우리 연구실의 구동준 학생이 서울대학교 전누리 교수님 연구실의 이소민, 민달희 교수님 연구실의 김성찬 학생과 함께 주도적으로 이끈 공동연구의 성과가 ACS Nano에 게재되었습니다! (Nov 24, 2020 온라인 게재)

암 조직의 혈관을 조직 전체에 걸쳐 3차원적으로 관찰할 수 있게 되면, 혈관 형성을 억제함으로써 암을 치료하고자 하는 약물의 효능을 정확히 평가할 수 있게 됩니다. 특히 다양한 약물의 효능을 편리하고 정확하게 평가하고자 할 때에는, 종양 혈관계를 잘 모사하는 실험과 내(in vitro) 모델이 존재하고, 이 모델의 전체를 3차원적으로 관찰할 수 있는 것이 바람직할 것입니다. 이러한 기술 플랫폼을 개발하기 위해 우리 연구실과 전누리, 민달희 교수님이 힘을 합쳤습니다. 전누리 교수님 연구실은 3D 미세유체칩(microfluidic chip)을 이용해 혈관계가 잘 발달된 종양 모사 조직을 개발하는 데, 민달희 교수님 연구실은 혈관 형성을 억제시킬 수 있는 shRNA를 나노입자에 실어 전달하는 데 세계적인 전문성이 있고, 세 연구실의 학생들이 뛰어난 역량을 발휘하여 멋진 공동연구를 수행할 수 있었습니다. 저희는 우선 암세포들과 혈관세포를 공동 배양할 때 관찰할 수 있는 혈관 신생을 3차원적으로, 또 다양한 종류의 암세포에서 재현하기 위해 새로운 미세유체 모델을 개발했습니다. 이 모델은 혈관 형성을 억제하는 나노약물의 성능을 효율적이고 신속하게 평가할 수 있게 해 주었습니다. 또한 종양 이종이식 조직을 투명화한 뒤, 종양 조직 전체의 혈관을 이미징하면, 혈관의 공간적 정보 등 다양한 정량적 정보를 추출해낼 수 있습니다. 이러한 3D 이미징 기반 분석 기술을 이용하여, 저희는 항 혈관 신생 약물의 효과를 종양의 여러 부위별로 나누어 체계적으로 관찰하였습니다. 이 전략은 항 혈관 신생 나노약물의 표적을 좁히는 데 사용될 수 있을 뿐 아니라, 종양 혈관계의 형태적 변화를 심층적으로 분석할 수 있게 해 주어, 향후 다양한 목적으로 널리 활용될 수 있을 것으로 전망됩니다.

요약하자면, 저희가 새롭게 개발한 종양 혈관 미세유체칩과 3차원 투명화-이미지-분석 방법을 결합한 나노약물 평가 전략을 이용하면, 나노약물의 효능과 안전성을 보다 효율적이고 정확하게 평가할 수 있을 것입니다.