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세포기반 미세배열분석에 의한 신약개발, 세포독성시험, 줄기세포 연구의 개선

전문가 제언: ○ 세포기반 미세배열 칩은 많은 수의 시료들 중에서 어떤 시료가 세포에 우수한 효과를 내는지를 빠르게 찾아내기에 아주 적합한 도구가 된다. 이것이 소형화될수록 시약도 절약되고 분석에 필요한 세포수도 줄어든다. 동시에 처리능력이 향상되기 때문에 신약개발, 세포독성시험, 줄기세포연구 및 효과적인 치료법 찾기 등 여러 분야에 적용이 가능한 매력적인 분석방법이다.

○ 로봇 분주장치를 이용해서 기능성 유리면에 세포들을 직접 분주하고, 콜라겐이나 alginate 같은 물질로 세포를 포집시킨 3차원 히드로겔을 만들어 마이크로 규모로 세포를 배양시킬 수 있다. 한 예로 슬라이드 글라스 위를 poly[styrene-co-maleic anhydride](약자로 PS-MA)로 얇게 코팅하여 소수성을 높이고, poly-L-lysine(PLL)과 BaCl2 혼합액을 PS-MA 위에 첫 번째로 분주한다. 양전하를 띠는 PLL는 Ba2+이온을 붙잡는 기질을 제공하고, 음전하를 띠는 알긴을 붙잡아준다. Ba2+이온은 즉시로 알긴을 성형시켜 세포를 담고 있는 20nL 크기의 아주 작은 3차원 구조가 만들어진다.

○ 주변 환경으로부터 줄기세포에 전해지는 신호들은 줄기세포의 운명을 결정짓는 역할을 한다. 이러한 신호에는 물리적인 신호들(예를 들면 재질의 탄력, 인접하고 있는 세포, 세포 지지체)과 용액에 녹아있는 성분들(예를 들면 성장인자나 작은 분자들)이 포함된다. 또한 세포성장과 분화에서 세포가 지지하고 있는 3차원 구조도 세포의 운명에 영향을 준다. 미세하면서도 동시 다발적인 분석이 가능한 미세배열분석 시스템은 이러한 복잡한 관계들을 밝혀내기에 최적의 조건을 갖고 있다.

○ 간세포에서 분비되는 간 특유 단백질들을 미세배열 칩의 세포 곁에 붙여놓은 항체에 의한 면역형광법으로 검출하고 스캐너로 정량적으로 분석하였다. in-vivo 상태에 가까운 배양조건과 더욱 민감한 감지 시스템을 만들면 세포기반 신약개발과 표적 타당화(target validation)가 개선될 것이며, in-vivo 반응을 예측하기 위한 in-vitro 분석이 더 신뢰성을 얻게 될 것이다. 이러한 생체기술의 개선을 통한 고성능 세포기반 분석법의 중요성은 더 커지고, 적용 분야는 더 다양해질 것으로 보인다.

저자: Tiago G. Fernandes et al.
자료유형: 학술정보