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한국과학기술원(KIST)을 비롯한 한미 공동 연구진이 개발한 나노입자의 구조. 이 나노입자를 활용하면 뇌에서 치매 원인 물질 중 하나인 아밀로이드베타(Aβ) 단백질(노란색)만 선택적으로 흡입·제거해 비정상적인 Aβ 단백질의 응집을 80% 이상 차단해 주는 것으로 나타났다. [사진 제공 = KIST]
뇌 속에 비정상적으로 축적된 치매(알츠하이머병) 원인 물질만 선택적으로 흡입해 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 치매의 진행 속도를 늦추는 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

이준석 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원과 박찬범 KAIST 신소재공학과 교수, 엘레나 로즈코바 미국 아르곤국립연구소(ANL) 책임연구원 등 공동 연구진은 뇌에서 치매의 주요 원인 물질 중 하나로 꼽히는 아밀로이드베타(Aβ) 단백질만 흡입·제거할 수 있는 나노입자를 개발했다고 3일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 지난달 17일자 표지논문으로 게재됐다.

치매 환자의 뇌에서는 신경세포(뉴런)에 Aβ 단백질이 과다 생성·축적되고 정보 전달에 관여하는 타우 단백질의 구조와 기능에 이상이 나타난다. 특히 Aβ 단백질이 과도하게 응집될 경우 신경세포가 사멸하고 시냅스가 파괴돼 치매 진행이 가속되는 것으로 알려져 있다.
이에 연구진은 뇌에서 과다 생성된 Aβ 단백질을 흡입해 제거하는 새로운 접근 방식을 통해 Aβ 단백질의 응집을 원천적으로 차단하는 방법을 제시했다. 연구진이 개발한 나노입자는 표면에 보통 항체보다 크기가 작은 항체 조각인 'scFv'가 부착돼 있다. 표면적이 넓어 표적 물질인 Aβ 단백질을 효율적으로 흡입 가능하다.

연구진의 동물실험 결과에 따르면 이 나노입자는 Aβ 단백질의 비정상적인 응집 현상을 80% 이상 차단해 신경 독성을 낮춰 주는 것으로 나타났다. 이 연구원은 "향후 응용 범위를 확장하면, 체내 다양한 유해 물질을 선택적으로 제거할 수 있는 '나노 청소기'로 각종 질병 예방과 건강 증진에 활용 가능할 것"으로 기대했다.

한편 임미희 KAIST 화학과 교수 연구진은 대기 중 산소를 이용해 치매 발병에 관여한다고 알려진 구리-Aβ 단백질 복합체의 응집과 이에 따른 세포 독성을 개선할 수 있는 화학적 기법을 개발했다고 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)' 27일자에 발표했다. 산소와 반응하는 구리 이온의 특성을 활용해 구리-Aβ 단백질 복합체를 변형시켜 응집을 막는 방식이다.

[송경은 기자]