국내연구진이 개발해낸 미토콘드리아 표적 나노입자 항산화제가 알츠하이머성 치매 치료제 신약의 가능성을 보였다.

기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 나노입자 연구단 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 교수)과 묵인희 교수(서울대학교 의과대학 생화학교실 교수) 연구진은 자체 개발한 산화세륨(CeO₂, 세리아 ceria) 기반 미토콘드리아 표적 나노입자 항산화제가 생쥐의 알츠하이머병 치료에 효과가 있음을 입증했다.

연구진은 미토콘드리아 내 활성산소* 제거를 위한 항산화제 개발을 목표로 나노분야와 의생명분야의 공동연구를 진행, 강력한 항산화제인 산화세륨 나노입자** 표면에 미토콘드리아 표적물질인 TPP잔기***를 입혀 새로운 미토콘드리아 표적 나노입자의 합성에 성공했다.

새로운 나노입자는 TPP잔기의 작용으로 세포내 미토콘드리아 속으로 들어가 머물며, 알츠하이머 등 각종 질병의 원인으로 지목되고 있는 미토콘드리아 내 활성산소를 지속적으로 제거할 수 있도록 만들어졌다.

연구팀은 실험용 알츠하이머 생쥐의 뇌에 미토콘드리아 표적 나노입자를 주입하는 실험을 통해, 새로운 나노입자가 생쥐 뇌 속 손상된 신경세포를 회복시키고 신경염증반응을 완화하는 등 알츠하이머병 치료에 효과가 있음을 입증했다.

이번 연구를 주도한 현택환 단장은 “나노‧의생명분야의 공동연구를 통해, 여러 질병의 원인으로 꼽히는 미토콘드리아 내 활성산소를 효과적으로 제거할 수 있는 새로운 나노입자의 합성에 성공했다”라고 평가했다.

묵인희 교수는 “이번 연구가 알츠하이머 뿐 아니라 여러 신경퇴행성질환의 치료제 개발에도 획기적 전환점을 가져올 것으로 기대한다”고 밝혔다.

▲ 미토콘드리아 표적 산화세륨(세리아) 나노입자의 합성

▲ 미토콘드리아 표적 산화세륨 나노입자의 공초점 현미경 사진

▲ 활성산소 제거능력 실험(좌), 결과 요약(우)

▲ 미토콘드리아 표적 산화세륨 나노입자가 알츠하이머병 모델 생쥐의 신경세포에 미치는 영향

▲ 미토콘드리아 표적 산화세륨 나노입자가 알츠하이머병 모델 생쥐에서 나타나는 신경염증반응에 미치는 영향

이번 연구결과는 화학분야 세계 최고 권위의 학술지인 ACS Nano (IF 12.8) 온라인 판에 2월 11일 게재됐다.

본 연구는 미래창조과학부 뇌과학원천기술개발 사업의 치매뇌지도 구축사업의 지원을 받아 수행되었다.