생명/의료

중국과학자, 종양진단을 위한 나노신기술 개발

발행일 : 2012 / 08 / 14

중국과학원 생물물리연구소의 옌시윈(閻錫蘊) 박사가 이끌고 있는 연구팀이 신형의 페리틴(ferritin) 나노과립을 이용한 종양진단에 성공하였다. 이는 본 연구팀이 무기나노소재 유형 효소의 활성 발견에 이어 두 번째로 이룩한 중요한 성과이다. 종양의 진단과 치료에 새로운 기술을 제공한 이 연구성과는 최근 국제과학저널《Nature Nanotechnology》에 게재되었다.

본 연구팀은 이미 2007년에 세계 최초로 무기 자성 나노소재가 과산화효소(peroxidase)와 유사한 촉매활성을 보유하고 있음을 발견하였다. 이 연구성과는 같은 해《Nature Nanotechnology》에 게재되면서 국제 동종업계의 주목을 받았고, 그해 중국의 10대 과학기술성과로 선정되기도 하였다. 자성 나노소재는 일반적으로 불활성물질로 간주되지만, 나노 척도에서 프로테아제(protease)의 촉매활성을 보유하고 있다. 현재 국내외 많은 과학자들이 자성 나노소재의 이런 중요한 특징을 이용한 연구를 추진하고 있는데, 예를 들어 하수처리 및 산성비 검사측정테스트 등이 있다.

본 연구팀은 기존의 연구를 바탕으로 중국과학원 지질•지구물리연구소의 판융신(潘永信) 연구팀과 공동으로 종양 진단에 사용할 수 있는 페리틴 나노과립을 개발하였다. 이 과립은 페리틴 외각과 자성 산화철 코어(core) 2개 부분으로 구성된 두 기능의 나노체인데, 전자는 종양세포에 대한 특이적인 식별이 가능하고, 후자는 산화기질을 활성화시켜 종양의 색상을 변화시킴으로써 궁극적으로 정상세포와의 구별이 가능하도록 한다.

연구자들은 발병률이 높은 9가지 유형의 총 474개 종양표본에 대한 검색을 통해, 신형 페리틴 나노과립의 종양진단 감도는 98%, 특이도는 95%에 육박함을 발견하였다. 이는 현재 임상에서 자주 사용되는 항체를 이용한 면역형광염색법(immunohistochemistry) 보다 높은 수치이다. 아울러 다양한 등급 및 분화상태의 종양세포에 대한 서로 다른 염색도 구현이 가능한 등 잠재적인 임상 종양진단능력을 보여주었다.

신형의 나노 종양진단기술은 조작이 간편하고 경제적이며 신속한 장점이 있다. 이 기술은 종양에 대한 특이식별과 염색기능을 동시에 완성해 상규적인 면역형광염색법의 복잡한 프로세스를 간소화시킴으로써 임상진단의 시간을 기존의 4시간에서 1시간으로 단축시켰다. 또 기존의 면역형광염색법에 사용되는 항체시제는 대부분 비싼 수입제품이고 쉽게 변성하는 반면, 신형의 페리틴 나노과립은 낮은 가격 및 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라, 내고온성이 뛰어나고, 운송과 보관과 사용이 모두 안정적이다.