암진단을 위한 세포의 물성치 특성화

Abstract

세포의 기계적 반응에 대한 연구는 최근 들어 활발히 연구되고 있다. 특히, 세포의 물성치의 추정은 세포의 생리학적, 병리학적 변화와 밀접한 관련을 가진다. 질병에 걸린 세포는 정상 세포와는 다른 물성을 지니며, 암세포의 경우, 정상세포에 비해 작은 탄성 계수를 지닌다. 따라서 이러한 물성연구는 질병 진단에 활용이 가능하다. 원자힘 현미경과 선형 탄성 모델을 통한 세포의 질병 진단 연구의 유용성은 이미 알려졌지만, 한계점을 지닌다. 이를테면, 추정된 세포의 물성치는 인덴테이션 깊이와 팁 형상의 차이만 으로도 크게 달라진다. 따라서 이 연구에서는 간암세포의 원자힘 현미경과 선형 탄성 모델을 통해 암진단이 가능함을 보이는 한편, 선형 탄성 모델이 갖는 한계점을 해결하기 위하여, 유한 요소 모델을 개발한다. 따라서 세포의 형상 정보를 공초점 현미경 영상으로부터 얻어내는 한편, 팁의 형상와 함께 유한요소 모델에 반영함으로써, 이러한 문제점을 해결하였다. 또한, 이 연구에서는 선형 탄성 모델을 이용할 시의 정확한 물성 추정을 위한, 최적의 인덴테이션 깊이와 팁의 형상 정보를 제공한다. 정상세포와 간암세포 사이의 물성차 원인을 알아내기 위해 각 세포 골격의 무력화 실험을 함으로써, 세포내 세포 골격의 비중 차를 보여준다.