1000만명 파킨슨병 환자, 치료 길 열리나…자기장 이용 치료법 개발

IBS, 나노-자기유전학 기술 적용 치료법 개발
뇌 심부 신경세포 활성화..운동능력 회복 효과

IBS 나노의학 연구단은 자기장으로 파킨슨병을 치료할 수 있는 '나노-자기유전학 기반 DBS(뇌심부자극술)'을 개발했다. IBS 제공

천진우 IBS 나노의학 연구단장

자기장을 이용해 무선으로 파킨슨병 증상을 완화할 수 있는 기술이 개발됐다. 자기장 자극을 뇌의 특정 신경세포에 무선으로 줘 활성화하는 비침습 방식으로 운동능력 향상을 통해 치료 효과를 거둘 수 있다.

기초과학연구원(IBS)은 천진우 나노의학 연구단장(연세대 언더우드 특훈교수)과 곽민석 연구위원(연세대 교수) 연구팀이 자기장으로 뇌 심부의 신경세포를 활성화해 파킨슨병을 치료할 수 있는 '나노-자기유전학 기반 뇌심부자극술'을 개발했다고 1일 밝혔다.

파킨슨병은 퇴행성 뇌질환의 일종으로, 운동 조절에 중요한 역할을 하는 도파민 신경세포가 사멸돼 몸의 떨과 경직, 자세 불안정 등 운동 장애 증상이 나타난다. 현재 근본적인 치료제가 없고, 중증환자의 경우 증상 완화를 목적으로 외과적 수술인 뇌심부자극술(DBS)을 시도한다.

DBS는 뇌 심부에 전극을 심고 흉부 피하에 설치되는 자극 발생기를 통해 뇌에 전기자극을 주는 방식으로, 신경세포 간 신호를 조절해 파킨슨병의 증상을 완화할 수 있다. 하지만 외과적 수술을 통해 전극을 뇌 깊숙이 삽입해야 하기에 뇌출혈과 조직손상 등 심각한 부작용이 발생할 수 있다.

연구팀은 자기장을 이용해 뇌의 특정 신경세포를 무선으로 활성화해 뇌 기능을 제어하는 '나노-자기유전학기술'을 DBS에 적용했다. 이를 위해 뇌 심부에 자성을 띠는 나노크기의 입자를 주입하고, 자기유전학 장치를 통해 자기장 자극을 주면 자성나노입자가 특정 신경세포 표면에 붙어서 신경세포 활성화를 유도한다.

이 기술을 운동 장애를 가진 파킨슨 쥐에 적용해 자기장 자극을 줬더니 뇌 특정영역인 시상하핵의 신경세포가 10배 이상 활성화됐다. 또한 균형감각과 운동성이 약 2배 이상 향상돼 정상에 가까운 운동 능력을 보였다.

연구팀은 2주간 매일 반복해 자극을 받은 파킨슨 쥐는 자극을 중단한 24시간 후에도 회복된 운동 능력이 약 35% 유지되고, 치료효과가 지속되는 것을 확인했다.

천진우 IBS 단장은 "나노-자기유전학을 활용하면 기존 DBS 방식보다 비침습적이고 정밀하게 신경세포를 자극해 파킨슨병 증상을 완화하는 치료가 가능함을 보여준 연구결과"라며 "파킨슨병뿐 아니라 뇌전증, 알츠하이머 등 다양한 신경질환 연구와 치료에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '나노 레터스(지난 10일자)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr