2021-01-06 11:39  |  건강

빛으로 치매 치료..."원인 억제 물질 개발"

기초지원연·KAIST 연구팀, 인체독성 낮은 탄소 주성분으로 합성… 동물실험으로 효능 검증

[청춘일보 이요한 기자] 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부 강현오 박사 연구팀은 KAIST 신소재공학과 박찬범 교수 연구팀과 공동연구를 통해 치매의 원인으로 알려진 아밀로이드 플라크 형성을 억제하는 나노복합체를 개발했다고 6일 밝혔다.

아밀로이드 플라크는 알츠하이머성 치매 환자의 뇌에서 발견되는 단백질 덩어리로 실 모양의 베타 아밀로이드 단백질이 응집되어 만들어진다. 아밀로이드 플라크가 뇌 안에 계속 축적되는 과정에서 신경 독성이 야기되고 뇌 신경세포의 신호전달 시스템이 파괴되어 치매가 발생하는 것으로 알려져 있다.

연구팀이 개발한 나노복합체는 붉은 빛을 받을 때만 활성화되기 때문에 필요한 시간 동안 특정한 위치에 빛을 조사해 아밀로이드 플라크 형성을 억제 수 있다는 큰 장점을 가지고 있어 향후 새로운 형태의 치매 치료에 활용될 전망이다.

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나노복합체가 아밀로이드 플라크 형성을 억제하는 과정. 사진=한국기초과학지원연구원 제공


연구팀은 주요 치매 유전자들을 동시에 갖고 있는 치매 동물모델로 실험을 진행했다. 살아있는 실험쥐의 뇌 한쪽에 나노복합체 용액을 주사한 후 뇌 속 깊은 곳까지 도달할 만큼 투과력이 높은 붉은 빛을 2시간 동안 조사했다. 빛을 받아 활성화된 나노복합체는 활성산소를 발생시켜 아밀로이드 플라크를 잘게 쪼개고 아밀로이드 플라크의 재응집과 새로운 형성을 억제했다.

개발된 나노복합체는 5nm 이하의 크기로, 공 모양의 핵에 핵산가닥을 결합시킨 형태이다. 나노복합체의 핵은 탄소가 주성분으로 ‘탄소점’이라고도 불리며 인체독성이 낮다는 특징이 있다. 핵에 붙은 ‘압타머’라는 핵산가닥은 베타 아밀로이드 단백질을 만나면 강하게 달라붙는 역할을 한다.

연구팀은 개발한 나노복합체는 살아있는 실험쥐 뇌의 복잡한 신경생리학적인 환경 속에서도 효능이 있음을 확인했기 때문에 향후 치매 치료제 개발에의 적용이 용이하다고 설명했다.

강현오 박사는 “뇌신경 관련 치료제 개발에 있어 외부 물질로부터 뇌신경세포들을 보호하는 뇌혈관장벽을 치료제가 통과할 수 있는지가 관건”이라며 “이번에 개발된 나노복합체는 탄소를 기반으로 하여 뇌혈관장벽을 통과할 가능성이 높아 알츠하이머성 치매를 치료할 수 있는 새로운 나노복합체로 이어질 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

한편 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ACS Nano’에 최근 게재됐다.

이요한 기자 lyh4@springdaily.co.kr

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