국내 연구진이 사람 장기나 피부조직 속 세포의 미세한 변화를 고해상도로 볼 수 있는 광학현미경을 개발했다. 암세포가 주로 발생하는 피부 속 표피세포의 세포핵 변화까지 관찰할 수 있어 암 조기 진단을 획기적으로 진전시킬 것으로 기대된다.
고려대 최원식 교수팀은 1㎛(마이크로미터) 해상도로 1㎜ 이상의 깊이까지 생체조직 세포 영상정보를 얻는데 성공했다고 15일 밝혔다.
암세포의 약 80%는 사람 피부나 장기 외피에서 1~3㎜ 깊이에 있는 표피세포에서 발생하며 초기에 암세포의 세포핵이 커지면서 세포분열을 통해 나중에 덩어리(용종)로 발전한다. 현재 암 초기 진단에 사용하는 CT·MRI·초음파 진단은 몸 속 전체를 볼 수 있으나 해상도가 낮아 암세포가 덩어리를 이뤄 자라난 이후에야 측정할 수 있다.
이에 반해 빛을 이용하는 광학현미경은 CT·MRI·초음파 영상과 비교했을 때 저렴하면서도 몸에 해롭지 않고 세포를 자세히 볼 수 있을 정도의 고해상도 시각화가 가능해 대장이나 위 내시경 등의 형태로 질병 조기 진단에 사용한다. 그러나 피부조직 속 세포 영상은 빛이 피부조직을 통과할 때 왜곡되기 때문에 현재의 광학현미경은 고해상도 관찰 가능 깊이가 수십 ㎛로 한계가 있다. 더 깊은 곳의 세포영상을 얻기 위해서는 생체조직의 박편을 잘라내 관찰해야만 했다.
연구팀이 개발한 광학현미경 성능은 고해상도 시각화에서 세계 최고 깊이이며, 암세포가 덩어리로 발달하기 훨씬 이전 단계에서 세포핵(보통 5㎛ 크기)이 커지는 것을 확인할 수 있다. 암과 같은 질병의 조기 진단 시기를 획기적으로 앞당길 것으로 기대된다.
최원식 교수는 “광학 현미경의 두 핵심 요소인 해상도와 이미징 깊이 중 아직 미해결로 남아있는 이미징 깊이를 획기적으로 향상시키는 방법을 제시한 연구”라며 “향후 질병의 조기 진단이나 수술 시 질병 조직의 분포 범위 확인 등에 광범위하게 응용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
연구결과는 광학 및 포토닉스 분야 국제 학술지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’에 지난 10일자 온라인에 게재됐다.
권건호기자 wingh1@etnews.com
