암세포 분석 — 새로운 벡터
레이저 혁신과 영리한 기기 혁신의 결합은 유방암 세포에 대한 잠재적으로 중요한 진단 데이터에 대한 새로운 높은 처리량 경로를 제공하고 있습니다.
2023년 7월 31일 작성자 일관적인
유세포분석이란 무엇입니까?
유세포 분석에서 세포 또는 기타 생체 입자는 하나 이상의 집중된 레이저 빔과 교차하는 상호 작용 영역을 통해 단일 파일로 고속으로 흐르도록 강제됩니다. 결과적인 레이저 여기 형광 강도와 종종 산란된 레이저 광 강도가 모든 세포에 대해 기록됩니다. 계수 도구에서 이를 통해 대량의 세포 집단을 신속하게 분석할 수 있습니다(예: 세포의 몇 퍼센트가 특정 유형인지 확인). 분류도 지원하도록 구성된 기기에서는 각 세포의 형광/산란 특성을 기반으로 전기장을 사용하여 표적 유형의 세포를 용기로 편향시켜 별도로 수집합니다.
유세포 분석은 속도가 빠르므로 다양한 응용 분야에 적합합니다. 이는 전체 혈구 수 또는 "CBC"와 같은 혈액 세포 분석을 위해 의학에서 광범위하게 사용됩니다. 이는 또한 연구실 및 약물 발견에서 종종 혈액 세포 이외의 다른 유형의 포유류 세포를 분석하는 데 사용됩니다. 때때로 바닷물에 있는 작은 유기체를 연구하고 축산업을 위해 정자를 성별 분류하는 데 사용됩니다(예: 젖소의 암컷 자손 생산을 선호함).
더 많은 파장과 자외선 파장 사용
유세포 분석은 수십 년 동안 존재해 왔지만 매우 역동적인 분야입니다. 최대 12개의 서로 다른 레이저 파장을 사용하여 수많은 서로 다른 매개변수에 대해 세포를 분석하는 "다중 매개변수 유세포 분석"이라는 큰 추세가 있습니다. 레이저 제조업체는 새로운 파장의 레이저를 모두 공통 형식으로 제공하고 턴키 방식의 조명 엔진에 여러 레이저를 패키징함으로써 이러한 추세를 지원합니다. (그만큼OBIS 제품군바카라 카지노의 제품은 이러한 두 가지 개발을 모두 구현합니다.)
또 다른 추세는 자외선(UV) 레이저 파장의 사용이 증가하고 있다는 것입니다. 이를 통해 다중 매개변수 개념을 확장할 수 있으며 자가형광도 사용할 수 있습니다. 이는 형광 염료나 기타 첨가물을 사용하지 않고 자연적으로 형광을 발하는 세포에서 발견되는 물질을 의미합니다. 이러한 물질에는 몇 가지 중요한 대사산물인 NAD(P)H 및 FAD가 포함됩니다.
시간을 이용해 문제를 파악하는 연구원
이전에서일관된 성공 사례, 제시카 휴스턴 교수(뉴멕시코 주립대학교)의 연구 그룹이 어떻게 시간 분해 유세포 분석법의 개발 및 사용 분야의 선구자인지 설명했습니다. 우리는 그들이 왜 NAD(P)Hand FAD를 목표로 하는지 논의했습니다. 이를 통해 세포 수를 세는 것뿐만 아니라 대사 상태도 확인할 수 있습니다. Houston 박사는 "대부분의 유세포 분석 측정은 형광 신호의 강도를 기반으로 합니다. 그러나 얼마나 많은 형광색소가 세포의 표면이나 내부에 결합되어 있는지를 포함하여 이 측정에 노이즈와 오류를 유발할 수 있는 많은 요소가 있습니다. 우리는 또한 각 세포의 형광 신호의 붕괴 시간도 살펴보기로 결정했습니다. 수명은 농도와 무관하며 자가형광을 담당하는 형광색소 또는 천연(내인성) 물질의 화학적 상태에 따라 달라집니다. 내인성 형광은 우리에게 고유한 정보를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 이 정보를 사용하여 세포가 정상적으로 기능하는지 아니면 변형된(암성) 세포인지 평가할 수 있습니다."
그들은 특히 NAD(P)H 및 FAD에 관심이 있습니다. 왜냐하면 이러한 보조 인자의 형광 수명이 단백질에 결합되어 있는지 여부를 나타내기 때문입니다. 이는 주로 산화적 인산화 및 해당과정이라는 과정을 통해 세포가 에너지를 얻기 위해 설탕을 산화시키는 방법을 나타냅니다. 많은 암세포 및 기타 "결함" 또는 문제가 있는 세포에서 측정된 "자유", 결합되지 않은 NAD(P)H의 높은 수준이 보고되었으며, 이는 세포가 해당과정이라는 덜 효율적인 과정을 통해 에너지를 생성하고 있음을 나타냅니다. 광학적으로 측정된 NAD(P)H에 대한 FAD의 양의 비율은 세포 내 대사 활동을 나타내며 산화환원 비율이라고 합니다.
