xCelligence RTCA Cardio ECR
작성자 관리자
날짜 2021-03-26 16:56:34
조회수 539
xCELLigence RTCA CardioECR - 심근세포 수축성 및 전기적 활성
xCELLigence RTCA CardioECR 기기는 세포 유도 전기 임피던스의 고주파 측정을 다중 전극 배열 기술과 결합하여 심근 세포의 수축성, 생존력 및 전기 생리학을 동시에 평가합니다. xCELLigence RTCA CardioECR 기기는 임피던스와 필드 전위를 동시에 기록하여 전례 없이 세부적으로 심근 세포의 상태를 보여주므로 약물 유발성 심장 손상의 근본적인 메커니즘을 더 깊이 있게 이해할 수 있습니다.
CardioECR은 또한 전자 페이싱 기능을 통해 hiPSC 심근세포를 기능적으로 성숙시키는 데 사용할 수 있습니다. 페이싱된 hiPSC 심근세포는 안전성/독성 평가, 신약 개발 및 심장 질환 연구를 포함한 다양한 응용 분야에서 사용되는 크게 개선된 세포 모델을 제공합니다.
특징
- 흥분-수축 결합 및 통합된 이온 채널 활동 모니터링
- 부정맥 유발성 활동과 관련성이 높은 데이터 생성
- 보다 엄격하게 제어된 분석을 위해 페이싱 기능 사용
- 약물의 작용 메커니즘에 대한 보다 완전한 이해
사용 방법
CardioECR 임피던스
xCELLigence RTCA CardioECR 기기는 임피던스 기록과 MEA(Multi-electrode Array) 기술 및 페이싱 기능을 결합하였습니다 각 웰의 바닥에 용융된 바이오 센서가 내장된 48-well electronic microplates(E-Plate CardioECR 48)에 심근 세포가 시딩됩니다(그림 1A-C).
xCELLigence RTCA CardioECR 시스템의 향상된 임피던스 측정 속도(매 1ms) 덕분에 연속적인 심근 세포 수축/이완 작용의 미세한 변화를 확인할 수 있는 매우 높은 시간 분해능이 제공됩니다. 세포 생존력 및 수축 활성을 모니터링하는 이러한 기능 외에도 웰 바닥에 있는 추가 바이오 센서를 이용해(그림 1C) 임피던스 기록과 병행하여 10kHz로 세포 외 필드 전위(FP) 측정을 수행할 수 있습니다(그림 2B).
수축과 이완의 비교
저전압(20mV 미만)을 인가하면 전극 사이에 전류가 형성되며, 이러한 전류는 전극을 덮고 있는 세포의 수, 해당 세포의 형태 및 세포 부착 강도에 따라 서로 다르게 변조됩니다. 심근 세포 수축/이완 주기 동안에는 세포 형태와 부착에 상당한 변화가 수반되기 때문에 임피던스를 사용하여 이를 동적으로 모니터링할 수 있습니다(그림 2A-B). xCELLigence RTCA CardioECR 시스템의 향상된 임피던스 측정 속도(매 1ms) 덕분에 연속적인 심근 세포 수축/이완 작용의 미세한 변화를 확인할 수 있는 매우 높은 시간 분해능이 제공됩니다. 세포 생존력 및 수축 활성을 모니터링하는 이러한 기능 외에도 웰 바닥에 있는 추가 포인트 전극을 이용해 임피던스 기록과 병행하여 10kHz로 세포 외 필드 전위(FP) 측정을 수행할 수 있습니다.
그림 2. 임피던스와 필드 전위를 동시에 사용하여 심근 세포의 건강과 기능을 모니터링합니다. (A) 단일 전극에 부착된 두 심근 세포의 수축 상태와 이완 상태 비교. 세포 크기/모양의 차이와 세포가 전극에 접촉하는 방식으로 인해 이 두 상태가 전류 흐름을 서로 다르게 방해합니다. (B) 심근 세포 수축(빨간색, 녹색, 파란색 및 분홍색 트레이스) 및 필드 전위(통합 이온 채널 활성, 검정색 트레이스)를 동시에 실시간으로 모니터링합니다. 음성 대조군(위쪽 트레이스 세트)과 비교하여 여기에서 평가된 세 가지 약물(아래쪽 세 개의 트레이스 세트)은 수축과 필드 전위 모두에 뚜렷한 영향을 미칩니다.
CardioECR 소프트웨어
RTCA CardioECR 소프트웨어는 효율성과 직관적인 상태를 유지하면서 강력한 데이터 분석과 함께 간편한 실험 설정 및 실행을 지원합니다. 임피던스 및 필드 전위를 실시간으로 동시에 측정하고 데이터 트레이스를 중첩시키거나(그림 참조) 개별적으로 표시합니다.
응용 분야
심장 질환 모델링
유전 심장 질환의 병리학적 세포 표현형은 질환별 인간 유도 만능 줄기세포 심근세포(hiPSC-CM)를 사용해 모델링할 수 있습니다. 모델링을 통해 전기 및 수축 결합을 훼손하는 메커니즘에 대한 이해를 확대할 수 있습니다.
심장 안전 독성학
인간 유도 만능 줄기세포 심근세포(hiPSC-CM)는 약물 책임을 평가하는 데 사용되었습니다. xCELLigence RTCA CardioECR 시스템은 화합물과 의약품의 기저 독성을 조사하고 이해하는 데 사용할 수 있는 고유한 멀티플렉스 검출 분석법을 제공합니다.
심장병 신약 개발
인간 유도 만능 줄기세포 심근세포(hiPSC-CM)는 심근세포 수축성을 조절할 수 있는 이노트로피 화합물을 포함해 새로운 치료 접근법의 효능과 독성을 모두 테스트할 수 있는 새로운 모델 시스템을 제공합니다.
CiPA(Comprehensive In Vitro Proarrhythmia Assay) 이니셔티브
HESI, FDA, 안전 약리학 협회가 주도하는 CiPA 이니셔티브는 심장 안전성 평가에 대한 현재 FDA 규정 가이드라인의 수정 가능성을 평가하는 데 목적을 두고 있습니다. xCELLigence RTCA CardioECR은 검증을 위한 핵심 기술로 선택되었으며, Phase I 및 Phase II에 참여했습니다.
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