한국원자력의학원 박지애, 강충모, 이용진 박사 연구팀이 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 표지한 포피린 유도체를 뇌종양에 결합해 방사선을 방출하는 원리로 뇌종양의 크기와 위치 등을 정밀하게 진단하는 데 성공했다고 밝혔다.

암세포에만 선택적으로 축적되는 포피린에 특정 화합물(N,N-디메틸-4-p-페닐렌디아민, N,N-dimethyl-4-p-phenylenediamin)을 붙인 포피린 유도체를 개발해 뇌종양을 잘 찾아가 붙도록 결합력을 높이고, 이 포피린 유도체에 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 표지해 암을 더 정밀하게 진단할 수 있게 한 것이다.

구리-64(Cu-64)는 대표적인 금속성 방사성동위원소로 금속성 물질의 결합력을 이용해 표지가 수월한 것이 장점으로 이를 이용한 방사성의약품을 정맥주사해 양전자방출단층촬영(PET)을 하면 암세포에 방사성의약품이 모여 암의 크기와 위치가 영상화되어 나타난다.

그러나, 체내에 주입된 방사성의약품이 암세포에 도달하기 전, 간 조직에서 먼저 분해되는 경우가 많아 정확하고 안전한 암 진단에 어려움이 있었다.

연구팀이 뇌 또는 허벅지에 뇌종양 세포를 이식한 동물모델을 대상으로 일반 포피린과 포피린 유도체에 각각 구리를 표지한 뒤 양전자방출단층촬영(PET) 영상을 통해 종양 결합력을 비교한 결과, 포피린 유도체는 주사 후 18시간째에 일반 포피린보다 종양 결합력이 약 1.4배 높은 것으로 확인됐다.

연구팀은 이처럼 구리를 표지한 포피린 유도체의 정상 뇌와 뇌종양의 결합력을 비교한 결과에서는, 주사 후 18시간째에 뇌종양 결합력이 정상 뇌보다 32배 높아 양전자방출단층촬영(PET) 영상으로 암의 크기와 위치를 정밀하게 진단할 수 있었다.

연구팀은 “조기 진단이 중요한 뇌종양은 외과적 수술치료가 쉽지 않은 부위에 발생하기 때문에 방사성의약품을 이용한 진단 및 치료가 대안으로 떠오르고 있다”며 “이번 포피린 유도체의 뇌종양 결합 기전 연구 결과를 토대로 다양한 방사성동위원소를 이용해 더욱 실용적인 암 진단 및 치료용 방사성의약품의 개발 및 임상 적용 등 실용화 연구를 본격적으로 추진해 나갈 계획”이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 'Molecular Pharmaceutics'에 게재됐다.