'3D·가상 염색' 기술로 절개 안하고 암 조직 관찰 가능해져

'3차원(3D)·가상 염색' 기술로 절개 없이 암 조직을 관찰할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 박용근 물리학과 교수팀이 연세대 강남세브란스병원 신수진·미국 메이오클리닉 황태현 교수팀, 토모큐브사 인공지능 연구팀과 별도 염색 없이도 암 조직의 3차원 구조를 생생하게 보여주는 혁신적인 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 박주연 KAIST 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여했으며, 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 지난 22일 온라인 게재됐다.

200여년간 사용되어 온 기존 병리학에서는 암 조직을 현미경으로 관찰하던 방식은 3차원으로 이루어진 암 조직의 특정 단면만을 보여주기 때문에, 세포간의 입체적 연결 구조나 공간적 배치를 파악하는데 한계가 있었다.

이에 연구팀은 '홀로토모그래피(Holotomography, HT)'라는 첨단 광학 기술을 활용해 조직의 3차원 굴절률 정보를 측정하고, 여기에 인공지능 기반 딥러닝 알고리즘을 접목시켜 실제오 같은 가상의 염색(H&E) 이미지 생성하는데 성공했다. H&E(Hematoxylin & Eosin)는 병리 조직을 관찰할 때 가장 널리 사용되는 염색법으로, 세포의 핵은 헤마톡실린(Hematoxylin)으로 파란색, 세포질은 에오신(Eosin)으로 분홍색으로 염색된다.

연구팀은 이 기술이 생성한 영상이 실제 염색된 조직 영상과 매우 유사하다는 점을 정량적으로 입증했으며, 다양한 장기와 조직에서도 일관된 성능을 보여줌으로써 차세대 병리 분석 도구로서의 범용성과 신뢰성을 입증했다고 설명했다.

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 전했다.


김소형기자 compact@sportschosun.com