광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 진주영 신소재공학과 3학년 학사과정생(지도교수 이은지 교수)이 학부 연구인턴으로 수행한 연구를 바탕으로 국제학술지에 제1저자로 논문을 발표했다고 31일 밝혔다.
이번 연구는 체온에서 스스로 조립되는 고분자 나노입자를 이용해 폐암 치료제의 효과는 높이고 정상세포 손상은 줄일 수 있는 가능성을 제시한 성과다.
진주영 학생은 2024년 GIST 입학 후 신소재공학과 수업에서 연구 논문을 읽고 발표하는 과제를 수행하면서 약물을 원하는 부위에 효과적으로 전달할 수 있는 기능성 고분자와 바이오소재 연구에 관심을 갖게 됐다. 이후 신소재공학과 이은지 교수의 연구실에 학부연구생으로 합류해 2025년 8월부터 폐암 치료 효과를 높이는 '고분자 기반 나노약물전달체 개발'을 주제로 연구를 수행했다.
학부 수업과 연구를 병행하는 가운데 실험 설계부터 데이터 분석, 논문 초안 작성까지 연구의 전 과정에 주도적으로 참여했으며, 학부생으로서는 드물게 국제학술지 제1저자로 논문을 발표하는 성과를 거뒀다.
연구팀은 기존 폐암 치료에 널리 사용되는 항암제 '시스플라틴(Cisplatin)'의 치료 효과는 높이고 정상세포 손상은 줄일 수 있는 새로운 '고분자 기반 약물 전달 기술'을 개발했다.
구체적으로는 물에 잘 녹지 않는 천연 항암 보조물질 '피페르롱구민'을 체온에서 스스로 매우 작은 입자(나노입자)를 형성하는 고분자 '플루로닉 F127(Pluronic F127)'에 탑재해 약물이 몸속에서 보다 안정적으로 전달되도록 하는 나노약물전달체 기술을 구현했다.
개발한 나노약물전달체는 약물을 약 90%의 높은 효율로 나노입자 내부에 실을 수 있었으며, 체온에서는 지름 100나노미터(㎚) 이하의 매우 작은 입자인 '마이셀(micelle)'을 안정적으로 형성해 약물을 원하는 부위까지 효과적으로 전달하는 특성을 보였다. 폐암 세포에서는 활성산소(ROS) 생성을 증가시켜 암세포가 스스로 손상되도록 유도함으로써, 기존 항암제인 시스플라틴의 항암 효과를 더욱 높였다.
반면 정상 폐세포에서는 상대적으로 낮은 독성을 보여 암세포에 선택적으로 작용할 가능성을 확인했다.
특히 실제 종양과 유사한 환경을 구현한 '3차원 폐암 조직 모사 모델(스페로이드)'에서도 우수한 항암 효과를 입증해 향후 치료 효율을 높일 수 있는 차세대 약물 전달 플랫폼으로 활용될 가능성을 제시했다.
진주영 학생은 “고등학교 때부터 연구에 관심이 많았고, GIST에 입학한 뒤에는 더 깊이 탐구해 보고 싶다는 마음으로 이은지 교수 연구실을 직접 찾아갔다”며 “처음에는 국제학술지에 제1저자로 논문을 발표하게 될 것이라고는 생각하지 못했지만 교수님과 연구실 선배들의 아낌없는 지도와 격려 덕분에 끝까지 연구를 이어갈 수 있었다”고 말했다.
이어 “현재는 차세대 세포동결보존제 개발 연구를 진행하고 있으며, 앞으로도 기능성 고분자와 바이오소재를 활용해 사람들에게 도움이 되는 연구자가 되고 싶다”고 포부를 밝혔다.
이은지 교수는 “이번 성과는 학부생에게도 충분한 연구 기회와 체계적인 멘토링이 제공된다면 국제적인 연구성과를 창출할 수 있다는 것을 보여주는 사례”라며 “GIST의 연구 중심 교육 환경이 학생들의 도전과 성장을 뒷받침하며 우수한 성과로 이어졌다는 점에서 교육적 의미가 크다”고 말했다.
전남광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
