_{회흐스트 405, CPCA-GFAP 488, FOX3/NeuN 594, RPCA-Iba1 647 및 NF-H 공액 750으로 염색된 쥐의 뇌.}

공간 생물학은 조직 내 각 세포의 수량과 공간 정보에 관한 상세한 연구를 지원하며 바이오의학 연구를 혁신해 왔습니다. 격리된 세포를 분석하는 전통적인 시퀀싱 방법과 다르게, 공간 생물학은 조직 구조를 보존하는 고급 이미징 기법과 더불어 공간 전사체학, 단백질체학, 대사체학을 포함한 다중체학 접근 방식을 취합니다.

이러한 혁신은 세포 상호작용, 질병 병리학, 조직 이질성에 대한 심도 깊은 이해를 촉진합니다. 다중체학과 공간 이미징의 통합은 새로운 바이오마커의 식별, 복잡한 미세 환경의 특성 분석, 질병 진행 추적을 통해 종양학, 신경과학, 면역학과 같은 분야를 상당한 수준으로 발전시켰습니다.

기술적 발전이 계속됨에 따라 공간 생물학은 진단 향상 및 치료적 개입 맞춤화를 통해 정밀 의학을 발전시키는 데 중추적 역할을 할 것으로 기대됩니다.

Evident는 이 인터뷰에서 Laura Lleras 박사와 공간 생물학에서 첨단 이미징이 수행하는 역할에 대한 대화를 나눠 보았습니다. 이 글을 계속 읽고 고처리량 이미징 도구가 연구, 신약개발, 임상 응용 분야의 미래에 어떤 영향을 미치고 있는지 알아보세요.

Rebecca: 오늘은 공간 생물학에 대해 알아보려고 합니다. 공간 생물학은 세포 수준에서 질병을 이해하는 방식을 혁신하고 있는 분야입니다. 또한 이러한 혁신을 진행할 때 SLIDEVIEW^™ VS200 슬라이드 스캐너 와 같은 고처리량 이미징 기술이 수행하는 중요한 역할에 대해서도 살펴보겠습니다. Laura Lleras 박사님께서 나오셨습니다. Evident에서 제품 마케팅 관리자로 일하고 계시죠. Lleras 박사님, 어서 오세요! 전체적인 설명부터 시작해 보죠. 공간 생물학이란 무엇인가요? 그리고 공간 생물학이 왜 매우 획기적인 분야인가요?

Lleras 박사: 감사합니다! 이 주제를 논의할 수 있어 매우 기쁩니다. 공간 생물학은 생명 과학 분야에서 가장 흥미롭고 획기적인 최신 성과 중 하나입니다. 수십 년 동안, 분자 및 세포 생물학은 격리된 세포 분석에 치중해 왔습니다. 조직 내 공간 구성을 고려하지 않고 한 번에 하나의 유전자나 하나의 단백질만을 연구하는 것이죠. 이러한 방법을 통해 의미 있는 발견을 이룰 수 있었지만, 이 방법은 생물학의 중요한 측면을 간과합니다. 어떤 작용이 어디에서 일어나느냐는 그 작용 자체만큼 중요하다는 점 말입니다.

공간 생물학은 이 문제를 해결합니다. 연구자는 원래의 조직 환경 내에서 생체 분자를 시각화하고 분석하기 때문에 세포의 위치 정보를 보존할 수 있습니다. 이러한 방식은 세포 간 상호작용과 조직 구조가 질병 진행에 있어 중추적 역할을 하는 암, 신경퇴행성 장애, 대사 질환, 심혈관 질환, 자가면역 질환과 같은 질병에서 특히 중요합니다. 이러한 연구 방식은 재생 연구에서도 중요합니다. 예를 들면, Van Beijnum et al(Van Beijnum 및 기타 저자)의 2023년 논문¹에서는 공간 전사체학을 사용하여 공간과 시간 내에서 재생 프로세스를 정확하게 확인할 수 있었습니다.

이제 공간 생물학으로 유전자 발현, 단백질 활성, 세포 상호작용을 매우 정밀하게 매핑할 수 있습니다. 이를 통해 연구자와 임상 전문가는 새로운 바이오마커를 찾고, 질병 진행을 예측하고 표적 치료법을 개발할 수 있습니다.

