중앙대학교(총장 박상규)는 동물생명공학과 방명걸 교수 연구팀은 최근 차세대 암 치료와 진단을 위한 ‘탄소점(carbon dot, CD)’ 기반 나노기술의 새로운 방향을 제시했다고 밝혔다.

연구팀은 탄소 나노점(carbon dots, CD)을 중추신경계 질환 치료를 위한 차세대 나노 치료·진단 플랫폼으로 제안했다. 
 

▲ 중앙대 생명환경연구원 Wubshet Mekonnen Girma 연구교수, 동물생명공학과 방명걸 교수 [사진=중앙대학교]

중추신경계 질환은 혈뇌장벽의 제한적인 특성으로 인해 치료가 가장 어려운 질환 중 하나로 남아 있다. 촘촘하게 연결된 내피세포로 구성된 혈뇌장벽은 대부분의 치료제가 뇌 조직으로 이동하는 것을 심각하게 제한해 신경 질환 및 뇌종양 치료에 있어 주요 장애물로 작용한다.

연구팀은 초소형 광발광 탄소 나노입자를 활용해 혈뇌장벽 투과 및 선택적 뇌 축적을 향상시키는 전략을 포괄적으로 정리했다. 

표적 약물 및 유전자 전달 외에도 CD는 형광, 자기공명, 광음향 영상 등 다양한 영상 기법을 지원해 조기 진단과 치료 반응의 실시간 모니터링을 가능하게 한다. 

나아가 항산화, 항염, 광열, 광역학, 초음파 역학적 특성을 통해 통합적인 영상 유도 치료법 구현이 가능하다. 이러한 진단과 치료 기능의 결합은 중추신경계 종양 및 기타 신경 질환에 대한 통합적이고 협력적인 치료 전략에서 CD의 잠재력을 보여준다.
 

▲ 영상 및 다양한 치료 전략을 지능적으로 통합할 수 있는 중추신경계 질환 치료를 위한 차세대 나노 CD 기반 치료진단 플랫폼 [사진=중앙대학교]

이번 연구는 번역 장벽, 대규모 생산, 장기 안전성 등 임상 적용을 위한 과제를 분석하고 향후 연구 방향을 제시했다. 최근의 연구 동향을 종합하고 합리적 설계를 위한 로드맵을 제시함으로써, 중추신경계 질환의 정밀하고 최소 침습적인 치료를 위한 효과적인 혈뇌장벽 투과 시스템 개발에 중요한 학술적 기반을 마련했다.

연구 결과는 의학(MEDICINE, RESEARCH & EXPERIMENTAL) 분야 최우수 학술지 중 하나인 <Theranostics>에 2월 26일 게재됐다.

본 연구는 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소 사업의 지원을 받아 수행됐다. 논문의 제1저자는 중앙대학교 생명환경연구원의 Wubshet Mekonnen Girma 연구교수이며, 방명걸 교수가 교신저자로 참여했다. 

글ㅣ우정남 기자 insight1592@gmail.com