사람이 건강하게 장수 할 수 있도록 질병의 조기진단에 관한 관심이 높아지고 있다. 특히 암의 진단 및 치료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한국생명공학연구원(원장, 김성욱원장직무대행) 바이오나노연구센터 정봉현 박사팀은 생체 적합성이 뛰어난 천연 고분자인 히알루론산 (Hyaluronic acid; HA)을 소재로 암과 암의전이를 초기에 진단할 수 있는 근적외선 형광 스마트 나노겔을 개발하였다.
현재 미국 FDA에서 승인 받은 물질로 암과 암의 전이 등 의 진단에 사용될 수 있는 근적외선 형광물질은 인도시아닌 그린(indocyanine green; ICG)이 있다. 그러나 인도시아닌 그린은 인체 내 안정성이 낮아서 장시간 질병 부위를 진단하는데 어려움이 있으며, 현재까지 암특이 외부 효소에 감응성을 가지는 인도시아닌 그린 전달체는 개발이 되지 않았다.
연구팀에서는 생체 적합성이 뛰어난 천연 고분자인 히알루론산과 인도시아닌 그린을 결합한 나노겔을 설계하였다.
이번에 개발한 나노겔은 특성면에서도 스마트해졌다. 수용액 속에서는 안정적으로 인도시아닌 그린과 결합하여서 형광광도가 약하지만 일부 암세포에 과잉 발현하는 히알루론니다제 (Hyaluronidase) 효소에 의해 나노겔이 분해됨으로써 강한 형광을 나타내었다.
또한 동물실험 결과 생체적합성 고분자 물질인 HA와의 결합에 의해 인도시아닌 그린 단독일 때보다 오랜 시간 형광을 유지 하고 있는 것으로 확인 되었다.
강하고 오래 유지되는 형광빛은 진단기기장치의 모니터에 이미지로 확인이 가능함에 따라 히알루론니다제 (Hyaluronidase) 과잉 발현 암과 암의 전이를 알 수 있는 림프절을 효율적으로 진단, 이미징 할 수 있는 스마트 나노 바이오 소재로써 응용이 가능할 것으로 전망 된다.
이번 연구는 교육과학기술부의 ‘미래유망파이오니아사업’에 의해 지원되었으며 연구결과는 영국왕립화학회 (Royal Society of Chemistry) 에서 발간하는 세계적 권위 학술지인 ‘케미칼 커뮤니케이션 (Chemical Communication)’ 표지 논문에 선정 되었고 국내외 특허를 출원하였다.
정봉현 박사는 “ 이번에 개발한 나노겔로 간단하게 암과 암의 전이를 효과적으로 진단 이미징 할수 있을 것이라고 기대된다” 라고 연구 의의를 밝혔다.
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