CLARITY 생체조직 투명화 기술

‘CLARITY’란 생체조직의 불투명성의 원인인 세포지질 (Lipid) 성분을 제거하여 조직을 투명하게 하는 기술이며, 미국 스탠포드 대학
칼 다이서로스 (Karl Deisseroth) 교수 연구팀이 2013년 Nature지에서 처음 발표하였고, 스탠포드 대학의 특허등록기술입니다. 생체조직에 하이드로겔 네트웍을 도입하여 조직 내 세포구조를 유지시킨 채 지질을 제거하여 광학적으로 투명한 조직을 만들게 됩니다.

생체조직의 이미징에 일반적으로 사용되어온 “Slice’n’Scan” 방식은 조직박편 제작에 긴 시간이 소요되며, 조직절단에 따른 조직의 손상, 변형, 왜곡 등의 발생이 불가피합니다. 반면, CLARITY 기술은 조직절편화 작업이 필요하지 않아 “Slice’n’Scan” 방식 대비 1,000배 빠르게 시료를 준비할 수 있고, 항체나 핵산과 같은 고분자를 이용한 조직염색이 가능하여 40배 이상 고배율의 “3차원 영상” 을 얻을 수 있습니다.

따라서, CLARITY™ 기술은 조직박편을 제작하지 않고 원래 조직 그대로 이미징하는 것이 불가능한 현재의 광학기술의 한계를 뛰어넘는 데 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

생체조직의 3차원 영상을 가장 쉽고 빠르게 얻는 방법

STEP 1. 조직투명화
X-CLARITY™ 하드로젤 키트를 사용하여 고정시료에 하이드로젤을 고르게 주입합니다. X-CLARITY™ 하이드로젤 중합시스템에서 공기를 제거하고 주입한 하이드로젤 단량체의 중합을 유도하면 하이드로젤망이 형성되면서 세포 구조를 견고히 지지하고 세포 내 핵심적인 기능을 맡고 있는 단백질이나 핵산과 같은 정보물질들도 보존하게 됩니다. 이렇게 구조화된 조직은 X-CLARITY™ 생체조직투명화 시스템에서 전기영동 방식의 투명화과정을 통해 세포 내 지질이 제거되면서 항체표지와 3차원 영상 획득에 적합한 투명화 조직으로 바뀌게 됩니다.

STEP 2. 항체표지
DeepLabel™ 항체표지 키트는 투명화조직에 대한 항체침투효율을 크게 높여 투명화조직의 3차원 영상을 얻기 위한 필수 과정입니다. 또한, X-CLARITY™ 뿐 아니라, CLARITY, iDISCO, 3DISCO, uDISCO, Visikol, CUBIC과 같은 다른 투명화 방법과 함께 사용하더라도 만족할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

STEP 3. 투명화조직의 굴절률 동기화
투명화조직의 3차원 영상을 얻기 위해서는 우선 대상조직과 매질 사이의 굴절률 차이를 최소화하는 과정을 굴절률 동기화 (RI Matching)라고 합니다. 빛의 산란은 최소화하고 투과도는 극대화하여 고품질의 영상과 최대심도를 확보할 수 있습니다.