ウッシングチャンバー

ウッシングチャンバーは上皮膜の特性を測定する装置です。生体組織の輸送機能とバリア機能を検出し、定量化することができます。ウッシングチャンバーは、デンマークの動物学者で生理学者のハンス・ヘンリクセン・ウッシングによって1946年に発明されました。 ^[1]

この技術は、上皮全体で起こっている正味のイオン輸送の指標として短絡電流を測定するために使用されます。ウッシングチャンバーは、腸粘膜などの天然組織や、透過性支持体上で増殖した単層細胞におけるイオン輸送を測定するために使用されます。

ウッシングチャンバーは、さまざまな上皮組織を介したイオン、栄養素、薬物の輸送を測定するシステムを提供します^[2] (ただし、親油性物質に対しては偽陰性の結果が生じる可能性があります^[3] )。これは、上皮 (透過性支持体上で増殖した粘膜シートまたは上皮細胞の単層) によって分離された 2 つの半分で構成されています。上皮は本質的に極性があり、つまり、頂端側または粘膜側と基底外側側または漿膜側があります。ウッシングチャンバーは、頂端側を基底外側側から分離できます。2 つの半分のチャンバーには、化学的、機械的、または電気的駆動力が除去されるように、等量の対称リンゲル液が充填されています。イオン輸送はどの上皮でも発生します。輸送はどちらの方向にも起こり得ます。イオン輸送により、上皮全体に電位差(電圧差) が生じます。電圧は、組織/上皮の近くに配置した2 つの電圧電極を使用して測定されます。この電圧は、上皮から離れた位置に配置された他の 2 つの電流電極を使用して電流を注入することで相殺されます。この短絡電流 (Isc) が、正味のイオン輸送の測定値となります。

上皮イオン輸送の測定には、ウッシング チャンバーが役立ちます。このイオン輸送から生じる電圧は、正確に測定するのが簡単です。上皮はイオンを一方から他方へ送り出し、イオンは上皮細胞間にあるいわゆるタイト ジャンクションを通って漏れ戻ります。イオン輸送を測定するには、外部電流を流します。電圧を単にキャンセルすると、真の値が過小評価されます。これは、電圧測定電極の短絡によって修正されます。外部電圧電極間の抵抗を考慮する必要があります。Isc はイオン輸送を過小評価します。誤差は 10 倍にもなります。ウッシングが提案したチャンバーのタイプでは、大きな誤差が生じます。この誤差は、組織が存在しない状態で電圧を測定することによって推定されることが多く、不確実な値になります。より優れた方法としては、複数の周波数、方形波パルス、鋭いインパルス、ランダム ノイズを使用した正弦波の交流電流を使用する方法があります。 ^[1]

ウッシングチャンバーシステムの主な種類は以下のとおりである: ^{[4] [5]}

• クラシック チャンバー システム (Ussing 設計)。
• 自己完結型チャンバーシステム（単一ブロック内に完全な装置を内蔵）
• マルチチャンネルチャンバーシステム（2～24個の独立したチャンバーを組み合わせ）

• 王立協会の伝記: ハンス・ヘンリクセン・ウッシング (PDF; 1,1 MB)
• マウス腸管のウッシングチャンバー研究ガイド (Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009 年 6 月; 296(6): G1151–G1166. 2009 年 4 月 2 日にオンライン公開。)