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이 연구는 고급 다중 형광 면역조직화학 염색 기술을 사용하여 착상 기간 동안 자궁 자연 살해 세포 하위 집합을 정량화하는 선구적인 방법을 제시합니다.
면역조직화학(IHC)은 생물학 연구 및 임상 진단에서 중요한 역할을 하며, 조직 항원을 식별하고 시각화하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 그러나 기존의 IHC 염색 방법은 면역 세포의 다양한 하위 유형을 구별하는 데 한계가 있습니다. 이러한 과제로 인해 과학자들은 면역 세포 아형의 정확한 식별 및 분화를 위한 새로운 기술과 방법론을 탐구하게 되었습니다. 최근 몇 년 동안 멀티플렉스 IHC가 동일한 조직 샘플 내에서 여러 항원을 동시에 검출하고 시각화할 수 있는 솔루션으로 부상했습니다. 자궁 자연살해(uNK) 세포는 탈이원화(decidualization), 자궁 나선형 동맥 리모델링, 배아 착상 등 임신 초기 과정에서 중추적인 역할을 합니다. uNK 세포의 아형에 따라 기능이 다르기 때문에 성공적인 배아 발달과 임신을 위해 다양한 생물학적 사건을 조정할 수 있습니다. 따라서 임신 중 면역 조절 기전을 규명하기 위해서는 uNK 세포 아형에 대한 심도 있는 연구가 필수적입니다. 이러한 연구는 불임 및 재발성 생식 부전과 같은 관련 상태를 해결하기 위한 귀중한 통찰력과 새로운 접근 방식을 제공합니다. 이 논문은 이식 기간(WOI) 동안 자궁내막 검체에서 uNK 세포의 4가지 하위 유형 밀도를 연구하기 위한 상세한 다중 IHC 염색 프로토콜을 소개합니다. 이 프로토콜에는 시료 준비, subtype marker 최적화, 현미경 이미징 및 데이터 분석이 포함됩니다. 이 멀티플렉스 IHC 염색 프로토콜은 높은 특이성과 감도를 제공하여 다양한 uNK 세포 아형을 동시에 검출할 수 있도록 하여 연구자에게 임신 중 면역 조절의 복잡성과 메커니즘을 탐구할 수 있는 강력한 도구를 제공합니다.
체외 수정-배아 이식(IVF-ET) 후 최초로 기록된 출생은 1978년에 보고되었습니다. 지난 40년 동안 불임 부부 사이에서 IVF-ET의 도움에 대한 수요가 높았습니다1. 2021년에는 미국에서 238,126명의 환자가 총 413,776회의 IVF 주기를 시작했습니다. 이는 2년 전보다 25%, 2012년 대비 135% 증가한 수치입니다2. 이러한 급증은 주로 불임 유병률의 증가와 임신 계획 지연에 기인합니다. 배아 배양 기술과 과배란 프로토콜의 발전으로 ET 주기당 출생률이 증가하여 40세 미만 여성의 경우 30%-50%, 40세 이상 여성의 경우 30% 미만에 이르렀습니다2. 그러나 이러한 발전에도 불구하고 이식된 배아의 절반 이상이 여전히 착상에 실패하고 있습니다. 반복성 착상 실패(RIF)는 일반적으로 고품질 배아를 3회 이상 연속으로 이식하려는 시도 후 실패로 정의되며, IVF-ET3를 받은 여성의 15%에 영향을 미친다. RIF가 있는 부부는 매우 취약하며 과도한 위험에 노출될 수 있는 비싸고 불필요한 시술을 받는 경향이 더 많습니다4. 따라서 RIF의 원인을 이해하고 배아 착상을 개선하는 것은 특히 RIF가 있는 여성의 경우 IVF-ET의 성공을 높이는 데 매우 중요합니다. 자궁내막의 준비는 성공적인 배아 착상을 위해 매우 중요합니다. 이 과정은 자궁자연살해(uNK) 세포의 상당한 축적을 특징으로 하며, 이 세포는 분비 중기 동안 자궁내막의 총 림프구의 30%를 구성하던 것에서 임신 초기에는 낙엽의 70%-80%로 전환된다5. 특히 uNK 세포는 선천성 면역 체계에 중요한 세포독성 림프구인 말초 NK 세포와 다르며, 이는 용해 또는 세포 사멸을 통해 감염된 세포를 사멸시킵니다. uNK 세포의 정확한 기능은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 여러 증거에 따르면 uNK 세포는 혈관 신생 재형성, 영양 세포 침습 및 태아 발달에 관여한다6. 기질 세포에 대한 uNK 세포의 비율과 RIF 사이의 연관성은 지난 20년 동안 광범위한 관심을 끌었습니다. 604명의 여성을 대상으로 한 8건의 연구가 포함된 최근의 메타 분석에 따르면, RIF 감염 여성은 황체 중기에 CD56+uNK 세포의 밀도가 가임 대조군에 비해 유의하게 증가하는 것으로 나타났다7. 그러나 황체기 중기에 있는 uNK 세포의 특징은 낙엽 NK 세포(dNK) 세포의 특성과 크게 다르다는 점에 유의해야 합니다. 임신 후 uNK 세포가 dNK 세포의 다양한 부분집합으로 더 분화할 수 있지만, uNK 세포를 단독으로 측정하는 것만으로는 dNK 세포를 정확하게 나타낼 수 없다8. uNK 세포는 동적 분화를 거치고 월경 주기와 탈결 과정에서 다양한 역할을 하기 때문에 CD56만으로 식별할 수 있는 것보다 더 복잡합니다. 자궁내막 준비 중 uNK 세포의 거동을 종합적으로 이해하기 위해서는 여러 마커가 필요합니다. 우리의 최근 연구는 월경 주기 전반에 걸쳐 uNK 세포의 다양성을 확인하기 위해 단일 세포 RNA 염기서열 분석을 사용했습니다. 유세포 분석을 사용하여 검증된 결과, uNK 세포의 4가지 뚜렷한 아형이 존재하며, 각 아형은 월경 주기 동안 동적 변화를 나타낸다9. 유전자 농축 분석 및 유전자 온톨로지 기능 강화는 이러한 uNK subset이 월경의 다양한 단계에서 다른 기능을 수행한다는 것을 나타냅니다. 그럼에도 불구하고 유세포 분석은 임상 실험실에서 보편적으로 접근할 수 없으며, 효소 소화를 위해 새로운 자궁내막 조직을 즉시 처리하기 때문에 오류 발생 시 실험 단계를 반복할 수 없습니다.
