피부 속 세포변화 관찰해 암 조기 진단율 높일 광학현미경 개발

입력 : 2015.03.15 14:20

고려대학교 최원식 교수 연구팀이 사람 장기나 피부 조직 속 세포의 미세한 변화까지 관찰할 수 있는 ‘고해상도 광학현미경’을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번에 개발된 광학현미경은 암세포가 주로 발생하는 피부 속 표피세포의 세포핵 변화까지 관찰할 수 있어 암 조기 진단율을 높이는 데 기여할 것으로 보인다.

암세포는 대부분(약 80%) 사람 피부나 장기의 외피에서 1~3mm 깊이에 있는 표피세포에서 발생되며, 초기에 암세포의 세포핵이 커지면서 세포분열을 통해 나중에 덩어리(용종)로 발전한다. 암의 조기 진단을 위해 표피세포를 관찰할 수 있으면 그만큼 용이한 것이다. 하지만, 현재 암 초기 진단에 사용되는 CT·MRI·초음파 진단은 몸 속 전체를 볼 수 있으나 해상도가 낮아 암세포가 덩어리를 이뤄 크게 자라난 이후에야 측정이 가능했다.

빛을 이용하는 광학현미경은 CT·MRI·초음파 영상과 비교했을 때 몸에 해롭지 않고, 비용도 저렴하다. 하지만, 피부조직 속에 있는 세포의 영상은 빛이 피부조직을 통과할 때 왜곡돼 현재 광학현미경으로 관찰 가능한 깊이는 수십 마이크론(㎛)으로 한계가 있었다.

최 교수 연구팀은 피부조직에 의해 왜곡되지 않고, 물체의 영상정보를 그대로 가지고 있는 빛(단일 산란파)을 찾아낼 수 있는 새로운 방법을 개발하는데 성공했다. 최 교수팀은 1㎛의 해상도로 1mm 이상의 깊이까지 생체조직의 세포 영상정보를 얻는 데 성공했다.

특히 암세포가 덩어리로 발달하기 훨씬 이전 단계에서 세포핵(보통 5㎛ 정도 크기)이 커지는 것을 확인할 수 있어, 암과 같은 질병의 조기 진단 시기를 획기적으로 앞당길 것으로 기대된다. 최 교수는 “향후 질병의 조기 진단이나 수술 시 질병 조직의 분포 범위 확인 등에 광범위하게 응용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부가 글로벌프런티어사업의 일환으로 추진 중인 ‘파동에너지극한제어연구단’의 지원을 받았으며, 고려대 박규환·이재승 교수 및 건국대 임용식 교수가 공동으로 수행했다. 연구성과는 광학 및 포토닉스 분야 국제 학술지인 ‘네이처 포토닉스’ 10일자 온라인판에 게재됐다.