February 6th, 2026
본 연구는 다공성 막 삽입물을 이용해 축삭 mRNA를 분리하는 견고한 방법을 제시하여, 전체 뉴런과 신경돌의 분리 및 RNA 정제를 가능하게 합니다. RTddPCR과 결합하여 저복제 전사체의 절대적 정량화를 가능하게 하여, 높은 민감도, 재현성, 광범위한 실험적 적용성을 가진 mRNA 수송 및 국소 번역 연구를 용이하게 합니다.
우리 연구는 국소 단백질 합성이 어떻게 조절되는지, 그리고 신경 수리, 발달, 퇴행에서 어떤 역할을 하는지 연구합니다. 최근 발전으로는 gdPCR과 같은 고감도 mRNA 검출 기법이 있으며, 이는 저함량 축삭 MRNA를 식별하고 신경세포 배양을 구획화하는 데 활용되고 있습니다. 시작하자면, 각 인서트에 해당하는 1.5밀리리터 마이크로 원심분리관에 250마이크로리터의 트리아졸을 한 웰 또는 6웰 플레이트의 인서트에 넣습니다.
필요할 때까지 튜브는 따로 두세요. 두 번째 6웰 플레이트의 각 웰에 멸균 PBS 2밀리터를 추가하여 웰 수와 삽입물 수가 일치하도록 합니다. 인서트 상단 하단에서 배양 배지를 피펫으로 빼내고, 인서트를 PBS가 포함된 6웰 플레이트로 옮깁니다.
이제 겸자를 사용해 삽입물을 부드럽게 놓고, 그 위에 PBS 2밀리리터를 넣습니다. 양쪽에서 PBS를 흡인하고 두 번 세척하는 방법을 반복하세요. 그 후 인서트를 새 PBS에 넣어 두세요.
다음으로, 멸균 세포 스크레이퍼를 사용해 인서트 상단의 전체 뉴런 분획을 긁어내세요. 인서트에서 소마 분해액을 채취하세요. 1.5밀리리터 마이크로 원심분리관으로 옮기세요.
튜브를 10,000에서 15,000G로 2분간 원심분리하세요. 상청액을 버리고 250마이크로리터의 트리졸에 다시 부유합니다. 이 튜브를 전체 뉴런 분획으로 라벨링하세요.
신경돌 분획을 채취하려면 멸균 면봉의 한쪽 끝을 삽입물 전체 뉴런 쪽에서 위에서 아래로 천천히 지그재그 패턴으로 움직입니다. 인서트를 90도 돌리고 면봉의 반대쪽 끝을 사용해 반복하세요. 그 후 면봉을 버리세요.
새 면봉을 사용해 인서트 중앙에서 바깥쪽으로 동심원 모양으로 움직이며, 둘레도 깨끗이 청소하세요. 인서트를 뒤집어 신경라이트 쪽이 위를 향하게 하세요. 새 멸균 메스날로 막을 자르세요.
절단된 막을 뉴라이트 쪽이 아래를 향하게 하여 트리졸이 들어있는 6웰 플레이트에 넣습니다. 멤브레인이 물에 잠겨 있는지 확인하세요. 이제 우물에서 신경라이트 용해액이 포함된 트리졸을 채취하세요.
1.5밀리리터 마이크로 원심분리관으로 옮기세요. RNA 분리를 진행하거나 소마와 신경돌기 용해물을 영하 80도에 보관하여 나중에 처리할 수 있습니다. Droplet Digital PCR Ready-To-Use Universal Mix를 사용하여 역전사 액상 디지털 PCR 반응을 준비하고, 적절한 상완 DNA로 특정 프라이머를 표적으로 합니다.
반응 혼합물을 액상 생성 카트리지에 피펫으로 넣습니다. 그 다음 카트리지의 지정된 웰에 생성 오일을 추가하세요. 이제 가스켓으로 카트리지를 밀봉하세요.
드롭렛 생성기를 사용해 드롭을 생성하세요. 방울이 생성되면 96웰 PCR 플레이트에 옮기고 호일로 밀봉한 후 플레이트를 열사이클러에 넣습니다. QX 매니저 소프트웨어를 열어 분석을 시작하세요.
탐색 옵션을 클릭하고 분석을 위해 파일을 열어보세요. 파일이 로드되면 대시보드 뷰가 왼쪽 패널에 나타납니다. 클릭한 채 Control 키를 누르고 있으면 관심 있는 우물을 선택하세요.
1차원 진폭을 클릭하면 점플롯을 시각화할 수 있습니다. 여러 웰에 동일한 임계값을 적용하려면 Threshold Multiple Wells를 선택하세요. 양과 음수 방울이 명확히 구분되는 지점에 따라 임계값을 입력합니다.
이제 샘플 설명, 농도 값, 허용된 액적 수, 양성 및 음성 액적 수를 보여주는 데이터 섹션을 잘 살펴보세요. 임계값 결과를 기록하려면 저장을 클릭하세요. 리보 그린 분석법을 이용한 RNA 정량 분석 결과, 전체 신경 세포 분획은 삽입물당 212.85 나노그램의 RNA를 생성하는 반면, 신경돌기 분획은 42.75 나노그램을 제공하였습니다.
PCR 검증 결과, 프라이머 세트 1이 Gap43 전사체에 가장 특이적이며, 뚜렷한 단일 밴드를 보였습니다. 감마-액틴에 대한 모호한 PCR 결과로 인해 프라이머 세트 2를 사용한 온도 구배 검사가 실시되었고, 이 테스트는 55도에서 가장 강한 증폭을 보였다. RT-ddPCR 진폭 플롯은 전체 뉴런과 신경돌 샘플 모두에서 감마-액틴의 비말 분리가 명확히 나타나 신뢰할 만한 전사체 검출을 확인하였습니다.
Gap43의 경우, mRNA 풀의 약 23%가 신경돌에 존재하는 반면, 감마-액틴은 전체 신경세포 분획에 비해 5%에 불과합니다. 우리는 생리학적 조건에서 축삭 내 스트레스 과립 구조가 존재하여 국소 단백질 합성을 억제한다는 것을 밝혀냈습니다. 저희 프로토콜은 신경 구획을 분리하고 저환경 mRNA를 검출하는 신뢰할 수 있고 일관된 방법을 제공합니다.
향후 분석은 성장 원추세포와 축삭 간과 같은 구별되는 축삭 하위 도메인을 분리하고 특성화하는 데 중점을 둘 것입니다.
이 연구는 다공성 멤브레인 인서트를 사용하여 축색단 mRNA를 분리하는 견고한 방법을 제시하여 전체 뉴런과 신경섬유의 분리 및 RNA 정제를 가능하게 합니다. 이 방법을 통해 저복제 수준의 전사체의 절대적인 정량화가 가능해지며, 높은 감도와 재현성으로 mRNA 수송 및 국소 번역 연구를 촉진합니다.
Quantitative isolation of axonal mRNAs using porous membrane inserts and RT-ddPCR enables precise mapping of transcript localization, a critical factor in understanding neuronal function and disease mechanisms. This approach enhances predictive confidence in target validation by providing absolute quantification of low-copy transcripts in distinct neuronal compartments. The method supports translational continuity from early discovery through preclinical research by enabling reproducible, compartment-specific RNA analysis.
This method integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing to preclinical model validation, supporting both target identification and mechanistic studies.