인간 호중구에서 호중구 세포외 트랩 형성을 정량화하기 위한 실시간 고처리량 기법
2023년 12월 1일
당사는 막 투과성 의존성 이중 염료 접근법과 결합된 살아있는 세포 분석 시스템을 활용하여 호중구 세포외 트랩(NET)을 정량화하는 자동화된 고처리량 방법을 제시합니다.
우리의 연구는 면역 체계의 필수 초기 반응자이며 다양한 질병에서 중요한 역할을 하는 호중구에 중점을 둡니다. 지난 20년 동안 호중구가 면역 조절을 방해하여 암, 자가면역 질환 및 기타 염증성 질환의 발병에 기여한다는 것이 분명해졌습니다. 여기에는 염증에 반응하는 호중구성 세포외 트랩, 그물, 거미줄과 같은 구조를 형성하는 것이 포함되며 이러한 질병의 치료 대상이 될 수 있습니다.
그러나, 그물을 표적으로 하는 몇몇 유망한 분자에도 불구하고, 발달에서 특히 이 기계장치에 영향을 미치는 찬성한 치료법은 아직도 없습니다. 이는 적어도 부분적으로는 순 형성을 위한 객관적이고, 편향되지 않고, 재현 가능하고, 처리량이 많은 정량화 방법이 없기 때문입니다. 당사의 프로토콜은 정확한 그물 형성 추적을 위해 막 투과성 및 불투과성 염료를 사용하여 호중구 거동을 분석하기 위해 이중 색상 라이브 셀 이미징을 사용합니다.
이 방법은 막 무결성을 기반으로 그물 형성 호중구와 건강한 호중구를 구별하고 위상차 이미징에 흡수된 형태학적 변화를 통해 세포 사멸 유형을 명확하게 구별합니다. 이 방법은 이전에 보고된 순 형성 정량화 기법의 문제를 극복하고 자동화된 방식으로 효율적이고 재현 가능하며 정확한 순 정량화를 제공합니다. 이 방법은 고처리량 방식으로 순 형성에 대해 여러 치료 표적을 스크리닝할 수 있는 기능을 제공하여 호중구 표적 약물 개발에 도움이 될 것입니다.
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개요
본 연구는 살아있는 세포 분석 시스템을 사용하여 호중구 세포외 트랩(NETs)을 정량화하는 자동화된 고효율 방법을 제시합니다. 이 방법은 막 투과성에 의존하는 이중 염색 방식을 채택하여 NET 형성 과정을 정밀하게 추적할 수 있게 합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 면역학
- 세포 생물학
- 염증 연구
배경
- 호중구는 면역 체계에서 매우 중요한 1차 대응 세포입니다.
- 호중구는 암 및 면역 질환을 포함한 다양한 질병에서 중요한 역할을 합니다.
- 호중구는 그물 모양의 구조물인 NETs를 형성하여 염증 반응에 기여합니다.
- NETs를 표적으로 하는 현재의 치료법들은 아직 개발 중이며 승인되지 않은 상태입니다.
연구 목적
- NET 형성을 정량화하기 위한 신뢰할 수 있는 방법을 확립한다.
- 호중구 행동의 고효율 분석을 가능하게 한다.
- 염증성 질환에서 NET을 표적으로 하는 치료제 개발을 지원한다.
사용된 방법
- 이중 색상 살아있는 세포 이미징.
- 막 투과성 및 비투과성 염료의 사용.
- 자동화된 고처리량 정량 분석 시스템.
- 호중구 행동 및 NET 형성 분석.
주요 결과
- 이 방법은 NETs의 객관적이고 재현 가능한 정량을 가능하게 합니다.
- 고처리량 역량 덕분에 광범위한 분석이 용이합니다.
- 이중 염색법을 사용하여 NET 형성의 정밀한 추적이 가능했습니다.
- 이 방법은 잠재적인 NET 표적 치료제의 평가에 도움이 될 수 있습니다.
결론
- 자동화된 방법은 NET 정량 분석의 상당한 진전을 제공합니다.
- 이는 현재 NET 분석의 한계점을 해결합니다.
