ECLIPSE Ji

자신을 소개해 주시고, 전문 분야와 연구 주제에 대해 설명해 주시겠어요?

저는 벨기에 몽스 대학교의 실뱅 가브리엘 교수입니다. 현재 본교 생명과학연구소(Research Institute for Biosciences) 소속 SYMBIOSE 연구실을 이끌고 있으며, AdHuCell 플랫폼을 공동으로 운영하고 있습니다. 저희 연구는 기계생물학, 특히 기계적 힘이 세포의 행동을 어떻게 형성하는지에 초점을 맞추고 있습니다. 저희는 세포가 기질의 강성, 제한, 곡률과 같은 물리적 신호를 어떻게 감지하고, 이에 적응하며, 그 기억을 유지하는지 연구합니다. 이러한 질문을 해결하기 위해, 저희는 첨단 생체재료, 공학적으로 설계된 3D 마이크로시스템, 고해상도 이미징 기술을 결합합니다. 이러한 통합적인 접근 방식을 통해, 기계적 상호작용이 조직 형태 형성, 암 침습, 재생과 같은 주요 생물학적 과정을 어떻게 조절하는지 규명할 수 있습니다.

ECLIPSE Ji를 처음 사용했을 때 어떤 구체적인 특징이 특히 눈에 띄었나요?

먼저, 스마트 자동화 기능입니다. 이 시스템은 시료를 감지하고, 조명과 초점을 조정하며, 단 몇 초 만에 이미징 조건을 최적화할 수 있습니다.

이 시스템은 놀라울 정도로 직관적이어서, 학생과 연구자들이 기기 설정에 신경 쓰기보다 실험 자체에 집중할 수 있게 해줍니다. 또한 이 시스템이 제공하는 유연성도 큰 장점입니다. 사용자는 ‘스마트 어세이(Smart Assays)’를 활용해 완전 자동 모드로 작동할 수도 있고, 더 정밀한 제어가 필요할 때는 고급 AX 공초점 이미징 모드로 원활하게 전환할 수도 있습니다.

ECLIPSE Ji는 귀하의 기계생물학 연구에 어떤 기여를 했거나, 연구를 어떻게 발전시켰습니까?

이는 3D 세포 행동의 포착 및 분석 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다. 넓은 시야를 제공하는 공초점 모드를 활용하면, 액틴 배열이나 핵 변형과 같은 미세한 구조까지 선명하게 포착하면서도 미세 조직 전체나 이동 중인 세포 집단을 영상화할 수 있습니다. 이러한 멀티스케일 분석 능력은 세포 수준의 구조와 조직 수준의 역학을 연결하는 데 필수적이며, 이는 우리 연구의 핵심을 이룹니다.

교수님의 연구실에서 ECLIPSE Ji를 통해 가장 큰 효과를 본 응용 분야나 실험은 무엇입니까?

유방암 구형체의 역학 및 소형 세포 군집의 제한된 이동에 관한 우리의 최근 연구는 이 시스템 덕분에 특히 큰 성과를 거두었습니다.

예를 들어, 이제 우리는 구형체의 크기나 기계적 응력 하에서의 변형에 따른 세포골격 재구성을 추적할 수 있을 뿐만 아니라, 이전에는 수집하는 데 너무 많은 시간이 소요되었던 고내용 데이터셋을 생성할 수 있게 되었습니다.

이 현미경을 사용하기 시작한 이후 재현성이나 데이터 일관성 측면에서 개선된 점이 있었나요?

자동화 및 사전 정의된 영상 촬영 프로토콜을 통해 모든 사용자가 일관된 조건에서 데이터를 수집할 수 있게 되어, 세션 간 및 조작자 간의 변동성을 최소화합니다. 이는 특히 과거에는 조도나 초점의 미세한 차이가 결과에 영향을 미치던 장기간 3D 배양 실험에서, 데이터 세트의 재현성과 일관성을 크게 향상시켰습니다. 예를 들어, 이제 우리는 γH2AX 염색과 “스마트 어세이(Smart Assays)”를 결합하여 DNA 손상에 대한 보다 견고하고 신뢰할 수 있는 측정 결과를 얻고 있습니다.

