HeLa 세포의 세포 주기 분석

이 애플리케이션 노트는 Cytely가 부착형 HeLa 세포에서 표준 핵 염색으로부터 도출한 형태학적 특징을 사용하여 세포 주기 단계를 분류하는 방법을 보여줍니다. 이 접근법은 자동 분할과 인터랙티브 게이팅을 결합하여 공간적 맥락을 보존하면서 순수한 유사분열 집단을 분리합니다.

이 노트에서 소개하는 주요 기능:

  • 세포 집단 전반의 형태학적 이질성 시각화
  • 핵 형태를 사용한 세포 주기 단계(G0/G1, S/G2, M) 식별
  • 순차적 게이팅을 통한 고순도 유사분열 세포 분리 및 정량화
  • 특수 염료 없이 수행하는 복합 세포 주기 분석, 후향적 분석 지원

실험 방법

HeLa 세포를 배양하고 표준 핵 염료로 염색했습니다. 형태를 보존하기 위해 부착 상태의 세포에서 이미징을 수행했습니다. Cytely는 자동 객체 검출(핵)과 형태학적 파라미터(예: 면적, 원형도, 장축/단축, 강도) 측정을 사용하여 이미지를 처리했습니다.

전체 실험 및 분석 워크플로
그림 1: 전체 실험 및 분석 워크플로. 이 과정은 세포 배양과 형광 표지로 시작하여 이미지 획득으로 이어집니다. 이후 Cytely가 자동 분할과 특징 추출을 수행하여 인터랙티브 게이팅과 분석을 가능하게 하고, 최종 집단 정량화 결과를 제공합니다.

Cytely에서의 데이터 분석

  1. 업로드: Cytely의 웹 인터페이스를 통해 이미지를 추가했습니다.
  2. 분할: 핵을 자동으로 검출하고 형태와 강도를 측정했습니다.
  3. 순차적 산점도: 크기 및 강도 기반 대리 지표로 G0/G1, S/G2, 유사분열 집단을 분리했습니다.
  4. 유사분열 세포 분리: Major vs. Minor Axis Length에 대한 최종 게이트로 길쭉하게 늘어난 분열 중인 세포를 분리했습니다.
Cytely 인터랙티브 분석 인터페이스
그림 2: Cytely 인터랙티브 분석 인터페이스. 이 워크플로는 일련의 산점도를 사용하여 분석합니다. 첫 번째 플롯(왼쪽)은 건강한 단일 세포를 분리합니다. Mean DAPI Intensity vs. Area의 두 번째 플롯(가운데)은 간기 세포와 후보 유사분열 집단을 분리합니다. Major vs. Minor Axis Length의 최종 플롯(오른쪽)은 선택을 정제하여 길쭉하게 늘어난 분열 중인 세포를 분리하며, 아래에 해당 세포의 크롭 이미지가 표시되어 즉시 육안으로 확인할 수 있습니다.

결과

공간적 맥락을 보존한 상태에서 형태에 따라 세 가지 주요 집단을 분류했습니다. 게이팅된 세포의 대표 크롭 이미지를 육안으로 검사하여 표현형을 확인했습니다. 데이터셋 전체의 정량화 결과:

  • G0/G1: 65%
  • S/G2: 23%
  • 유사분열: 3%
  • 기타: 9%
순수한 유사분열 세포 집단의 분리
그림: 순수한 유사분열 세포 집단의 분리. 산점도는 Major vs. Minor Axis Length를 기준으로 세포에 적용된 최종 게이트를 보여줍니다. 아래의 크롭 이미지는 선택된 세포만을 보여주며, 중기와 후기의 특징인 길쭉한 핵 형태를 확인시켜 줍니다. (A) 응축된 염색체와 길쭉한 핵 형태를 보이는 유사분열 세포. (B) 작은 핵과 낮은 DAPI 강도를 보이는 G0/G1기 세포. (C) 더 큰 핵과 높은 DAPI 강도를 보이는 S/G2기 세포.

결론

Cytely는 세포 주기 분석을 빠르고 직관적인 워크플로로 바꿉니다. 자동 분할과 다중 파라미터 게이팅을 결합하여 표준 핵 염색만으로 세포 주기 단계를 정밀하게 정량화할 수 있습니다. 이 워크플로는 공간적 맥락을 보존하고 즉각적인 육안 확인을 제공하여 재현 가능하고 논문 게재 수준의 결과를 산출합니다.

  • 복잡한 다중 염료 프로토콜 불필요
  • 기존 데이터셋의 후향적 분석 가능
  • 유세포 분석에서 손실되는 공간적 맥락 보존
  • 게이팅된 집단의 즉각적인 육안 검증