• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.72-77
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• 2004

본 연구진은 토양미생물의 배양액으로부터 cyclin-dependent kinase 저해활성의 Toyocamycin을 분리하였으며 〔16〕, 화학적 전합성을 통하여 활성이 개선된 유도체인 신물질 MCS-5A를 합성하였다〔3〕. 이 MCS-5A를 이용한 항암 기전규명을 위한 연구를 통하여 , human promyelocytic leukemia cell(HL-60)에서 MCS-5A에 의해 cyclin-dependent kinase inhibitor p16$^{INK4A}$ 단백질의 발현증가가 암세포의 세포주기 억제와 동시에 HL-60 cell희 세포사멸을 유도하는 것을 확인하였다(data not shown). 그러나 HL-60 cell의 경우와는 달리 non small cell lung cancer cell(NSCLC)인 A549 cell(p16$^{INK4A}$ 결핍 세포주)에 MCS-5A를 처리할 경우에는 전혀 세포사멸이 유도되지 않았다. 따라서 MCS-5A에 의한 HL-60 cell에서의 세포사멸 유도는 발암억제 유전자인 P16$^{INK4A}$의 세포 내 발현 및 존재 여부에 의해 좌우되는 것으로 판단되었다. 이러한 배경에서 본 연구는 p16$^{INK4A}$.의 기존에 알려진 세포주기 억제를 유발하는 cyclin-dependent kinase inhibitor(CKI)로서의 역할 뿐 아니라, p16$^{INK4A}$ 유전자가 세포사멸을 유도할 수 있다는 새로운 기능을 규명하기 위하여 다음의 연구를 시도하였다. 즉 $p^{INK4A}$ 결핍 세포주인 A549(-p16/+p53)와 H1299(-pl6/-p53) 그리고 p16$^{INK4A}$ 함유 세포주인 HeLa(+p16/+p53)세포에 외부로부터 p16$^{INK4A}$ 유전자를 도입시켜, 각 세포주에서의 세포사멸 유도 여부를 비교하고자 하였다. 우선 wild-type p16$^{INK4A}$ 유전자를 가진 HeLa cell에서 총 RNA를 추출하여, 역전사 반응으로 cDNA를 만들고, PCR을 통해 p16$^{INK4A}$ 유전자를 증폭하였다. pcDNA3.1/His is A vector에 p16$^{INK4A}$ 유전자를 끼워 넣고 competent cell (XL1-Blue)에 형질 전환하여 cloning한 후, p16$^{INK4A}$ clone을 다량으로 추출하였다. 위에 언급한 각각의 cell line에 p16$^{INK4A}$유전자를 농도(0, 1, 5, 10$\mu\textrm{g}$)별로 transfection 시킨 후, p16 단백질을 일정 시간 동안(12시간) 발현시킨 뒤, TUNEL등의 분석을 통해 세포사멸이 유도되는지를 확인하였으며, 또한 Western blot 분석을 통하여 p16단백질과 세포사멸 유도 인자인 caspase 3의 발+현 양상을 확인하였다. 연구 결과, Western blot을 통해 transfection시킨 p16/INK4A/유전자의 농도에 따라 각각의 cell line에서 Pro-caspase 3의 감소함을 관찰할 수 있었고, TUNEL분석을 통해 A549및 HeLa cell에서 세포사멸이 유도됨을 확인할 수 있었다 특히 A549(-p16/+p53)와 HeLa cell(+p16/+p53)에서는 TUNEL 분석 및 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 caspase 3로의 전환 등을 통해 세포사멸이 발생하였음을 확연하게 확인할 수 있었으나, 반면 H1299(-pl6/-p53) cell에서는 단지 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 활성화만을 통해 간접적으로 세포사멸을 확인 할 수 있었다. 또한 p53이 결핍된 H1299(-pl6/-p53)세포주에서의 $^{INK4A}$ 에 의한 세포사멸 유도는 p53 비의존적으로 작용한다는 사실을 확인할 수 있었다. 결론적으로 발암억제 유전자인 $^{INK4A}$ 는 CKI로서의 기능뿐 아니라, 세포사별 유도와도 밀접하게 관련되어 있으며, 이 기능은 발암 억제 유전자인 p53과는 독립적으로 작용한다는 사실을 확인하였다. 세포사멸 유도 기전연구에서 $p16^{INK4A}$ 가 세포사멸을 유도하는 기전에 대해서는 아직 명확하게 밝혀진 바는 없으며, 현재 본 연구실에서 다양한 실험을 통해 연구가 진행 중이다.

