Celullar level intravital in vivo imaging IVIM TECHNOLOGY
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Volume 4, April 2024 |
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아이빔테크놀로지는...
아이빔테크놀로지는 최첨단 기술 기반의 공초점, 이광자 생체 현미경을 생산하는 선두 제조회사로, 비임상 이미징 서비스(CRO), 교육, 컨설팅을 제공합니다.
아이빔테크놀로지의 기술은 하버드 대학교를 포함해, 존스 홉킨스 어린이 병원, 사노피, 일리아스 바이오로직스, 큐라클, 에이비엘 바이오, 매사추세츠 대학교, 서울대학교 병원, 고려대학교 의과대학, 북경대학교 의료과학센터, 중국과학원 기초의학 암 연구소 등 전 세계 여러 공신력 있는 기관들로부터 호평을 받았습니다. 아이빔테크놀로지의 장비는 전세계적으로 30대 이상 판매되었으며, 아이빔테크놀로지는 계속하여 혁신을 이루며 연구 및 의료 이미징분야에 고객 맞춤형 솔루션을 제공하고 있습니다. |
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아이빔테크놀로지의 생체 내 영상화를 활용한 암 진단 및 치료의 실시간 정밀도 파악
여러분의 연구에 생체 내 영상화를 접목시킨다면 암 진단 및 치료 프로토콜의 정확성과 효과가 크게 향상될 수 있습니다. 최첨단 생체 내 영상화 기술은 종양 미세 환경(TME) 내에서 실시간으로 빠르게 변화하는 상호작용에 대한 정보를 제공하여, 암 연구를 보다 혁신적으로 변화시킬 수 있습니다. 생체 내 영상화 기술은 면역세포 역학, 종양 성장 패턴, 약물 전달 매커니즘을 정밀히 시각화함으로써, 연구자들이 보다 정확하게 암 치료 전략을 수립할 수 있도록 도와줄 수 있습니다. 이 기술을 통해 치료 반응을 모니터링하고, 내성 매커니즘을 식별하며, 효능을 향상시키기 위하여 용량 요법을 최적화할 수 있습니다.
본 뉴스레터를 통하여 아이빔테크놀로지는 생체 영상화의 필수적인 역할에 관하여 탐구하고, 암 연구의 핵심 메커니즘에 대하여 실시간 통찰력을 제공할 수 있는 생체 내 영상화 기법에 대해 심도있게 다루고자 합니다. 종양 미세 환경(TME) 관찰, 면역세포 역학 추적, T Cell의 침윤율 추적, 암세포의 성장연구, 항암약물 전달 과정 분석에 대한 장기간 정밀한 영상화를 진행함으로써, 기존에 없던 새로운 방식으로 이 복잡다단한 약물 전달 과정의 이해를 이끌어내고자 합니다.
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"종양 미세 환경의 역동적 복잡성과 성장패턴,
후보물질의 MOA를 실시간으로 밝혀낼 수 있는 생체 내 영상화 기술은
암 연구와 치료분야에서 혁신을 일으키며
차세대 게임 체인져로 떠오르고 있습니다." |
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I. Dorsal Skinfold Chamber(DSC)를 이용한 흑색종의 침습 및 면역역학의 생체 내 영상화 |
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체내 면역 조절은 외부의 위험요소에 대한 방어와 암세포와 맞서 싸우는 두 가지의 과정을 거치게 되며, T Cell, 마크로파지 및 기타 면역 세포는 이러한 반응을 복잡하게 만들게 줍니다. 그러나 면역요법을 통해 이러한 면역기전을 효과적으로 활용하기 위하여 효능에 대한 불확실성과 잠재적 부작용과 같은 과제를 해결해야만 했고, 이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은 생체 내 과정의 구조적 관찰을 위해 생물발광(bioluminescence)이나 X-Ray와 같은 고급 이미징 기술을 활용해 왔습니다. 그러나 이러한 기법들은 해상도와 분석 기법의 한계로 인하여, 실시간으로 변화하는 세포 수준의 정밀한 면역반응 분석 결과를 제공해 줄 수 없습니다.
생체현미경(그림 1, 오른쪽)은 세포 수준에서의 실시간 고해상도 이미징을 제공하는 강력한 도구로 새롭게 떠오르고 있습니다. 이 기술을 통해 연구자들이 암 조직 내에서 면역 세포 역학을 실시간으로 시각화하고 분석할 수 있습니다. 심장, 폐, 복부, 유방, 자궁 등 다양한 장기에 맞추어 제작된 이미징 챔버를 활용하여, 생체현미경은 반복되는 동물의 희생 없이 동일한 동물모델을 이용하여 장기적 영상화 연구를 가능케 합니다.
본문에서는 종양 미세 환경 내에서 면역세포의 동적 상호 작용을 규명하기 위하여, Dorsal Skinfold Chamber(DSC, 그림 1, 왼쪽) 이식 기법과 일체형 생체현미경을 활용한 두 가지 연구사례를 살펴보고자 합니다. |
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그림 1. Dorsal Skinfold Chamber 영상화 모식도(왼쪽)와 일체형 생체현미경(오른쪽)
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본 연구에서는 내인성 단핵구와 마크로파지가 녹색으로 발현되는 LysM-GFP 형질전환 마우스에 위 사진과 같이 DSC를 이식하였고, 모식도 상의 점선으로 표시된 DSC의 원형 개방부에 암세포를 주입 후 시간의 흠름에 따른 변화 양상을 모니터링 하였습니다.
