연구팀이 측정한 장 오가노이드 단면 이미지. 카이스트 제공한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 박용근 교수 연구팀이 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정 연구단 연구팀, 의료용 기기 제조업체 토모큐브와 공동으로 살아있는 소장 오가노이드를 실시간으로 고해상도 관찰할 수 있는 이미징 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
오가노이드(organoid)는 인체 유래 세포를 배양해 인위적으로 만들어낸 유사 장기인데, 신약 개발 단계에서 독성·효능 평가를 위한 실험에 활용된다.
오가노이드의 복잡한 구조와 동적 생물학적 현상을 이해하기 위해서는 고해상도의 실시간 이미지가 필요하지만, 기존 기술은 라벨링을 위해 형광 염색이 필요해 시간이 많이 드는 등 문제가 있다.
연구팀은 전처리 과정 없이 3차원 생체 시료 분석이 가능한 홀로토모그래피 기술을 이용, 쥐의 소장 오가노이드를 실시간 관찰하는 데 성공했다.
오가노이드의 성장 패턴, 형태학적 변화, 단백질 밀도 등을 정량적으로 평가했고, 약물 처리 후 세포 사멸과 생존율을 분석하는 데 성공했다.
논문 제1 저자인 이만재 KAIST 박사는 "이번 연구는 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 이미징 기술로, 오가노이드를 활용한 질병 모델링, 환자 맞춤형 치료와 신약 개발에 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '실험과 분자 의학'(Experimental & Molecular Medicine) 지난 1일자 온라인판에 실렸다.