KBSI, 조영기술로 과산화수소 이용해 암 진단한다

MRI+광학 영상기술 '암 진단 다중모드 이미징 프로브' 확보

과발현 과산화수소 통해 암세포 선택 표적, 국제 학술지 게재

[대전=뉴시스] 과산화수소 감지 다중 모드 이미징 프로브의 구조·원리 및 이미징 결과. 다중 모드 이미징 프로브가 과산화수소 존재에 의해 작동이 돼 암의 위치에서만 강한 CEST MRI 및 형광 영상신호를 발생시킨다.(사진=KBSI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 암세포에서 정상세포보다 과발현되는 과산화수소(H₂O₂)를 비침습적으로 감지할 수 있는 새로운 조영기술을 개발했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 오창바이오･환경연구소 홍관수 박사팀과  바이오이미징중개연구부 조지현 박사팀이 종양의 과산화수소에 반응해 신호를 발생하는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브(Probe)를 개발했다고 9일 밝혔다. 

프로브는 단백질이나 유전자 등을 확인할 할 때 활용하는 분자 화합물이다. 미국 텍사스주립대학교와 공동으로 진행된 이번 연구는 MRI,  광학영상까지 이중모드 관찰을 가능캐 해 향후 암 진단 및 치료제 개발에 새로운 전환점이 될 수 있을 것이란 평가를 받고 있다.

CT와 MRI를 결합한 CT-MRI 사례와 같이 서로 다른 영상기술의 결합은 생의학연구 및 진단에서 급부상하는 기술로 이번에 개발된 이미징 프로브는 MRI와 광학 영상기술이 결합됐다.

특히 특정 분자표적과의 상호작용이 있을 경우에만 신호를 보이는 장점이 있어 암세포에서 과발현되는 과산화수소를 통해 암세포만 선택적으로 표적할 수 있다. 

연구팀은 이 이미징 프로브 검증을 통해 선택적 감지 및 표적으로 형광 신호와 MRI 신호가 각 15배, 60배 향상된 결과를 획득했다.

또 정상 세포주와 조직에 비해 암 세포주와 종양조직에서 각각 최대 4.5배, 최대 5.8배 높은 과산화수소 수준을 관찰했으며 생체 적합성 또한 확인했다.

이번 기술 개발에서 KBSI 홍관수 박사팀은 연구총괄을 맡았고 조지현 박사팀은 화학교환포화전이(Chemical Exchange Saturation Transfer·CEST) MRI 영상연구 총괄을, 미국 텍사스대 세슬러(Sessler) 교수팀은 합성 아이디어 수립 및 연구방향 제시 등을 수행했다.

연구 결과는 센서분야 저명 국제 학술지인 'Sensors and Actuators B-Chemical'지 온라인판에 지난 1일 게재됐다.(논문명:Activatable near-infrared fluorescence and chemical exchange saturation transfer MRI multimodal imaging probe for tumor detection in vitro and in vivo)

홍관수 박사는 "이중모드 개념으로 MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살리면서 생체에 최적화된 프로브를 개발한 것으로 수용액, 세포 및 동물 모델에서 가능성을 확인했다"며 "실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

조지현 박사도 "비침습적인 MRI 영상을 활용한 질환연구는 진단, 치료과정 모니터링 뿐만 아니라 질환 부위의 특성까지 연구할 수 있고 인체 연구까지 이어질 수 있어 질환 연구에 기여하는 바가 크다"고 밝혔다.


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