암세포 집는 신개념 MRI 조영제 개발
2017년 02월 08일 09:48【글자 크게
복원 작게】【메모】【프린트】【창닫기】
자기공명영상(MRI)으로 진단할때 암세포 등 병든 세포만 환히 밝혀주는 신개념 조영제가 개발됐다.
한국 기초과학연구원(IBS)은 천진우 나노의학연구단장(연세대 화학과 특훈교수)팀이 병든 세포를 주위보다 최대 10배가량 밝게 보여주는 조영제 “나노 MRI 램프”를 개발했다고 최근 밝혔다.
천진우는 “자성을 띠는 나노립자와 상자성 물질의 거리에 따라 MRI 신호가 달라지는 현상을 발견해 이와 같은 램프를 구현할수 있었다”고 설명했다.
상자성 물질은 외부 자기장이 있을때만 자성을 띠는 물질로 MRI 신호를 증폭해 조영 효과를 낸다. 가돌리늄 같은 희토류나 철, 망간 등이 이에 속한다.
연구팀에 따르면 자성 나노립자와 상자성 물질 사이의 거리가 7나노메터(나노메터·10억분의 1메터) 이상이 되면 상자성 물질의 전자스핀이 요동치며 강한 MRI 신호를 낸다. 반면 두 물질 사이의 거리가 7나노메터 미만이면 MRI 신호로 관찰되지 않는다. 연구팀은 이 현상에 “자기공명튜너”라는 이름을 붙였다.
이 현상을 바탕으로 연구진은 암 진단에 적용할수 있게 나노 MRI 램프를 제작했다. 즉 암세포가 내는 “암전이 단백질”(MMP-2)에 의해 잘려나가는 물질로 자성 나노립자와 상자성 물질 사이를 련결한것이다.
암에 걸린 쥐를 대상으로 한 실험에서 이 램프는 암세포와 만나 중간이 잘려나갔다. 그에 따라 자성 나노립자와 상자성 물질의 거리가 7나노메터 이상으로 벌어지면서 MRI 신호가 생기는것이 확인됐다. MRI 영상에서 암조직은 주위보다 10배가량 밝게 빛났다. 이 램프가 검출할수 있는 암 단백질의 크기는 나노몰(10억 분의 1몰) 단위의 극미한 수준이였다.
천진우는 “지금 쓰이는 MRI 조영제는 주변 조직과 병든 조직을 모두 밝히기 때문에 둘 사이를 명확하게 구분하기 어렵지만 나노 MRI 램프는 문제가 있는 조직만 특이적으로 밝힌다”며 “기존 MRI 조영제를 밝은 대낮에 램프를 켜는것에 비유한다면 나노 MRI 램프는 밤에 램프를 켜는것과 같다”고 설명했다.
그는 또 “나노 MRI 램프는 원리가 간단하면서 높은 정확도와 민감도를 나타내 더욱 정밀하고 정확한 진단을 가능하게 할뿐 아니라 생검없이도 생체 깊이 존재하는 조직을 관찰하는데 리용할수 있을것으로 보인다”며 “분자 수준에서 관찰하고 진단하는 신개념 영상진단을 이번 연구에서 제시했다”고 강조했다.
한편 램프를 인체에도 적용할수 있도록 모든 성분을 미국식품의약국(FDA)의 승인을 받은것으로 제작했으며 두 자성립자를 잇는 물질을 달리 설계하면 단백질과 유전자외에 화학 분자, 금속 등을 잡아내는것도 가능하다는게 연구진의 설명이다.
