바이오 칩을 이용한 혈액 속 순환 종양세포 분리 검침 및 3D 종양 모델 형성 Isolation of Circulating Tumor cells in blood sample and characterizing 3D tumor formation from multiple organs using biochips원문보기
세계보건기구(WHO) 국제 암연구소(IARC) 자료에 의하면 세계에서 매년 새로운 암 환자가 발생하고 있다. 우리나라의 경우에도 사망 원인을 조사한 이례로 매년 사망 원인의 1위가 암이며, 향후 암으로 인한 사망은 계속하여 증가할 것으로 예상된다. 현재까지 암의 정확한 진단을 위해 암 환자의 일부 조직을 떼어내는 조직생검(Tissue biopsy)를 시행한다. 하지만 이 방법은 침습적 방법이기 때문에 수술과 항암 치료를 받는 환자들에게 부담을 줄 수 있으며 조직을 떼어내 검사를 하기까지의 시간과 비용적인 측면까지 고려된다. 또한 암의 정확한 확진 후 치료적인 측면에서 항암치료는 의사의 주관적 판단하에 이루어지기 때문에 치료 효과가 환자마다, 암세포를 둘러싸고 있는 환경과의 상호작용, 암세포의 성장 및 침습 정도 등 다양한 요소에 의해 달라진다. 따라서 암의 정확한 진단과 확진 후의 암세포의 특성에 맞는 정확한 치료법의 중요성이 더욱 대두된다. 먼저 암으로 인한 90% 이상의 사망원인은 원발성(Primary tumor site)의 부위에서부터 다른 곳으로 전이가 일어나는 것(Distant ...
세계보건기구(WHO) 국제 암연구소(IARC) 자료에 의하면 세계에서 매년 새로운 암 환자가 발생하고 있다. 우리나라의 경우에도 사망 원인을 조사한 이례로 매년 사망 원인의 1위가 암이며, 향후 암으로 인한 사망은 계속하여 증가할 것으로 예상된다. 현재까지 암의 정확한 진단을 위해 암 환자의 일부 조직을 떼어내는 조직생검(Tissue biopsy)를 시행한다. 하지만 이 방법은 침습적 방법이기 때문에 수술과 항암 치료를 받는 환자들에게 부담을 줄 수 있으며 조직을 떼어내 검사를 하기까지의 시간과 비용적인 측면까지 고려된다. 또한 암의 정확한 확진 후 치료적인 측면에서 항암치료는 의사의 주관적 판단하에 이루어지기 때문에 치료 효과가 환자마다, 암세포를 둘러싸고 있는 환경과의 상호작용, 암세포의 성장 및 침습 정도 등 다양한 요소에 의해 달라진다. 따라서 암의 정확한 진단과 확진 후의 암세포의 특성에 맞는 정확한 치료법의 중요성이 더욱 대두된다. 먼저 암으로 인한 90% 이상의 사망원인은 원발성(Primary tumor site)의 부위에서부터 다른 곳으로 전이가 일어나는 것(Distant metastasis)으로 알려진다. 이러한 전이는 혈액 속 순환 종양세포(Circulating Tumor Cell, CTC)가 주요 원인이며 이 순환 종양세포는 초기의 종양세포에서부터 분리되어 혈관에 침투하고 혈관을 통해 인체 내부의 다른 조직으로 이동한다. 따라서 순환 종양세포는 암의 예후를 알 수 있으며 새로운 항암약물의 개발에 있어서 중요한 잠재력을 가지고 있는 바이오마커(Bio marker)이다. [1] 순환 종양세포는 암 환자의 혈액 1mL에 약 1-100개 정도로 존재하므로 백혈구(WBC), 적혈구(RBC) 등 수 억 개 존재하는 다른 세포들에 비해 극히 소량 존재하기 때문에 혈액에서부터 순수한 순환 종양세포를 분리하는데 어려움이 존재한다. [2] 다음 신체 외부에서 기존의 세포 배양법으로 세포를 배양하게 되면 바닥에 붙은 상태인 2차원 단일 세포(Monolayer)의 상태로 성장하게 된다. 하지만 신체 내 종양 환경은 세포 간 상호작용, 세포 외 기질, 혈관 등 복잡한 환경에서 3차원 모델로 존재한다. 이러한 물리적 차이는 종양세포를 이용한 항암제의 효율성 테스트에서 오진할 확률을 높인다. 앞서 말한 순환 종양세포 검침과 신체와 유사한 종양 환경 묘사의 한계를 해결하는 데 있어 바이오칩을 이용하였다. 바이오칩은 생체물질들을 유리, 실리콘, 고분자 등을 작은 기판 위에 집적화 한 초소형 칩을 의미하며 소량의 시료를 사용하여 비교적 이른 시간 안에 분석할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 바이오칩의 기술을 응용할 수 있는 분야는 다양하게 존재하지만 가장 크게 활용할 수 있는 분야가 보건 의료 분야이다. 보건 의료 분야에서 혈액검사 및 유전자 분석이 가능하며 의약품 개발에 있어서도 동물실험을 대체할 수 있다. 또한 환경 분야에서도 수질 및 오염 감시 및 분석이 가능하며 그 밖에도 화학 분야, 식품 및 생물공정 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 실제 환자와 일반인 혈액을 바이오칩을 이용하여 혈액 속 순환 종양세포를 검침을 통해 일반인과 환자의 차이를 알아보았으며 신체 내 종양의 크기와 비슷한 3차원 모델의 종양세포를 형성하기 위해 유방암, 간암, 폐암 그리고 췌장암 유래 세포를 이용하여 세포의 특성에 따른 3차원 모델 형성 유무의 차이 및 특성을 파악하였다.