• Journal of Plant Biology
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• 제34권2호
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• pp.129-136
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• 1991

기주식물 (토끼풀, Trifolium repens L.)의 유조직에 침입하여 생장하는 실새삼(Cuscuta australis R. Brown)의 흡기세포들의 미세구조를 조사하였다. 기주세포들과 직접 접촉되어 있는 흡기의 정면부위는 아직 분지되지 않은 선단세포들 및 이들로부터 분지하여 신장된 세포들(hyphae)로 구성되었다. 이 두 유형의 세포들은 전자밀도가 높은 세포질을 지니며, 또한 핵막이 심하게 만입된 커다란 핵을 갖는 특징을 보였다. 어떤 선단세포에서는 비후된 세포벽 물질이 기주세포벽의 중엽(middle lamellae)으로 침입하고, 파괴된 기주세포의 잔유물을 내포하는 양상을 보였다. 두 유형의 세포들은 원형질막과 세포벽이 안쪽으로 돌출하는 구조를 갖는데, 이는 기주세포들로부터 물질흡수를 촉진하기 위한 표면적의 증가현상으로 해석된다. 기주와 흡기세포의 세포벽사이를 통과하는 원형질연락사는 관찰되지 않았다. 두 식물세포의 경계면에서는 융합된 세포벽을 관찰할 수 있는데, 이 구조는 기주로부터 흡기로의 수분 및 영양물질의 수송 경로로써 작용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.163-170
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• 2001

목적 : 방사선조사후 세포의 생존 분획은 세포집락 측정기법으로 확인하는 것이 표준이나 많은 비용과 시간이 소요되는 단점을 갖고 있다. 이에 생존 세포의 tetrazolium염의 자색 formazan 침전물로의 환원시키는 능력에 그 기반을 둔 MTT 기법을 사용하여 세포집락 측정기법을 대체하기 위한 기법으로서의 유용성과 그 실행상의 최적조건을 규명하고자 하였다. 방법 : PCI-1, SNU-1066, NCI-H630, RKO등의 세포주에 0, 2, 4, 6, 8, 10 Gy의 방사선을 조사한 후 세포집락 측정 기법과 MTT기법으로 세포 생존 분획을 조사하였다. 세포집락 측정기법은 $25\;cm^2$ 폴리스티렌 배양 플라스크에 방사선량에 따라 다른 수의 세포를 분주한 후 24시간 동안 배양 후 방사선을 조사하였고 이를 $10\~14$일 동안 배양 후 염색하여 생성된 세포집락의 수를 측정하였다. MTT기법은 침전물의 용해과정이 필요없는 Premix WST-1 시약을 이용하여 시행하였다. MTT기법은 각각의 세포주에서 세포수와 흡광도간의 선형관계와 최적 실험조건을 확인한 이후 시행하였다. 이 기법은 방사선을 조사받은 세포에서는 지수적 성장을 회복한 이후와 방사선을 조사받지 않은 세포는 4회 이상의 세포분열을 거친 후에 시행하였다. 세포집락 측정기법 및 MTT기법을 통하여 얻은 세포 생존율을 구한 후 이를 지표로 비교하였다. 결과 : 각 기법으로 얻은 세포 생존율의 표준편차는 $5\%$ 내외였다. 2가지 방법으로 구한 세포 생존율은 t-test로 비교하였을 때 $0\~4\;Gy$에서는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 회귀분석 결과는 선형적 관계가 있었다$(R^2=0.975-0.992)$. MTT 기법의 시행에 최적인 세포수는 배양효율에 따라 다른 것으로 나타났는데, 배양효율이 $30\%$ 이상이면 300개 이하가, $30\%$ 미만인 경우는 $500\~1,000$개가 적당한 것으로 확인되었다. MTT기법은 6 배가시간 경과 이후에 시행하는 것이 세포집락 측정기법과 가장 근접하였으며 적어도 4 배가시간 이후에 시행하는 것이 필요할 것으로 사료되었다. 이에 따르면 배가시간이 3일 이하인 세포주가 세포 민감성 측정방법으로서 MTT 기법이 세포 집락 측정 기법을 대체하여 사용하기에 적합한 것으로 사료되었다. 결론 : 이상에서, MTT기법을 이용하여 방사선조사 후의 세포생존을 측정하기 위해서는 예비실험을 통해 각 세포주에서의 최적의 조건을 찾는 것이 필수적이며 이 조건하에서 MTT기법을 시행해야만 방사선에 의한 세포 민감성 측정에 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권4호
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• pp.441-449
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• 2015

