알츠하이머 원인 물질 저주파 자기장으로 분해 성공

KAIST 연구팀, 응집체 분해하고, 신경독성 중화

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 알츠하이머질환을 유발하는 물질을 저주파 자기장으로 분해해 관련 질환을 치료할 가능성을 제시했다.

한국과학기술원(KAIST)은 박찬범 신소재공학과 교수 연구팀이 저주파 자기장 반응성 나노입자 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.

박찬범 KAIST 교수.(사진=KAIST)

자기 전기 소재는 자성과 전기성이 결합한 물성을 가지며 스핀트로닉스 소자, 트랜스듀서 등 다양한 전자기기를 구성하는 핵심 물질이다. 그러나 자기 전기 소재는 원자 내 전자의 회전과 궤도 운동을 방해하는 양성자의 정전기적 상호작용으로 성능을 높이는데 한계가 있었다.

연구팀은 자기 전기 소재의 일종으로 반도체 분야에서 주로 쓰는 코발트 페라이트와 비스무스 페라이트를 코어쉘 구조로 접합시켜 이종 자기 전기 나노입자를 개발했다. 서로 다른 자기 전기 소재의 균일한 접합으로 이들의 경계면에서 저주파 자기장에 반응하는 자기·압전효과를 일으켰다.

연구팀은 또 나노입자가 저주파 자기장에 반응해 전하 운반체를 생성할 때 열을 방출하지 않는 현상에 주목했다. 자기장은 뇌 조직을 손상 없이 투과할 수 있으며 자기공명영상(MRI) 등에서 활용돼 의료적 안전성이 검증됐다.

연구팀이 나노입자에 저주파 자기장을 쏘자 베타·아밀로이드 펩타이드를 산화시켜 응집체의 결합력을 약화시켜 분해했다. 신경독성도 중화시키는 것으로 나타났다.

아밀로이드 응집체는 알츠하이머병 등 퇴행성 신경질환에서 공통적으로 관찰되며, 규칙적인 수소 결합을 통해 안정적인 단백질 이차구조를 가져 분해가 어렵다고 알려졌는데 이를 해결할 방법을 제시한 셈이다.

박찬범 교수는 “저주파 자기장 반응성 나노소재는 독성이 낮고, 자기장과 반응해 아밀로이드 응집체를 효율적으로 분해해 의료분야로 확장할 잠재력이 있다”며 “향후 알츠하이머 형질변환 마우스을 이용한 동물실험 등이 필요하다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 13일자로 게재됐다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)