[헬스코리아뉴스 / 임도이] 체렌코프 효과는 1958년 노벨 물리학상을 받은 러시아의 과학자 체렌코프 박사가 발견한 현상이다. 전기적 성질을 가진 입자가 물속을 빛의 속도보다 빠른 속도를 운동할 때 빛이나 X선을 방출하는 효과이다. 원자로 수조가 푸른 빛을 내는 이유이기도 하다.

한국원자력연구원(원장 주한규) 첨단방사선연구소(소장 정병엽)는 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암 사멸 나노물질을 개발하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

가속기동위원소연구실 박정훈 박사 연구팀은 약 100nm (나노미터, 10억분의 1미터) 크기로 만든 산화티타늄 나노입자 내부에 진단용 동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 넣었다. 이 나노입자 표면을 생체단백질인 트랜스페린으로 코팅하고, 트랜스페린 외부에 산화망간을 첨가해 암세포 근처에서 활성산소를 발생시키는 나노물질을 개발했다. 산화티타늄과 산화망간에서 발생한 활성산소는 암세포의 DNA를 손상시켜 암세포를 죽인다.

연구진은 나노물질의 내부는 산화티타늄, 외부는 산화망간으로 만들어 활성산소를 이중으로 방출하는 나노물질 구현에도 성공했다. 나노물질 내부의 지르코늄-89에서 나오는 입자는 영상 진단에 사용될 뿐만 아니라, 체렌코프 효과를 유발한다. 여기서 발생한 자외선에 의해 산화티타늄에서 활성산소가 발생한다. 산화망간은 암세포 주변의 약한 산성 조건과 체렌코프 효과에 의해 분해되어 활성산소를 방출한다.

나노입자를 둘러싼 생체단백질 트랜스페린은 나노물질이 서로 붙지 않게 막아 100 nm의 크기를 유지하고, 나노물질과 암세포가 잘 부착되게 해 활성산소가 암세포에 효과적으로 전달되게 한다.

연구진은 “이번 연구를 통해 방사선과 나노기술을 융합해 암을 사멸시킬 수 있는 방사선 변환 기술을 증명할 수 있었다”며, “향후 기초연구 분야에 활용하는 것은 물론, 대장암 세포주 외 폐암, 간암 등 다양한 세포주를 이용해 전임상시험을 추진할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 우수성을 인정받아 세계적인 권위지 미국 화학회 'ACS Applied Materials and Interface(JCR 소재 분야 상위 7%)'의 표지 논문으로 선정되어 1월 18일에 게재됐다.

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