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KAIST, 부작용 낮춘 레이저 '광역학 치료제' 개발

송고시간2018-04-16 09:47

"근적외선 형광물질 기반…원하는 부위만 치료 가능"

KAIST 김유천 교수(오른쪽)와 노일구 박사과정 [KAIST 제공=연합뉴스]

KAIST 김유천 교수(오른쪽)와 노일구 박사과정 [KAIST 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 김유천 생명화학공학과 교수 연구팀이 근적외선 형광물질 기반 광역학 치료제(PhotoDynamic Therapy·PDT)를 개발했다고 16일 밝혔다.

PDT는 약물이나 유전자가 아닌 레이저를 이용하는 치료법이다.

활성산소 변화를 유도해 세포를 자가 사멸(apoptosis)하도록 한다.

피부병 치료 등 일상에서 많이 활용된다.

이 기술은 원하는 위치에 많은 물질을 전달하는 게 필수적이다.

학계에선 세포 소기관인 미토콘드리아에 치료 효과를 집중시키는 연구를 활발히 진행하고 있다.

PDT 조영제로 만들어진 활성산소는 미토콘드리아 막을 공격해 세포 사멸을 일으킨다.

암세포 미토콘드리아는 일반 세포와 비교했을 때 미토콘드리아 막 전위 차이가 높아 양전하 소수성 물질이 더 잘 투입되는 특성이 있다.

위쪽은 완성된 물질 화학구조. 아래쪽은 미토콘드리아 타기팅 효과(왼쪽)와 레이저에 따른 활성산소 생성(오른쪽)을 보여주는 그래프 [KAIST 제공=연합뉴스]

위쪽은 완성된 물질 화학구조. 아래쪽은 미토콘드리아 타기팅 효과(왼쪽)와 레이저에 따른 활성산소 생성(오른쪽)을 보여주는 그래프 [KAIST 제공=연합뉴스]

연구팀은 이 PDT 조영제 효과를 더 끌어올리고자 트리페닐포스포늄, 브롬화물, 아민 그룹으로 구성된 물질을 개발했다.

동물(쥐) 실험을 통해 효과적으로 표적 치료가 이뤄지는 것도 확인했다.

이 물질은 근적외선 영역에서 흡광·발광을 통한 662㎚(나노미터) 영역 레이저를 사용한다.

이를 통해 기존보다 투과성을 높였다.

일반적인 가시 광역 조영제보다 100배 이상 우수한 감도도 구현했다고 연구팀은 설명했다.

연구를 주도한 노일구 박사과정(논문 1저자)은 "레이저를 조사했을 때 원하는 부분에만 부작용 없이 효과적인 치료가 가능하다는 장점이 있다"며 "치료 후 독성 없이 분해되는 것도 특징"이라고 말했다.

바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 공동으로 참여한 연구 논문은 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 3월 25일 자 표지에 실렸다.

walden@yna.co.kr

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