경희대 이상천 교수팀… 천연미네랄 코팅 암세포 효과적 공격
나노미터 크기 입자에 약물을 담아 암세포를 효과적으로 공격할 수 있는 지능형 나노전달체가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
이 연구는 교육과학기술부의 21세기 프론티어 나노소재기술개발사업단의 지원을 받아 경희대 치의학전문대학원 이상천 교수(사진)팀이 수행했다.
지금까지 약물 전달용으로 개발된 나노전달체는 공격 대상 부위에 도달하기 전에 약물이 방출돼 효율과 안전성이 떨어지는 게 문제였다. 이상천 교수는 이 문제를 해결하기 위해 암세포 근처에 가야만 약물이 방출될 수 있도록 약물을 담은 나노입자를 천연미네랄 물질로 코팅하는 방법을 개발했다. 나노입자 표면에 유레아제(Urease)라는 효소를 가해 표면에 인산칼슘 미네랄이 코팅되도록 한 것.
이 껍질은 몸 속으로 투입된 나노입자가 혈관을 타고 암세포에 가까이 갈 때까지는 변화가 없다가 암세포 근처에서 산성도가 높아지면 자동으로 분해돼, 입자에 담겨있던 약물이 흘러나오게 된다. 암세포 주변은 세포의 활발한 활동으로 인해 젖산이 분비되면서 산성도가 높아지는 것을 이용한 것.
이상천 교수는 "인산칼슘은 인체 뼈 미네랄의 주성분으로, 체내 구성 이온으로 용해되기 때문에 효율적으로 약물을 전달하면서 안전성도 보장된다"고 말했다.
약물을 담은 나노입자는 지름 100㎚(나노미터:10억분의 1미터) 크기의 실리카 소재로 만들었다. 계면활성제를 물에 푼 상태에서 실리카를 넣어 나노입자를 만들면 실리카 입자 표면에 지름 2㎚ 크기의 미세한 구멍이 생기는데 여기에 약물을 담을 수 있게 설계했다. 약물이 이 구멍에 담긴 상태에서 인산칼슘 껍질의 보호를 받으며 암세포까지 이동할 수 있게 한 것. 연구진은 유방암에 걸린 쥐 실험을 통해 이 나노입자가 고효율의 항암효과를 가진다는 사실을 확인했다.
이 교수는 "이 기술을 약물, 유전자, 성장인자 등 다양한 전달시스템에 응용해 안전성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 연구의의를 밝혔다.
이 연구결과는 화학분야의 세계적인 학술지인 `안게반테케미(Angewandte Chemie International Edition)` 8일자 온라인판에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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이 연구는 교육과학기술부의 21세기 프론티어 나노소재기술개발사업단의 지원을 받아 경희대 치의학전문대학원 이상천 교수(사진)팀이 수행했다.
지금까지 약물 전달용으로 개발된 나노전달체는 공격 대상 부위에 도달하기 전에 약물이 방출돼 효율과 안전성이 떨어지는 게 문제였다. 이상천 교수는 이 문제를 해결하기 위해 암세포 근처에 가야만 약물이 방출될 수 있도록 약물을 담은 나노입자를 천연미네랄 물질로 코팅하는 방법을 개발했다. 나노입자 표면에 유레아제(Urease)라는 효소를 가해 표면에 인산칼슘 미네랄이 코팅되도록 한 것.
이 껍질은 몸 속으로 투입된 나노입자가 혈관을 타고 암세포에 가까이 갈 때까지는 변화가 없다가 암세포 근처에서 산성도가 높아지면 자동으로 분해돼, 입자에 담겨있던 약물이 흘러나오게 된다. 암세포 주변은 세포의 활발한 활동으로 인해 젖산이 분비되면서 산성도가 높아지는 것을 이용한 것.
이상천 교수는 "인산칼슘은 인체 뼈 미네랄의 주성분으로, 체내 구성 이온으로 용해되기 때문에 효율적으로 약물을 전달하면서 안전성도 보장된다"고 말했다.
약물을 담은 나노입자는 지름 100㎚(나노미터:10억분의 1미터) 크기의 실리카 소재로 만들었다. 계면활성제를 물에 푼 상태에서 실리카를 넣어 나노입자를 만들면 실리카 입자 표면에 지름 2㎚ 크기의 미세한 구멍이 생기는데 여기에 약물을 담을 수 있게 설계했다. 약물이 이 구멍에 담긴 상태에서 인산칼슘 껍질의 보호를 받으며 암세포까지 이동할 수 있게 한 것. 연구진은 유방암에 걸린 쥐 실험을 통해 이 나노입자가 고효율의 항암효과를 가진다는 사실을 확인했다.
이 교수는 "이 기술을 약물, 유전자, 성장인자 등 다양한 전달시스템에 응용해 안전성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 연구의의를 밝혔다.
이 연구결과는 화학분야의 세계적인 학술지인 `안게반테케미(Angewandte Chemie International Edition)` 8일자 온라인판에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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