蛍光カルシウム指標を用いることで、蛍光輝度の変動を振動周波数に変換するカルシウム振動解析装置。
取得データ
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気道収縮のリアルタイム測定
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繊毛の拍動頻度のリアルタイム測定
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カルシウム振動のリアルタイム測定
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高速撮影（500万画素、74 FPS）
温度変化による繊毛の拍動解析
メタコリンを投与した気道のカルシウム振動
明視野画像（左）・蛍光画像（中央）・ヒートマップ（右）
イメージング
physioLensには1つの明視野用LEDが搭載されており、オプションで3つの蛍光用LEDを追加することも可能です。各チャネルの励起に使用するLEDは瞬時に切り替えることができます。
フィードバック制御による位置決めにより、マイクロメートル単位の精度を持つ自動XYステージを用いて、複数の気道の反復イメージングが可能です。低倍率対物レンズ（4倍）を使用することで、6つのスライス全体を10分以内にスキャンできます。これらの画像を統合することで、直感的に気道を特定することができます。
管腔面積の検出
physioLensは組織切片の管腔面積を算出し、この値を用いて50～500マイクロメートル以上のサイズの気道の気管支収縮を計算しています。管腔面積の自動測定は、エッジ検出アルゴリズムによって行われます。
繊毛の拍動頻度
physioLensは、physioWareソフトウェア内で繊毛の拍動頻度を正確に測定します。測定結果は周波数マップや平均値として表示され、既発表の文献値と良好な一致を示します。本システムは、最大25回/秒までの周波数測定に最適化されており、記録速度を向上させることで、さらに高い周波数の測定も可能となります。
気道周辺における繊毛の拍動頻度の分布
投与量
媒体の交換は、流入ポートと流出ポートの両方を備えたノズルによって行われます。このノズルにより、20秒以内に95%以上の媒体交換が可能となります。
研究への応用と活用事例
喘息・気道過敏性
喘息は、気道平滑筋の過剰な収縮と感受性の亢進を伴い、気管支収縮や過敏性を引き起こします。physioLensを用いたPCLSの解析により、外部要因の影響を排除しつつ、個々の気道のサイズ、形状、位置に関するデータを提供し、気道を精密に特徴づけることが可能です。このアプローチは、喘息の病態生理において重要な因子である気道平滑筋の収縮性を詳細に評価することも可能にします。
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PCLSにおけるカルシウムイメージングは、気道平滑筋の収縮や気管支収縮に関与するシグナル伝達経路を理解する上で不可欠な、細胞内カルシウム動態の可視化と定量化を可能にし、喘息研究をさらに推進します。
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メタコリン用量反応解析の統合により、気道過敏性を評価するための堅牢な手法が提供され、制御された条件下における気道の感受性や反応性に関する定量的知見が得られます。
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本システムが持つ繊毛運動頻度の測定機能は、気道防御において極めて重要な因子である粘液繊毛クリアランスに関する研究も支援します。
肺高血圧症
physioLensは、動物からヒトに至る肺組織の高スループット解析により、肺高血圧症の研究を強化します。明視野顕微鏡と蛍光顕微鏡の組み合わせ、自動検出、リアルタイムの収縮性測定により、カルシウム動態と血管反応の精密な研究が可能になります。灌流装置により、安定した薬剤投与とイメージングが保証されます。さらに、繊毛の拍動頻度を測定する機能により、気道および血管の健康状態に関する新たな知見が得られ、疾患メカニズムや治療法の理解が促進されます。
COPD
PCLSは、気道収縮性の変化、気道過敏性、実質破壊といったCOPDに関連する主要な変化を効果的にモデル化しており、これらはすべてphysioLensを用いて比類のない精度で測定可能です。これらの機能により、気道狭窄、粘液の過剰分泌、肺胞破壊といったCOPD特有の病態を再現することができ、バイオマーカーの発見や治療標的の特定を促進します。さらに、PCLSは免疫調節、代謝、繊毛機能障害、ムチン発現の研究にも有用であり、COPDの病態生理を理解し、新規治療法を検証するための包括的なプラットフォームを提供します。
感染症
physioLensは、PCLSを用いた感染症研究を推進するための強力なツールです。これにより、ex vivo肺環境下における宿主と病原体の相互作用、気道過敏性（AHR）、組織の収縮性、および免疫応答の詳細な解析が可能になります。研究者はphysioLensを用いて、繊毛機能障害、組織炎症、免疫経路の活性化といった主要な現象を検証できます。感染の進行、細胞動態、治療効果をリアルタイムで測定できるその能力は、ウイルス、細菌、真菌の病原体を研究する上で極めて貴重なリソースとなります。
仕 様
ソフトウェアによる画像解析 - physioWare
画像はPhysioWareソフトウェア内でリアルタイムに解析され、気管 支収縮、繊毛の拍動頻度、およびカルシウム振動のデータを示したものです。データはレヴュー、分類、エクスポートが可能です。PhysioWareは周波数マップや平均値をデータ化し、その値は、既発表文献のデータと一致しております。
Precisionary Compresstome(コンプレストーム)
肺切片作製
Precisionary コンプレストームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
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従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
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Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
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高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去
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持ち運びに便利な軽量設計
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完全自動化：切開＋厚み調整
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360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化
