라이소좀의 티올화합물에 선책적인 이광자 형광표지자의 개발

Abstract

생체 내의 thiol 유도체는 세포 내의 다양한 생리적 활성을 조절한다. 특히 단백질결합과 세포의 산화-환원 결합을 조절하여 세포의 산화 스트레스 정도를 나타내는 지표가 될 수 있다. 또한 심장 질환, 각종 저장 질환, 알츠하이머 병에도 직간접적으로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러므로 생체 내의 thiol 유도체를 정량적으로 측정하고 세포 내에서의 활성을 관찰 하는 것은 생물학적 현상을 이해하기 위해 매우 중요하다. 현재 살아있는 세포 및 생체 영상을 관찰 하기 위해 가장 많이 사용 되고 있는 기기는 공초점 현미경이다. 하지만 공초점 현미경의 경우 여기원으로 사용하는 빛의 파장대가 낮아 에너지가 크므로 생체 시료에 손상을 주기 쉽고 시료의 표면에서 빛의 손실이 일어나 분해능이 떨어지는 등의 단점을 가지고 있다. 하지만 최근 생체 영상 기술에서 각광 받고 있는 이광자 현미경 기술의 경우 에너지가 낮은 장파장의 빛을 여기원으로 사용하여 두 개의 광자를 들뜨게 한 다음 방출 하는 형광을 이용하여 생체 영상을 얻게 된다. 이 경우 에너지가 낮은 빛을 사용하기 때문에 생체 시료의 손상도 적고 투과력이 좋아 생체 조직의 깊은 부분까지 관찰이 가능하다. 또한 시료 표면에서의 빛 손실도 적어 분해능 또한 좋다. 이러한 장점으로 인해 분자 수준에서의 생명활동을 장시간에 걸쳐 실시간으로 관찰 할 수 있게 된다. 이에 라이소좀에 선택성을 가진 이광자 형광 표지자를 합성하기 위해 이광자 효율이 좋고 라이소좀에 선택성을 가진 구조를 가진 염료를 합성하고 여기에 thiol에 감응하는 구조를 합성하여 SSH-Lyso를 합성하였다. 표지자를 합성 후 광물리적 특성을 측정하고 세포에 염색시켜 이광자 현미경 이미지를 얻는 실험을 진행 하였다. 결론적으로 합성한 표지자는 thiol 유도체에 감응하여 그 농도에 따라 정량적으로 형광이 변하는 것을 확인하였고 세포에 적용시켰을 시 라이소좀에 선택적으로 염색이 되며 세포 내에서 Cysteine에 감응하여 형광이 변하는 것을 관찰 하였다. 이러한 라이소좀 내의 thiol 유도체에 선택적인 이광자 표지자인 SSH-Lyso는 세포 내의 thiol과 관련된 생명과학 현상을 관찰 하는데 큰 도움이 될 것이라 기대된다.