KBSI, 암세포표적에 형광신호 '프로브' 개발…정밀진단·절제술 활용

종양 저산소증 감지…종양 부위에서 형광반응 실시간 확인

근적외선 형광 프로브의 원리 모식도. 프로브가 혈관을 타고 돌다가 종양 저산소증 특성을 반영해 형광신호를 발현시킨다.(제공:KBSI)© 뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수박사 연구팀이 종양에 특이적으로 반응해 형광신호를 내는 프로브를 개발했다고 23일 밝혔다.

프로브(Probe)는 단백질이나 유전자 확인에 활용하는 분자화합물이다. 그동안 개발된 저산소증 감지 프로브들은 조직 침투력 및 형광신호 감도가 낮다는 한계를 가지고 있었다.

이번에 연구팀이 개발한 근적외선 형광(가시광성보다 긴 파장의 형광빛)프로브는 저산소증 상태에서 형광신호가 높은 감도로 활성화되고, 종양조직만을 선택적으로 표적하도록 설계됐다.

특히, 암을 정밀하게 진단할 수 있을 뿐만 아니라 외과적인 수술시 체내 주입된 프로브의 형광 반응을 실시간으로 확인해 정상조직은 최대한 보존할 수 있는 절제술에도 활용 가능하다.

근적외선 형광프로브의 구조는 종양표적기, 형광체, 저산소증 반응기의 역할을 하는 분자들을 결합시킨 형태이다.

종양표적기는 프로브가 종양조직에 선택적으로 전달되도록 하고, 저산소증 반응기가 종양 저산소증에 의해 활성화되면, 형광체가 형광신호를 발현시킨다.

실제, 연구팀은 프로브의 형광신호를 정상산소 상태 대비 저산소증 상태에서 20배 이상 증가하는 사실을 시험관 및 세포실험을 통해 확인됐다.


암에 걸린 동물모델에 정맥주사를 통해 프로브를 투여했을 때, 종양조직에 프로브가 축적되고 형광신호가 증대됨을 생체광학 이미징 시스템을 통해 실시간으로 관찰할 수 있었다.

KBSI 홍관수 바이오융합연구부장은 “생체 내에서 실시간 종양진단은 물론 수술부위에 대한 정확한 유도와 같은 잠재적인 응용분야에 프로브가 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 의약화학분야 저명 국제학술지 ‘Journal of Medicinal’ 12일자 온라인판에 게재됐다.

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