암조직 절개 안하고 생생하게 관찰

KAIST, 홀로토모그래피 활용 ‘3D·가상염색’ 개발

'기존 3차원 조직 병리학 절차와 본 연구에서 개발한 기술의 비교' 설명도.KAIST 제공.

[충청투데이 윤경식 기자] 국내 연구진이 절개 없이 암 조직의 입체적 구조를 분석할 수 있는 3차원 가상 염색 기술을 개발해 정밀의료 및 병리 영상 분야의 혁신을 선도하고 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 박용근 물리학과 교수 연구팀이 신수진 연세대 강남세브란스병원 교수팀, 황태현 미국 메이오클리닉 교수팀, 토모큐브 인공지능 연구팀과 함께 별도의 염색 없이도 암 조직의 3차원 구조를 생생하게 보여줄 수 있는 혁신기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

암 조직을 현미경으로 관할하는 기존의 방식은 3차원으로 이뤄진 암 조직의 특정 단면만을 보여줘 세포 간의 입체적 연결 구조나 공간적 배치를 파악하는데 한계가 있었다.

이에 연구팀은 '홀리토모그래피'(빛을 이용해 세포·조직 등을 비파괴적으로 영상화하는 기술)와 인공지능 기반 딥러닝 알고리즘을 활용해 가상의 염색(H&E·병리 조직 관찰 염색법) 이미지를 생성하는 데 성공했다.

또 이 기술로 생성한 영상이 실제 염색된 조직 영상과 매우 유사하다는 점을 정량적으로 보여줬으며 다양한 장기·조직에서 일관된 성능을 보여줘 차세대 병리 분석 도구로서의 가능성을 입증했다.

아울러 토모큐브사의 홀로토모그래피 장비를 활용해 한국과 미국의 병원 및 연구기관과 공동으로 기술 실현 가능성을 검증해 3D·가상염색 기술이 실제 현장에서도 본격 도입될 수 있음을 제시했다.

박용근 교수는 "이번 연구는 병리학의 분석 단위를 2차원에서 3차원으로 확장한 매우 의미 있는 성과"라며 "앞으로 미세 종양 환경 내에서 암 종양의 경계나 주변 변역 세포들의 공간 분포를 분석할 수 있는 등 다양한 생의학 연구와 임상 진단에 널리 활용될 수 있을 것"이라고 말했다

한편 이번 연구는 한국연구재단 리더연구사업, 한국산업기술진흥원의 글로벌산업 기술협력센터사업, 보건산업진흥원의 지원을 받아 진행됐다.

윤경식 기자 ksyoon1102@cctoday.co.kr