_{생쥐 비장. 샘플 제공자: Kromnigon. SLIDEVIEW VS200 슬라이드 스캐너를 사용하여 캡처한 이미지. SpectraSplit 7 필터 세트(Komnigon) 및 Novem 광원(Excelitas) 사용. 작성자 Eric Stellamans.}

공간 생물학에서 이미징의 역할

Rebecca: 매우 흥미롭네요! 그러면 이미징은 공간 생물학과 어떤 관련이 있나요?

Lleras 박사: 이미징은 공간 생물학의 뼈대입니다. 첨단 이미징 기술 없이는 분자 수준에서 조직 구성을 분석하는 데 사용되는 고해상도 공간 맵을 캡처할 수 없습니다.

RNA 시퀀싱 또는 웨스턴 블롯과 같은 전통적인 분자 기법은 유전자와 단백질 발현에 대한 정보를 제공하지만 모든 공간 정보가 제거됩니다.

반대로 이미징 기술을 사용하면

• 온전한 조직 내에서 분자의 상호작용을 시각화하고,
• 세포 관계와 미세 환경을 보존하고,
• 멀티플렉싱된 이미지를 생성하여 다수의 바이오마커가 동일한 샘플 내에서 상호작용하는 방식을 파악할 수 있습니다.

공간 생물학 분야에서 고처리량 이미징을 수행할 때 수반되는 어려움

Rebecca: 공간 생물학을 위한 이미징 수행 시 가장 큰 어려움은 무엇인가요? 특히 고처리량 응용 분야에서요.

Lleras 박사: 좋은 질문이네요. 공간 생물학은 매우 강력한 방법을 제공하는 만큼 데이터 수집, 처리, 분석 시 상당한 어려움이 따릅니다.

주된 어려움은 다음과 같습니다.

1. 거대한 양의 데이터: 고해상도 공간 이미징은 실험당 수 테라바이트의 데이터를 생성하므로 고급 스토리지와 컴퓨팅 인프라가 필요합니다.
2. 표준화 및 재현성: 실험실마다 이미징 조건이 다를 수 있으므로 결과를 비교하기가 어렵습니다. AI 기반 자동 스캔은 이 문제를 해결하는 데 도움을 줍니다.
3. 반비례 관계에 있는 속도와 해상도: 대규모 연구의 경우 연구자는 이미지 품질을 저하시키기 않고 빠른 이미징을 수행할 수 있어야 합니다.
4. 데이터 분석: 이미징 시스템이 생성한 대규모 데이터 세트를 분석하거나 이러한 분석을 자동화하려면 생물정보학자와의 협업이 필요합니다. 이러한 이유로 VS200 슬라이드 스캐너와 같은 고처리량 이미징 솔루션은 게임의 판도를 바꾸는 솔루션입니다.

_{SLIDEVIEW VS200 범용 전체 슬라이드 이미징 스캐너}

공간 생물학을 위한 이미징을 최적화하는 VS200

Rebecca: SLIDEVIEW VS200 슬라이드 스캐너는 공간 생물학 연구에서 널리 사용되고 있습니다. 이 슬라이드 스캐너가 공간 생물학 분야에 매우 효과적인 이유는 무엇인가요?

Lleras 박사: VS200 슬라이드 스캐너는 속도, 품질, 자동화를 모두 제공하여 고처리량 공간 생물학의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

VS200의 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 고속, 고처리량 이미징: 이 시스템은 몇 분만에 전체 조직에 대한 다채널 이미지를 20배로 획득할 수 있습니다. 또한, 한 번의 실행으로 최대 210개의 슬라이드를 스캔할 수 있으므로 대규모 연구에 이상적입니다.
• 숙련도에 상관없이 모든 사용자에게 우수한 경험 선사: 이 시스템에는 고도로 자동화된 워크플로를 따르는 직관적인 소프트웨어가 설치되어 있습니다. 그뿐만 아니라, 맞춤화된 이미징 요구 사항을 충족하는 다양한 옵션을 제공합니다.
• 멀티플렉싱 스캔 모드: 이 시스템은 다양한 이미징 반복을 통해 얻은 다중 형광 채널을 참조 채널과 비교하여 조정하므로 정밀한 바이오마커 공동 위치 관찰이 가능합니다.
• 원활한 데이터 통합: 다양한 분석 도구로 사용할 수 있는 다수의 형식을 지원합니다.

