"원격 제어 나노입자로 스트레스 호르몬 분비 조절"

생쥐 부신에 감열성 나노입자 주입, 호르몬 늘리는 데 성공
미 MIT 연구진, 저널 '네이처 어드밴시스'에 논문

(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 아드레날린이나 코르티솔 같은 스트레스 호르몬 분비에 이상이 생기면 우울증, 불안증, 외상후 스트레스 증후군(PTSD) 등이 올 수 있다.

미국 매사추세츠 공대(MIT) 과학자들이 자성 나노입자로 스트레스 호르몬 분비를 원격 제어 하는 기술을 개발했다.

자성을 띤 나노입자를 부신(adrenal gland)에 주입해, 약한 자장에서 반응하는 나노입자의 열로 이온 채널을 자극함으로써 호르몬 분비를 촉진하는 것이다.

이 대학의 폴리나 아니케바 재료공학 및 뇌 인지과학 교수팀은 관련 논문을 20일 저널 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다.

연구팀은 '시상하부 뇌하수체 부신 축(HPA axis)'에서 칼슘의 부신 세포 유입을 제어하는 이온 채널을 실험 표적으로 정했다.

이 채널을 통해 칼슘이 흘러 들어가면 부신 세포는 호르몬 분비를 시작한다. 다시 말해 호르몬 분비를 조절하려면 부신 세포로의 칼슘 유입을 제어할 수 있어야 한다는 뜻이다.

연구팀은 열에 민감한 이 채널을 자극하기 위해 자철석(magnetite) 소재의 나노 입자를 디자인했다. 인간 머리카락의 5천분의 1 두께로 자기적 결정을 형성하는 산화철 타입을 사용했다.

이 나노입자를 생쥐의 부신에 주입하면 최소 6개월간 머물면서 약한 자기장에 반응했다.

MRI 영상 진단의 100분의 1에 해당하는 50 밀리 테슬라의 자기장에서 섭씨 6도가량 온도가 상승했는데, 이는 주변 조직을 손상하지 않은 채 칼슘 채널을 열기에 충분했다.

실제로 이 정도의 자극만 줘도 생쥐의 코르티솔 분리가 두 배로, 노르아드레날린 분리는 25% 늘었고, 심장 박동도 눈에 띄게 빨라졌다.

연구팀이 목표로 삼은 'TRPV1' 감열 채널은 통각 수용체를 포함한 여러 지각 뉴런(신경세포)에서 발견된다. 이 채널은 고추의 발열 유기화합물인 캡사이신에 의해 활성화되기도 한다.

장차 이 기술이 더 발달하면, 미세 의료기기를 부신에 이식해 호르몬 분비를 조절하는 치료도 가능하할 것으로 기대된다.

또한 통증 완화 치료에도 적용될 가능성이 크다. 감열성 이온 채널은 통각 수용체에서 종종 발견되기 때문이다.

cheon@yna.co.kr

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