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보도자료

10 나노의약품 면역증감효과, 눈으로 확인
작성일
2019.05.24
조회수
1,151
- 원자력硏, 의료용 동위원소 지르코늄-89 이용, 나노의약품 면역력 영상화 -
- 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 게재 -
  • 차세대 의약품으로 각광받아 관련 연구가 한창인 나노의약품은 질병을 진단·치료하기 위해 나노크기의 소재들을 활용하여 제조한 의약품을 뜻한다.
    • 탄도미사일이 적군의 목표지점을 정확히 타격하듯, 나노의약품은 소재의 크기와 물성을 변화시켜 체내 특정 부위를 표적화해 약물을 전달하는 장점이 있어 암 진단·치료에 효과적인 첨단기술이다. 그러나 체내 면역작용으로 나노물질이 종양에 온전히 도달하지 못하고 간 등에 축적되는 의학적 한계가 있다.
    • 나노물질이 면역시스템을 극복하고 종양에 효율적으로 도달할 수 있는 방법으로 적혈구에서 추출한 단백질막을 나노물질에 코팅하는 방법을 쓴다. 적혈구에 존재하는 면역조절 단백질은 대식세포(면역을 담당하는 세포)와 만났을 때 면역시스템을 피하는 효과가 있기 때문이다.
    지르코늄-89 이용 나노물질의 체내 영상화 연구 과정 - 아래의 내용을 참고바랍니다. [지르코늄-89 이용 나노물질의 체내 영상화 연구 과정]
    • 1. Blood collection, 2. RBC seperation
    • Red blood cells
    • Hypotonic treatment Sequential extrusion
      Hollw mesoporous silica nanoshpere + Zr-89+4(1M oxalic acid)
    • Red blood cell membrane + Ce\hlator free Zr-89 labeled HMSN
    • RM Zr-89 HMSN (Re-injection Overcoming immune barrier)
  • 그런데 국내 연구진이 의료용 동위원소 지르코늄-89를 이용한 영상화 기술로 나노물질의 면역력을 검증하는 데 성공했다.
    • 한국원자력연구원(원장 박원석) 박정훈 박사 연구팀은 지르코늄-89 *를 이용해 생체물질을 이용한 나노물질의 체내 분포를 영상화하여 면역력을 검증하는 데 성공했다고 밝혔다.

      지르코늄-89 (Zr-89) :
      PET(양전자방출단층촬영) 검사와 같은 영상진단에 사용하는 동위원소로, 반감기가 3.3일로 몇 시간에 불과한 기존 동위원소들보다 반감기가 길다. 이 때문에 Zr-89와 결합한 물질의 체내 움직임을 장시간 동안 정확한 관찰할 수 있어 Zr-89를 활용한 연구가 점차 활발해지고 있다. 수입에 의존했던 Zr-89를 한국원자력연구원 박정훈 박사팀이 2017년 대량 생산법을 구축하여 2018년 국가연구개발성과 100선에 선정이 되었고 현재 정기적으로 연구기관 및 대학병원에 공급하고 있다.

    시간에 따른 단백질막 코팅 나노물질 면역증감 비교 - 아래의 내용을 참고바랍니다. [시간에 따른 단백질막 코팅 나노물질 면역증감 비교]
    • Zr-89 표지 나노물질 -
    • Zr-89 표지 적혈구 단백질막 코팅 나노물질 -
    불소 갈륨 지르코늄 표지한 나노물질 비교영상 - 아래의 내용을 참고바랍니다. [불소 갈륨 지르코늄 표지한 나노물질 비교영상]
    • F-18 :
    • Ga-68 :
    • Zr-89 :
  • 연구진은 쥐에서 적혈구를 분리한 뒤 단백질막을 추출했다. 그리고 나노물질과 지르코늄-89를 결합하고, 추출한 단백질막을 나노물질의 표면에 코팅함으로써 면역나노물질을 만들었다. 적혈구를 추출한 쥐에 이 물질을 주사하고 핵의학 영상장비로 관찰하면, 물질의 체내 이동과 분포 등을 파악할 수 있어 나노물질의 면역력이 확인 가능하다.
    • 단백질막을 코팅한 나노물질은 간을 통과하여 종양에 축적되기 시작해 하루 경과 후에는 체내 순환이 이루어졌으나, 단백질막을 코팅하지 않은 나노물질은 간이나 비장에 축적된 후 빠져나가지 않아, 단백질막을 코팅한 나노물질의 효과성이 확인됐다.
    • 더불어 현재 진단용 동위원소로 많이 쓰이고 있는 불소-18와 갈륨-68은 반감기가 각각 약 110분, 68분으로 짧아 영상 자체를 얻을 수가 없으나, 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 영상을 통한 검증에 뛰어나다는 점도 확인할 수 있었다.
    사진 - 박정훈 박사
  • 박정훈 박사는 "기존에는 실험체를 해부하거나 투과력이 약한 형광물질을 사용하는 등 나노물질의 면역력을 검증하기 어려웠으나 지르코늄-89를 통해 나노물질의 면역력을 실시간으로 정확히 확인할 수 있게 됐다"며, "연구원은 지르코늄-89 비롯한 의료용 동위원소를 연구기관 및 의료기관에 공급해 의료기술 발전에 기여하도록 힘쓰겠다"고 말했다.
  • 본 연구결과는 세계적 학술지인 네이처의 자매지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 에 5월 15일 게재됐다. 끝.
Tag
#나노 #면역 #동위원소
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최종수정일2018.12.20

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