IBS 나노입자연구단, 극소량으로 활성산소 제거
방사선 피복 위한 보호제로 활용 전망
방사선 피복 위한 보호제로 활용 전망
IBS 제공
IBS(기초과학연구원) 나노입자연구단 현택환 단장(서울대 석좌교수)과 박경표 서울대 치대 교수 연구팀은 방사선을 쪼일 때 나오는 과량의 활성산소를 극소량의 투여량으로 제거할 수 있는 '나노입자'를 개발했다고 6일 밝혔다.
항암 치료나 진단 등 의료 분야에서 방사선을 쬐면 인체 내 물 분자가 수 밀리초(㎳·1000분의 1초) 내 분해되고, 많은 양의 활성산소가 발생한다. 활성산소는 세포에 손상을 입히기 때문에 방사선 분해로 생기는 과량의 활성산소를 빠르게 제거해야 체내 줄기세포 손상을 최소화해 방사선으로부터 인체를 보호할 수 있다.
현재 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 방사선 보호제는 '아미포스틴'이 유일하다. 아미포스틴은 전신이 아닌 타액선(침을 내보내는 샘)의 손상만을 제한적으로 예방할 수 있고 독성에 의한 부작용 우려가 있다. 또 고농도로 투여해야 효과가 있고, 30분 내 분해돼 사용 시간에도 제약이 있다.
연구팀은 세륨산화물과 망간산화물이 패혈증, 파킨슨병 등 활성산소 관련 질병 치료에 효능이 있다는 사실에 주목해 세륨산화물 나노입자 위에 망간산화물 나노입자를 증착시켜 나노입자를 제작했다. 두 나노입자의 격차로 인해 망간산화물 입자 내의 격자 간격이 벌어져 표면 흡착에너지에 조절하는 방식으로 적은 투여량으로 활성산소 제거능력을 높였다.
연구팀은 합성된 세륨-망간산화물 나노입자가 세륨산화물 나노입자에 비해 항산화 성능이 최대 5배 가량 높아졌다고 설명했다.
또 인간 소장 오가노이드(장기유사체)를 사용해 합성된 나노입자의 방사선 보호 효과를 분석한 결과, DNA 손상과 세포자살, 스트레스 등 부작용이 획기적으로 개선됐고, 세포 재생 관련 유전자들의 발현도 증가한 것을 확인했다.
아울러, 치사율 100% 고선량 방사선에 노출된 실험용 쥐에 아미포스틴 권장 투약량 360분의 1에 해당하는 매우 적은 양의 나노입자를 투여한 결과, 아미포스틴보다 3.3배 높은 생존율을 보였다.
현택환 IBS 단장은 "세륨-망간 산화물 나노입자는 방사선 피폭으로부터 인체를 보호하는 효과적인 보호제로 활용할 수 있다"며 "방사선의 의학적 활용과 원전 사고로 인한 피해 우려를 줄일 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 재료분야 학술지 '어드밴스드 머터리얼스(지난달 11일자)'에 온라인에 실렸으며., 8월 표지논문으로 실릴 예정이다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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