| 초록 |
□ 연구개요 무표지 광학회절토모그래피 (Label-Free Optical Diffraction Tomography; ODT)기법을 이용하여 약물처리에 따라 세포내에서 발생하는 소기관의 생리학적 또는 병리학적 변화를 살아있는 상태에서 직접 정량적(절대굴절률과 체적)으로 평가하는 이미징분석법을 확립함. 이를 위하여, 형광이미징과 연계형현미경 (Correlative Light and Electron Microscopy; CLEM)분석법을 ODT기법과 연계함으로써 ODT이미징 기법의 한계를 극복할 수 있는 표준화된 방법을 구축함. □ 연구 목표대비 연구결과 - ODT기법을 이용한 세포-약물 (Thapsigargin, Curcumin, Carbonyl cyanidem-chlorophenyl hydrazone; CCCP)반응에 의한 세포내 소기관의 물성변화를 분석하는 이미징분석법을 확립하여 특정 소기관 (핵소체, 핵주변부; perinuclear, 세포질)의 굴절률에 변화가 나타남을 확인함. - 약물반응에 의해 나타난 소기관의 변화를 각 약물이 반응하는 ER-tracker, Mito-tracker, Lyso-tracker로 염색하여 ODT이미지와 형광이미지를 이용하여 상호검증 하였음. - 특히, Thapsigargin에 의해 생성된 소낭을 확인하기 위해 소포체의 바이오마커인 CCPG1, FAM134B, RTN3, SEC62항체를 이용한 면역형광염색을 통해 ODT기법에서 확인된 소낭이 소포체와 연관되어 있음을 확인함. - 각 약물에 의해 나타나는 미토콘드리아 팽창 (Mitochondria swelling), 소포체 팽창 (ER swelling), 미토파지 및 paraptosis 등을 투과전자현미경 및 황금입자표지법을 이용하여 확인된 소기관의 초미세구조적 변화를 ODT기법, 공초점현미경의 연구결과와 상호검증 하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) - 세포생물학을 비롯한 각 종 질병과 관련된 세포소기관 (핵, 인, 소포체, 미토콘드리아, 오토파지, 세포막, 핵막 등)의 구조적 변화 및 생리적, 병리적 조건에서의 변화에 대한 정량데이터는 세포-약물반응에 대한 파라미터로써 분석 플랫폼으로 응용이 가능할 것임. - 본 과제에 사용된 ODT장비는 국산화된 장비이기 때문에 기술적 해외의존도를 더욱 낮추고 국내 산학연 연구우위의 선점이 가능함. - 본 과제에서 추구하는 이미징 분석법은 다양한 요소의 이미징기술들이 상호 결합된 분석방법으로써, 표준적이며 효율적인 분석법을 개발하여 다양한 질병 및 약물반응에 대한 이미지데이터의 축적이 이루어질 경우 이미지 빅 데이터를 기반으로 한 인공지능(AI)과 같은 공학기술과도 접목이 가능할 것으로 기대됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
