클로날 줄기세포 선택

생의학 및 제약 연구를 위한 줄기세포 군체 및 군체 분획의 정밀한 분리

줄기세포는 높은 자가 재생 및 분화 잠재력으로 인해 재생 의학 분야에서 뛰어난 역할을 하며, 다양한 생의학 및 제약 연구 응용 분야에 특히 적합하다.

분화된 세포를 다능성 줄기세포(소위 유도 다능성 줄기세포 또는 iPS 세포)로 재프로그래밍할 수 있다는 발견은 줄기세포 연구에 엄청난 추진력을 제공했다. 응용 분야와 연구 영역의 범위는 엄청나며 기대치도 높다.

연구에서 iPS 세포는 세포 질병 모델 개발 및 신약 개발을 위한 테스트 시스템으로 사용된다. 또한 iPS 세포는 세포 및 조직 퇴행성 질환에 대한 새로운 치료법 개발을 위한 재생 의학에서 치료적으로 관련된 잠재력을 가진 것으로 간주된다. iPS 사용으로 이제 다양한 조직 유형을 배양할 수 있으며, 이는 대체 조직으로 또는 연구 목적으로 사용될 수 있다.

iPSC 생성을 위해 세포는 유전자 편집의 대상이 된다. 그러나 유전자 편집은 균일한 세포 집단을 만들지 못하고, 다양한 유전자 통합으로 인해 서로 다른 표현형을 가진 개별 세포를 만든다.

단일 세포 풀의 클로날 성장을 관찰하는 것이 중요하다. 클로날 세포 집단을 얻기 위해 단일 세포를 클론으로 성장시킨 후 개별 클론을 분리한다.

iPS 세포의 클로날 풀을 생성하는 전체 과정은 매우 시간이 많이 소요된다. 잘 확립된 방법을 사용하면 조직 세포 중 100분의 1 또는 그 이하만 iPS 세포로 전환된다.

따라서 원하는 줄기세포 군체 또는 클론의 식별 및 대상 분리를 위한 자동화된 솔루션에 대한 수요가 높다. 자동화에 대한 요구사항은 매우 높다. 대상 객체는 인접한 클론의 교차 오염 없이 명확하게 식별 및 분리되어야 한다. 또한 세포의 원치 않는 변화나 분화를 방지하기 위해 분리 및 이동은 가능한 한 부드럽게 이루어져야 한다.

CellCelector는 부착성 세포 및 세포 군체를 선택하기 위해 특별히 설계된 긁어내기 프로세스를 통해 매우 부드럽고 매우 특이적이며, 따라서 줄기세포, 줄기세포 군체의 클로날 계대 및 줄기세포 군체의 특정 부분 분리에 이상적으로 적합하다.

단일 줄기세포, 줄기세포 군집 또는 부분 군집 선택용 모듈

이는 전체 군집 또는 그 대부분을 선택하기 위한 최적의 도구입니다. 다양한 직경을 통해 작업자는 각 군집에 가장 적합한 도구를 사용할 수 있습니다.

줄기세포 군집 내 미분화 영역과 같은 특정 군집 부분의 정밀한 분리, 단일 줄기세포 분리를 위해 사용할 수 있습니다. 이 모듈은 20μm부터 220μm까지 다양한 직경으로 제공되는 유리 모세관을 활용합니다.

3D 군체(배아체, 구상체, 오르가노이드 또는 조혈모세포 군체)의 분리를 위해 이 제품은 완벽한 도구입니다. 군체 크기에 따라 두 가지 다른 직경을 선택할 수 있습니다.

유래된 신규 iPS 군체의 클로날 선별
게놈 편집(CRISPR) 후 군체 선별
2개 또는 3개의 목적지 플레이트로 군체 분할 (복제 플레이트 생성)
분화된 줄기세포 군체 분리
메틸셀룰로오스에서 조혈모세포 군집의 스캐닝 및 분리
단일 줄기세포 분리 (단일 세포 클로닝 또는 이질성 연구)
분화된 영역 제거를 통한 줄기세포 배양 정리

iPS 군집의 자동화된 분리: 개요 이미지는 해당 웰의 전체 스캔을 보여줍니다(왼쪽 이미지), 선택 전후 이미지는 선택 과정을 문서화합니다(중간 및 오른쪽 이미지).

다능성을 유지하면서 높은 생존율로 부착성 세포를 부드럽게 분리

부착성 군집을 선택할 때 CellCelector는 매우 부드러운 교차 긁기 움직임과 동시에 군집을 흡입하는 방식을 결합합니다. 이를 통해 군집을 배양 접시 바닥 또는 피더 세포층에서 부드럽게 분리합니다.

프로피디움 요오드화물(PI) 염색을 사용하여 새 플레이트로 이동한 후 수동 및 자동으로 선택된 hESC 군집의 세포 생존율을 평가했습니다.

이미지는 수동 선택에 비해 자동으로 분리했을 때 죽은 세포 수가 더 적음을 보여줍니다.

PI 염색의 해당 형광 이미지와 병합된 hESC의 위상차 이미지 (스케일 바 50 µm).

