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재인 이
5 years ago
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1 Molecular Imaging & Molecular Targeted Therapy 서울대학교의과대학핵의학교실 팽진철

2 1. 분자영상 분자영상의개념 영상표적화기법 추적자및영상기법

3 Molecular Imaging ( 분자영상 )? In Wikipedia - Molecular imaging is a new discipline that unites molecular biology and in vivo imaging. - 분자영상은분자생물학과체내영상을결합한새로운분야이다.

4 병에대한의학적접근 (1) 진단 치료 원인추적 ( 진단 / 연구 ) 리노바이러스 (e.g.) 원인 원인치료 항바이러스제 감기 진단명 급성상기도염 질환임계점 병태생리의판단 전신적 / 국소적염증 병태생리적변화 대증 / 원인치료 소염제 증상의정의 / 파악 열, 오한, 콧물, 기침 증상발현 대증치료 진해제, 항히스타민제

5 병에대한의학적접근 (2) 진단 원인추적 ( 진단 / 연구 ) 관상동맥막힘 원인 진단명 급성심근경색 질환임계점 병태생리의판단 허혈에의한심근괴사 병태생리적변화 증상의정의 / 파악 흉통, 호흡곤란, 사망 증상발현

6 지식의축적에따른이해의변화 원인 / 병태생리 관상동맥막힘 분자생물학적메커니즘 혈전파열 죽상동맥경화 혈관병증 다양한원인 - 고혈압 - 당뇨 - 고지혈 - 흡연 - 기타 - Apoptosis - Macrophage activation - Angiogenesis; Integrin v β 3 - Oxidized LDL accumulation - Proteolysis (cathepsin, MMP) - Selection - ICAM-1 / VCAM-1 expression - LDL infiltration - Integrin 2 β 3 (GP II b III a )

7 분자생물학시대의의학 Bedside 분자생물학수준의진단 분자생물학수준의치료 From Bench To Bedside (Translation Research) Bench 분자생물학의비약적발전

8 Why Imaging? 영상진단법 - 비침습적 (non-invasive) - 반복가능 (repeatable) - 국소화 (localization) - 선별검사 (screening) - 추적검사 (follow-up) - 치료방침결정 (strategy) 11 C-Acetate PET 18 F-FDG PET Park et al. J Nucl Med 2008

9 분자영상의개념 영상표적특정물질의존재특정생체물질의활성화기타 추적자표적화 (targeting part) 운반체 (carrier) 신호 / 효과기 (signal) 영상기법 CT / MRI / Ultrasound SPECT / PET Optical Imaging 바이오마커 Targeting / Signal Targeting Signal Targeting Linker Signal Targeting Carrier Signal

10 표적화기법 (1) 특정물질의존재 수용체 (receptor) 에대한리간드 (ligand) 예 : 신경내분비종양에서소마토스타틴수용체 항체 (antibody) 예 : 암에서세포표면의성장인자수용체 (EGFR) 항체 특이적 affinity 를가지는물질 Aptamer Specific peptide: RGD analog for integrin v β 3

11 68 Ga-DOTA-NOC Receptor PET/CT From Dr. Baum R. Zentralklinik

12 Human EGF Receptor (HER) 2 89 Zr-trastuzumab PET Dijkers et al. J Nucl Med 2009

13 68 Ga-NOTA-RGD PET Jeong et al. J Nucl Med 2008

14 표적화기법 (2) 특정물질의활성 특정물질의기능에의해세포에섭취되는추적자 예 : 암에서포도당운반체 (GLUT) 특정물질의기능에의해세포에축적되는추적자 예 : 암에서당인산화효소 (hexokinase) 예 : 암에서 DNA 합성증가 (FLT) 특정물질의기능에의해신호를내는추적자 예 : Cathepsin 효소, protein-protein interaction Molecular beacon

15 Glucose OH Capillary membrane 18F Glucose Glu-6-phosphate Glucose transporter (GLUT) FDG* Hexokinase G-6-phosphatase Hexokinase G-6-phosphatase FDG*-6-phosphate Glycogen H 2 O + CO 2 Cell membrane

16 18 F-FDG PET 폐암

17 악성림프종 치료전 1 회치료후

18 FRET Molecular Beacon Quencher

19 표적화기법 (3) 기타표적 세포의추적 예 : 줄기세포를이용한세포치료제 이동추적, 분화확인, 증식평가, 활성화판단등 기타특정분자생물학적 Process 예 : 세포내 microrna 의발현및활성도평가

20 18 F-FDG labeled stem cell Intracoronary injection Intravenous injection Kang et al. J Nucl Med 2006

