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

연구팀은 CD와 하이브리드 나노구조의 최신 연구 동향을 분석하고, 이를 향후 정밀 암 치료·진단의 실제 임상에 적용할 수 있는 방향을 제안했다.

CD는 고유한 형광 특성, 인체에 무해한 생체적 합성, 기능화의 용이성을 갖춰 종양 영상 및 치료를 위한 잠재적인 물질로 큰 주목을 받고 있다. 조절가능한 형광과 다양한 작용기를 가진 독특한 구조 덕분에 여러 질환의 진단 및 치료 분야에도 폭넓게 활용되고 있다.

그러나 종양의 복잡한 미세환경과 자가보호 기전은 항암제의 치료 효과를 떨어뜨리고, CD의 작은 크기(10 나노미터 미만)는 빠른 대사로 인해 종양 표적화 효율이 낮다는 한계가 있었다.

방명걸 교수팀은 영상과 다양한 치료 전략을 지능적으로 통합할 수 있는 ‘종양 미세환경 반응형 CD 기반 나노하이브리드’ 개발을 제안했다. 나노하이브리드는 더 크고 크기 조절이 가능해 약물 적재 용량이 높고, 체내 순환 시간이 길며, 종양 내 축적률과 투과성·보유력 기반 표적화 효율이 크게 향상된다.

이번 논문은 주요 구축 전략, 바이오메디컬 응용 분야, 그리고 기존 연구들을 분석함으로써 CD 기반 나노의학을 정밀 암 치료진단 분야의 임상 적용으로 발전시키기 위한 로드맵을 제시했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.

방명걸 교수는 “탄소점을 이용한 나노의학은 암을 보다 정밀하게 진단하고 동시에 치료할 수 있는 새로운 가능성을 제시한다”며, “이번 연구가 차세대 나노의학 발전의 중요한 기반이 되길 바란다”고 말했다.

이번 연구는 JCR(화학·무기·핵화학 분야) 1위 학술지 ‘Coordination Chemistry Reviews’(IF = 23.5, JCR Rank=1/42)에 온라인 게재됐다. 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소 사업 지원을 받아 실시되었으며, 중앙대 생명환경연구원의 Wubshet Mekonnen Girma 연구교수가 제1저자, 방명걸 교수가 교신저자로 참여했다.