Ezs 과학문명/건강의 theory

Ezs 오진수 2020. 7. 9. 16:42

 

심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다.

한국과학기술연구원(KIST)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 사실을 규명했다고 9일 밝혔다.

이온채널은 생체막에 통로를 형성해 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다.

특히 기계채널은 세포에 물리적 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서다. 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다.

KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견했다. 특히 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다. 연구팀은 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인했고 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것으로 나타났다.

오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지해 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다”라며 “심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다”고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘JCI’ 최신호에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com

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. 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