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Philip Doble 교수

질병을 사진으로 보여 드립니다


애질런트는 연구 책임자가 생체 영상의 경계를 넓히는 사업을 지원하고 있습니다

Philip Doble 박사는 모든 사람이 질병의 진행 상황과 치료 방법을 알 수 있도록 영향을 받는 조직의 상세한 3-D 이미지를 생성하는 새로운 방법을 개발하고 있습니다.

그것을 차세대 이미징이라 부릅니다.

Doble 박사는 오스트레일리아 시드니 기술 대학의 원소 바이오이미징 학부를 이끌고 있으며, 그와 그의 팀은 지질학자들이 암석 속의 금속을 찾는 데 사용하는 것과 동일한 장비와 함께 애질런트의 최신 ICP-MS 기기를 사용하고 있습니다.

전공으로 볼 때 화학자인 Doble 박사는 많은 단백질이 제대로 작용하려면 금속이       필요하다는 것을 알고 있습니다. 구리, 아연, 망간과 같은 금속 말입니다. 그래서 그는 질병에서 중요한 것으로 여겨지는 모든 종류의 생물학적 분자들과 함께 그것들을       맵핑합니다.

그의 연구에서 중요한 구성 요소는 다양한 장애에 의해 영향을 받은 쥐의 뇌에 대한 3D 이미지를 만드는 것입니다.

"그것은 사용자들이 다양한 신경 해부학적 영역과 그것들이 서로 어떻게 관련되어 있는지 시각적으로 볼 수 있게 해줍니다."라고 Doble 박사는 말합니다. "당신은 뇌의 여러 부위에서 어떤 유전자가 발현 되는지를 탐색해 볼 수 있고, 기계론적 관점에서 어떤 일이 일어나고 있는지 확인할 수 있습니다. 우리는 필수 원소로 그 일을 하려고 합니다. 3차원으로 맵핑하면 Allen Brain Atlas에서 신경 해부학적 영역과 비교할 수 있습니다."

새로운 기법은 지질학 업계에서 사용하는 기술을 바탕으로 시작됩니다.

"우리의 일부 기기들은 처음에 암석 속의 미네랄과 물질을 찾기 위해 개발된 것이었습니다. 본질적으로 우리가 가진 것은 10 ~ 15um 두께의 조직 단면에서 193 또는 213nm의 방사선을 발사하는 레이저이며 조직을 소멸시켜 작은 입자로 만듭니다. 이 작은 입자들은 세포에서 완벽하게 환상적인 기기, Agilent ICP-MS로 쓸려 모아지며 거기서 구성 원소로 환원됩니다."라고 Doble 박사는 설명합니다.

"조직 단면을 가로 질러 레이저를 주사하면 레이저 샘플링 시점에서 원소의 공간적 농도에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 따라서 이것은 시간에 따른 결과 분석입니다. 일단 완료되면 이전의 도트 매트릭스 프린터가 도트를 조합해서 문자를 만드는 것과 마찬가지로 모든 데이터를 가져와 다시 함께 붙여 넣습니다."

Doble 박사는 그의 팀이 금속체학 분야와 그 밖의 분야에서 강력한 신기술이 될 것으로 보이는 것의 시작점에 있다고 믿습니다.

"금속의 측정은 신진대사의 간접적 측정입니다. 왜냐하면 금속이 세포 주변 환경에서 일어나는 일들에 따라 농축되거나 고갈되기 때문입니다."라고 Doble 박사는 말합니다. "예를 들어, 수송 단백질을 통해 질병의 진행과 치료적 개입의 효과에 대해 알 수 있습니다."

지난 15년 동안 다양한 프로젝트에서 애질런트와 공동 작업을 수행해온 Doble 박사는 회사의 기기 및 지원 서비스에 대해 높이 평가("저는 좋은 말밖에 할 말이 없다")했으며 애질런트가 다른 과학자들과의 협력을 촉진했다고 믿습니다.

