'저주파 자기장' 활용해 '알츠하이머' 유발 물질 없앤다

KAIST, 저주파 자기장 나노입자 개발
'베타 아밀로이드' 분해, 신경독성 중화

KAIST는 알츠하이머 질환 유발 원인인 베타-아밀로이드 단백질 응집체를 효과적으로 분해할 수 있는 '저주파 자기장 나노입자'를 개발했다. 사진은 나노입자에 반응해 베타-아밀로이드 응집체를 분해하는 모식도. KAIST 제공

인체 무해한 저주파 자기장을 이용해 알츠하이머 치매의 원인 물질을 분해하는 기술이 개발돼 치료제 개발 가능성을 높이고 있다.

KAIST는 박찬범 교수(신소재공학과) 연구팀이 알츠하이머 질환을 유발하는 '베타-아밀로이드 펩타이드' 응집체를 분해할 수 있는 저주파 자기장 반응성 나노입자를 개발했다고 16일 밝혔다.

알츠하이머는 가장 흔한 퇴행성 뇌질환 중의 하나로, 신경세포가 점진적으로 손상되면서 인지 기능이 떨어져 각종 정신적·행동적 이상 증상을 나타낸다. 베타 아밀로이드는 알츠하이머 질환 환자의 뇌에 특이적으로 축적된 이상 단백질로, 알츠하이머와 병리적 상관성이 높은 것으로 알려져 있다.

연구팀은 자기 전기 소재로 반도체와 배터리에 주로 쓰이는 '코발트 페라이트'와 '비스무스 페라이트'로 접합해 이종 구조의 자기 전기 나노입자를 만들었다. 서로 다른 자기 전기 소재의 균일한 접합을 통해 이들 경계면에서 저주파 자기장에 반응하는 '자기-압전효과'를 일으킬 수 있도록 해 전하 운반체를 더 많이 형성하도록 한 것이다.

특히 나노입자는 저주파 자기장에 반응해 전하 운반체 생성 시 열을 방출하지 않아 뇌 조직 손상 없이 베타-아밀로이드 응집체를 효과적으로 분해할 수 있다. 베타 아밀로이드 단백질은 규칙적인 수소 결합을 통해 매우 안정적인 이차구조를 가져 분해하기 어려운 것으로 알려져 있다.

연구팀은 개발한 나노입자에 저주파 자기장을 쏘자, 베타 아밀로이드 단백질의 결합력이 약해져 분해되고, 신경독성이 중화되는 것을 확인했다.

박찬범 KAIST 교수는 "나노 입자는 독성이 낮고 자기장과 반응해 베타 아밀로이드 단백질를 효율적으로 분해할 수 있어 의료분야로 활용 가능성이 크다"며 "앞으로 알츠하이머 형질질환 마우스 등을 이용한 동물실험을 통해 안전성과 효능을 검증해 나가겠다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(지난 13일자)'에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr