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이용진 한국원자력의학원 박사 연구진이 최진호 단국대 박사 연구진과 함께 암을 진단하고 수술 중 암 부위를 실시간으로 확인할 수 있는 ‘이중 영상 나노플레이트’를 개발했다고 17일 밝혔다.
이 기술은 양전자방출단층촬영(PET)과 근적외선형광영상촬영(NIRF)을 동시에 구현한다. PET는 방사성동위원소가 내는 신호를 통해 인체 내부의 종양 위치와 크기, 전이 여부를 확인하는 영상 기술이다. NIRF는 인체 투과율이 높은 700~90 인천저축은행적금 0나노미터(nm)대 근적외선 파장의 빛을 이용해 특정 분자가 내는 형광 신호를 영상으로 변환하는 방식으로, 수술 중 암 조직의 경계를 정밀하게 구분할 수 있다.
두 기술을 결합하면 수술 전에는 PET으로 암의 위치를 정확히 진단하고, 수술 중에는 NIRF로 남은 암세포를 실시간으로 확인할 수 있다. 공동 연구진은 이러한 융합 영상 기술이 적금이율계산법 암 진단과 치료를 통합하는 ‘테라노스틱스(theranostics)’의 핵심으로 주목받고 있다고 설명했다.
연구진은 생체에 무해한 층상이중수산화물(LDH)을 기반으로 PET 진단용 방사성동위원소 구리-64(64Cu), 근적외선 형광 물질 인도시아닌 그린(ICG), 그리고 암세포를 표적하는 엽산(FA)을 결합해 ‘엽산 수용체 표적형 이중 영상 자동차보험 설계사 나노플레이트(64Cu-LDH-ICG/FA)’를 제작했다. LDH는 점토와 비슷한 2차원 층상 구조를 지닌 무기 나노물질로, 층 사이에 약물이나 유전자를 안정적으로 담을 수 있고 생체 독성이 낮아 약물 전달체로 활용 가능하다.
이 나노플레이트는 체내에 주입하면 엽산이 엽산 수용체가 많이 발현된 암세포 표면을 찾아 선택적으로 결합한다. 수술 현대스위스 저축은행 적금 전에는 구리-64에서 나오는 신호를 PET 영상으로 전환해 암의 크기와 위치를 정밀하게 파악하고, 수술 중에는 인도시아닌 그린이 암 부위만 근적외선 형광으로 밝혀 의료진이 실시간으로 암 조직의 경계를 구분할 수 있다.
엽산 수용체는 엽산이 세포 내로 들어오는 것을 돕는 단백질이다. 정상 세포보다 자궁경부암, 난소암, 폐암 등 다양한 암세 애플캐피탈 포의 표면에 월등히 많아 암 표적 치료 및 진단의 중요한 바이오마커로 활용된다.
세포 실험에서 엽산 수용체가 많이 발현된 암세포일수록 나노플레이트의 결합력이 높았으며, PET 영상과 형광 영상의 신호 강도가 비례해 두 영상의 일치성이 확인됐다. 동물 실험에서도 엽산 수용체가 많은 암 조직은 그렇지 않은 조직보다 나노물질 섭취율이 최대 3.6배 높았고, PET과 NIRF 영상 모두에서 암 부위가 선명하게 관찰됐다.
연구진은 이번 연구를 통해 나노플레이트가 암의 정밀 진단과 정확한 수술을 동시에 지원할 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 또 LDH 기반의 2차원 나노 플랫폼을 활용해 다양한 방사성동위원소나 항암제를 함께 탑재하는 방식으로 진단과 치료를 동시에 수행하는 테라노스틱 기술로 발전시킬 계획이다.
이번 연구 결과는 지난달 19일 국제 학술지 ‘스몰(Small)’ 온라인판에 게재됐다. 연구는 과학기술정보통신부의 ‘CD44 표적형 암 줄기세포 진단 및 치료용 방사성의약품 개발’ 사업과 한국원자력의학원의 기관고유사업인 ‘방사성동위원소 생산시설 운영 및 응용연구’의 일환으로 수행됐다.
참고 자료
Small(2025), DOI: https://doi.org/10.1002/smll.202505711
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