시마즈제작소 등 양질의 iPS세포 선별기술 개발
재생의료 연구에 탄력 기대
[의학신문·일간보사=정우용 기자] 재생의료에 사용되는 세포를 효율적으로 제작하기 위해 인공지능(AI)을 활용하는 연구개발이 일본에서 활발하다.
시마즈제작소와 쓰쿠바대 등 연구팀은 각각 iPS세포를 증식시킬 때 양질의 iPS세포를 화상으로 가려내는 기술을 개발했다. 현재는 경험이 있는 연구자의 판단이나 수작업에 의존해 왔으나, 자동화로 대량증식이 가능해지면 재생의료 연구에 탄력이 붙을 전망이다.
시마즈제작소는 오사카대와 협력해 배양 중에 변질된 iPS세포를 구분하는 기술을 개발했다. 방대한 데이터 속에서 특징을 찾아내는 심층학습을 이용해 불량세포를 92%의 정확도로 판별할 수 있다. iPS세포에 레이저광을 조사해 침투한 빛의 어긋난 파동을 화상화하고 질이 나쁜 세포의 특징을 AI에 학습시켰다. 사람의 수작업을 지원하는 장치로서 곧 제품화한다는 목표이다.
쓰쿠바대 연구팀의 기술은 화상으로부터 AI가 질 나쁜 iPS세포를 구분하면 레이저로 제거하는 방법이다. 배양접시의 밑면에 붙인 특수한 고분자에 레이저가 닿으면 발열하는 시스템으로, 조사한 좁은 범위의 세포만을 파괴할 수 있다. 질 나쁜 세포가 섞이는 비율을 3% 이하로 줄일 수 있으며 올해 상반기 안에 제품화될 전망이다.
재생의료에 사용되는 세포를 만들 때에는 세포덩어리가 대량으로 필요하다. 도쿄대 연구팀은 죽은 세포를 포함한 덩어리 등을 제거하는 기술을 개발했다. 0.5mm의 미세한 구멍을 격자무늬로 나열한 칩을 만들고 세포덩어리를 구멍에 넣어 배양한다. 칩 1장당 100개의 세포덩어리를 대량생산할 수 있으며, 연구팀은 앞으로 불량 덩어리만 간단히 제거할 수 있는 기술을 개발한다는 계획이다.
iPS세포를 만들어 노벨생리의학상을 수상한 교토대 iPS세포연구소 야마나카 신야 소장도 AI에 모으는 기대가 굉장히 크다. 이화학연구소와는 AI를 이용한 재생의료 및 신약개발 기술연구를 위해 제휴를 맺고, 양질의 iPS세포 선별과 알츠하이머병 신약개발 등 연구테마를 검토하고 있다.
iPS세포를 이용한 재생의료에서 세계 첫 임상연구를 실시한 이화학연구소 연구팀도 AI와 로봇을 이용하는 연구에 나서고 있다. AI가 화상으로 세포의 질을 판별하고 로봇으로 선별·제거하는 방식이다.