세포독성이란?
세포독성은 물질이나 환경 변화가 세포 건강에 미치는 유해한 영향을 일반적으로 가리키는 용어입니다. 세포를 세포독성 자극제에 노출시키면 대사 작용에 문제가 발생하고, 세포 성장이나 분열이 억제되고, 궁극적으로 세포가 사멸할 수 있습니다. '세포 괴사’는 파괴적인 세포 용해를 말합니다. ‘세포자멸사’는 비교적 통제된 형태의 예정사 기전에 따라 이루어집니다. '자가포식'은 세포가 스스로를 내부에서부터 소화하는 특수한 과정입니다. 어떤 세포독성 기전에 의해서든 비가역적인 세포막 완전성 손실을 겪게 된 세포는 결국 사멸하게 됩니다.
많은 세포독성 분석에서는 세포막 완전성을 측정합니다. 이 때에는 주로 트라이판 블루나 프로피듐 요오드화물 등 건강한 세포로부터 배제되는 생염료를 사용하거나, 세포 단백질 분해효소처럼 사멸 중인 세포로부터 방출되는 표지자를 검출합니다. MTT, LDH, ATP 분석법 등 대사 활동을 측정하는 방식도 세포 건강 및 생존성 측정에 사용됩니다. 그러나 이러한 방식 중 시간에 따른 사멸 세포의 수를 직접적으로 계수하는 분석법은 없습니다.
적용분야
Incucyte® 세포독성 분석 소개
Incucyte® 실시간 세포분석 시스템을 사용하면 조직 배양기 내에서 세포독성을 실시간으로 자동 분석할 수 있습니다.
Incucyte® 세포독성 분석법은 Incucyte® Cytotox 염료를 사용해 배양기 내에서 세포막 완전성을 바탕으로 세포사를 실시간 측정합니다.
- Incucyte® Cytotox Green 염료 - 사멸 세포를 녹색으로 라벨링
- Incucyte® Cytotox Red 염료 - 사멸 세포를 적색으로 라벨링
- Incucyte® Cytotox NIR 염료 – 사멸 세포를 근적외선으로 라벨링
Incucyte® Cytotox 염료는 조직 배양용 성장 배지에 첨가했을 때 불활성 상태인 비형광 물질로, 살아 있는 세포에 침투하지 않습니다. 세포가 사멸하고 세포막 완전성이 파괴되면 Incucyte® Cytotox 염료는 세포에 침투해 핵을 형광으로 라벨링합니다. 사멸 세포는 녹색/적색/근적외선으로 라벨링된 핵의 모습을 기준으로 장시간에 걸쳐 식별 및 정량화됩니다. 고해상도의 위상대조 이미지와 동영상이 제공되므로 세포골격 구조 상실, 운동성 상실 등 형태를 바탕으로 세포사를 추가 검증할 수 있습니다.
Incucyte® 세포독성 분석을 사용해 종양세포, 면역세포, 신경세포 배양액의 세포독성 측정 - (왼쪽) 세포독성 물질인 캄프토테신으로 처리한 HT-1080 섬유육종 세포의 세포독성을 실시간으로 검출했습니다. 혼합 즉시 분석하는 Incucyte® Cytotox Green 염료에 의해 사멸 세포가 녹색으로 실시간 라벨링되었습니다. (오른쪽) Incucyte® Cytotox Red 염료를 통해 333μM의 글루탐산염으로 처리한 뒤 사멸한 랫드의 앞뇌 뉴런이 라벨링되었습니다.
Incucyte® 세포독성 분석 개요
- 혼합 즉시 분석하는 Incucyte® Cytotox 염료를 배양액에 첨가해 세포독성을 실시간 측정합니다.
- 직관적인 Incucyte® 실시간 이미징 및 분석 툴을 사용해 사멸 세포의 수를 자동으로 정량화합니다.
- Incucyte® Nuclight 핵 라벨링 시약이나 Incucyte® 카스파제 3/7 염료, Incucyte® Annexin V 염료와 결합한 Multiplex 분석으로 세포독성과 함께 확산 또는 세포자멸사를 측정합니다.
Incucyte® 세포독성 분석의 주요 장점
타임랩스 이미징을 사용한 세포독성 시각화 및 정량화
직관적인 Incucyte® 통합 이미지 분석 툴을 사용해 시간에 따른 세포사를 관찰하고 세포독성을 측정합니다. 이미지와 동영상으로 처치 효과를 검증하세요.
그림 1. 이미지와 동영상으로 세포독성을 시각화 및 검증 - 항암제 캄프토테신으로 처리한 SK-OV-3 난소암 세포의 세포사 과정을 나타낸 타임랩스 이미지입니다. Incucyte® Cytotox 염료로 확보한 형광 신호와 세포사 관련 표현형 변화의 상관관계를 확인할 수 있습니다. Incucyte® 통합 이미지 분석 툴을 사용해 세포독성을 정량화할 수 있고, 사용자 친화적인 소프트웨어를 통해 이미지를 바탕으로 사멸 세포(분홍색 마스킹)를 직접 검출할 수 있습니다.