따라서 이 연구의 목적은 보다 실용적인 진단 접근법을 제공하는 다중 염색 분석을 사용하여 NK 세포의 이러한 4가지 하위 집단의 측정값을 조사하는 것이었습니다. 다중 염색에서는 각 표적에 대한 서로 다른 특정 항체가 특정 파장의 빛에 의해 여기될 때 다른 파장의 빛을 방출하는 서로 다른 형광단 라벨에 연결됩니다. 기존의 IHC 염색법과 비교했을 때, 이 방법은 샘플에서 여러 표적의 상대적 존재도와 분포를 정량적으로 비교하고 서로 다른 표적의 상호 작용 및 공동 국소화에 대한 정보를 제공하여 uNK 세포의 다양한 하위 유형을 식별할 수 있습니다. 이 접근법은 uNK 세포와 RIF 간의 관계에 대한 이해를 심화시킬 뿐만 아니라 자궁내막 관련 질환에서 다른 면역 세포 하위 집단을 조사하기 위한 통찰력을 제공할 것입니다.
이 연구는 Joint Chinese University of Hong Kong-New Territories East Cluster Clinical Research Ethics Committee(CREC 참조 번호: 2022.581)의 승인을 받았습니다. RIF를 가진 여성은 홍콩 중문대학교의 프린스 오브 웨일즈 병원(Prince of Wales Hospital)의 보조생식기술센터(Assisted Reproductive Technology Center)에서 모집되었습니다. RIF는 40세 미만의 여성에서 최소 3회의 신선 또는 냉동 주기를 통해 최소 4개의 양질의 배아를 이식한 후 임상적 임신을 달성하지 못하는 것으로 정의되었다10. 자궁내막 생검을 수집하기 전에 참가자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다.
1. 자궁내막 검체의 채취 및 처리
2. 다중 면역조직화학 조건의 최적화
3. m-IHC 프로세스
4. 이미지 획득 및 분석
자연 주기를 겪는 여성의 자궁내막 검체 채취 시기의 일관성을 유지하기 위해 황체 형성 호르몬(LH) 급증을 정확하게 감지하기 위해 소변 검사를 수행했으며, LH 급증 후 7일 후에 자궁내막 생검을 실시했습니다. HRT 주기를 겪는 여성의 경우, 프로게스테론 보충이 시작된 후 정확히 5일 후에 샘플을 예약했습니다. 자궁내막에 있는 NK 세포의 다양한 아형을 정량화하기 위해 m...
배아 착상은 배아와 자궁 내막 사이의 복잡한 상호 작용을 포함합니다. 자궁내막 항상성의 면역학적 상태는 자궁내막 수용성을 결정하는 데 중추적인 역할을 합니다. WOI 기간 동안 자궁내막에서 가장 우세한 백혈구 집단은 NK 세포입니다. uNK 세포의 약 90%는 CD56 발현이 높지만 CD16은 부족합니다. 그러나 uNK 세포의 일부 부분집합은 말초 혈액 NK 세포와 유사하여 CD56 발현은 ...
저자는 공개할 이해 상충이 없다고 선언합니다.
본 연구는 보건 의료 연구 기금(Health and Medical Research Fund, 10210956)의 지원을 받았다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CD49a | Novus Biologicals | NBP2-76478 | Primary antibodies |
CD56 | Leica | NCL-L-CD56-504 | Primary antibodies |
CD16 | abcam | ab183354 | Primary antibodies |
CXCR4 | R&D | MAB172 | Primary antibodies |
Amplification diluent | Akoya Biosciences | FP1498 series | Fluorophore dilution buffer |
Antibody diluents | Akoya Biosciences | ARD1001EA | Dilute the antibody |
Citrate buffered solution, pH 6.0 /9.0(10x) | Akoya Biosciences | A6001/A9001 | Antigen retrieval solution |
inForm advanced image analysis software | Akoya Biosciences | inForm Tissue Finder Software 2.2.6 | Data analysis software |
Mantra Workstations | Akoya Biosciences | CLS140089 | Spectral imaging |
microwave | Akoya Biosciences | inverter | Microwave stripping |
TSA 520 | Akoya Biosciences | FP1487001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 620 | Akoya Biosciences | FP1495001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 650 | Akoya Biosciences | FP1496001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
TSA 570 | Akoya Biosciences | FP1488001K | Suitable tyramide-based fluorescent reagents |
Poly-L-lysine coated slides | Fisher Technologies | 120-550-15 | Slides for routine histological use |
PolyHRP Broad Spectrum | Perkin Elmer | ARH1001EA | Secondary antibodies |
Invitrogen™ Fluoromount-G™ Mounting Medium | ThemoFisher Science | 495802 | Installation |
Spectral DAPI | Akoya Biosciences | FP1490A | Nucleic acid staining |
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