Ezs 과학문명/치료의 theory

Ezs 오진수 2020. 7. 6. 14:05

 

방사선 피폭 때 생기는 활성산소 제거 나노입자 그림 [IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 방사선 피폭으로부터 인체를 보호할 수 있는 나노입자가 개발됐다.

기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환 단장(서울대 석좌교수)과 서울대 치의대 박경표 교수 연구팀은 방사선을 쬘때 생성되는 다량의 활성산소를 제거할 수 있는 나노입자를 개발했다고 6일 밝혔다.

항암 치료·진단 분야에서 방사선 이용이 증가하면서 세계적으로 피폭 부작용을 줄일 수 있는 약제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

방사선을 쬐면 인체 내 물 분자가 수 밀리초(ms·1천분의 1초) 내에 분해되며 다량의 활성산소가 발생한다.

활성산소는 세포에 손상을 일으키며, 최악의 경우 죽음에 이르게 할 수 있어 방사선 분해로 생기는 활성산소를 빠르게 제거하는 것이 중요하다.

현재 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 방사선 보호제는 아미포스틴이 유일하다.

하지만 아미포스틴은 전신이 아닌 타액선(침샘)의 손상만 제한적으로 막을 수 있고, 독성 때문에 부작용 우려도 있다.

연구팀은 활성산소를 제거할 수 있는 나노입자에 주목해 방사선 보호제를 개발했다.

합성된 나노입자의 전신 보호 효과 모식도 [IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

세륨산화물과 망간산화물 나노입자는 패혈증·파킨슨병·알츠하이머 등 활성산소 관련 질병 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 다량 투여하면 독성을 유발할 수 있다.

연구팀은 나노입자의 구조를 제어해 적은 양으로도 활성산소 제거 능력을 높이는 데 성공했다.

세륨산화물 나노입자 위에 망간산화물 나노입자를 증착시킨 형태의 나노입자를 만들어, 두 나노입자의 격자 차이를 이용해 표면에 활성산소를 흡착시키는 에너지를 최적화했다.

이렇게 합성된 세륨-망간산화물 나노입자는 기존 세륨산화물 나노입자보다 항산화 성능이 최대 5배 이상 높아졌다.

연구진이 나노입자를 인간의 소장 '오가노이드'(organoid·줄기세포를 배양해 만든 유사 장기)에 적용해 분석한 결과 방사선으로 인한 DNA 손상, 세포 자살, 스트레스 등 부작용이 획기적으로 개선된 것으로 나타났다.

합성된 나노입자의 방사선 보호 효과 [IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

치사율 100%의 고선량 방사선에 노출된 실험 쥐에 아미포스틴 권장 투약량 360분의 1에 해당하는 매우 적은 양의 나노입자를 투여했음에도 아미포스틴을 투여했을 때보다 생존율이 3.3배 높은 것으로 나타났다.

현택환 단장은 "방사선의 의학적 활용은 물론 원자력발전소 사고로 인한 피폭 방제에도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼스'(Advanced Materials) 지난2020년 6월 11일 자 온라인판에 실렸으며, 8월호 표지논문으로 게재될 예정이다.

jyoung@yna.co.kr

사업자 정보 표시
소빛 | 오진수 | 경기 의정부시 외미로 92-12 703호 | 사업자 등록번호 : 101-18-64923 | TEL : 010-7777-2137 | Mail : 5cheui@hanmail.net | 통신판매신고번호 : 제 2018-의정부호원-0127 호호 | 사이버몰의 이용약관 바로가기

 
 
 

Ezs 과학문명/치료의 theory

Ezs 오진수 2020. 3. 11. 17:16

                           독일 DZNE 연구진, 저널 '엠보 분자 의학'에 논문

알츠하이머병 환자의 뇌에서 플라크(녹색)를 공격하는 소교세포(적색) [미 어바인 캘리포니아대 제공]

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 뇌에서 활동하는 면역 소교세포(microglia)는 신경 조직을 지지하면서 상황에 따라 외부 병원체나 이물질 등을 잡아먹는 '식(食) 작용'도 한다.

알츠하이머병의 원인 물질로 추정되는 아밀로이드 베타 단백질의 플라크(신경반)도 소교세포가 공격해 먹어 치우는 이물질 가운데 하나다.

반영구적 휴면 상태(dormant state)에 있는 소교세포를 특정 항체(antibody)로 활성화해, 아밀로이드 플라크에 대한 식작용을 강화하는 치료법을 독일 과학자들이 개발했다. 항체는 세균 등 항원에 대한 면역 반응으로 몸 안에 생성되는 특정 단백질을 말한다.

'독일 신경 퇴행 질환 센터(DZNE)' 연구진은 이런 내용의 논문을 의과학 저널 '엠보 분자 의학(EMBO Molecular Medicine)'에 발표했다. 이 연구엔 뮌헨대(LMU·공식 명 '뮌헨 루트비히 막시밀리안대') 과학자들도 참여했다.

뇌혈관 상피세포(적색) 주변에 몰린 소교세포(녹색) [미 코넬대 의대 제공]

10일(현지시간) 온라인(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 연구팀이 발견한 항체가 소교세포와 결합하면, 소교세포의 생존 기간이 길어지고 이물질을 탐지, 제거하는 능력도 강해진다고 한다.

실제로 알츠하이머병 증상이 있는 생쥐 모델에 시험한 결과, 소교세포가 뇌 신경조직에 쌓인 아밀로이드 플라크를 찾아내 제거하는 시간이 대폭 단축됐다.

LMU 생의학 센터의 크리스티안 하스 교수는 "아밀로이드 플라크는 통째로 없어지는 게 아니라 주변부가 먼저 제거된다"라면서 "플라크에 포함된 단백질 가운데 특별히 해로운 형태만 골라 제거하는 방법을 찾아냈다"라고 말했다.

하스 교수와 동료 과학자들은, 사람마다 유형이 다른 세포 표면 수용체를 오랫동안 눈여겨봤다.

TREM2라는 이 수용체 중 일부 유형(version)은, 노년기의 알츠하이머병 위험을 극적으로 높이기도 한다.

이전의 연구에선 이런 변형 수용체가 소교세포를 되돌리기 어려운 휴면 상태로 몰아넣는다는 것도 확인됐다.

연구팀은 온전한 형태의 TREM2 수용체가, 휴면 상태의 소교세포를 다시 활성화하는 스위치 역할을 할 거로 보고, TREM2와 결합해 소교세포의 면역 작용을 북돋우는 특정 항체를 찾아냈다.

현재는 이 항체를 유전공학 기술로 만들어내는 단계까지 약제화 진도가 나갔다.

요즘도 알츠하이머병에 대한 치료는, 증상을 일부 완화하는 수준에 머문다. 그러나 이 정도 치료로 알츠하이머병의 진행을 막을 수는 없다.

최근에 실패로 끝난 두 건의 임상 시험을 포함해 지금까지 알츠하이머병을 약물 등으로 치료하려는 시도는 모두 실패했다.

하스 교수는 "알츠하이머병에 대한 혁신적 치료 접근이 시급히 요구된다"라면서 "우리 연구가 정확히 지향하는 것이기도 하다"라고 강조했다.

cheon@yna.co.kr


사업자 정보 표시
소빛 | 오진수 | 경기 의정부시 외미로 92-12 703호 | 사업자 등록번호 : 101-18-64923 | TEL : 010-7777-2137 | Mail : 5cheui@hanmail.net | 통신판매신고번호 : 제 2018-의정부호원-0127 호호 | 사이버몰의 이용약관 바로가기