무스캐폴드 모델로 고형종양 모델링하기
종양세포의 응집물인 구상체는 세포 단층 환경보다 시험관 내 조건을 더 잘 반영합니다. 또한, 구상체로 성장한 종양세포는 형태학적으로 관련성이 더 높고, 세포 생존률이 높으며, 저산소성 중심부를 갖는 등 여러 생리학적 특징을 가지고 있습니다.
특히 암 생물학과 간독성 분야에서는 2D 단층 모델과 비교해 구상체를 사용했을 때 더 관련성 높고 임상에 적용하기 쉬운 관찰 결과를 확보할 수 있다는 증거가 늘어나고 있습니다. 3차원 종양세포 배양액은 2차원 세포 단층보다 종양의 조건을 생리학적으로 보다 가깝게 모방할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 현재 사용할 수 있는 대부분의 3D 구상체 생성 및 정량화 기술은 번거롭고, 비용과 시간이 많이 소요되며, 재현성이 낮습니다. 단순하고 저렴한 고형종양 모델은 라운드바텀 ULA 플레이트에서 단일 구상체를 생성합니다.
적용분야
Incucyte® 3D 단일 구상체 분석 개요
효과적인 3D 액체 기반 다중 종양 구상체 분석은 어려울 수 있습니다. 기존의 플레이트 리더 분석법은 형태학적 정보 등 이미지 기반 분석이 제공하는 다면적 특성을 파악할 수 없고 이미지로 데이터를 확인할 수 없습니다. 기존의 이미징 시스템은 특성상 다음과 같은 단점으로 인해 시험관 내 배양 모델을 동역학적으로 분석하는 데 사용하기 어렵습니다.
- 불완전한 데이터 — 이미징 간격 사이의 정보 누락
- 통제할 수 없는 다수의 환경 변동 — 배양기에서 이미징 시스템으로 배양액을 여러 번 옮겨야 하고, 배양기 외부에서 진행되는 3D 이미지 획득 프로토콜에 시간이 오래 소요되어 온도 차이가 발생하고 산소 및 이산화탄소 조건의 통제 상실
- 최적의 이미지 획득 변수를 개발하는 데 긴 시간 소요
- 이미지 처리가 복잡해 정량적 정보를 생성하려면 전문가 필요
Incucyte® 3D 단일 종양 구상체 분석은 조직 배양기 내에서 실시간으로 종양 구상체의 형성, 성장, 건강을 자동 추적하고 정량화할 수 있는 즉각적인 통합 솔루션을 제공합니다.
동영상 - Incucyte® 실시간 세포분석 시스템과 Incucyte® Cytotox Green 염료로 구상체 성장과 세포독성을 연속 모니터링할 수 있습니다. 무표지 SK-OV-3 인간 난소 샘암종 세포를 1µM의 캄프토테신으로 처리하거나 처리하지 않고 10일에 걸쳐 명시야 및 녹색 형광으로 이미징했습니다.
주요 장점
Incucyte® 3D 단일 구상체 분석의 주요 장점
- 생리학적으로 관련성 높은 정보 획득 - 배양기 내에서 3D 종양 구상체 배양액의 성장을 무표지 방식으로 정량화하고 형태를 연구합니다.
- 단독 배양이나 혼합배양으로 시간에 따른 세포 변화 분석 - 비교란성 시약을 사용해 실시간 생존성 및 독성 측정 기능으로 작용기전이나 면역 조절을 연구합니다.
- 재현성 높은 정량적 데이터 생성 - 실험실 테스트를 거친 프로토콜, 고품질 이미지, 편향 없는 분석 기술로 약리학적 분석에 적합한 양질의 데이터를 확보합니다.
- 생산성 최대화 - 최대 6개의 96/384웰 플레이트를 병렬로 사용해 수천 개의 이미지를 자동으로 획득 및 분석하고 그래프를 작성하여 훨씬 빠르게 답을 얻을 수 있습니다.
생리학적으로 관련성 높은 정보 획득
그림 1. 배양기 내에서 교란 없이 성장 중인 구상체의 시간에 따른 크기 모니터링.
명시야 이미지는 MDA-MB-231 유방암 구상체 ± 세포독성제 캄프토테신(1µM)을 나타냅니다. 매개체로 처리한 구상체의 크기는 증가하고, CMP로 처리한 구상체는 작은 크기를 유지합니다. 이미지는 6시간 간격으로 자동 촬영해 명시야 영역을 정량화했습니다.
그림 2. 고품질 HD 위상 및 DF 명시야 이미지로 형태 분석. 시딩 72시간 후 A549 및 MDA-MB-231 세포로부터 형성된 구상체의 고품질 HD 위상 및 DF 명시야 이미지를 촬영했습니다. A549 및 MDA-MB-231 세포에서 나타나는 느슨한 응집물과 조밀한 구상체의 형태 차이를 쉽게 파악할 수 있습니다. MDA-MB-231 응집물은 원심분리 후 2.5% v/v Matrigel®을 첨가해 구상체로 압축했습니다. 모든 이미지는 10배 배율로 촬영했습니다.
