암세포 죽이는 나노물질 개발 성공
암세포 죽이는 나노물질 개발 성공
한국원자력연구원 박정훈 박사 연구팀 성과

폐암, 간암 등 다양한 암세포 주 이용 전임상시험 추진
  • 임도이
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2023.01.18 13:59
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

한국원자력연구원 박정훈 박사 연구팀이 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암 사멸 나노물질을 개발하는 데 성공했다.
한국원자력연구원 박정훈 박사 연구팀이 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암 사멸 나노물질을 개발하는 데 성공했다.

[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.

 

지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질 구조.
지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질 구조.

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.

 

지르코늄-89가 도입된 다중구조의 나노물질의 암세포 사멸 기작 모식도.
지르코늄-89가 도입된 다중구조의 나노물질의 암세포 사멸 기작 모식도. 

체렌코프 효과로 나노입자에서 활성산소가 발생해 나노물질 주변 암세포가 사멸된다. 나노물질에서 방출되는 지르코늄-89의 방사선은 투과되어 진단 영상에 쓰인다. 우측 상단의 큰 나노물질은 구조를 보여주기 위한 확대 그림이다.
마우스 종양 모델을 통한 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질의 암 억제 효과.
마우스 종양 모델을 통한 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질의 암 억제 효과.

(A) 티타늄 나노입자, (B) 티타늄-망간 나노입자, (C)지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노입자.
지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노입자를 주입했을 때 사멸 효과로 암이 증식하지 않는다.
암세포 주 세포실험을 통한 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질의 암 사멸 효과.
암세포 주 세포실험을 통한 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노물질의 암 사멸 효과.

(A) 티타늄 나노입자, (B) 티타늄-망간 나노입자, (C) 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노입자
- (C) 지르코늄-89가 도입된 티타늄-망간 나노입자에서 암 사멸 효과가 뚜렷하게 나타난다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

      • 회사명 : (주)헬코미디어
      • 서울특별시 마포구 매봉산로2길 45, 302호(상암동, 해나리빌딩)
      • 대표전화 : 02-364-2002
      • 청소년보호책임자 : 이슬기
      • 제호 : 헬스코리아뉴스
      • 발행일 : 2007-01-01
      • 등록번호 : 서울 아 00717
      • 재등록일 : 2008-11-27
      • 발행인 : 임도이
      • 편집인 : 이순호
      • 헬스코리아뉴스에서 발행하는 모든 저작물(컨텐츠, 기사)는 저작권법의 보호를 받는 바, 무단·전재·복제·배포 등을 금합니다.
      • 「열린보도원칙」 당 매체는 독자와 취재원 등 뉴스이용자의 권리 보장을 위해 반론이나 정정보도, 추후보도를 요청할 수 있는 창구를 열어두고
        있음을 알려드립니다. 고충처리인 이슬기 02-364-2002 webmaster@hkn24.com
      • Copyright © 2024 헬스코리아뉴스. All rights reserved. mail to admin@hkn24.com
      ND소프트
      편집자 추천 뉴스
      베스트 클릭