알츠하이머병 치료에 적용할 수 있는 차세대 나노 플랫폼의 모식도(좌측)와 효능 검증 결과(우측)

의과대학 김도경 교수 연구팀, 아밀로이드-베타 응집체 분해 약물 발굴
약물 활용해 뇌-표적형 전달 시스템 개발, 임상 적용 위한 후속 연구 진행 중

의과대학 김도경 교수 연구팀이 대표적인 퇴행성 뇌 질환 중 하나인 ‘알츠하이머병(Alzheimer's disease)’을 치료할 수 있는 새로운 나노 플랫폼(nano platform)을 개발했다. 관련 연구 성과는 ‘잠재적 알츠하이머병 치료 나노 플랫폼: 아밀로이드-베타 응집체 분해 약물 발견 및 다공성 실리콘 나노입자를 이용한 뇌 표적 전달 시스템(Potential Alzheimer’s Disease Therapeutic Nano-platform: Discovery of Amyloid-beta Plaque Disaggregating Agent and Brain-targeted Delivery System using Porous Silicon Nanoparticles)’이라는 제목의 논문으로 지난 1월 9일 생체 적용 물질 분야의 세계적 학술지 <바이오 액티브 머티리얼스(Bioactive Materials)>(IF=16.874, JCR=상위 1%)에 게재됐다.

알츠하이머병은 치매를 유발하는 가장 흔한 원인 질환이다. 전체 치매 환자의 절반 이상(50~80%)을 차지한다. 기억력과 인지능력 감소를 유발하고, 진행 과정에 따라 판단력과 방향 감각이 상실되거나 성격이 변화되는 등 다양한 신체 이상과 정신 이상 행동 증상이 나타난다. 고령화 사회의 진행으로 알츠하이머병의 발병률이 증가하고 있지만 아직 뚜렷한 원인과 치료 방법에 대한 보고가 없다.

연구진 사진으로 좌측부터 의과대학 김도경 교수, 김재훈 박사과정생, 엄혜지 석사과정생

‘아밀로이드 가설’ 기초, 약물 발굴해 다공성 실리콘 나노입자에 탑재
김도경 교수 연구팀은 알츠하이머병 유발 가설 중 아밀로이드 응집체(amyloid plaque)가 뇌혈관 주위에 쌓여 발병된다는 ‘아밀로이드 가설(amyloid hypothesis)’에 기초해 아밀로이드 응집체를 분해하는 새로운 물질을 발견했다. 이후 이 물질을 알츠하이머병의 치료제로 효과적으로 적용하기 위해 ‘다공성 실리콘 나노입자(porous silicon nanoparticle)’에 탑재한 뒤 뇌 표적화 방법으로 새로운 아밀로이드 응집체 분해 나노 플랫폼을 개발했다. 다공성 실리콘 나노입자는 생체 적합성이 우수하고 많은 양의 약물을 탑재할 수 있는 장점이 있다.

연구팀은 개발한 플랫폼을 알츠하이머병 동물 모델(mouse)에 적용했다. 그 결과 생체 내에서 매우 낮은 독성으로 뇌를 표적화해 아밀로이드 응집체 분해가 가능함을 확인했다. 해당 결과에 대해 <바이오 액티브 머티리얼스>의 편집위원들도 “생체에 적용할 수 있는 표적화된 새로운 알츠하이머병 소재를 개발했다”라며 높이 평가했다. 연구팀은 해당 기술의 국내 특허 출원을 완료했고, 국외 출원을 준비 중이다.

김도경 교수는 “본 연구를 통해 알츠하이머병의 병원성 물질을 근원적으로 제거할 수 있는 알츠하이머병 치료 소재가 새롭게 발굴됐다. 임상학적 적용을 위한 후속 연구가 현재 진행 중이고, 다양한 제형으로의 활용 연구가 이어질 것으로 기대한다”라고 연구의 의의를 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부 한국 보건 기술 연구 개발 사업 및 한국 연구 재단의 바이오 의료 기술 개발 사업, 핵심 연구 기관 사업, 과기정통부 지원사업의 지원을 받아 진행됐다.

글 정민재 ddubi17@khu.ac.kr
사진 김도경 교수 제공

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