세리아 나노입자를 이용한 뇌졸중 치료제가 세계 최초로 개발됐다.
서울대병원 신경과 이승훈 교수와 서울대학교 화학생물공학부 현택환 교수팀은 희토류의 일종인 세리아를 이용하여 3 nm의 균질하고 생체에 접합한 나노입자를 제작했다고 13일 밝혔다.또 이러한 세리아 나노입자가 뇌경색에서 항산화, 항세포자멸사 효과를 통해 생체 내에서 뇌경색에 의한 손상을 줄인다는 것을 처음으로 밝혀냈다고 덧붙였다.
뇌혈관질환은 국내에서 암에 이어 사망원인 2위이며, 단일질환으로는 사망원인 1위를 기록하고 있지만 뇌경색에서 혈전용해제를 제외하고는 임상적으로 공인된 신경보호제는 전무한 실정이다.
연구팀은 희토류의 일종인 세리아를 작은 크기의 나노입자로 만들면 항산화효과를 보이는데, 이는 세리아 크리스탈의 표면에서 세륨이 Ce4 로 존재하나 이를 나노입자로 만들게 되면 표면에 Ce3 가 존재하게 되어 활성산소를 환원하는 효과가 커지는 것을 주목했다.
연구팀은 생체 내에서 작동이 가능하고 항산화효과가 큰 세리아 나노입자를 제작하기 위해 이전에 만들어진 바 없는 3nm의 매우 작은 크기의 나노입자를 제작했으며, 그 표면에 폴리에틸렌 글리콜(plyethylene glycol, PEG)를 코팅하여 혈액이나 조직 속으로 잘 전달하도록 했다.
연구팀은 쥐(rat)에 뇌경색을 유발한 다음 치료군에서는 정맥을 통해 세리아 나노입자를 0.5mg/kg와 0.7mg/kg를 각각 주입하고 대조군에서는 아무것도 주입하지 않았다. 그 결과 0.5mg/kg 주입군에서는 뇌경색의 크기가 44.6%, 0.7mg/kg 주입군에서는 50.2% 감소한 반면 대조군에서는 변화가 없다는 것을 확인했다.
이승훈 교수는 “최근 각광을 받고 있는 나노기술을 이용하여 뇌경색의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다”면서 “하지만 이번 결과는 실험적 쥐 모델에서 얻은 결과이므로, 사람에게 적용하기 위해서는 심화연구가 필요하다”라고 전했다.
보건복지부지정 보건의료연구개발사업 중개연구 중점연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구는 세계적인 권위의 학술지인 앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition, 인용지수: 13.455)’에 게재될 예정이며, 이달 초 온라인으로 먼저 공개된 바 있다.