카디프 대학의 치매 연구소는 FLIPR Penta 시스템을 사용하여 알츠하이머병에서 소교세포의 역할을 연구합니다.

“FLIPR Penta는 훨씬 더 많은 양의 세포와 샘플을 Imaging할 수 있어 도립현미경의 효율성을 능가합니다. 놀랍게도 매일 약 100배 더 많은 샘플을 포착할 수 있습니다.”

Dr. Emily Maguire

기업/대학교

카디프 대학, 치매 연구소

팀 구성원

Dr. Emily Maguire,

Dr. Nina Stöberl,

Dr. Hazel Hall-Roberts,

Dr. Bethany Shaw,

Ms. Rachel O’Donoghue,

Ms. Jincy Winston

사용한 제품

FLIPR Penta High-Throughput 세포 스크리닝 시스템

FLIPR Penta를 위한 384 Well 헤드

FLIPR 칼슘 6 Assay 키트

도전

카디프 대학 영국 치매 연구소의 Dr. Maguire와 그 팀은 환자의 치료, 진단 및 궁극적으로 치료를 개선할 알츠하이머병의 원인을 식별하는 것을 목표로 합니다.

Dr. Maguire 연구 그룹의 연구는 알츠하이머병이 있는 사람과 없는 사람의 뇌 세포 사이의 차이점을 식별하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 알츠하이머병의 진행에 중요한 원인 요인으로 등장한 소교 세포라고 알려진 독특한 종류의 뇌 면역 세포를 조사하고 있습니다. 유전자 검사를 사용하여 알츠하이머병 위험을 추정하고 다음 두 그룹에서 혈액 샘플을 수집합니다. 저위험군과 이미 질병에 걸린 고위험군. 혈액 세포는 줄기 세포로 Transformation된 후 소교 세포로 분화됩니다. 이 접근법을 통해 팀은 고위험군과 저위험군의 소교 세포를 비교하고 알츠하이머병과 관련된 차이점을 식별할 수 있습니다. 이 연구를 통해 과학자는 미래에 알츠하이머병에 대한 특정 치료법을 개발할 수 있습니다.

기존 과학 연구의 상당 부분은 알츠하이머병에 의해 영향을 받은 세포에서 칼슘 신호 전달의 오기능을 광범위하게 기록하고 있습니다. Dr. Maguire는 이러한 이유로 건강한 소교 세포와 질병에 걸린 소교 세포 사이의 칼슘 신호 전달의 변화를 비교하는 것이 중요하다고 말했습니다. Dr. Maguire는 이전에 도립현미경을 사용하여 개별 세포 수준에서 치매 위험 수준이 다양한 세포 사이의 칼슘 신호 전달을 연구한 적 있습니다. 이 기법은 귀중한 데이터를 제공하지만, 복잡하고 시간이 많이 걸리는 것으로 판명되었습니다. 결과적으로, 60 세포주에서 칼슘 신호 전달을 연구하는 과제에 마주했을 때 FLIPR Penta는 이상적인 해결책을 제시했습니다.

FLIPR Penta에서와 동일한 반복 횟수로 도립현미경에서 하나의 샘플을 이미징하려면 실습 시간이 3시간 정도 걸립니다(칼슘 염색시약 로딩에는 1.5시간 추가). 그러나 FLIPR Penta를 사용하면 약 30분 만에 30배 더 많은 샘플을 Imaging할 수 있습니다(칼슘 염색시약 로딩 포함). 이는 반복적인 획득 과정을 크게 단순화시킵니다.”

– Dr. Emily Maguire

솔루션

연구팀은 FLIPR Penta를 활용하여 알려진 칼슘 조절인자에 노출되었을 때 알츠하이머 위험이 높은 환자의 소교 세포 반응과 알츠하이머 위험이 낮은 환자의 소교 세포 반응을 비교했습니다. 이러한 비교는 질병이 있는 세포와 질병이 없는 세포 사이의 칼슘 신호 전달의 불일치를 식별하여 잠재적으로 근본적인 병리를 밝히는 것을 목표로 했습니다.

