뇌 질환에 '세리아 나노입자' 한 줄기 빛 될까
뇌 질환에 '세리아 나노입자' 한 줄기 빛 될까
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  • 승인 2018.07.29 15:36
  • 업데이트 2018.07.29 15:36
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IBS 현택환 단장 연구팀, 파킨슨병 치료 효과 확인

세포 안팎 및 미토콘드리아 표적 세리아 나노입자와 항산화 기능 설명도 [IBS 제공=연합뉴스]
세포 안팎 및 미토콘드리아 표적 세리아 나노입자와 항산화 기능 설명도 [IBS 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 현택환 나노입자 연구단장(서울대 화학생물공학부 교수) 연구팀이 활성산소를 영역별로 제거하는 세리아 나노입자 시스템으로 파킨슨병 치료 효과를 확인했다고 29일 밝혔다.

세리아 나노입자는 희토류 금속 세륨(Ce·원소번호 58) 산화물로 이뤄진 물질이다. 몸에 해로운 활성산소를 제거하는 항산화 효과가 있다. 활성산소에 따른 산화 스트레스는 퇴행성 뇌 질환인 파킨슨병 발병에 관여한다.

세포 미토콘드리아와 세포질 영역에 존재하는 활성산소뿐만 아니라 신경 염증 때문에 세포 바깥 영역에 생기는 활성산소가 파킨슨병을 일으키는 것으로 알려졌다.

세리아 나노입자 시스템 전자 현미경 사진과 공초점 현미경 사진. (d) 사진에서 나노 입자는 녹색 형광으로, 미토콘드리아는 빨간 형광으로 각각 염색돼 있다. [IBS 제공=연합뉴스]
세리아 나노입자 시스템 전자 현미경 사진과 공초점 현미경 사진. (d) 사진에서 나노 입자는 녹색 형광으로, 미토콘드리아는 빨간 형광으로 각각 염색돼 있다. [IBS 제공=연합뉴스]

IBS 연구팀은 미토콘드리아·세포질·세포 밖 등 3가지 영역에서의 활성산소를 구분하고, 이들을 각각 제거할 수 있는 맞춤형 세리아 나노입자 구조를 만들었다.

연구진은 세리아 나노입자 크기와 입자 표면 전하 성질을 각각 다르게 했다.

크기가 작고(11㎚) 표면이 음전하를 띠는 세포질 표적 입자, 크기가 좀 더 큰 대신(22㎚) 표면이 양전하를 띠는 미토콘드리아 표적 입자, 크기가 가장 커(400㎚) 세포 내로 이동하지 않는 입자 등이다.

파킨슨 병 모델(MPTP) 생쥐의 선조체 공초점 현미경 사진과 설명 그래프. [IBS 제공=연합뉴스]
파킨슨 병 모델(MPTP) 생쥐의 선조체 공초점 현미경 사진과 설명 그래프. [IBS 제공=연합뉴스]

파킨슨병 모델 생쥐 실험을 통해 뇌 염증과 산화 스트레스가 줄어드는 것을 관찰했다.

도파민을 분비하는 신경 세포를 보호해 파킨슨병을 치료하는 가능성을 연 셈이다.

현택환 IBS 나노입자 연구단장은 "활성산소를 세포 안팎과 미토콘드리아에서 선택적으로 제거하는 기술을 최초로 개발한 것"이라며 "파킨슨병 치료 효과, 발병 원인 규명, 나노입자의 새로운 의학적 적용 등도 보여준 사례"라고 말했다.

현택환 IBS 나노입자 연구단장 [IBS 제공=연합뉴스]
현택환 IBS 나노입자 연구단장 [IBS 제공=연합뉴스]

논문은 지난달 22일 독일 응용화학회지(Angewandte Chemie International Edition) 온라인판에 실렸다.

독창성을 인정받아 투고한 지 최단 기간인 2주 만에 상위 10% 내 핫 페이퍼(Hot paper)로 게재 승인됐다고 IBS 측은 설명했다.

현 단장은 앞서 2012년에 서울대병원 신경과 이승훈 교수 등과 함께 세리아 나노입자로 뇌경색을 치료할 수 있는 연구 성과도 냈다.

walden@yna.co.kr



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