[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀이 종양에 특이적으로 반응해 형광 신호를 내는 프로브를 개발했다고 23일 밝혔다.

기존 저산소증 감지 프로브들은 조직 침투력 및 형광 신호 감도가 낮았다.

이에 연구팀은 저산소증 상태에서 형광 신호가 높은 감도로 활성화되고 종양 조직만을 선택적으로 표적하도록 설계된 근적외선 형광 프로브를 개발했다.

근적외선 형광 프로브의 원리 모식도[사진=KBSI] 2021.03.23 memory4444444@newspim.com

이번 개발로 정밀 진단 뿐만 아니라 외과적인 수술 시 체내 주입된 프로브의 형광 반응을 실시간으로 확인하며 정상조직은 최대한 보존할 수 있는 절제술에도 활용 가능하다.

근적외선 형광 프로브의 구조는 종양 표적기, 형광체, 저산소증 반응기의 역할을 하는 분자들을 결합시킨 형태다.

종양 표적기는 프로브가 종양 조직에 선택적으로 전달되도록 하고 저산소증 반응기가 종양 저산소증에 의해 활성화되면 형광체가 형광 신호를 발현시킨다.

근적외선 형광 프로브의 구조 및 원리[사진=KBSI] 2021.03.23 memory4444444@newspim.com

연구팀은 프로브의 형광 신호는 정상 산소 상태 대비 저산소증 상태에서 20배 이상 증가하는 것을 시험관 및 세포 실험을 통해 확인했다. 암에 걸린 동물모델에 정맥주사를 통해 프로브를 투여했을 때 종양 조직에 프로브가 축적되고 형광 신호가 증대됨을 생체 광학 이미징 시스템을 통해 실시간으로 관찰했다.

홍관수 박사(바이오융합연구부장)는 "수용액, 세포, 동물모델에서의 전략적인 검증단계를 거쳐 구현한 연구결과"라며 "생체 내에서 실시간 종양 진단은 물론 수술 부위에 대한 정확한 유도와 같은 잠재적인 응용분야에 프로브가 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

왼쪽부터 시계방향으로 KBSI 바이오융합연구부 박혜선 선임연구원, Sanu Karan 학생연구원, 조미영 연구원, 홍관수 책임연구원, 이현승 선임기술원[사진=KBSI] 2021.03.23 memory4444444@newspim.com

이번 연구성과는 의약화학분야 저명 국제 학술지인 'Journal of Medicinal' 온라인 판에 지난 12일 실렸다.

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