(울산=뉴스1) 조민주 기자 = 암세포와 혈관 간의 상호작용을 실제 인체 환경처럼 정밀하게 모사하고 실시간으로 분석할 수 있는 칩 기술이 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST)은 조윤경 바이오메디컬공학과 교수 연구팀이 암세포와 혈관 사이의 상호작용을 대량으로 실시간 분석하는 미세 유체 칩인 'ODSEI 칩'을 개발했다고 14일 밝혔다.
연구팀이 개발한 ODSEI 칩은 1000개 이상의 암 덩어리(종양 스페로이드)를 혈관 세포와 함께 배양해 분석하는 장치이다.
기존의 폐쇄형 시스템과 달리, 개방형 구조로 설계돼 특정 시점에 원하는 스페로이드만 회수해 유전자 분석을 할 수 있다.
이를 통해 암세포가 혈관과 상호작용하며 내성을 획득하는 경과를 추적할 수 있게 된다. 연구진은 이 기술로 유방암 치료제인 타목시펜의 내성 발생 과정을 연구했다.
단일 세포 RNA 시퀀싱과 단백질 분석을 통해 혈관 약물 전달 효율을 높일 수 있는 바이오마커인 IL-8, TIMP-1을 발굴했다.
또 이 신호 물질들이 암세포의 생존 신호를 활성화하고 치료제에 대한 반응을 억제함으로써 암세포가 약물 내성을 보이는 과정을 규명했다.
제1저자로 연구에 참여한 노주영 학생은 "칩은 특수 코팅된 이중층 다공성막으로 설계돼 개방형 구조를 가지면서도 실제 인체와 유사한 환경을 모사할 수 있다"고 설명했다.
암세포와 혈관 세포는 물리적으로는 분리돼 있지만, 신호 물질은 자유롭게 오갈 수 있어 영향을 주고받을 수 있는 구조다. 각 암세포 스페로이드는 개별 웰(well)에 분리돼 배양되므로 간섭 없이 스페로이드 단위로 독립적인 관찰과 분석이 가능하다.
조윤경 교수는 "종양 미세환경을 정교하게 모사한 조건에서 약물 내성을 효과적으로 연구할 수 있는 길이 열렸다"며 "이 기술은 환자 맞춤형 치료법 개발을 위한 중요한 플랫폼이 될 것"이라고 기대했다.
이번 연구는 기초과학연구원(IBS)과 보건복지부의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science)에 4월 3일 출판됐다. 권두 표지논문으로 선정됐으며 미세유체칩 분야 핫 토픽(hot topic)에도 올랐다.
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