"나노입자 항산화제, 생쥐 알츠하이머 치료 효과"

[에너지경제신문 안희민 기자] 국내 연구진이 미토콘드리아 표적 나노입자 항산화제를 개발, 알츠하이머병 생쥐에서 치료 효과를 확인했다.

기초과학연구원(IBS)은 25일 나노입자연구단 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 교수)과 묵인희 교수(서울대 의대 생화학교실) 연구팀이 산화세륨(CeO₂) 기반의 미토콘드리아 표적 나노입자 항산화제를 개발, 알츠하이머 생쥐에서 치료 효과를 입증했다고 밝혔다.

연구진은 미토콘드리아 내 활성산소 제거를 위해 강력한 항산화제인 산화세륨 나노입자 표면에 미토콘드리아 표적물질인 TPP(Triphenylphosphonium)를 입혀 새로운 미토콘드리아 표적 나노입자를 만들었다.

미토콘드리아 내 활성산소는 세포 내 미토콘드리아에서 에너지원을 만들 때 생기는 부산물로 미토콘드리아가 오염물질과 스트레스로 기능 이상을 보일 때 과다하게 발생, 각종 질병을 유발한다.

산화세륨 나노입자는 현 단장 연구팀이 2012년 개발한 지름 3나노미터(nm=10억 분의 1ｍ)의 산화세륨 입자로 표면에 있는 세륨 이온들의 반영구적인 산화·환원 특성으로 강력한 항산화작용을 한다.

산화세륨 나노입자에 결합한 TPP는 친수성·소수성을 동시에 가지며 전체적으로 양전하를 띤 물질로 산화세륨이 음전하를 띠는 미토콘드리아의 이중막을 효과적으로 통과할 수 있도록 해준다.

미토콘드리아 표적 나노입자는 TPP의 작용으로 미토콘드리아 속으로 들어가 머물면서 알츠하이머 등 각종 질병의 원인으로 지목되는 활성산소를 지속적으로 제거한다.

미토콘드리아 표적 산화세륨 나노입자가 알츠하이머병 모델 생쥐의 신경세포에 미치는 영향. 알츠하이머병 모델 생쥐의 신경세포는 정상생쥐에 비해 그 수가 감소돼 있다. 하지만 미토콘드리아 표적 산화세륨 나노입자(초록색)를 뇌에 주입하였을 때 감소된 신경세포의 수가 회복된 것을 알 수 있다.

연구진이 미토콘드리아 표적 나노입자를 실험용 알츠하이머 생쥐의 뇌에 직접 주입한 결과 생쥐 뇌 속의 손상된 신경세포가 회복되고 신경염증반응이 완화되는 등 알츠하이머병 치료에 효과가 있는 것으로 나타났다.

현택환 단장은 이 연구에 대해 "나노·의생명분야 공동연구로 여러 질병의 원인으로 꼽히는 미토콘드리아 내 활성산소를 효과적으로 제거할 수 있는 새로운 나노입자 합성에 성공했다"고 평가했다.

묵인희 교수는 "이 연구가 알츠하이머뿐 아니라 여러 신경퇴행성질환의 치료제 개발에도 획기적 전환점을 가져올 것으로 기대한다"고 말했다.

미래창조과학부 뇌과학원천기술개발 사업 지원으로 수행된 이 연구결과는 화학분야 국제학술지 ACS 나노(2월 11일자) 온라인판에 게재됐다.