본 연구에서는 인체 폐암세포주인 A549 세포와 간암세포주인 HepG2 세포를 사용하여 Endlicheria anomala 메탄올 추출물(Methanol extract of E. anomala, MEEA)의 항암 활성 및 그 분자적 기전에 관하여 분석하였다. 먼저 MEEA가 인체 폐암세포와 간암세포의 증식에 미치는 영향을 분석한 결과, 암세포의 증식을 억제하는 효과가 탁월하였다. 그 후 MEEA에 의한 세포 증식이 억제되는 원인을 분석하기 위하여 Flow cytometry analysis, AnnexinV & 7-AAD 이중 염색을 수행한 결과, 두 세포에서 모두 농도의존적으로 apoptosis 유발군인 SubG1기의 세포 분포가 증가하였고, early apoptosis에서 late apoptosis로 전환되는 공통적인 현상을 확인할 수 있었다. 또한 apoptosis의 유발로 일어날 수 있는 세포의 형태 변화를 관찰하기 위한 DAPI 염색과 DNA fragmentation을 통하여 MEEA 처리에 의한 A549의 염색질 응축, 사멸체 형성 및 DNA의 끌림 현상을 관찰할 수 있었으며, 이와 관련된 분자적 기전 분석을 위한 Western blot을 추가로 수행하여 caspase, PARP, pro-, anti-apoptotic 단백질의 발현을 관찰하였다. 이상의 결과로 MEEA는 인체 폐암세포와 간암세포에서 p53의 발현 증가와 Bcl-2 family의 변화를 유도하며, caspase-3와 관련된 경로를 통하여 농도의존적으로 apoptosis를 유발시킨다는 것을 증명하였다. 이는 MEEA가 항암 활성을 보유하고 있고, 인체 폐암세포와 간암세포 사멸의 기전 연구를 위한 중요한 자료가 될 수 있음을 시사한다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권4호
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• pp.391-398
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• 2018

중간엽줄기세포는 항염증능, 면역조절능 뿐만 아니라 다계통으로의 분화능 때문에 난치성 환자 치료를 위한 매력적인 대안적 치료방법으로 알려져 왔다. 지금까지 중간엽줄기세포의 이식 치료법은 면역질환, 심혈관질환, 암, 간질환 및 뇌졸중을 비롯한 다양한 질병의 전임상 및 임상적용에 긍정적인 결과를 가져왔다. 여러 연구들에 의하면, 중간엽줄기세포를 이용한 치료는 손상된 세포나 조직에 중간엽줄기세포가 이동하여 직접 세포를 대체하거나 분화시키는 작용이 아니라 중간엽줄기세포에서 분비하는 여러 인자들 즉, 주변분비 효과(paracrine effect)에 의한 것으로 확인되고 있다. 최근에 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 핵산, 단백질, 지질 등을 손상된 세포나 조직의 국소 미세환경으로 전달함으로써 세포간 상호작용을 통해 조직재생을 중재할 수 있는 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 엑소좀의 이용은 세포이식으로부터 발생할 수 있는 종양형성과 같은 다양한 위험성을 피할 수 있으므로 줄기세포 기반 치료 적용에 유용성이 매우 높다. 이러한 이유에서 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 재생의학 및 조직공학에서 안전하고 효율적인 치료적 도구(tool)가 될 수 있다. 여기에서 우리는 치료제로서의 중간엽줄기세포 유래 엑소좀의 정의와 역할에 대한 최신 지견과 함께 포괄적인 이해를 제공하고자 한다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.383-393
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• 2008

목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.517-517
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• 2013

