オルガノイド研究・切片作成
- Orange Science
- 11月13日
- 読了時間: 15分
オルガノイド研究のための組織切片ソリューション
Precisionary社のコンプレストーム・ビブラトームは、オルガノイド培養と分析における高度な研究向けに設計されており、精密かつ均一なオルガノイド切片を作成します。
オルガノイドの切片作成を簡素化
オルガノイドは、幹細胞から体外で培養される微小な三次元構造体であり、特定の臓器の構造と機能を再現します。臓器の発達や機能の研究、創薬、個別化医療において重要なツールです。オルガノイドの組織切片は、細胞・分子レベルの構成解析、潜在的な治療標的の同定、薬剤効果の評価に活用できます。
コンプレストーム VF-510-0Z
生存可能なオルガノイドのための精密切片作成
コンプレストーム VF-510-0Zは、オルガノイドの生存性と健全性を維持しながら薄く精密な切片を生成するよう特別に設計されており、高度な研究に最適です。この完全自動化システムは、オルガノイドの生理学的完全性を維持する一貫した切片を保証し、臓器発生、疾患モデル化、薬物試験の研究において極めて重要です。
実験応用例
生存性を維持したオルガノイドの薄切断
薬物試験および疾患モデル化のための均一で健全な切片
サンプルの完全性を保持するオルガノイド研究向け信頼性の高い切断
5年間の保証付きVF-510-0Zは比類のない精度を提供し、オルガノイドの健全性を確保することで、オルガノイド技術における画期的な研究を可能にします。
研究室におけるオルガノイド研究へのコンプレストーム VF-510-0Zの活用
コンプレストームを用いた腫瘍スライスオルガノイドによるがん精密医療の進展
台湾大学特別教授の陳元東博士は、がん研究のためにコンプレストームを用いて生きた腫瘍スライスオルガノイドを作成しています。本ウェビナーでは、陳博士がこれらの精密に切断されたオルガノイドが、腫瘍構造と分子レベルの正確性を維持する上でいかに重要であるか、それによりより正確な薬剤試験が可能となり、がん精密医療の進展に寄与するかを解説しています。
論文
オルガノイドとは
オルガノイドとは、幹細胞（主に多能性幹細胞や組織幹細胞）から三次元的に自己組織化して形成される、臓器の基本的な構造や機能を部分的に再現した培養モデルのことを指します。細胞が三次元環境で増殖・分化し、上皮構造や細胞極性、特定臓器に特徴的な細胞タイプの組成など、従来の二次元培養よりも生体組織に近い性質を示します。
一般に、腸、脳、肝臓、腎臓、膵臓、肺など多様な臓器のオルガノイドが確立されており、次の用途で広く利用されています。
病態モデル研究
薬剤反応性評価
毒性試験
発生生物学研究
個別化医療（患者由来オルガノイド）
オルガノイドは臓器の全機能を完全に再現するわけではなく、目的とする臓器の特定構造や機能を部分的に模倣する三次元モデルである点が特徴です。
オルガノイド研究
オルガノイド研究とは、幹細胞（多能性幹細胞や組織幹細胞）から三次元的に自己組織化して形成される「オルガノイド」を用いて、生体組織の構造や機能を再現・解析する研究分野のことを指します。オルガノイドは腸、脳、腎臓、肝臓、肺、膵臓、腫瘍など、さまざまな臓器の特性を部分的に模倣できるため、従来の二次元培養では得られなかった生体に近い情報を提供します。
主な研究目的は以下のとおりです。
発生・分化の理解
臓器がどのように形成され、細胞がどのように分化していくかを三次元環境で解析できる。
病態モデルの構築
遺伝性疾患、がん、感染症などの病態を模倣したオルガノイドを用いて、病気のメカニズムを調べる。
薬剤評価・創薬研究
患者由来オルガノイドを用いて薬剤反応性を評価することで、個別化医療や drug screening に活用できる。
再生医療・細胞治療への応用研究
臓器機能の再生や移植を見据えた基礎研究に用いられる。
組織構造の再現性と生体に近い細胞環境を提供することから、オルガノイド研究は基礎生物学から創薬、医療応用まで幅広い領域で重要な技術の一つとなっています。
