표준연·서울대, 뇌질환 치료약 효과 실시간 모니터링 성공

국내 연구진이 치매나 뇌졸중 등 뇌질환 치료 약물의 효과를 실시간 확인하는 기술을 개발했다.

한국표준과학연구원은 나노바이오측정센터 이태걸 박사팀이 서울대 의대 김정훈 교수팀과 공동으로 뇌질환 치료 약물의 효과를 모니터링하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.뇌혈관에는 뇌를 보호하는 일종의 안전장치인 '혈액뇌장벽'이 있어서 혈관을 타고 온 염증과 세균 등이 뇌 조직으로 흡수되는 것을 막는다. 또 혈관 물질이 혈관 조직으로 흡수되는 정도인 '혈관투과성'이 노화나 질병 등으로 높아지면 뇌에 세균 등 독소들이 침투할 확률이 커져 치매나 뇌종양 등 뇌질환으로 이어진다. 이 때문에 혈관투과성을 낮추는 다양한 약물들이 개발되고 있지만, 효과를 제대로 평가하기 힘들어 약물 개발 속도가 더뎠다.

연구팀은 금 나노기판을 이용해 혈관내피세포의 전기 저장 용량을 측정하는 방법으로, 치료 약물에 의한 혈관투과성 감소 효과를 실시간 관찰하는 데 성공했다. 금 나노기판 위에 혈관투과성이 높은 혈관내피세포를 만들어 전류를 흘려보내면 세포의 정전용량을 측정할 수 있다. 여기에 혈관투과성을 낮추는 약물을 넣으면 정전용량이 높아지는 만큼 뇌질환 치료 약물에 따른 세포의 정전용량 변화 수치를 실시간 확인할 수 있는 것이다.

기존에는 세포막 구성 단백질에 형광물질을 표시한 후 약물로 인한 세포막 변화를 형광현미경으로 관찰해 파악했다. 이 방식은 약물 투입 후 2∼3일 후에나 세포 변화를 관찰할 수 있고, 정량적 분석이 어렵다는 한계가 있었다.

이 방식은 기판 16개에 각각 세포를 동시에 배양할 수 있어 특정 약물의 효과를 정확하게 분석하거나 여러 약물을 검사할 수도 있다. 앞으로 기판 수를 늘려 판별속도를 높여나갈 계획이다.이 연구결과는 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트(6월호)'에 실렸다.

이태걸 박사는 "그동안 혈관투과성 조절 약물의 효과를 정량적으로 실시간 검사하는 방법이 없었는데, 세포의 정전용량 측정을 통해 가능케 했다"면서 "뇌질환 약물 효과를 사람에게 적용하기 전 미리 확인할 수 있어 다양한 뇌질환 약물 선별검사에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@