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 아이빔 테크놀로지의 최첨단 In-Vivo 영상화 기술은 정확한 수술 동물 모델링 방법을 이용하여 해마, 시상하부에 있는 성상세포 및 미세아교의 장기적 관찰이 가능합니다.

저희는 기존의 챔버 및 윈도우 수술 기법을 업그레이드하여 퇴행성 뇌 질환에서의 약물 반응 메커니즘을 보다 깊이 있게 파악할 수 있도록 연구의 최신 경향에 맞춰 개선하였습니다. 기존의 피질 및 뇌수막에만 초점을 맞춘 방식과 다르게, 우리의 정밀 수술 방식은 출혈 및 부작용을 최소화하며 동시에 뇌 깊은 조직을 더욱 사실적으로 볼 수 있어 생체내 세포 이미지 획득에 용이합니다.

 이번 뉴스레터를 통하여 저희 아이빔 테크놀로지가 특별히 개발한 두개골 영상화 캐뉼라(Cranial Imaging Cannula) 수술기법을 소개하고자 합니다. CIC 수술법은 살아있는 뇌 심부에 위치한 해마와 시상하부의 신경 활동을 영상으로 촬영이 가능합니다.

다음으로 저희의 바늘 타입의 내시경(Needle Type Endomicroscopy)을 활용한, 뇌 심부에 묻혀있는 신경 활동을 포착하는 영상기법에 대해서 소개할 예정입니다.

마지막으로, 불필요한 조직을 제거하여 레이저의 산란은 줄이되, 선명하고 정밀한 영상 획득이 가능한 자사의 Optical Clearing 영상기법을 확인하실 수 있습니다.

그림 2. 바늘 타입의 내시경(Needle type Endomicroscopy)

 우리 연구팀은 이 바늘 타입의 내시경을 이용한 영상기법을 통해, 깊이별 뇌 조직 영상화 획득에 성공하였습니다. 브레그마의 뇌 부위에 3mm 드릴로 구멍을 뚫은 후, 해당 부위에 바늘타입의 내시경을 삽입하면 다른 광학적인 클리어링 공정을 거치지 않고 영상화 이미지 획득이 가능합니다. 우리 연구팀은 Thy-1-YFP-16 형질전환 마우스 모델을 이용하여, 피질, 해마, 시상에서 뇌 조직 부위의 영상을 성공적으로 관찰, 촬영하였습니다. Thy-1-YFP-16 마우스의 뇌의 브레그마 부위를 3mm 드릴로 뼈를 일부 제거한 후에, 천공된 부위의 표면에서 바늘 형태의 내시경과 입체 조장치를 이용하여 뇌 조직 부위의 좌표를 확인 후, 조직별 영상 촬영을 하였습니다. 이 획기적인 발견은 뇌의 다양한 깊이에서 신경 활동에 대한 통찰력을 향상할 수 있는 길을 열어줍니다. 

그림 3. Thy1-YFP (H Line) 마우스 뇌 모델에서의 형광 관측  a) 뇌 표면층(Pial Surface), b) 폐포층 내지 백색물질 c) 해마 피라미드 세포에서 d) 3D 줌 이미지에서 YFP-발현 피라미드 뉴런 e, f) Thy1-YFP-16 뇌 조각의 공초점 관상도

IVIM 연구진들은 뇌 조직의 내부 작용을 관찰하기 위해 신경 조직 마커가 있는 형질전환 마우스 모델인 Thy-1-YFP-16 마우스에서 동물에서 뇌를 추출했습니다. 이광자 모드 이미징과 초고속 실시간 레이저 스캐닝 기능을 갖춘 최첨단 장비인 IVM-CM3를 사용하여, 뇌 표면에서부터 뇌 심부에 이르기까지의 다양한 깊이의 뇌를 이미징하는 가능성을 발견하였습니다. 나아가 이광자 모드의 현미경의 Z축 단면 이미징 기능을 촬용하여, 뇌조직 내 2mm깊이의 영상을 확보하였습니다. 이러한 발전은 뇌의 내부 메커니즘을 심층적으로 탐구할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다.