신경근 접합부(NMJ) – 근육 표본을 위한 조직 염색 및 이미지 분석 서비스
바이오스펙티브는 신경근 접합부의 업계 선도적인 염색 기술을 제공하며, 다중 면역형광 및 신경 분포·탈신경화 이미징 분석을 활용합니다.
Biospective는 신경근접합부 염색 및 분석을 위해 어떤 서비스를 제공하나요?
신경근접합부(NMJ)는 다음과 같은 다양한 신경계 및 근육 질환에서 영향을 받습니다:
- 근위축성 측삭경화증 (ALS)(Verma, 2022)
- 중증근무력증 (Vincent, 2002)
- 샤르코-마리-투스병 (Cipriani, 2018)
- 척수성 근위축증(SMA)(Murray,2010) 및
- 듀셴형 근 이영양증(DMD) (Pratt, 2015)
신경근접합부(NMJ)의 신경 분포 및 신경 분절과 같은 NMJ 특징에 대한 정량적 분석은 특히 ALS 병리 및 기타 신경근 질환 모델에서의 NMJ 병리와 관련하여 질병 진행 및 치료적 개입에 대한 반응을 이해하는 데 매우 중요합니다. Biospective의 저희 팀은 근육 조직 절편에서 NMJ의 다중 면역형광 염색 및 정량적 영상 분석을 위한 강력한 방법을 개발했으며, 여기에는 ALS 신경근접합부 연구를 위한 최적화도 포함됩니다.
바이오스펙티브의 신경근접합부(NMJ) 염색 및 분석 프로세스는 무엇인가요?
신경근접합부(NMJ) 염색 및 분석을 위한 당사의 프로세스
바이오스펙티브에서는 포르말린 고정 근육에서 신경근접합부(NMJ)의 염색 및 분석을 위한 표준화되고 재현성이 매우 높은 다단계 공정을 구현하였습니다:
1. 조직 절편 제작
- 근육을 OCT에 포매한 후 동결하여-80°C에서 보관합니다
- 특수 장비 마이크로톰을 사용하여 고정 동결 조직의 고품질 절편을 생성합니다
- 절편은 염색 과정중 부착을보장하기 위해고성능 유리 슬라이드에 장착됩니다
2. 조직 절편의 다중 면역형광 신경근접합부(NMJ) 염색
- 다음에 대한 다중 염색을 수행합니다:
- 시냅스 전 말단 (SV2A)
- 운동 말단판 (알파-붕가로톡신)
- 신경 분포 축삭 (베타-III-튜불린)
- 일관성과 재현성을 보장하기 위해고처리량 자동 면역조직화학/면역형광 분석 장비를 사용하여 염색을 수행합니다
3. 슬라이드 스캐닝
- 전체 절편은 디지털 슬라이드 스캐너를 사용하여 초고해상도로 디지털화됩니다
- 생성된이미지는 시각화 및 정량 분석에 모두 사용됩니다
4. 이미지 분할, 신경근접합부(NMJ) 정량화 및 NMJ 분석
- 당사의 이미징 과학자들은 시냅스 전 말단(SV2A), 운동 말단판(α-붕가로톡신), 신경 분포 축삭(β-III-튜불린)을 위한 첨단 완전 자동 분할 방법을 개발했습니다.
- 당사의신경근접합부 분석 도구는 고처리량, 낮은 편향도의 신경근접합부 정량화를가능하게 합니다
- 분할된 이미지로부터 다양한 정량적 지표를 도출하여NMJ 형태 및 기능적 상태를 특성화합니다
시료 채취, 준비 및 발송 지침
시료 무결성과 데이터 신뢰성을 보장하기 위한 포괄적인 지원을 제공합니다:
- 시료 채취: 동물은 냉각된 PBS 및/또는 10% 중성 완충 포르말린으로 관류한 후 근육을 신중하게 추출해야 합니다.
- 시료 전처리: 근육 조직은 10% 중성 완충 포르말린으로 간단히 고정시킨 후 급속 냉동 해야 합니다.
- 시료 발송: 시료는 반복적인 동결-해동 주기를 피하기 위해 보온 용기에 드라이 아이스를 넣어 발송해야 합니다 .
신경근접합부 (NMJ)의 주요 구성 요소를 설명하는도식도 . 여기에는 시냅스 전부위 운동뉴런 말단, 시냅스 후부위 운동말단판, 말단 슈반 세포 및 크라노사이트가 포함된다 . 약어: 신경근접합부(NMJ), 아세틸콜린(ACh), 아세틸콜린 수용체(AChR).
