분자영상(molecular imaging)이란 생명체의 기본단위인 세포 안이나 세포 사이에서 일어나는 유전자의 발현, 생화학적 현상, 생물학적 변화 등을 분자수준으로 평가 및 규명하기 위한 기술이다. “분자영상은 의학, 분자/세포 생물학, 영상의학, 물리학, 약학, 화학, 생물수학(biomathmatics) 등 여러 영역의 학문이 결합한 융합학문”이라고 소개하는 한국분자영상학회 강동민 회장은 “최근 분자영상은 획기적인 영상분석기술의 발전과 인공지능 등 최신기술 접목을 통해 의료산업 발전에 기여하고 있다”고 말한다. 이번 호에서는 질병의 예방과 맞춤치료에 기여하는 분자영상의 중요성을 확인하고, 분자영상학회의 주요 활동에 대해 들어보았다.

▶ 국내 분자영상학문 활성화의 일등공신, ‘분자영상학회’

  2000년대 초반부터 세계적으로 큰 관심을 받기 시작한 분자영상은 2003년 2월, 미국 메사추세츠공대(MIT)가 발행하는 ‘Technology review’에 ‘세상을 바꿀 10대 新기술’로 선정된 바 있다. 분자영상이 국내에서 본격적으로 학문연구를 시작하게 된 시점은 한국분자영상학회의 전신인 분자영상의학연구회가 2002년 발족되면서부터다. 올해로 창립 18년을 맞는 분자영상학회는 대학병원 핵의학자, 자기공명영상학자, 초음파영상연구자, 기초생물학자, 영상 프로브 제작 연구자 등 여러 분야의 의학자 및 과학자들이 융합연구를 위해 조직한 학술단체이다.

  “분자영상은 다학제간의 협동연구를 통해 이루어지는 종합 연구 분야이자, 융합 연구 분야”라고 소개하는 강동민 회장은 “우리 학회원들은 대부분은 전공분야 해당학회인 핵의학회, 자기공명학회, 분자세포생물학회, 나노화학회 등에 소속되어 활동하면서 ‘분자영상’이라는 전문기술을 적용한 새로운 형태의 융합 연구에 관심을 갖고 있다”고 덧붙여 설명했다.

  국내 분자영상 학문의 활성화와 연구기반 구축에 기여해 온 분자영상학회는 최근 코로나19로 인해 공동연구의 어려움이 커지고 있는 상황에서도, 기초연구자들과 임상연구자들이 보다 긴밀하고 효율적으로 신규 공동연구 과제를 발굴하고 정보를 교류할 수 있도록 ‘공동연구의 장 만들기’에 집중하고 있다. 이와 함께 일본, 대만, 호주, 인도 등 아시아 분자영상 전문가들이 활동하는 아시아분자영상국제학회(FASMI)에도 적극적으로 참여해, 해외 분자영상 연구그룹과 국내 연구자들을 연결시키는 등 국제공동연구 활성화를 촉진시키는 역할을 진행할 예정이다.

▶ 미생물 연구에서부터 발생, 영상분석, 암 연구까지, 천상연구자 ‘강동민 회장’

  한국분자영상학회를 이끌고 있는 강동민 회장은 이화여대 생명과학과 교수이자 형광코어이미징분석센터 센터장도 겸직하고 있다. 미생물학을 전공하고 미국에서 세포 발생과정을 공부하면서 분석영상에 흥미를 느꼈다는 강 회장은 광학영상 기술을 기반으로 연구영역을 확장하며 질병의 예방과 맞춤치료, 난치암 최적치료법 확보를 위한 연구를 두루 수행해 왔다.

  2007년 이화여대로 활동무대를 옮기면서 활성산소영상화 연구에 집중해 온 강동민 회장은 “세포 안에서 발생하는 활성산소는 일반적으로 독성 물질로 인식되어 다양한 질병과 노화를 유발한다고 알려져 왔다”며 “저희 실험실에서는 국지적 활성산소가 신호전달 조절 물질로 이용됨을 세포영상학적 방법으로 연구하였고, 세포분열기를 촉진시키는 물질임을 밝혔다”고 연구성과를 소개한다. 강 회장은 “이러한 연구는 활성산소가 많이 증가되어 있는 암세포의 진행과 전이를 조절하는 새로운 항암제 개발의 이론적 근거를 제공할 것”이라며, “활성산소의 증가는 암이외에 염증과 혈관계 질환에서도 나타나는 현상이므로, 활성산소의 신호전달 조절 연구는 다양한 질병 기전 규명과 신규 치료제 개발에 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다.

  “다양한 분야의 연구자들과 함께 새로운 과정을 배우는 즐거움이 있다”는 강 회장은 현재 췌장암과 같이 발병율 대비 사망률이 높은 난치암에 대해 관심을 갖고, 췌장암의 조직 영상화와 적절한 표지 바이오마커를 발굴하는 새로운 도전을 시작했다. “췌장암이 발병되어 악성 암으로 진행되는 과정에서 암 미세 환경에 있는 암 주위세포와 암세포의 교류가 중요하다는 최근 연구 보고들이 있다”고 말하는 강동민 회장은 분자영상학적 기법을 이용하여 췌장암의 미세 환경을 탐지 및 추적할 수 있는 모델 개발을 연구 중이다. 췌장암의 미세 환경을 탐지 및 추적할 수 있는 모델 개발 연구를 통해 환자의 유전자 돌연변이 및 유전자 발현 정보에 근거하여, 최근에 개발되고 있는 대사 조절 및 면역세포 활성화 치료제의 유용성을 시험하고, 이 결과를 통해 난치암의 최적화 치료법을 제시하는 것이 이 연구의 목표다.