"우리는 미국의 연구자들과의 공동 연구로 이 기술을 사용하여 근위축증을 영상화하고 있으며, 복합 단백질의 멋진 이미지를 얻었습니다."라고 그는 말합니다. "다양한 항체를 태깅하고 근육 단면의 다양한 단백질에 대한 태깅 프로토콜을 다중화함으로써 이 기술을 사용하여 중요한 단백질을 찾아낼 수 있었습니다."

어떤 사람들은 "왜 그렇게 하고 싶습니까? 형광과 같은 다른 기술이 있는데."라고 말할 수도 있습니다. 그러나 Doble 박사의 차세대 이미징은 이를 보완할 수 있습니다.

"여기서 우리는 마이크로미터 해상도에 대해 이야기하고 있습니다. 이것은 세포 내 배열을 보는 형광과 대조적으로 헬리콥터 관점에서 조직 단면을 볼 수 있게 해줍니다. 우리의 기술은 교체가 아니라 여러분에게 훨씬 더 많은 정보를 제공합니다."라고 그는 말합니다.

"우리가 앞으로 나아갈 방향은 가상 현실과 게임 엔진을 사용하여 우리의 데이터를 대화형 환경에 넣는 것이며 이를 통해, 기본적으로 로켓선에 앉아서 이 재구성을 볼 수 있습니다. 아직 초기 단계이지만 적외선 분광학 또는 MRI와 같은 다른 멀티 모드 이미지와도 연결할 수 있습니다."

이 시점에서 Doble 박사는 차세대 영상이 다양한 수송 단백질, 환경, 보조 인자 등 사이의 상호 작용을 연구하는 연구 도구라고 언급합니다.

"우리가 특히 금속에 관해 신진대사가 일어나는 방법을 더 많이 알게 되면, 이것은 잠재적으로 진단으로서 사용될 수 있습니다. 일단 태깅 프로토콜이 완전하게 작동하게 되면, 우리는 정량 가능한 바이오마커 이미지를 만들 수 있을 겁니다. 우리의 희망은 이것을 세포 표면의 특정 단백질을 관찰하는 데 사용해서 '이 특정 종양은 이 특정 약물에 감수성이 있습니다.'라고 말할 수 있게 되는 것입니다. 맞춤 의료의 측면에서, 그것은 잠재적인 응용을 많이 가지고 있습니다."

Philip Doble

원소 바이오이미징 학부장
시드니 기술 대학
호주 시드니

주요 발행물

A guide to integrating immunohistochemistry and chemical imaging.
Bishop DP, Cole N, Zhang T, Doble PA, Hare DJ.
Chem Soc Rev. 2018 Jun 5;47(11):3770-3787. doi: 10.1039/c7cs00610a.

Distributions of manganese in diverse human cancers provide insights into tumour radioresistance.
Doble PA, Miklos GLG.
Metallomics. 2018 Jul 20. doi: 10.1039/c8mt00110c

Trehalose elevates brain zinc levels following controlled cortical impact in a mouse model of traumatic brain injury.
Portbury SD, Hare DJ, Bishop DP, Finkelstein DI, Doble PA, Adlard PA.
Metallomics. 2018 Jun 20;10(6):846-853. doi: 10.1039/c8mt00068a.

Microfluidic high performance liquid chromatography-chip hyphenation to inductively coupled plasma-mass spectrometry.
Bishop DP, Blanes L, Wilson AB, Wilbanks T, Killeen K, Grimm R, Wenzel R, Major D, Macka M, Clarke D, Schmid R, Cole N, Doble PA.
J Chromatogr A. 2017 May 12;1497:64-69. doi: 10.1016/j.chroma.2017.03.025.

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS).
Hare DJ, Kysenius K, Paul B, Knauer B, Hutchinson RW, O'Connor C, Fryer F, Hennessey TP, Bush AI, Crouch PJ, Doble PA.
J Vis Exp. 2017 Jan 22;(119). doi: 10.3791/55042.

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