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이상권 교수팀, 암 전이 진단할 세포분리칩 개발
홍보부 | 2012-04-05 | 조회 1231
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소량의 혈액을 키트에 떨어뜨려 전이된 암을 쉽고 빠르게 진단할 수 있는 날이 곧 도래할 수 있을 것으로 기대된다.
이상권 교수(반도체과학기술학과)와 대학원생들로 구성된 연구팀(김동주 박사과정, 설진경 석사과정, 김길성 박사, 형정환 박사과정, 이승용 박사)이 비용이 저렴하면서도 아주 적은 양의 혈액으로 암 전이 여부를 진단할 수 있는 진단칩 개발을 위한 중요한 연구 성과를 올렸기 때문이다.
이 교수팀은 투명한 쿼츠나노필라(Quartz Nanopillar) 구조물을 이용해 고효율의 면역세포를 분리할 수 있는 세포분리칩을 개발했다고 밝혔다.
이 연구는 값이 싸면서도 아주 적은 양의 혈액으로 암 전이 여부를 진단할 수 있는 진단칩 개발을 위한 기술로 세계적 나노관련 학술지인 나노스케일(Nanaoscale, 인용지수 4.1) 4월 온라인판에 게재됐으며, 연구의 우수성을 인정받아 오프라인 논문지의 표지 논문으로 실리는 쾌거를 이뤘다.
이번 연구 결과는 지난 2010년 세계 최초로 값이 저렴한 실리콘 나노선을 이용한 면역세포 분리칩을 개발한 이 교수가 지난 연구의 취약점을 보완한 것.
이번에 개발된 쿼츠나노필라 세포분리칩은 쥐의 비장에서 면역세포를 추출해 이 중 질병 및 면역학적으로 중요한 특정 ‘CD4 T세포’만을 선택적으로 분리하는 기술로, 이 교수팀이 지난 2010년 발표했던 연구결과보다 95% 이상 더 높은 세포분리율을 달성할 만큼 진전된 성과를 보였다. 이는 일반 유리기판을 사용했을 때보다 4배나 우수한 결과다.
이번 연구에서는 기존의 실리콘 나노선보다 투명하고 정교한 제조가 가능한 쿼츠나노필라 구조물을 이용했으며, 특히 면역세포 분리칩에 정교한 미세패턴을 반도체공정으로 제작해 면역세포 숫자를 동시에 확인할 수 있는 세포계수기(hemocytometer) 기능을 첨가한 분리칩을 개발했다는 데 큰 의의가 있다.
또한 2010년 나노선을 이용해 개발한 세포 분리칩의 크기(0.7x0.7cm2)보다 3배 이상(2.5x2.5cm2) 크게 분리칩을 개발해 분리된 세포의 크기와 분화, 확산, 배양 등에 대한 다양한 연구를 가능케 했다는 점도 우수성을 인정받고 있다.
특히 이 교수팀은 이번 결과를 활용하여 환자의 혈액 속에 아주 적은양으로 존재(1-10cells/mL)하는 혈중종양세포(circulating tumor cell) 와 혈중줄기세포 (circulating stem cell)를 조기에 분리시킴으로서 1시간 이내에 혈액을 통한 전이암 여부를 진단할 수 있는 ‘전이암 진단칩’ 개발 연구도 병행하고 있어 소량의 혈액만으로도 암의 전이를 값싸고 쉽게 진단할 수 있는 연구에도 큰 개가를 올릴 것으로 기대되고 있다.
한편, 이 연구는 이상권 교수 연구팀과 한국기계연구원 생체모방연구팀, 그리고 이 교수가 현재 연구년으로 머물고 있는 미국 예일대 의생명공학과 롱팡교수 (Prof. Rong Fan)와의 공동연구를 통해 이뤄졌다.
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