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KBSI, 저산소증 찾아내 암 진단하는 신개념 이미징 프로브 개발

등록 2022.05.25 14:37:59

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기사내용 요약

종양 저산소증 감지해 형광·화학교환포화전이 반응 실시간 확인
의약화학분야 국제학술지 표지논문 선정

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[대전=뉴시스] 이미징 프로브의 구조·원리 및 이중모드 이미징 결과. 이미징 프로브(NO2-Eu)가 암 조직 저산소증의 대표인자(NTR)에 의해 광신호 발생 및 화학교환포화전이(CEST)로 조영효과가 나타나는 과정. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 고형암의 종양 내부에 발생하는 저산소증을 감지할 수 있는 신개념 조영기술이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀이 미국 텍사스대학교와 공동으로 고형암 종양의 저산소증에 반응해 신호를 발생시키는 감응성 바이모달(광학 혼합 MRI) 이미징 프로브를 개발했다고 25일 밝혔다.
 
프로브(Probe)은 단백질이나 유전자 등을 확인하는 데 활용하는 분자 화합물이다.

 고형암에서 주로 나타나는 저산소증은 암 진행과 전이를 일으키는 주원인으로,  저산소증이 있는 종양 조직에만 선택적으로 반응해 MRI 또는 광학 영상신호를 내는 형광 프로브의 개발은 정밀한 암의 위치와 형태를 감지, 식별할 수 있게 해준다.
 
 이번에 개발한 프로브 'NO2-Eu'는 이온이 포함된 합성 화합물로 저산소 환경에서 화학교환포화전이(CEST·신호의 영상화방법)에 의한 자기공명영상(MRI)과 광학신호를 발현토록 구현됐다.

프로브가 저산소증에 의해 활성화되면 NO2-Eu에서 NH2-Eu로 환원돼 발광 신호가 발현되며 화학교환포화전이로 인해 MRI에서 조영 효과의 증강이 일어나게 된다. 이 프로브는 실험관, 세포 및 생체 수준에서 모두 암세포의 검출이 가능하다.

 연구팀은 프로브 광학신호가 정상 수준 대비 저산소증 상태에서 약 3배 증가하는 것을 대장암 세포 실험을 통해 관찰했고 대장암 세포를 이식한 실험쥐 동물 모델에서는 종양 부위에 2배 정도 증가하는 것을 CEST MRI 영상으로 확인했다.

 이번에 개발한 프로브 기술은 실제 생체환경에서 발생하는 암 발생 부위를 다각적으로 관찰, 정밀 분석할 수 있어 항암제 내성이나 전이가 심한 난치성 암 등의 조기 진단 및 실시간 모니터링은 물론 암 표적 약물의 반응 분석 및 효능 평가에도 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
 
 KBSI 홍관수 박사 연구팀은 이번 기술 개발에서 연구총괄을 맡았고 미국 텍사스대 세슬러(Sessler) 교수 연구팀은 합성 아이디어 수립 및 연구방향 제시 등을 수행했다.
 
연구결과는 의약화학분야 저명 국제 학술지인 'Journal of Medicinal Chemistry' 온라인판에 지난 18일자 표지논문으로 실렸다.(논문명 : Hypoxia-responsive luminescent CEST MRI agent for in vitro and in vivo tumor detection and imaging)

 KBSI 홍관수 박사는 "MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살릴 수 있는 최적화된 프로브를 개발한 것으로 수용액, 세포 및 동물 모델에서 가능성을 확인했다"며 "생체 내에서 실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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