초분극핵자기공명법을 이용한 생체친화형 자기공명 조영제의 대사과정 연구

Abstract

본 연구에서는 암 진단 도구인 MRI의 금속성 조영제의 부작용을 줄이고자 체내 대사물질을 활용한 암 진단 생체친화형 조영제를 개발하고자 하였다. 1-13C pyruvic acid, 1,4-13C2 DES, 1-13C glycine를 세 가지 대사물질로 선정하고 13C-MRI에 활용하기 위해 초분극 현상 중 하나이 DNP를 이용해 신호를 증폭시켰다. 세 대사물질 모두 solid-state에서 빠른 신호증폭을 확인 할 수 있었고, dissolution 과정을 거친 후에도 신호가 오래 지속되는 것을 확인할 수 있었다. Slice-selective spectroscopy 실험을 통해서 선택된 두 부분의 차이를 확인해 보았다. 특히 normal mouse model에 적용한 in vivo 실험에서 주입한 1-13C pyruvic acid가 선택된 두 부분의 장기 조직에서 대사활동의 차이를 나타냈다. 진단의 정확성을 높이기 위해 두 대사과정을 동시에 확인하고자 하였다. 같은 organic radical 용매를 사용하는 imaging agents들은 동시에 신호증폭이 가능하지만, 다른 organic radical 용매를 사용하는 imaging agents들은 동시 신호증폭에는 한계가 있었다. 따라서 DES와 esterase 효소반응을 통해 multiple imaging agents 합성에 관한 아이디어를 얻었고 multiple imaging agents인 DEPOS를 합성하였다. 위 결과들을 통해서 체내 대사활동에 관여하는 대사물질이 암 진단에 효과적인 biocompatible imaging agents로 사용될 수 있다는 것을 확인하였다. Slice-selective spectroscopy방법을 이용하면 암 세포와 정상세포의 real-time in vivo metabolism을 비교해서 암 진단에 활용할 수 있을 것이다. Multiple imaging agents는 동시에 두 대사과정을 확인해 진단의 정확성을 높여주고 생체친화형 특징으로 진단 과정에서 부작용을 줄여 암의 조기진단에 크게 기여할 것이라고 판단된다.