서울대 강경선 교수팀, 나노물질 '그래핀양자점'으로 소아 치매 치료 가능성 제시

↑ 강경선 서울대 수의대 교수

서울대 수의과대학 강경선 교수팀은 꿈의 신소재로 불리는 '그래핀'과 그 유도체들이 희귀 퇴행성 뇌질환 치료에 효과가 있다는 사실을 과학적으로 처음 밝혀냈다고 15일 밝혔다. 이번 연구는 강 교수팀 주로로 서울대 화학부 및 차세대융합기술원 홍병희 교수연구팀, 벤처기업인 바이오그래핀이 참여했으며, 연구 결과는 나노분야 국제학술지 '나노 레터스(Nano Letters)' 온라인판에 이날부로 게재됐다.
구체적으로 이들 연구팀은 지적 능력 저하 등을 동반하는 난치성 소아 치매 질환인 'C1형 니만-피크병(NPD)'을 치료하는데 나노물질인 '그래핀양자점'이 효과가 있다는 가능성을 제시했다. 그래핀의 가장 작은 형태인 그래핀양자점은 수십 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하의 탄소 구조 나노물질로, 차세대 디스플레이 소재 뿐만 아니라 최근에는 질병 치료제로도 주목받고 있다.
C1형 니만-피크 질환은 콜레스테롤 수송체 단백질인 NPC1 단백질이 돌연변이 되면서 콜레스테롤과 지질이 세포 내에 축적되는 것이다. 미성년일 때 증상이 발현해 걸음이 휘청거리고 보행 장애가 나타나는 운동 실조증, 기억력 감퇴, 지적 능력 저하 등 치매 증상을 보이다가 20세 이전에 사망한다.
강 교수 연구팀은 나노 단위의 탄소화합물인 그래핀양자점이 C1형 니만-피크병 치료제로서 가장 중요한 콜레스테롤과의 결합능력을 갖고 있다는 것을 밝혀냈다. 그래핀양자점이 콜레스테롤과 결합해 세포내 축적을 억제할 수 있다는 것이다. 특히 그래핀양자점이 사람의 뇌-혈관 장벽(BBB)을 통과한다는 사실을 증명함으로써 그래핀양자점을 뇌에 투여할 필요없이 복부에 주사하는 것만으로도 손상된 뇌를 치료할 수 있다는 점을 확인했다고 설명했다. 실제 쥐를 대상으로 하는 그래핀양자점의 동물실험 결과, 운동 실조 증상이 완화된 것으로 나타났다. 질환이 진행될 때 분화가 촉진되는 특정 세포의 분화가 억제되는 사실도 발견했다.
강 교수는 "그래핀양자점은 향후 C1형 니만-피크 질환과 유사한 발병 및 진행 과정을 보이는 다른 형태의 퇴행성 뇌 신경질환의 치료제로 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.
홍병희 교수는"바이오 벤처기업인 바이오그래핀으로 이전된 특허기술을 바탕으로 미국립보건원(NIH)과 협력해 유효성과 안정성을 검증하는 전임상 및 임상을 진행하면서 미국 식품의약국(FDA) 신속심사도 추진할 계획"이라고 전했다.
이번 연구는 한국연구재단 기초연구실사업의 지원을 받아 이뤄졌다.
[김병호 기자]