オルガノイド切片作成
オルガノイド切片作成とは、培養したオルガノイドを薄く切断し、顕微鏡観察や免疫染色などの解析に用いるための標本を作る工程を指します。実際の組織切片作成とほぼ同じ手法が用いられます。
多くの場合、次のような流れで行われます。
固定オルガノイドを化学固定液で固定し、細胞構造を保持する。
包埋パラフィン包埋または凍結包埋（OCTコンパウンドなど）を行い、切片化しやすい固体状にする。
切片化包埋ブロックを薄切する。コンプレストーム、ビブラトーム、ミクロトーム、クライオスタットなどを使用する。厚さは一般的に数マイクロメートル程度になる。
貼付・乾燥切片をスライドガラスに載せ、乾燥させる。
染色や解析免疫組織化学染色、HE染色、蛍光染色などを行い、顕微鏡で観察する。
オルガノイドは三次元構造を持つため、内部構造を詳細に観察するには切片化が有効です。これにより、細胞の配置、分化状態、病態モデルにおける形態変化などを高解像度で解析できます。
オルガノイド切片を使用する目的
オルガノイド切片を使用する主な目的は、三次元構造の内部を詳細に解析し、細胞レベルの情報を明確に得ることです。三次元のままでは観察が難しい内部層や局所構造を、切片化することで高解像度で調べられます。
内部構造の観察
オルガノイドは表面だけでなく内部にも層構造や異なる細胞集団が存在するため、切片を作成することで内部の組織学的構築を確認できる。
細胞型・分化状態の評価
免疫染色により、特定の細胞マーカーを可視化し、どの細胞タイプがどの位置に存在するかを評価できる。
疾患モデルの解析
がんオルガノイドや遺伝子変異モデルでは、病的構造、細胞増殖、壊死領域などを切片で確認し、病態の再現性を検証できる。
薬剤反応評価
薬剤処理後の細胞死、増殖抑制、マーカー変化などを切片で測定し、三次元モデルならではの薬剤応答を評価できる。
開発・分化過程の研究
発生・組織分化を模倣したオルガノイドでは、層形成の進み方や細胞移動など、時間的変化を切片で記録・解析できる。
空間的配置の解析
三次元中の細胞配置や極性の形成を、断面ごとに把握でき、2D培養よりも生体組織に近い形態情報を得られる。
このように、オルガノイド切片は三次元培養の利点を保持しつつ、組織学的手法を適用して詳細な解析を行うための重要な手段として利用されます。
オルガノイド切片の活用分野
オルガノイド切片は、三次元オルガノイドを用いた研究の中でも、特に組織構造や細胞分化の詳細解析を必要とする分野で広く使われています。主な分野は次のとおりです。
再生医療研究
幹細胞から誘導したオルガノイドの分化状態や組織成熟度を評価するために、切片でマーカー解析や形態観察を行う。
病態モデル研究
がんオルガノイド、遺伝子疾患モデル、感染症モデル（ウイルス感染など）で、病的変化や細胞応答を観察するために切片が用いられる。
薬剤開発・薬効評価
薬剤処理後の細胞死、増殖抑制、組織構造変化を切片で定量・可視化し、薬剤の効果や毒性を評価する。
発生生物学
胚発生過程を模倣するオルガノイド（脳、腸、腎など）で、層構造形成や細胞移動の過程を解析する目的で使用される。
がん研究
腫瘍オルガノイドの内部構造、壊死領域、増殖領域の分布、マーカー発現などを詳細に調べるために切片化が行われる。
感染症研究
ウイルスや病原体がオルガノイド内部のどの層や細胞型に感染するのかを明らかにするため、免疫染色による切片解析が用いられる。
毒性学
化学物質の暴露が組織構造や細胞機能に与える影響を、切片を通して評価する研究にも利用される。
以上のように、オルガノイド切片は基礎研究から応用研究まで多様な生命科学分野で重要な役割を果たしています。
オルガノイド切片のアプリケーション例
オルガノイド切片は、三次元オルガノイドの内部構造や細胞配置を詳細に解析するため、多様なアプリケーションで利用されています。代表的な例は次のとおりです。
免疫組織化学（IHC）・免疫蛍光染色（IF）
