대사질환 원인분석과 표적 나노약물 개발·효과 검증
한국기초과학지원연구원(KBSI) 광주센터 이성수 박사 연구팀과 중앙대학교 시스템생명공학과 박경순 교수 연구팀은 인공지능(AI) 기반 3차원 홀로그래피 기술로 특정 세포를 인식하고 세포 내 특정물질의 양을 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
이번에 공동연구팀이 개발한 AI 기반 3D 홀로그래피 기술을 응용하면 별도의 전처리 과정 없이 살아있는 세포 내부 물질을 정량화 할 수 있어, 생체 내에서와 유사한 상태의 세포를 분석하게 되므로 보다 정확한 정보를 얻을 수 있다.
KBSI 이성수 박사 연구팀은 이번에 개발한 분석기술로 3D 홀로그래피 현미경 장비를 활용해, 인공지능으로 세포를 식별하고 24시간동안 관찰했다. 연구팀은 이 기술을 적용해 면역세포이면서 동맥경화의 원인이 되는 거품세포의 분화 과정에 따른 지질방울(Lipid droplet) 변화를 분석한 것이다.
또 중앙대 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.
KBSI 이성수 박사는 "이번 연구 성과는 홀로그래피 분야 연구장비 벤처기업인 ㈜토모큐브, 중앙대 박경순 교수팀, KAIST 박용근 교수팀과 함께 장기간 축적해온 노하우를 바탕으로 새로운 분석기술을 개발하고, 국산연구장비의 신뢰성을 인정받은 것으로 그 의미가 더욱 크다"고 밝혔다.
이번 공동연구는 나노분야 국제학술지 'ACS 나노'에서 우수성을 인정받아 속표지로 선정돼 지난 25일 발행됐다. 제1저자로는 KBSI 소속 박사후연구원인 박상우 박사를 비롯, 중앙대 안재원 박사과정 대학원생, KAIST 조영주 학생(현 스탠포드대 대학원생)이 참여했다.
공동 교신저자인 KBSI 이성수 박사와 중앙대 박경순 교수는 "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 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구, 중대형융합형성장지원, 학문후속세대양성, 보건복지부 한국보건산업진흥원의 연구자주도질병극복연구, KBSI의 국산연구장비성능향상사업의 지원으로 이뤄진 것이다. 향후 KBSI 광주센터가 보유한 3D 홀로그래피 현미경, 비선형다중여기시스템, 발광-형광전임상분자영상시스템 등 첨단 분석장비와 고령동물생육시설(AFAS)의 퇴행성 질환 모델 동물을 활용해 신규 발병기전을 규명하는 등 후속연구를 이어나갈 계획이다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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