포스텍-아산생명과학연구원, 내시경용 탐사 약물 개발 성과

찾기 어려웠던 초기 대장암을 간단히 스프레이로 뿌려 찾을 수 있는 탐사 약물을 국내 연구진이 개발했다.

포스텍(포항공대·총장 김도연) 화학과 김성지 교수는 기계공학과 김기현 교수, 아산생명과학연구원 명승재 의생명연구소장과의 공동연구를 통해 효소에 감응하는 형광 프로브(probe·탐침)와 양자점-항체 복합체 프로브를 동시에 이용해 대장 내시경용 대장암 진단 방법을 개발했다.

이 방법을 사용하면 초기 대장암까지 진단할 수 있어 의학계의 관심을 끌고 있다.

이 연구 성과는 재료분야 국제 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)에 표지 논문으로 소개됐다.

대장암은 주로 대장 내시경을 통해 진단한다.

육안으로 종양을 확인하기 때문에 암을 발견하지 못할 경우가 존재하고, 크기가 작다면 더욱 놓칠 확률이 높다.

또 떼어낸 조직을 병리 검사를 해야 암인지 판별하기 때문에 오랜 시간이 걸리며 채취하는 조직 개수에도 한계가 있었다.

연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 먼저 대장암에 과도하게 발현되는 감마 글루타밀 펩티다아제라는 효소 물질에 주목했다.

암을 만나면 이 효소에 의해 색깔이 달라지는 형광 프로브를 제작했다.

이 방법이 상용화된다면 대장 내시경을 받을 때 장 내벽에 형광 프로브를 뿌리고, 5분 정도의 시간이 지난 다음 색 변화로 암을 발견할 수 있게 된다.

양자점-항체 복합체 프로브는 고가의 디스플레이에도 활용되고 있는 퀀텀닷(quantum dot·양자점)에 항체를 붙여 만든 것으로 대장암에 과발현되는 MMP14 단백질에 결합하는 특성이 있다.

이 방법 역시 형광 물질 색의 변화로 암을 진단할 수 있는데 외형상 구분이 어려운 초기 암에도 반응해 조기 암 진단이 가능함을 확인했다.

특히 기존의 프로브는 중금속을 함유한 경우가 많았는데 이번엔 은을 기반으로 중금속 없이 제작해 체내 부작용도 줄였다.

효소에 반응하는 형광 프로브와 양자점-항체 복합체를 동시에 사용하면 5분 안에 빠르게 대장암을 찾을 수 있고, 조직검사 결과 5㎜ 정도의 작은 조직으로도 암 진단이 가능해져, 빠르고 정확한 대장암 조기 진단에 도움을 줄 예정이다.

연구를 주도한 김성지 교수는 “이번 연구는 대장 내시경 시 장 외벽에 스프레이 하는 방식으로 사용할 수 있으며 대장암 이외에도 식도암, 방광암, 자궁내막암 등 내시경을 이용해 확인하는 암 진단에도 응용할 수 있을 것”이라며 기대감을 밝혔다.

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