KAIST 김유천 교수팀 , 근적외선 형광물질 기반 '광역학 치료제' 개발
KAIST 김유천 교수팀 , 근적외선 형광물질 기반 '광역학 치료제' 개발
치료 후 독성없이 분해돼 기존 조영제 단점 극복
  • 김성현 기자
  • 승인 2018.04.16 13:50
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완성된 물질의 화학구조 (위쪽), 미토콘드리아 타게팅 효과 (왼쪽), 및 레이저에 따른 ROS 생성 (오른쪽)을 보여주는 그래프. [사진=KAIST 제공]
완성된 물질의 화학구조 (위쪽), 미토콘드리아 타게팅 효과 (왼쪽), 및 레이저에 따른 ROS 생성 (오른쪽)을 보여주는 그래프. [사진=KAIST 제공]

[충남일보 김성현 기자] 국내 연구진이 근적외선 형광물질 기반의 광역학 치료제(PhotoDynamic Therapy, 이하 PDT)를 개발했다. 

카이스트(KAIST)는 생명화학공학과 김유천 교수 연구팀이 기존 PDT의 단점을 보완한 근적외선 형광물질 기반의 PDT를 개발했다고 16일 밝혔다. 

PDT는 약물이나 유전자가 아닌 빛을 이용하는 치료법으로 레이저를 특정 부위에 쬐어 산소를 독성을 갖는 활성산소로 변화시켜 세포를 자가 사멸(apoptosis)로 유도할 수 있는 기술이다. 

이 기술은 피부병 치료 등 일상에서도 많이 활용되는 치료법이다. 그러나 기존에 이용하는 PDT 조영제의 경우 낮은 효율을 가질 때 오히려 암세포의 유전변형이 발생해 치료 효과 감소 등의 부작용이 나올 수 있었다. 

이에 연구팀은 PDT 조영제 효과를 극대화하기 위해 미토콘드리아 타겟팅 그룹인 트리페닐포스포늄, PDT 증강제인 브롬화물, 그리고 용해도 증가를 위한 아민 그룹으로 구성된 물질을 개발했다. 

연구팀은 이 기술을 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입한 후 종양 부위에 빛을 조사해 항암효과를 유도했고 이를 분석했을 때 효과적으로 표적 치료가 이뤄지는 것을 확인했다. 

이 물질은 근적외선 영역에서의 흡광 및 발광을 통한 662 나노미터(nm) 영역 레이저를 사용한다. 이를 통해 기존 가시광선 조영제가 마이크로미터 수준의 깊이를 보였다면 연구팀의 기술은 밀리미터까지 투과성을 가지며 진단 시 가시광역 조영제 보다 100배 이상 감도가 우수한 특성을 갖고 있다. 

연구를 주도한 노일구 박사과정은 “암세포 미토콘드리아에 오래 머물러 있어 레이저를 조사했을 때 원하는 부분에만 부작용 없이 효과적인 치료가 가능하다는 장점이 있다”며 “치료 후 독성이 없이 분해돼 기존 조영제의 단점을 극복할 수 있을 것이다”고 말했다. 

김유천 교수는 “기존에 이용되는 진단 및 치료제를 한 단계 더 발전시킨 새로운 플랫폼의 개발을 통해 부작용을 최소화하고 다양한 질병을 치료하는 데 유용하게 사용될 것으로 기대한다”고 말했다. 

노일구 박사과정이 1저자로 참여하고 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 공동으로 참여한 이번 연구는 글로벌프론티어 지원사업 ABC 바이오매스 사업단 및 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발지원사업을 통해 수행됐으며 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 3월 25일 자 표지논문에 게재됐다.


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