박지애 박사 연구팀, 생체 종양 모델 이용 방사선 조사 여부 '종양 조직 도전율 변화' 확인
MRI 기반 도전율 영상 '모니터링하는 영상 바이오마커'로 임상 적용 가능성 입증
쥐 뇌종양 부위 도전율, '방사선 쪼인 그룹' 쪼이지 않은 그룹보다 더 크게 증가
조사 후 3일 두 그룹 간 도전율 신호 차 커 기존보다' MRI 기반 도전율 영상 민감도' ↑
논문, 종양학 분야 국제학술지 'Cancers 온라인판'에 게재
[보건타임즈] 자기공명영상(MRI) 기반 기술을 이용, 암의 방사선치료 반응을 실시간으로 모니터링한 후 예후를 평가할 가능성이 제시됐다.
한국원자력의학원(원장 직무대행 박인철) 박지애 박사와 경희대학교 김형중 박사(사진 좌로 3번째, 연구팀), 조선대학교 김현철 박사 공동연구팀은 지속적인 공동 연구성과를 바탕으로 생체 종양 모델을 이용, 방사선 조사 여부에 따른 종양 조직의 도전율 변화를 확인해 MRI 기반 도전율 영상이 방사선치료 효과를 전 주기에서 모니터링하는 영상 바이오마커로 임상 적용 가능성을 입증했다며 22일 이같이 발표했다.
암 환자마다 방사선치료에 대한 반응이 달라 방사선치료 반응 평가는 치료계획 수립에 매우 중요하지만, 기존의 MRI 기법은 방사선치료 반응 변화 확인에 정확성이 떨어져 이를 극복할 수 있는 새로운 평가방법의 개발이 요구돼왔다.
이에 박 박사 연구팀은 MRI 기반의 도전율을 이용, 방사선치료 후 종양의 미세환경 변화를 영상화함으로써, 이를 통해 방사선치료 이후의 반응과 예후를 평가할 수 있게 됐다.
도전율은 물질에서 전류가 잘 흐르는 정도를 나타내는 물리량이다.
이 물리량은 물체의 고유성질이어서 절대 수치로 표현할 수 있어 방사선 조사에 따른 조직변화의 정량화, 표준화와 범주화가 가능하다.
종양의 미세환경은 종양 내 암세포, 암의 형성·진행에 직·간접적으로 영향을 미치는 주변 조직세포과 이를 구성하는 세포외기질 물질을 총칭한다.
연구팀은 방사선 조사 여부에 따른 도전율 변화를 확인하기 위해 뇌종양 세포를 이식한 실험 쥐를 대상으로 코발트60(Co-60) 감마선을 10Gy(그레이, 방사선 에너지 흡수량을 나타내는 단위) 쪼인 그룹과 쪼이지 않은 그룹의 도전율 영상을 시간 경과(조사 후 1∼10일)에 따라 관찰했다. (그림)
이 결과 쥐의 뇌종양 부위 도전율은 방사선을 쪼인 그룹이 쪼이지 않은 그룹보다 더 크게 증가했으며, 조사 후 3일 두 그룹 간의 도전율 신호 차이가 제일 크게 나타나 기존 MRI 영상보다 MRI 기반 도전율 영상이 높은 민감도를 보였다.
종양은 정상조직보다 방사선의 민감도가 높으며, 방사선은 종양 조직의 이온화를 유발, 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직에 비해 이온이 많이 생성됨으로써 도전율이 현저하게 증가, MRI에서 높은 민감도를 갖는 대조도 정보를 나타낸다.
이 연구는 지속적인 공동 연구성과를 바탕으로 생체 종양 모델을 이용, 방사선 조사 여부에 따른 종양 조직의 도전율 변화를 확인해 MRI 기반 도전율 영상이 방사선치료의 효과를 전 주기에서 모니터링하는 영상 바이오마커로 임상 적용이 가능함을 입증했다.
연구팀은 이 연구성과를 토대로 MRI 기반 도전율 영상을 이용해 방사선 치료법에 대한 종양 조직의 변화와 주변 정상조직의 손상 평가 등을 충분히 검증한 후 방사선치료와 예후 평가에 실제 적용할 수 있는 임상 분야를 개발하도록 연구를 이어갈 계획이다.
이 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 '기초연구과제지원' 사업의 일환으로 수행됐다.
이 연구성과를 상세하게 정리한 논문은 'Effects of Irradiation on Brain Tumors Using MR-based Electrical Conductivity Imaging'이란 주제로 종양학 분야 국제학술지 '캔서스(Cancers) 2022년 12월 20일부 온라인판'에 게재됐다.
기사최종편집일: 2024-04-29 19:07:48
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