왼쪽: 수동으로 선택된 콜로니, 오른쪽: 이동 후 자동으로 선택된 콜로니

콜로니의 형태는 현재 상태에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 대표적인 콜로니의 위상차 이미지는 새 배양 접시로 자동 이동된 후 3일(왼쪽)과 5일(오른쪽)에 촬영되었습니다. 콜로니는 정상적인 성장을 보였습니다. 이는 CellCelector로 자동 선택된 줄기세포 콜로니가 동일한 계대의 수동으로 선택된 콜로니와 유의미한 차이가 없음을 보여줍니다. 성장 행동도 비교 가능합니다.

새 배양 접시로 자동 이동된 후 대표적인 콜로니의 위상차 이미지

좌측: 계대 배양 3일 후, 우측: 계대 배양 5일 후

줄기세포가 다능성 상태와 관련하여 CellCelector 선택 과정에 어떻게 반응하는지 테스트하기 위해 hESC 군체를 다능성 관련 마커인 Oct4, SSEA-1, Tra-1-60 및 Nanog로 염색했습니다.

면역세포화학적 발현 분석은 세포 전이의 효과를 규명하는 신뢰할 수 있는 방법입니다. 다능성 유지 또는 세포 운명 결정에 중요한 역할을 하는 특정 단백질은 형광 표지 항체로 시각화할 수 있으며, CellCelector의 이미징 소프트웨어로 쉽게 감지할 수 있습니다.

hESC 군집의 다능성을 확인할 수 있었으며, 발현 수준은 기존에 배양된 hESCs와 비교 가능하다.

다능성 관련 표면 마커 Tra-1-60(B), 다능성 인자 Oct4(C) 및 Nanog(D), 그리고 분화된 인간 세포의 표면 마커인 SSEA-1(E)에 대한 면역세포화학적 염색. 1차 항체는 Alexa-555 결합 2차 항체로 시각화되었다. 세포 핵은 Hoechst 또는 DAPI로 대조 염색되었다.

(F) FACS 분석을 통해 다능성 관련 마커 Tra-1-60와 분화 마커 SSEA-1을 발현하는 세포의 정량화가 수행되었다.

미분화 줄기세포 군체의 피더 세포층으로부터의 분리

줄기세포를 안정적이고 생존 가능한 상태로 유지하기 위해 피더 세포(주로 섬유아세포)와 공동 배양하는 것은 일반적으로 사용되는 방법이다.

그러나 피더 세포를 전이하지 않고 줄기세포를 분리하려면 정교한 기술이 필요하다. CellCelector는 피더 세포로부터 줄기세포 군체를 자동으로 이동시킨다.

피더 세포 위의 인간 배아 줄기세포(hESC)

유전자 편집 후 클로날 피킹

유전학적으로 수정된 모델 생물체는 생물학적 관계 연구와 질병 조사에 매우 중요하며, 생리학적 환경에서 유전자의 기능과 조절을 검사하는 데 사용될 수 있습니다. 이들의 도움으로 기초 연구에서 새로운 통찰력을 얻을 수 있으며, 이는 새로운 형태의 치료로 반영될 수 있습니다.

형질전환 생물체 생성의 고전적 방법의 첫 단계는 배아 줄기세포의 형질전환과 이후 양성 클론의 선택으로 구성됩니다. CellCelector는 단일 세포에서 클론까지의 정교한 이미지 문서화와 정밀하고 부드러운 성장 클론의 분리 + 이동을 결합하여 개별 세포 군체의 클로날 피킹에 이상적으로 적합합니다.

복제 플레이트 생성

콜로니의 크기가 충분히 크다면, 단일 콜로니를 자동으로 두 개 이상의 복제 플레이트로 선택할 수 있습니다. 한 목적지 플레이트는 배양에 사용할 수 있고, 다른 플레이트는 품질 관리 PCR 분석에 사용할 수 있습니다.

줄기세포 군집에서 특정 부분 분리

강력한 광학 시스템과 이미징 소프트웨어, 높은 정밀도로 CellCelector는 줄기세포 군집에서 특정 영역을 분리할 수 있습니다. 줄기세포 군집의 형태학적 특성과 차이를 기반으로, CellCelector는 예를 들어 군집 내 분화된 부분과 미분화된 부분을 구별하고 선택적으로 추출할 수 있습니다.

인간 배아 줄기세포(hESC) 군집에서 CellCelector로 이미 분화된 부분 분리

CellCelector의 단일 세포 모듈을 사용하여 인간 배아 줄기세포(hESC) 군집의 특정 미분화 부분 이동

반고체 배지로부터 배아체(EB) 분리

줄기세포 군집은 메틸셀룰로오스 또는 마트리젤과 같은 고점성 배지를 사용하여 3D로 배양할 수 있으며, 이를 통해 제약 연구 및 장기 형성 연구에 흥미로운 오르가노이드 또는 배아체를 형성할 수 있습니다. CellCelector의 반고체 배지용 전용 피킹 모듈은 이러한 구조물 분리에 완벽하게 적합합니다.