KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

(왼쪽 위부터 시계방향으로) 물리학과 박용근 교수, 생명과학과 김찬혁 교수, 생명과학과 이영호 박사, 물리학과 이무성 석박사통합과정

< (왼쪽 위부터 시계방향으로) 물리학과 박용근 교수, 생명과학과 김찬혁 교수, 생명과학과 이영호 박사, 물리학과 이무성 석박사통합과정 >


우리 대학 물리학과 박용근, 생명과학과 김찬혁 교수 공동연구팀이 면역항암 세포의 활동을 정밀하게 측정하고 분석할 수 있는 새로운 3차원 인공지능 분석기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 


체내에서 면역세포를 추출한 후, 외부에서 면역 능력을 강화시키고 다시 환자에게 주입해 암을 치료하는 방식을 `입양전달 면역세포 치료(adoptive immune cell therapy)'라고 부른다. 이 치료방식은 면역세포 치료법 중 가장 많은 주목을 받는 기술이다. `키메릭 항원 수용체' 또는 `CAR(Chimeric Antigen Receptor)'라고도 불리는 데 유전자 재조합기술을 이용해 T세포와 같은 면역세포를 변형해 암세포와의 반응을 유도해 사멸시키는 치료 방법이다. 


특히 CAR-T세포 치료는 높은 치료 효과를 보여 차세대 암 치료제로 급부상하고 있다. 2017년 난치성 B세포 급성 림프구성 백혈병 치료제 판매 승인을 시작으로 현재 3종의 CAR-T 치료제가 판매 승인을 받았으며, 전 세계적으로 약 1,000건 이상의 임상 시험이 진행 중이다. 그러나 아직 우리나라에서는 진행 중인 임상 시험이 전무한 실정이다. 


CAR-T 기술을 이용한 암 치료 방법들이 속속 개발되고 있지만, CAR-T세포에 대한 세포분자 생물학적 메커니즘은 아직 많은 부분이 알려지지 않았다. 특히, CAR-T세포가 표적 암세포를 인지해 결합한 후 `면역 시냅스 (immunological synapse, 이하 IS)'를 형성해 물질을 전달하고 암세포의 사멸을 유도하는데, 두 세포 간의 거리와 같은 IS의 형태 정보는 T세포 활성화 유도와 관련이 높다고 알려져 있지만 구체적인 내용을 파악하기 어렵기 때문에 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 


우리 대학 물리학과 박용근, 생명과학과 김찬혁 교수 공동연구팀은 CAR-T세포의 IS를 정밀하고 체계적으로 연구할 수 있는 새로운 기술을 개발했다. 3D 홀로그래피 현미경 기술을 이용해, 염색이나 전처리 없이 살아있는 상태의 CAR-T세포와 표적 암세포 간의 상호작용을 고속으로 측정하고 기존에는 관찰하기 어려운 CAR-T와 암세포 간의 IS를 고해상도로 실시간 측정했다. 또한 이렇게 측정한 3D 세포 영상을 인공지능 신경망(Convolutional Neural Network, CNN)을 이용해 분석하고, 3차원 공간에서 정확하게 IS 정보를 정량적으로 추출할 수 있는 기술을 자체 개발했다. 


공동연구팀은 또 이 기술을 활용해 빠른 CAR-T 면역 관문 형성 메커니즘을 추적할 수 있었을 뿐만 아니라, IS의 형태학적 특성이 CAR-T의 항암 효능과 연관이 있음을 확인했다. 연구팀은 3차원 IS 정보가 새로운 표적 항암 치료제의 초기 연구에 필요한 정량적 지표를 제공할 것이라고 기대하고 있다. 


이번 연구에는 우리 대학 기술을 바탕으로 창업한 2개 기업이 공동으로 참여했다. 3차원 홀로그래픽 현미경을 상업화한 토모큐브 의 현미경 장비를 이용해 면역세포를 측정하는 한편 토모큐브 의 인공지능 연구팀이 알고리즘 개발에 참여했다. 이밖에 국내 최초 CAR-T 기반 치료제 기업인 큐로셀도 연구에 함께 참여해 이 같은 성과를 거두는 데 성공했다. 


물리학과 이무성 박사과정 학생, 생명과학과 이영호 박사, 물리학과 송진엽 학부생 (메사추세츠 공과대학(MIT) 물리학과 박사과정)이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제적으로 권위를 인정받는 생물학술지인 `이라이프(eLife)' 1217온라인판을 통해 공개됐으며 지난 21에 공식 게재됐다.

(논문명 : Deep-learning based three-dimensional label-free tracking and analysis of immunological synapses of CAR-T cells) 


그림 1. 개발된 기술이 적용된 3D 영상

< 그림 1. 개발된 기술이 적용된 3D 영상 >


한편 이번 연구는 한국연구재단 리더연구사업, 바이오·의료기술개발사업, 중견연구자지원사업, KAIST Up program의 지원을 받아 수행됐다.


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
155 생명과학과 이문수 박사(이노테라피 CEO) 지혈제로 240억 '주식 갑부' file 생명과학과 2019.02.07 6042
154 생명과학과 최길주 교수, 빛 없이 싹틔우는 유전자 발견 과사무실 2008.05.30 12311
153 생명과학과 출신 곽유상 박사 ... 美 대학교수 됐다 과사무실 2007.08.01 13013
152 서경배재단 ‘올해의 신진 과학자’ 조원기 교수 선정 생명과학과 2020.09.16 1804
151 서라민 박사과정 학생. 제 18차 KHUPO 프로테오믹스 국제학술대회 수상 file 생명과학과 2018.04.30 12401
150 서성배 교수, 당뇨에 큰 영향 미치는 뇌 혈당조절 신경세포 발견 file 생명과학과 2019.10.30 4336
149 서성배 교수, 스트레스 세포(CRF 세포) 변화 초 단위 관찰 성공 file 생명과학과 2019.04.18 6713
148 서성배 교수님(김진은 석박사통합과정)_2020 대한민국 인재상 수상 생명과학과 2021.02.25 419
147 서성배 교수님(양대욱 박사)_세종과학펠로우십 선정 생명과학과 2021.03.18 370
146 서성배 교수님_Gut hormone triggers craving for more proteins 생명과학과 2021.05.18 116
145 서성배 교수님_동물 뇌 신경세포가 과식 억제한다 new 생명과학과 2021.06.16 4
144 서성배 교수님_동물의 식습관을 조절하는 원리 규명해 네이처 게재​ 생명과학과 2021.05.11 69
143 서연수 교수 생명과학상 수상 과사무실 2003.09.08 13889
142 서연수 교수, 2009년 연구윤리 확립 유공자 교육과학기술부 장관 표창 수상! 과사무실 2010.01.06 11703
141 서연수교수 도약연구지원사업 선정 과사무실 2007.04.23 12304
140 세계의 벽 사뿐히 넘을 잠재력 가득 가능성 무한대… 미래 한국의 대들보 과사무실 2006.10.23 12257
139 손종우 교수님_ 소금 섭취 제어할 수 있는 신체 메커니즘 규명 file 생명과학과 2020.02.12 3821
138 손종우 교수님_비정형 항정신병 약물에 의한 비만의 원인 규명​ 생명과학과 2021.05.17 88
137 손종우교수님 UTSW – UT Dallas 국제 공동 연구팀 연구성과_Scientists Identify Source of Weight Gain From Antipsychotics 생명과학과 2021.05.14 101
136 송민섭 박사 Agarwal Award (2004) 수상 과사무실 2004.11.08 11688
Board Pagination Prev 1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 17 Next
/ 17