[퀀텀포커스] 홀로그래피·AI 기술로 대사질환 분석한다... "치료제 개발 새 지평"

한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)과 중앙대학교(이하 중앙대)가 세포 관찰과 세포 내부 물질의 양적 변화를 측정할 수 있는 인공지능 기반 3차원 홀로그래피 기술을 개발했다. 대사질환에 대한 이해를 높이고 치료제 개발·효과 검증 등에 도움을 줄 것으로 예상된다.

기존에는 세포 내 물질을 분석하기 위해 염색약을 이용했다. 이 방법은 염색약이 세포에 영향을 줄 수 있고 화학 물질의 유해성이 분석의 정확성을 떨어뜨릴 수 있다는 문제가 있었다.

공동연구팀이 개발한 인공지능 기반 3차원 홀로그래피 기술은 염색 등 전처리 과정이 없다. 또한 실험 환경을 생체 내와 유사하게 유지하기 때문에 정확한 결과를 얻을 수 있다.

홀로그래피는 컴퓨터 연산을 통해 영상의 형태로 분석 시료에서 취합한 빛의 분포를 재구성·재현하는 기술이다.

연구진은 본 기술을 적용해 거품 세포(Foam Cell)의 분화 과정에 따른 지질 방울(Lipid Droplet)의 변화를 정량적으로 분석했다. 거품 세포란 대식세포 내에 과도하게 지방이 쌓여 분화된 세포로 동맥경화의 주요 원인으로 꼽힌다.

3D 홀로그래피 현미경을 통해 대식세포가 거품 세포로 분화하는 과정을 관찰했다. 동시에 대식세포 내에 나타나는 지질 방울의 양적 변화를 분석했다. 이를 통해 중앙대 연구진은 분화된 거품 세포에 결합해 직접 효과를 나타내는 표적 나노 약물 개발에 성공했다. 이 약물은 콜레스테롤 배출을 도와 지질 방울의 과다 축적을 막아준다.

연구팀은 "이번 연구 결과를 통해 현대인의 과도한 지방 섭취 식습관과 운동 부족으로 과다 축적되는 지방이 일으키는 퇴행성 질환을 더욱 깊이 이해할 수 있게 됐다"며, "이번 연구가 신규 치료제·표적 나노 약물 개발을 위한 미래 전략을 세우는 데 도움이 될 것"이라고 전했다.

차진희 기자 postmoneynews@gmail.com

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