- 이러한 접근 방식은 NETs와 관련된 질환의 치료법 연구를 향상시킬 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
높은 처리량과 재현성으로 호중구 세포 외 트랩(NET) 형성을 정량화하는 것은 면역학 기반 신약 개발의 결정적인 병목 현상을 해결해 줍니다. 이 자동화된 이중 염색 살아있는 세포 이미징 방법은 NET 표적 분자를 객관적으로 평가할 수 있게 하여, 염증 및 면역 조절 장애 포트폴리오의 초기 단계 표적 검증과 기전적 리스크 감소를 지원합니다. 이러한 접근 방식은 종양학, 자가면역 및 염증성 질환 파이프라인에서 호중구 조절 치료제의 개발을 추진하는 데 있어 예측 신뢰도를 높여줍니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 표적 검증
- 질환 관련 메커니즘으로서 NET 형성의 엄격한 분석을 가능하게 합니다.
- 호중구 조절 화합물의 기능적 타겟 검증을 지원합니다.
- NETosis를 다른 세포 사멸 경로와 구별하여 기전적 리스크 감소를 용이하게 합니다.
- NET 타겟 자산의 추진을 위한 예측 신뢰도를 향상시킵니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 다양한 조건에서 NET 형성에 대한 표준화된 정량적 결과물을 제공합니다.
- NETosis의 후보 억제제 또는 조절제에 대한 고효율 스크리닝을 가능하게 합니다.
- 자동 이미지 분석 및 이중 염색 식별을 통해 재현 가능한 분석법 개발을 지원합니다.
- 후속 화합물 평가 워크플로우를 위해 검증된 생물학적 시스템을 준비합니다.
중개 및 전임상 연구
- NET 정량 분석을 질환 관련 인간 호중구 모델과 일치시킵니다.
- in vitro 발견부터 NET 표적 전략의 전임상 검증까지 중개 연구의 연속성을 제공합니다.
- 정량적 NET 억제 프로필을 기반으로 리스크가 조정된 진전 결정이 가능하게 합니다.
- 염증 및 면역 조절 장애 연구를 위한 바이오마커 일치화를 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 이중 염색 살아있는 세포 이미징 방법은 초기 표적 검증부터 리드 화합물 발굴 및 NET 조절제의 전임상 평가에 이르는 발견 연속체에 통합됩니다.
- 발견 생물학: NET 형성을 객관적으로 정량화하여 호중구 주도 기전을 규명하고 가설 검증을 지원합니다.
- 스크리닝: NETosis에 대한 화합물 평가를 위해 재현 가능하고 처리량이 높은 분석 준비 상태를 제공합니다.
- 분석: 조건별 NET 억제 정도를 비교하기 위한 정량적이고 시간 분해능이 있는 판독값을 생성합니다.
- 중개 연구: 인간 호중구 시스템을 사용하여 인비트로(in vitro) 발견 결과와 전임상 모델을 연결합니다.
- 기업적 재사용: 지속적인 NET 표적 약물 발견 캠페인을 위해 확장 가능하고 자동화된 플랫폼을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: NET 표적 프로그램의 예측 신뢰도를 높이고 기전적 모호성을 줄입니다.
- 운영적 가치: 표준화되고 자동화되었으며 확장 가능한 NET 정량화 워크플로우를 제공합니다.
- 전략적 가치: 호중구 조절 자산에 대해 정보에 기반한 go/no-go 결정과 자본 효율적인 포트폴리오 선별을 가능하게 합니다.
- 포트폴리오 영향: 염증 및 면역 질환 후보 물질의 위험 조정 우선순위 지정 및 개발 추진을 지원합니다.
실행 시 고려 사항
- 생세포 이미징 및 호중구 생물학에 관한 전문 지식이 필요합니다.
- 자동 이미징 플랫폼 및 이중 염색 분석 인프라에 대한 접근이 필요합니다.
- 어세이 설정 및 데이터 분석 파라미터의 팀 간 표준화가 요구됩니다.
- 다른 호중구 기원 또는 질병 모델에 맞춘 최적화가 필요할 수 있습니다.
- 정확한 NET 정량을 위해 강력한 이미지 분석 알고리즘에 의존합니다.
