[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 김필한 교수팀이 3차원 생체현미경 기술을 통해 비알콜성 지방간에서 간세포 내 지방구 형성과 미세혈관계를 동시에 고해상도의 영상으로 촬영했다고 15일 밝혔다.

비알콜성 지방간은 서구화된 식습관과 비만율 증가로 국내에서 급속히 증가하고 있다.

여기에는 단순 지방간부터 만성 지방간염, 간경변증(간경화)에 이르는 넓은 범위의 간 질환을 포함한다.

최근 정상인에게서 최대 24%, 비만인에서는 최대 74%까지 높은 유병률이 보고되고 있어 심각한 간 질환으로 진행되지 않도록 적극적인 관리가 요구된다.

그동안 비알콜성 지방간 질환 연구들은 대부분이 절제된 간 조직을 사용한 조직병리학적 분석을 통해 이뤄졌다.

하지만 이 같은 방식으로는 질환이 장기간에 걸쳐 진행되는 동안 간 내부의 간세포와 주변 미세환경에서 일어나는 다양한 분자세포 수준의 변화를 3차원으로 정밀하게 분석하고 그 원리를 밝히는 것이 어려웠다.

이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 독자적으로 개발한 초고속 레이저 공초점·이광자 생체현미경을 사용해 살아있는 비알콜성 지방간 질환 동물모델에서 질환 진행에 따른 간세포 내 지방구의 형성 및 축적과 주변 미세 간 혈관계를 동시에 고해상도를 지닌 3차원 영상으로 촬영했다.

연구과정을 보면 비알콜성 간 질환에서 질환 진행으로 간세포 내 지방구의 축적률이 증가하고 개개의 지방구 크기가 증가하는 현상을 영상화 했다.

또 지방구의 크기 증가가 간세포 핵의 위치변화를 일으키고 결국 간세포 모양의 변화를 일으키는 현상을 고해상도 영상화를 통해 확인했다.

특히 연구팀이 개발한 생체현미경 시스템은 시속 380Km 이상의 초고속으로 회전하는 다각 거울을 이용해 살아있는 생체 내부 간 조직의 움직임을 실시간으로 추적하고 보정이 가능해 크기가 마이크로미터(μm·100만분의 1미터) 이하인 극히 작은 지방구까지 고해상도로 영상화가 가능하다.

김필한 교수는 “비알콜성 지방간을 포함한 다양한 질환의 3차원 생체현미경을 이용한 실시간 고해상도 영상기술은 질환의 진행에 따른 세포 수준의 다양한 변화의 정밀한 관찰이 가능하다”라며 “3차원 생체현미경은 미래 바이오헬스 산업에서 여러 인간 질환의 진단 및 치료제 개발에 획기적인 도움을 줄 것”이라고 말했다.

KAIST 나노과학기술대학원 문지은 박사과정 학생이 제1저자로 참여한 연구팀 논문은 미국광학회가 발간하는 국제 학술지 바이오메디컬 옵틱스 익스프레스(Biomedical Optics Express)에 8월 19일 게재됐다.

이 연구는 과학기술정보통신부의 이공 분야 기초연구사업의 지원을 받아 이뤄졌다.