쥐 눈의 전방에 생착된 간 회전 타원체의 In vivo 이미징
March 29th, 2024
여기에서는 쥐 눈의 전방에 생착된 간 스페로이드의 비침습적 in vivo 이미징을 허용하는 플랫폼에 대해 설명합니다. 워크플로우는 일차 간 세포에서 스페로이드를 생성하는 것부터 마우스 눈에 이식하고 컨포칼 현미경을 통해 세포 해상도로 생체 내 이미징을 수행하는 것까지 다양합니다.
우리 그룹에서는 쥐 눈의 전방을 간 스테로이드의 생체 내 및 비침습적 이미징을 위한 이식 부위로 사용합니다. 이 새로 구축된 이미징 플랫폼은 연구자들에게 고유한 도구를 제공하고 기초 및 전임상 연구 모두에서 간 생리학 및 병리학에 대한 이해를 확장할 것입니다. 생물의학 연구에서는 질병 메커니즘을 이해하기 위해 세포 과정의 시각화에 의존하고 있으며, 현재 간 연구 분야에는 간 세포를 시간 경과에 따라 종단적으로 모니터링할 수 있는 in vivo 고해상도 이미징 방법이 부족합니다.
생체 내 간 이미징과 비교할 때 당사의 기술은 비침습적이며 간 세포를 수많은 이미징 세션에 걸쳐 반복적으로 이미징할 수 있으므로 다양한 문제에 대응하여 단일 세포 해상도로 간 기능을 모니터링할 수 있습니다. 당사의 플랫폼을 사용하면 간 스테로이드는 수개월 동안 눈에서 생존하며 동일한 수용 마우스는 시간이 지남에 따라 비침습적으로 이미징할 수 있습니다. 이를 통해 사용하는 실험 동물의 수를 줄이면서 생체 내 데이터의 품질을 높일 수 있습니다.
지난 10년 동안 우리 그룹은 안구 이미징 플랫폼을 강력한 연구 도구로 개발해 왔습니다. 처음에는 췌장 작은 구멍의 이미징을 위해 설계되었지만 이제는 간 스테로이드에 적용되었으며 다른 장기 및 연구 분야로 확장될 가능성이 있습니다.
개요
이 연구는 마우스 눈의 전방 챔버에 이식된 간 구체에 대한 비침습적 이미징 플랫폼을 제시합니다. 이 접근 방식을 통해 단일 세포 해상도에서 간 기능의 종단 모니터링이 가능합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경 과학
- 생물 의학 이미징
- 간 생리학
배경
- 현재 간 연구에는 비침습적 이미징 기술이 부족합니다.
- 체내 이미징은 간 생리학 및 병리학을 이해하는 데 중요합니다.
- 기존의 방법은 시간에 따른 간 세포의 반복 이미징을 허용하지 않습니다.
- 마우스 눈의 전방 챔버는 새로운 이식 부위로 사용됩니다.
연구 목적
- 간 구체의 비침습적 이미징을 위한 플랫폼을 개발합니다.
- 단일 동물에서 간 기능을 종단적으로 모니터링합니다.
- 연구에 사용되는 실험 동물 수를 줄입니다.
사용된 방법
- 1차 간 세포로부터 간 구체의 제조.
- 마우스 눈으로의 구체 이식.
- 공초점 현미경을 이용한 체내 이미징.
- 이식 후 수개월 간 간 구체 모니터링.
주요 결과
- 마우스 눈에서 간 구체의 성공적인 이식.
- 종단 영상을 통해 세포 과정 및 혈관의 존재가 밝혀졌습니다.
- 반복 이미징 세션의 가능성을 입증했습니다.
- 다양한 도전에 대한 간 기능에 대한 이해를 향상시켰습니다.
결론
- 개발된 플랫폼은 간 연구를 위한 강력한 도구입니다.
- 간 세포의 비침습적, 고해상도 이미징을 허용합니다.
- 이 기술은 잠재적으로 다른 장기에 적용될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Noninvasive, longitudinal imaging of liver spheroids engrafted in the mouse eye enables repeated, high-resolution monitoring of liver cell function and pathology in vivo. This platform addresses a critical gap in discovery-stage liver research by allowing dynamic, single-cell analysis over time within the same animal. The approach supports predictive confidence in disease modeling and functional target validation, enhancing translational continuity and portfolio decision-making.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct visualization of liver cell responses to stimuli at single-cell resolution over time.
- Supports mechanistic de-risking by allowing repeated interrogation of cellular processes in a living system.
- Facilitates functional target validation through dynamic, longitudinal observation of engrafted tissue.
Screening & Assay Development
- Provides a validated, reproducible in vivo system for quantitative imaging-based assays.
- Enables standardization of imaging protocols for consistent, cross-study data generation.
- Supports screening of pharmacological or genetic interventions with real-time, noninvasive readouts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant modeling by enabling chronic monitoring of liver function and pathology.
- Facilitates translational biomarker discovery through repeated, quantitative imaging in the same animal.
- Improves risk-adjusted advancement by reducing animal use and increasing data quality per subject.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging platform bridges early discovery and preclinical research by enabling hypothesis testing, pathway analysis, and functional validation in a longitudinal, in vivo context.
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- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs suitable for compound or genetic screening.
- Analytics: Provides high-content, single-cell data for robust statistical comparison across conditions and timepoints.
- Translational Research: Maintains continuity from discovery through preclinical validation by modeling chronic liver processes.
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Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in liver research.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of in vivo imaging workflows.
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- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of liver-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery, confocal imaging, and animal handling.
- Needs access to confocal microscopy and appropriate fluorescent probes.
- Demands cross-team standardization of imaging and analysis protocols.
- Adaptation to other organoid or tissue types may require protocol optimization.
- Potential limitations include model-specific physiological differences and imaging depth constraints.