ECLIPSE Ji와 AX 공초점 시스템의 호환성이 3D 배양 또는 생체공학 마이크로시스템 연구 능력을 향상시켰습니까? 그렇다면, 어떤 면에서 그렇습니까?

물론입니다. Ji-AX는 당사의 AX 공초점 시스템 및 고배율 실리콘 이멀젼 대물렌즈와 완벽하게 연동됩니다. 최근 저희는 이 장비를 활용하여 제한된 공간에서의 세포 이동 중 액틴 코르텍스가 기계적 기억의 안정화에 어떻게 기여하는지 조사했습니다. 현재는 AX 공초점 모드에서 Ji의 성능을 활용하여, 건강한 세포와 종양 세포로 구성된 곡선형 상피 조직 및 유방 스페로이드 내에서 세포 간 상호작용과 복잡한 세포골격 구조를 연구하고 있습니다. Ji를 이용한 신속한 이미징부터 고해상도 AX 공초점 촬영에 이르는 이 워크플로를 통해, 저희는 동일한 생물학적 과정을 다양한 규모에 걸쳐 조사할 수 있게 되었습니다.

AX 공초점 시스템을 탑재한 ECLIPSE Ji는 이전에 사용하셨던 시스템에 비해 연구 워크플로우나 결과의 품질을 어떤 면에서 개선해 주었나요? 

이 시스템을 통해 이전에는 볼 수 없었던 세부 사항을 포착할 수 있었던 실험 사례를 하나 들어주실 수 있나요?

ECLIPSE Ji-AX는 저희의 워크플로우를 획기적으로 가속화하고 간소화했습니다. 이 장비의 자동화 기능과 고성능 공초점 이미징 기술이 결합되어, 뛰어난 이미지 품질을 유지하면서도 시료 분석부터 결과 도출까지의 과정을 훨씬 더 빠르게 진행할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 유방 종양 스페로이드를 연구할 때, 이제 액틴 코르텍스의 구조를 명확히 파악하고, 변형이나 제한된 이동 과정에서 발생하는 미세한 세포골격 재편성을 감지할 수 있게 되었습니다. 이는 기존 시스템으로는 포착하기 매우 어려웠던 세부 사항입니다. 이는 기계적 힘과 세포 내 구조적 변화를 연결 짓는 데 있어 중요한 진전을 의미합니다.

ECLIPSE Ji에 대해 팀이나 협력자들로부터 어떤 피드백을 받으셨나요?

반응은 매우 긍정적이었습니다. 연구실 구성원 모두가 Ji가 얼마나 직관적이고 사용하기 쉬운지 높이 평가하고 있으며, 신입 박사 과정생들조차 최소한의 교육만으로도 논문 게재 수준의 이미지를 생성할 수 있습니다. 또한 공동 연구자들도 결과의 속도, 재현성, 일관성에 깊은 인상을 받았으며, 특히 2D 배양, 스페로이드 및 오르가노이드를 대상으로 한 비교 연구에서 그 효과가 두드러졌습니다. 전반적으로 Ji는 우리 영상 시설에서 가장 널리 사용되는 장비 중 하나로 빠르게 자리 잡았습니다.

앞으로의 목표와 전망에 대해 말씀해 주시겠습니까?

저희의 목표 중 하나는 3차원 종양 스페로이드 및 오르가노이드에서 기계적 기억을 예측할 수 있는 프레임워크를 개발하는 것입니다. 저희는 곡률, 제한 환경, 기계적 응력이 세포골격과 세포핵을 어떻게 동적으로 재구성하는지, 그리고 이러한 변화가 침습적 행동에 어떤 영향을 미치는지 이해하고자 합니다. ECLIPSE Ji-AX를 활용하여 신속한 에피형광 스크리닝과 고해상도 공초점 이미징을 결합함으로써, 동일한 구상체 내에서 조직 규모의 구조와 단일 세포의 기계적 상태를 직접적으로 연관 지을 수 있습니다. 향후 몇 년 동안, 저희는 기계적 이력이 유방암의 전이를 어떻게 유도하는지 규명하기 위한 정량적 플랫폼으로서 3차원 종양 모델을 확립하는 것을 목표로 하고 있습니다.