HSC 딸세포 분리 또는 ‘더블릿 분할’
조혈계에서 가장 중요한 위치를 차지하는 조혈줄기세포(HSC)는 기능적인 혈액계의 구성과 유지를 담당합니다. 이를 위해 HSC는 자가재생 능력으로 여러 계통의 조혈 혈액계 계통을 만들어냅니다. 자가재생과 분화의 균형은 인간 혈액계의 건강한 기능에 매우 중요합니다.
그러나 줄기세포의 운명을 결정하는 원리는 아직 완벽하게 파악되지 않았습니다. 줄기세포의 운명 결정을 연구할 수 있는 방법으로는 CFC 분석이 있습니다(조혈줄기세포 콜로니 참조). 그러나 CFC 분석법은 콜로니 내 단일 세포 사이의 분화가 아닌 단일 줄기세포나 전구세포의 콜로니 형성을 연구합니다. 운명 결정을 연구할 수 있는 또 다른 방법은 단일 세포 서열 분석이나 이식 분석과 같은 분자 및 기능 분석을 통해 HSC ‘모세포’에서 유래한 ‘딸세포’를 단일 세포 수준에서 분석하는 것입니다.
하지만 어떤 방법을 사용하든 먼저 단일 ‘딸세포’를 분리해야 합니다. 이 과정을 ‘더블릿 분할’이라고도 합니다. 세포의 분자 프로그램에 대한 영향을 최소화할 수 있는 조건에서 분리를 수행하는 것은 기능 분석뿐 아니라 발현 연구에서도 중요합니다. 골수나 혈액 샘플에서 HSC를 분리할 때에는 보통 FACS 방법을 사용합니다. 하지만 전체 세포 수가 적기 때문에(딸세포 최저 2개) 이 경우 더블릿 분할을 적용할 수 없습니다. 과거에는 연속희석을 통해 더블릿 분할을 수행했습니다. 즉, 세포가 하나만 남을 때까지 한 웰에서 다른 웰로 세포를 피펫팅했습니다. 이 방법은 그다지 정교하지 않고 세포가 손상되거나 손실될 위험이 있다는 단점이 있습니다. 게다가 더블릿은 함께 붙어 있는 경우가 많아 연속희석의 성공률이 더욱 낮습니다.
여기서는 정교한 딸세포 분리를 통해 각 단일 세포를 추적할 수 있는 방법을 소개합니다. CellCelector의 상호작용 채취 모드를 사용하면 더블릿을 분리하는 동시에 실시간 세포 이미지를 통해 전체 개요를 확인할 수 있고, 세포 손실의 위험을 제거할 수 있습니다. CellCelector는 세포를 매우 정교하게 채취하기 때문에 세포 분자 프로그램에 미치는 영향 또한 최소화할 수 있고, 채취 과정을 상세히 기록하므로 완전한 추적이 가능합니다.
A: 하나의 HSC에서 유래한 딸세포들. 빨간 화살표는 분리할 세포를 나타냅니다.
B: 더블릿 분할을 위해 채취할 세포(빨간 화살표)와 가깝고 다른 세포와 가장 먼 위치에 캐필러리를 배치했습니다.
C: 캐필러리의 힘에 이끌려 세포가 캐필러리 방향으로 이동하기 시작했습니다. 캐필러리에 가장 가까운 세포(빨간 화살표)가 가장 빠르게 움직입니다.
D: 세포가 탈출할 수 없는 거리까지 다가오면 캐필러리를 다른 세포로부터 멀리 움직입니다.
E: 이끌린 세포와 다른 딸세포 사이의 거리가 충분히 멀어져 안전하게 단일 세포를 채취할 수 있습니다.