초록 ▼

광열 항암 치료법은 열에너지를 통해 암세포 사멸을 유도하는 치료법으로, 흡광제인 금 나노입자 기술의 적용으로 획기적으로 발전하였음. 열을 이용하는 방법은 화학적 방법에 비해 정상 조직에 대해 부작용이 적고, 암세포에만 선택적 작용이 가능함. 하지만 실제 임상 치료법으로 정착되기에는 아직 많은 연구가 필요함.
본 연구에서는 in vivo 동물모델에서 광열 항암 치료 기작을 연구하기 위한 고속 이광자현미경(two-photon microscopy, TPM)과 위상민감 광간섭 단층영상 기술 (phase sensitive optical

광열 항암 치료법은 열에너지를 통해 암세포 사멸을 유도하는 치료법으로, 흡광제인 금 나노입자 기술의 적용으로 획기적으로 발전하였음. 열을 이용하는 방법은 화학적 방법에 비해 정상 조직에 대해 부작용이 적고, 암세포에만 선택적 작용이 가능함. 하지만 실제 임상 치료법으로 정착되기에는 아직 많은 연구가 필요함.
본 연구에서는 in vivo 동물모델에서 광열 항암 치료 기작을 연구하기 위한 고속 이광자현미경(two-photon microscopy, TPM)과 위상민감 광간섭 단층영상 기술 (phase sensitive optical coheremce tomography, 위상민감 OCT)을 개발하고, 광열 항암 치료의 선택성 및 효율을 높이기 위한 지능형 금 나노입자를 이용한 고효율 광열민감제를 개발함.
· 연구 내용 및 결과
(1) 조직 내 광열항암 치료의 세포단위 거동을 관찰하기 위한 고속 이광자현미경 개발
- 고속 resonant 스캐너를 이용하여 고속 point scanning 방식의 이광자현미경을 개발함. 촬영속도는 30 frames/s이 가능함
- 개발된 고속 TPM을 이용하여 다양한 동물 및 식물 조직 촬영을 수행하였음
- 지능형 금 나노입자의 분포를 배양세포와 생체조직 속에서 플라즈몬 공명에 의해 발생하는 형광신호를 감지하여 TPM 촬영하였음
(2) 광열치료에 의해 발생하는 조직 속 온도 변화를 측정하는 위상민감 OCT 기술을 개발함.
- 위상민감 OCT는 빛의 반사를 이용한 3차원 영상기술로, 반사광의 위상을 측정해 광열효과에 의해 발생한 생체조직에서의 온도변화를 측정하게 됨.
- 위상민감 OCT는 파장변환광원 (wavelength swept source)과 트리거 보정을 통해 개발함. 위상민감 OCT는 테스트 샘플촬영을 통해 위상안정도를 측정하였고 튜브안의 유체유동 측정을 통해 위상정보를 이용한 유동감지가 가능함을 확인함
- 배양세포와 생체조직 안에서 광열효과에 따른 위상변화를 측정하여 광열민감제의 분포를 측정하였음
(3) 지능형 금 나노입자를 이용한 고효율 광열민감제를 개발함
- 지능형 금 나노입자는 암세포 가 정상세포와 달리 약산성 조건임을 이용해, 나노 입자의 흡광대역이 약산성 조건에서 장파장대로 옮겨져 광열반응이 암세포에서만 선택적으로 일어나게 함
- 약산성대에서 지능형 금 나노입자의 응집현상을 전자현미경을 통해 확인하였음
- 배양세포에서는 대조군과 비교하여 지능형 금 나노입자기반 광열민감제를 적용한 암 세포는 광열치료에 의해 사멸함을 확인함
- 광열 민감제 기반 광열치료를 동물모델에 적용하였고, 광열민감제가 체내 간, 신장 등에 주로 축적됨을 확인하였고 암조직의 성장을 억제함을 확인하였음
(4) 지능 금 나노입자에 분자수준의 기존 항암제를 결합하여 고효율의 광민감제를 개발함
- 항암제인 독소루비신 (Dox)을 지능형 금 나노입자에 결합한 복합 항암 광민감제를 개발함
- 동물모델에 적용하여 복합 항암치료가 개별 항암치료에 비해 암조직 성장을 잘 억제함을 확인함

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 14
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 15
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 15
• Ⅲ. 연구성과 ... 16