세포막지질의 산화는 심각한 세포막의 기능저하를 유발하고 심하면 세포를 죽음에 이르게하여 생물학적으로 중요한 지표이다. 세포막지질의 산화는 간접적인 화학적 방법으로 측정하거나, 지질을 추출해내어 질량분석기나 핵자기공명분광기 같은 물리적 방법으로 분석한다. 우리는 이온유도 이차전자 방출계수(${\gamma}$) 변화를 측정하여 세포막지질의 산화를 지질추출 없이 측정할 수 있는지 조사해 보았다. 세포막분리가 쉬운 적혈구를 모델세포로 사용하였고, 다양한 라디칼을 발생시키는 대기압 공기 DBD플라즈마 장치를 이용하였다. 적혈구를 플라즈마에 노출하는 시간으로 산화의 정도에 차이를 만들어 측정값과 비교하였다. ${\gamma}$값은 Auger의 중화이론에 바탕을 둔 이온유도 이차전자 방출빔(${\gamma}$-FIB)장비를 이용하여 측정하였다. 측정결과 적혈구가 산화됨에 따라서 ${\gamma}$값이 증가함을 볼 수 있었고, 동시에 workfunction값이 변화함을 보았으며, 그 결과를 화학적 방법과 비교해 보았다.

• 미생물과산업
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• 제20권2호
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• pp.33-40
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• 1994

미생물에 대한 유전자 재조합법 등의 개발로 동물세포에서만 합성되던 단백질들을 미생물을 통하여 생산하는 기술이 확립되어 있으나, 동물 세포내에서만 정확하게 실행되어지는 단백질 분자의 folding과 post-translational modification 등이 미생물에서는 불완전하게 이루어져 활성을 잃게 되는 단점이 있고, pyrogen과 같이 미생물로부터 유래한 endotoxin이 생산물에 섞여 있을수도 있으며, 미생물로부터 생산되는 각종 단백질로부터 원하는 유용 단백질을 분리하기 어려운것 등, 현실적으로 많은 어려움을 가지고 있기 때문에 미생물을 이용하기보다 동물 세포 배양을 통하여 위와 같은 제재들을 생산하려 하고 있다. 유전자 재조합 기술은, 현재 미생물뿐만 아니라, 동,식물 세포에 대하여도 적용되어 있어서 각종 유용생산물을 동,식물세포의 유전자 조작을 통해 얻을 수 있는 단계에 와 있으며, 이는 유전자 치료(gene therapy)와 같은 의료분야에까지 확장될 수 있게 되었다. 표 2에서는 동물 세포를 배양할 때와 미생물을 이용할 때의 각각의 특징을 보여주고 있다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1995년도 춘계학술대회
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• pp.190-194
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• 1995

체성-교감 반사 유발시 동맥혈압의 조절에 관여한다고 생각되는 상부 복외측 연수 내의 심혈관계 세포를 대상으로 흥분발사의 반응특성을 측정, 분석하였다. 심장 박동주기와 시간적으로 동기되는 흥분발사를 보이는 심혈관계 세포를 찾은 후 체성-교감 반사의 승압반응과 감압반응을 유발시키며 각각에 대해 동일한 세포의 흥분발사의 변화를 측정한 결과 5가지 유형의 반응특성을 얻을 수 있었다. 이들 간에 구성되어 있는 회로망 연결을 설명하고자 2 가지 종류의 특성 세포와 적절한 자극 전달 경로 및 세포간 회로망 연결을 도입하여 본 연구의 실험결과를 모두 설명할 수 있는 가장 간단한 죄소 세포회로망 모델을 구성하였다. 최소 모델의 고찰 결과 고유한 감압경로의 존재가능성이 도출되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.751-753
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• 2010

본 논문에서는 위상차 현미경 영상 내 U87 세포의 정확한 형태학적 분류를 위한 이진 분류기 구축 방법을 제안한다. 본 방법은 Fourier descriptor 기반 세포형상 표현을 SVM 이진분류기 구축에 사용함으로써 분류 대상인 원추형과 원형세포에 대해 영상 내 세포의 위치와 회전, 크기의 변화에 대해 강인한 분류성능을 제공한다. 본 실험을 통해 polynomial 커널에서 학습된 SVM 분류기가 linear, RBF, sigmoid 에 비교하여 가장 정확한 분류 성능을 보임을 확인하였다. 본 연구는 논문상 기준인 두 종류의 세포 형태 분류기를 기반 프레임워크로 삼아 좀더 다양한 세포 형태를 분류할 수 있도록 개선된다면 악성뇌종양의 전이억제치료에 효과적인 전이행동분석에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.