Live Cell Imaging이란?
Live Cell 연구의 장점
Live cell imaging은 세포 생물학 실험실과 여러 광범위한 산업 분야에서 기본적인 연구 도구로, 약물 표적과 후보물질 발굴을 비롯하여 질병과 연관된 분자적 작용기전을 밝혀내기도 했습니다. 연구자들에게 중요한 기능은 세포의 in vivo 속성을 가장 잘 모방할 수 있는 Assay를 개발하는 것입니다. Live Cell imaging의 이점은 다음과 같습니다.
- 시간에 따른 Live Cell 모니터링은 세포 내에서 발생하는 단편적인 사건 이상을 보여줍니다. Endpoint assay에서 누락될 수 있는 일시적 사건을 시각화하고 Endpoint assay를 위한 최적의 시점을 알아낼 수 있습니다.
- 환경적 조건을 엄격하게 조절하면 세포 구조와 과정이 본래의 생리적 상태로 유지되도록 할 수 있습니다.
- 자연 상태의 Live Cell Imaging은 세포 고정 및 면역염색법과 같은 다른 이미징 기법에서 발생할 수 있는 아티팩트를 최소화합니다.
- 다중 경로를 통한 세포 생체 분자의 국소화 및 수송을 동시에 실시간으로 연구할 수 있습니다.
- 외측, 축상, 시간별 이미지를 획득하면 4D 이미지와 데이터를 생성할 수 있습니다.
- 분자 동역학의 live cell imaging은 다른 생화학적 방법으로 얻을 수 없는 정성적, 정량적 데이터를 생성합니다.
세포 이미징 및 분석 실험과정
Live Cell의 배양, 플레이팅, 유지는 세포 모델에 따라 다르나, 아래에서는 Live Cell Assay의 일반화된 실험과정을 개괄합니다.
- 세포 플레이팅을 위해 다양한 실험기구(챔버 슬라이드, 디쉬, Microplate)를 이용합니다.
- 세포 처리 – assay 워크플로의 일부인 경우, 원하는 화합물과 RNAi 등을 이용하여 세포 처리를 수행하십시오.
- 표지자 염색이 필요한 경우, 원하는 형광단(형광 염료, 형광 단백질-펩타이드 융합 등)을 이용하여 세포를 표지합니다.
- 환경 통제 – 획득 시간이 오래 걸리거나 Assay가 Live Cell Time Lapse 실험(연속 또는 불연속)인 경우, 기체, 온도, 습도를 포함한 전체 환경을 통제할 수 있습니다.
- 세포 이미지 – 플레이트를 자동화 Imaging 시스템에 놓고 Live Cell 이미지 획득을 시작합니다.
- 세포 이미지 분석 - 세포 이미징 분석 소프트웨어를 사용하여 Live Cell 이미지의 정량적 분석을 실행합니다.
Live cell imaging 시스템
정교한 Live Cell Imaging 시스템은 단일 세포에서 유기체 수준까지 분자 및 Cellular Dynamic을 모니터링하는 동시에 환경 조건을 조절하여 세포의 건강 상태와 Viability를 유지할 수 있도록 합니다. 고속 운동 사건 연구에서부터 장기적인 Timelapse assay의 실행에 이르기까지, 자동화 Live Cell Imaging은 역동적인 생물학적 과정을 직접 관찰할 수 있게 하며 풍부한 세포 정보를 제공합니다.
- 다색 형광 이미징에 대한 Label Free, Brightfield 이미징 기능은 여러 Live Cell Imaging 응용 분야에 필수적인 유연성을 제공합니다.
- 높은 획득 속도를 통해 심근세포의 칼슘 진동과 같이 고속 운동 사건을 조사합니다.
- 자동화 live cell imaging 분석기기의 로버스트한 초점 조정 기능으로, 전체 획득 과정에서 최적의 초점을 유지하여 정확한 live cell imaging 데이터의 생성에 중요한 역할을 합니다.
적용 분야 및 Assay
환경 통제 챔버와 형광 단백질 및 합성 형광단 기술 통합한 자동화 현미경의 발전으로 생물학적 과정을 생세포 내에서 연구할 수 있게 되었습니다.
High-content imaging 및 분석을 위한 당사의 시스템은 유연한 확장성을 제공하여 연구에 따라 시스템을 쉽게 변경할 수 있도록 합니다. 목표, 필터, 이미징 모드, Environmental Control을 포함하여 특정 연구에 필요한 부분을 해결하는 옵션과 모듈을 제공합니다. 여기에서는 live cell imaging 연구의 핵심 기능을 활용하는 응용 분야와 assay를 제시합니다.
최신 자료
Live Cell Imaging과 분석 실험과정
설명된 live cell imaging 실험과정은 연속적 장기 Timelapse Live Cell assay의 일반화된 예시입니다. 이 실험과정은 세포 플레이팅에서 이미지 분석에 이르는 단계를 세분화하여 자동화 high-content imaging 시스템과 세포 이미징 및 분석 소프트웨어를 포함한 Live Cell assay를 실행하는 데 필수적인 자료와 분석기기를 강조합니다.
