이번 9월 JoVE에서 베를린 자유대학교 의과대학의 연구진이 뇌졸중 환자가 시야 결손을 어떻게 보완하는지 연구하는 새로운 방법을 선보입니다. 이를 위해 저자들은 브레이크, 스티어링 휠, 방향 지시등을 갖춘 드라이빙 시뮬레이터를 사용합니다. 연구진은 드라이빙 시뮬레이션 소프트웨어와 정밀한 안구 추적 기술을 이용하여, 뇌졸중 환자가 다양한 난이도의 가상 주행 코스를 주행할 때의 시선 행동을 비교할 수 있습니다. 후대뇌동맥 경색은 환자에게 유사한 시각적 결손을 일으킬 수 있지만, 일부 환자는 보상적 안구 운동을 발달시켜 주행 코스를 통과할 수 있는 반면, 다른 환자들은 멧돼지와 같은 위험한 장애물에 충돌하기도 합니다. 환자들이 사용하는 보상적 시선 행동에 대한 분석을 통해, 저자들은 드라이빙 시뮬레이션이 시야의 맹점을 극복하려는 뇌졸중 환자의 재활 도구로서 큰 잠재력이 있음을 확인했습니다.
Southern California 대학교와의 협력을 통해, Oregon Health and Science University 안과 연구팀이 Doppler 광간섭 단층촬영(OCT)을 이용하여 망막의 전체 혈류량을 측정하는 방법을 선보입니다. 망막에는 시각 이미지를 포착하여 전기 신호로 변환하는 수백만 개의 뉴런이 있으며, 이 신호는 시신경을 통해 뇌로 전달됩니다. 혈관은 시신경이 망막과 연결되는 지점인 시신경 유두(optic disk)를 통해 망막으로 들어옵니다. 이러한 혈관들은 산소와 영양분을 공급하고 노폐물을 제거합니다. 일부 망막 질환(당뇨 망막병증 등)이나 시신경에 영향을 주는 녹내장의 경우, 망막 혈관 구조에 이상이 있을 수 있습니다. 이러한 질환들은 가역적이지 않은 시력 상실의 주요 원인이 되므로, 망막 혈류 측정은 임상 진료 및 연구에서 매우 유용할 수 있습니다. 레이저 Doppler 및 초음파 컬러 Doppler와 같은 기존의 광학 영상 방법과 달리, 레이저 Doppler OCT는 망막 혈류의 절대 측정값을 제공할 수 있으며, 이는 혈관을 통해 흐르는 적혈구로부터 후방 산란되는 Doppler 편이광(Doppler-shifted light)을 기반으로 합니다. 저자들은 Doppler OCT로 망막과 시신경 유두를 스캔하는 방법을 시연하며, 스캔 결과는 저자들이 개발한 DOCTORC 소프트웨어를 통해 등급화 및 분석됩니다. 이 방법은 판독자와 분석 방법 간에 우수한 재현성을 보여줍니다. 또한, 녹내장이 있는 눈에서 망막 혈류 측정값은 시력 상실과 높은 상관관계를 보입니다. 따라서 Doppler OCT는 안과 연구 및 임상 진료에서 활용될 수 있는 강력한 도구입니다.
모기 활동기에 맞추어, Virginia Tech 곤충학과의 연구진이 모기 게놈의 염색체 매핑을 위한 간단하고 견고한 기술을 선보입니다. 수천 종을 포함하는 40개 이상의 모기 속 중에서, 연구진은 특히 다음과 같은 속들에 관심을 가지고 있습니다. 아노펠레스, Aedes, 그리고 Culex 인간에게 해로운 질병을 옮기는 종들이 포함되어 있기 때문입니다. 약 90%의 Anopheles gambia 게놈이 염색체 위치로 매핑되었으나, 다음의 대상에 대해 적절한 염색체 도말 표본을 준비하는 것은 매우 어렵습니다. Aedes 속 또는 Culex 세포주와 표준 기술을 사용하여 속(genus)의 염색체 표본을 준비하는 것은 매우 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해, 저자들은 고품질의 염색체 도말 표본을 생성하는 성충판(imaginal discs)을 보유한 4령 모기 유충을 사용합니다. 연구진은 성충판을 해부하고 형광 In Situ hybridization(FISH)에 적합한 염색체 표본을 준비하는 방법을 보여줍니다. in situ 형광 제자리 하이브리드법(FISH)을 위한 적절한 염색체 표본을 준비하는 방법을 보여줍니다. 이를 통해 Anopheles, Culex, Aedes 속 모기에 대한 게놈 매핑이 가능해졌습니다. Aedes, Culex, 및 아노펠레스(Anopheles) 속(genera)에 대해 가능해졌습니다. 이 기술은 곤충학자들이 모기뿐만 아니라 다른 곤충들에 대해서도 정밀한 염색체 지도를 작성할 수 있는 길을 열어주었습니다.
퀘벡 라발 대학교 연구 센터의 연구진이 생쥐 전뇌에서 신경세포 이동을 추적하는 방법을 시연합니다. 포유류 뇌에서 신경발생이 일어나는 중요한 부위 중 하나는 뇌실하구역이며, 새로 생성된 신경세포는 전방 이동 경로를 통해 이 구역에서 후각구로 이동합니다. 세포는 녹색 형광 단백질을 인코딩하는 레트로바이러스를 정위 고정법으로 주입하여 표지하며, 이후 급성 슬라이스 제작, 타임랩스 이미징 및 이미지 분석의 조합을 통해 표지된 신경모세포의 이동 속도를 계산할 수 있습니다. 혈관을 따라 세포 궤적을 정밀하게 추적함으로써, 이 방법은 세포 이동에 영향을 미치는 다양한 분자적 신호와 세포 메커니즘을 규명하는 데 기여할 수 있습니다.
이 짧은 요약에서는 이번 9월 JoVE에 게재될 주목할 만한 비디오 논문 몇 가지를 소개합니다. 또한 광전환 형광 단백질을 이용한 제브라피쉬의 세포 운명 추적 방법, 마이크로피펫을 이용한 세포 강성 테스트 방법, 그리고 DNA 손상에 반응하는 단백질의 거동을 이미징하는 방법도 함께 다룹니다.