국내연구진, 고위험 동맥경화반 조기 진단기술 개발

[이데일리 오희나 기자] 국내연구진이 고위험 동맥경화반을 조기 진단할수 있는 기술을 개발했다.

미래창조과학부는 김진원 교수(고려대), 박경순 박사(기초과학지원연구원) 등 공동연구팀이 급성 심근경색 및 심장마비를 유발하는 고위험 동맥경화반을 조기에 진단할 수 있는 표적 영상 진단기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

동맥경화반은 동맥혈관 내벽에 지방이나 혈액 내 기타 물질들이 쌓인 덩어리를 말한다. 일반적으로 안정적인 상태로 단시간에 위험한 것은 아니나, 특정 염증세포의 침투로 인해 염증반응이 발생한 고위험 동맥경화반은 심근경색, 심장마비를 일으키는 주 원인이다.

최근 심혈관 질환으로 인한 사망률을 낮추기 위해 최근 관상동맥 내 고위험 동맥경화반을 조기에 정밀 영상 진단해 개인별 맞춤 치료에 이용하려는 연구가 전 세계적으로 시도되고 있다.

고위험 동맥경화반은 내부 괴사조직이 크고, 병변을 둘러싼 보호섬유막 조직이 얇으면서 대식세포의 침투로 인한 염증 반응을 보이는 것이 특징이다.

염증 반응 정도가 심한 경우 보호섬유막 조직이 녹아 파열되면 혈관을 막히게 해 심근경색과 심장마비를 일으킨다. 하지만 현재 임상에서 이용되고 있는 영상 진단법은 혈관의 좁아진 정도와 동맥경화반의 형태적 변화만 매우 제한적으로 볼 수 있다.

특히 심장마비의 상당수는 협착 정도가 심하지 않은 부위에서도 예기치 않게 발생하므로 현재의 영상기법으로는 조기에 정밀한 예측이 어려운 실정이다.

연구팀은 이전 선행연구를 통해 인도시아닌그린(ICG)을 이용한 분자영상과 혈관 내 미세구조를 동시에 볼 수 있는 카테터 융합 영상기술을 개발한 바 있다. 인도시아닌그린은 임상에 바로 적용이 가능한 장점이 있는 반면 동맥경화반의 여러 구성 물질에 비특이적으로 결합하는 심각한 한계점을 가지고 있었다.

이번 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 특정 세포를 정밀 표적하는 영상기술을 개발했다.

연구팀은 기존연구와 차별화된 전략으로 대식세포에만 선택적으로 결합하는 근적외선 형광 물질을 새로이 합성해 세포 및 소형동물, 인체와 유사한 대형동물 혈관 내 병변까지 정밀영상화 하는데 성공했다.

새로운 대식세포 표적 나노영상물질을 심혈관 카테터 융합 영상 기술에 성공적으로 결합해 심장혈관과 유사한 대형동물 혈관 내 표적 영상 실험에 성공한 것이다.

연구팀은 향후 인체로의 적용은 긍정적으로 예측되며, 고위험 동맥 경화반의 조기 진단을 통해 심혈관 질환 사망률 감소에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

김진원 교수는 “이번 연구는 의학, 화학, 기계공학, 광학 등 다학제 연구의 결실이며, 실험용 생쥐, 대형동물(토끼)에까지 성공적으로 실험을 마치고 인체 적용 또한 조기에 이뤄질 것으로 전망된다”며 “심혈관 질환으로 인한 사망률 감소에 기여할 것으로 기대된다“고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 연구를 수행했으며 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 7일자에 게재됐다.

소형동물 생체영상 시스템과 동맥경화반 대식세포 영상. 자체 개발한 소형동물 생체영상시스템을 이용하여 생쥐 경동맥에 있는 동맥경화반 영상을 획득함. 동맥경화반 내 염증세포가 붉은색으로 밝게 빛나고 있다. 미래부 제공