메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

3D생체현미경으로 패혈증 폐 손상 원리 밝힌다

통합검색

3D생체현미경으로 패혈증 폐 손상 원리 밝힌다

2019.03.31 14:16
KAIST 김필한 교수팀이 자체 개발한 3차원 생체현미경 기술을 통해 패혈증 환자의 폐 조직이 손상되는 과정을 밝혔다. KAIST 제공
KAIST 김필한 교수팀이 자체 개발한 3차원 생체현미경 기술을 통해 패혈증 환자의 폐 조직이 손상되는 과정을 밝혔다. KAIST 제공

국내 과학자들이 패혈증에 걸린 환자의 폐가 손상되는 생생한 살펴보고 원인을 알아내는데 성공했다.

 

김필한 KAIST 교수 연구팀은 3차원 생체현미경 기술을 통해 패혈증에 걸린 폐의 모세혈관에서 백혈구의 일종인 호중구가 서로 응집해 폐 조직을 손상시킨다는 연구 결과를 국제학술지 ‘유럽호흡기학회지’ 28일자에 발표했다.

 

폐는 산소와 이산화탄소 교환이 이뤄지는 기관으로, 적혈구들이 순환하는 수많은 모세혈관들이 폐포를 둘러싸고 있다. 폐는 항상 운동하는 데다 모세혈관과 적혈구가 미세하기 때문에 고해상도로 촬영하는 일은 매우 어려웠다.  

 

연구팀은 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과, 폐가 호흡하는 상태를 유지한 채 움직임을 최소화하는 영상 챔버를 자체 개발했다. 이 장비들을 이용해 패혈증 동물모델의 폐에서 모세혈관 내부의 적혈구 순환 촬영에 성공했다. 

 

이 장비들을 이용해 관찰한 결과 패혈증에 걸린 페에서는 모세혈관에서 호중구들이 서로 응집하면서 혈액 미세순환을 저해하고 활성산소를 다량 생산했다. 그 결과 적혈구들이 순환하지 못하는 공간(사강)이 커지면서 저산소증이 일어났다. 결국 페 조직이 손상됐다. 

 

연구팀은 추가 연구를 통해 폐 모세혈관에 모여 있는 호중구는 전신을 순환할 때보다 세포간 부착에 관여하는 수용체(Mac-1) 유전자가 많이 발현된다는 사실도 알아냈다. 그래서 Mac-1저해제를 적용했더니 혈액 미세순환이 비교적 원활해지고 저산소증과 폐 부종도 나아지는 것을 발견했다. 

 

김 교수는 “패혈증 환자의 폐에서 폐 조직이 손상되는 구체적인 과정을 밝혔을 뿐만 아니라, 혈액 미세순환을 개선해 저산소증과 폐 부종 등 증상을 완하하는 방법을 밝혀냈다"고 연구 결과의 의미를 밝혔다. 

 

연구팀이 독자 개발한 최첨단 고해상도 3차원 생체현미경 기술은 살아있는 폐 안 세포들의 실시간 영상촬영이 가능해 패혈증을 포함한 여러 폐 질환의 연구에 다양하게 활용될 것으로 기대된다.  
 

초고속 레이저주사 3차원 생체현미경 시스템. KAIST 제공
초고속 레이저주사 3차원 생체현미경 시스템. KAIST 제공

 

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

19 + 2 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스