나노 입자로 알츠하이머 원인 물질 제거

KAIST, "뇌 조직 손상 없는 자기장 이용해 베타-아밀로이드 펩타이드 분해"

저주파 자기장에 반응해 알츠하이머병 원인 물질을 제거하는 나노 입자가 나왔다. 

KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 박찬범 교수 연구팀이 저주파 자기장 반응성 나노입자를 개발했다고 16일 밝혔다. 이 나노 입자에 저주파 자기장을 쬐면 알츠하이머 질환을 일으키는 베타-아밀로이드 펩타이드를 산화시켜 그 응집체 결합력을 약하게 해 분해한다는 사실도 발견했다. 신경독성도 중화됐다. 

저주파 자기장에 반응하여 들뜬 상태의 전하운반체를 형성함으로써 베타-아밀로이드 응집체를 분해하는 자기전기 나노입자의 모식도 (자료=KAIST)

연구팀은 자성과 전기성이 결합한 특성을 가진 자기 전기 소재의 일종으로 반도체와 배터리에 주로 쓰이는 코발트 페라이트와 비스무스 페라이트를 코어쉘 구조로 접합, 이종 자기 전기 나노입자를 개발했다. 서로 다른 자기 전기 소재를 균일하게 붙여 이들의 경계면에서 저주파 자기장에 반응하는 자기-압전효과를 일으키는데 성공했다. 성능 향상에 한계가 있던 기존 자기 전기 소재의 문제를 극복한 것이다. 

특히 나노입자가 저주파 자기장에 반응해 전하 운반체를 생성할 때 열을 방출하지 않는 현상에 연구팀은 주목했다. 자기장은 뇌 조직을 손상 없이 투과할 수 있으며, 자기공명영상(MRI) 등에 쓰이는 등 의료적 안전성이 검증됐다. 

박찬범 교수는 "저주파 자기장 반응성 나노소재는 독성이 낮으며, 자기장과 반응해 아밀로이드 응집체를 효율적으로 분해할 수 있기에 의료 분야로 확장할 수 있는 잠재력이 있다"라며 "이를 검증하기 위해 향후 알츠하이머 형질변환 마우스 등을 이용한 동물실험 등이 우선적으로 필요하다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업(창의연구)의 지원을 받아 수행됐으며, 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 13일 게재됐다.