Facebook Google+ twitter
LINE it!

Simple & efficient iPS/ES cell study using CELLFLOAT system

1) 서론
현재 대학, 연구기관 등에서 실시하는 iPS/ES세포의 미분화 유지 배양공정에 있어 잦은 배지교환 주기 및 계대배양의 번거로움 등으로 실험자가 큰 부담을 안고 있습니다. 특히 spheroid 를 형성시키기 위해 agarose 등의 scaffold를 이용하거나 피펫 등의 도구를 이용하여 배양 용기의 덮개 부분에 세포를 분주하는 일부 hanging drop 방식의 배양기법은 작업시간이 길고 오염의 위험도 커서 실험자의 능숙도에 따라 결과에 큰 영향을 미치기도 합니다. CELLFLOAT 시스템은 이러한 문제를 대폭 개선시킨 3차원 회전 부유배양장치입니다. iPS/ES세포의 배지교환, 계대배양(신규 배지에 세포의 일부를 옮겨 증식), 분화배양 등의 작업 효율을 향상시켜 작업자의 부담을 경감할 수 있습니다.

2) CELLFLOAT System
CELLFLOAT system은 ㈜JTEC Corporation가 개발한 회전부유배양 기술로서 회전부유배양 베셀(배양기)이 회전하면서 발생하는 배양액의 흐름에 따라 세포는 중력을 거슬러 침전되지 않고 점차 3차원의 구형으로 응집된 세포덩어리(spheroid)를 형성시킵니다. 또한 계대배양 시 흔히 발생할 수 있는 오염방지를 위해 밀폐형 용기로 제작된 것이 특징입니다.

Fig1. Rotational floating culture system (CELLFLOAT)

3) CellPet 3D-iPS / CellPet FT
KURABO 사의 CellPet 3D-iPS와 CellPet FT는 iPS/ES cell 배양장치로서 CELLFLOAT system을 기반으로 제작되었습니다. CellPet 3D-iPS는 회전 부유 배양장치로서 실린지형의 밀폐된 용기를 회전시켜 spheroid 를 형성, 유지하며 배양 교환주기를 3~4일로 연장시킴으로서 연구자의 작업 편의를 도모하고 배지교환에 드는 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 세포 소편화장치 CellPet FT는 일정이상 크기로 자란 spheroid 를 2개의 배양기 사이에 설치된 Mesh사이로 통과시켜서 단시간에 간편한 계대작업을 수행합니다. 두 시스템을 이용한 iPS spheroid cell 배양 시 적절한 배지 교환을 통해 배양체 형성 및 분화 유도가 성공적으로 이루어짐을 확인하였습니다. 이 배양체에서 3배엽으로 분화한 분화세포를 얻을 수 있는 것을 확인했습니다.

Fig2. CellPet 3D-iPS

Fig3. CellPet FT

4) 특징
CellPet 3D-iPS / CellPet FT 에 따른 iPS세포 스페로이드(Spheroids)의 유지배양이 가능하며 부유배양을 위한 배양용기의 코팅이 불필요합니다. 또한 배양용기가 실린지 형태로 밀페된 구조여서 Contamination을 예방합니다.

■ CellPet 3D-iPS는 iPS세포의 배양에서 일반적으로 매일 필요했던 배지교환 작업을 하지 않아도 되며 3~4일간 연속하여 미분화 유지배양이 가능합니다.
-베셀용기를 이용한 회전배양법을 채용하였습니다.
-중력과 회전방향 간의 균형에 따른 부유배양으로 spheroid 를 유도합니다. .
-밀폐배양기 내에서 배양기간 동안(3~4일)의 배지교환 및 CO2교환을 하지 않아도 됩니다.
-배지를 분화배지로 교환하는 것만으로 배양체의 형성이 가능합니다.
-대량배양용으로 1대의 컨트롤러를 이용하여 3대까지 제어가 가능합니다.

■ CellPet FT는 CellPet 3D-iPS에 의한 회전 부유배양에서 형성된 세포 덩어리를 자동으로 소편화하여 간편한 계대 작업을 실현화 하였습니다.
-Mesh를 이용한 조각화 기술을 채용하였습니다.
-세포덩어리(Spheroids)를 단시간에 자동적으로 소편화 합니다.
(iPS세포의 미분화성을 유지하기 위해서 spheroids의 분할이 필요하지만 본 장치에서는 이를 자동으로 분할해 주기 때문에 간편하게 계대배양을 할 수 있습니다.)

5) APPLICATION
본 시스템은 대학과 기업의 연구기관에서 행해지고 있는 iPS 세포의 미분화유지배양과 분화배양을 support하고 있습니다.

■ 지속적인 iPS세포의 미분화유지배양
CELLFLOAT system은 배지교환 및 가스의 교환이 불필요하며, 3~4일간 연속적으로 미분화유지배양을 제공합니다.


각 각의 미분화 마커에 대하여 평면배양과 비교하였을 때 발현량은 동일한 정도의 수준임이 확인 되었습니다.

■ 분화배양 (iPS세포덩어리에서의 3배엽 분화)
CellPet 3D-iPS는 배지의 종류를 변경하는 것만으로 분화 배양에 필요한 배양체의 형성을 실현합니다.

회전부유배양장치에서 배양한 iPS세포의 분화능을 평가하였습니다. 회전부유배양장치에서 형성된 세포덩어리는 분화용배지에 교환하여 배양하며, 이는 분화용배지에 교환하기 전과 비교했을때 미분화 마커가 충분히 작고 기존방법으로 만들어진 배양체와 비교하여 3배엽의 마커와는 동일한 정도로 발현하고 정상적인 분화능을 갖는 것을 확인할 수 있었습니다.