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Human iPSC October Report
신경염증 분석부터 복합 세포 모델 구축까지
Human iPSC-derived Cells를 활용한 신경염증 연구의 중요성
신경염증 연구, Microglia의 활성화만으로 충분히 이해할 수 있을까요?
Human iPSC 유래 세포로 신경염증 신호전달과 세포 활성화를 분석해 보세요.
나아가 Neural Tri-Culture를 통해 세포 간 상호작용까지 연구를 확장해 보세요.
신경염증(Neuroinflammation)은 중추신경계에서 면역 반응과 염증 신호가 활성화되는 현상으로, 알츠하이머병(AD), 파킨슨병(PD), 근위축성 측삭경화증(ALS) 등 다양한 신경퇴행성질환과 밀접하게 연관되어 있습니다. 중추신경계의 주요 면역세포인 Microglia는 조직 항상성 유지에 기여하지만, 지속적이거나 과도한 활성화는 주변 Astrocyte 및 Neuron의 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 신경염증 기전을 이해하려면 Microglia의 활성화와 신호전달뿐 아니라 세포 간 상호작용을 함께 평가할 수 있는 인간 세포 기반 연구 모델이 필요합니다.
이번 리포트에서는 human iPSC 유래 iCell® Microglia를 활용한 high-content imaging 분석, NLRP3 및 TREM2 신호전달 평가, Astrocyte·Neuron과의 tri-culture 연구 사례를 소개합니다.
리포트 주요 주제 (MAJOR TOPICS)
• Human iPSC 기반 신경염증 모델
• TREM2/SYK Signaling
• NLRP3 및 AD 유전자 변이
• Neural Tri-Culture
APPLICATION 01
High-content Imaging으로 분석하는
Microglia 활성화
iCell® Microglia를 활용한 염증 자극 및 세포 내 신호전달 분석
Microglia의 염증 반응을 이해하려면 세포의 형태 변화와 함께 관련 단백질의 발현 및 세포 내 위치를 분석하는 것이 중요합니다. FUJIFILM Cellular Dynamics와 Cell Signaling Technology는 iCell® Microglia와 단클론항체를 활용하여 high-content immunofluorescence 기반 분석을 수행했습니다.
본 자료에서는 Iba1, CD45, PU.1 등의 마커로 세포 특성을 확인하고, LPS 또는 IFN-γ/TNF-α 처리에 따른 NF-κB p65의 핵 내 이동, SYK 인산화, TREM2 및 DAP12 발현 변화를 분석했습니다. 또한 CD45 염색을 통해 자극 조건에 따른 세포 크기와 형태의 차이를 정량화했습니다. 이를 통해 iCell® Microglia와 high-content imaging을 결합하여 신경염증에 따른 세포 활성화와 TREM2 관련 신호전달 변화를 함께 평가할 수 있음을 보여주었습니다.
NLRP3 inflammasome과 TREM2–DAP12/SYK는 Microglia의 염증 반응을 분석하는 주요 신호전달 경로입니다. AD/PD 2026에서 발표된 본 자료는 iCell® Microglia를 활용해 inflammasome 활성화와 알츠하이머병 관련 유전적 위험인자에 따른 반응 차이를 평가했습니다.
LPS와 Nigericin 또는 ATP 자극 조건에서 caspase-1 활성과 IL-1β 및 IL-18 분비를 분석하고, NLRP3 억제제 MCC950에 의한 사이토카인 분비 감소를 확인했습니다. 또한 TREM2 변이·knockout 및 APOE ε4/ε4 모델의 사이토카인 반응을 비교했으며, TREM2 항체 자극에 따른 SYK 인산화와 R47H 모델의 반응 감소를 확인했습니다. 이러한 결과는 iCell® Microglia가 유전적 위험인자와 신경염증의 연관성 규명, 경로별 치료 표적 탐색 및 후보물질 평가에 활용될 수 있음을 보여줍니다.
Microglia와 Astrocyte 및 Neuron의 공배양으로 분석하는 세포 간 상호작용
신경염증은 Microglia의 단독 반응뿐 아니라 Astrocyte 및 Neuron과의 상호작용에 의해 조절됩니다. 본 Application Note는 iCell® Microglia와 iCell® Astrocytes, iCell® GABANeurons를 함께 배양하는 tri-culture의 배양 방법과 분석 사례를 소개합니다.
GABANeurons, Astrocytes, Microglia를 6:1:1 비율로 공배양하고, 신경세포 마커와 GFAP, Iba1 염색을 통해 세포 구성을 확인했습니다. 또한 TREM2 정상형 및 이형접합·동형접합 knockout Microglia를 활용해 LPS 자극 후 사이토카인 분비를 비교했습니다. 대표 결과에서는 Microglia 단독배양보다 tri-culture에서 항염증성 사이토카인 IL-10의 분비가 증가했습니다. 이를 통해 공배양 환경이 Microglia의 염증 반응에 영향을 미칠 수 있음을 확인하고, 세포 간 상호작용을 반영한 신경염증 연구 모델로의 활용 가능성을 제시합니다.
