고려대, 암조직에서 선택적으로 활성화되는 MRI 조영제 개발
이번 연구는 보건복지가족부가 추진하는 이공분야 중개연구 지원사업 및 생명공학연구원 바이오 융합기술개발사업의 지원을 받아 고려대 이광렬 교수, 연세대 허용민 교수, 김택훈 박사과정생, 조은진 박사의 주도로 구현되었다.
이 연구결과는 화학, 재료 분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미 (Angewandte Chemie)’ 온라인 속보(9월 17일자)에 게재됐다.
*논문명 : Urchin-Shaped Manganese Oxide Nanoparticles as pH-responsive Activatable T1 Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging
MRI 나노 조영제는 초기에 암을 효율적으로 진단할 수 있는 기술로 각광받고 있다. 특히 나노입자에 항체나 압타머 등의 표적 물질(targeting moiety)을 부착시킴으로써 암조직을 추적할 수 있는 기능을 부가할 수 있어 암의 선택적 강조영상을 얻는 것이 가능하다.
기존의 MRI 조영제의 경우, 활발한 대사작용을 지니는 암조직에 Gd 와 같은 MRI 영상을 강조해주는 금속이온이 축적이 되고 이 이온들과 물 분자와의 상호작용에 의하여 MRI 강조 영상이 얻어지게 된다. 그러나 이러한 금속이온에 표적지향성을 부여하기가 어려워 나노조영제와 같은 암조직 추적 기능을 획득하기가 용이하지 않다.
고려대 이광렬 교수, 연세대 허용민 교수 연구팀은 MRI 강조영상을 얻게 해주는 망간 금속이온이 암조직에서 선택적으로 생성될 수 있는 기법을 개발하였다. 표적물질이 부착된 성게모양의 단단한 Mn3O4 껍질에 둘러싸인 MnO 형태로 암조직에 도달하는 망간 물질은 암조직의 높은 산성도에 의하여 망간 이온으로 변하게 되고 이 망간 이온은 암조직 전반에 고르게 퍼져나가서 암조직 전체의 MRI 영상이 가능하게 해 준다. 성게 모양의 껍질은 혈액상에서 아주 안정하여 내부에 담겨있는 MnO 가 암조직까지 손실없이 안전하게 전달되도록 도와준다.
특히 ppm 단위의 망간 이온 농도로도 암조직의 MRI 영상을 얻을 수 있었으며 이는 나노조영제로 인한 독성이 최소화될 가능성이 크다는 것을 보여준다.
이번 연구를 주도한 이광렬, 허용민 교수는 “이 연구의 의의는 1) MRI 조영효과를 지니는 금속 이온을 암조직으로만 전달할 수 있는 나노전달체를 개발하였다는 것과 2) 인간의 일반 세포에 존재하는 수준의 망간이온으로도 암조직의 MRI 영상을 얻을 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다”라며 “또한 나노물질이 암세포와 정상세포내에서의 거동이 서로 다름을 이용하는, 즉 암조직에서 선택적으로 활성화되는 나노물질에 대한 후속 연구들이 본 연구를 통하여 진작되기를 희망한다”고 밝혔다.
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