신경근 접합부(NMJ)란 무엇인가?
신경근접합부(NMJ)는 운동뉴런과 골격근 섬유 사이의 소통을가능하게 하여 정밀한 근육 수축을 허용하는 특수한 시냅스입니다 . 전기 신호에 반응하여 전시냅스 운동뉴런 말단은 아세틸콜린(ACh)을 방출하며 , 이는 근육막의 운동말단판에 있는 수용체에 결합하여 활동전위를 유발하고 이후 근육 수축을 일으킵니다 .
왜 NMJ를 분석하는가?
- 병리의 초기 부위: 다수의 신경퇴행성 질환에서 운동뉴런 손실보다 먼저 NMJ가 영향을 받습니다(‘사망 후퇴’ 과정).
- 정량적 평가: 전임상 모델에서 신경절단, 재구성 및 치료 반응 모니터링이 가능하다.
- 실험적 접근성: 말초 신체 위치로 인해 강력한 영상 및 분석이 가능하여 시냅스 무결성에 대한 고해상도 평가를 용이하게 합니다.
본 영상에서는 신경근접합부(NMJ) 염색 및 분석 서비스의 개요를 제공합니다. 또한 ALS 마우스 모델에서 신경근접합부 탈신경화(denervation)를 보여주는 예시를 포함하여, 당사 서비스가 신경퇴행 측정, 질병 진행 모니터링, 그리고 전임상 연구에서 잠재적 치료법 평가에 어떻게 활용될 수 있는지 시연합니다.
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동물 모델에서 신경근접합부(NMJ) 분석의 가치는 무엇인가?
NMJ는 다양한 신경근 질환에서 신경 분포 변화, 형태학적 변화 및 퇴화에 매우 민감하게 반응합니다. 동물 모델에서의 NMJ 분석은 연구자들이 질병 진행을 모니터링하고 전임상 연구에서 실험적 치료제의 효능을 평가할 수 있게 합니다.
검증된 영상 플랫폼, 과학적 전문성 및 풍부한 경험을 바탕으로, 당사는 다양한 모델과 종에 걸쳐 견고하고 재현 가능한 NMJ 정량화를 제공합니다. 여기서는 당사가 신약 치료법 평가에 정기적으로 활용하는 ALS 마우스 모델에서의 NMJ 변화를 중점적으로 소개합니다.
근위축성 측삭 경화증(ALS) 모델 및 ALS 신경근 접합부 병리학
최적의 ALS(또는 운동신경세포질환[MND]) 동물 모델은 다음과 같은 핵심 특징을 나타내야 한다:
- 인간 ALS/MND와 유사한 증상(운동 기능 장애 및 신경근접합부 취약성 포함)
- 병리학적 변화를 종단적으로 연구할 수 있는 진행성 질환 경과
- 질병 진행을 변경하는 중재를 가능하게 하는 질병 수정 효과
- 전임상 연구를 위한 연령에 적합한 동물의 이용 가능성
- 동물 간 변이성이 낮아 집단 간 재현 가능한 결과를 보장
TDP-43ΔNLS (rNLS8) 모델
TDP-43ΔNLS (rNLS8) 모델마우스는 이러한 기준을충족하여 ALS 치료제 개발에 매력적인 시스템입니다. 이 모델은 핵 국소화 신호(NLS)가 결손된 인간 TDP-43을 발현하여 핵 내 유입을 방해하고, 신경세포 내 TDP-43의 세포질 축적을 유발합니다 . 시간이 지남에 따라 이 비정상적으로 국소화된 단백질은 인산화된 TDP-43 응집체를 형성하여 ALS 환자에서관찰되는 주요 병리학적 특징을 재현합니다 .
Biospective에서는 TDP-43 단백질병증의 rNLS8 ALS 마우스 모델에 대해 원본 및 수정 버전을 모두 활용합니다:
- 원본 마우스 모델("Off Dox"): 수 주 내에 급속한 질병 진행
- 바이오스펙티브 마우스 모델("Low Dox"): 수개월에 걸쳐 더 느리고 점진적인 질병 진행
두모델 모두 다음과 같은 진행성 병리를 나타냅니다:
- 운동 뉴런 퇴행 및 국소 뇌 위축
- 세포질 내 TDP-43 축적 및 인산화 TDP-43 응집체
- 운동 기능 장애
- 뇌, 척수 및 신경근 접합부(NMJ) 병리
자세한 내용은 리소스를 참조하십시오:
ALS의 TDP-43ΔNLS (rNLS8) 마우스 모델에서 신경근접합부(NMJ)는 어떻게 영향을 받는가?
