Melanosomes are specific organelles transporting melanins from melanocytes to keratino-cytes. Recent studies on melanosomes conducted using diverse surface analysis techniques reveal that the shapes of normal melanosomes are ellipsoidal and spherical. Then, it will be of great interest, if the shapes of melanosomes are different, because it can be used to distinguish mutated cells from normal cells. Herein, melanosomes from four different kinds of skin cells including normal epidermal cells and cancer cells were studied using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy. AFM and SEM revealed that melanosomes from normal human melanocytes were ellipsoidal or spherical depending on kinds of melanins. In melanotic melanoma cells, ring-shaped as well as ellipsoidal and spherical melanosomes were found and in amelanotic melanoma cells, there were no formal and normal forms. Suggesting the shape of melanosomes from normal melanocytes, melanotic melanoma cells and amelanotic melanoma cells are different. Raman spectroscopy demonstrated that all samples showed melanin peaks, in spite of difference in intensity, except amelanotic melanoma cell samples, indicating that presence and absence of melanins may affect the morphology of melanosomes and cellular modification may have impact on melanosomes. In this study, although the detailed reasons for the differences in the morphology of melanosomes is not understood yet, the results provide new insights into the potential of application for early diagnosis of skin cancer.
다양한 야외 활동의 증가와 오존층의 파괴로 인한 자외선의 유입이 증가하면서 피부암으로 고통 받는 사람들이 날로 증가하고 있다. 일반적으로 피부암은 암으로 발병된 후에 침착 된 색소의 크기, 모양, 색과 같은 가시적인 방법으로 진단된다. 하지만 이러한 방법은 암을 다른 색소 침착들로부터 정확하고 확실하게 구별해 내는 데에 한계가 있다. 피부암은 진단도 어려울 뿐만 아니라 현재 발병하는 수도 증가하고 있지만 조기진단만 잘 된다면 완치될 확률이 굉장히 높다. 따라서 피부암의 조기 진단이야말로 암의 발병률을 낮추고 생존율을 높일 수 있는 가장 핵심적이고 중요한 방법이 될 수 있다. 피부암 중에서도 멜라닌 생성 세포의 악성변화에 의해 유발되는 질환인 흑색종은 피부암 사망률의 79%를 차지할 만큼 치명적이기 때문에 멜라닌 세포를 비롯하여 멜라닌 색소와 멜라닌을 운반하는 멜라노좀에 대한 기초 연구가 반드시 필요하다. 무엇보다 멜라노좀은 멜라닌을 운반하는 역할을 할 뿐만 아니라 가시광선과 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 하기 때문에 멜라노좀에 대한 연구는 색소 침착이나 암의 발현에 대한 새롭고 다양한 결과들을 만들어 낼 수 있다. 하지만 멜라노좀의 중요성에도 불구하고 다양한 표면 분석 기술들을 이용한 멜라노좀에 대한 연구는 매우 드물게 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 암의 조기진단을 위해 정상피부세포와 두 종류의 흑색종 세포, 한 종류의 멜라닌 결핍 흑색종 세포에서 추출한 멜라노좀을 AFM과 SEM, Raman spectroscopy를 이용하여 측정하고 분석하는 실험을 진행하였다. AFM과 SEM을 통해 서로 다른 네 가지 세포에서 추출된 멜라노좀들의 크기와 모양을 측정하고 분석하였고 Raman spectroscopy를 통해서는 이들의 화학적 구조를 비교하였다. AFM과 SEM의 결과를 통해 정상피부세포에서 추출된 멜라노좀과 흑색종 세포에서 추출된 멜라노좀의 크기와 모양에 차이가 있다는 것을 확인하였다. 또한 멜라닌이 있는 흑색종 세포에서 추출된 멜라노좀과 멜라닌 결핍 흑색종 세포에서 추출된 멜라노좀의 구조에도 차이가 있다는 것을 확인하였다. Raman spectroscopy를 통해서는 멜라닌 결핍 흑색종 세포에서만 멜라닌의 피크가 존재하지 않았고 MNT-1 흑색종 세포에서 멜라닌 피크가 가장 크게 나타나는 것을 확인하였다. AFM과 SEM, Raman spectroscopy의 결과만으로는 왜 정상세포와 암세포에서 추출된 멜라노좀들이 다른지 확실한 이유를 설명하기는 힘들지만 정상세포와 흑색종 세포의 멜라노좀의 차이를 통해 암을 조기진단 하는 데에 용이하게 사용될 수 있는 결과라고 생각한다.
