나노기술 및 정책 정보

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중국 베이징(北京) 대학교 기초의학대학 정러민(鄭利民) 교수 연구팀은 고감도(high sensitivity) 광음향(photoacoustic) 나노프로브(nano probe)를 개발하고, 동맥 경화증(AS)의 불안정한 플라크(plaque)에 대해 비침습적 체내 광음향 이미징(photoacoustic imaging)을 분자 수준에서 실현함으로써 심혈관 질환 진단 기술 발전을 위해 새로운 방법을 제공하였음.

AS는 심혈관 질환을 일으키는 주요 원인이 되고 있으며, 분자 수준에서 불안정한 플라크를 식별해 내는 것은 심혈관 질환의 예방 및 치료에 특히 중요함. 발포 세포는 대나무 형태의 동맥 경화증의 불안정한 플라크의 주요 성분이 되고 있을 뿐만 아니라 발포 세포 속 오스테오폰틴(osteopontin, OPN)의 발현을 크게 증가시킴.

이런 상황에 근거하여 연구팀은 고민감 나노프로브 OPN Ab/Ti3C2/ICG를 설계 및 합성하여 발포 세포 표면 OPN 항원의 특이적 식별을 통해 불안정한 플라크의 국지 발병 부위에 표적을 집중시켜 불안정한 플라크의 비침습성 체내 광음향 이미징을 가능케 하였음.

연구팀은 Ti3C2 나노시트를 탑재체로 이용하여 OPN Ab와 ICG 분자를 탑재시키고, OPN Ab/Ti3C2/ICG 나노프로브를 형성하였음. 동 나노프로브는 우수한 형광 이미징과 광음향 이미징 성능을 보여줌.

연구팀은 형광 이미징 방법을 통해 OPN Ab/Ti3C2/ICG 나노프로브는 세포 및 조직 수준에서 각각 발포 세포와 AS 불안정한 플라크 조직을 표적으로 식별함.

연구팀이 OPN Ab/Ti3C2/ICG 나노프로브를 정맥 주사 방식으로 apoE-/- AS 플라크 모델 마우스 체 내에 주사한 결과, 불안정한 플라크를 대량 함유하고 있는 대동맥 궁(弓) 부위에 뚜렷한 광음 신호가 나타났음.

연구팀이 개발한 OPN Ab/Ti3C2/ICG 나노프로브는 분자 수준에서 AS 불안정 플라크의 주요 구성요소를 식별할 수 있기 때문에 AS 불안정 플라크에 대한 비침습성 시각화를 실현할 수 있는 새로운 아이디어를 제공하게 되어 그 의미가 주목되고 있음.

본 연구 성과는 ‘advanced materials’ ("Non-invasive nanoprobe for in vivo photoacoustic imaging of vulnerable atherosclerotic plaque") 지에 게재됨.