암 진단과 치료가 동시에 가능한 시대를 만들어가다
윤주영 (jyoon@ewha.ac.kr)
화학·나노과학전공
"이번 연구는 단일 분자로 구성된 다기능 나노 물질인 NanoPcS를 통해 새로운 테라노스틱스 나노 구조 설계 전략을 제시하였을 뿐만 아니라 체내에 투여된 나노 물질과 혈청 알부민의 결합을 성공적으로 입증함으로써 체내 장기에 전달되는 약물의 효율을 높일 수 있는 새로운 방법을 개발하는 데 큰 기여를 할 것으로 기대된다."
세계 상위 1% 연구자로 6년 연속 선정된 과학자가 이화에 있다. 화학·나노과학전공 윤주영 교수가 그 주인공이다. 윤 교수는 클래리베이트 애널리틱스(Clarivate Analytics, 구 톰슨로이터)가 발표하는 세계 상위 1% 연구자로 2014년부터 6년 연속 선정된 바 있으며 매년 ‘노벨상이 기대되는 과학자’로 주목받고 있다.
윤 교수는 지난 10월, 화학 및 재료 분야의 기초와 응용 부문에서 생애 동안 탁월한 업적을 이뤄 학문 및 산업 발전에 크게 공헌한 연구자를 선정해 시상하는 한국 도레이 과학기술상을 수상하기도 했다. 윤 교수는 형광 화학센서 및 분자 인식 연구 분야의 세계적인 권위자이자, 영국 왕립화학회 펠로우 및 국제저널 ‘Coordination Chemical Reviews’와 ‘Dyes and Pigments’의 부편집장 및 주요 국제저널의 편집위원으로 활동하는 등 국제 화학 분야에서 대한민국의 위상을 높이고 있는 윤 교수의 연구 업적과 이화인으로서의 삶에 대해 들어본다.
진단과 치료가 동시에 이루어지는 맞춤 의학, 테라노스틱스
테라노스틱스(Theranostics)는 치료(Therapy)와 진단(Diagnostics)이 동시에 이루어진다는 뜻의 합성어로, 암 부위를 표적으로 하는 물질을 이용해 암을 진단하는 동시에 병변 부위에만 치료제를 전달할 수 있는 첨단 바이오 맞춤 의료 모델이다.
생체 내 주요 물질들을 선택적으로 검출할 수 있는 형광 프로브를 설계·합성하고 인식 메커니즘을 규명하는 연구와 유기분자 기반의 새로운 개념의 암 치료용 광역학 치료 연구 분야에서 정상의 연구자로 인정받고 있는 윤주영 교수는 암의 치료와 진단을 동시에 하는 테라노스틱스 시스템을 한 단계 발전시켰다. 기존의 복잡한 나노 시스템 을 벗어나 단일 분자(one for all)만으로 광역학 암 치료와 이미징이 가능한 방법을 개발한 것이다.
윤 교수가 개발한 치료제는 알부민 단백질과 결합해 종 양 조직에만 선택적으로 전달된 후 레이저를 조사하여 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)을 생성해 종양을 치료하는데, 형광 이미징이 가능하므로 치료제를 추적하고 모니터링할 수 있다는 장점이 있다.
“간암 및 자궁암 유발 생쥐에게 치료제를 주입한 후 레이저를 조사한 결과
6주 이후 암 치료 효과가 나타났고 20주까지 치료 효과가 지속되었습니다.
특히 자궁암보다 간암에서 그 효과가 더 증대되었는데
간암의 경우 15주부터 90% 이상의 완치 효과가 나타났습니다.”
의생명과학 전문가와의 융합연구로 암 치료 연구에 기여
윤 교수는 화학자로서 자신의 연구실에서 진행한 생체 내 주요 물질 이미징용 형광 프로브의 개발을 바탕으로 한걸음 더 나아가 계산화학 전문가 그룹을 비롯해서 의과대학과 생명과학 분야의 연구자들과의 긴밀한 융합연구를 추진함으로써 인류의 질병 치료에 획기적인 기틀을 마련했다. 최근 실제 수술에서 형광 프로브를 이용해 종양을 이미징하고 제거하는 사례가 있어 앞으로 진단과 치료가 동시에 이루어지는 테라노스틱스 연구의 중요성이 더욱 증대될 것으로 기대된다.
어느덧 본교에 재직한 지 17년을 넘긴 윤 교수는 이화에 대한 넘치는 애정을 지닌 이화인이다. “연구자로서 하고 싶은 연구를 할 수 있도록 기회를 준 학교에 항상 감사하는 마음을 가지고 있다. 유망 전공 지원 사업 등의 제도로 학과에 힘을 보태 주어 BK21플러스사업단으로 선정될 수 있었고, 덕분에 우수한 인재들을 유치했다. 이화는 연구 공간과 인프라에 대한 지원도 수도권 타대학들에 비해 훌륭하다. 그동안 함께 연구에 매진했던 대학원생들, 박사 후 연구원들에게 항상 깊은 감사를 드린다. 앞으로 남 은 교수 재직 기간 중 연구를 더욱 발전시켜 인류에 도움이 되는 연구 성과를 내기 위해 힘껏 노력할 계획이며, 더 많은 제자들이 학계와 산업계에서 활약하게 되기를 기대한다”는 윤 교수는 지성과 덕성을 동시에 갖춘 과학자임 에 틀림없다.
이화에서 암 치료를 한 단계 발전시켜 인류의 건강 증진 및 생명 연장에 큰 획을 그을 윤 교수의 연구가 전 세계적으로 더욱 인정받게 되기를 기대해 본다.
[주요 수상 및 활동] △심상철 학술상(2008) △이달의 과학기술자상(2011·교육과학기술부) △지식창조대상(2012·미래창조과학부) △대한화학회 학술상(2016) △이화학술상(2016) △ 한국도레이 과학기술상(2019) 등이 있다. 또 한 국외에서는 영국 왕립화학회 펠로우 및 국제저널 ‘Coordination Chemical Reviews(2017)’와 ‘Dyes and Pigments’의 부편집장 및 주요 국제저널의 편집 위원으로 활동하고 있다.