고려대, 빛으로 암세포 사멸하는 '광치료 기술' 개발

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 고려대학교는 화학과 김종승·우한영·곽경원 교수 연구팀이 빛을 쬐는 것만으로 암세포 주변의 물을 산화시켜 암세포를 사멸하는 '광치료 기술'을 개발했다고 5일 밝혔다.

광역학치료는 빛을 이용해 활성산소종을 만들어 암세포를 죽이지만, 산소가 부족하면 치료 효과가 대폭 감소하는 문제가 있다. 이를 보완하기 위해 다양한 나노구조나 산소 전달체를 사용하는 방식이 제안됐지만, 구조가 복잡하고 제어가 어려웠다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 세포막에 안정적으로 삽입되는 '단일분자 광 테라노스틱스 플랫폼(NDI-COE)'을 개발했다. 해당 물질은 암세포막에 자리 잡은 뒤 빛을 받으면 세포 주변의 물을 직접 산화해 활성산소를 생성하며, 외부 산소 공급 없이도 반응이 지속된다.

생성된 활성산소는 암세포막 손상을 유도해 염증 반응을 동반하는 파이롭토시스(Pyroptosis)를 활성화하는데, 이는 세포막이 부풀어 오르며 파열되는 형태의 세포 사멸 경로다.

이번 기술의 강점은 치료와 동시에 그 과정을 '눈으로 볼 수 있다'는 특징에 있다. 연구팀이 개발한 플랫폼은 세포막에 삽입되면 형광을 띠게 돼, 암세포 파괴과정에서 형성되는 파이롭토틱 소낭의 방출을 실시간 관찰할 수 있다. 이는 치료와 진단 기능을 통합한 테라노스틱스 기술로서의 가능성을 보여준다.

아울러 연구팀은 물 산화 능력이 없는 유사 물질과의 비교 실험을 통해, 활성산소 생성량과 저산소 환경 안정성의 우수함을 확인했다. 이는 해당 물질이 단순한 광감각제가 아닌, 암세포막에서 직접 작동하는 '분자 광전극'처럼 활용될 수 있음을 의미한다.

김종승 교수는 "치료와 이미징 기능이 단일분자 수준에서 결합된 기술로, 저산소 종양 치료는 물론 면역 반응 연구로도 확장 가능성이 크다"고 전했다.

한편 이번 연구는 과기정통부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 싱가포르 국립대 빈 리우 교수, 성균관대 이진용 교수 연구팀과 함께 진행했다. 연구 성과는 화학 분야 국제 학술지 '미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)' 온라인에 게재됐다.


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