세계보건기구(WHO) 국제 암연구소(IARC) 자료에 의하면 세계에서 매년 새로운 암 환자가 발생하고 있다. 우리나라의 경우에도 사망 원인을 조사한 이례로 매년 사망 원인의 1위가 암이며, 향후 암으로 인한 사망은 계속하여 증가할 것으로 예상된다. 현재까지 암의 정확한 진단을 위해 암 환자의 일부 조직을 떼어내는 조직생검(Tissue biopsy)를 시행한다. 하지만 이 방법은 침습적 방법이기 때문에 수술과 항암 치료를 받는 환자들에게 부담을 줄 수 있으며 조직을 떼어내 검사를 하기까지의 시간과 비용적인 측면까지 고려된다. 또한 암의 정확한 확진 후 치료적인 측면에서 항암치료는 의사의 주관적 판단하에 이루어지기 때문에 치료 효과가 환자마다, 암세포를 둘러싸고 있는 환경과의 상호작용, 암세포의 성장 및 침습 정도 등 다양한 요소에 의해 달라진다. 따라서 암의 정확한 진단과 확진 후의 암세포의 특성에 맞는 정확한 치료법의 중요성이 더욱 대두된다. 먼저 암으로 인한 90% 이상의 사망원인은 원발성(Primary tumor site)의 부위에서부터 다른 곳으로 전이가 일어나는 것(Distant metastasis)으로 알려진다. 이러한 전이는 혈액 속 순환 종양세포(Circulating Tumor Cell, CTC)가 주요 원인이며 이 순환 종양세포는 초기의 종양세포에서부터 분리되어 혈관에 침투하고 혈관을 통해 인체 내부의 다른 조직으로 이동한다. 따라서 순환 종양세포는 암의 예후를 알 수 있으며 새로운 항암약물의 개발에 있어서 중요한 잠재력을 가지고 있는 바이오마커(Bio marker)이다. [1] 순환 종양세포는 암 환자의 혈액 1mL에 약 1-100개 정도로 존재하므로 백혈구(WBC), 적혈구(RBC) 등 수 억 개 존재하는 다른 세포들에 비해 극히 소량 존재하기 때문에 혈액에서부터 순수한 순환 종양세포를 분리하는데 어려움이 존재한다. [2] 다음 신체 외부에서 기존의 세포 배양법으로 세포를 배양하게 되면 바닥에 붙은 상태인 2차원 단일 세포(Monolayer)의 상태로 성장하게 된다. 하지만 신체 내 종양 환경은 세포 간 상호작용, 세포 외 기질, 혈관 등 복잡한 환경에서 3차원 모델로 존재한다. 이러한 물리적 차이는 종양세포를 이용한 항암제의 효율성 테스트에서 오진할 확률을 높인다. 앞서 말한 순환 종양세포 검침과 신체와 유사한 종양 환경 묘사의 한계를 해결하는 데 있어 바이오칩을 이용하였다. 바이오칩은 생체물질들을 유리, 실리콘, 고분자 등을 작은 기판 위에 집적화 한 초소형 칩을 의미하며 소량의 시료를 사용하여 비교적 이른 시간 안에 분석할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 바이오칩의 기술을 응용할 수 있는 분야는 다양하게 존재하지만 가장 크게 활용할 수 있는 분야가 보건 의료 분야이다. 보건 의료 분야에서 혈액검사 및 유전자 분석이 가능하며 의약품 개발에 있어서도 동물실험을 대체할 수 있다. 또한 환경 분야에서도 수질 및 오염 감시 및 분석이 가능하며 그 밖에도 화학 분야, 식품 및 생물공정 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 실제 환자와 일반인 혈액을 바이오칩을 이용하여 혈액 속 순환 종양세포를 검침을 통해 일반인과 환자의 차이를 알아보았으며 신체 내 종양의 크기와 비슷한 3차원 모델의 종양세포를 형성하기 위해 유방암, 간암, 폐암 그리고 췌장암 유래 세포를 이용하여 세포의 특성에 따른 3차원 모델 형성 유무의 차이 및 특성을 파악하였다.
Currently, the death rate from cancer is increasing. Therefore, the accurate diagnosis of cancer and need for individuals resulting in the fact that the need for chemotherapy is more important. Of the current cancer diagnosis are effected through tissue biopsy and cancer treatments, but still have, ...