바이오스펙티브의 연구 과학자들은 TDP-43 트랜스제닉 마우스 모델에서 신경근접합부(NMJ) 무결성과 탈신경화를 엄격하게 평가했습니다. 본 연구는 모델 유도 8주 후 tTA 대조군 마우스와 "저도크시플루오렌(Low Dox)" rNLS8 마우스를 비교했습니다.
본 연구는 다음을 입증하였습니다:
- SV2A/α-붕가로톡신 공동 국소화의 현저한 감소, 이는 신경근접합부(NMJ)의 신경절제를 나타냄
- 총 축삭 투사 감소
- ALS 유사 시냅스 병리를 반영하는 단순화된 전시냅스 구조
이러한 결과는 신경근접합부에서의 진행성 시냅스 기능 장애를 강조하며, ALS에서 신경근접합부 보존을 목표로 하는 치료적 개입의 전임상 평가를 위한 본 마우스 모델의 활용 가능성을 뒷받침한다.
아래 "이미지 인터랙티브"에서 Biospective의 "Low Dox" TDP-43ΔNLS (rNLS8) 마우스 모델과 대조군 마우스의 근육 조직에 대한 고해상도 다중 면역형광 절편을포함한 NMJ 분석 결과를 확인할 수 있습니다 .
이미지 좌측 마우스 버튼으로 화면 이동이 가능합니다. 마우스/트랙패드(위/아래) 또는 좌측 상단 +/- 버튼으로 확대/축소가 가능합니다. 우측 상단 제어판에서 채널별 표시/숨김, 색상 변경, 이미지 설정 조정이 가능합니다.
최상의 상호작용 경험을 위해 전체 화면 모드 사용을 권장합니다.
이미지 인터랙티브는 Biospective의 "Low Dox" TDP-43ΔNLS (rNLS8) 마우스 모델과 대조군 조직의 고해상도 다중 면역형광 근육 절편을 특징으로 하는 NMJ 분석 결과를 표시합니다.
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자동화가 결과를 어떻게 개선하나요?
우리는 첨단 고처리량 이미징 및 정량화 플랫폼을 활용한 자동화된 신경근접합부 염색 및 분석 기술을사용합니다 . 이 접근법은 다양한 샘플과 실험 조건에서 신경근접합부 구조와 완전성에 대한 정확하고 재현성 있는 평가를 보장합니다 .
수동 및 자동 신경근접합부 염색 및 분석 비교
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기능 |
수동 |
자동화 |
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염색 일관성 |
항체 배양 시간 변동 및 시약 불균일 분포 |
정밀하게 제어된 시간, 온도 및 시약 적용 |
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처리량 및 효율성 |
시간 소모적이고 분석 가능한 슬라이드 수가 제한적 |
고처리량 염색, 이미징 및 데이터 처리 |
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재현성 |
염색 및 분석 시 작업자에 따른 변동성 |
표준화된 프로토콜 및 알고리즘 기반 NMJ 정량화 |
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데이터 정확도 및 정밀도( |
주관적인 NMJ 평가; 제한된 정량적 정밀도 |
자동화된 분할-위치 지정 및 형태학적 분석 |
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형태학적 프로파일링 |
수동적 NMJ 크기, 형태 및 복잡도 측정 |
NMJ 면적, 둘레, 분기 및 복잡도 지표의 자동 추출 |
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공간 매핑 |
선택된 관심 영역(ROI)으로 제한됨 |
NMJ 분포 및 시냅스 커버리지의 전체 단면 매핑 |
이 표는 염색 일관성, 처리량 및 효율성, 재현성, 데이터 정확성 및 분석 깊이, 형태학적 프로파일링, 공간 매핑 등 주요 기준에 걸쳐 수동 및 자동 신경근 접합부(NMJ) 염색 및 분석을 비교합니다.
마우스 근육에서 자동 염색 및 Biospective에서 개발된 공정을 이용한 이미지 분석을 거친 신경근접합부(NMJ)의 예시 이미지.
신경근접합부(NMJ) 염색 및 정량화 서비스에 대한 견적 요청 또는 연구 요구사항 상담
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