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암세포 죽이는 ‘빨간빛’ 숨은 원리 찾다

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  • 류준영 기자
  • 2016.09.19 10:16
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권태혁 UNIST 교수팀 주도…‘빛으로 암 치료’ 원리 규명

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빛에 반응하는 이리듐 복합체를 이용해 암세포를 사멸시키는 메커니즘/자료=UNIST
울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 권태혁·임미희·이현우 교수로 이뤄진 공동연구팀이 광감각제와 빛을 이용해 암 조직만 골라 파괴하는 광역동 치료(PDT)에 효과적인 물질을 개발했다고 19일 밝혔다.

광역동 치료로 암을 고치는 과정에는 광감각제의 역할이 중요하다. 광감각제가 빛에 반응해 활성산소를 만들고, 활성산소가 암세포를 잡기 때문이다. 결국 광감각제가 빛에 얼마나 민감하게 반응해 활성산소를 만드는지가 암의 광역동 치료의 관건이다. 하지만 세부적인 원리를 몰랐기 때문에 더 효과적인 광감각제를 설계하는 데는 한계가 있었다.

연구진에 따르면 암세포는 일반 세포보다 산소 소모량이 많다. 그만큼 광감각제가 활용할 수 있는 산소량이 적어 생성 가능한 활성산소량도 적을 수밖에 없다. 따라서 광역동 치료로 암세포를 효과적으로 사멸시키려면, 산소가 적은 환경에서도 민감하고 빠르게 활성산소를 만들 능력이 있는 광감각제를 개발하는 것이 중요하다.

기존 광감각제로 많이 쓰이는 화학물질은 ‘포토프린’이다. 이 물질은 산소 민감도가 좋지 않아 산소 농도가 줄어들면 활성산소 생성 농도가 급격히 줄어든다.

이번 연구는 이런 한계를 극복할 수 있는 방안으로 산소를 활성산소로 잘 만드는 물질인 ‘이리듐’ 기반의 유무기 복합체를 이용하는 방법을 제시했다.

연구진은 이리듐 기반으로 몇 가지 광감각제(이리듐 복합체)를 만들었다. 그 결과 파장이 짧은 파란색이나 녹색 빛보다 파장이 긴 빨간색 빛을 활용하는 물질일수록 활성산소를 더 잘 만들어낸다는 실험결과를 얻었다.

연구진은 “파장이 긴 빛이 유리하므로 몸 속 깊이 침투할 수 있는 적외선을 이용한 암세포 제거도 가능하다”고 설명했다.
이번 연구를 진행한 UNIST 연구진의 모습. 왼쪽부터 강주혜 연구원, 임미희 교수, 남정승 연구원, 권태혁 교수, 강명균 연구원, 이현우 교수/사진=UNIST
이번 연구를 진행한 UNIST 연구진의 모습. 왼쪽부터 강주혜 연구원, 임미희 교수, 남정승 연구원, 권태혁 교수, 강명균 연구원, 이현우 교수/사진=UNIST

또 이리듐 복합체와 빛을 이용한 암세포 사멸 작용기작을 확인하기 위해 이리듐 복합체가 유도할 수 있는 단백질 변형도 조사했다.

이리듐 복합체와 빛으로 생성된 활성산소는 세포 내 단백질을 산화시키나, 서로 다른 단백질을 뭉치는 결과를 가져온다. 이는 암세포가 제대로 기능하지 못하도록 만들어 치료의 효과를 높이게 된다.

아울러 이번 연구에선 60초만 빛을 쪼여도 세포 내에서 단백질 사이에 교차결합이 이뤄지는 현상이 확인됐다. 이번 연구성과는 화학 분야 학술지인 ‘미국화학회지’(JACS) 9월호에 게재됐다.



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