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광범위한 애플리케이션 샘플 데이터는 acoustic-assisted hydrodynamic focusing 기술을 통해 연구자들이 이전보다 더 빠르고 정확하게 large clumpy 세포나 낮은 세포 농도를 가진 시료 등 더 많은 시료 유형을 처리할 수 있는 방법을 보여줍니다. Attune CytPix 유세포분석기의 고속 카메라는 이미징의 세포 형태 데이터와 크기, 정밀도 및 유세포분석의 복합 단백질 발현 데이터를 결합하는 다양한 새로운 애플리케이션을 제공합니다.
거의 대부분의 유세포분석에서 견고한 수동 Singlet 게이팅도 오류가 발생하기 쉽고 주관적인 판단에 의존하고 있습니다. 이미징을 관심 있는 단일 세포만 포함하도록 게이트를 확인하고 조정하는데 사용할 수 있습니다.
여기에서는 숙련된 사용자가 Singlet을 확실하게 게이팅했습니다. CytPix 기기 이미지에서 파생된 파라미터를 사용하여 Singlet 게이트를 평가한 결과, 이 게이트에 >4%의 Aggregate가 포함되어 있음을 확인할 수 있습니다.
가장 중요한 점은 해당 이벤트에는 분명히 그 밖의 표현형의 세포가 포함되어 있을 것이므로, 이중 양성 이벤트와 관련하여 잘못된 결론을 내렸을 가능성을 배제할 수 없다는 것입니다(특히 rare한 집단의 경우).
이미징을 관심 있는 단일 세포만 포함하도록 게이트를 확인하고 조정하는데 사용할 수 있습니다. Chicken erythrocyte nuclei(CEN) 세포는 달라붙는 성질을 갖고 있는 것으로 알려져 있으며, Doublet 또는 다른 Aggregates로 덩어리를 형성하는 경향이 있습니다. 연구자들은 종종 연속 피크가 이벤트 내 세포 수와 일치하는 propidium iodide(PI) 분석을 사용하여 이러한 Aggregates를 식별합니다. 그러나 이미징 결과, 다음 수준의 Aggregates가 이전 피크의 right shoulder에서 나타나기 시작하는 것으로 밝혀졌습니다. 예를 들어, 피크 I의 right shoulder(singlet만 포함한다고 가정함)에는 다수의 Doublet이 포함되어 있습니다. 게이트를 조이면 원치않는 Doublet을 제거하고 다음 게이트로 적절히 이동할 수 있습니다.
품질 관리(QC) 워크플로우에 신속한 이미징 기능을 추가하면 프로세스 초기에 세포 배양 문제를 검출하고 확인할 수 있습니다. 한 실험실에서 Ramos(림프종) 세포 배양에 대한 일상적인 계대 검사는 융합으로 보이지만 세포 수와 생존율이 감소하는 것을 관찰하였습니다. 추가 조사를 통해 상당한 미생물 오염으로 밝혀졌는데, 언제 어디서 이러한 오염이 시작되었을까요?
이전에 세포주를 Attune CytPix 유세포분석기에서 분석했기 때문에 연구원들은 다시 이미지로 돌아가 최소 5일 전에 미생물 감염을 문서화할 수 있었습니다. 당시, 초기 징후는 Debris로 분석되었지만 후향적 평가는 배양물 중 문제가 있는 세포와 공통된 특징을 보였습니다. 감염을 추적함으로써 실험실에서 검사상 중요한 세포주의 스크리닝 및 보호를 위한 추가적인 실험실 절차를 정립하는 데 도움이 되었습니다.
이미지로부터 얻은 형태학적 정보를 통해 Apoptosis 분석의 다양함을 더할 수 있습니다. Annexin V 및 propidium iodide(PI)를 사용한 Apoptosis 실험은 각 집단에서 세포의 특징을 분석하기 위해 세포 이미징을 추가하여 형태학적으로 뚜렷한 특징을 보여줍니다. 이러한 통찰은 유세포분석 데이터만으로는 얻을 수 없었을 것입니다.
