나노물질 '그래핀양자점'으로 소아 치매 치료 가능성 제시

서울대 강경선 교수·바이오그래핀 공동 연구 결과

(서울=연합뉴스) 김잔디 기자 = 나노물질인 '그래핀양자점'이 지적 능력 저하 등을 동반하는 난치성 소아 질환인 니만-피크 질환(Niemann-Pick disease, NPD)을 치료하는 데 사용할 수 있다는 가능성이 제시됐다.

서울대학교 강경선 교수 연구팀은 차세대융합기술연구원, 벤처기업 바이오그래핀과 함께 공동 연구한 결과, 동물실험을 통해 그래핀양자점이 퇴행성 뇌질환에 치료 효과가 있다는 사실을 확인했다고 15일 밝혔다.

'꿈의 신소재'라 불리는 그래핀의 가장 작은 형태인 그래핀양자점은 수십 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하의 크기를 가지는 탄소 구조의 나노물질로, 최근 차세대 디스플레이 소재뿐 아니라 질병 치료제로도 주목받고 있다.

C1형 니만-피크 질환은 콜레스테롤 수송체 단백질인 NPC1 단백질이 돌연변이 되면서 콜레스테롤과 지질이 세포 내에 축적되는 질환이다. 보통 미성년일 때 증상이 발현해 걸음이 휘청거리고 보행 장애가 나타나는 운동 실조증, 기억력 감퇴 및 지적 능력 저하와 같은 치매 증상을 보이다 20세 이전에 사망한다.

강 교수 연구팀은 나노 단위의 탄소화합물인 그래핀양자점이 C1형 니만-피크병의 치료제로서 가장 중요한 콜레스테롤과의 결합능력을 갖고 있다는 것을 밝혀냈다. 그래핀양자점이 콜레스테롤과 결합해 세포 내 축적을 억제할 수 있다는 것이다.

특히 연구팀은 그래핀양자점이 사람의 뇌와 혈관 사이 장벽을 통과한다는 사실을 증명함으로써 그래핀양자점을 뇌에 투여할 필요 없이 복부에 투여하는 것만으로도 손상된 뇌를 치료할 수 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

실제 쥐를 대상으로 하는 그래핀양자점의 동물실험 결과, 운동 실조 증상이 완화됐다. 질환이 진행될 때 분화가 촉진되는 특정 세포의 분화가 억제되는 사실도 발견했다.

강 교수는 "그래핀양자점은 향후 C형 니만-피크 질환과 유사한 발병 및 진행 과정을 보이는 다른 형태의 퇴행성 뇌 신경질환의 치료제로 확장할 수 있을 것"이라고 기대했다.

연구 결과는 나노분야 국제학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 온라인판에 이달 15일 게재됐다.

(서울=연합뉴스) 그래핀 양자점의 콜레스테롤 결합을 통한 콜레스테롤의 리소좀 축적 완화 효과 모식도. 2021.02.15. [강경선 서울대 교수 제공. 재판매 및 DB 금지]

jandi@yna.co.kr

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