기존보다 월등히 우수한 조영제를 국내 연구진이 개발해 차세대 자기공명영상(MRI) 조영제 시장을 주도할 길이 열렸다.

31일 교육과학기술부에 따르면 서울대 중견석좌교수인 화학생물공학부 현택환(사진) 교수팀은 서울대병원 문우경, 박경수 교수팀과의 공동연구를 통해 강자성 산화철 나노입자를 이용한 단일 세포 수준에서의 정밀영상화와 이식된 췌도 세포의 장기간 영상화에 성공했다.

이번 연구결과 논문은 나노 분야의 권위있는 저널인 미국립과학원회보(PNAS)에 이날 게재됐다.

MRI는 실시간으로 높은 해상도의 체내 영상을 얻을 수 있는 방법으로 임상에서 사용되는 여러 진단 방법 중에서 가장 각광 받고 있다.

또 MRI 조영제는 MRI 영상을 더욱 명확하게 해 정확한 진단이 가능하게 할 뿐 아니라 관찰하기 힘든 분자 수준의 생명 현상까지 영상화할 수 있다.

현재 생체 적합성이 높은 산화철 나노입자가 조영제로 사용되고 있지만 더욱 향상된 조영 효과를 얻기 위해서는 자기적 성질이 기존보다 월등히 우수한 나노입자가 필요하다.

실제 자연계에서 지구 자기장을 따라 이동하는 자성 박테리아 내부에는 산화철이 가장 강한 자기적 성질을 갖는 40∼120나노미터(nmㆍ10억분의 1m) 사이의 나노입자(마그네토좀, magnetosome)가 발견되고 있지만, 실제 응용이 가능하도록 인공적으로 합성하지는 못하고 있다.

현 교수팀은 강자성 산화철 나노입자(FIONㆍferrimagnetic iron oxide nanoparticle)를 합성ㆍ조영제로 활용해 MRI 영상에서 단일 세포까지 영상화할 수 있다는 점과 이식된 췌도의 기능을 실시간으로 알 수 있다는 사실을 쥐와 돼지 동물실험을 통해 입증했다.

산화철이 나타낼 수 있는 최대의 자기적 성질을 갖고 있는 FION은 기존의 상용화된 조영제에 비해 3배 이상의 조영효과를 갖고 있다.

이뿐 아니라 최근 발표된 다른 T2 조영제에 비해 나노입자 한 개 당 조영효과가 훨씬 우수하였으며, 체내에 독성을 갖는 망간이나 코발트 이온 등을 포함하지 않아 실제 임상에서 적용 가능성도 매우 높다.

나아가 연구진은 임상에 가까운 연구로 당뇨 치료법으로 활용되는 이식된 췌도의 기능을 실시간으로 MRI 영상을 이용 판독할 수 있었으며 임상과 같은 조건에서 돼지에게 이식된 췌도를 관찰할 수 있었다.

연구책임자인 현 교수는 "이번 연구결과는 복잡한 생명 현상을 세포 수준에서 영상화할 수 있는 기술로써 이식된 세포를 영상화하여 세포치료 등에 MRI의 활용 폭을 높였다는데 큰 의미가 있다"고 밝혔다.