Neuroscience 분야에서 single-cell resolution 기반 분석은 이제 연구의 핵심 접근법으로 자리 잡았습니다. 특히 Alzheimer's disease, Parkinson's disease 와 같은 신경퇴행성 질환 연구에서 scRNA-seq 기반 세포 아형 분류의 중요성이 커지면서, 실험 결과의 신뢰도는 분석 단계 이전, 샘플 preparation의 완성도에서 크게 좌우됩니다.
Neuron을 Excitation 시키는 숨은 주인공은 Astrocyte였다
Disease-relevant P2Y1 upregulation in astrocytes가 IGFBP2 signaling을 통해 neuronal excitability를 증폭시키는 pathway가 Shigetomi et al. (2024) 연구팀에 의해 보고되었습니다.
Why Miltenyi? 본 연구는 Adult Brain Dissociation Kit와 ACSA-2 MicroBeads를 사용하여 '손상되지 않은 고순도 Astrocyte'를 확보했기에 정밀한 RNA-seq 분석이 가능했습니다.
🧠 왜 Adult Brain Dissociation은 유독 까다로울까요?
성체 뇌 조직 연구가 어려운 이유는 뇌를 보호하는 촘촘한 결합 때문입니다. 성체의 뇌는 Chondroitin sulfate proteoglycan (CSPG), Tenascin, Hyaluronic acid 같은 성분으로 이루어진 Extracellular matrix (ECM)가 세포들을 콘크리트처럼 아주 빽빽하게 감싸고 있습니다.
문제는 이 ECM이 너무 단단해서 단순히 손으로 으깨는 manual dissociation 방식으로는 완전히 분해하기 어렵다는 점입니다. 결국 실험자의 ‘손맛’에 따라 결과가 매번 달라지는 Reproducibility 문제가 발생하게 되죠.
여기에 neuron의 예민함이 난이도를 높입니다. Neuron은 물리적 자극이나 온도 변화에 매우 민감해서, 조금만 스트레스를 받아도 활성이 떨어지거나 cell death로 이어지기 쉽습니다.
결국 성공적인 dissociation은 단순히 조직을 분쇄하는 것이 아니라 세포의 viability와 functionality를 건강하게 유지하면서, ECM만 정밀하게 녹여내 일정한 데이타를 얻는 것이 핵심입니다.
이렇게 예민하고 어려운 brain dissociation…
어떻게 하면 일정한 양질의 샘플을 준비할 수 있을까요?
✅ Successful Adult Brain Dissociation을 위한 4가지 핵심 가이드
01. 내 샘플의 '주령'을 확인하세요
Mouse brain은 P7(생후 7일)을 기점으로 ECM 성숙도와 Myelin 함량이 급격히 변합니다.
Neonatal: PNN (Perineuronal Net) 형성 전, Myelin 거의 없음 → 비교적 부드러운 dissociation 가능
Adult: 견고한 PNN과 고밀도 Myelin 존재 → 강력하지만 섬세한 효소 처리 필수
Age | Target Cell Type | Recommended Solution |
|---|---|---|
Embryonic or | Neural cells | |
Neural cells or PSC-derived neural organoids | ||
Adult (> P7) | Neurons Astrocytes Oligodendrocytes Microglia Endothelial cells | |
Immune cells |
02. ECM 분해에 최적화된 전용 효소를 선택하세요
Adult brain이 특히 까다로운 이유는 ECM에 있습니다. Chondroitin sulfate proteoglycan, tenascin, hyaluronic acid로 구성된 촘촘한 ECM은 신경세포 주위를 perineuronal net (PNN) 구조로 단단히 감싸고 있으며, 이 구조는 시냅스 안정성 유지에 기능적으로 중요하지만, 동시에 dissociation을 매우 어렵게 만드는 물리적 장벽이기도 합니다.
Enzyme P: Epitope 손상을 최소화하며 ECM만 선택적으로 타격
03. 자동화 장비로 데이터 재현성을 표준화하세요
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세계 최초 자동화 플랫폼
전용 perfusion 기술 보유 - liver & heart
04. Dissociation 후 불순물을 제거해 데이터 순도를 높이세요
Dissociation이 완료되었다고 실험이 완벽히 준비된건 아닙니다. Adult brain dissociation 직후 cell suspension에는 세포 debris와 적혈구가 매우 많이 존재합니다. 이 상태에서 downstream assay를 진행하게 된다면 내가 바라던대로 결과가 나오지 않을수 있습니다.
Type of debris | 권장 솔루션 |
|---|---|
Cell debris | |
Dead cells from various types of samples | |
Erythrocytes | |
Myelin debris |
Without ABDK: 조직 내 debris(myelin) contamination으로 인해 single-cell population은 약 9% 수준이고, RBC contamination이 약 90% 로 나타남. With ABDK: Debris 제거를 통해 single-cell population이 약 73%로 증가하며, RBC contamination이 약 3%로 감소
Adult Brain Dissociation Kit (ABDK)는 까다로운 adult brain sample로부터 높은 viability와 purity를 가진 세포를 일관되게 추출할 수 있는 표준화된 워크플로우를 제공합니다. 수작업 전처리 과정의 변수를 배제함으로써 Single-cell RNA-seq 및 flow cytometry 등 정밀 분석에서 고품질 결과를 보장합니다.
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