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그림 2. 흑색종 모델에서 면역세포 침윤의 생체 내 영상화 진행과정 모식도(상단), 생체 영상화 이미지(하단)
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그림 2 하단의 생체 내 영상은 9일 동안 면역세포의 침윤 속도를 보여주는 생체 내 영상 결과입니다. 녹색의 B16F10-iRFP은 흑색종, 빨간색의 CD31은 혈관, 파란색은 단핵구/마크로파지를 각각 나타냅니다. 초기 접종 후 2시간 까지는, 면역세포 반응 상호 작용이 나타나지 않았으나, 1일차부터는 파란색의 단핵구/마크로파지의 반응이 눈에 띄게 증가하여 이후 녹색의 흑색종 내로 침윤되어, 9일차까지 침윤율이 촉진됨과 동시에, 흑색종(녹색 점선으로 표기된 부분) 내 면역세포 침윤량의 증가(파란색 점선으로 표기된 부분)도 관찰되었습니다. 이러한 실시간 모니터링은 암세포 성장을 저지하는 면역세포의 침윤에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. |
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그림 3. 혈관(빨간색)과 암세포(녹색)주변의 T cell(파란색) 침윤 생체 내 영상화 |
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이번 실험에서는 흑색종 성장에 따른 T Cell의 실시간 침투속도를 조사하였습니다. DSC를 이식한 동물모델에서 노란색 점선으로 표시된 T cell 활성화 부위에 암세포를 접종한 후, 약물을 주입하였습니다. B16F10-iRFP 흑색종 접종 후 4일째에 혈관 주변의 T cell 침투 역학과 암세포 주변부를 관찰하였습니다.
그 후 약물 개입이 진행되었으며, B16F10-iRFP 암세포를 혈관주변에 접종 후, 4일차에 혈관 및 암세포 주변에서 T Cell의 침윤율을 확인하였습니다. 이 실험에서는 CD8 Native T Cell(파란색)과 종양세포(녹색) 간의 상호작용에 대한 상세한 분석과 더불어 암세포 위치로 T Cell의 침투가 시작되는 시점도 함께 확인할 수 있었습니다. 이러한 관찰은 암세포 성장에 맞추어 진화하는 T Cell의 반응기전에 관한 이해를 제공합니다.
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II. 생체 내 영상화 기법을 활용하여 유방암세포 성장에 따른 면역세포와 종양 미세 환경의 변화 관찰
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암세포는 체내 면역체계의 오류로 인해 발생하는 면역과잉 반응을 막기 위한 면역관문(Immune checkpoint) 단백질을 스스로 만드는 방식으로 면역계를 속이면서 지속적으로 생존하고 성장하는 특징을 보입니다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위하여 면역관문 단백질을 억제시켜 암세포에 대한 면역반응을 활성화시키는 면역관문억제제 (Immune checkpoint inhibitor)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 그 중 가장 대표적인 PD-1 억제제는 PD-1과 PD-L1 결합을 방해하여 T cell 활성화시키는 기전을 보여주고 있습니다. |
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그림 4. 종양 미세 환경 내에서 유방암세포(녹색) 성장에 따른 수지상 세포(파란색)의 종양 침윤과 T cell(빨간색)의 변화 |
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그림 4는 DSC를 이식한 동물모델에 4T-1 암세포(녹색)를 접종한 이후, anti-PD-1 약물을 투여한 후 종양 미세 환경 내 면역반응을 10일간 관찰한 영상입니다. 암세포(녹색) 부위로 수지상 세포(파란색)가 침윤되기 시작하고, 동시에 T cell(빨간색)이 활성화가 시작되는 시점을 파악할 수 있었습니다. 또한 T cell는 영상화 3일차에 활성화가 최대치를 보인 후 신호가 약해졌고, T cell의 활성화를 도와주는 수지상 세포는 영상화 초기부터 10일까지 형광 신호가 지속되는 점을 관찰할 수 있었습니다.
본 연구를 통하여 아이빔테크놀로지는 암세포의 성장에 따라 종양 미세 환경 인자인 T cell과 수지상 세포의 반응기전을 실시간으로 영상화 기법을 제시하였습니다. 이 방법을 통해 면역 항암제가 종양 내 면역세포에 어떠한 영향을 미치는지 자세히 이해할 수 있었으며, 암 치료기전과 잠재적인 임상적 응용 가능성을 제시할 수 있게 되었습니다.
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아이빔테크놀로지는 생체 내 영상 이미징에 특화되어있으며, 어떤 장기이든 세포수준에서의 영상화가 가능합니다. 연구자들이 원하는 장기나 조직에 따라서, 맞춤형으로 이미징이 가능하기 때문에 신약 개발 과정에서의 특히 유용하게 사용될 수 있습니다.
아이빔테크놀로지에 연락하셔서 혁신적인 CRO서비스를 경험해보세요. |
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아이빔의 지난 활동 안내
1.08 싱가폴 NUS 데모 Seminar
1.16-21 일본 면역학회 참가
2.20-23 독일 EMBL 참가
2.26-29 핀란드 University of Helsinki 데모
3.06-11 일본 Jikei University School 데모
3.06 중국 상하이 과학기술대학 Seminar
3.14-16 중국 바이오 차이나 참가
3.18-29 한국 IBS 바이러스연구소 데모
3.18-20 스페인 바이오 유럽 참가
3.28-30 일본 생리학회 참가
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아이빔의 다가오는 참가 예정 행사 안내
4.04-06 미국 APS 2024 참가 예정
4.05-10 미국 AACR 2024 참가 예정
4.17-19 대한 약학회 참가 예정
4.17-20 중국 실험동물학회 참가 예정
5.05-09 미국 ARVO 2024 참가 예정
5.07-11 미국 ASGCT 2024 참가 예정
5.08-10 한국 바이오 코리아 참가 예정
5.23-25 일본 CINP 2024 참가 예정
5.24 한국 비임상시험연구회 참가 예정
5.26-31 WBC 2024 참가예정
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