단독 배양이나 혼합배양으로 시간에 따른 세포 변화 분석
그림 3. 세포독성 및 세포증식억제 작용기전 규명. Incucyte® Cytotox Green 염료를 사용해 명시야 및 형광 데이터를 비교했습니다. 처리 10일 후 SK-OV-3 구상체의 마스킹된 명시야 영역 내 녹색 형광을 볼 수 있습니다. 시간별 명시야 영역 프로파일을 보면 두 약물에 대한 반응은 비슷하게 나타났습니다. 약물 농도가 증가하면 구상체 성장이 억제되었습니다. 명시야 경계 내에서 측정한 평균 녹색 강도(하단)를 보면 세포독성제(캄프토테신, 좌측)와 세포증식억제제(사이클로헥시미드, 중간)에 대한 반응이 다르다는 점을 알 수 있습니다. 캄프토테신이 존재하면 세포가 사망하면서 세포독성 지시염료(Incucyte® Cytotox Green 염료)의 형광 강도가 증가합니다. 사이클로헥시미드와 매개체로 처리한 구상체의 경우 예상대로 정상적인 수준의 세포사만 관찰되었습니다.
그림 4. Incucyte® 실시간 세포분석 시스템으로 구상체 성장과 세포 건강 연속 모니터링. 안정적으로 핵 제한 형광 단백질을 발현하는 SK-OV-3 인간 난소 암종 세포를 사용했습니다(Incucyte® Nuclight Red 렌티바이러스). 시간에 따른 형광 증가(명시야 마스크로 정의된 구상체 영역 내 측정)를 세포독성제 캄프토테신(1µM)이 억제합니다.
그림 5(동영상). 3D 세포 배양 모델로 항체에 따른 세포 매개 세포독성(ADCC) 정량화. 트라스투주맙(Herceptin®)으로 유도한 SK-OV-3 난소암 세포의 면역세포 살해를 구상체 모델로 재현했습니다. Incucyte® Nuclight Red HER2 양성 SKOV-3 구상체를 PBMC와 함께 시딩하고 헤르셉틴(mAb를 표적으로 하는 HER2 수용체)으로 처리했습니다. 헤르셉틴은 SKOV-3 구상체 성장의 억제를 유도했습니다.
재현성 높은 정량적 데이터 생성
그림 6. 실험실 테스트와 검증을 거친 Incucyte®의 쉬운 단일 종양 구상체 프로토콜. 3D 세포 배양 기법의 문제 해결에 드는 시간을 줄일 수 있고, 시행착오 접근법 없이도 정량적 분석을 위한 이미지를 획득할 수 있습니다.
그림 7. 정확성과 재현성을 보여주는 구상체 성장 분석. 3가지 종류의 구상체(폐 암종, 섬유육종, 자궁 암종)에 대해 마스킹된 명시야 영역을 4가지 세포 밀도로 보여주는 Incucyte® VesselView 이미지입니다. 명시야 영역 그래프를 보면 각 세포유형별로 권장 시딩 밀도(세포 2500개/웰)를 사용했을 때 뛰어난 시간별 데이터를 얻을 수 있음을 알 수 있습니다.
그림 8. 생리학적으로 관련성 높은 조건에서 확실한 약리학적 분석 수행. 캄프토테신(CMP), 시스플라틴(CIS), 옥살리플라틴(OXA)이 SKOV-3 세포에 미치는 영향을 평가하기 위해 무표지 방식으로 조직 배양기 내에서 구상체 분석을 수행했습니다. 먼저 SKOV-3 세포를 웰당 세포 5,000개의 밀도로 플레이팅하고 72시간 동안 구상체를 형성시켰습니다. 그리고 세포를 연속희석한 화합물로 처리한 뒤 동역학적 구상체 성장 데이터를 획득했습니다. 마이크로플레이트 그래프를 보면 시간에 따른 각 웰의 최대 명시야(BF) 영역(µm2)을 볼 수 있습니다. 농도반응곡선은 처리 204시간 후의 최대 BF 영역을 나타냅니다. 데이터는 6시간 간격으로 240시간에 걸쳐 수집했습니다. 각 데이터 포인트는 평균 ±SEM, n=8을 나타냅니다.
생산성 최대화
그림 9. 가이드가 있어 처음 사용하는 사람도 쉽게 조작할 수 있는 인터페이스. 자동 이미지 획득 및 분석 툴을 통해 설정만 하면 자동으로 분석이 진행됩니다. 원격 이미지 확인 기능으로 실험 진행을 실시간 모니터링하고 분석할 수 있어 빠른 의사결정이 가능합니다.
주문 정보
주문 정보
제품 | Qty. | Cat. No. |
|---|---|---|
Incucyte® 구상체 분석 소프트웨어 모듈 | 1 | 9600-0019 |
Incucyte® Cytotox Green 염료 | 1 | 4633 |
Incucyte® Cytotox Red 염료 | 1 | 4632 |
Incucyte® Annexin V Red 염료 | 1 | 4641 |
Incucyte® Annexin V Green 염료 | 1 | 4642 |
Incucyte® Nuclight Green 렌티바이러스(EF-1a 촉진자, Puro 선택) | 1 | 4624 |
Incucyte® Nuclight Red 렌티바이러스(EF-1a 촉진자, Puro 선택) | 1 | 4625 |
Incucyte® Cytolight Green 렌티바이러스(EF-1a 촉진자, Puro 선택) | 1 | 4481 |
Incucyte® Cytolight Red 렌티바이러스(EF-1a 촉진자, Puro 선택) | 1 | 4482 |
