[2011 국내 바이오 성과 뉴스 Top 5 선정] 연세대학교 의과대학 허용민 교수 

"MRI 조영효과를 지닌 망간이온을 암조직으로만 전달하는 나노전달체 개발"

  

Urchin-Shaped Manganese Oxide Nanoparticles as pH-Responsive Activatable T1 Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging. Angew. Chem.-Int. Edit., 50(45), 10589-10593.

* 인터뷰 내용

- 선정된 연구성과의 내용 및 의의

- 해당 분야의 국내외 연구 흐름 소개

- 함께 진행한 연구진 소개

- 앞으로의 연구 방향과 계획

- 연구주제에 대한 선택과 아이디어를 어떻게 얻으시는지?

- 과학자로서 우리 과학계에 바라는 점이 있으시다면?

- 학생들에게 도움이 되는 말씀

- 마지막으로 하고 싶은 말씀

 

 

선정된 연구성과의 내용 및 의의

 

"MRI 강조영상을 얻게 해주는 망간 금속이온이 암 조직에서 선택적으로 생성될 수 있는 기법을 개발하였다. 표적물질이 부착된 성게모양의 단단한 Mn3O4 껍질에 둘러싸인 MnO 형태로, 암 조직에 도달하는 망간 물질은 암조직의 높은 산성도에 의하여 망간 이온으로 변하게 되고 이 망간 이온은 암조직 전반에 고르게 퍼져나가서 암조직 전체의 MRI 영상이 가능하게 해 준다. 성게 모양의 껍질은 혈액상에서 아주 안정하여 내부에 담겨있는 MnO 가 암 조직까지 손실없이 안전하게 전달되도록 도와준다. 특히 ppm 단위의 망간 이온 농도로도 암조직의 MRI 영상을 얻을 수 있었으며 이는 나노조영제로 인한 독성이 최소화될 가능성이 크다는 것을 보여준다. 이 연구의 가장 큰 의의는 1) MRI 조영효과를 지니는 금속 이온을 암 조직으로만 전달할 수 있는 나노전달체를 개발하였다는 것과 2) 인간의 일반 세포에 존재하는 수준의 망간이온으로도 암 조직의 MRI 영상을 얻을 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다."

 

해당 분야의 국내외 연구 흐름 소개

 

"암세포의 조기검진은 암환자의 완치율을 높일 수 있으므로 암을 초기에 진단할 수 있는 방법의 개발이 절실한 상태이다. 그 중에서도 비침습성 측정장비인 MRI는 자기장과 비전리방사선인 라디오파를 이용하여 체내의 원자핵에 핵자기공명현상을 일으켜 원자핵의 밀도 및 물리화학적 특성을 영상화한 것이다. 최근 자성을 갖는 금속산화물 나노입자를 MRI 조영제로 이용하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중에서 초상자성의 산화철 나노입자는 FDA의 승인을 받을 정도로 그 안정성과 T2 조영효과가 뛰어나다. MRI 강조영상을 구현하는 T1 조영제에 있어서 가돌리늄 기반의 조영제가 가장 널리 사용되고 있으나 신장 장애가 있는 환자에서 신원성 전신 섬유증 (nephrogenic systemic fibrosis)의 큰 위험과 연관된 것으로 미국 식품의약청(FDA)에서는 사용을 자제하는 것으로 경고하였다."

 

함께 진행한 연구진 소개

 

"고려대학교 화학과 이광렬 교수와 김택훈 박사와 연세대학교 영상의학과 본 연구실 내 조은진박사와 같이 이번 연구를 진행하였습니다. 고려대학교 이광렬 교수팀은 금속 산화물 나노입자의 2D와 3D의 모양 조절 및 나노입자의 면 선택적 합성에 관한 연구를 진행하였고 주된 연구 분야는 준안정성 나노입자의 합성 및 응용에 관한 연구를 테마로 하고 있다. 조은진 박사는 환자 맞춤형 개별 치료를 목표로 표적 지향성을 갖춘 고민감성 의료용 나노입자를 개발을 위해 표적제 선정, 고발현 세포/동물 시스템 개발 및 다매체 영상 기술을 연구하고 있다."

 

앞으로의 연구 방향과 계획

 

"나노물질이 암세포와 정상세포 내에서의 거동이 서로 다름을 이용하여, 암 조직에 선택적으로 활성화되는 나노물질에 대한 후속 연구들을 진행하고 있을 뿐만 아니라 산화 망간 나노입자의 준 안정성을 이용한 나노물질 합성에 관한 추가적인 연구를 진행 할 예정이다."

 

연구주제에 대한 선택과 아이디어를 어떻게 얻으시는지?

 

"암세포는 암의 종류마다 각기 다른 특성을 가지고 있어 모든 암이 같은 종류의 치료법을 사용하기에는 무리가 있다. 이들의 암 특이적, 환자 특이적인 암세포의 프로파일을 분석하여 자기공명영상 등을 포함한 영상 분야전문가, 나노플랫폼 및 생분해성 폴리머 분야에 특화된 화학 분야전문가 및 분자 표적 발굴과 나노 약물 최적 테스트 시스템 등을 포함한 분자 생물학 분야전문가 등이 모여 브레인스토밍을 통해 아이디어를 창출하고 연구주제를 선정하여 진행하게 되었다. "

 

과학자로서 우리 과학계에 바라는 점이 있으시다면?

 

"현대의 과학 기술의 발전은 한 분야의 독보적인 발전으로 이루어졌다고 할 수 없을 정도로 다학제간의 네트워크의 중요성이 강조되고 있다. 내 연구 분야만을 챙기는 폐쇄적인 연구 환경에서 벗어나서 보다 유연하고 개방적인 연구를 가능하게 하고, 서로의 다른 분야의 아이디어들을 존중하여 아이디어들이 효과적으로 통합되고 조율되어 인류의 보탬이 되는 연구를 할 수 있길 바란다."

 

같은 분야를 연구하는 학생들에게 도움이 되는 말씀을 부탁드립니다.

 

"과학은 자판기 커피처럼 쉽게 이루어지는 것이 아니다. 즉, 수많은 실험과 수행착오를 거치면서 그 결과물이 나오게 되는 것이다. 때문에 끝없는 인내와 끈기가 필요하다. 본 연구도 진행하던 중 우리가 원치 않는 산화망간 나노입자의 표면이 공기 중에서 산화되는 것을 발견 하였지만 추가적인 연구를 통하여 안쪽의 산화망간과 산화된 표면이 pH에 따라서 다른 안정성을 갖는 것을 통하여 문제점을 장점으로 이끌어 낼 수 있었다. 원하는 결과가 나오지 않았다고 절망하거나 포기하지 않고 끊임 없이 결과에 대해서 생각하고 해결책을 마련하려 한다면 분명 연구는 더 좋은 결과라는 열매를 맛볼 수 있게 해줄 것이다."

 

마지막으로 하고 싶은 말씀

 

"2011 국내 바이오 성과 뉴스 Top 5's 선정 및 의학적으로 영향력이 큰 연구성과 Top 5 선정되어 다시 한번 인터뷰하게 되어 감사드린다. 저를 포함한 23명의 연구실원들이 하나 되어 앞으로 나아가는 2012년이 되었으면 좋겠다."

2012.02.02 BRIC이 만난 사람들