연구성과

기계 김기현 교수팀, 결막 술잔세포, 손상부터 회복까지 영상 추적한다

2022-04-07 180

[POSTECH‧서울대병원‧을지대병원 공동연구팀, 살아있는 토끼 눈에서 비침습 결막 술잔세포 검사 성공]

국내 연구진이 사람과 비슷한 토끼의 결막 술잔세포를 영상으로 검사하는 데 성공했다. 특히 안구건조증 토끼 모델에서 손상부터 회복까지를 추적한 이 연구성과는 향후 사람의 안구건조증 진단‧치료에 유용하게 활용될 수 있다.

기계공학과 김기현 교수‧통합과정 김성한 씨‧박사과정 이중빈 씨 연구팀은 서울대병원 안과 윤창호 교수, 을지대병원 정영호 교수와 공동으로 살아있는 토끼 눈에서 결막 술잔세포(conjunctival goblet cell) 영상 검사가 가능함을 밝혔다.

이 연구성과는 안과 분야의 권위 있는 국제 학술지 ‘The Ocular Surface’에 최근 게재됐다.

안구 표면에 점액을 분비하는 결막 술잔세포는 눈물막의 뮤신층을 형성하고 눈물막을 유지하는 역할을 한다. 이 술잔세포의 기능에 이상이 생기면 안구건조증을 포함한 다양한 안구 표면질환이 생기거나 악화될 수 있다. 이 때문에 술잔세포 검사는 안구 표면질환을 정확하게 진단하고 치료하는 데 필수적이지만, 아직까지 적절한 검사법이 없었다.

앞서 연구팀은 안과 항생제인 목시플록사신이 결막 술잔세포를 염색한다는 것을 세계 최초로 발견하고, 고심도 형광현미경을 개발해 살아있는 쥐의 눈에서 결막 술잔세포를 영상화하는 데 성공한 바 있다.

이번 연구에서는 사람의 눈에 적용하기 전 단계로 사람의 눈과 비슷한 토끼 눈에서 결막 술잔세포 영상화를 통한 비침습 검사법을 시도했다.

먼저, 정상 토끼에서 결막 표면에 골고루 분포하고 있는 술잔세포의 실시간 영상을 확인할 수 있었다. 이 영상은 조직을 채취해 병리 조직 프로세스를 통해 얻는 술잔세포 영상과 완전히 일치했다.


또, 연구진은 해당 검사법이 안구건조증이 있는 토끼에서도 결막 술잔세포 변화를 탐지할 수 있는지 연구했다. 안구건조증은 안과 수술에 사용하는 소독제인 포비돈 요오드(povidone-iodine, 제품명 베타딘(Betadine))을 점안함으로써 유도했는데, 이는 안과 수술 후 일시적으로 건조증이 발생함에 착안한 것이다.

소독제로 손상된 결막에서 술잔세포 밀도의 감소를 관찰했고 같은 토끼를 3주간 더 관찰해 술잔세포 밀도가 다시 증가하는 사실을 확인했다. 이 검사법으로 관찰한 토끼모델의 술잔세포 밀도 변화는 함께 시행한 안구건조증 측정법(눈물막 파괴시간, 눈물 양 측정(쉬르머 검사))의 결과들과 일치했다.


이 기술은 안구 표면질환 환자의 치료와 예방에 사용하는 목시플록사신 항생제를 사용하므로 환자에게도 부담 없이 적용할 수 있다.

김기현 교수는 “비침습 결막 술잔세포 영상법이 사람과 비슷한 토끼 모델에서도 잘 동작함을 검증했다”며 “향후 임상시험을 통해 검증해 안구 표면질환 환자의 정밀 진단과 치료에 활용될 수 있도록 하겠다”고 말했다.

이 연구는 정보통신기획평가원 (IITP) ICT R&D 혁신 바우처지원사업의 지원을 받아 진행됐다.