배양기 내에서 시간에 따른 세포사 과정 자동 분석
세포를 안정적인 배양기에서 꺼내지 않고 처치 효과의 발생 현황과 시기를 파악할 수 있어 장기 연구(0~10일)에 적합합니다.
그림 2. 비침습적 방식을 사용해 자동으로 처치 효과 정량화 - Incucyte® 세포독성 분석법은 96/384웰 플레이트의 모든 웰을 자동으로 이미징하고 분석해 시간에 따른 마이크로플레이트 세포자멸사 분석 결과를 보여줍니다(왼쪽). 또한, 시간별 데이터를 통해 농도에 따른 처치 효과를 확인하고(중앙) 데이터를 농도반응곡선으로 변환해 약리학적 특성을 비교할 수 있습니다(오른쪽).
세척, 고정, 리프팅 과정 없이 혼합 즉시 분석하는 96/384웰 간편 프로토콜
Incucyte® 세포독성 분석법을 사용해 세포를 플레이팅하고, 원하는 화합물로 처리하고, Incucyte® Cytotox 염료를 첨가하기만 하면 Incucyte® 실시간 세포분석 시스템으로 동역학적 분석 결과를 확인할 수 있습니다. 중/고처리량 스크리닝으로 최대 6개의 384웰 플레이트를 한 번에 분석해 보세요.
Incucyte® Cytotox 염료 제품 가이드 보기
그림 3. 부착세포주의 Incucyte® 세포독성 분석 프로토콜
확산 및 세포자멸사를 Multiplex 측정
- Incucyte® 세포독성 분석법과 Incucyte® Nuclight 핵 라벨링 시약, 카스파제-3/7 염료, 또는 아넥신 V 염료를 함께 사용하면 확산과 세포자멸사를 Multiplex 방식으로 함께 측정할 수 있습니다. 세포독성과 세포증식억제 처치 효과를 쉽게 구별해 보세요.
- Incucyte® 세포별 분석 소프트웨어 모듈을 사용해 무표지 방식으로 세포 확산을 분석하면 형광을 바탕으로 각 세포를 분류할 수 있습니다. Incucyte® 소프트웨어 내에서 세포독성 지표나 세포자멸사 지표를 계산해 보세요.
그림 4. 세포독성과 생세포 수 Multiplex 측정 - 캄프토테신(150nM)으로 처리한 HT-1080 섬유육종 세포(Incucyte® Nuclight Red 렌티바이러스로 라벨링)에 Incucyte® Cytotox Green 염료를 첨가해 시간에 따른 생세포/사멸세포를 검출했습니다.
그림 5. 무표지 생세포 계수는 물론, 시간 및 농도에 따른 세포독성 및 확산까지 정량화 가능한 Multiplex 세포독성 측정 - 캄프토테신(1µM) 또는 사이클로헥시미드(1µM)로 처리한 HT-1080 섬유육종 세포를 Incucyte® Cytotox Green 염료로 라벨링하고 24시간 뒤 생세포/사멸세포를 검출했습니다(죽은 세포 마스킹). 분류 그래프의 세포독성을 나타내는 녹색 군집(2번째 컬럼), 시간에 따른 그래프(3번째 컬럼), 농도반응곡선(4번째 컬럼)을 통해 세포독성 화합물과 세포증식억제 화합물의 효과 차이를 알 수 있습니다.
자주 묻는 질문
네, 혼합배양액을 사용하면 조직과 같은 복잡한 관계의 세포 상호작용을 시험관 내에서 연구할 수 있고, 세포자멸사 표지자와 세포막 완전성 표지자를 사용하면 같은 배양액으로 세포사를 추적할 수 있습니다. 최대한 유의미한 데이터를 확보할 수 있도록 실시간 세포 이미징 기술을 사용해 같은 배양액으로 동시에 세포 확산과 세포사를 모니터링할 수도 있습니다.
혼합배양 실험 과정 전체에 걸쳐 특정 종류의 세포를 추적하려는 경우에는 먼저 해당 세포에 Cytotox 시약과 다른 색의 NucLight 시약을 형질도입합니다. 세포가 성장해 조밀한 상호작용성 배양액을 형성하게 되면 Cytotox 시약이나 카스파제 3/7 시약으로 세포사를 모니터링할 수 있습니다.
참고: NucLight 시약을 형질도입한 세포뿐 아니라 모든 사멸세포와 사멸 중인 세포는 Cytotox 시약이나 카스파제 3/7 시약에 양성을 나타냅니다.
