찻잎 추출물, 폐암세포 80% 파괴

과학기술

찻잎 추출물, 폐암세포 80% 파괴
화학물질로 만드는 것보다 값싸고 독성 적어

2018.05.21 10:25 김병희 객원기자

찻잎에서 추출한 나노입자가 폐암세포를 80%까지 파괴하며 폐암의 성장을 억제한다는 연구 결과가 나왔다.

영국 스완지대와 인도 연구팀은 양자점(quantum dots)이라 불리는 나노입자의 새로운 생산 방법을 시험하면서 이 같은 사실을 발견했다. 이 입자들은 10나노미터 이하의 작은 입자로, 인체 머리카락은 직경이 4만 나노미터 정도 된다.

나노입자는 이미 의료분야에서 활용되고 있으나, 양자점은 최근 들어서야 연구자들의 관심을 끌고 있다. 이 분야 연구자들은 컴퓨터 및 태양전지로부터 종양 영상제작과 암 치료에 이르기까지 다양한 분야에서 양자점의 응용 가능성을 보여주고 있다.

축구공과 머리카락, 이번에 만든 황산카드뮴 나노입자의 크기 비교. CREDIT: S Pitchaimuthu, Swansea University

“예상치 못한 성공”

양자점은 화학적으로 제조할 수 있으나 복잡하고 비용이 많이 들며 독성 부작용이 있는 것으로 알려져 있다. 스완지 주도 연구팀은 이런 문제점을 피하기 위해 독성이 없는 식물 기반의 양자점 대체 생산방법을 모색해 오다 이번에 찻입 추출물을 활용하게 됐다.

찻잎은 폴리페놀과 아미노산, 비타민 및 산화방지제를 비롯한 다양한 화합물을 포함하고 있다. 연구팀은 찻잎 추출물을 황산카드뮴(CdSO4) 및 황화나트륨(Na2S)과 섞어 혼합 용액을 만들고 이 용액에서 양자점이 형성되도록 인큐베이팅 과정을 거쳤다. 그런 다음, 만들어진 양자점을 폐암 세포에 적용했다.

A549 폐암세포의 현미경 사진. 왼쪽은 처치 전, 오른쪽은 양자점으로 처치한 뒤 손상된 폐암세포 모습. CREDIT: Swansea University

그 결과 다음과 같은 점을 발견했다.

찻잎은 양자점 생성에서 화학물질을 사용하는 방법에 비해 간단하고 값싸며 독성이 적은 방법으로, 이 분야의 다른 연구들에서도 확인됐다.
찻잎에서 생성된 양자점은 폐암세포의 성장을 억제한다. 양자점은 암세포의 나노 기공에 침투해 80%까지 파괴했다. 이것은 특별한 새로운 발견이었고, 연구팀에 놀라움을 안겨줬다.

나노과학 전문지 ‘응용 나노 재료’(Applied Nano Materials) 지에 발표된 이번 연구는 스완지대와 인도 두 대학 연구팀의 합동연구로 이루어졌다.

“’양자점 공장’ 만들고 싶어”

이번 연구를 이끈 스완지대의 수다가르 피차이무투(Sudhagar Pitchaimuthu) 박사는 “우리 연구는 찻잎이 화학물질로 양자점을 만드는데 대한 비독성적 대안이 될 수 있다는 이전의 증거를 확인해 주었다”며, “그런데 놀랍게도 우리의 기대를 넘어 양자점들이 폐암 세포의 성장을 적극적으로 억제했다”고 밝혔다.

스완지대 연구팀들. 왼쪽부터 카트린느 수엔느 드 카스트로 박사, 매튜 로이드 데이비스 박사, 수다가르 피차이무투 박사. CREDIT: Swansea University

피차이무투 박사에 따르면, 찻잎 추출물 유래 황산카드뮴 양자점은 기존의 황산카드뮴 나노입자들에 비해 암세포의 생체영상에서 뛰어난 형광방출 현상을 나타냈다. 그는 “이런 점에 비추어 이 양자점은 새로운 암 치료법을 개발할 때 매우 유망한 방법으로 꼽힐 수 있으며, 다른 응용분야, 예를 들면 극장이나 선크림 등에 사용되는 항균 페인트 등에도 활용될 수 있다”고 설명했다.

연구팀은 이번 발견을 바탕으로 협력자들의 도움을 받아 다음 단계로 연구를 확장할 계획이다. 암세포 이미징에서 찻잎 추출물의 역할 그리고 양자점과 암세포 간의 인터페이스 조사 등이 그것이다.

피차이무투 박사는 “양자점을 활용할 수 있는 방법들을 모두 탐색해 볼 수 있는 ‘양자점 공장’을 만들고 싶다”고 말했다.

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