KAIST·IBS, ‘미니 장기’ 실시간 고해상도 관찰 성공

신약 연구용 미니장기 오가노이드

염색·손상 없는 이미징 신기술 개발

인체 장기를 모사해 다양한 질병과 신약 개발 연구에 활용할 수 있는 ‘미니 장기’ 오가노이드를 실시간으로 선명하게 관찰하는 기술이 국내에서 개발됐다.

연구팀이 홀로토모그래피 기술로 관찰한 장 오가노이드 이미지. 사진 제공=KAIST

한국과학기술원(KAIST)은 박용근 물리학과 교수 연구팀이 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단, 토모큐브와 함께 홀로토모그래피를 활용해 살아있는 소장 오가노이드를 실시간 고해상도로 관찰하는 이미징 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘실험분자의학’에 이달 1일 게재됐다.

기존 기술로는 오가노이드를 장기간 고해상도로 관찰하는 데 한계가 있었다. 제대로 관찰하려면 형광으로 오가노이드를 염색하는 등 추가적인 처리 작업이 필요한 경우가 많았다.



연구팀은 가시광선을 활용해 세포 내부 등을 정밀 관찰하는 홀로토모그래피 기술을 오가노이드에 응용했다. 이를 통해 형광 염색과 세포 손상 없이도 양질의 실시간 관찰 이미지를 확보하는 데 성공했다. 연구팀은 실험쥐의 소장 오가노이드를 대상으로 이 기술을 검증했고 오가노이드 내부의 다양한 세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있었고, 오가노이드의 성장 과정과 세포 분열, 세포 사멸 등의 동적 변화를 실시간으로 포착할 수 있었다고 전했다.

오가노이드는 약물이 인체에 미치는 영향을 정밀하게 분석하는 데도 활용된다. 연구팀은 이번 기술 개발이 오가노이드 연구의 발전에 기여할 것으로 기대했다. 제1저자인 이만재 박사는 “기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 이미징 기술로 향후 오가노이드를 활용한 질병 모델링, 환자 맞춤형 치료 및 신약 개발 연구에 크게 기여할 것”이라고 말했다.