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박영롱
박영롱(Youngrong Park) 저자 이메일 보기
POSTECH
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Spraying Quantum Dot Conjugates in the Colon of Live Animals Enabled Rapid and Multiplex Cancer Diagnosis Using Endoscopy
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

본 논문은 다중 대장종양 표지 및 생체 내 영상화를 위한 양자점-항체 복합체 프로브를 개발하여 대장암을 형광 신호로 진단하는 방법에 관한 연구입니다. 최근 발생률이 급격히 높아지고 있는 대장암은 초기 발견이 매우 중요한데, 주로 대장 내시경을 통해 진단이 이루어지지만 육안으로 검출하기 때문에 발견하지 못할 확률이 존재하며, 용종의 모양이 혹처럼 생기지 않고 평평하다면 더욱 놓칠 확률이 높아지게 됩니다. 또한 조직을 떼어낸 뒤 동결절편병리검사를 하여 암을 판별하기 때문에 다소 시간이 오래 걸리며 채취하는 조직 개수의 제한이 있다는 한계가 존재합니다. 이를 극복하기 위해 유기 형광 염료나 양자점 등을 이용한 형광 신호 기반의 분자 영상에 관한 연구가 진행되고 있으며 그 중에서도 양자점은 광화학적 안정성이 뛰어나고 발광 효율이 높으며 표면에 여러 가지 생분자체를 도입할 수 있다는 장점이 있습니다.

저희는 서로 다른 형광을 갖는 양자점의 표면에 비특이적 결합을 줄이는 양쪽성이온 리간드와 대장암에 과발현되는 여러 가지 단백질에 특이적으로 결합하는 항체들을 각각 도입하여 다중 양자점-항체 복합체를 합성하였습니다. 대장암 마우스 모델의 대장 조직과 대장암 환자 조직에 대해 이 양자점-항체 프로브를 도포하여 짧은 시간이 지난 후 씻어내고 암 조직에 특이적으로 결합된 양자점의 형광신호를 통해 암을 표지할 수 있었으며, 육안으로는 판별되지 않은 선종 또한 검출 할 수 있었습니다. 다중 형광 신호로 다양한 대장암 표지자들을 동시에 관찰하여 얻은 형광 이미지를 합·곱 연산하는 이미지 프로세싱을 통해 한 개의 프로브만으로는 놓칠 수 있는 암 조직을 검출할 수 있음을 보였습니다. 이러한 방법은 실시간으로 대장 내시경시 의료진들에게 프로세싱 된 형광 이미지를 제공함으로써 좀 더 정확한 판단을 하는데 도움을 주어 암의 초기 발견율을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.

본 연구는 다양한 분야의 연구팀이 모여 연구한 결과로, 서울아산병원의 명승재 교수님 연구팀, 포스텍 김성지 교수님 연구실, 김기현 교수님 연구실, 광주과학기술원의 정의헌 교수님 연구실이 함께하였습니다. 서울, 포항, 광주라는 먼 거리에도 불구하고 활발한 소통과 모두의 적극적인 노력으로 이번 연구가 잘 진행될 수 있었던 것 같습니다. 가장 생각나는 에피소드로는 서울아산병원에서 만들어진 마우스 대장암 모델이 포항으로 배송되어 올 때마다 모두 마음 졸이며 쥐들이 무사히 도착하기를 기다렸던 일들이 생각납니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

제가 속한 포스텍 화학과, '나노 광학 & 나노 의학 연구실'은 김성지 교수님의 지도 하에 현재 박사 후 연구원 1명과 석?박사 통합과정 학생 13명, 연구원 1명으로 이루어져 있습니다. 저희 연구실은 양자점 및 금나노 입자 등의 나노 입자를 합성하고 이를 이용하여 의학, 광학, 생명공학 분야에 응용하는 다양한 연구들을 활발하게 진행하고 있습니다. 더 자세한 내용과 멤버 소개 및 연구 성과들은 저희 연구실 홈페이지에서 보실 수 있습니다.
'나노 광학 & 나노 의학 연구실' : http://www.nanotrio.com/

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

오랜 기간 동안 공부하고 실험하였던 것들이 하나의 논문으로 완성되어지니 매우 기쁩니다. 다른 분야의 연구자들과 함께 연구하는 가운데 서로 다른 관점과 생각들이 이해되어지고 하나의 방향으로 모아지고, 부족한 부분들을 매꾸어져 결과를 내었다는 것에 큰 보람을 느낍니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

저도 아직 박사과정 중에 있는 학생으로 많은 시행착오와 어려움을 겪고 있지만, 이러한 과정 중에 자신이 하고 있는 연구의 의미를 찾아가고 문제를 해결하는 과정은 가치있고 보람된 일이라고 생각합니다. 실험 결과들에 일희일비하는 것보다는 꾸준한 호기심으로 끝까지 자신만의 해답을 찾아가는 것이 중요하다고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞으로 남은 박사과정에서는 대장암 프로브와 관련된 후속 연구를 잘 마무리하고자 합니다. 그 이후에도 나노 입자 및 형광 염료를 이용하여 다양한 형광 프로브 개발 및 이미징에 관한 연구들을 하고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

감사한 일들도 많고, 도움주신 분들도 많아서 이번 기회를 통해 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 먼저 지도교수님이신 김성지 교수님과 함께 연구한 e-MIT 교수님들과 이 논문의 공저자이신 류연미 박사님, 연구자분들 그리고 나노트리오 연구실 선후배 동료들에게 감사를 드립니다. 또한 부천에 있는 저의 친구들과 Within Us, 포항 기쁨의 교회 공동체 분들에게도 감사합니다. 그리고 저의 좋은 친구이자 함께 할 김호영, 늘 저를 믿고 지지해주시는 사랑하는 부모님과 가족들에게 깊은 감사와 사랑의 마음을 전합니다. 끝으로 저의 삶을 이끄시고 동행하시는 하나님께 감사 드립니다.
 등록일 2014-09-29
Category: Biochemistry, Nanobio
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(주)루미나노
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김기현 (POSTECH)
김성지 (POSTECH)
류연미 (울산대학교 의과대학, 서울아...)
명승재 (울산의대 서울아산병원 소화기...)
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