빛 굴절 활용 고해상 영상…신경 손상·면역 반응 정밀 분석
안구질환 진단·신경퇴화 조기 발견 활용 기대

살아있는 각막에서 형광 표지 없이도 신경과 면역세포를 동시에 선명하게 볼 수 있는 광학 영상 기술이 개발됐습니다. 기존 한계를 넘어 실제 생체 상태에서 정밀 관찰이 가능해지면서 안과 진단 기술의 발전이 기대됩니다.

한국연구재단은 포항공과대학교 김기현 교수 연구팀이 서울대병원 윤창호 교수팀, 중앙대 김경우 교수과 공동으로 각막 내부 감각 신경망과 면역세포를 비표지 방식으로 동시에 영상화할 수 있는 고성능 광학 현미경 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

이번 기술은 빛의 '굴절' 정보를 활용해 기존 반사 기반 영상 방식에서 발생하던 스페클 노이즈와신호 왜곡 문제를 줄이고, 세포 구조를 보다 선명하게 표현할 수 있습니다.

연구팀은 차등 위상 대비(DPC) 기반 영상 기법을 적용해 각막 조직을 고대비로 시각화했습니다. 빛을 비스듬히 투과시키는 방식으로 세포 내부에서 굴절된 신호를 활용해 영상으로 변환하는 구조입니다.

이를 통해 각막 신경망과 면역세포를 동시에 관찰하는 데 성공했습니다. 기존에는 신경 섬유가 끊겨 보이거나 세포 형태가 불명확하게 나타나는 문제가 있었지만, 이번 기술에서는 연속적인 신경 구조와 면역세포 형태가 뚜렷하게 확인됐습니다.

동물 실험에서도 효과가 입증됐습니다. 연구팀은 정상 생쥐에서는 신경망과 면역세포를 선명하게 확인했고, 손상 모델에서는 각막신경 손상과 면역세포 증가 현상을 정량적으로 관찰했습니다.

각막은 시력 형성과 직결된 조직으로, 신경과 면역세포 상태를 정밀하게 파악하는 것이 중요합니다. 특히 안구건조증이나 시력교정 수술 이후 변화 등을 확인하는 데 핵심 지표로 활용됩니다.

김기현 교수는 "이번 기술은 형광 표지 없이도 생체 상태에서 신경과 면역세포를 동시에 고해상도로 관찰할 수 있다는 점이 가장 큰 성과"라며 "안구 표면 질환 진단, 신경 회복 추적, 말초신경 퇴화 질환 조기 진단 등 다양한 의료·생명과학 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔습니다.

이번 연구 성과는 안과 분야 국제학술지, 안구 표면학(The Ocular Surface)에 2월 2일 자로 실렸습니다.