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염증성 질환 실시간 관찰한다

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염증성 질환 실시간 관찰한다

2019.12.03 12:59
권익찬 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 책임연구원(사진)과 조남혁 서울대 의대 미생물학교실 교수, 김혜선 약리학교실 교수 공동연구팀은 염증을 영상으로 관찰하고 추적하는 기술을 개발했다. KIST 제공
권익찬 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 책임연구원(사진)과 조남혁 서울대 의대 미생물학교실 교수, 김혜선 약리학교실 교수 공동연구팀은 염증을 영상으로 관찰하고 추적하는 기술을 개발했다. KIST 제공

암과 알츠하이머병 등 염증성 질환에 연관된 단백질을 실시간으로 관찰하는 기술이 개발됐다. 이 기술로 동물실험으로 심각한 병이 생기기 전 염증을 미리 진단하는 것이 가능함이 확인돼 향후 염증질환을 미리 진단하는데 쓰일 것으로 기대된다.

 

권익찬 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 책임연구원과 조남혁 서울대 의대 미생물학교실 교수, 김혜선 약리학교실 교수 공동연구팀은 염증을 영상으로 관찰하고 추적하는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

 

염증성 질환은 암, 알츠하이머병, 패혈증 등 다양한 병을 일으키는 원인이다. 이들 병은 염증 반응 조절이 제대로 이뤄지지 않아 생기는 병이다. 특히 관절염, 통풍, 알츠하이머병 등은 ‘인플라마좀’이라는 단백질이 활성화하며 생기는 것으로 알려지며 이를 추적하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 인플라마좀을 실시간으로 관찰하기 어렵다는 문제가 있었다.

 

연구팀은 인플라마좀에 의해 활성화가 조절되는 염증성 효소 ‘카스파제-1’이 활성화됐는지를 형광으로 관찰하는 기술을 개발했다. 카스파제-1은 단백질을 분해하는 효소로 초기 면역 반응을 활성화하는 역할을 한다. 연구팀은 카스파제-1에 절단되는 단백질에 빛을 발하는 형광물질과 빛을 억제하는 소광물질을 결합했다. 윤홍열 테라그노시스연구단 선임연구원은 “평소에는 단백질에 두 물질이 붙어있어 빛을 내지 않다가 카스파제-1이 단백질을 잘라주면 두 물질이 멀어지면서 형광이 드러나게 된다”고 설명했다.

 

카스파제-1이 형광물질과 소광물질이 모두 붙은 단백질을 끊으면 형광이 나타나며 카스파제-1의 활성화 여부를 확인할 수 있게 된다. KIST 제공
카스파제-1이 형광물질과 소광물질이 모두 붙은 단백질을 끊으면 형광이 나타나며 카스파제-1의 활성화 여부를 확인할 수 있게 된다. KIST 제공

연구팀은 형광체를 알츠하이머병과 대장염, 암과 같은 염증성 질환 동물모델에 적용했다. 형광체를 정맥주사한 후 체내 영상을 분석한 결과 질환의 병증이나 조기 염증 질환을 진단하는 것이 가능한 것으로 판명됐다. 알츠하이머병 쥐 모델의 경우 쥐의 기억이 손상되는 시점은 5개월 후인데 그 전인 3~4개월부터 질환 진단이 가능했다. 장 손상 모델에서도 심각한 병을 보이는 6일 이전인 2~3일차에 진단이 가능했다. 독성이 없고 체내에서 빠르게 분해되는 것도 확인됐다.

 

권 책임연구원은 “이 기술을 활용하면 실시간으로 염증 물질을 모니터링할 수 있다”며 “염증성 질환을 조기 진단하고 치료제를 개발해 효능을 평가하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

 

이번 연구결과는 올해 10월 11일 국제학술지 ‘바이오머티리얼스’에 실렸다.

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