마우스의 배가 장기에 변화되는 과정을 영상화하는 것에 성공

마우스의 배가 장기에 변화되는 과정을 영상화하는 것에 성공

ES세포나 IPS세포 등 발견으로, 세포로부터 장기를 만드는 연구가 왕성합니다. 그러한 가운데, 수정후에 세포가 분화되어서 배가 장기에 변화되는 과정을 영상화하는 「Adaptive light-sheet microscopy」라고 하는 기술이 나타났습니다.

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31243-1

수정후에 초기의 세포가 어떻게 분화되어 가는 것일지를 이해하는 것은, 간세포를 사용해서 특정한 장기를 만들어내는 재생 의료 등에 응용이 기대되기 때문 중요합니다. 그래서, 세포가 분화되어 가는 모양을 이미지화하는 기술이 오랫동안 연구되어 왔습니다. "Howard Hughes Medical Institute" Keller and Janelia 박사팀은, 이미 2008년에 제브라피쉬에 대해서, 2014년에 파리에 대해서 각각 배가 분화되는 모양을 촬영하는 것을 성공했습니다. 그러나, 이 생물의 배는 단순해서 밖에서 관찰하기 쉬운 것도 있었던 것에 대해서, 포유류 세포분화를 촬영하는 것은 곤란합니다.

마우스의 배 경우, 처음부터 실험실에서 배를 죽게 할 일 없이 성장시키는 것 자체가 어려울뿐만 아니라, 수정으로 48시간으로 초기 기관형성이 시작되는등, 파리와 비교하면 성장 속도가 빠르기 때문, 성장하는 과정을 촬영하는 것은 곤란했습니다. 또, 배는 성장에 따라 끊임없이 움직여서 위치가 변하므로, 수동으로 계속해서 배에 포커스하는 것을 불가능했습니다.

이 어려운 문제를 공략하기 위해서 개발된 것이 「Adaptive light-sheet microscopy」라고 불리는 특별한 현미경입니다. 마우스의 배가 빛에 민감하기 때문, 빛을 셧아웃 할 수 있고, 기압이나 온도를 정확하게 제어하면서 멸균 처리를 가능합니다.

게다가, 계속해서 움직이는 배를 세포 수준으로 계속해서 쫓기 때문, 기계학습에 의한 화상인식기술을 받아들인 성장 예상 알고리즘이 채용된 큰 특징이 있습니다.

Adaptive light-sheet microscopy에 의해, 세포가 장기가 될 때까지의 과정을 영상화

Adaptive light-sheet microscopy로 작성된 영상은, 세포가 계속해서 분열되어 성장하는 배가 완전히 캡쳐되었습니다. 또, 마우스의 배는 1주일안에 6만개나 세포에 갈라집니다.

Adaptive light-sheet microscopy에 의해, 수정해서 6일반∼8일반에서 시작되는 세포분화에 있어서 가장 중요한 48시간을 영상으로 확인할 수 있게 되었습니다.

Howard Hughes Medical Institute는, Adaptive light-sheet microscopy를 다른 과학자들도 이용해도 좋다고 허가할 방침입니다. Adaptive light-sheet microscopy에 의해, 세포가 어떻게 장기에 진화해가는 것일지, 메커니즘의 연구가 진보하는 것을 기대하고 싶습니다.