의학적 영상화: 구리가 배열하는 리간드가 아밀로이드 베타 플라크(amyloid-β plaques)에 결합해서, 뇌 영상화를 위한 수명이 긴 방사성동위원소를 제공한다.
지난 세기에, 의사들은 살아있는 알츠하이머병(Alzheimer’s disease) 환자들의 뇌에서 덩어리진 단백질 플라크들을 감지하기 위해서 작은 분자 추적물질을 사용하기 시작했다. 지난해, 미국 식약청(Food and Drug Administration)은 그 플라크들에 결합해서 양전자 방사 단층 촬영(positron emission tomography (PET))을 통해서 감지 가능한 신호를 만드는 불소-18-기반의 화합물을 승인했다. 이제, 호주 연구자들이 같은 일을 하지만 반감기가 더 긴 새로운 구리 복합체를 제시했다(J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja4057807). 이 화합물의 긴 반감기와 간단한 화학은 아밀로이드 영상화를 보다 널리 사용 가능하게 만들 수 있을 것이라고, 이 연구자들은 말했다.

단백질 병소를 영상화함으로써, 의사들은 환자의 뇌에 있는 플라크의 양을 그 사람의 인지 결손과 비교하여 알츠하이머 병이 어떻게 진행되는지를 더 잘 이해할 수 있다고, 호주에 있는 멜번대(University of Melbourne)의 화학자 Paul S. Donnelly가 말했다.

현재 사용 가능한 방사성 탄소 11과 불소 18를 기반으로 하는 추적 화합물은 비교적 짧은-2 시간 이내의- 반감기를 가진다고 Donnelly는 말했다. 그러한 짧은 반감기는 그 추적자들을 그 스캔을 수행하는 곳과 같은 곳에서 만드는 것이 가장 좋다는 것을 의미한다. 일반적으로, 대형 병원들만이 방사성 동위원소를 만드는 사이클로트론(cyclotron)을 가지고 있다. 더 긴 반감기를 가진 추적물질들은 시골 영상화 시설로 수송하는 것이 가능해서, 알츠하이머 환자들을 위한 PET 스캔의 사용을 넓혀줄 수 있다고 Donnelly가 말했다.

Donnelly와 그의 동료들은 12시간의 반감기를 가진 구리-64를 포함해서, 구리 동위원소와 복합체를 만드는 리간드를 고안했다. 이 화학자들은 그들의 리간드를 플라크에 결합하는 것으로 알려진 스티릴피리딘(styrylpyridine) 기능기에 기반을 두었다. 그 기능기에, 그들은 구리와 복합체를 만드는 치오세미카바존-피리딜히드라진(thiosemicarbazone-pyridylhydrazine) 기를 더했다.

불소-18 추적물질과 비교해서, 이 복합체는 합성하기 쉽다: 연구자들은 단지 이 리간드를 물에서 구리 동위원소와 섞기만 했다. 이 복합체를 시험하기 위해서, 화학자들은 알츠하이머 환자로부터 나온 사후 뇌 조직에 추가하고 플라크를 감지하기 위해서 형광 현미경을 사용했다. 연구자들의 다음 단계는 알츠하이머병을 위한 형질전환 쥐 모형에서 이 화합물을 시험하는 것이다.
[그림] 병소를 밝히다. 구리 복합체(왼쪽)가 알츠하이머 병에 공통적인 단백질 플라크에 결합한다. 일단 결합하면, 구리 리간드가 형광 현미경에서 나타난다 (밝은 파란 점들, 오른쪽). 그것은 또한 양전자 방사 단층 촬영 스캔을 통해서도 볼 수 있다.

 

출처 : http://cen.acs.org/articles/91/web/2013/10/Copper-Complex-Lights-Alzheimers-Lesions.html , KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-10-14