체내에서 발생한 염증 효소의 변화를 영상으로 실시간 관찰하고 추적할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 관절염, 통풍, 알츠하이머병 등은 공통적으로 염증 반응 조절이 제대로 이뤄지지 않아 생기는 질환으로 해당 기술을 활용하면 다양한 질병의 조기진단이 가능할 것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 권익찬 박사팀과 서울대 의과대학 조남혁·김혜선 교수 연구팀은 염증성 효소를 표적 관찰할 수 있는 새로운 개념의 형광물질을 개발했다고 밝혔다.

염증성 질환들에서 공통적으로 특정 단백질인 인플라좀(Inflammasome)이 활성화된다는 사실은 이미 알려져 있었지만 기존 기술로는 체내에서 인플라마좀이 활성화되는 현상을 시공간적으로만 분석할 수 있다는 한계가 있었다. 이에 일부 연구에서는 유전자 조작으로 실시간 관찰을 유도하기도 했다.

한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단은 염증 반응 초기에 중요한 역할을 하는 효소인 캐스페이즈-1(Caspase-1)에 주목했다. 캐스페이즈-1에 의해 절단되는 물질에 형광물질과 빛을 억제하는 소광물질을 결합해 형광 신호의 노이즈를 줄이고 민감도를 극대화했다. 이같은 방식으로 영상화에 활용할 수 있는 새로운 형광물질을 만들었다.

KIST 연구진은 개발한 형광물질을 알츠하이머병, 대장염, 암 등의 다양한 동물실험에 투여해 실시간 염증성 효소의 변화 영상을 얻을 수 있었다. 이 기술은 염증 초기에 관여하는 효소를 빠르고 직접적으로 관찰할 수 있어 염증성 질환을 조기 진단할 수 있으며 형광물질은 독성이 없고 체내에서 빠르게 분해돼 생체적합성이 높다고 설명했다.

KIST 권익찬 박사는 “이 기술을 활용하면 실시간으로 염증 물질을 모니터링하고, 염증성 질환의 조기 진단과 치료제 개발 및 효능을 평가하는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.

이번 연구 결과는 생체재료 분야 국제학술지 ‘Biomaterials’(IF:10.273)에 게재됐다.