▲ 강주현 박사

[뉴스에듀] 국내 연구진이 PET(양전자 방출 단층촬영) 장비를 이용해 암을 진단하면서 동시에 치료할 수 있는 유전자 시스템을 세계 최초로 개발했다.

한국원자력의학원 강주현ㆍ김광일 박사팀은 구리수송체를 암 조직에 과발현시킨 뒤, 방사성 동위원소인 구리-64(Cu-64)를 정맥주사하고 PET 촬영을 하는 방법으로, 암세포의 진단과 치료를 동시에 하는 ‘융합 진료 시스템’을 개발했다고 19일 밝혔다.

PET(positron emission tomography)는 방사성의약품을 주사한 후, 체내에서 일어나는 생화학적 변화를 영상화하는 장비로, 5mm 미만의 작은 종양도 찾아낼 수 있어 암 조기진단에 널리 사용되고 있다. 지난해 국내에서 연간 35만9983건의 촬영을 할 정도로 보편화됐다.

구리-64는 PET 영상을 얻는데 필요한 양전자를 약 17% 방출하고, 암 치료에 이용될 수 있는 베타선을 약 39% 방출한다. 따라서 구리-64를 암세포에 집중시키면 PET로 암 조직의 크기와 위치를 확인하는 동시에 암 세포를 파괴할 수 있다.

▲ 구리수송체(hCTR1) 작동원리: ① 구리수송체 유전자를 표적 세포에 전달 ② 전달된 유전자 정보를 DNA에서 RNA로 전달 ③ 전달된 정보를 바탕으로 RNA에서 구리수송체 단백질 합성 ④ 구리수송체 단백질이 세포막으로 이동된 후 세포 밖의 구리이온을 세포내로 섭취 ⑤~⑥ 과다 섭취된 구리이온의 경우 골지망을 통하여 세포 밖으로 배출됨으로써 세포내 구리이온이 적정한 수준으로 유지됨

구리수송체 유전자를 조직에 발현시켜 영상화에 성공한 것은 세계적으로 처음이다. 구리수송체(hCTR1)는 생체 조절 보조인자인 구리 이온을 세포 내부로 들어가게 하는 대문으로, 세포 내 구리 이온이 적정한 수준을 유지하는 역할을 한다. 구리수송체 유전자는 구리수송체의 단백질을 암호화한 유전자를 의미한다.

특히 구리-64는 그동안 PET 촬영에 널리 쓰인 불소-18과 탄소-11 등에 비해 반감기가 7배 이상 길어, 향후 핵의학 및 분자영상 연구에 유용하게 이용될 전망이다.

강주현 박사팀은 이 같은 성과를 바탕으로 2015년부터는 난치성 암의 진단과 치료가 동시에 가능한 컨버전스(convergence, 융합) 방사성의약품 개발 및 임상 적용 등 실용화 연구를 본격 추진할 계획이다.

▲ 유준기 학생기자

이번 연구는 미래부 방사선기술개발사업의 일환으로 수행됐으며, 연구결과는 해당 분야 최고 권위지인 미국 핵의학회저널(Journal of Nuclear Medicine)에 게재됐다.(온라인 8월4일자) 

* 논문제목: Detection of Increased 64Cu Uptake by Human Copper Transporter 1 Gene Overexpression Using PET with 64CuCl2 in Human Breast Cancer Xenograft Model [뉴스에듀 = 유준기 학생기자]

<유준기 군은 신일고등학교에 재학 중인 학생기자입니다. 생명과학/생명공학 분야에 많은 관심을 갖고 있습니다.>