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내시경형 진단장치로 암 종류까지 실시간 진단한다

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2015. 4. 7.

건강웰빙

내시경형 진단장치로 암 종류까지 실시간 진단한다

서울대 연구진, 형광-라만 내시경형 분자영상 시스템 개발

 

↑ 형광-라만 내시경형 분자영상 시스템 설명도.

특정 암 조직에 존재하는 생체 표적물질과 선택적으로 결합한 형광-라만 나노입자를 형광-라만 내시경형 분자영상 장치의 광섬유를 이용해 분석함으로써 실시간으로 얻어지는 형광 영상 및 라만 스펙트럼을 통해 생체 내 표적분자에 대한 분자진단을 한다.

 

 

↑ 서울대 사범대 화학교육과 정대홍 교수

 

서울대 연구진, 형광-라만 내시경형 분자영상 시스템 개발

 

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 내시경형 영상장치를 이용해 실시간으로 암 유무는 물론 종류까지 진단할 수 있는 진단시스템을 개발했다.

 

서울대 화학교육과 정대홍 교수 등 사범대·의대·공대 공동연구진은 7일 체내에서 실시간으로 다수의 암 표지물질(단백질)을 분석할 수 있는 '형광-라만 내시경형 분자영상 시스템'을 개발했다고 밝혔다.

 

이 연구 결과는 '네이처'(Nature) 자매지인 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 3월 30일자)에 게재됐다.

 

생체 내에 있는 특정 유전자, 단백질, 대사 물질 등은 우리 몸의 병리학적 상태를 말해주는 지표로 활용된다. 암이 생기면 암 관련 특정 생체 표지물질의 농도나 분포가 변해 이를 분자단위에서 정밀하게 분석하면 조기에 암을 진단할 수 있다.

 

그러나 생체 내 암 표지물질은 종류가 다양하고 특정 암에 여러 표지물질이 관련돼 있어 하나의 생체 표지물질만 찾아서는 암 발병 여부를 정확히 진단할 수 없다.

 

연구진은 이 연구에서 특정 암 표지물질에 선택적으로 결합하는 항체와 형광물질, 특정 신호에 반응하는 라만(Raman) 산란 입자를 하나로 합친 '형광-라만 산란 나노입자'를 이용해 실시간으로 암 유무와 종류를 진단할 수 있는 기술을 개발했다.

 

형광-라만 나노입자는 실리카 나노입자 표면에 은 나노입자를 도입하고 라만 표지분자로 붙인 것으로 내시경을 이용해 암이 있을 것으로 추정되는 부위에 분사하면 암세포에 붙어 형광 신호와 라만산란 신호가 동시에 발산한다.

 

라만 산란은 빛을 어떤 물질에 쏘이면 빛이 그 물질을 구성하는 분자의 고유 진동에 의해 주파수가 변하면서 흩어지는 현상으로 분자 구조 분석에 이용된다. 라만 산란을 이용한 영상은 형광분석보다 해상도가 100배가 높아 정밀 분석이 가능하다.

 

내시경을 이용해 형광-라만 나노입자를 암 추정 부위에 분사하면 이 입자는 암 표지물질에 결합하는 항체의 안내에 따라 암세포를 찾아가 결합한 뒤 형광신호 발산해 암세포가 있음을 알리고 라만 산란을 통해 암 종류를 알려준다.

 

이 진단 시스템은 현재 사용되고 있는 내시경 장치에 형광의 강한 신호 세기와 라만산란의 높은 다중 측정능력을 합해 체내의 여러 암 표지물질을 실시간으로 분자 수준에서 진단할 수 있음을 보여준 것이라고 연구진은 설명했다.

 

정대홍 교수는 "이 기술은 여러 생체 표지물질을 동시에 측정할 수 있어 암의 조기진단과 개인별 맞춤형 표적치료 구현에 기여할 수 있을 것"이라며 "이를 실용화 및 임상 단계에 적용하기 위해 국내외 내시경 관련 업체들과 후속 연구를 기획, 협의하고 있다"고 말했다.

 

scitech@yna.co.kr