近年、体外腫瘍細胞凝集物を体内組織の環境モデルを模擬する技術として重大な突破を得た。この技術は、低吸着円底孔板に植えられた離散的な細胞を球体に集めることができる。一方、球体は通常の2次元（2 D）細胞培養よりも効果的に腫瘍挙動をシミュレートできると考えられている。

生物研究や薬物発見では、細胞分析の多様性や複雑さを拡大する必要が高まっている。幹細胞由来の細胞及び組織は、薬物開発及び毒性学的安全性評価において、伝統的なinvitro及びinvivo試験の代替選択肢としてますます浮上している。本研究では、ヒトipsc由来の心筋細胞とニューロン細胞モデルを用いて、機能性と形態性の検出結果を開発し、異なる化合物の効果を多パラメータ分析フォーマットで試験した。

マクロファージは血液中の単核細胞から起源し、これらの単核細胞は血液循環を離れ、異なる組織に分化する。マクロファージは細菌と損傷細胞の検出と貪食に関与する。また、マクロファージはサイトカインを放出することで炎症を起こし、サイトカインは血管細胞を活性化させ、サイトカインの血管への接着を促進し、組織への移行を促進する。分化したTHP−1細胞は、体外マクロファージモデルによるマクロファージの炎症反応への関与の研究に広く用いられている。

1960年代に緑色蛍光蛋白質が発見されて以来、各種蛍光蛋白質（FP）とその変異体は可視スペクトル全体にわたって開発されてきた。これらの遺伝子がコードする蛍光タンパク質は細胞生物学の分野で革命を起こした。青緑色蛍光蛋白（CFP）はFRETなどの多色領域への応用で広く注目されている。これは、CFPの励起及び発光光の波長範囲が使用されることが少なく、むしろ様々な蛍光基の多重化の理想的な選択となるためである。

高内包表現型分析はますます多くの研究分野に広く応用されており、遺伝子機能研究、薬物研究開発、毒理学を含む。この方法の利点は、単微細レベルから多次元の情報を非常に客観的に取得し、単一細胞の状態を分析し、記述し、全体的な分析データと比較することができることである。多くの伝統的な表現型分析は、研究する通路の中で、少数の重要な指標だけを主観的に選んで分析することである。

臨床実験の過程で薬物が発売された後も、心筋細胞毒性は薬物消耗の主要な原因である。心臓血管疾患の大部分は環境によって引き起こされると信じられているが、しかし、原因となる環境要因は依然として基本的に特徴的ではない。したがって、潜在的な心筋毒性をどのように検出するかは、体外薬物スクリーニング方法を改善するための重要な側面である。

広く使われているCell Painting解析などの画像に基づく表現型解析方法は、高内包イメージングと多パラメータ出力を用いて細胞中の生物、遺伝、化学的摂動を研究する。

類器官モデルは、実際の組織の複雑さを再現できることから、生物研究やスクリーニングでますます人気を集めている。体内の人体肺器官を模擬するために、私たちは3 D構造の形成に役立つ条件下で元世代のヒト肺上皮細胞を培養し、肺気道の形態と機能上の特徴を再現した。肺器官培養では、上皮幹細胞と前駆細胞を一連の成長因子を添加したECMで培養した。

血管生成は、予め存在する血管によって形成され、再形成される新しい血管及び毛細血管の生理的過程である。これは、血管と毛細血管の内皮細胞の出芽または分裂によって達成することができる。血管細胞は細胞外基質を分解することにより適切な刺激に反応し、その後内皮細胞の増殖と移動を誘導する。

病気の研究から薬物と環境化合物による毒性反応の評価まで、細胞に基づく測定法は通常ミトコンドリアに焦点を当て、細胞の健康を監視することを目的としている。ミトコンドリア機能は細胞全体の健康の重要な指標であり、ミトコンドリア機能障害はパーキンソン病、アルツハイマー病、心不全、局所虚血性疾患、癌を含む多種の疾患と密接に関連している。

近年、生理学的により正確な3 D細胞モデルを用いた研究と薬物発見の需要は着実に増加している。研究者は、より多くの病気や生理的メカニズムを研究するために、さまざまな3 D細胞モデルを構築し維持してきた[1,2]。

血管生成、すなわち既存の血管から形成される新しい血管の過程は、脊椎動物の発育と創傷の癒合に関わる重要な生理現象である。血管生成の過程は厳格な定常状態調節の下で、血管生成促進と抗血管生成分子の作用によって制御される。このような内定常状態の破壊は様々な病理条件下で作用することが証明されている。