[논문]분자핵의학영상 개관

정준기

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Molecular imaging provides a visualization of normal as well as abnormal cellular processes at a molecular or genetic level rather than at a anatomical level. Conventional medical imaging methods utilize the imaging signals produced by nonspecific physico-chemical interaction. However, molecular ima...

Molecular imaging provides a visualization of normal as well as abnormal cellular processes at a molecular or genetic level rather than at a anatomical level. Conventional medical imaging methods utilize the imaging signals produced by nonspecific physico-chemical interaction. However, molecular imaging methods utilize the imaging signals derived from specific cellular or molecular events. Because molecular and genetic changes precede anatomical change in the course of disease development, molecular imaging can detect early events in disease progression. in the near future, through molecular imaging we can understand basic mechanisms of disease, and diagnose earlier and, subsequently, treat earlier intractable diseases such as cancer, neuro-degenerative diseases, and immunologic disorders. In beginning period, nuclear medicine started as a molecular imaging, and has had a leading role in the field of molecular imaging. But recently molecular imaging has been rapidly developed. Besides nuclear imaging, molecular imaging methods such as optical imaging, magnetic resonance imaging are emerging. Each imaging modalities have their advantages and weaknesses. The opportunities from molecular imaging look bright. We should try nuclear medicine continues to have a leading role in molecular imaging.

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문제 정의

이와 같은 적절한 시기에 대한핵의학회지에 분자핵의학의 특집을 실게 되었다. 자세한 각 분야별 종설에 앞서 분자영상의 기본 개념과 종류, 분자핵의학영상의 위치 등에 대하여 기술하겠다.

제안 방법

영상으로 나누어 연구가 진행되고 있다. 이중 리포터유전자 영상 연구가 더 활발하여 UCLA와 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center에서 최초로 리포터유전자 영상법을 개발하여 Herpes simplex virus 1 형의 thymidine kinase(HSVl-tk) 유전자를 특정 세포내로 이입시키고 이 유전자의 발현을 방사성표지 기질과 PET를 이용하여 영상화하였다.^4,5) HSVl-tk 대신 도파민 D2 수용체 유전자를 이입하고 D2 수용체 리간드인 F-18 fluoroethylspiperone (FESP)를 이용하여 유전자를 영상화 하는 방법도 보고 되었다.

성능/효과

우리 연구실에서는 PET과 같은 고가의 장비를 사용하여야 하는 기존의 분자 핵의학적 방법 대신 대부분의 핵의학과에 보유하고 있는 감마 카메라, SPECT(Single Photon Emission Computed Tomo graphy) 등 기존장비를 사용할 수 있는 새로운 영상 리포터 유전자로 sodium iodide symporter (NIS)를 이용한 영상화 연구를 하고 있다.⁷⁾ NIS 유전자를 이용할 경우 영상화를 위한 복잡한 방사성의 약품의 합성이나 표지 과정 없이 단순히 방사성 요오드(I-123, I-131, I-124)나 Tc-99m, Re-188을 사용함으로써 쉽게 다른 분야에 응용할 수 있는 장점이 있고 특히 전임상연구 단계의 첨단 영상기법을 쉽게 임상으로 적용할 수 있다.

후속연구

분자영상 기법은 최근 20-30년 간 생화학 및 분자생물학의 발전과 영상기법의 발전이 상승작용을 하여 앞으로 미래 생의학 분야 연구의 지평을 여는 중요한 분야로 자리잡을 것으로 전망된다. 분자영상은 근본적인 생명현상을 영상화함으로 질병에 대한 이해도가 증가하고, 질병의 조기 진단과 분자 유전자 수준의 치료에 이용할 뿐만 아니라 다방면의 의-생물학적 연구의 새로운 방법론으로서 분자의학연구의 새로운 지평선을 열어 파급 효과가 클 것으로 기대된다.
또한 특정 분자, 유전자, 신호전달체계에 작용하는 신약의 개발에 이용될 수 있으며 외부에서 주입된 유전자가 목표 장기나 조직에서 발현되는 것을 비침습적으로 영상화하고 쉽게 정량화할 수 있으므로 이를 기반으로 한 진단법, 치료법 개발에 크게 기여할 것이다. 그리고 뇌신경학, 종양학, 면역학, 감염학, 순환기학 등 다방면의 의학, 생물학 분야에서 분자세포 생물학 분석의 새로운 방법론으로 여러 기초 의학 연구에 응용 가능할 것으로 생각한다.
것이다. 그리고 뇌신경학, 종양학, 면역학, 감염학, 순환기학 등 다방면의 의학, 생물학 분야에서 분자세포 생물학 분석의 새로운 방법론으로 여러 기초 의학 연구에 응용 가능할 것으로 생각한다.

참고문헌 (7)

Hadjantonakis A-K, Dickinson ME, Fraser SE, Papaioannou VE. Technicolour transgenics: imaging tools for functional genomics in the mouse. Nat Rev Gene 2003;8:613-25
Massoud TF, Gambhir SS. Molecular imaging in living subjects: seeing fundamental biological processes in a new light. Genes Dev 2003;17:545-80

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Lee KH. Molecular imaging: nuclear medicine technique. J Korean Med Associat 2004;47:119-26

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Gambhir SS, Barrio JR, Phelps ME, Iyer M, Namavari M, Satyamurthy N, et al. Imaging adenoviral-directed reporter gene expression in living animals with positron emission tomography. Proc Natl Acad Sci USA 1999;96:2333-8

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Tjuvajev JG, Avril N, Oku T, Sasajima T, Miyagawa T, Joshi R, et al. Imaging herpes virus thymidine kinase gene transfer and expression by positron emission tomography. Cancer Res 1998;58: 4333-41

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Liang Q, Satyamurthy N, Barrio JR, Toyokuni T, Phelps MP, Gambhir SS, et al., Noninvasive, quantitative imaging in living animals of a mutant dopamine D2 receptor reporter gene in which ligand binding is uncoupled from signal ransduction. Gene Ther 2001;8:1490-8

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Chung JK, Sodium iodide symporter: Its role in nuclear medicine. J Nucl Med 2002;43:1188-200

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