KAIST "질병 예방 백신과 치료 플랫폼 등 후속 연구"
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 염지현 교수팀이 의료용 나노 소재 표면에 카이랄성을 부여할 수 있는 '카이랄 나노 페인트' 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.
카이랄성이란 거울에 비출 때 대칭이지만 서로 겹치지 않는 성질로, '거울상 이성질'이라고도 한다. 카이랄 분자의 이성질체는 서로 다른 생물학적 효과를 가질 수 있다.
연구팀은 2㎚(나노미터·10억분의 1ｍ) 두께의 바이오 나노 입자에 각각 왼손잡이(L-형)와 오른손잡이(D-형) 구조를 가진 카이랄성을 페인트처럼 코팅하는 데 성공했다.
여기에 자성을 합성한 뒤 종양에 주입, 자기장 처리로 생성되는 열을 통해 종양 조직을 괴사시키는 항암 온열 치료 기술을 시연했다. 실험 결과 D-카이랄성을 가진 자성 나노입자가 L-카이랄성을 갖는 자성 나노입자보다 암세포에 더 많이 흡수되며, 그 결과 항암 치료 효과가 4배 이상 향상된 것으로 나타났다.
암세포 내부로의 흡수 효율 차이는 카이랄 나노 페인트와 세포 표면 수용체 간 선택적 상호작용에 의한 것임을 컴퓨터 시뮬레이션과 세포 실험을 통해 밝혔다.
연구팀은 후속 연구로 생명과학과 정현정 교수팀과 함께 메신저리보핵산(mRNA)을 전달하는 지질 전달체(mRNA·유전자·약물 등을 감싸서 세포 내부로 전달하는 나노입자)에 카이랄 페인트 기술을 도입했다.
D-카이랄성을 도입한 지질 전달체는 mRNA의 세포 내 발현을 2배 이상 높였다.
염지현 교수는 "의료용 바이오 소재를 비롯해 차세대 약물 전달 시스템, 바이오 센서, 촉매 등 다양한 분야에 응용할 수 있다"며 "카이랄 나노 소재를 활용해 질병 예방 백신과 진단·치료를 위한 차세대 플랫폼 연구를 지속할 계획"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 각각 에이씨에스 나노(ACS Nano)와 'ACS 응용물질 및 계면'(ACS Applied Materials & Interfaces)에 각각 지난 2일과 17일 자로 실렸다.
jyoung@yna.co.kr
