DGIST 연구팀, 3차원 이미지로 심장근육세포 분석 기법 개발
2020-02-24 14:43
투여 약물에 따른 심장근육의 운동성 측정... 맞춤형 심장 치료 확산 기대
DGIST 로봇공학전공 문인규 교수팀은 약물을 투여한 심장근육세포들의 홀로그래픽 이미지를 분석해 심장근육세포의 박동패턴이나 박동률 같은 심장근육의 정보들을 정량적으로 분석할 수 있는 기법을 개발했다고 24일 밝혔다. 이로써 환자 개개인이 다양한 약물에 어떻게 반응하는지에 대한 정량적 분석이 가능해져, 향후 환자 맞춤형 신약 개발의 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
기존 이미지 기반 세포분석 기술은 잘 보이지 않는 세포들을 잘 보이게끔 형광물질의 마커를 사용했다. 이는 세포 구조를 파괴할 수도 있어 분석에 어려움이 있었다. 또한 정확한 세포의 이미지를 얻는 것이 어려웠기 때문에 세포의 3차원구조나 운동성 특성, 질량 등 다양한 상태 변화 정보를 실시간으로 분석하는 데에도 기술적인 한계가 존재했다.
이러한 한계를 극복하기 위해 로봇공학전공 문인규 교수팀은 형광마커 대신 디지털 홀로그래피 기술을 이용해 심장근육세포의 3차원 구조를 구성하는 기술 개발에 성공했다. 개발한 기술을 활용할 경우, 심장근육세포의 3차원 구조 분석과 알고리즘을 적용을 통해 약물이 투여된 심장근육세포가 약물에 반응하는 실시간 상태를 정량적으로 분석이 가능하다.
문인규 교수는 "이번 연구를 통해 개발한 기술은 약물이 투여된 심장근육세포가 약물에 반응하고 변화하는 모습을 정량적으로 측정하는데 필요한 원천기술"이라며 "환자의 심장근육상태를 실시간으로 확인하고 필요한 약물의 위험성을 사전에 시험해볼 수 있어 향후 환자 맞춤형 치료에 많은 도움이 될 것"이라고 말했다.
기존 이미지 기반 세포분석 기술은 잘 보이지 않는 세포들을 잘 보이게끔 형광물질의 마커를 사용했다. 이는 세포 구조를 파괴할 수도 있어 분석에 어려움이 있었다. 또한 정확한 세포의 이미지를 얻는 것이 어려웠기 때문에 세포의 3차원구조나 운동성 특성, 질량 등 다양한 상태 변화 정보를 실시간으로 분석하는 데에도 기술적인 한계가 존재했다.
이러한 한계를 극복하기 위해 로봇공학전공 문인규 교수팀은 형광마커 대신 디지털 홀로그래피 기술을 이용해 심장근육세포의 3차원 구조를 구성하는 기술 개발에 성공했다. 개발한 기술을 활용할 경우, 심장근육세포의 3차원 구조 분석과 알고리즘을 적용을 통해 약물이 투여된 심장근육세포가 약물에 반응하는 실시간 상태를 정량적으로 분석이 가능하다.
문인규 교수는 "이번 연구를 통해 개발한 기술은 약물이 투여된 심장근육세포가 약물에 반응하고 변화하는 모습을 정량적으로 측정하는데 필요한 원천기술"이라며 "환자의 심장근육상태를 실시간으로 확인하고 필요한 약물의 위험성을 사전에 시험해볼 수 있어 향후 환자 맞춤형 치료에 많은 도움이 될 것"이라고 말했다.
[사진=DGIST 제공]