特定の細胞マーカーやシグナル経路の活性化状態を可視化し、細胞分化、細胞増殖、細胞死、極性形成などを評価する。
HE染色（ヘマトキシリン・エオシン染色）
形態観察の基本となる方法で、オルガノイド内部の層構造、細胞密度、壊死領域、腫瘍様構造を確認する。
細胞増殖・細胞死解析
Ki-67などの増殖マーカー、Cleaved Caspase-3などのアポトーシスマーカーを用いて薬剤応答や病態モデルを解析する。
がん組織類似性の評価
腫瘍オルガノイドが患者腫瘍とどの程度類似しているかを、切片を用いた病理学的観察で比較する。
in situ hybridization（ISH）
特定遺伝子の発現局在を組織レベルで評価する。
薬剤スクリーニング後の組織学的評価
オルガノイドを薬剤処理した後、切片で内部構造や細胞応答の変化を確認することで、機能的な薬剤応答を詳細に調べる。
腫瘍微小環境の解析（特定条件下）
一部のモデルでは、免疫細胞との共培養や基質組成の違いにより、腫瘍微小環境様の構造が生じるため、切片でその構成を評価する。
構造成熟度の評価
脳オルガノイドや腸オルガノイドなどで、層形成や極性形成、腺構造などの成熟度を切片で解析する。
以上が、よく利用されるアプリケーションの例です。オルガノイドの種類（腸・脳・肝・腎・肺など）によって、重点的に解析される項目は異なりますが、切片化は共通して重要な手法です。
Precisionary社 コンプレストーム VF-510-0Z でのオルガノイド切片作成
オルガノイド研究が高度化するなかで、三次元構造を正確に保持したまま高品質の切片を取得する技術が求められています。Precisionary社のコンプレストーム VF-510-0Zは、こうした研究ニーズに応えるために設計されたビブラトーム・振動ミクロトームであり、オルガノイドの内部構造を損なわず、均一で再現性の高い切片作成を可能にします。
独自の圧縮保持技術と精密なブレード制御により、従来の切片作成機では難しかった柔らかい三次元組織の安定した薄切を実現し、オルガノイド研究の精度と効率を大きく向上させるソリューションとして注目されています。
装置の特徴
振動ミクロトーム（vibrating microtome）の一種で、切片作成時に組織を支持しながら振動刃で切る方式。
「Auto Zero-Z®」技術により、Z軸（刃の上下方向）振動を極限まで抑え、ひずみやチャタリング（切片表面のギザギザ）を低減する設計。
特許取得済の「圧縮（compression）技術」を用い、サンプルをアガロース等で包埋・支持後、試料チューブから刃に供給しながら切ることで、試料の変形／押しつぶしを防ぐ構造。
切片厚さの範囲が広く（例：4 µm以上～）、高速切断、チャタマーク低減が可能。
オルガノイド切片を含む「オルガノイド」用途の使用例
オルガノイド切片作成への適用ポイント
包埋・支持の安定化
オルガノイドは三次元構造を持つため、切断時に崩れやすかったり、支持が弱いと切片面が荒れたりずれたりします。VF-510-0Zの圧縮＋アガロース包埋方式は、試料を安定に支持できるという利点があります。
例えば、オルガノイドを低融点アガロースで包埋してから試料チューブにセットし、切断時に刃が組織を押しつぶさず滑らかに動けるようにするという手順と相性が良いです。
薄切／均質切片の取得
オルガノイド切片では、層構造・細胞配置・マーカー発現位置などを解析するため、「厚みが均一」「表面が滑らか」「構造が保存されている」切片が求められます。
VF-510-0Zは、Auto Zero-Z®技術によって刃振動の上下変動を抑え、チャタや切片の厚み揺らぎを低減できるため、こうした目的に適しています。
オルガノイドでは薄め（数十 µm〜数百µm）に切るケースもありますが、装置の性能余地として十分に活かせます。
多様な試料・高スループット切片化
オルガノイドや高スループットセクショニングにも対応しており、複数のオルガノイドをまとめて包埋・切断し、「切片数を多く得たい／実験数をまわしたい」場合にも対応しやすい装置環境。
