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방사선 장애를 막아라! 원자력硏,미생물로 방사선 방호 가능성 확인
- 차세대 생물소재 엑소좀의 방사선 방호 효과·기전 확인 - - 소재 분야 최우수 국제학술지 논문 게재, 방사선 방호제 개발·실용화 기대 -- □ 방사선 노출로 손상된 인간의 장기 회복은 중대한 의료 과제다. 이에 따라 방사선 장애를 막는 방사선 방호제를 개발하기 위해 전 세계가 노력하고 있지만, FDA에서 승인된 방호제들 역시 독성이나 부작용이 있어 제한적으로 사용하고 있다. 이에 국내 연구진이 미생물을 활용해 안전하게 장기 손상을 완화하는 방법을 입증해 화제다.
- □ 한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 방사선 저항성 미생물 데이노코커스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans)에서 분리한 세포외 소포체인 엑소좀이 뛰어난 방사선 방호효능을 나타내는 것을 확인했다고 23일 밝혔다.
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*데이노코커스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans): 미항공우주국(NASA)에서 진행한 우주실험에서 강한 태양광선과 방사선을 버틴 미생물, 지구상에서 가장 강력한 방사선 저항성을 가지고 있다.
**세포외 소포체: 세포가 밖으로 분비하는 나노물질로 세포 간 의사소통에 중요한 역할을 한다. 질병의 예방, 치료, 진단에 사용할 수 있는 차세대 생물 소재다.
- o 기존의 방호제는 화학 물질로 제조하는 방식이 일반적이다. 미생물을 활용해 방사선 방호제를 개발하는 시도는 원자력연구원이 최초다. o 연구원 변의백 박사팀은 먼저 데이노코커스 라디오두란스를 대량으로 배양해 초원심분리로 엑소좀을 분리했다. 그리고 연구원이 보유한 연구용 방사선 조사시설을 활용해 방사선 피폭량과 신체 손상의 상관관계를 알 수 있는 방사선 피폭·손상 모델을 설계했다. 그 후 실험용 쥐 그룹을 둘로 나눠, 한쪽에는 엑소좀을 투여하고 나머지는 그대로 두었다. 약 한 시간 뒤 방사선 8Gy(그레이, 일반적인 암치료 1회 시 방사선량: 2~3Gy)을 양 그룹에 조사(照射)한 결과, 엑소좀 투여 그룹의 생존율이 비투여 그룹 대비 70% 가량 증가한 것을 알 수 있었다.
- □ 보통 방사선에 피폭되면 혈액세포를 생성하는 조혈계와 소화를 담당하는 위장관계에 큰 손상을 입는다. 하지만 엑소좀을 투여한 쥐들은 황산화 능력이 향상되고 염증반응이 억제되어 양 기관 모두 거의 손상되지 않은 것을 확인했다. 기존 FDA 승인 방사선 방호제들이 한 장기의 손상을 회복하는 데 반해 이번 연구 개발로 여러 장기를 보호하는 길이 열렸다.
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또한 연구팀은 엑소좀이 실험용 쥐에 미치는 영향을 분석한 결과 뛰어난 생체적합성을 가지는 것을 확인했다. 따라서 이 엑소좀을 활용한 방사선 방호제는 생체에 안전하고 독성이나 부작용이 없어, 현재 제한적으로 사용되는 FDA 승인 방사선 방호제의 한계를 뛰어넘을 것으로 전망한다. 향후 연구팀은 기존 FDA에 승인된 방사선 방호제들과 방사선 저항성 미생물에서 분리한 엑소좀을 혼합해 실험을 추가적으로 진행할 계획이다.
- ※ 특논문명: 방사선 저항성 미생물 데이토코커스 라디오듀란스 유래 세포외 소포체의 잠재적 방사선 방호제로서의 가능성(Radiation-Resistant Bacteria Deinococcus radiodurans-Derived Extracellular Vesicles as Potential Radioprotectors)
- □ 연구원 정병엽 첨단방사선연구소장은 “아직 FDA에서 승인된 복합 장기 보호 효능을 가진 방사선 방호제는 없다”라며, “격동하는 안보 위기, 방사선 항암치료, 우주시대에 꼭 필요한 연구를 통하여 산업화를 이루겠다.”라고 밝혔다.
