국립부경대생, 차세대 암 치료용 광감응형 나노소재 개발

[전국=위키트리 최학봉 선임기자] 국립부경대학교(총장 배상훈)는 민수홍 석사과정생(4차산업융합바이오닉스공학과)의 암 치료용 이중기능 광감응형 나노소재 연구가 세계적 권위의 국제학술지 (JCR 상위 0.7%)에 최근 게재됐다고 9일 밝혔다.

이번 연구는 제1 저자로 참여한 민수홍 석사과정생과 이송이 교수(화학과), 이상길 교수(식품영양학전공), Cao Lei 교수(해양수산개발국제협력연구소)의 융합연구 성과다.

연구팀은 산소 부족(hypoxia) 환경에서도 우수한 암세포 사멸 효능을 가지는 무중금속(heavy-atom-free) 기반 이중기능 유기감광제(photosensitizer, PS) 개발을 목표로 연구를 수행했다. 나프탈렌디이미드(NDI) 구조를 기반으로 도너-수용체-도너(D-A-D)형 감광제를 설계·합성하고, 그중 우수한 광열·광역학 치료 효능을 보인 NDIP를 나노입자(NDIP NPs) 형태로 제조하는 방식으로 생체적합성과 암 조직 침투력을 높이는 데 성공했다. 이렇게 개발한 ‘NDIP NPs’는 기존 감광제(Rose Bengal) 대비 더 높은 총 ROS(활성산소종) 생성 효율과 높은 광열전환 효율을 기록했다.

또한, ‘NDIP NPs’는 종양의 저산소 환경에서도 효과적인 Type I ROS 생성과 광열효과를 동시에 구현함으로써, 기존 광역학치료(PDT)와 광열치료(PTT)의 한계를 보완하는 차세대 이중기능 치료제로의 가능성을 입증했다. 세포 실험에서도 ‘NDIP NPs’는 높은 세포 독성을 유도하며, 특히 저산소 조건에서도 75%의 암세포 사멸 효율을 보여 우수한 치료 성능을 확인했다.

이송이 교수는 “이번 연구는 화학, 식품영양, 해양수산 분야 교수진의 협업을 통해 차세대 감광제 나노소재의 가능성을 성공적으로 입증한 융합연구 사례.”라며, “특히 전통적인 중금속을 사용하지 않고도 높은 효율을 달성함으로써 실제 임상 적용 가능성도 크게 높였다.”라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 지역혁신 선도연구센터(RLRC) 및 BK21 지원사업(뉴시니어 맞춤형 스마트 헬스케어 사업단) 지원을 받아 수행되었으며, 암 치료용 무중금속 감광제 개발의 새로운 방향성을 제시했다는 점에서 의의가 크다.