단백질 침착 내 산화철 나노입자를 타겟 … 다량의 전자방출로산화철과 단백질 침착 병변을 제거
알츠하이머 치매는 진행에 따라 아밀로이드 베타 및 타우어 단백질 침착 병변이 해마를 비롯한 대뇌 조직에 형성되면서 신경 염증 반응 유발과 신경세포 손상으로 기억력 및 인지 기능 저하가 발생하는데, 최근 알츠하이머 치매의 단백질 침착 병변 내에 산화철 마그네타이트 나노입자가 단백질과 결합하여 뇌염증반응과 신경세포 손상을 유발하는 것이 알려졌다.
김종기 교수 연구팀은 이번 연구에서 대뇌 정상조직의 손상 없이 산화철 나노입자를 획기적 양성자투과빔으로 자극하고, 다량의 전자를 방출시킴으로써 아밀로이드 단백질과 나노입자간 결합을 끊고 마그네타이트의 비독성화와 침착 단백질의 파열을 유도해 독성 산화철과 단백질 침착 병변을 제거하고 뇌염증반 제어 및 타우어 병변의 발현과 전파를 차단하는 새로운 비약물성 치료법을 개발해냈다.
지난 2018년 김종기 교수 연구팀은 미국 재료공학회(MRS)가 발간하는 MRS 커뮤니케이션에 ‘in vitro 아밀로이드-마그네타이트 fibril 모델을 이용 proof—of-concept 개념증명 연구 결과’를 발표했는데 이의 후속 연구로서 치매 유발 마우스 모델을 이용한 4년간의 생체 시험 연구 끝에 본 치료법이 아밀로이드 단백질 침착 병변과 산화철의 동시 제거, 작용기작의 검증 및 인지기능 회복이 유발됨을 증명해냈다.
김종기 교수는 “그동안 비용해성 플라그의 제거가 생물학적 방법 또는 약물 투여로 제거가 어렵자 학계 및 제약업계에서는 플라그 생성 전 단계인 용해성 아밀로이드 올리고머의 제거를 위한 약물과 플라그 제거 항체 개발 등을 실시했다. 하지만 임상시험에서 현재까지 병의 진행 제어와 치료 효능이 미미한 상태이다.”고 전했다.
이어 “그러나 본 연구 결과를 통해 이미 플라그 형성이 진행된 치매 환자에서 뇌염증반응 및 타우어 병변을 차단 또는 동시 제거함으로써 뇌신경세포재생 복원과 인지기능 회복에 중요한 치료적 기여가 예상된다. 그리고 퇴행성 뇌질환의 공통적 병변인 단백질 침착 내 산화철 나노입자를 치료 타겟으로 한 파킨슨병 및 다른 질환의 치료에도 활용성을 제시했다.”고 덧붙였다.
한편, 김종기 교수 연구팀의 본 치료법은 국제알츠하이머치매학회지인 ‘Journal of Alzheimer Disease online’ 최신호에 발표되었으며, 치료법 특허 등록 및 국제학회 발표 등으로 새로운 양성자 대뇌자극 치료기법의 국제적 인증을 받게 되었다.
김지예 기자
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