- □ 한국원자력의학원은 2월25일(화) 후쿠시마 의과대학과 난치암 치료용 방사성의약품 개발 및 방사선비상진료 분야의 연구 협력 및 교류 강화를 위한 업무협약을 갱신 체결했습니다.
- □ 지난 2017년 한국원자력의학원은 후쿠시마 원전 사고 당시 의료 대응을 주도했던 후쿠시마 의과대학과 방사선비상진료 분야 협약을 체결하고 방사선비상 의료대응, 방사선 선량평가, 방사선 피폭 손상치료 등 세부 분야의 협력 사업을 추진하여 글로벌 국가방사선비상진료체계 구축에 기여해 왔습니다.
- □ 일본 후쿠시마현에서 진행된 이번 협약식에서는 방사선비상진료 분야의 협력 강화와 더불어 난치암 치료용 방사성의약품 개발을 위한 핵의학 분야의 상호 협력 내용이 추가됐다. 특히 신경내분비암, 전립선암 등의 치료에 사용되는 방사성동위원소 아스타틴-211(At-211)의 생산, 연구 및 임상 적용에 특화된 양 기관이 협력하여 아스타틴-211(At-211)을 이용한 치료 신약의 상용화를 앞당길 것으로 기대했습니다.
- ※ 아스타틴-211(At-211): 암 세포를 파괴하는데 효과적인 알파선을 방출하는 방사성동위원소로 반감기가 7.2시간으로 짧아 수입 대체가 용이하지 않음. 한국원자력의학원은 2021년 50MeV 의료용 사이클로트론으로 아스타틴-211(At-211)을 생산하여 현재 비임상시험을 진행하고 있습니다.
- □ 이진경 원장은 “후쿠시마 의과대학의 축적된 방사능 재난 대응 경험과 방사선비상진료 기술 노하우를 공유하여 국내 방사선비상진료 체계를 고도화하고, 양 기관이 보유한 방사성의약품 개발 역량을 결집해 난치암 치료 신약 개발 및 상용화를 앞당기는데 기여하겠다”고 밝혔습니다.
- ▣ 한국전력기술은 23일, 과학기술정보통신부(이하 ‘과기부’)가 주최한 「과학기술 혁신 유공 통합 시상식」에서 공공부문 연구개발투자 성과를 인정받아 ‘연구개발투자 우수 유공 과기부 장관 표창’을 수상했다.
- ▣ 공공분야 기술경쟁력 강화를 위해 ‘연구개발 투자권고 제도’를 운영하는 과기부는 매년 공공기관을 대상으로 권고안 준수 여부와 성과를 평가하여 연구개발투자 우수 유공자를 선정한다.
- ▣ 올해 과기부 장관 표창을 수상한 한국전력기술은 원전 등 발전소 설계기관이자 미래 에너지 기술을 선도하는 기술 전문 공기업으로서, 매출액의 10% 가량을 지속적으로 연구개발에 투자하고 있다. 2024년에도 10.7%에 달하는 투자율로 과기부 투자 권고 대상인 39개 공공기관 중 2년 연속 ‘R&D 투자율 1위’를 달성했다. 한국전력기술은 적극적인 R&D 투자를 기반으로 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 개발에 참여하고 있으며, 기관 자체적으로도 해양 소형 원전시스템(BANDI)을 개발하는 등 차세대 원자력 기술과 더불어 해상풍력, 수소 등 탄소중립 기술 확보에 집중하고 있다.
- ▣ 뿐만 아니라 R&D 투자의 일부를 중소기업과의 공동 기술개발 및 유망기업 지원에 활용하고 있다. 디지털, 친환경 분야 등 중소기업의 적극적인 미래 에너지 기술개발을 지원하는 프로그램인 ‘Seed형 과제’가 대표적으로, 작년 한 해 8건의 과제를 신규 지원하는 등 에너지 분야 산업기술 생태계 조성에도 앞장서고 있다.
- ▣ 한국전력기술은 앞으로도 전력·에너지 기술을 선도하는 공공기관으로서 국가 미래 에너지 연구개발을 위한 투자를 지속해 나갈 계획이다.
