フローサイトメトリー FACS: 原理、使い方など

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このページの最終更新日: 2021/11/10

  1. 概要: フローサイトメトリーとは
  2. 前方散乱光 FSC と側方散乱光 SSC

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概要: フローサイトメトリーとは

フローサイトメトリー flow cytometry とは、細胞 などの小さな粒子を液体に懸濁して細く流し、粒子の特徴を分析する研究手法である。用いる装置をフローサイトメーター flow cytometer という (図、Ref. 1)。

FACS という略称もよく使われるが、これは fluorescence-activated cell sorting の略であり、細胞の特徴に基づいて細胞を分けるフローサイトメトリーの手法の一つである。異なる技術であるので注意すること。

フローサイトメトリーの仕組み

フローサイトメトリーは、主に以下のような用途に使われる。

  • 細胞の数を数える
  • 抗体などを用いて細胞をラベルし、細胞の性質を調べる (分裂中の細胞がどれくらい含まれるか、など)
  • 細胞をソートする (FACS)

フローサイトメトリーのサンプル (Public domain)。

フローサイトメトリーのサンプル

前方散乱光 FSC と側方散乱光 SSC

前方散乱光 forward scatter (FSC) は、細胞の大きさの指標。大きい細胞の方が FSC シグナルが強くなる。反対のように思えるが、これは大きい細胞の方が光を屈折 refraction させるためらしい。

側方散乱光 side scatter (SSC) は、細胞の複雑さの指標。

FSC、SSC とも、一つの要因で決まるわけではない。しかし、粒子の種類によって固有の範囲をとるため、これらの値を組み合わせることによって、試料に含まれる細胞をおおまかに判別することができる。

たとえば、下の図 (Ref. 2) の A を見てみよう。横軸に FSC、縦軸に SSC をとり、検出された細胞をプロットしている。青 → 緑 → 黄 → 赤の順に、多くの細胞が検出されている。丸で囲んだ範囲に、特定の FSC と SSC をもつ細胞集団があることがわかる。その左下にも、もう一つ明らかな細胞集団がある。

フローサイトメトリー FSCとSSCのプロット

Figure 2. Flow cytometric analysis of Tregs by intracellular staining of Foxp3. (A) Lymphocytes are gated by forward scatter (FSC) vs. side scatter (SSC), followed by (B) CD4+ T-cell gating on CD4 and TCRβ. (C) Foxp3+ Tregs gated out of CD4+ TCRβ+ T-cells. The numbers indicate the percentage of the gated cells out of the total number of cells within the plot.


29.3 というのは、円に含まれる細胞の割合である。全細胞の 29.3% が、注目している特徴をもつということ。この部分の細胞をソートして取り出し、細胞表面タンパク質の蛍光標識などを用いて、さらに細胞をわけていくのがフローサイトメトリーの常道である。図では、B と C でそれを行なっている。

References

  1. By Kierano - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=22102570
  2. Kim and Lee, 2013a. Advances in nutritional research on regulatory T-cells. Nutrients 5, 4305-4315.

Figures are cited from open-access articles distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited. Also see 学術雑誌の著作権に対する姿勢.

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