심혈관 질환으로 인한 사망률을 낮추기 위해, 최근 관상동맥 내 고위험 동맥경화반을 조기에 정밀 영상 진단해 개인별 맞춤 치료에 이용하려는 연구가 전 세계적으로 시도되고 있다.
'동맥경화반'은 동맥혈관 내벽에 지방이나 혈액 내 기타 물질들이 쌓인 덩어리를 말한다. 특히 염증세포의 침투로 인해 염증반응이 발생한 고위험 동맥경화반은 심근경색, 심장마비를 일으키는 주 원인이다.
고위험 동맥경화반은 내부 괴사조직이 크고, 병변을 둘러싼 보호섬유막 조직이 얇으면서 대식세포의 침투로 인한 염증 반응을 보이는 것이 특징이다.
염증 반응 정도가 심한 경우 보호섬유막 조직이 녹아 파열되면 혈관을 막히게 하여 심근경색과 심장마비를 일으킨다.
하지만 현재 임상에서 이용되고 있는 영상 진단법은 혈관의 좁아진 정도와 동맥경화반의 형태적 변화만 제한적으로 볼 수 있다. 특히 심장마비의 상당수는 협착 정도가 심하지 않은 부위에서도 예기치 않게 발생하므로 현재의 영상기법으로는 조기에 정밀한 예측이 어려운 실정이다.
이러한 가운데 국내 연구진이 고위험 동맥경화반을 조기에 진단할 수 있는 표적 영상 진단기술을 개발했다.
김진원 교수(고려대), 박경순 박사(기초과학지원연구원) 등 공동연구팀은, 이전 선행연구를 통해 인도시아닌그린(ICG)을 이용한 분자영상과 혈관 내 미세구조를 동시에 볼 수 있는 카테터 융합 영상기술을 개발한 바 있다.
하지만 인도시아닌그린은 임상에 바로 적용이 가능한 장점이 있는 반면 동맥경화반의 여러 구성 물질에 비특이적으로 결합하는 심각한 한계점을 가지고 있었다.
이번 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 특정 세포를 정밀 표적하는 영상기술을 개발했다.
새로운 대식세포 표적 나노영상물질을 심혈관 카테터 융합 영상 기술에 성공적으로 결합해 심장혈관과 유사한 대형동물 혈관 내 표적 영상 실험에 성공했다.
김진원 교수는 “이번 연구는 실험용 생쥐, 대형동물(토끼)에까지 성공적으로 실험을 마치고 인체 적용 또한 조기에 이루어질 것으로 전망되어, 심혈관 질환으로 인한 사망률 감소에 기여할 것으로 기대된다“라고 연구의 의의를 설명했다.
공동연구팀은 미래창조과학부 기초연구사업 지원으로 연구를 수행했으며 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 사이언티픽 리포트 7일자에 게재됐다.