분당차병원 한인보 교수, 철산화물 함유 나노베지클로 척수손상 치료 가능성 제시

줄기세포 3세대 기술로 불리는 나노베지클에 철산화물 나노입자 이입 체외 자기장 유도로 척수손상부위 도달률 10배 향상 확인

분당차병원 신경외과 한인보 교수./분당차병원 제공

철산화물이 함유된 나노베지클(나노미터 크기의 소포체)을 외부 자기장으로 손상부위까지 유도해 척수손상을 치료하는 표적치료제 개발 가능성이 제시됐다.

차의과학대학교 분당차병원(원장·김재화)은 신경외과 한인보 교수와 서울대학교 화학생물공학부 김병수 교수팀이 이같은 연구결과를 발표했다고 6일 밝혔다.

연구팀은 척수손상 동물모델의 정맥에 철산화물 나노입자가 함유된 나노베지클을 주입한 뒤 체외에서 자기장을 이용해 유도하는 방식으로 치료물질의 손상부위 도달 확률을 기존 중간엽줄기세포 정맥주입 방식에 비해 10배까지 높이는데 성공했다.

연구결과는 나노 분야의 권위 있는 국제학술지 '나노 레터(Nano Letters)' 최근호에 게재됐다.

이번 연구를 통해 철산화물 나노베지클 자기장 유도방식을 적용할 경우 전체 주입량의 15%가 손상부위에 도달하는 것이 확인됐다.

이는 중간엽줄기세포를 정맥에 주입하는 기존 방식에 비해 척수손상부위 도달률이 8.5~10배 높아진 것이다.

척수손상 동물모델에서 나노베지클을 이용한 치료 모식도.

기존에도 중간엽줄기세포를 이용한 척수손상 치료가 여러 방식으로 시도됐지만 치료물질의 도달률이 너무 낮고 심각한 부작용이 수반돼 표적치료제 개발이 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 이 같은 어려움을 해결하기 위해 나노베지클에 철산화물 나노입자를 함유시킨 뒤 외부 자기장을 활용했다.

중간엽줄기세포에 철산화물 나노입자를 이입할 경우 일반적인 나노베지클에 비해 단백질과 RNA, 마이크로RNA 등의 치료인자가 대량으로 생성된다는 기존 연구결과에 착안해 연구를 진행했다.

이렇게 분비된 나노베지클에는 철산화물이 함유되어 자기장을 통해 유도할 수 있다는 특성을 활용, 정맥을 통한 손상부위 도달률 증대를 시도했다.

척수손상 동물 모델의 손상부위에 자석을 올려놓고 정맥에 철산화물 함유 나노베지클을 주입한 결과 나노베지클의 손상 부위 도달률이 크철게 높아졌으며 치료효과도 더 우수한다는 것을 확인했다.

한인보 교수는 "동물연구를 통해 척수손상 표적치료제의 안전성과 치료효과를 높일 수 있다는 것을 확인했다"며 "앞으로 척수손상 환자를 대상으로 MRI 등 자기장을 이용하는 의료장비를 적용해 나노베지클 임상시험을 진행할 초석이 마련됐다는 점에서 의의가 크다"고 말했다. 

성남/김규식기자 [e-mail]