Live Cell Imaging 및 분석 실험과정
세포 플레이팅
부착 또는 현탁 세포를 배양 접시, 챔버 슬라이드, Microplate를 포함한 Labware에 플레이팅 합니다. 정상 배양 조건(즉, 37°C, 5% CO2)에서의 세포 배양. 부착 세포의 경우, 플레이팅 된 세포를 하룻밤 동안 배양하면 세포의 부착 및 생장을 위한 충분한 시간을 확보할 수 있습니다.
96웰 또는 384웰 플레이트
High-content, high-throughput screening을 위한 대부분의 세포 배양은 96 또는 384 well Microplate를 이용하여 수행합니다.
화합물 처리
프로토콜에서 필수적인 경우, 대상 화합물로 세포를 처리합니다.
화합물의 작용 기전과 조사 중인 생물학적 반응에 따라 몇 분에서 몇 일 동안 세포에 화합물을 첨가할 수 있습니다. 예를 들어, 세포사멸 또는 수용체 내재화 assay는 일반적으로 더 짧은 배양 기간이 필요한 반면, 다중 파라미터 세포독성 assay에는 더 긴 기간이 필요합니다. 더 긴 시간의 화합물 처리에서는 배양 도중 화합물을 교체할 필요가 있을 수 있습니다.
표지자 염색
Live Cell는 다양한 형광단으로 염색되거나 형광 단백질-펩타이드 융합을 포함한 구조체로 transfection/형질 도입될 수 있습니다. 염색 시 제조업체의 지침을 따라야 합니다. 모든 Live Cell의 응용 분야에 염색이 필요한 것은 아니며, Label Free Imaging 및 분석에서는 Brightfield에서만 세포를 추적 및 모니터링할 수 있습니다.
분석 시약(assay kit)
생명과학 연구, 신약 개발, 개발, Bioassay에 이용하기 쉬운 확실한 Assay 키트. 이 assay 키트는 당사의 기기와 사용하도록 최적화되어 있습니다. 신약 개발 초기에 더 많은 화합물을 스크리닝하고 시험 화합물의 전체 농도-반응 프로파일을 특성화합니다.
ImageXpress High-content Imaging 포트폴리오
High-Content Imaging 및 분석을 위한 우리의 시스템은 유연한 확장성을 제공하여 연구에 따라 시스템을 쉽게 변경할 수 있도록 합니다. 목표, 필터, 이미징 모드, 환경 통제를 포함한 특정 연구에서의 요구 사항을 해결하는 옵션과 모듈이 있습니다.
환경 통제 설정의 구성
염색액과 화합물을 첨가한 뒤, 플레이트를 기체(CO2, O2), 온도, 습도와 같은 환경 통제 기능이 통합되어 있는 적절한 이미징 기구에 넣습니다.
장기 Timelapse assay의 경우, Live Cell의 건강 상태를 보장하고 Timelapse 획득 동안의 초점 이동을 방지하기 위해 자연적인 생리적 환경의 유지가 필수적입니다.
생세포 이미지 획득
연속 Timelapse 획득 시, 시간 시리즈의 총 시간 길이와 이미징 간격을 설정합니다(즉, 24시간마다 이미징).
불연속 타임랩스 획득은 플레이트를 배양기로 옮기거나 꺼낼 때 수행할 수 있으며, 서로 다른 시점에 이미징할 수 있습니다.
https://vids.moleculardevices.com/watch/Z3iBwKY6jzq5BkFsqDfjBi
Automated Cell Imaging System
ImageXpress® Pico Automated Cell Imaging System은 고해상도 이미징을 강력한 분석과 결합하여 디지털 현미경보다 우수합니다. 형광 이미징 또는 Brightfield assay를 실행하는 경우, 자동화 이미저에 포함된 종합적이며 사전 구성된 Cell Based Assay 프로토콜이 학습 곡선을 단축하므로 실험을 빠르게 시작할 수 있습니다.
https://vids.moleculardevices.com/watch/7gQUWFhYh9tQ5umAw39jzK
세포 이미징 획득 및 분석 소프트웨어
CellReporterXpress 자동화 이미지 획득 및 분석 소프트웨어는 ImageXpress® Pico 시스템에서 작동합니다. 이 시스템은 자동화 현미경으로 획득한 이미지에 대한 정량화된 분석을 수행하기 위한 깔끔하고 배우기 쉬운 인터페이스를 포함합니다. 이 소프트웨어는 이미지의 분산 분석을 통해 처리량을 높힐 수 있으며, 슬라이드 또는 Microplate로 현미경 이미징의 스케일 조절에 이상적입니다.
생세포 이미지 분석
세포 이미징 분석 소프트웨어로 이미지를 분석하여 연구 중인 생물학적 반응에 대한 다중 Parameter 판독값을 생성합니다. 타임랩스를 획득하여 운동 데이터를 생성하고 검토할 수 있습니다.