21 분자영상에이용하는영상기법 영상기법 핵의학적 : PET( 양전자단층촬영 ), SPECT( 단일광자단층촬영 ) 방사선학적 : MRI( 자기공명영상 ), CT (X-선단층촬영 ), US ( 초음파 ) 광학적 : Optical imaging ( 광학영상 ) 다중복합영상 Molecular Probe Sensitivity Resolution Penetration CT US MRI PET Optical

22 PET/CT Fusion in Mouse J Nucl Med 2008 Siemens 2008 PET/MRI Fusion in Brain Tumor

23 2. 분자표적치료 분자표적치료의개념 다기능성추적자 분자영상 / 치료기반의학의전망

Molecular Targeted Therapy ( 분자표적치료 ) In Wikipedia - Targeted therapy is a type of medication that blocks the growth of cancer cells by interfering with specific targeted molecules needed for

24 Molecular Targeted Therapy ( 분자표적치료 ) In Wikipedia - Targeted therapy is a type of medication that blocks the growth of cancer cells by interfering with specific targeted molecules needed for carcinogenesis and tumor growth, rather than by simply interfering with rapidly dividing cells (eg. with traditional chemotherapy) 분자표적치료 - 질환을일으키는분자생물학적과정상의 critical molecular target 을억제또는활성화함으로써질환을치료.

25 분자표적치료제의예 표적치료제 상품명 분자표적 Imatinib Gleevec TK (abl, c-kit) Gefitinib Iressa TK (EGFR) Erlotinib Tarceva TK (EGFR) Cetuximab Erbitux EGFR Trastuzumab Herceptin HER2 Bevacizumab Avastin VEGFR Rituximab Mabthera CD20 Bortezomib Velcade Proteasome

26 분자영상과분자표적치료 공통점 표적 (target) - 특정물질 ( 단백질등 ) - 물질의활성화 - 분자생물학적 process 등 진단치료복합제 표적 (target) 운반체 (carrier) 진단제 치료제

27 분자영상에서이용하는추적자 (1) 구성요소 표적화 : 특정분자표적에대한표적화 운반체 : 다중영상, 복합치료를위한다기능성캐리어 신호 / 효과기 영상을위한신호방출 ( 방사선, 가시광선, MRI용등 ) 치료를위한효과기 ( 약물또는치료용방사선 ) 진단과치료의통합 Thera(g)nostics (therapeutics + diagnostics) Theragnosis (therapy + diagnosis) Effector Targeting Carrier

치료복합제 Pegylated Liposomal Doxorubicin MRI Optical PET

28 분자영상에서이용하는추적자 (2) 기존의추적자 단일성분리간드 (ligand), 대사물질 (substrate) 등 다기능성캐리어 다중영상용신호 / 효과기 : 다중복합영상가능 진단 / 치료복합제 Pegylated Liposomal Doxorubicin MRI Optical PET Sizemodulation Nahrendorf et al. Circulation 2008 Gabizon A. Doxil

29 분자영상과표적치료에기반한미래의학의예 현재 암발견 병리조직진단병기설정 수술 / 방사선치료 항암치료 분자영상을통한조직특성파악 수술 / 방사선치료 분자영상표적치료 맞춤형분자표적치료 분자영상을통한추적모니터링

30 Summary 분자영상 분자생물학적특정표적을영상으로보여주는것 ( 바이오마커 ) 분자영상기법 표적에대한표적화기법 다양한영상법을위한신호발생 이들을연결하는운반체 분자표적치료 질환에서분자생물학적 critical target 을활성화 / 억제하는것 분자영상과분자표적치료에기반한미래의학의방향 맞춤치료 (individualized, tailored, optimized)

2016 학년도약학대학면접문제해설 문제 2 아래의질문에 3-4분이내로답하시오. 표피성장인자수용체 (epidermal growth factor receptor, EGFR) 는수용체티로신인산화효소군 (receptor tyrosine kinases, RTKs) 의일종으로서세

2016 학년도약학대학면접문제해설 문제 2 아래의질문에 3-4분이내로답하시오. 표피성장인자수용체 (epidermal growth factor receptor, EGFR) 는수용체티로신인산화효소군 (receptor tyrosine kinases, RTKs) 의일종으로서세 본문제에대한지적소유권은동국대학교에있습니다. 본교의서면허락없이무단으로출판, 게재, 사용할수없습니다. 문제 2 2016 학년도약학대학면접문제 아래의질문에 3-4 분이내로답하시오. 표피성장인자수용체 (epidermal growth factor receptor, EGFR) 는수용체티로신 인산화효소군 (receptor tyrosine kinases, RTKs) 의일종으로서세포의생존과증식