유세포분석은 짧은 시간에 수천 개에서 수백만 개의 세포를 다중 파라미터로 분석할 수 있기 때문에 복잡한 세포군 내에서 세포를 식별하기 위해 가장 많이 선택하는 방법입니다. Attune 유세포분석기의 강력한 신호 분리는 면역표현형 분석에 필요한 세포집단의 하위세트로의 탁월한 분해능을 보여줍니다. 시스템의 자동 compensation 모듈, 4개의 공간적으로 분리된 레이저 및 14 컬러 선택 사항은 다양한 시약 선택 뿐 아니라 멀티컬러(multicolor) 패널 설계를 간소화하는 데 도움이 됩니다.
아래 데이터는 Attune NxT 유세포분석기에서 염색/용해 프로토콜을 사용하여, 염색한 human whole blood에 대한 13-color immunophenotyping 분석에 대해 설명합니다. Lymphocyte, monocyte, granulocyte 집단은 forward scatter(FSC) 및 side scatter(SSC)으로 구분되었으며, 여러 면역학적 집단에서 특이적인 표면 항원에 대한 형광 항체를 사용하여 monocyte, T세포, B세포 및 NK 집단을 식별하였습니다.
세포 이미징은 면역표현형분석 실험을 개선하고 새로운 사용자를 교육하는 데 사용할 수 있습니다. 세포 아웃라인(outline) 및 측정 도구를 이미징 소프트웨어 보충 이미징 및 유세포분석에 통합하여 세포 집단을 특성분석하고 게이트를 설정 및 확인할 수 있습니다.
백혈구(백혈구 또는 WBC)는 whole blood 세포 중의 0.1%에 불과하기 때문에, 종종 더 많이 존재하는 적혈구(적혈구 또는 RBC)를 용해하여 분리합니다. 그러나, 이 작업에서 WBC의 일부를 용해하거나 변형시킬 수도 있습니다. 애플리케이션 노트에서, RBC의 헤모글로빈은 violet(405 nm) 빛을 쉽게 흡수하지만 WBC와 혈소판은 그렇지 않은 속성을 사용하여, 용해되지 않은 RBC, WBC, 혈소판을 구분하는 No wash/no lyse 법을 검증하였습니다. 이는 이중 레이저 광 산란 검출을 가능하게 하기 위해 Attune CytPix No-Wash, No-Lyse Filter Kit를 사용하여 blue vs violet side scatter (SSC) 플롯 상에서 RBC를 오른쪽으로 이동시킵니다 (패널 A).
그러나, CD45 발현을 위해 WBC를 염색하면 일부 WBC(Dot Plot에서 옅은 파란색)가 적혈구 게이트에 나타나는 것을 알 수 있습니다. 추가적인 분석을 위해, Attune CytPix 유세포분석기는 WBC로 나타나는 것으로 추정되는 CD45+ 이벤트를 이미지화 하도록 설정되었습니다. 이미지(패널 B)는 이러한 이벤트 중 일부(purple로 백게이팅된 점)가 실제로는 클러스터, 작은 혈소판, 어두운 RBC 또는 단일 이벤트로 분석된 세포의 조합을 나타낸다는 것을 보여줍니다. 균질한 집단으로 보이는 것이 실제로는 매우 다양할 수 있으며, 결과를 해석할 때 이러한 통찰을 반드시 고려해야 합니다.
자성 선택 비드의 적절한 분리는 세포 및 유전자 치료 워크플로우에서 중요한 단계지만 그만큼 시간이 많이 걸립니다. 확장 이미지 파라미터를 활용하면 보다 효율적으로 비드를 정확하게 식별할 수 있습니다. 여기서는 Singlet 및 Aggregate 비드가 단일 및 Aggregate 세포 포함 이벤트와 분리된 것을 볼 수 있습니다.
추가적인 분석을 위해, Attune CytPix 유세포분석기는 WBC로 나타나는 것으로 추정되는 CD45+ 이벤트를 이미지화 하도록 설정되었습니다. 이미지는 이러한 이벤트 중 일부가 실제로는 클러스터, 작은 혈소판, 어두운 RBC 또는 단일 이벤트로 분석된 세포의 조합을 나타낸다는 것을 보여줍니다. 균질한 집단으로 보이는 것이 실제로는 매우 다양할 수 있으며, 결과를 해석할 때 이러한 통찰을 반드시 고려해야 합니다.
