암 연구

암은 성장 통제에 결함이 있는 세포에 의해 발생하는 복잡하고 이질적인 질병입니다. 하나 또는 한 그룹의 세포에서 일어나는 유전적 또는 후생적 변화가 정상적인 기능을 방해하고, 자율적이고 통제되지 않는 세포 성장과 증식을 초래합니다.

이미징은 암 생물학 연구의 핵심 도구가 되었습니다. 고해상도 이미징은 암을 유발하는 유전 및 세포 신호 변화 연구에 필수불가결한 반면에 살아있는 세포 이미징은 기능 및 질병 메커니즘을 보다 깊이 이해하는 데 필수적입니다. 현미경 기법 또한 다양한 종류의 종양 세포들 사이의 공간 관계를 연구하는데 필수적입니다. 현미경 기법은 또한 암세포와 싸우는 면역체계의 역할을 이해하는 데도 중요합니다. 후자의 경우, 연구자들은 발견 속도를 높이기 위해 다색 이미징에 의존합니다.

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암 연구에 이미징을 사용할 때 발생하는 문제

암 치료법에 대한 연구에는 종종 형광 현미경와 혁신적인 기능 검사의 조합이 필요합니다. 최적의 시간적, 공간적 해상도를 사용해 연구원들은 세포 이동과 전이와 같이 살아있는 세포의 동적 이벤트를 모니터할 수 있습니다. 이러한 동적 과정은 암 발달에서 핵심요소입니다.

이러한 과정을 이해하는 것은 종양 세포의 행동을 실시간으로 시각화하는 것이 어렵기 때문에 까다로웠습니다. 장기간에 걸쳐 빠르게 이미징하면 해상도가 저하되거나 그보다 더 빈번하게 귀중한 시료에 손상을 입히는 희생이 따르는 경향이 있습니다. 여기서 발생하는 문제는 관심 과정을 따라갈 수 있도록 세포를 살아있는 상태로 유지하면서 가장 높은 해상도로 데이터를 제공하는 이미징 기법과 시스템을 찾는 것입니다.

질병 메커니즘을 이해하기 위한 멀티플렉싱

다색 형광 현미경은 공초점 또는 광학 현미경에 기초한 것으로, 면역억제나 혈관형성과 같은 복잡한 이벤트을 연구할 때 여러 바이오마커의 공간적 맥락, 국소화, 근접성을 이해하는 기본적인 도구입니다. 이 "멀티플렉싱" 접근법을 사용해 성공적으로 구별할 수 있는 형광단의 개수는 제한적이기 때문에 이러한 목표를 달성하는 것은 종종 어려울 수 있습니다. 다행히도 형광단의 분리를 개선(예: FluoSync - 단일 노출을 사용한 동시 멀티플렉스 형관 이미징 접근법)하고 형광 프로브 수를 실험에 필요한 수준으로 늘릴 수 있는 혁신적인 이미징 시스템 및 전략이 있습니다.

Pancreatic ductal adenocarcinoma tissue section imaged with Cell DIVE.

올바른 도구 찾기

암은 복잡한 질병이며, 시공간적인 해결, 살아있는 시료 및 단세포 이미징을 포함한 수많은 방법을 필요로 합니다. 암 관련 세포 과정에 더 많은 통찰력을 얻는 것은 가능한 가장 높은 해상도와 다중 파라미터 이미지 분석을 사용한 방법에서 시작될 것입니다. 형광 공초점 현미경과 같은 접근법을 사용하면 조직이나 세포 구조 안에서 여러 표적을 연구할 수 있습니다.

초고해상도 또는 보다 최근에는 수명 이미징이나 광시트와 같은 첨단 이미징 기법을 통해 종양의 발생, 진행 및 치료에 대한 반응 이면에 있는 분자 상호작용 및 억제 메커니즘을 보다 잘 이해할 수 있습니다.

레이저 미세 절편기 또는 상관적 광전자현미경(CLEM)을 사용하면 세포핵의 게놈 조직과 세포막의 공간 수용체 배열을 연구할 수 있습니다.

HeLa Kyoto 세포입니다. 제공: Dr. Juan Jung, EMBL, Heidelberg, Germany. — HeLa Kyoto 세포입니다.  초록색: 단백질 P24, EYFP, 자홍색: 튜뷸린, SiR-Tubulin. 3D 타임 랩스 시리즈. 가장 빠르고 가장 높은 해상도 조합 사용: PL APO 63x/1.2 W 대물렌즈, 53 nm 픽셀 크기, 32 fps의 1000 x 400 픽셀 형식. 제공: Dr. Juan Jung, EMBL, Heidelberg, Germany.

초고해상도 현미경법

초고해상도 현미경(Super-resolution microscopes)과 나노스코프(nanoscopes)는 빛의 회절 한계를 극복하고 연구자들이 표준 공초점 현미경(confocal microscope)으로 달성한 것보다 더 자세하게 세포 내 구조를 연구할 수 있도록 합니다. STED를 사용하여 30nm까지 분해능을 낮출 수있는 가능성과 세포 내 역학을 나노 스케일에서 연구할 수 있습니다

형광 현미경법

형광은 주로 높은 감도와 높은 특이성 때문에 생물학적 및 분석적 현미경법에서 가장 일반적으로 사용되는 물리적 현상 중 하나입니다. 연구에 형광 현미경이 어떻게 활용될 수 있는지 확인해보세요.

형광 수명 이미징

형광 수명 이미징 현미경(FLIM)은 형광 염료의 고유한 특성을 사용하는 이미징 기술입니다. 각각의 형광 분자는 특징적인 방출 스펙트럼을 갖는 것 외에도, 형광단이 광자를 방출하기 전에 여기 상태로 있는 시간을 반영하는 특징적인 수명을 가지고 있습니다. 수명 분석은 표준 형광 강도 측정 외에도 정보를 제공합니다.

Tumor MHC Expression and Intralesional IL2 Response in Melanoma

Genomics profiling and Cell DIVE multiplex imaging allows researchers to understand the immune cell phenotypes that most strongly predict response to IL2 immunotherapy in melanoma patients suffering metastasis.

Hyperplex Cancer Tissue Analysis at Single Cell Level with Cell DIVE

The ability to study how lymphoma cell heterogeneity is influenced by the cells’ response to their microenvironment, especially at the mutational, transcriptomic, and protein levels. Protein expression studies offer the most relevant information about the nature of cellular interactions and protein expression levels. A hyperplexed workflow can be applied for studying multiple proteins from the same cancer tissue.

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