CW 레이저를 이용한 영리한 트릭
처음에 휴스턴 그룹은 시간에 따른 데이터를 얻기 위해 레이저 빔의 펄스를 사용했습니다. 그런 다음 장비는 두 가지 방법 중 하나로 형광 펄스의 감쇠를 기록합니다. 레이저 여기가 꺼질 때 실시간 감쇠 곡선으로 또는 레이저가 매우 빠른 속도로 반복적으로 변조될 때 주파수 영역에서. 후자의 방법은 연구팀이 FAD를 모니터링하기 위해 375 nm 파장의 OBIS 레이저를 사용한 방법입니다. 그러나 완전한 산화환원 비율을 정확하게 결정하려면 이상적으로는 FAD와 NAD(P)H를 모두 측정해야 합니다. 그리고 NAD(P)H 형광 붕괴 시간을 독립적으로 측정하려면 UV(약 349 nm)에서 훨씬 더 여기가 필요합니다.
nFLIC 방법의 주요 개념. 세포가 불균일한 빔 프로파일을 통과함에 따라 형광이 상승하거나 하락합니다. 여기 프로파일과 비교한 위상 지연은 형광 수명을 직접 측정하는 것입니다. 휴스턴 연구소의 그래픽 제공.
최근 바카라 카지노는 휴스턴 그룹에 349nm 출력을 위해 개발된 새로운 OBIS 모델을 공급했습니다. 그러나 이는 375nm 레이저와 다른 내부 기술을 사용하므로 직접 변조하기가 쉽지 않습니다. 몇 년 전 이 그룹은 연속파(CW) 레이저를 사용하여 평균 형광 수명을 결정하는 비변조 형광 수명 세포측정(nFLIC)이라는 영리한 기술을 개발했기 때문에 이는 그들에게 문제가 되지 않았습니다.
그림 1은 이것이 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 완벽한 TEM00 출력 빔을 갖춘 레이저를 사용하면 세포가 초점을 통과할 때 여기 확률이 가우스 빔 프로파일에 따라 오르락내리락합니다. 그러나 0이 아닌 형광 붕괴 시간은 형광 펄스 지연(FPD)이라는 현상을 유발합니다. 세포가 빔을 통과함에 따라 형광 강도는 가우스 여기 프로파일보다 더 천천히 감소합니다. 그리고 휴스턴 팀은 FPD가 세포의 평균 형광 수명을 나타내는 유효한 표현임을 엄격하게 입증했습니다.
새로운 OBIS 375는 탁월한 출력 빔 품질로 인해 휴스턴 연구실의 nFLIC 연구에 매우 효과적이었습니다. Houston 교수는 "먼저 우리가 필요로 하는 깨끗하고 깨끗한 TEM00 빔 모양을 얻었습니다. 또한 잡음이 매우 낮은 레이저입니다. 그리고 중요한 것은 출력, 빔 모양, 빔 포인팅이 매우 안정적이라는 점입니다. 이는 특수 형광 비드를 사용하여 형광 펄스 감쇠와 형광 수명 사이의 관계를 확실하게 교정할 수 있기 때문에 중요합니다."
암세포 저항성
암세포는 강력한 화학요법 약물에 대한 내성을 키우는 경우가 많기 때문에 무서운 적입니다. CYTO 2023 컨퍼런스(캐나다 몬트리올)에서 휴스턴 연구실의 대학원생인 Samantha Valentino는 타목시펜이라는 화학요법 약물에 대한 유방암 내성을 모니터링하는 강력한 도구로서 FAD/NADH 형광 수명 및 산화환원 비율을 결정하기 위해 시간 분해 유세포 분석을 사용하는 것의 가치를 보여주는 뛰어난 프레젠테이션을 했습니다.
MCF 및 T47D 유방암 세포의 형광 수명 데이터 – 민감성 세포주와 저항성 세포주의 비교. 그래픽 제공 휴스턴 연구소.
구체적으로 그녀는 타목시펜이 '에스트로겐 수용체 양성'이라는 특징을 지닌 유방암에 효과적인 널리 사용되는 약물이라고 설명했습니다. 완화를 달성하는 데 사용됩니다. 그러나 내성은 일반적으로 치료 시작 후 2~5년 이내에 발생합니다. 발렌티노는 약물 저항성 암과 같은 보다 공격적인 암세포에서 산화환원 비율이 더 왜곡되는 경우가 많다는 사실을 지적하면서 시작했습니다. 그녀는 두 가지 다른 유방암 유형(MCF-7 및 T47D)을 연구했습니다. 두 경우 모두에서 그녀는 타목시펜에 민감한 암 세포주와 타목시펜 내성이 있는 세포주를 비교했습니다. 그림 2는 결과를 요약하여 그들의 접근 방식이 민감성 세포 유형과 저항성 세포 유형에서 통계적으로 유의미한 차이를 나타냄을 보여줍니다. 약물 내성 특성에 대해 암세포 집단을 신속하게 분석하는 능력이 약물 발견 및 연구, 그리고 향상된 환자별 치료법 제공 모두에서 암 퇴치 무기고의 중요한 새로운 도구가 될 수 있다는 것은 말할 필요도 없습니다.
요약
레이저 여기 형광을 기반으로 한 분석 기술유세포분석, DNA 서열분석,및 미세 조직 생검은 최근 코로나19 팬데믹으로 인해 더욱 가속화된 맞춤형 의료 추세를 뒷받침하는 중요한 도구가 되었습니다. 바카라 카지노는 속도와 데이터 품질을 개선하고 사용 장벽을 낮추며 전체 장비 비용을 절감하는 레이저 도구를 통해 이러한 기술의 발전을 지원하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