기억 항원 특이적 CD4 T세포는 순환 혈액에서 매우 rare하여, 항원 및 정상 범위 변화에 따라 빈도 범위가 100분의 1에서 100,000분의 1 미만 사이입니다. 유세포분석은 서로 다른 유형의 세포 혼합 집단에서 rare 세포를 모니터하고 식별하는데 효과적인 기술입니다. 고유한 세포 유형을 빠르게 식별할 뿐만 아니라 단일 세포 수준에서 다른 많은 표현형 특징을 분석하는 데에도 사용할 수 있으며 면역 체계를 이해하는 데 있어 유용한 도구입니다.
이 연구에서는 viability 염료(Invitrogen LIVE/DEAD Fixable Near-IR Dead Cell Stain)와 CD137 및 CD69를 포함한 7개의 항체가 Attune NxT 유세포분석기, 4 레이저 구성을 사용하여 항원 특이적 CD4 T세포를 식별하기 위한 백본(backbone) 패널로 사용되었습니다.
자가면역, 전염성 물질, 암과 관련된 연구에 이들 세포의 면역억제 잠재력을 활용할 수 있음을 보여주는 실험 마우스(mouse) 및 인간(human) 모델로부터의 증거에 의해 regulatory T세포(Tregs)에 대한 관심이 가속화되고 있습니다.
Attune 유세포분석기의 강력한 신호 분리는 면역 표현형 분석에 필요한 세포집단의 하위세트로의 탁월한 분해능을 보여줍니다. Foxp3 Transcription Factor Staining Buffer Kit를 사용하여 염색된 마우스 비장 세포의 3색 면역표현형분석은 표면 및 세포 내 마커로 구성된 마우스 regulatory T세포에 대한 탁월한 세포집단 분해능을 보여줍니다.
Attune NxT 유세포분석기에서 murine regulatory T 세포의 검출
(A) 아이소타입 대조물질(A, 오른쪽 패널)과 비교하여 마우스 비장(A, 왼쪽 패널)에 존재하는 CD4+ Foxp3+ 조절 T 세포 집단(게이팅됨)을 나타내는 이변량 점 플롯(dot plot). 세포가 FSC/SSC 프로파일을 기준으로 lymphocytes에 대해 게이트되었습니다. (B) CD4+ T 세포는 CD25 및 Foxp3 발현을 위해 게이트되고 분석되었습니다. 대부분의 murine regulatory T세포는 전사 인자 Foxp3 및 세포 표면 마커 CD25를 동시에 발현합니다.
자세한 내용을 보려면 애플리케이션 노트를 확인하십시오.
활성화되지 않은 휴지 상태의 혈소판은 peripheral blood의 가장 작은 세포 성분입니다. 혈소판은 활성화 시에 세포 표면 수용체 발현에서 급격한 변화가 발생하며, 이는 접착 특성 변화와 형태학적 변화를 통해 혈관 파괴 부위에서 혈소판 플러그 형성을 촉진합니다. 이러한 특성으로 인해 유세포분석에 의한, 특히 light scatter에 의한 혈소판 조사는 까다로울 수 있습니다.
Attune 유세포분석기는 violet 레이저 SSC 검출을 위해 Attune NxT No-Wash, No-Lyse Filter Kit 또는 Attune CytPix No-Wash, No-Lyse Filter Kit를 함께 사용하여 시료 조작 없이 whole blood에서 혈소판을 검출하는 강력한 분석 기능을 제공합니다. 이 시스템의 acoustic focusing 기술은 타의 추종을 불허하는 속도(기존 세포 분석기보다 최대 10배 빠름)를 통해 연구 분석 시간을 크게 줄여줍니다.
Attune 유세포분석기를 사용하면 시료를 농축하지 않고도 짧은 시간 내에 큰 시료량을 쉽게 실행할 수 있어 전체 세포의 1% 미만으로 구성된 세포 집단의 검출에 있어서도 신뢰성 있는 정확성을 확보할 수 있습니다(아래).
이미징은 면역 세포 간의 상호작용을 포함하여 세포 기능의 증거를 보여줄 수 있습니다. 엔지니어링된 CAR T 면역치료 세포를 Ramos(림프종) 세포와 함께 인큐베이션하고 염색해서 획득한 후 Attune CytPix 유세포분석기에서 이미징하였습니다. 사분면의 Q2(두 가지 염색에서 모두 양성이고, 단일 이벤트로 획득됨)에서 얻은 이미지는 Ramos 세포를 타겟팅하는 CAR T 세포를 시각적으로 보여주며, 엔지니어링된 면역 세포 효능에 대한 분명한 증거를 보여줍니다.
