유(流)세포분석기(flow cytometer)는 일정한 체적 내에 존재하는 세포의 종류 및 개체 수 등을 계측하는 장비로써 생체에서 추출한 유액상태(혈액 또는 림프액)의 세포를 모세관(micro-channel)을 통과시킬 때 발생하는 산란 및 형광 빛을 이용하여 계측한다. 유세포 분석기는 신약의 투석 후 세포수의 증감, 암세포의 전이 및 세포주기의 분석 등을 연구하는 데 사용되며 현재 Becton-Dickinson's 등에서 상용화된 제품을 생산 판매하고 있으며, 계측을 위해서는 생체에서 세포를 추출해야 한다는 단점을 가지고 있다. Harvard 의과대학에서 최근에 개발한 생체 유세포분석기(In vivo Flow Cytometer)는 생체에서 세포를 추출하지 않고 세포의 수를 계측할 수 있다[1]. 레이저가 혈관의 특정한 부위에 조사되고 있고, 이곳을 세포가 통과하면서 발생하는 형광을 계측함으로써 주어진 시간 동안 특정세포군이 얼마나 지나가는 지를 계측할 수 있는 장비이다. 본 특별기사에서는 혈류 가시화 분야의 독자를 위해 최근에 "Optics Express"에 "In vivo imaging flow cytometer"라는 제목으로 최근에 개제된 논문의 내용을 하여 소개한다[2].
남해의 광양만과 진해만에 서식하는 자연산 참굴의 건강성 평가를 위해 세포성 면역을 담당하는 혈구의 기능들을 유세포 분석기와 Neutral Red Retention(NRR) assay를 이용하여 신속, 정확하게 측정하였다. 광양만과 진해만의 안쪽과 바깥쪽에 서식하는 자연산 참굴의 혈구를 유세포 분석기를 이용하여 형태학적 특성에 따라 혈구의 종류를 분류하고, 혈구 종류별 수, 사멸률, DNA 손상도, 식세포능을 측정하였다. 또한 NRR assay를 이용하여 혈구의 lysosomal membrane stability를 측정하였다. 참굴의 혈구는 granulocytes, hyalinocytes, blast-like cells의 세 가지 종류로 분류되었다. 조사 지역 간의 혈구의 수, 사멸률, DNA 손상도는 유의적 차이가 없었지만, 식세포율과 lysosomal membrane stability와 같은 면역 관련 기능들은 유의적 차이가 있었다. 진해만은 내만과 외만 지역에 서식하는 참굴의 혈구 면역인자들 간에는 유의적 차이가 관찰되지 않았다. 이에 반해, 광양만에 서식하는 참굴은 내만 지역의 섬진대교가 외만 지역의 평산리 지역에 서식하는 참굴보다 낮은 식세포율과 낮은 lysosomal membrane stability를 보여 면역력이 저하되어 있는 것으로 추정된다. 하지만, 해양환경 변화와 시료의 면역력과의 상관관계를 이해하기 위해서는 조사지역의 환경적 특성이나 오염정도, 그리고 시료 내의 오염물질 축적량 등의 객관적인 분석 결과와의 종합적인 고찰이 필요할 것이다. 유세포 분석기와 NRR assay를 이용한 참굴 혈구 집단의 형태 변화 및 면역능 측정 기술은 시료의 전처리 없이 빠른 시간 내에 세포의 특성을 분석할 수 있는 유용한 분석 tool로 활용될 수 있음을 확인하였다.
일산화질소 (NO) 는 면역계에서 세포내 외의 신호전달에 관여하는 물질로 생물의 생리적, 병리학적 기작을 조절한다. 본 연구는 바지락 혈구의 NO 농도 측정을 위해 4,5-diaminofluorescein diacetate (DAF-2 DA) 를 이용한 DAF assay의 적용이 가능한지 확인하고자 화상분석법, 형광흡광도 측정법 및 유세포분석 기법 등을 이용하였다. 연구결과 인위적인 바지락 혈구의 NO 생성을 위해 L-arginine을 첨가한 경우 대조구에 비하여 NO 생성이 유의적으로 증가하였고, 반대로 NO 저해제인 L-NAME를 첨가한 경우 NO 생성은 급격히 감소하였다. 이러한 결과는 본 조사에 이용된 화상분석법, 형광흡광도 측정법 및 유세포분석 기법 등 모든 조사 방법에서 동일하게 확인되었다. 특히 3가지 측정 방법 중 유세포 분석법은 측정의 신속성, 신뢰성 및 정확성을 담보할 수 있는 유용한 방법으로 판단된다. 따라서 유세포 분석기를 이용한 NO 측정은 향후 바지락의 생리적 병리적 특성을 확인하는데 유용한 마커로써 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
유세포분석기, 형광현미경 계수법과 현재 주로 활용하는 숙주감염에 의한 용균반검사법에 의한 박테리오파지를 계수하는 방법을 Weissella cibaria 박테리오파지로 비교 연구하였다. 상관관계 분석은 피어슨 상관 통계분석, 회귀분석, 차이검정등으로 하였다. 12개의 시료로 유세포분석기와 용균반검사에 의한 계수법을 비교한 결과는 피어슨 분석으로는 96.7%의 상관관계(상관값 r=0.967, $R^2=0.9352$)와 차이검정은 1.063을 보였다. 형광현미경과 용균반검사에 의한 계수법 비교결과는 피어슨 분석으로는 99.0% (상관값 r=0.990, $R^2=0.9811$) 상관관계와 차이검정은 1.605이였다. 그러므로 유세포분석기와 형광현미경 계수법은 용균반검사 계수법과 같이 W. cibaria 박테리오파지 계수에 적합할 것으로 사료된다.
