도립 컨포칼 현미경에서 상피 조직 역학의 장기 모니터링을 위한 간소화된 생체 내 이미징 접근 방식
June 30th, 2023
이 프로토콜은 도립 컨포칼 현미경을 사용하여 생체 내 이미징을 단순화하는 새로운 도구를 제공합니다.
우리는 도립 컨포칼 현미경을 사용하여 살아있는 쥐에 대한 생체 내 이미징을 수행하는 도구를 개발했습니다. 이를 통해 항상성 전반에 걸쳐 피부 세포 역학을 추적하고 질병 발병 및 진행 중 세포 거동을 비교할 수 있습니다. 다광자 현미경은 생체 내 세포 추적을 달성하기 위해 적용되는 주요 접근 방식입니다.
그러나 이러한 현미경의 단점은 제한된 일상적인 이미징 다양성, 높은 비용 및 기술적 복잡성을 포함합니다. 당사의 새로운 도구를 사용하면 in vivo 생체 내 이미징을 위한 다용도 도립 컨포칼 현미경을 사용할 수 있습니다. 설계 파일을 수정하여 스테이지 인서트 치수를 모든 제조사의 도립 현미경에 맞게 사용자 지정할 수 있습니다.
대물렌즈 구멍은 선택한 동물 모델 및 조직에 맞게 크기를 조정하고 재배치할 수 있습니다.
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개요
이 연구는 생쥐에서 현미경을 통해 생체 내 영상을 얻는 새로운 도구를 소개하여, 연구자들이 항상성 및 질병 진행 중 피부 세포 동태를 추적할 수 있게 합니다. 새로운 도구는 다중 광자 현미경의 한계를 해결하여, 생체 내 영상을 더욱 접근 가능하고 다용도로 만듭니다.
주요 연구 구성 요소
연구 분야
- 생체 내 영상
- 피부 세포 동태
- 현미경 기법
배경
- 현재 다중 광자 현미경의 한계는 높은 비용과 기술적 복잡성을 포함합니다.
- 거꾸로 된 콘포컬 현미경은 생체 조직에 대한 다양한 영상 옵션을 제공합니다.
- 맞춤형 설계로 다양한 동물 모델에 적용할 수 있습니다.
사용된 방법
- 사용자 정의 3D 인쇄 삽입물이 있는 거꾸로 된 콘포컬 현미경
- 생물학적 시스템으로서의 생쥐
- 다양한 조직에 적용 가능한 사용자 정의 영상 설정
주요 결과
- 최소한의 드리프트로 형광 표지된 귀 조직의 Z-스택을 성공적으로 획득했습니다.
- 장기간에 걸쳐 피부 세포(mCherry 및 GFP 양성)의 지속적인 영상을 촬영했습니다.
- 안정적인 영상을 위한 3D 인쇄 생체 영상 삽입물의 효과를 검증했습니다.
결론
- 이 연구는 생체 내 영상 기능을 향상시키는 혁신적인 접근법을 보여줍니다.
- 이 도구는 생체 모델에서 세포 동태를 연구하는 능력을 향상시켜 세포 생물학 연구를 발전시킵니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Long-term intravital imaging of epithelial tissue dynamics is critical for understanding cellular behaviors underlying disease initiation and progression. This streamlined approach using inverted confocal microscopy lowers technical and cost barriers, enabling broader adoption of in vivo imaging in discovery-stage biopharma research. Enhanced accessibility to stable, quantitative live-cell imaging supports predictive confidence in early target validation and mechanistic studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct observation of live cell behaviors in intact tissue environments.
- Supports mechanistic de-risking by tracking cellular responses during disease onset.
- Facilitates functional target validation through longitudinal monitoring of cell dynamics.
- Improves predictive confidence for early-stage portfolio triage.
Screening & Assay Development
- Provides validated, reproducible imaging of fluorescently labeled cells in vivo.
- Delivers quantitative Z-stack outputs for robust assay development.
- Supports standardization and scalability across multiple tissue types and animal models.
- Enables reliable evaluation of compound effects on tissue-level cell dynamics.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vivo imaging outputs with disease-relevant models for translational continuity.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on real-time tissue responses.
- Supports biomarker discovery by correlating dynamic cell behaviors with disease progression.
- Provides mechanistic insights that inform preclinical model selection.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging platform integrates from early discovery through preclinical research, supporting hypothesis testing, target validation, and translational studies.
- Discovery Biology: Enables hypothesis-driven interrogation of cell dynamics in native tissue context.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay readiness.
- Analytics: Supports longitudinal measurement of cellular behaviors and tissue stability.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant imaging data.
- Enterprise Reuse: Customizable design allows adaptation across platforms and organ systems.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in live tissue studies.
- Operational Value: Streamlines imaging workflows with standardized, reusable components.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by reducing technical barriers.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in live animal handling and confocal microscopy operation.
- Needs access to inverted confocal microscopes and compatible 3D-printed stage inserts.
- Demands cross-team standardization for imaging protocols and data analysis.
- Adaptable to various animal models and tissue types with design modifications.
- Practical limitations include maintaining animal viability and imaging stability over extended sessions.