과거 CAR-T/Ramos 세포 상호작용 이미징의 힘을 입증한 바 있습니다. 가장 큰 관심을 모으고 있는 집단인 이중 양성 이벤트에 대해서 좀 더 알아보겠습니다. 이제 확장된 이미지 파생 파라미터(원형도 대 강도의 왜도)를 사용해 집단을 더욱 세분화하고 데이터의 견고성을 더욱 높일 수 있습니다. 여기서는 이미지 파생 파라미터를 사용함으로써 세포간 상호작용과 동시 발생 이벤트를 보다 정확하게 구분할 수 있음을 보여 줍니다.
혼합 세포 집단에서 rare 세포의 분리를 향상시키는 이미지 분석 소프트웨어의 성능을 입증하기 위해 말초 혈액 샘플에 대장암 세포 1,000개를 주입했습니다. 이와 같은 희소한 이벤트를 감지하기 위해 450만 개 이상의 이벤트(분당 500 µL)를 수집하였습니다. 표적 세포(EpCAM & EGFR)를 식별하는 마커에 대한 이중 양성 이벤트만을 촬영했습니다. Attune CytPix를 사용하여 이러한 이중 양성 이벤트를 이미지한 결과, 대다수의 이벤트가 단일 암세포가 아니라 예상치 못한 형태의 Debris/Aggregate라는 것을 발견했습니다.
Attune 유세포분석기는 단백질 및 유전자 발현을 측정하는 빠르고 쉽고 정확한 플랫폼을 제공합니다. 여기에는 감염된 숙주 세포에서 발현되는 바이러스 단백질이 포함됩니다.
아래 데이터에서 연구자들은 COVID-19 질환을 일으키는 새로운 코로나바이러스 SARS-CoV-2에 노출되기 전과 후에 배양된 인간 세포에서 SARS-CoV-2의 핵단백질 발현을 측정할 수 있었습니다.
human 만능 줄기 세포(hPSC)를 분화된 세포 표현형으로 유도하는 능력은 개인 맞춤형 및 재생 의학에 거대한 가능성을 제공합니다. Attune 유세포분석기는 줄기 세포 및 심근세포와 같은 손상되기 쉽고 큰 세포 유형에서 사용하기에 이상적입니다. clogging을 적극적으로 차단하도록 설계된 시린지(syringe) 구동 시스템과 보다 큰 플로우 셀(flow cell)은 귀중한 시료의 손실을 방지하는데 도움이 되며 clogging 현상을 크게 줄여 줍니다.
기존 유세포분석기에서는 느린 유속으로 인해 고도로 희석된 시료는 획득 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. Attune 유세포분석기는 고도로 희석된 시료를 빠르게 실행할 수 있습니다(아래).
처리된 도시 폐수의 박테리아 분석을 위해 Attune NxT 유세포분석기 사용
도시 폐수의 3mL 시료를 Invitrogen LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit 를 통해 레이블링하고 Attune NxT 유세포분석기에서 1mL/분의 유속으로 분석하였습니다. 이를 통해 시료를 빠르게 분석하고 매우 적은 양의 박테리아를 정확하게 검출할 수 있었습니다. Live/Dead 박테리아의 농도가 reference counting beads를 사용하지 않고 측정되었습니다. Live(green) 및 Dead(red) 박테리아 집단과 함께 2-파라미터 dot plot(propidium iodide vs. SYTO 9 형광)이 잘 분리되었습니다. 통계표는 레이블링된 박테리아에 대한 농도 측정값을 표시합니다. 폐수에는 소량의 진핵생물과 잠재적으로 생존 가능하지만 배양 불가능한 박테리아 유형이 포함될 수 있으며, 그 각각은 염료로 레이블링될 수도 있습니다. 회색(gray) 점은 폐수에서 발견되는 이물질을 나타냅니다.
