초록

▷ SPM 기반 세포표면 미세구조 영상화를 통한 프랙탈 차원 분석기술 확립
▷ 정상세포와 암세포가 갖는 프랙탈 차원에 대한 개연성과 유의성 검증
▷ 세포표면 프랙탈 차원분석용 고회상도 영상획득의 고속화 및 자동화를 위한 광학 영상기술 적용 가능성 검증
▷ EFM(Electrostatic Force Microscopy)기술에 기반한 세포의 전기적 물리적 특성 분석기술을 개발
▷ 단일세포의 세포의 형태적 특성과 전기적 물리적 특성을 동시에 분석이 가능한 신 개념의 세포연구용 기술 개발

Abstract ▼

Identification of cancerous cells via determination of fractal dimension
the goal of this study is to identify geometrical differences in the boundary structure of cells using atomic force microscopy (AFM). A variety of cancer tissues have been demonstrated to possess their own structural identit

Identification of cancerous cells via determination of fractal dimension
the goal of this study is to identify geometrical differences in the boundary structure of cells using atomic force microscopy (AFM). A variety of cancer tissues have been demonstrated to possess their own structural identities defined as fractal dimension (FD) when they are growing in vivo. Fractal structure is well characterized by recursive self-similarity over scales suggesting that fractal geometry of cancer could be applicable to cells as well as tissues. However, fractal geometry of cancer in a single cell has not been elucidated. Here we investigated the fractal structure of several different cell lines established from normal and cancer tissues using AFM. High resolution images obtained from AFM allowed us to determine FD of the boundary of a single cell. Using FD analysis, we examined geometrical differences between normal (MCF10A) and cancer cell lines (MCF7, weakly invasive; MDA-MB231, highly invasive) originated from human breast epithelium. Box-counting analysis of cell boundary extracted from the AFM images revealed that FD of MCF10A (FD=1.231) was much higher than MCF7 (FD=1.081) and MDA-MB231 (FD=1.040). Between the cancer cell lines, FD of the weakly invasive cells showed slightly but significantly higher than that of the highly invasive cells. These results provide the possibility that FD of cell surface boundary may reflect abnormality and/or invasiveness of individual cell.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENST ... 7
• 목 차 ... 8
• 제 1장. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제1절. 연구개발의 필요성 ... 9
• 1. 과학기술적 측면 ... 9
• 2. 경제적 측면 ... 9
• 3. 사회문화적 측면 ... 9
• 제2절 연구개발의 범위 및 목표 ... 10
• 1. SPM을 이용한 세포표면 미세구조 영상화 ... 10
• 제 2장. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제1절 프랙탈 이론을 이용한 세포의 기하학적 특성 분석 ... 12
• 1. 프랙탈 기하학 ... 12
• 2. 프랙탈 분석법 ... 12
• 3. 세포의 프랙탈 측정 ... 12
• 4. 국내 기술현황 ... 12
• 제2절 SPM을 이용한 세포 영상화 ... 13
• 1. SPM의 기술적 특성 ... 13
• 2. 기술적 한계 및 국내 기술현황 ... 13
• 제 3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제1절 대표적인 상피세포주에서 암세포와 정상세포의 세포표면 프랙탈차원 비교 ... 15
• 제2절 세포골격 단백질의 역동성과 세포표면 프랙탈 차원의 상관관계 규명 ... 17
• 제3절 Confocal microscopy 기반 고회상도 광학영상분석을 통한 프랙탈차원 분석 결과 ... 18
• 제4절 EFM을 이용한 건조 상태의 세포의 전기적 특성 규명 ... 19
• 제 4장. 연구개발결과의 활용계획 ... 21
• 제 5장. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 22
• 제 6장. 참고문헌 ... 23