포스텍, 암세포·혈관 관찰 ‘광음향 현미경’ 개발

김철홍 교수팀 연구 개가

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 창의IT융합공학과 김철홍(사진) 교수팀이 살아있는 조직의 아주 작은 혈관이나 세포들을 실시간 관찰할 수 있는 광음향 현미경(Photoacoustic Microscopy·PAM)을 개발했다고 19일 밝혔다.2018.11.19.(사진=포스텍 제공) [email protected]

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 창의IT융합공학과 김철홍 교수팀이 살아있는 조직의 아주 작은 혈관이나 세포들을 실시간 관찰할 수 있는 광음향 현미경(Photoacoustic Microscopy·PAM)을 개발했다고 19일 밝혔다.

 이 광음향 현미경을 이용하면 암이나 뇌종양과 같은 다양한 질병의 보다 상세한 병리학적 분석이 가능해 질 것으로 전망된다.

 현재까지 암 치료는 외과적 수술이나 방사선, 1세대 항암제 투여 등의 방법이 많이 사용돼 왔지만 최근엔 암만 공격하는 표적치료제나 암이 만든 신생 혈관을 파괴하거나 혈관 형성을 막는 약물을 통해 보다 안전하게 암을 치료하는 방법들이 활발히 연구되고 있다.

 암이 만든 혈관은 정상 혈관에 비해 형태가 비정상적인 모양을 가지고, 혈관 내 혈액도 암세포의 비정상적인 대사기능으로 인해 산소농도가 매우 낮다는 특징을 지니고 있다.

 이에 암세포 때문에 만들어진 혈관을 찾는다면 이를 차단하는 약물의 효과도 즉시 알 수 있고 약물이 암에 어떤 영향을 미치는 지도 관찰 할 수 있다.

 연구팀은 살아있는 몸에서 미세한 혈관을 관찰하기 위해 광음향 현미경에 주목했다. 수 나노초(ns) 길이의 짧은 빛을 관찰하고자 하는 부위에 조사하면 그 빛을 흡수한 물질이 미세한 초음파를 발생하는 데 이것을 광음향 효과라고 한다.

 광음향 현미경은 이런 초음파를 영상화 할 수 있는 현미경으로 혈관은 빛에 매우 민감하게 반응하기 때문에 작은 모세혈관까지 선명하게 관찰할 수 있다.

 연구팀은 싱가포르 과학기술청과 협력해 뇌종양에 걸린 쥐에 종양과 연결된 신생 혈관을 억제하는 약물을 투여한 뒤 광음향 영상 기술을 통해 관찰한 결과 약물에 의해 혈관이 억제되고 회복되는 모습을 정밀하게 관찰할 수 있었다.  

 이 연구결과는 광학분야 국제 학술지 저널 오프 바이오포토닉스 (Journal of biophotonics) 최근호 표지 논문으로 선정됐다.

 이 연구는 과학기술정보통신부 및 정보통신기술진흥센터 ICT 명품인재양성사업과 미래창조과학부 미래융합 융합기술 파이오니어사업, 한국보건산업진흥원 보건의료기술연구개발사업의 지원으로 수행됐다.

 김철홍 교수는 “이번 연구 결과를 통해 신뢰성 높은 약물의 효과를 검증 할 수 있는 방법을 제시했다”며 “이 기술이 암치료를 위한 신약 개발에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

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