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매사추세츠 의과대학(University of Massachusetts Medical School)과 천진 의과 대학(Tianjin Medical University)의 연구진은 인간 단백질 기반의 종양 표적화 MRI(Magnetic resonance imaging) 조영제를 최초로 개발했다. 이 하이브리드 복합체는 인체에서 쉽게 제거될 수 있고, 향상된 MRI 대비를 가지고 있기 때문에 종양을 조기에 감지할 수 있다. MRI는 전리 방사선 또는 위험한 방사선 핵종을 사용하지 않으면서 연성 생체 조직 속의 해부학적 구조를 관찰하는데 유용하게 사용된다. 병원에서 가장 자주 사용되는 MRI 조영제는 양성자 이완 시간(proton relaxation time)을 단축시키는 가돌리늄 기반의 킬레이트(chelate)이다. 양성자 이완은 조영 증강 효과(contrast enhancement efficiency)라고 불리는 매개변수로 설명될 수 있다. 가돌리늄 킬레이트는 세포에서 면역 반응을 불러오지 않는다는 이점을 가지고 있지만, 불행하게도 중요한 장기 속에 남아 있다는 단점을 가진다. 이번 연구진은 천연 생체 미네랄 프로세스를 모방함으로써 트랜스페린(transferrin, Tf) 단백질 가돌리늄 기반의 MRI 조양제를 개발했다. Tf 단백질은 체내의 철분 대사에 중요한 역할을 하는 내인성 당 단백질이다. 가돌리늄@Tf 나노입자는 MRI 신호를 증폭시키고 높은 이완성을 가지며 매우 안정하기 때문에 일반적으로 사용되는 가돌리늄 킬레이트보다 우수하다. 또한 생체 적합성을 가지고 있고, 정확하게 종양을 표적할 수 있으며, 체내에서 효과적으로 제거된다. 새로운 조영제를 만드는 공정은 1 단계 방식으로 간단하고 환경 친화적이며 재현 가능하다. 가돌리늄@Tf 나노입자는 조기에 종양을 검출하기 위한 종양 표적화 조영제로 사용될 수 있다. 향후에는 Tf 나노입자에 치료용 약물을 탑재하여 약물을 종양으로 전달하는데 사용될 수 있을 것이다. 이 기술은 종양 치료 과정을 시각적으로 확인할 수 있기 때문에 약물 복용량을 최적화하는데도 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 이 연구결과는 저널 Nano Letters에 ldquo;Tumor-Targeted and Clearable Human Protein-Based MRI Nanoprobes rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b00828). |
