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양성자 쬐어 치매 원인물질 제거한다

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2018년 07월 02일 13:35 프린트하기

양성자를 쬐어 알츠하이머 치매의 독성 물질을 치료하는 방법이 개발됐다. 뇌 속 베타 아밀로이드와 타우 단백질과 만나 독성을 유발하는 산화철 나노입자를 무해한 성질을 갖도록 바꾸준다.

김종기 대구카톨릭대학교 의공학교실 교수 연구팀은 투과성 양성자를 이용해 알츠하이머성 뇌의 신경독성을 제거하는 기술을 개발했다고 한국연구재단이 2일 밝혔다.

알츠하이머 치매의 원인 물질로 베타 아밀로이드와 타우 단백질이 꼽힌다. 뇌에 응집된 이들 물질이 산화철 나노입자와 복합체를 형성하고, 이 때 반응성이 큰 2가 철이온(Fe+2)으로 인해 활성산소가 생성되면서 독성이 유발된다.

 

2가 철이온을 가지는 아밀로이드 플라그로부터 산화철 표면에서 활성산소(•OH)가 생성되는 모습. 생성된 활성산소는 그리드 세포 등 신경세포를 손상시켜 치매증상을 유발함. - 한국연구재단
2가 철이온을 가지는 아밀로이드 플라그로부터 산화철 표면에서 활성산소(•OH)가 생성되는 모습. 생성된 활성산소는 그리드 세포 등 신경세포를 손상시켜 치매증상을 유발함. - 한국연구재단

연구팀은 투과성이 있는 양성자를 쬐어 정상 뇌세포를 손상하지 않고 신경 독성을 제거하는 치료법을 개발했다. 양성자가 산화철 나노입자에서 전자 방출을 유도해 베타 아밀로이드 등 단백질과의 결합 구조가 깨지면서 철의 독성 이온이 독성이 없는 3가 철이온(Fe+3)으로 바뀌는 원리다.

 

투과성 양성자를 조사하여, 산화철나노입자로부터 아밀로이드 플라그가 분쇄되면서, 산화철이 비독성 3가 이온으로 변환되는 모습.- 한국연구재단
투과성 양성자를 조사하여, 산화철나노입자로부터 아밀로이드 플라그가 분쇄되면서, 산화철이 비독성 3가 이온으로 변환되는 모습.- 한국연구재단


김교수 연구팀은 본래 산화철나노입자를 정맥주사로 주입해 종양이나 혈전에 전달한 후, 투과성 양성자를 쬐어 나노 입자에서 전자를 방출하는 쿨롱 나노 라디에타 치료 기술을 연구해 왔다. 알츠하이머성 치매의 원인이 뇌에 있는 금속나노입자의 신경독성이라는 사실에 착안, 약물전달 과정을 생략하고 양성자만 투과해 금속 성분의 독성을 제거하는 연구에 나섰다.

김종기 교수는 “투과성 양성자를 이용해 알츠하이머성 뇌의 신경독성 및 플라그‧매듭을 제거하는 기반 기술을 개발한 것”이라며 ”향후 생체모델을 이용해 세포 손상 경로와 노인반‧타우 매듭 제거에 따른 인지기능 회복 및 치료 안전성을 연구할 계획“이라고 말했다.

한편 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 방사선기술개발사업의 지원으로 한국원자력연구원의 양성자가속기를 이용해 수행됐다. 학술지 '케임브리지 재료연구회 교신(MRS communications)' 6월 15일자에 논문으로 게재됐다.

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