AI 홀로그래피 기술 관련 연구성과가 게재된 국제학술지 'ACS Nano' 속 표지.[한국기초과학지원연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 염색 등 전처리 과정 없이 생체와 유사한 상태의 세포를 관찰하며 실시간으로 내부 물질의 양적 변화를 측정할 수 있는 분석기술이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원 이성수 박사와 중앙대학교 박경순 교수 공동연구팀은 인공지능(AI) 기반 3차원 홀로그래피 기술로 특정 세포를 인식하고 세포 내 특정물질의 양을 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

세포 내 물질을 정량적으로 분석하기 위해 기존에는 세포 내에 침투하는 염색약을 이용해 왔다. 하지만 화학물질인 염색약이 세포에 미치는 각종 영향과 유해성이 분석의 정확성을 떨어뜨릴 수 있다는 이슈가 지속적으로 제기돼 왔다. 공동연구팀이 개발한 AI 기반 3차원 홀로그래피 기술을 응용하면 별도의 전처리 과정 없이 살아있는 세포 내부 물질을 정량화 할 수 있어, 생체 내에서와 유사한 상태의 세포를 분석해 보다 정확한 정보를 얻을 수 있다.

이성수 박사팀은 이번에 개발한 분석기술을 활용, 인공지능으로 세포를 식별하고 24시간동안 관찰함으로써, 단일 세포 수준에서 대식세포와 거품세포의 빛에 대한 굴절률, 부피, 세포 내 지질방울 개수 등을 분석했다. 특히 대식세포가 과도하게 쌓인 지방에 의해 거품세포로 분화하는 과정을 3D 홀로그래피 현미경으로 관찰해 대식세포 내의 지질방울의 양적 변화를 분석했다.

박경순 교수팀은 거품세포에 특이적으로 결합해 세포 내에 직접 작용하는 표적 나노약물을 개발했다. 이 약물은 거품세포에 작용해 콜레스테롤을 세포 밖으로 배출시키는 역할을 함으로써 지질방울이 과다하게 축적되지 못하게 한다.

이성수 박사는 “현대인의 과도한 지방섭취 식습관과 운동부족으로 과다 축적되는 지방이 야기하는 퇴행성 질환들을 더 깊게 이해하고, 신규 치료제 및 표적 나노약물 개발을 위한 새로운 전략을 세우는 데 이번 연구가 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS Nano’ 2월 25일자에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com