어떤 방식으로든 다음과 같은 목표를 달성할 수 있다고 생각합니다. 누드 마우스에서 종양 성장을 실시간으로 모니터링하고, 실험 마우스에 주입한 종양 세포를 찾아 생체 내 종양에 대한 약물의 효과를 보여줍니다. 그리고 이제 우리는 이를 가능하게 하는 일련의 시약을 가지고 있습니다.
그림 1: 루시퍼라아제 표지 세포의 국소화
루시퍼라제: 세포 추적기
루시페라아제는 기질을 촉매하여 생물발광을 생성할 수 있는 일련의 효소입니다. 루시페라아제의 다양한 공급원은 고유한 특성을 가지고 있으며, 다양한 루시페라아제는 기질을 촉매하여 다양한 색상의 빛을 방출할 수 있습니다. 반딧불이 루시페라아제는 높은 감도와 넓은 검출 선형 범위(최대 7~8배)로 인해 이러한 효소 중에서 가장 일반적으로 사용되는 포유류 세포 리포터가 되었습니다. 그 효과는 리포터를 한 번 삽입하기만 하면 후속 실험에서 언제든지 특정 세포를 추적하고 검출할 수 있다는 것입니다.
그림 2: 루시페라아제와 루시페린 칼륨염 반응 발광의 원리
루시퍼라제 영상화 방법의 장점
방사선이 없고 생물체에 사실상 무해합니다.
여기 광원이 아닌 생물발광을 통한 이미징.
높은 민감도: 감지되는 세포 수는 수백 개 정도로 낮을 수 있습니다.
침투성이 우수하여 3~4cm의 조직을 통과하더라도 형광 신호를 감지할 수 있습니다.
높은 신호대잡음비, 강력한 형광신호, 우수한 간섭방지성.
응용 시나리오
종양 성장 모니터링
종양체를 분리하지 않고 누드 마우스에서 종양으로의 종양 성장을 생체 내에서 실시간으로 관찰.
종양 약물 기능 모니터링
생체 내에서 종양 성장이나 종양 전이에 대한 약물의 효과를 감지합니다. 형광 기질은 3시간 안에 완전히 제거될 수 있으므로 약물을 방해하지 않습니다.
세포 국소화
동물에서 이물질 세포의 국소화와 분포가 감지되었습니다.
유전자 발현 조절
표적 유전자 또는 표적 유전자 프로모터는 루시퍼라제 유전자와 융합하여 약물 치료 또는 질병 진행 중에 유전자 발현의 변화를 감지합니다.
줄기세포 연구
줄기세포의 이식, 생존 및 증식을 모니터링합니다. 생체 내에서 줄기세포의 분포와 이동을 추적합니다.
실험 결과
그림 3: 마우스에 HN4 세포를 피하 주사하여 종양 형성을 위한 CAR-MUC1 T/CAR-MUC1-IL22 T 세포의 생체 내 이미징 검출
그림 5: 화상 부위로 이동하는 중간엽 줄기 세포(MSC)의 능력에 대한 생체 내 영상. 중간엽 줄기 세포(MSC/FLuc)를 마우스 등 화상 모델에 정맥 주사했습니다. 주사 후 4일째 화상 상처 부위에 생물 발광 신호가 나타난 후 점차 감소했습니다(빨간색 화살표는 화상 부위를 나타냄) [3].
자주 묻는 질문
질문 1: 다른 유사한 방법에 비해 생물발광 생체 영상 방법의 장점은 무엇입니까?
A: 다른 기술과 비교했을 때, 생물발광 생체 영상화 방법은 종양 전이 연구, 유전자 치료, 역학적 병인 연구, 줄기세포 추적자, 백혈병 관련 연구 등에 전통적인 방법보다 민감도가 더 높습니다. 또한 일련의 형질전환 동물 질병 모델을 통해 관련 질병의 병인 연구 및 약물 스크리닝 연구를 빠르고 직관적으로 진행할 수 있습니다.
