マイクロパターン化されたスクリーニングプラットフォームにおける細胞移動ダイナミクスのハイコンテンツ解析

High-Content Analysis of Cell Migration Dynamics within a Micropatterned Screening Platform.

• Filipe V Almeida
• Luke Gammon
• Ana C Laly
• Oscar J Pundel
• Cleo L Bishop
• John T Connelly

抄録

細胞移動は、微小環境と内在する遺伝子発現プログラムの間の複雑な相互作用によって動的に制御されている基本的な生物学的プロセスである。ここでは、マイクロパターン化された動的接着性ポリマーブラシ基材を用いて、96ウェル細胞培養プレートフォーマット内での細胞-マトリックス相互作用の高精度かつ一貫した制御をサポートするハイスループットな細胞移動アッセイを開発しました。このシステムは、細胞の運動性とF-アクチン細胞骨格の組織化の両方の自動化されたイメージングと定量化と組み合わせて、細胞移動の表現型の高コンテンツの分析を行うことができます。このプラットフォームを用いて、147種類のエピジェネティック阻害剤のライブラリーをスクリーニングすることで、細胞骨格のリモデリングを促進し、上皮から間葉系への移行に似た遺伝子発現プログラムの抑制を介してケラチノサイトの遊走を促進するEZH2に特異的な化合物のセットを同定した。これらの研究は、新規治療標的の発見や創傷修復に関わる複雑な遺伝子環境相互作用を解明するための強力なツールとして、ハイスループットでマイクロパターン化されたアッセイを確立するものである。

Cell migration is a fundamental biological process that is dynamically regulated by complex interactions between the microenvironment and intrinsic gene expression programs. Here, a high-throughput cell migration assay is developed using micropatterned and dynamically adhesive polymer brush substrates, which support highly precise and consistent control over cell-matrix interactions within a 96-well cell culture plate format. This system is combined with automated imaging and quantitation of both cell motility and organization of the F-actin cytoskeleton for high-content analysis of cell migration phenotypes. Using this platform to screen a library of 147 epigenetic inhibitors identifies a set of EZH2-specific compounds that promote cytoskeletal remodeling and accelerates keratinocyte migration through derepression of an epithelial to mesenchymal transition-like gene expression program. Together, these studies establish the high-throughput, micropatterned assay as a powerful tool for discovery of novel therapeutic targets and for dissecting complex gene-environment interactions involved in wound repair.

© 2019 The Authors. Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.