E. coli 세포의 배양은 시간이 지남에 따라 두 가지 유형의 콜로니 형성 단위(CFU)로 발전합니다. 즉, 단일 세포와 유사한 짧은 CFU와 각각의 세포 길이에서 불완전한 수축을 나타내는 불완전한 분열 고리가 있는 길쭉한 구조입니다. 기존의 단일 게이트(SSC-A vs SSC-H) 또는 형광 게이트(SSC vs nucleated stain)으로는 이러한 집단을 충분히 분리할 수 없습니다. 그러나 이미징 기능이 향상된 Attune CytPix 유세포분석기를 사용하면 이미지를 보고 그룹화한 다음 형태학적 특성에 따라 CFU 유형을 파악할 수 있습니다.
간단하고 빠르며 정확하고 신뢰할 수 있는 방법을 제공하는 유세포분석은 식물 균질액의 C값(핵 DNA 함량)을 측정하는 방법이 되었으며, 식물 생물학에서 유세포분석의 사용이 빠르게 증가했습니다. Attune 유세포분석기는 DNA 함량 평가에 적합합니다. 가장 경제적인 단일 레이저 시스템을 비롯하여 모든 표준 구성을 사용할 수 있습니다.
서로 다른 두 가지 유형의 E. coli 콜로니 형성 단위(CFU)를 보여주는 미생물학 데이터는 위의 이미징이 향상된 유세포분석 섹션에서 "이미징이 향상된 미생물학"을 참조하십시오.
유세포 분석은 CRISPR-편집 세포 집단에서 기능성 단백질 녹다운(knockdown)을 정량하기 위한 high-throughput이며, 신속하고, 정확한 방법입니다. 유세포분석은 클론 분리 없이 여러 개의 loci에서 단일 세포 단백질 녹다운 효율을 확인할 수 있는 기능을 제공하기 때문에 다수의 gRNA로 편집한 세포 집단을 분석할 때 특히 유용합니다.
워크플로우가 간소화되고 시약 및 수작업 시간이 최소화되며 신속하고 정확한 결과를 제공합니다.
유세포분석을 이용하여 CRISPR 편집 세포를 분석하는 워크플로우
유세포 분석에 의한 CRISPR 매개 단백질 녹다운 정량은 관심 단백질 타겟을 위한 검증된 항체와 유세포분석기만 있으면 됩니다.
Attune 유세포분석기는 CRISPR 편집 세포의 편집 효율성을 빠르고 효과적으로 분석할 수 있습니다. 유세포 분석을 사용한 분석은 다른 편집 효율 분석 방법과 비교해 여러 가지 장점을 제공합니다.
Attune 유체분석기를 사용한 CRISPR 편집 세포의 분석은 편집 효율에 대한 빠르고 정확한 정량 분석을 제공하였고, 특히 여러 CRISPR gRNA를 복합분석할 때 유용합니다. 단일 세포 분석, Functional knockout 효율, 빠른 실행이 가능한 데이터 및 최소한의 시료 처리 시간은 유전자 편집 분석을 위한 유세포분석의 장점입니다.
오늘날 형광 단백질은 유전자 발현 뿐만 아니라 살아있는 세포 내 protein localization, translocation, trafficking에 대한 조사에도 널리 사용됩니다. 고급 기법에는 형광 공명 에너지 전달(FRET, fluorescence resonance energy transfer) 기법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM, fluorescence lifetime imaging microscopy)을 사용하여 생존 세포에서 단백질 간 상호 작용 및 단백질의 공간 관계를 평가하는 것이 포함됩니다.
동일한 세포에서 다수의 형광 단백질을 동시 검출하는 작업은 전통적으로 다수의 Fluorophore-labeled 항체들을 검출하는 것보다 더 까다로웠습니다. 이는 특히 형광 단백질이 항체 레이블링(labeling)에 사용되는 전통적인 세포 염료 및 형광단보다 더욱 광범위하고 다양한 방출 스펙트럼을 가지고 있기 때문입니다.
Attune 유세포분석기는 형광 단백질 분석을 염두에 두고 개발되었으며, 최대 4개의 레이저 및 16개의 검출 채널을 지원할 수 있는 구성으로 여러 형광 단백질 및 형광 레이블링 항체(별도로 또는 결합하여)를 쉽고 정확하게 분석할 수 있습니다.
For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures.