초록 ▼

1) 당초계획
병리진단은 질병 진단에서 최종 확진이 이루어지는 중요한 단계로서, 환자 몸에서 떼어낸 시료를 병리학자가 현미경으로 관찰하여 이루어진다. 최근 병리진단에 초정밀 현미경을 도입하면 진단 정밀도가 크게 향상된다는 연구 결과가 연달아 출판되고 있다.
하지만 초정밀 현미경은 시료 전처리 시간이 너무 길어 실제 병리진단에 쓰이지 못하고 있다. 본 연구에서는 환자 조직 병리 시료를 30분 안에 기존 현미경보다 4배 이상 정밀하게 관찰할 수 있는 기법을 개발한다. 이를 통해 기존 병리진단의 정확도를 4배이상 향상시킨다.

1) 당초계획
병리진단은 질병 진단에서 최종 확진이 이루어지는 중요한 단계로서, 환자 몸에서 떼어낸 시료를 병리학자가 현미경으로 관찰하여 이루어진다. 최근 병리진단에 초정밀 현미경을 도입하면 진단 정밀도가 크게 향상된다는 연구 결과가 연달아 출판되고 있다.
하지만 초정밀 현미경은 시료 전처리 시간이 너무 길어 실제 병리진단에 쓰이지 못하고 있다. 본 연구에서는 환자 조직 병리 시료를 30분 안에 기존 현미경보다 4배 이상 정밀하게 관찰할 수 있는 기법을 개발한다. 이를 통해 기존 병리진단의 정확도를 4배이상 향상시킨다. 본 연구에서는 여러 초정밀 이미징 기술 중, 특별한 고가의 장비가 필요하지 않은 팽창 현미경을 선택하였다. 팽창현미경(expansion microscopy)은 비교적 간단한 장비로 60nm 이상의 해상도를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 그 과정이 복잡하고 오랜 시간이 걸리기 때문에 실제 병리진단에서 활용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 팽창현미경 기법을 재설계하여 총 걸리는 시간을 혁신적으로 줄일 수 있는 기술을 개발한다. 이를 위하여 조직을 관찰하기 위한 항체를 침투 시간을 단축하기 위해 1차 항체와 젤 연결물질을 미리 결합하여 항체 침투 시간을 10시간에서 5분으로 줄이고 전기장을 이용하여 하이드로 젤 처리, 하이드로 젤 합성시간 및 조직 분해시간 8시간을 14분으로 단축하고 조직팽창 및 현미경관찰(11분)을 통해 30분 안에 초정밀 관찰할 수 있는 기법을 개발한다.

2) 주요성과
기존의 병리진단법에 많이 사용하는 H&E 방법은 팽창 현미경에 적용할 수 없었다. 팽창 현미경은 특정 단백질에 붙는 항체를 사용하게 되는데 항체는 고가이고 조직침투 시간이 느린 단점을 갖고 있다. 하여 본 연구에서는 H&E 방법과 유사하며 팽창 현미경에 적용할 수 있는 형광 물질을 이용하여 환자의 조직 병리 시료를 30분 안에 초정밀 관찰할 수 있는 기법을 개발하였다. 본 연구에서 사용한 형광 물질은 그 분자량이 1000Da 미만으로, 150,000Da 이상의 분자량을 가지는 항체에 비해서 조직침투 속도가 월등히 빠른 장점이 있다. 이 형광 분자를 사용함으로써 조직을 염색하는 데에 필요한 시간을 10시간에서 15분으로 단축할 수 있었다. 데모 샘플에서는 15분에 10μm 정도 침투하는 것을 확인했다. 또한, 이 염색법은 팽창현미경 기법과도 결합하는 것이 가능하여 염색된 조직을 팽창시켜 초고해상도로 관찰하는 것이 가능하였다. 본 연구에서는 데모 표본인 180μm 두께의 쥐 뇌 절편을 팽창시키는 데에 필요한 시간을 최대 40분까지 단축하는 데 성공하였으며 보통의 조직 병리 표본이 4~10μm로 구성되어 충분히 20분으로 단축할 수 있을 것으로 예상된다. 이와 같은 결과를 바탕으로, 조직 내부의 구조를 30분 미만의 시간으로 관찰하는 것이 가능할 것으로 예상된다.

(출처 : 요약 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 사업화도약과제 성과보고서 ... 2
• 요약 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 주요 추진계획 대비 수행성과 ... 5
• 1) 과제개발 달성도 ... 5
• 2. 과제수행 성과 ... 6
• 1) 정성적 성과내용 ... 6
• 2) 정량적 성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10