이 접근법에는 384 Well 플레이트에 세포를 플레이팅하고 Molecular Devices의 그린 형광 칼슘 6 염색시약으로 염색하는 것이 포함됩니다. 배양 후 특정 화합물(예: ATP)을 다른 플레이트에 두었습니다. 두 플레이트 모두 FLIPR Penta에 배치되었으며, FLIPR Penta는 화합물을 세포에 첨가하고 화합물 첨가 전과 첨가 후 5분 동안 형광 변화를 기록했습니다. 이를 통해 화합물 적용 시 방출되는 칼슘과 그에 따른 세포신호전달 수준을 측정할 수 있었습니다. 결과를 표준화하기 위해 또한 세포 플레이트의 이미지를 캡처하고 각 Well의 세포 수를 기반으로 형광 측정값을 정규화하여 Well 간의 정확하고 신뢰할 수 있는 비교를 얻을 수 있었습니다.

FLIPR Penta를 사용하면 384 Well 플레이트에서 실험당 최대 24개의 샘플을 분석할 수 있으며, 동시에 실험 간 외부 요인의 변동으로 인한 변동성을 최소화할 수 있습니다. 또한 FLIPR 장비를 사용하면 정확한 양의 시약(특히 ATP)을 각 Well 에 동시에 투여할 수 있으므로 모든 Well 에 걸쳐 균일성이 보장되고 측정의 일관성이 향상됩니다."

– Dr. Emily Maguire

FLIPR 칼슘 Assay를 위한 플레이트를 준비하는 데 대략 2시간이 걸리지만, 이 시간의 대부분은 단지 염색시약 배양에 불과합니다. 플레이트의 실제 Imaging에는 10분이 걸립니다. 이러한 이유로 칼슘6으로 시차적으로 염색함으로써 하루에 50개 플레이트 위에 Imaging하는 것이 가능할 것입니다.

사용한 제품

FLIPR Penta High-Throughput 세포 Screening 시스템 및 FLIPR 칼슘 Assay 키트

이 설정의 견적 요청

결과

연구가 결정적이지는 않지만, 예비 결과는 두 그룹 사이의 ATP 매개 칼슘 신호 전달에 잠재적인 차이가 있음을 보여주었습니다.

"FLIPR Penta 기법을 사용하여 확장된 범위의 환자 유래 세포주를 사용하여 추가 실험을 수행함으로써 연구의 견고성을 향상시키고 잠재적으로 더 결정적인 결과를 얻을 수 있습니다."

– Dr. Emily Maguire

상당한 변화가 관찰된다면 ATP-칼슘 신호전달이 알츠하이머병에서 중요한 역할을 하며 잠재적으로 치료법 개발을 위한 새로운 길을 열 수 있음을 시사합니다.

A. 그래프는 저위험 세포와 비교하여 알츠하이머 위험이 높은 소교 세포에 ATP를 첨가한 후 칼슘 방출 증가에 대한 유의하지 않은 추세가 어떻게 있었는지 보여줍니다. 이 데이터는 여분의 9개 줄기세포주 세트(6 고위험, 3 저위험)를 통해 수집되었습니다. 서로 다른 색상은 다양한 개인의 세포를 나타내고, 서로 다른 모양은 서로 다른 실험 복제물을 나타냅니다.

B. 칼슘 6 염색시약으로 염색된 소교 세포의 형광 현미경 관찰 이미지.

ATP 외에도 연구팀은 칼슘 이동에 중요한 역할을 하는 세포 내의 여러 다른 매개인자를 확인했습니다. 따라서 향후 조사에서 다양한 수용체에 결합하는 ADP 및 UDP와 같은 다른 뉴클레오티드와 같은 다양한 메커니즘을 통해 칼슘 방출을 유도하는 것으로 알려진 다양한 분자를 도입하는 효과를 탐색할 수 있습니다. 이 아이디어는 알츠하이머병 위험이 높거나 낮은 소교 세포의 반응을 이러한 대체 활성화제와 비교함으로써 두 그룹 사이에 차이가 있는지 평가할 수 있다는 것입니다.

웹사이트에서 카디프 대학 영국 치매 연구소에 대해 자세히 알아보세요.

시험관 내 소교 세포 기능 Assay | 영국 치매 연구소

IPMAR: 알츠하이머병 위험 요인에 대한 이해의 전환을 위해 새로운 주요 세포 모델 플랫폼 출시 | 영국 치매 연구소