ポリプレックスの細胞内輸送の定量的解析：時空間画像相関分光法によるアプローチ

ウイルス以外の遺伝子送達ベクター（ポリプレックス）が細胞内でどのように輸送されるかを定量的に理解することは、遺伝子治療や医療応用のために最適化する前に不可欠です。本研究では、さまざまなサイズのポリマー-核酸粒子（ポリプレックス）を追跡し、細胞内での拡散的および流れの挙動を分析するために、時空間画像相関分光法（ICS）を用いて輸送メカニズムを解明しました。ICSは、複雑なシステム内での粒子の動きを評価する定量的なイメージング技術ですが、これまで広く使用されていませんでした。我々は、内部化されたポリプレックスが細胞内輸送にマイクロチューブモーターを使用することができ、短期間（<10秒）と長期間（約60秒）の相関時間に対して異なる輸送挙動を示すことを発見しました。この動きは、マイクロチューブモーターの記憶効果によって説明できます。これらの結果は、短期間ではマイクロチューブモーターのバイアスが存在し、ネットの方向速度が生じる可能性がある一方で、ポリプレックス全体の長期的な動きはランダムウォーク的なプロセスとして最もよく説明されることを明らかにしています。これらの研究は、時空間ICSが細胞内の動きの性質を評価するための強力な技術であり、生きた細胞内の異なる物体の輸送を比較するための定量的なツールを提供することを示唆しています。