대식세포 표적 전달체와 광활성체 결합 물질이 고위험 동맥경화반을 치료하는 모식도 김진원 고려대 구로병원 심혈관센터 교수, 유홍기 카이스트 기계공학과 교수, 박경순 중앙대 시스템생명공학과 교수팀은 빛을 이용해 심장마비를 유발하는 동맥경화반을 영상진단 및 표적치료하는 원천기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 신기술은 혈관 내 카테터를 이용해 위험 부위를 정확히 찾아내고 그 부위에 빛을 비춰 치료한다.

연구팀은 동맥경화 대식세포(산회된 LDL을 포식하는 동시에 향후 거품세로 바뀌어 동맥경화반 형성에 기여)의 특정 수용체를 표적하는 전달체와 광활성체를 결합시켜 토끼 혈관에 투여한 뒤 혈관 내 카테터를 이용해 근적외선을 조사함으로써 염증성 고위험 동맥경화반을 실시간으로 정밀 영상진단하는 동시에 치료하는 데 성공했다.

대식세포 표적 전달체와 광활성체 결합 물질의 심장질환 치료 기전 모식도 

혈관 내 분자영상 카테터를 통해 치료 효과를 생체내에서 영상으로 추적관찰해 검증했다. 아울러 광활성(활성산소종 증가)에 의한 자가소화를 통해 사멸세포(Apoptotic Cell)를 탐식 및 제거하고, 콜레스테롤 유출로 염증을 해소하고 콜라겐 조직 증가를 유도해 병변이 안정화된다는 치료 기전도 규명했다.

급성 심근경색 등 관상동맥질환에서 심근세포의 괴사 또는 세포자살(apoptosis)이 진행되는데 이 때 생긴 사멸세포(자살세포)의 잔해는 경색을 심화시키고, 안지오텐신2에 의한 베타교감신경 자극과 알도스테론에 의한 혈관 이완 스트레스(stretch stress)와 맞물려 심근이 보상적으로 비후해짐으로써 심부전을 초래하는 요인이 된다.

책임저자인 김진원 교수는 “이번 연구결과는 혈관 내 카테터를 이용해 빛을 조사함으로써 동맥경화 치료와 표적 정밀 영상진단이 동시에 가능함을 보였을 뿐 아니라, 그 치료 기전을 상세히 밝힘으로써 심혈관질환의 진단 및 치료에서 새로운 가능성을 보여줬다”며 “기술이 상용화되면 이물질 잔존(협착) 위험이 있는 기존 스텐트 치료의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 심혈관 분야 기초연구의 최상위 저명 학술지인 ‘Circulation Research’ (최근 5년간 논문영향지수 20.3)에 ‘Multimodal Imaging-Assisted Intravascular Theranostic Photoactivation on Atherosclerotic Plaque’이란 제목으로 온라인 게재됐고, 오는 15일자 최신호에 정식 게재될 예정이다. 이 연구는 한국연구재단의 지원을 받았다.