What Is a Well Plate Used For? | 3D Spheroid Culture | Corning

半世紀以上にわたって研究者たちは、2次元(2D)細胞培養を使ってヒトの生理機能を模倣し、薬剤の有効性・毒性を予測しようと取り組んできました。しかし、in vivoの生理機能や細胞機能、細胞間相互作用のうち、2Dでは再現できない面が多くあります。ここ数十年に生み出された先進的アプローチの1つに、ヒト生理機能を忠実に模倣する多細胞3次元(3D)培養モデルと、ハイスループットのスクリーニング・分析法という、2つの技術を組み合わせたものがあります。

ウェルプレートの役割

ウェルプレートは、均一な条件下で増殖する細胞に対し、さまざまな化合物や条件を確認できるため、ハイスループットスクリーニングの促進につながります。1プレート当たり6〜1536ウェルのウェルプレートは、2D細胞培養で一般的な用途が多数ありますが、実は3D培養の用途でも、専用ウェルプレートが開発されています。

3D培養では、ウェルプレートにどのような活用法があるのでしょうか。専用ウェルプレートは、わかりやすいワークフローで、3Dの球形に成長する細胞凝集塊であるスフェロイドの培養に力を発揮します。一方、オルガノイドの培養に用いられるウェルプレートもあります。オルガノイドは、複数の細胞タイプを含有し、自己組織能を持つ3D培養物を指します。

3D細胞培養モデル

ヒト生理機能を忠実に模倣するin vitroモデルの作成をめざし、研究者たちが開発してきた3D培養系には、いくつかのタイプがあります。このようなモデルが実現すれば、忠実な疾患モデルの構築や薬剤応答予測の高精度化につながります。こうした3D培養系のひとつが、多細胞スフェロイドです。

2D細胞培養系を使用する場合の大きなデメリットとして、正常細胞やがん細胞のin vivoの生理的環境との類似性が乏しい点が挙げられます。このため、2D培養研究に基づいて新薬候補の有効性・毒性を予測することは容易ではありません。新薬候補の臨床開発承認の成功率が低く、これを改善しようと、多くの企業が腫瘍スフェロイドやその他の3D培養系に活路を見出そうとしています。

スフェロイドの場合、外側の細胞と中の細胞とでは微小環境が異なり、栄養素・酸素・薬剤の濃度勾配と、細胞間の相互作用やシグナル伝達が三次元的に発生します。スフェロイドには、こうした特性があるため、がん研究、幹細胞研究、創薬スクリーニングに有用なモデルとなります。

効率的なスフェロイド形成の必要性

創薬プロセスで3D細胞培養モデルの可能性を最大限に引き出すためには、3D細胞培養や3Dアッセイに対応する効率的でハイスループットの手法が必要です。しかし、均一で高品質なスフェロイドの大量形成は容易ではありません。

その点、3D培養専用に設計されたウェルプレートテクノロジーであれば、スフェロイドの形成や分析にこれまで以上に直接的でわかりやすいプロセスが利用できるようになります。専用ウェルプレートは、ハンギングドロップ培養などの手法よりも均一なスフェロイドを形成可能で、サイズも容易に制御できます。

3D培養に用いられるウェルプレートのタイプ

研究室で使用するウェルプレートにはさまざまなタイプがあります。コーニングでは、生化学アッセイ、ハイスループットスクリーニング、ハイコンテントスクリーニング、自動化、その他のアプリケーションに有用なマイクロプレートに、さまざまなオプションを提供しています。コーニングのマイクロプレートは、幅広い実験機器との互換性が確保されています。

黒色プレートは、蛍光機器に使われることが多いですが、発光アッセイにも適しています。スフェロイド形成など、3D細胞アッセイに用いるウェルプレートは、生化学アッセイ用のウェルプレートや2D培養用のウェルプレートとは表面要件が違ってきます。一方、透明プレートは吸光度計に、白色プレートは発光機器によく用いられます。

超低接着U底プレートは、スフェロイド形成用のオプションとして利用できます。Corning スフェロイドマイクロプレートなどの超低接着プレートでは、重力の作用に加え、ウェルには親水性で中性荷電のコーティングが施されているため、細胞接着を防ぎ、細胞がスキャフォールド(足場)なしに均一で再現性のあるスフェロイドに成長するよう促します。

Corning Elplasiaプレートなどのマイクロキャビティプレートでは、各ウェルで均一サイズのスフェロイドの大量形成を促進する構造のマイクロキャビティテクノロジーを採用しています。マイクロキャビティは、U底ウェルプレートに比べて迅速なスフェロイドの大量形成が可能なうえ、シグナル強度も増幅されます。

コーニング製品で3D培養を最適化

Corning Elplasia 12K オープンウェルプレートやCorning Elplasia プレート(6ウェル、24ウェル、96ウェル)などの先進技術により、シンプルでわかりやすい方法で多量の均一なスフェロイドの形成、分析、回収が可能です。超低接着のCorning スフェロイドマイクロプレートは、イメージングに対応した96ウェル、384ウェル、1536ウェルの各種フォーマットがそろっています。

動画、プロトコール、ガイドなど3Dで成功するための各種資料を取りそろえたコーニングのライブラリーがご利用いただけます。また、当社専門家にもお問い合わせいただけます