유세포 측정법은 세균학, 면역학, 전염병, 분자생물학, 종양학, 바이러스학을 포함한 다양한 과학 분야에 걸쳐 응용할 수 있는 매우 다용도 도구이다. 이 응용 프로그램은 최근 수십 년 동안 크게 발전하여 세포 생물학 및 면역 체계 연구가 전례 없는 수준의 세부 정보를 얻을 수 있게 되었습니다. 여기서는 특히 COVID-19 팬데믹의 확산을 줄이기 위해 어떻게 사용되고 있는지와 관련하여 백신 개발 및 바이러스학에서 가장 최신 및 관련 응용 프로그램과 함께 흐름 세포 측정 기술을 논의한다.
유세포 측정법
플로우 사이토 메트리(flow cytometry)는 단일 표적 판독, 다중 매개 변수 분석, 복잡한 하위 집단 표현형 분석 및 세포 신호 분석을 생성하는 응용 프로그램입니다. 플로우 사이토메트리 방법은 레이저를 세포 배양 샘플에 비추는 광원으로 사용하는 것에 의존한다. 샘플에 대한 빛 노출은 산란광 및 형광광의 형태로 신호를 생성한다. 광다이오드 또는 광전자 증배관은 분석을 위해 전기 신호로 변환된 이러한 신호를 등록하기 위한 검출기로 사용된다. 컴퓨터 프로그램은 신호를 분석하고 표준화된 형식으로 데이터를 작성하는 데 사용됩니다. 샘플의 광 산란 또는 형광 특성은 세포 모집단을 정의 및/또는 정제하는 데 사용된다. 유세포측정법은 DNA결합염료, 형광발현단백질, 형광결합항체, 이온인디케이터염료 및 생존성염료와 같은 여러 형광시약을 이용한다. 최근 수십 년 동안 흐름 세포 측정 분석을 실행하는 데 필요한 장비는 상당히 발전했습니다. 다중 레이저를 사용하는 시스템은 이제 일반적입니다. 또한, 비드 분석을 위해 개발된 96-웰 로더가 있는 시스템과 같이 많은 다양한 플로우 세포 측정 시스템이 특정 목적에 맞게 진화했다. 마지막으로, 장비의 발전으로 인해 흐름 세포 측정은 현미경 기술이나 질량 분석법과 같은 다른 보완적인 기술과 결합될 수 있게 되었다. 흐름 세포 측정의 지속적인 발전은 기술에 대한 응용이 있는 다양한 분야를 발전시키는 데 필수적이다. 세균학, 면역학, 전염병, 분자생물학, 종양학, 바이러스학과 같은 분야는 모두 흐름 세포측정 기술을 활용하고 있으며, 흐름 세포측정 기술의 지속적인 발전으로 이익을 얻고 있다. 예를 들어, 암과 전염성 질환에 대한 면역 체계와 그 역할에 대한 연구는 혼합 집단의 표본에서 세포를 동시에 특성화하기 위해 종종 흐름 세포 측정을 사용한다. 이 방법은 혈액, 골수 및 고형 조직에서 추출한 세포 집단을 림프절, 점막 조직, 고형 종양, 비장 등과 같은 단일 세포로 분할할 수 있게 한다. 세포분석을 통해 세포가 추가 분석을 위해 분류될 수 있으며, 이는 암 연구뿐만 아니라 많은 분야에서 매우 중요한 능력이다.
COVID-19와의 싸움에서 유세포 측정법을 사용한다.
COVID-19 팬데믹이 시작되었을 때, 전 세계 연구 팀은 다양한 샘플 유형에서 새로운 바이러스의 존재를 감지하기 위해 효과적이고 신속한 테스트 옵션을 구성해야 한다는 상당한 압력을 받았다. 플로우 사이토메트리 기반 방법은 시장에 처음 출시된 방법의 대체 테스트 방법으로 빠르게 등장했다. 과학자들은 COVID-19 테스트를 만드는 데 플로우 세포 측정이 효과적으로 활용될 수 있다는 것을 입증했다. COVID-19 바이러스는 양성 단일 가닥 RNA의 29-30 kb 체인으로 구성되어 있으며 크기는 70-90 nm에 불과하다. 뎅기열은 40~60 nm로 형광으로 표시된 항체와 자기 나노입자(MNP)를 결합하여 검출할 수 있다. 2020년 말, 뭄바이의 한 연구팀은 COVID-19 입자 표면에 항원 특이적 1차 항체를 표시하고 형광 염료에 접합된 2차 항체를 추가하면서 뎅기 바이러스 검출에 사용되는 방법론을 채택했다.
백신 개발
새로운 COVID-19 테스트 개발 외에도, 플로우 세포 측정은 COVID-19 백신 개발에도 기본이 되었다. 2020년, 캘리포니아에 위치한 라호라 면역연구소(La Jolla Institute for Immunology)의 COVID-19 연구원들은 COVID-19 감염에서 회복된 환자들의 면역 세포 프로파일을 확립하기 위해 플로우 세포 측정 패널을 사용하는 것을 입증하는 긍정적인 결과를 발표했다. 캘리포니아 팀은 CD3+ 세포 주파수가 COVID-19에서 회복된 사람들이 바이러스에 감염되지 않은 사람들에 비해 미미하게 증가했다는 것을 인정했습니다. 그들의 결과는 또한 환자 집단에서 CD19+ 세포 주파수가 약간 감소했다는 것을 보여주었다. 이 증거는 COVID-19 감염이 효과적인 백신 개발의 핵심인 지식인 인간의 면역 반응을 어떻게 활성화시키는지 연구자들이 더 깊이 이해할 수 있도록 하는 중요한 단계였다.
마치며
전반적으로, 플로우 세포 측정은 수십 년 동안 존재해왔지만, 여러 분야에 걸쳐 끊임없이 개발되고 새로운 응용 분야에 활용되고 있는 기술이다. 혈류 세포 측정에 대한 관심은 백신 개발 및 암 연구에서의 사용에 상당한 영향을 미치기 때문에 계속될 것이다.
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