비알콜성 지방간염은 이제 MRI로 진단하세요​

< (왼쪽부터) 생명과학과 전상용 교수, 바이오및뇌공학과 박성홍 교수 >

간 건강을 위협하는 질환인 비알콜성 지방간 질환과 그 진행 형태인 비알콜성 지방간염의 현재 표준 진단 방법은 주로 간 조직을 채취하는 간 생검에 의존하고 있어 환자의 위험 부담이 크며 ,  질병의 진행 단계를 추적하는 데 어려움이 있었다 .  

우리 대학 생명과학과 전상용 교수와 바이오및뇌공학과 박성홍 교수 공동연구팀이 활성산소에 반응해 자기공명영상 (MRI)  신호가 증강되는  MRI  영상 조영제를 개발했고 한 번의  MRI  촬영으로 손쉽게 비알콜성 지방간염의 진행 정도를 모니터링하고 진단하는 기술을 세계 최초로 개발했다고  2 일 밝혔다 .  

비알콜성 지방간염은 간세포 손상 ,  염증 ,  그리고 최종적으로 간경화로 진행될 수 있는 질환으로 ,  간 내 활성산소 수준의 증가와 밀접한 관련이 있다 .  활성산소는 간세포의 산화 스트레스를 유발하고 ,  비알콜성 지방간염의 진행을 촉진하는 주요 요인 중 하나로 알려져 있다 .  

이에 착안해 연구팀은 비알콜성 지방간염의 진행을 비침습적으로 모니터링할 수 있는 새로운 방법을 모색하고자 했다 .  특히 ,  간 내 활성산소 양 변화에 반응해  MRI  신호를 강화할 수 있는 망간 이온 결합 빌리루빈 나노입자를 개발하고 ,  이를 활용하여 비알콜성 지방간염의 진행 상태를 정밀하게 추적할 수 있는 기술을 연구했다 .

< 그림 1. 망간 이온 결합 빌리루빈 나노입자의 비알콜성 지방간염에서의 모니터링 모식도 >

망간 이온 결합 빌리루빈 나노입자는 간 내 활성산소 증가에 따라  MRI  신호를 증폭했고 연구팀은 ‘ 유사  3- 구획 모델 ’ 을 통해 한 번의  MRI  촬영으로 비알콜성 지방간염의 진행 정도를 결정할 수 있었다 .  이를 통해 비알콜성 지방간염의 초기 단계부터 간경화에 이르기까지 간 질환의 진행 상태를 연속적으로 모니터링 할 수 있었다 .  

연구팀은 다양한 실험을 통해 망간 이온 결합 빌리루빈 나노입자가 간 질환 모델 마우스에서 활성산소 양의 변화에 민감하게 반응해  MRI  신호의 강도를 조절하는 것을 확인했다 .  이러한 발견은 간 질환의 진행 상태를 정밀하게 파악할 수 있게 함으로써 ,  환자 개개인에 맞춘 맞춤형 치료 전략 수립에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다 .  더 나아가 ,  이 기술은 비침습적이라는 점에서 환자의 부담을 크게 줄여주며 ,  장기적으로는 간 질환 관리 및 치료의 효율성을 높일 수 있을 것으로 전망된다 .

< 그림 2. 망간 이온 결합 빌리루빈 나노입자의 비알콜성 지방간염 진행 모니터링 확인 실험 결과 >

전상용 교수는  “ 이번   연구를 통해 개발된 새로운  MRI  조영제와 영상해석 모델을 사용함으로써 기존에 표준 진단으로 사용하던 환자들에게 위험한 간 생검을 대체할 수 있을 것으로 기대한다 ” 며 , “ 또한 ,  병원에서 쉽게 접할 수 있는 대표적인 영상 장비인  MRI 로 비알콜성 지방간염의 진행 상태 및 간경화로의 전이되는 단계를 손쉽게 진단할 수 있어 지방간염 약물의 효능을 평가하는 데 필수적인 진단 장비가 될 수 있을 것이므로 효율적인 지방간염 치료제 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다 ” 라고 말했다 .

< 그림 3. 이중 입력 유사 3-구획 모델을 이용한 비알콜성 지방간염 진행 모니터링 결과 >

우리 대학  생명과학과 정원식 박사 및 바이오및뇌공학과 무하메드 아사두딘 (Muhammad Asaduddin)  박사가 공동 제 1  저자로 참여한 이번 연구는 재료과학 분야 최정상급 학술지인  ` 어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials, ISSN:  0935-9648 print, 1521-4095 online, Impact Factor: 32)'  온라인판에 지난  3 월  9 일  字  게재됐다 .

( https://doi.org/10.1002/adma.202305830   논문명 :  Longitudinal Magnetic Resonance Imaging with ROS-Responsive Bilirubin Nanoparticles Enables Monitoring of Non-Alcoholic Steatohepatitis Progression to Cirrhosis ).  

한편 이번 연구는 한국연구재단의 리더연구사업 ( 종양 / 염증 미세환경 표적 및 감응형 정밀 바이오 - 나노메디신 연구단 )  및 기초연구실지원사업 ( 뇌척수액 순환 기반 뇌인지기능 기초연구실 ) 의 지원을 받아 수행됐다 .

https://news.kaist.ac.kr/news/html/news/?mode=V&mng_no=36030