치매 원인 물질만 빨아들이는 '나노 청소기' 개발됐다

알츠하이머병(치매)의 주원인이 되는 것으로 알려진 '베타-아밀로이드 단백질'만을 빨아들이는 '나노 청소기'가 개발됐다.

3일 한국과학기술연구원(KIST)은 분자인식연구센터 이준석 박사팀이 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 박찬범 교수팀, 아르곤 국립연구소와의 공동연구를 통해 치매의 주요 원인 물질로 꼽히는 베타-아밀로이드 단백질을 흡입해 제거함으로써 알츠하이머 질환의 진행을 예방하는 나노 청소기를 개발했다고 밝혔다.

베타-아밀로이드 단백질은 뇌 속에서 응집되는 특성이 있다. 이 단백질이 과도하게 응집되면 신경세포를 사멸시키는 등 알츠하이머의 진행을 가속시킨다.

이러한 응집을 막기 위해 베타-아밀로이드 단백질의 생성을 차단하거나, 생성된 단백질이 서로 응집되지 않도록 항체 및 저해제를 활용하는 연구가 여러 방면에서 진행되고 있으나 아직 효과적인 치매 치료제는 개발되지 못했다.



이런 가운데 이준석 박사팀은 응집을 막으려는 기존 방식이 아닌 생성된 베타-아밀로이드 단백질을 원천적으로 흡입해 제거하는 새로운 접근법을 통해 독성물질의 생성을 예방하는 전략에 주목했다.

이에 따라 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 디자인해 넓은 표면적을 갖는 나노 구조체를 제작했다. 연구진은 이 구조체에 표적 물질에 대한 선택성은 높으면서도 보통의 항체보다 작아 더 높은 효율로 흡입할 수 있는 미니항체(scFv)를 부착해 표적 물질인 베타-아밀로이드 단백질을 선별해 흡착하도록 했다.

이 나노 청소기는 베타-아밀로이드 단백질을 효과적으로 흡착해 베타-아밀로이드 단백질의 비정상적 응집을 80% 이상 차단해 신경독성을 완화했다. 연구진은 동물실험을 통해 그 효과를 입증해 미래 항-아밀로이드성 억제제로서의 가능성 또한 입증했다.

연구를 주도한 이준석 박사는 "응용 범위를 확장하면 체내 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있는 나노 청소기로써 질병 예방 및 건강증진에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

해당 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업과 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행됐다. 이번 연구결과는 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼스'(Advanced functional Materials) 표지 논문으로 선정돼 게재될 예정이다.

cho11757@news1.kr