Indolizino[3,2-c]quinoline 골격 화합물을 이용한 세포내 형광 센서 및 광역학 치료제 개발에 대한 연구

Abstract

광학적 특징을 지닌 저분자 물질을 통해 살아있는 세포를 이미징하는 방법은 비침습적인 기술로써 세포 파괴가 적어 그 활용도가 점점 커지고 있다. 본 연구실에서는 새로운 폴리헤테로사이클 골격인 indolizino[3,2-c]quinoline (IQ) 유도체들이 environment-sensitive한 광학적 특징을 이용하여 살아있는 세포 안에서 바이오 센서로 활용될 수 있으며, 치환기에 따라 흡수파장과 생체 타겟 및 세포 소기관에 대해 특이적인 형광단으로도 응용될 수 있음을 보고한 바 있다. 한편, 광역학 치료제(PS)는 빛 조사 시에 활성 산소종(ROS)을 생성하는 물질로, 항암 치료법인 광역학 치료(PDT)의 중요한 요소 중 하나이다. 이 때, 광역학 치료제의 세포내 위치를 정확하게 조절하는 것이 효과적인 광역학적 활성을 보이기 위해 중요하다. 특히 광역학 치료제가 미토콘드리아를 표적화한다면, 활성 산소종의 작용 반경이 좁다는 점을 고려할 때 광역학 치료 활성이 크게 향상될 것으로 기대된다. 또한, 세포 내의 광역학 치료제 농도와 빛 노출량을 조절하여 ROS를 적절한 양으로 생성시킨다면, 예정된 세포 사멸인 세포자연사 기전을 거쳐 광독성을 보인다고 알려져 있다. 본 연구에서는 새로 합성된 IQ 유도체들의 세포 내 광학적 특징 및 광역학적 기전을 규명하기 위한 다양한 방법의 실험을 진행하였다. 또한, IQ 유도체에서 빛 조사에 의한 형광의 재분포가 어느 세포 소기관과 관련되는 지와 어떠한 신호전달체계에 영향을 끼치는지에 대한 방향을 제시하였다. 더 나아가, 살아있는 세포 안에서 특정 단백질의 dynamics를 관찰할 수 있는 새로운 바이오 센서로써 개발해 나갈 가능성을 보이고자 하였다.