ラマン分光法とDNB解析を組み合わせた細胞遷移状態分岐点解析技術開発

細胞の状態が変化する瞬間、細胞は不安定な状態を一度介してから変化する。この遷移点は従来のバイオマーカーでは同定することが難しい。細胞を破壊することなく連続で計測可能な光技術であるラマン分光法と、動的バイオマーカーを観測し、状態の「揺らぎ」を調べることができる数理的解析である動的ネットワークバイオマーカー(DNB)理論を組み合わせることで、細胞の遷移点を解明することを目的とし研究を進める。

当初目標としていた、ラマン分光法とDynamical Network Biomaker(DNB)理論による揺らぎ解析の組み合わせ技術を用いることで、炎症刺激を与えたマウスマクロファージ細胞が特定の時点で揺らいでいることを確認した。細胞が揺らいだ時点が正しいか複数回による再現性確認実験による検証を行い、細胞遷移状態の時点を特定することに成功した。本成果を複数の学会で発表を行い、現在は細胞遷移状態において炎症刺激を与えた細胞にどのような変化が生じているのかを従来解析法を用い明らかにし、論文化を目指している。

Dynamical Network Biomaker(DNB)理論は様々な状態が移行する際の予兆を揺らぎとして検出できることが分かってきており、生命現象においても適応が期待されていた。本研究はＤＮＢ理論とラマン分光法と組み合わせることで、実際の生命現象において揺らぎを観測し遷移点を特定できた、ＤＮＢ理論を実用化できた例となる。検出された炎症細胞の遷移点はこれまでの炎症の研究で着目されていない時点であり、ＤＮＢ理論とラマン分光法の組み合わせは、知られていた生命現象に対し新たな知見を与える技術であると言える。