하이드로겔에 여러 3D 세포 모델을 높은 방향으로 동일 평면에 삽입

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 9991(2022) 이 기사 인용

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일부 3D 체외 모델의 생산 및 실험 처리를 위해 표준화되고 처리량이 높은 방법이 개발되었습니다. 그러나 과학자와 연구자들이 전임상 약물 테스트 및 정밀 의학에서 복잡한 세포 모델의 잠재력을 완전히 활용하기 위한 적합한 분석 도구는 여전히 부족합니다. 조직학은 구조적 및 기능적 조직 분석을 위한 확립되고 비용 효율적이며 최적의 표준 방법입니다. 그러나 표준 조직학 프로세스는 작은 크기로 인해 종종 샘플 정렬이 불량해 분석 처리량이 낮아지기 때문에 3D 세포 모델에 적용하기가 어렵고 비용이 많이 듭니다. 이 연구에서는 새로운 접근 방식을 제안합니다. HistoBrick은 단면 평면에 평행하게 정밀한 동일 평면 정렬을 사용하여 3D 세포 모델의 젤 임베딩을 가능하게 하여 회전타원체 및 오가노이드의 조직학적 처리를 용이하게 하여 샘플 재료의 손실을 최소화합니다. HistoBrick의 기능은 자동화 표준과 호환되므로 잠재적으로 다중 웰 플레이트에서 젤 장치로 시료를 자동화할 수 있습니다. 또한 HistoBrick의 기술은 직경이 150~200μm인 HepG2 배양 타원체의 정렬을 ± 80μm의 높이 정밀도로 입증함으로써 검증되었습니다. HistoBrick을 사용하면 최소 섹션에서 최대 96개의 샘플을 연구할 수 있어 처리량이 높은 미세 조직학을 향한 길을 닦을 수 있습니다.

시험관 내 3차원(3D) 세포 모델은 2차원(2D) 배양에 비해 더 나은 생리학적 관련 조직 기능, 구조 및 인터페이스를 가능하게 하기 때문에 주목을 받고 있습니다. 환자 유래 복합 체외 모델은 독특한 유전적 구성을 반영합니다. 또한 동물 실험에 비해 오믹스 및 약물 스크리닝 분석이 매우 용이합니다1. 이러한 맥락에서 회전 타원체, 오가노이드 또는 종양형(총칭하여 미세 조직이라고 함)과 같은 복잡한 시험관 내 모델이 질병 모델링, 전임상 약물 개발 및 조직 공학에 광범위하게 사용되고 있습니다2. 미세 조직은 맞춤형 의학의 구현을 지원합니다3. 복잡한 3D 세포 모델4은 주로 세포 생물학 측면5을 설명하는 데 사용되었으며, 생산, 분류, 배치, 성숙 및 분석을 위한 도구 및 표준화된 방법론 개발이 뒤따랐습니다. 따라서 복잡한 셀룰러 시스템의 높은 처리량 분석 및 품질 관리는 지속적인 과제로 남아 있습니다. 조직학은 조직의 미세 해부학적 분석을 위한 최적의 표준 방법입니다. 따라서 3D 세포 모델의 조직학적 분석은 논리적인 결과입니다. 면역조직화학과 결합되어 특정 단백질이나 항원의 시각화를 통해 조직 형태 및 구성에 대한 정보를 제공합니다. 미세 조직학은 종말점 ​​분석에 대한 필요성이 증가함에 따라 미세 조직 기술 개발의 모든 절차 단계에서 품질 관리를 위한 강력한 기술입니다(그림 1).

미세 조직학에 대한 필요성이 증가하고 있음을 보여주는 미세 조직 처리 체인. 종말점 분석 외에도 미세 해부학 및 미세 조직 생물학에 대한 접근을 제공함으로써 미세 조직학은 샘플에 대한 처리 단계의 효과(예: 결합 시 형태 및 생물학적 기능에 영향을 미치는 스트레스 또는 손상)를 결정하는 데 도움이 됩니다. 면역조직화학으로). 따라서 이는 생산부터 조직 모델 개발까지 전체 미세 조직 공정 흐름을 지원하는 새로운 방법을 구현하기 위한 품질 관리를 위한 선택 방법입니다. BioRender.com으로 제작되었습니다.

그러나 현재의 조직학적 과정은 미세 조직이 생검 샘플보다 작고 거의 투명하기 때문에 미세 조직을 처리하는 데 적합하지 않습니다. 게다가 기술적 처리 문제로 인해 처리 속도가 느리고 번거로워져 자동화를 사용하여 재현할 수 없는 제한된 수율로 결과를 생성할 수도 있습니다6.