세포독성 분석에서 가장 흔히 사용되는 세포사 예측 방법은 온전한 지질 이중층을 통과할 수 없는 시약을 사용하는 것입니다. 세포사 연쇄 과정이 시작되면 다공성을 띠게 되는 지질 이중층의 투과가 가능해지고, 시약이 세포에 진입해 핵을 염색할 수 있게 됩니다. 그 밖의 여러 분석으로도 여러 세포사 단계와 형태를 검출할 수 있습니다. 세포자멸사 분석은 활성화된 카스파제와 아넥신 V 등, 죽어가는 세포의 특정 표지자를 검출합니다.
세 분석은 상호배타적인 측정법이 아닙니다. 세포독성 분석은 세포 확산이나 세포 이동 분석과 함께 쉽게 병행할 수 있습니다. 유의해야 할 것은 동시에 모든 분석 결과를 모니터링할 수 있도록 충분한 이미징 채널을 사용해야 한다는 점입니다. IncuCyte 실시간 세포 이미징 기술을 사용하면 세포의 밀집도(형광 색소 불필요), 화학주성(적색 또는 녹색 채널 사용), 세포독성(남는 채널 사용)을 추적할 수 있습니다.
전자 피펫은 흡입과 분주를 관리해 인위적 변동을 줄여주고, 여러 피펫팅 모드로 작업 속도를 높여줍니다. 또한, 전자 피펫은 교정 시기를 알려주거나 저장된 프로그램의 비밀번호를 보호하는 등 보안 기능도 제공합니다.
세포독성 분석의 범위는 매우 넓습니다. 따라서 모든 세포독성 분석법에 적용되는 답변은 드리기 어렵습니다. 그러나 시각적 인식과 형광 강도를 사용하는 분석법의 경우 세포자멸사를 겪고 있는 여러 개의 세포와 단일 세포 용해를 구별할 수 있습니다. 특정 세포자멸사 분석법은 Multiplex 방식으로 수행할 경우 세포자멸사 연쇄 과정의 시작 신호나 지질막의 교란 등 한층 세부적인 특징까지 파악할 수 있습니다. 전적으로 누적 신호를 사용하는 ELISA 등의 분석법으로는 이처럼 자세한 결과를 얻을 수 없습니다.
이러한 문제가 발생하는 대표적인 이유는 세포사 분석 과정에서 나타나는 지속적인 세포 성장으로 인해 웰이 과밀 상태가 되기 때문입니다. 세포독성 분석을 위해 세포를 플레이팅할 때 정확한 세포 수를 파악하고, 세포 밀집도가 100%가 되어 엔드포인트 이전에 접촉이 억제되지 않도록 너무 많은 수의 세포를 시딩하지 않아야 합니다.
간혹 세포독성 물질에서 패러독스 효과가 나타나 치사량 미만의 농도에서 세포 확산을 자극하기도 합니다. 분석하려는 세포와 세포독성 물질을 함께 사용했을 때 이 현상이 자주 발생한다면 패러독스 효과가 원인일 수 있습니다.
주문 정보
주문 정보
Incucyte® 세포독성 염료는 Incucyte® 실시간 세포분석 시스템 및 세포독성 분석법과의 사용에 대해 완전한 검증을 거쳤습니다. 또한, 두 염료를 싸토리우스의 Incucyte® Nuclight 핵 라벨링 시약이나 Incucyte® 카스파제 3/7 염료, Incucyte® Annexin V 염료와 함께 사용하면 하나의 웰에서 세포독성뿐 아니라 확산과 세포자멸사까지 Multiplex 방식으로 측정할 수 있습니다.
제품 | Qty. | Cat. No. |
|---|---|---|
사멸세포 계수용 Incucyte® Cytotox Red 염료 | 5 μL x 5 | 4632 |
사멸세포 계수용 Incucyte® Cytotox Green 염료 | 5 μL x 5 | 4633 |
사멸세포 계수용 Incucyte® Cytotox NIR 염료 | 100 µL | 4846 |
Incucyte® 카스파제 3/7 Green 세포자멸사 염료 | 20 µL | 4440 |
Incucyte® 카스파제 3/7 Red 세포자멸사 염료 | 20 µL | 4704 |
Incucyte® Annexin V Red 세포자멸사 염료 | 100 테스트 | 4641 |
Incucyte® Annexin V Green 세포자멸사 염료 | 100 테스트 | 4642 |
Incucyte® Annexin V Orange 세포자멸사 염료 | 100 테스트 | 4759 |
Incucyte® Annexin V NIR 세포자멸사 염료 | 100 테스트 | 4768 |
Incucyte® Nuclight Rapid Red 핵 라벨링 염료 | 50 µL | 4717 |
Incucyte® Nuclight Rapid NIR 핵 라벨링 염료 | 50 µL | 4804 |
Incucyte® 세포별 분석 소프트웨어 모듈 | 1 모듈 | 9600-0031 |