이 연구의 목적은 발치한 매복 과잉치에서 얻은 치수 유래 세포의 줄기세포 특성을 유세포 분석을 통해 알아보는 것이다. 15명의 환자로부터 채취한 정중 과잉치의 치수 세포를 계대 배양하였고, 3계대와 10계대 세포들을 유세포 분석을 이용하여 분석하였다. 간엽성 줄기세포 표지자 관찰에 사용된 항체 표지자(CD)는 양성 표지자로는 CD 73, CD 90, 그리고STRO-1 와 음성 표지자로는 CD 34, CD 45 이었다. 3계대에서 CD 73, CD 90은 각각 94.82%, 98.86%의 양성반응을, CD 34, CD 45는 각각 2.25%, 2.52%로 음성 반응을 보였으며, STRO-1은 20.93%를 나타냈다. 10계대에서는 CD 73, CD 90은 각각 96.62%, 98.61%의 발현을 보였지만, CD 34, CD 45는 각각 3.86%, 4.14%를 나타냈다. STRO-1은 35.62%로 발현되었다. 이상의 결과에서 과잉치 치수 유래 세포는 간엽성 줄기세포의 특성을 가지며, 3계대와 10계대 모두에서 간엽성 줄기세포의 특성을 유지하고 있다고 사료된다. 이에 빠른 성장 속도와 늦은 계대까지 유지되는 줄기세포능을 고려할 때, 치아 유래 줄기세포의 공여부로서 매복 과잉치의 충분한 활용 가능성을 확인하였다.
세대기간이 긴 임목에 있어 3배체는 바이오매스 생산과 분자생물학적 연구 분야에서 매우 유용한 연구재료이다. 1970년대 육성된 현사시나무 4배체와 일반 2배체 간의 인공교배를 통해 3배체가 육성되었다. 유세포 분석법을 이용해 이들 $F_1$의 배수성을 확인한 결과 14개체 중 10개체가 3배체로 선발되었다. 그 가운데 3계통의 3배체(Line-1, Line-17, Line-18)는 기내배양시 2배체에 비해 잎이 크고, 엽형이 다소 변형된 형태적 특징이 있었다. 특히 'Line-18'은 줄기가 2배체에 비해 굵었으며, 뿌리 생육에 있어서 발근이 더뎠고 뿌리수도 다른 3배체나 2배체에 비해 적은 특징을 보였다. 그러나 순화율은 모두 100%에 달하였다. 본 연구결과는 3배체 현사시나무가 바이오매스 생산 및 형질전환 연구를 위한 좋은 재료가 될 수 있음을 보여주는 결과이며, 또한 유세포 분석법이 배수체 육종시 배수체를 확인하는데 효율적인 방법임을 시사한다.
반복되는 흉막염 및 폐렴을 주소로 내원한 30세 남자환자에서 경기관지 폐생검과 흉수내 림프구에 대한 유세포 분석 및 T세포 수용체 유전자 재배열 분석을 실시하였다. 경기관지 폐생검 조직의 연역조직화학 염색상 대부분의 림프구가 T세포 표식자인 UCHLl 에 대해 강하게 염색되었고, B세포 표식자인 L26에 대해서는 거의 염색되지 않았다. 흉수에서 추출한 림프구의 유세포 분석상 CD3양성 CD2양성인 T림프구가 대부분이었고, 이들 림프구에 대해 중합효소연쇄반응을 이용한 T세포 수용체 유전자 재배열 분석을 하였더니 $TCR{\gamma}$ 유전자 재배열과 클론성을 관찰할 수 있었다. T세포 원발성 폐림프종으로 진단하였고, 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
혈관면역모세포성 T세포 림프종(AITL)은 성숙 T follicular helper cells의 림프증식성 질환이다. 80세 여성의 골수에서 비정형 림프구가 관찰되었고 B세포에 대한 유세포검사에서 CD19+, CD20-, CD22- 및 lambda 경쇄 restriction과 같은 비정상 표현형이 관찰되었다. 처음에는 유세포검사에서 관찰된 비정상 B세포에 대해 B세포 림프종을 의심하였다. 그러나 환자는 골수를 침범한 AITL로 진단되었다. 유세포검사의 재분석에서 소수의 비정상 T세포 군집을 발견했다. 표면 lambda 경쇄 restriction은 비특이적 결합으로 생각되었다. EBV 양성 T세포 림프종 환자에서 형질세포와 유사한 면역표현형을 가진 B세포가 관찰될 수 있다. 이러한 비정상 B세포 혹은 형질세포의 증식이 기저에 존재하는 T세포 림프종을 가릴 수 있다. 정확한 진단을 위해서는 통합적인 접근이 필요할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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