조직검사 시간 2시간內로 단축
췌장 베타세포 양도 관찰 가능
췌장 베타세포 양도 관찰 가능
국내 연구진이 당뇨병 발병과 진행을 정확하게 진단할 수 있는 새로운 형광물질 기술을 개발했다.
기존 하루 이상 걸리던 조직검사 시간을 2시간 이내로 줄이면서 당뇨병에 관여하는 췌장 베타세포 양과 함께 이식 후 정상 여부도 관찰할 수 있다.
IBS(기초과학연구원) 복잡계 자기조립연구단 장영태 부연구단장 연구팀은 국내외 공동 연구를 통해 당뇨병 정밀 진단과 조직 검사에 모두 쓰일 수 있는 새로운 형광물질 파이프 'PiF'를 개발했다고 25일 밝혔다.
당뇨병은 혈액 속 포도당(혈당) 농도를 측정해 진단한다.
하지만, 혈당 정보만으로 당뇨병 진행 상태를 정확히 파악하기 어렵고, 인슐린 분비를 담당하는 췌장 베타세포의 건강 상태를 직접 측정하는 데도 한계가 있다.
특히 췌장에 불균일하게 분포하는 췌장섬(췌장세포가 모여 섬처럼 보이는 세포 덩어리, 랑게르한스섬)을 모두 찾아 그 양을 빠르게 측정하기 힘들어 정확한 진단이 쉽지 않다.
연구팀은 췌장 베타세포에서 분비되는 인슐린과 결합하면 빛을 내는 화합물을 선별한 후, 췌장 베타세포에만 특이적으로 탐지하는 형광물질을 최종 발굴했다.
이 형광물질(PiF)은 더 많은 인슐린과 결합할수록 형광이 세지기 때문에 형광 세기를 토대로 건강한 췌장 베타세포의 양까지 확인할 수 있다.
연구팀은 췌장 베타세포를 파괴한 제1형 당뇨병 모델 생쥐 꼬리에 PiF를 투여하고, 2시간이 지나 관찰한 결과 췌장 베타세포만을 선택적으로 탐지한 것을 확인했다. 또 췌장섬을 이식한 당뇨병 환자들의 이식 성공 여부도 PiF 형광 여부에 따라 관찰할 수 있다. 형광신호를 토대로 이식된 췌장섬이 원래 조직에 정상적으로 정착돼 기능을 제대로 하는 지 검사할 수 있다는 의미다.
연구팀은 PiF가 양전자단층촬영(PET) 조영제로 효능이 있다는 사실을 동물실험을 통해 확인함에 따라 환자 진단을 위한 조영제로 활용할 수 있다고 덧붙였다.
장영태 부연구단장은 "PiF는 광학과 PET 영상화 모두가 가능한 이중방식으로 베타세포를 팀지할 수 있는 최초의 형광 화합물"이라며 "당뇨병 발병 여부와 조기 진단이 가능한 임상도구로 널리 활용될 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구결과는 미국 화학회지(JACS, 지난 10일자)'에 실렸다.
이준기기자 bongchu@
기존 하루 이상 걸리던 조직검사 시간을 2시간 이내로 줄이면서 당뇨병에 관여하는 췌장 베타세포 양과 함께 이식 후 정상 여부도 관찰할 수 있다.
IBS(기초과학연구원) 복잡계 자기조립연구단 장영태 부연구단장 연구팀은 국내외 공동 연구를 통해 당뇨병 정밀 진단과 조직 검사에 모두 쓰일 수 있는 새로운 형광물질 파이프 'PiF'를 개발했다고 25일 밝혔다.
당뇨병은 혈액 속 포도당(혈당) 농도를 측정해 진단한다.
하지만, 혈당 정보만으로 당뇨병 진행 상태를 정확히 파악하기 어렵고, 인슐린 분비를 담당하는 췌장 베타세포의 건강 상태를 직접 측정하는 데도 한계가 있다.
특히 췌장에 불균일하게 분포하는 췌장섬(췌장세포가 모여 섬처럼 보이는 세포 덩어리, 랑게르한스섬)을 모두 찾아 그 양을 빠르게 측정하기 힘들어 정확한 진단이 쉽지 않다.
연구팀은 췌장 베타세포에서 분비되는 인슐린과 결합하면 빛을 내는 화합물을 선별한 후, 췌장 베타세포에만 특이적으로 탐지하는 형광물질을 최종 발굴했다.
이 형광물질(PiF)은 더 많은 인슐린과 결합할수록 형광이 세지기 때문에 형광 세기를 토대로 건강한 췌장 베타세포의 양까지 확인할 수 있다.
연구팀은 췌장 베타세포를 파괴한 제1형 당뇨병 모델 생쥐 꼬리에 PiF를 투여하고, 2시간이 지나 관찰한 결과 췌장 베타세포만을 선택적으로 탐지한 것을 확인했다. 또 췌장섬을 이식한 당뇨병 환자들의 이식 성공 여부도 PiF 형광 여부에 따라 관찰할 수 있다. 형광신호를 토대로 이식된 췌장섬이 원래 조직에 정상적으로 정착돼 기능을 제대로 하는 지 검사할 수 있다는 의미다.
연구팀은 PiF가 양전자단층촬영(PET) 조영제로 효능이 있다는 사실을 동물실험을 통해 확인함에 따라 환자 진단을 위한 조영제로 활용할 수 있다고 덧붙였다.
장영태 부연구단장은 "PiF는 광학과 PET 영상화 모두가 가능한 이중방식으로 베타세포를 팀지할 수 있는 최초의 형광 화합물"이라며 "당뇨병 발병 여부와 조기 진단이 가능한 임상도구로 널리 활용될 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구결과는 미국 화학회지(JACS, 지난 10일자)'에 실렸다.
이준기기자 bongchu@
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