5분 이내로 빠르게 뇌종양과 정상 뇌조직을 구별할 수 있는 방법이 개발됐다.

서울대의대(강재승·박철기·김예진)·경희대의대(김도경) 연구팀은 종양 부위의 특이적 정밀진단 및 영상화가 가능한 분자 탐침자를 개발했다.

연구팀은 이 탐침자가 교모세포종의 정밀진단 및 치료를 위한 새로운 바이오마커로 활용될 것으로 기대된다고 강조했다.

연구팀은 종양 부위에 비정상적으로 ‘시스테인(Cysteine)’이 높게 발현한다는 점에 착안했다. 시스테인에 높은 감도로 반응해 광학적 특성 변화를 보여 뇌종양 세포뿐 아니라 질병 부위를 구별할 수 있는 탐침자를 개발했다.

악성 뇌종양인 교모세포종은 다른 종양에 비해 악성도가 높고, 수술 후 재발할 경우 재수술이 어렵다. 전체 뇌종양 15%를 차지하나 원인은 불분명하고, 예방법도 없다. 환자 생존을 위해서는 정밀진단과 추적관찰이 가장 중요하다.

일반적으로 초기 단계의 종양은 수술 치료가 보편적이다. 종양 발생 부위의 완전한 절제가 예후와 재발 방지에 중요하기 때문에 신속하게 정상조직과 종양을 구분해야 한다.

지금까지는 주로 조직학적 검사를 통해 종양 발생 부위의 완전한 절제 유무를 확인했다. 일반적으로 MRI, CT, PET, 조직검사 등 정교하고 다양한 방법을 사용하지만 간단한 진단 방법이 거의 없었다.

연구팀에서 개발한 탐침자를 활용하면 종양세포에 대한 높은 민감도와 정확성을 바탕으로 5분 이내에 뇌종양 조직에서 종양 부위만을 형광 영상화가 가능해진다. 탐침자는 생체 내 표적인 시스테인과 특이적으로 선택적 화학 결합을 해, 표적의 위치를 형광 기반으로 영상화할 수 있는 분자 물질이다.

연구 결과, 정상 뇌조직(사진 왼쪽)과 교모세포종의 조직(사진 오른쪽)에 새로 개발한 탐침자를 스프레이 형태로 분사하였을 경우 1분 이내에 뇌종양 조직에서만 붉은색으로 변하는 것이 확인됐다. 탐침자를 통해 빠른 시간 내에 뇌종양과 정상 뇌조직 구별이 가능해졌다.

강재승 교수는 “면역기관을 포함한 인체의 각종 장기에서 독성이 없음을 확인함으로써, 탐침자의 임상 적용 가능성을 확인했다”며 “개발된 탐침자는 다양한 기초연구에서의 응용뿐만 아니라, 수술 현장에서 영상기반 수술 적용이 가능하다는 점”이라고 말했다.

한국연구재단의 바이오의료기술개발사업, 중견연구자지원사업, 엔테라퓨틱스 지원을 받아 진행된 이번 연구는 다학제 연구의 세계적 학술지인 ‘케미컬 사이언스’ 최신호에 게재됐다.