Currently, the death rate from cancer is increasing. Therefore, the accurate diagnosis of cancer and need for individuals resulting in the fact that the need for chemotherapy is more important. Of the current cancer diagnosis are effected through tissue biopsy and cancer treatments, but still have, of course, also come from the a doctor's choice. This biochip for resolving threshold. First, the examination of circulating tumor cells in blood was carried out by attaching magnetic nanoparticles of the EpCAM. In this case, circulatory tumor cells were examined through biochips using actual patient blood and ordinary people's blood Also, 3D tumor models, instead of conventionally used 2D tumor cell monolayers, have been used to investigate as well as more accurately mimic tumors in vivo. Various methods such as hanging drop, multi-well plate, and scaffold structure have been employed to form 3D tumor samples. However, these methods are complicated, have low generation yield, and produce samples of irregular sizes. Here, we developed a droplet-based microfluidic system to massively fabricate 3D tumor models with similar sizes as well as in high-throughput. Currently, the developed system is being utilized in characterizing other cancer cell lines from different organs, liver, lung and pancreatic
Currently, the death rate from cancer is increasing. Therefore, the accurate diagnosis of cancer and need for individuals resulting in the fact that the need for chemotherapy is more important. Of the current cancer diagnosis are effected through tissue biopsy and cancer treatments, but still have, of course, also come from the a doctor's choice. This biochip for resolving threshold. First, the examination of circulating tumor cells in blood was carried out by attaching magnetic nanoparticles of the EpCAM. In this case, circulatory tumor cells were examined through biochips using actual patient blood and ordinary people's blood Also, 3D tumor models, instead of conventionally used 2D tumor cell monolayers, have been used to investigate as well as more accurately mimic tumors in vivo. Various methods such as hanging drop, multi-well plate, and scaffold structure have been employed to form 3D tumor samples. However, these methods are complicated, have low generation yield, and produce samples of irregular sizes. Here, we developed a droplet-based microfluidic system to massively fabricate 3D tumor models with similar sizes as well as in high-throughput. Currently, the developed system is being utilized in characterizing other cancer cell lines from different organs, liver, lung and pancreatic
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