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목숨 위협하는 패혈증, 나노 입자로 생존률 2.5배 높였다

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2017년 07월 12일 17:30 프린트하기

패혈증에 걸리도록 만든 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 세리아-지르코니아 나노입자를 정맥 투여했다. 그 결과, 합성 나노입자를 투여 받은 쥐는 2주간 100% 생존했다. 이는 합성 나노입자를 투여 받지 않은 쥐에 대비해 2.5배 높은 생존율이다(왼쪽). 패혈증 쥐의 간과 폐의 조직을 촬영한 사진(오른쪽).

패혈증에 걸리도록 만든 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 세리아-지르코니아 나노입자를 정맥 투여했다. 그 결과, 합성 나노입자를 투여 받은 쥐는 2주간 100% 생존했다. 이는 합성 나노입자를 투여 받지 않은 쥐에 대비해 2.5배 높은 생존율이다(왼쪽). 패혈증 쥐의 간과 폐의 조직을 촬영한 사진을 비교하면 합성 나노입자(7CZ)를 투여한 쥐는 염증이 완화된 것을 확인할 수 있다(오른쪽).

 

국내 연구진이 바이러스나 세균 침입에 신체가 과민반응 하면서 온몸에 염증을 일으키는 패혈증에 효과가 있는 약물 후보를 새롭게 찾았다. 패혈증은 치사율이 31%에 이르는 위험한 질병이지만, 아직 효과적 치료 약물은 없는 실정이다.
 
현택환 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단장(서울대 화학생물공학부 특훈교수) 연구팀은 이승훈 서울대병원 신경과 교수팀과 공동으로 패혈증 치료 효과가 있는 나노입자를 개발했다고 12일 밝혔다. 이 나노입자는 패혈증 주요 원인인 활성산소를 없애 주는 항산화 효과가 있는 것으로 확인됐다. 조기에 활성산소를 잡으면 패혈증의 전신 확산을 막을 수 있다.
 
연구진은 항산화, 항염증 작용이 탁월한 세리아-지르코니아(CeZrO2) 나노입자(합성 나노입자)의 패혈증 치료 효과를 확인했다. 이 합성 나노입자는 단 한 번의 체내 주입만으로 반영구적 항산화 작용을 한다. 
 
패혈증에 걸리면 활성산소가 과다하게 발생하고 염증 과민반응이 일어나 조직이 괴사하고 장기가 손상된다. 연구진은 체내 활성산소 농도를 낮추고 염증을 줄이기 위해 앞서 2012년부터 세리아(Ce2O3) 나노입자가 갖는 항산화 기능에 주목했다. 세리아 나노입자는 뇌출혈, 알츠하이머병 등에 완화 효과가 있음이 입증된 바 있다.
 
이후 연구진은 인체 영향을 줄이기 위해 나노입자의 성능을 끌어올려 사용량을 줄였다. 합성 나노입자는 세리아 나노입자와 지르코늄(Zr) 이온을 결합한 것으로, 활성산소를 제거하는 세륨 3가 이온(Ce3+)의 비율이 2배가량 높아지고 유지력은 길어졌다. 급성 패혈증을 앓도록 만든 실험용 쥐에 합성 나노입자를 투여하자, 장기 손상이 줄면서 감염 후 2주 간 생존률이 약 2.5배 높아졌다.
 
연구진은 이번 연구 성과에 대한 국내 특허를 등록했고, 해외 특허도 출원한 상태다. 이 교수는 “이번 연구는 수요가 큰 임상 분야에 기초과학을 접목시킨 융합 연구의 결과”라고 말했다. 현 단장은 “합성 나노입자가 실제 패혈증 환자의 시술과 치료에 활용 되리라 기대한다”고 말했다.

 

연구 결과는 화학 분야 최고 권위 논문인 ‘앙게반테 케미’ 온라인판에 7월 5일자에 ‘가장 주목받는 논문(Hot Paper)’으로 게재됐다.

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