_{VS200 슬라이드 스캐너를 사용하여 20배율로 이미징한 폐 조직 다음 마커를 사용하여 Ultivue PD-L1 멀티플렉싱 키트로 염색한 샘플: DAPI(핵 대조염색), FITC(CD8), TRITC(CD68), Cy5(PD-L1) 및 Cy7(panCK). 이미지 데이터 제공: Ultivue, Inc.}

연구 및 의학 분야 공간 생물학의 미래

Rebecca: 향후 몇 년간 공간 생물학이 어느 방향으로 발전될 거라고 보시나요?

Lleras 박사: 공간 생물학은 연구 분야에서 임상 응용 분야로 빠르게 이동하고 있습니다. 현재는 연구 실험실과 신약개발 분야에서 사용되고 있지만, 임상 분야에서도 사용되기 시작했습니다.

공간 생물학은 미래에 다음과 같이 활용될 것입니다.

• 임상 진단: 공간 인사이트는 곧 일상적인 암 진단 및 정밀 의학에 활용될 것입니다. 따라서 더욱 표적화된 효과적인 치료가 가능할 것입니다.
• AI 기반 분석: 자가 학습 알고리즘이 바이오마커 감지를 자동화하여 더 빠르고 정확한 질병 식별이 가능해질 것입니다.
• 다중체학 통합: 공간 전사체학, 단백질체학, 대사체학을 함께 활용하여 질병 기전을 더욱 전체적인 관점에서 파악할 수 있습니다.

공간 생물학이 발전됨에 따라 SLIDEVIEW VS200 슬라이드 스캐너와 같은 도구가 복잡한 이미징 데이터를 활용 가능한 인사이트로 전환하는 데 핵심적 역할을 수행할 것입니다.

Evident의 웨비나 공간 전사체학을 활용한 종양 확산 연구 를 확인하여 Amin El-Heliebi 박사가 대장암 전이를 이해하기 위해 공간 전사체학과 SLIDEVIEW VS200 슬라이드 스캐너를 어떻게 활용하고 있는지에 관한 예를 살펴보세요.

Rebecca: Lleras 박사님, 정말 알찬 시간이었습니다. 공간 생물학과 이미징에 대한 전문 지식을 공유해 주셔서 감사합니다!

Lleras 박사: 저도 즐거웠습니다! 공간 생물학이 앞으로 바이오의학 연구와 의학 분야를 어떻게 혁신하게 될지 기대가 큽니다.

주요 내용

• 공간 생물학은 세포가 조직 내에서 상호작용하는 방식을 드러냄으로써 생명 과학 분야를 혁신하고 있습니다.
• 분자 수준에서 공간적 관계를 캡처하는 데 첨단 이미징이 매우 중요한 역할을 수행합니다.
• SLIDEVIEW VS200 슬라이드 스캐너와 같은 고처리량 이미징 솔루션은 공간 생물학 연구 분야에서 속도, 정확성, 자동화를 최적화합니다.
• 밝은 미래가 기다리고 있습니다! 공간 생물학은 곧 임상 워크플로에 통합되어 진단 및 맞춤 의학을 향상시킬 것입니다.

Evident의 최첨단 슬라이드 스캐너에 대해 더 알아보고 싶으신가요? SLIDEVIEW VS200 페이지를 둘러보고 데모를 요청하여 실제 활용 사례를 확인해 보세요.

인터뷰 인물 소개

Laura Lleras Forero 박사

제품 마케팅 관리자, 생명 과학 연구, EMEA

킹스 칼리지 런던(King's College London)에서 생물학을 공부하고 박사 학위를 취득한 Laura Lleras Forero 박사는 우수한 학력을 바탕으로 Evident의 EMEA 지역에서 제품 마케팅 매니저로 성공적으로 근무해 왔습니다. 10년 이상의 직장 경력을 보유한 그녀는 2021년부터 Evident에서 근무했으며 그 동안 SLIDEVIEW™ VS200 연구 슬라이드 스캐너와 APEXVIEW™ APX100 벤치톱 형광 현미경 등 고급 세포 배양 현미경 솔루션을 지원하는 데 핵심적인 역할을 수행해 왔습니다.

참고 문헌

1. Van Beijnum, H., et al. 2023. "Spatial Transcriptomics Reveals Asymmetric Cellular Responses to Injury in the Regenerating Spiny Mouse (Acomys) Ear." Genome Research 33: 1424–1437.