また、ユーザーフレンドリーな仕様（試料装填のしやすさ、磁気ブレードホルダーなど）で、実験操作効率も期待できます。
生細胞・生培養切片への応用可能性
オルガノイドを「生きたまま切片化し、培養・生細胞解析（例えばライブイメージング、培養後観察）を行う」ケースも増えてきています。振動ミクロトーム方式は、刃の押しつぶし・サンプル損傷が少ないとして生細胞保持に優れています。
オルガノイド（例えば腸オルガノイド・脳オルガノイド・腫瘍オルガノイドなど）を用いて、切片を作成しその後免疫染色・形態解析・培養切片化（オルガノイド断片を培養可能なスライス化）などを検討しているのであれば、VF-510-0Zは優れたソリューションとなります。
三次元オルガノイドの「構造をなるべく傷めず」「均一な切片を得たい」「培養可スライス化も視野に入れている」などの条件があれば、そのメリットを活かすことができます。
Precisionary社 コンプレストーム VF-510-0Z
Precisionary社のコンプレストーム VF-510-0Zは、オルガノイドを用いた先端研究に適した高精度の振動ミクロトームです。本装置は、オルガノイド切片作成に求められる「均質な切片品質」「三次元構造の保持」「作業効率の向上」をバランス良く実現します。
独自のブレード制御技術により、切断時のサンプル変形やチャタリングを最小限に抑え、オルガノイド内部構造を忠実に保存した切片を安定して取得できます。特に、アガロース包埋したオルガノイドを精密に支持しながら薄切できるため、免疫染色、形態解析、薬剤反応評価など、オルガノイド研究に不可欠な組織学的解析に高い再現性を提供します。
また、操作性に優れた設計により、複数サンプルの連続切片作成や高スループット実験にも対応でき、研究室全体のワークフロー効率化に寄与します。
オルガノイドの3D構造を損なわず、高品質な切片を必要とする研究機関にとって、Precisionary社のコンプレストーム VF-510-0Zは、信頼性と生産性を両立させる理想的なソリューションです。
組織切片作製ソリューション
Precisionary社のビブラトームを使用して、組織研究用の健康で生存可能な組織スライスを作成します。
組織研究のための高品質で生存可能な組織スライスの入手
Precisionary Instruments 社のビブラトームは、サンプルの生理学的完全性を維持する正確で生存可能な組織切片を作成するように設計されており、下流の解析において最も信頼性の高いデータを確保します。
高精度振動ミクロトーム
Compresstome® VF-510-0Z は、サンプルの生存性と健全性を保ちながら、薄い組織スライスを作成するように設計されており、脳や肺の組織研究に理想的です。この完全自動システムは、研究で正確な結果を得るために重要な、組織切片の生理的完全性を確実に維持します。
アプリケーション
VF-510-0Zは、正確で迅速な切片作製を実現し、組織・細胞の健全性を保ちながら、組織研究のための最高品質の結果をサポートします。
アプリケーション
実験別
臓器
動物モデル
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Auto Zero-Z®テクノロジー
振動ヘッドは、Z軸方向の振動をなくすように正確に調整されています。Auto Zero-Z®テクノロジーは、生きた組織サンプルの表面細胞へのダメージを軽減し、薄切片のチャタリングを低減してイメージング結果を向上させます。
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Precisionary社は、20年近くにわたり組織スライス装置を専門に扱ってきた会社です。免疫組織学や組織切片の培養、電気生理学や植物研究など、幅広いアプリケーションと引用実績があります。
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