  분자 수준에서 생리현상을 정밀하게 측정·분석하기 위해서는 첨단 측정장비와 영상신호를 정량적으로 분석할 수 있는 프로그램, 그리고 적절한 신호를 탐지할 수 있는 영상 프로브 개발이 중요하다. “의생명공학 연구자들이 주도적으로 기초연구자들과 임상 연구자들의 수요에 부합되는 장비들을 개발하기 위해서는 긴밀한 협조가 필요하다”는 강동민 회장은 “해외의 경우 스탠포드대학, 하버드대학, MIT 등에서 Bio-X 프로그램, 시스템생물학과, 의공학과 등의 구조아래 협동연구가 이루어지고 많은 성과를 내고 있다”며 “우리나라 역시 각 분야의 훌륭한 인재풀을 활용하고 조직화해 이를 기반으로 한 협동연구를 확대 진행해야 한다”고 조언했다.

▶ 위드코로나에 대응하기 위한 온라인 플랫폼 강화하는 분자영상학회

  “코로나19로 올해 대부분의 학술대회들이 연기되거나 온라인과 오프라인을 병행해 진행되고 있다”는 강동민 회장은 “우리 학회 추계학술대회 역시 12월 12일에 온·오프라인을 혼합해 진행한다”고 밝혔다. ‘면역치료&장내세균’, ‘전염성질환의 영상화’, ‘스마트 헬스케어’, ‘첨단장비 소개’ 등의 세션이 준비된 이번 학술대회는 연사들의 발표 영상을 실시간으로 송출하고, 청취자들의 질문을 좌장이 선별하여 질문하는 형식으로 진행될 예정이다. 이와 함께 연구자들이 직접 제작한 온라인 포스터 동영상을 학술대회 전에 미리 시청하면서 활발하게 질의 응답할 수는 있는 세션도 마련해 행사에 대한 흥미와 집중도를 높일 예정이다.

  “당분간 학회 회원들 간의 대면 모임은 제한적이므로 분자영상관련 학술정보를 웹상에서 진행하는 세미나인 웹비나 형식의 정보를 학회 홈페이지를 통해서 제공하여 회원간 교류와 실질적인 공동연구를 활성화시키고자 한다”는 강 회장은 학회 홈페이지를 중심으로 한 학술 정보 교류와 회원 간의 소통을 확대시킬 수 있는 온라인 플랫폼을 구축할 예정이라고 한다.

  “분자영상은 분자적 수준에서 일어나는 영상정보이므로 생명체의 다양성을 고려하여 정보량이 매우 많을 것으로 예상된다”는 강동민 회장은 “영상정보를 산출하는 분자영상학회 회원을 비롯한 연구자들의 요구를 IT 기반 연구자들에게 잘 전달하고 피드백을 제공하여 에러가 최소화된 시스템을 구축하는 것이 필요하다”고 강조한다. 이를 위해 학회는 분자영상 연구자들과 IT 기반 연구자들이 보다 긴밀하게 교류할 수 있도록, 두 분야를 잘 연결할 수 있는 인재를 양성하기 위한 사업도 준비하고 있다고 강 회장은 덧붙여 설명했다.

  내년에 나노의학회와 공동으로 국제학술대회를 추진할 예정인 분자영상학회는 아시아분자영상국제학회 이사회의 한국 개최 결정이 확정됨에 따라, 이에 대한 준비에도 적극 협력할 예정이다. 이를 통해 국내외에서 연구자들과 긴밀한 교류네트워크를 구축하고 국제 공동연구의 기반도 다질 계획이다. 특히 “한국원자력의학원은 방사선을 이용하여 효율적인 암치료를 목적으로 설립된 공공기관”이라고 말하는 강동민 회장은 “의학원에서도 많은 전문가가 학회 활동에 적극적으로 참여하고 있으며, 김광일 박사와 강주현 박사는 각각 학술이사와 감사를 맡으며 학회 발전에 기여하고 있다”고 소개하며, “우리 학회원들은 융합연구에 관심을 갖는 모든 유관기관 연구자들과 새로운 연구, 학회의 발전방향을 모색할 준비가 돼 있다”고 덧붙였다.

  끝으로 “코로나19로 인하여 분자영상학회를 포함하여 많은 학회가 새로운 도전에 직면하고 있다”고 말하는 강동민 회장은 “그동안 경험하지 못했던 새로운 길을 헤쳐 나갈 수 있는 해결책은 우리에게 있다”며 “분자영상기술이 그 해답이 될 수 있으므로 연구비와 연구 환경의 제약을 넘어서 다른 분야의 연구자들과 함께 과감한 융합연구에 도전하길 바란다”고 학회원들에게 당부했다.