종양 진단·치료 동시 가능한 ‘나노 수류탄’ 세계 최초 개발
- 차세대 종양 진단·치료제 개발 가능성 열어-

□ 국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 신희섭)은 나노입자 연구단 현택환 단장(서울대 중견석좌교수; 화학생물공학부)과 가톨릭대학교 나건 교수(생명공학과) 공동 연구팀이 종양 진단과 치료를 동시에 수행 할 수 있는 ‘나노 수류탄’개발에 성공했다고 밝혔다.
o 연구팀은 종양조직이 정상조직보다 산성도(pH)가 더 낮다는 점에 착안하여, 산화철나노입자와 광역학 치료제가 담긴 나노수류탄이 종양조직에 도달했을 때만 선택적으로 터지도록 복합나노구조물을 제조하였다.
□ 이 연구결과는 화학분야 세계 최고 권위 학술지인 미국화학회지(JACS, Journal of the American Chemical Society, IF 10.677)' 에 4월 2일 온라인 게재되었다.
* (논문제목) 내성 이질성 종양의 치료 및 이중 영상 진단을 위한 다기능성 종양 산도 민감성 자가 조립 나노입자(Multifunctional Tumor pH-Sensitive Self-Assembled Nanoparticles for Bimodal Imaging and Treatment of Resistant Heterogeneous Tumors)
* (제1저자) IBS 나노입자 연구단 릉대순(Daishun Ling) 박사, 가톨릭대학교 박우람 박사과정생
* (교신저자) IBS 나노입자 연구단 현택환 단장, 가톨릭대학교 생명공학과 나건 교수

□ 지금까지 나노입자를 이용한 다양한 종양 치료방법이 제시되어 왔지만 종양조직은 종양세포 이질성(Tumor heterogeneity)*에 기인한 약물내성을 가지고 있기 때문에 표적화가 어렵고 효과적인 치료가 어려웠다.
* 종양세포 이질성(Tumor heterogeneity) : 종양세포가 유전적/환경적 요인에 의해 특성이 다른 다양한 종류의 복제 종양세포를 생성하여 종양조직 형성하는 것. 따라서 약물의 민감도가 다른 종양세포가 모여 종양조직을 형성하므로 약물에 대한 반응성이 달라 치료가 어려워짐
o 연구팀이 개발한 나노수류탄이 암 조직에 도달하면, 마치 어두운 방에 스위치를 켜면 갑자기 방이 환해지듯, 형광 빛과 함께 MRI시그널이 강하게 나와서 매우 작은 3 mm 이하의 초기 종양 조직을 MRI와 형광 영상을 통해 진단할 수 있었다.
o 또한, 나노수류탄이 터지면서 함께 터져 나오는 광감작제(photosensitizer)**에 레이저를 쏘아주는 광역학 치료(photodynamic therapy)***를 수행하면 기존의 암치료 방법으로는 불가능했던 이질성 종양을 깨끗이 제거할 수 있었다.
** 광감작제(photosensitizer) : 빛과 산소를 접하면 특정작용을 하는 물질
*** 광역학 치료(Photodynamic therapy)： 광감작제(photosensitizer)가 빛과 산소에 의해 화학적 반응을 일으킴으로써 활성산소를 발생시켜 종양세포를 파괴하는 치료법

□ 이번 연구성과는 나노소재를 이용하여 종양을 조기에 진단할 뿐만 아니라, 동시에 기존의 치료법으로는 치료하기 힘들었던 이질성 종양을 효과적으로 치료할 수 있는 가능성을 보여주었다는데 큰 의미가 있다.