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[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀이 미국 텍사스대학교(오스틴) 조나단 세슬러 교수팀 등과 공동연구로 종양에 특이적으로 반응하고 형광 신호를 내는 프로브를 개발했다고 24일 밝혔다.
종양의 크기가 커지면 종양 부위에 산소가 부족해지는 저산소증은 항암치료의 내성과 연관이 있는 것으로 알려져 있다.
그동안 개발된 저산소증 감지 프로브들은 조직 침투력 및 형광 신호 감도가 낮다는 한계를 가지고 있었다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 근적외선 형광 프로브을 개발했다.
연구과정을 보면 개발한 근적외선 형광 프로브는 저산소증 상태에서 형광 신호가 높은 감도로 활성화되고, 종양 조직만을 선택적으로 표적하도록 설계됐다.
근적외선 형광 프로브의 구조는 종양 표적기, 형광체, 저산소증 반응기의 역할을 하는 분자들을 결합시킨 형태이다.
종양 표적기는 프로브가 종양 조직에 선택적으로 전달되도록 하고 저산소증 반응기가 종양 저산소증에 의해 활성화되면, 형광체가 형광 신호를 발현시킨다.
암에 걸린 동물모델에 정맥주사를 통해 프로브를 투여했을 때 종양 조직에 프로브가 축적되고 형광 신호가 증대됨을 생체 광학 이미징 시스템을 통해 실시간으로 관찰할 수 있었다.
또 프로브의 형광 신호는 정상 산소 상태 대비 저산소증 상태에서 20배 이상 증가하는 것을 시험관 및 세포 실험을 통해 확인했다.
이 연구결과에 의하면 암을 정밀하게 진단할 수 있을 뿐만 아니라 외과적인 수술 시 체내 주입된 프로브의 형광 반응을 실시간으로 확인하며 정상조직은 최대한 보존할 수 있는 절제술에도 활용 가능하다.
KBSI 홍관수 바이오융합연구부장은 “기존에 개발된 암 진단 형광 프로브의 문제점을 개선하고자 국제공동연구를 통해 최적화된 프로브를 합성하였고, 수용액, 세포, 동물모델에서의 전략적인 검증단계를 거쳐 구현한 연구결과”라고 말했다.
이 연구성과는 의약화학분야 저명 국제 학술지인 저널 오브 메디시널 케미스트리(Journal of Medicinal Chemistry)에 3월 12일 게재됐다.
