비알콜성 지방간 진단은 주로 조직 생검으로 진행하기 때문에 환자의 위험부담이 크고 진행단계 추적에도 어려움이 있었다.
KAIST는 생명과학과 전상용 교수와 바이오및뇌공학과 박성홍 교수 공동연구팀이 활성산소에 반응해 자기공명영상(MRI) 신호가 증강되는 조영제를 개발, 한 번의 MRI 촬영으로 비알콜성 지방간염을 진단하고 진행을 모니터링하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 2일 밝혔다.
비알콜성 지방간은 간세포 손상, 염증, 간경화로 진행될 수 있는 질환으로, 간 내 활성산소 증가와 밀접한 관련이 있다.
활성산소는 간세포의 산화 스트레스를 유발하고, 비알콜성 지방간염 진행을 촉진하는 요인 중 하나다.
연구팀은 비알콜성 지방간염 진행을 비침습적으로 모니터링 할 수 있는 새로운 방법을 모색, 간 내 활성산소량 변화에 반응해 MRI 신호를 강화할 수 있는 망간 이온결합 빌리루빈 나노입자를 개발했다.
망간이온결합 빌리루빈 나노입자의 비알콜성 지방간염 모니터링 모식도. KAIST 이는 망간이온결합 빌리루빈 나노입자가 간 내 활성산소 증가에 따라 MRI 신호를 증폭하는 것을 이용한 것으로, 한 번의 MRI 촬영으로 비알콜성 지방간염의 진행정도를 파악할 수 있음을 확인했다.
연구팀은 이를 통해 비알콜성 지방간염 초기단계부터 간경화에 이르기까지 간 질환 진행 상태를 연속적으로 모니터링 했다.
특히 다양한 실험으로 망간이온결합 빌리루빈 나노입자가 간 질환 모델 마우스에서 활성산소량 변화에 민감하게 반응해 MRI 신호 강도를 조절하는 것을 발견했다.
망간이온결합 빌리루빈 나노입자의 비알콜성 지방간염 진행 모니터링 확인 실험 결과. KAIST 이를 활용하면 간 질환 진행 상태를 정밀하게 파악할 수 있어 환자 개개인 맞춤형 치료에 크게 기여할 수 있을 전망이다.
또 이 기술은 비침습적이라는 점에서 환자부담을 크게 줄여주며, 장기적으 간질환 관리와 치료의 효율성을 높일 수 있다.
전 교수는 “새로운 MRI 조영제와 영상해석 모델을 사용함으로써 기존 표준진단인 위험한 간 생검을 대체할 수 있을 것”이라며 “MRI로 비알콜성 지방간염의 진행상태 및 간경화로 전이되는 단계를 손쉽게 진단할 수 있어 지방간염 약물 효능을 평가하고 효율적 지방간염 치료제 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구는 생명과학과 정원식 박사와 바이오및뇌공학과 무하메드 아사두딘 박사가 공동 제1저자로 참여했고, 연구결과는 재료과학 분야 최고 권위 학술지인 `어드밴스드 머터리얼즈' 3월 9일자 온라인판에 게재됐다.
