원자력연구원, 방사성동위원소 활용 ‘암 사멸’ 나노물질 개발

박정훈 박사 연구팀이 관련 연구를 수행하고 있는 모습 [한국원자력연구원 제공]

한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)을 활용해 암 사멸 나노물질을 개발하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

가속기동위원소연구실 박정훈 박사 연구팀은 약 100nm (나노미터, 10억분의 1미터) 크기로 만든 산화티타늄 나노입자 내부에 진단용 동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 넣었다. 이 나노입자 표면을 생체단백질인 트랜스페린으로 코팅하고, 트랜스페린 외부에 산화망간을 첨가해 암세포 근처에서 활성산소를 발생시키는 나노물질을 개발했다. 산화티타늄과 산화망간에서 발생한 활성산소는 암세포의 DNA를 손상시켜 암세포를 죽인다.

연구진은 나노물질의 내부는 산화티타늄, 외부는 산화망간으로 만들어 활성산소를 이중으로 방출하는 나노물질 구현에 성공했다. 나노물질 내부의 지르코늄-89에서 나오는 입자는 영상 진단에 사용 된다. 여기서 발생한 자외선에 의해 산화티타늄에서 활성산소가 발생한다.

나노입자를 둘러싼 생체단백질 트랜스페린은 나노물질이 서로 붙지 않게 막아 100nm의 크기를 유지하고, 나노물질과 암세포가 잘 부착되게 해 활성산소가 암세포에 효과적으로 전달되게 한다.

연구진은 대장암 세포주 외 폐암, 간암 등 다양한 세포주를 이용해 전임상시험을 추진할 계획이다.

이번 연구성과는 미국 화학회가 발행하는 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤 인터페이스’ 표지 논문으로 선정돼 1월 18일에 게재됐다.

정병엽 첨단방사선연구소장은 “이번 연구 성과는 지르코늄-89에서 방출하는 감마선을 자외선으로 변환하는 데 성공해 방사선 변환 기술을 증명하는 데 성공했다”며 “기초연구 분야에서의 활용과 향후 연구 분야의 확대를 기대한다”고 밝혔다.

구본혁 기자

nbgkoo@heraldcorp.com