종양모델 마우스에서 생체 내 다중 이미징 영상.[KBSI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 암세포에서 정상세포보다 과발현되는 과산화수소(H2O2)를 영상기술을 통해 비침습적으로 감지할 수 있는 신개념 조영기술을 개발했다. MRI는 물론 광학 영상까지 이중모드 관찰이 가능, 향후 암 진단 및 치료제 개발에 새로운 전환점이 될 수 있을 것으로 기대된다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 오창바이오환경연구소 홍관수 박사 연구팀, 바이오이미징중개연구부 조지현 박사 연구팀이 미국 텍사스주립대학교와 공동으로 종양의 과산화수소에 반응하여, 신호를 발생하는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브를 개발했다고 밝혔다.

CT와 MRI를 결합한 CT-MRI 사례와 같이 서로 다른 영상기술을 결합하는 것은 살아있는 대상의 보완적인 해부학적 및 분자적 정보를 제공할 수 있어서 생의학 연구 및 진단에서 강력한 도구로 부상했다. 개발된 이미징 프로브는 MRI와 광학 영상기술을 결합했으며, 특히 특정 분자 표적과의 상호작용이 있을 경우에만 신호를 나타내는 장점이 있어, 암세포에서 과발현되는 과산화수소를 통해 암세포만 선택적으로 표적할 수 있다는 것이 장점이다.

이번 연구를 수행한 공동연구진. 홍관수(왼쪽부터) 책임연구원, 조나단 세슬러 미국 텍사스오스틴대 교수, 사누 카란 박사후연구원, 조지현 책임연구원.[KBSI 제공]

이미징 프로브는 선택적 감지와 표적으로 형광 신호와 MRI 신호가 각각 15배 그리고 60배 향상되는 결과를 보였다. 또한 정상 세포주와 조직에 비해 암 세포주와 종양 조직에서 각각 최대 4.5배, 최대 5.8배 높은 과산화수소 수준을 관찰했으며 생체 적합성 또한 확인했다.

홍관수 박사는 “이중모드 개념으로 MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살릴 수 있으면서 생체 적합한 최적화된 프로브를 개발한 것으로, 수용액, 세포 및 동물 모델에서 모두 그 가능성을 확인할 수 있었던 연구 결과”라며 “생체 내에서 실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업 지원으로 수행된 이번 연구결과는 센서 분야 국제 학술지 ‘센서 앤 액추에이터 B-케미컬’ 5월 1일 온라인 게재됐다.