Q2: 루시퍼라제 유전자로 줄기세포를 표시하는 방법은 무엇입니까?
A: 유전자의 성적 발현 마커를 통해 형질전환 마우스를 준비하여 줄기 세포가 표시되었습니다. 조혈 줄기 세포는 이러한 형질전환 마우스의 골수에서 추출하여 다른 마우스의 골수에 이식하여 생체 내 조혈 줄기 세포의 증식 및 분화와 전신으로의 이동 과정을 추적했습니다. 또는 줄기 세포에 렌티바이러스를 표시할 수 있습니다.
Q3: 플루오레세인 주입 후 적절한 검출 시간은 얼마이며, 발광은 얼마나 지속되나요?
A: 복강내 주사 후 형광신호는 일반적으로 10~15분 후에 가장 강한 안정기에 도달하고, 20~30분 후에 감소하기 시작하며, 3시간 후에 플루오레세인이 제거됩니다.
Q4: 마우스 실험에 사용할 수 있는 루시퍼라제 시약의 주입 방법은 무엇입니까? 다양한 주입 방법 간의 차이점은 무엇입니까?
A: 플루오레세인은 복강내 주사 또는 꼬리 정맥 주사로 마우스에 주입할 수 있습니다. 약 1분 안에 마우스의 전신으로 퍼질 수 있습니다. 대부분의 경우 150mg/kg의 플루오레세인 농도를 사용합니다. 약 3mg의 플루오레세인이 20g 마우스에 충분합니다. 복강내 주사의 경우 확산이 느리고 빛의 시작이 느리고 빛의 지속 시간이 더 깁니다. 꼬리 정맥 주사의 플루오레세인의 경우 확산이 빠르고 발광이 빨리 시작되지만 발광 지속 시간이 짧습니다.
제품 정보
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제품 이름 |
카탈로그 번호 |
명세서 |
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40901ES01/02/03/08 |
100mg/500mg/1g/5g |
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40902ES01/02/03/09 |
100mg/500mg/1g/5g |
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40903ES01/02/03 |
100mg/500mg/1g |
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40904ES02/03/08 |
1×500μg/2×500μg/5mg |
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40905ES02/03 |
1×500μg/2×500μg |
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40906ES02/03/08 |
1×500μg/2×500μg/5mg |
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40908ES02/03 |
1×500μg/2×500μg |
참고문헌
[1]. Mei Z, Zhang K, Lam AK, Huang J, Qiu F, Qiao B, Zhang Y. 두경부 편평세포 암종에서 CAR-T 치료의 표적으로서의 MUC1. Cancer Med. 2020년 1월;9(2):640-652. doi: 10.1002/cam4.2733. 2019년 12월 4일 Epub. PMID: 31800160; PMCID: PMC6970025.
[2]. Chen G, Fan XY, Zheng XP, Jin YL, Liu Y, Liu SC. 인간 탯줄 유래 중간엽 줄기 세포는 db/db 마우스 골격근에서 PI3K/Akt와 Erk/MAPK 신호 전달 경로 사이의 PTEN 매개 교차 통신을 통해 인슐린 저항성을 개선합니다. Stem Cell Res Ther. 2020년 9월 16일;11(1):401. doi: 10.1186/s13287-020-01865-7. PMID: 32938466; PMCID: PMC7493876.
[3]. 오 EJ, 이 HW, 칼리무투 S, 김 TJ, 김 HM, 백 SH, 주 L, 오 JM, 손 SH, 정 HY, 안 BC. 생체 내 화상 상처 부위로의 중간엽 줄기 세포의 이동 및 살아있는 마우스 모델에서의 치료 효과. J Control Release. 2018년 6월 10일;279:79-88. doi: 10.1016/j.jconrel.2018.04.020. Epub 2018년 4월 12일. PMID: 29655989.