한미 연구진, 꿈의 소재 그래핀 활용해 척수 신경세포 회복 물질 개발

 

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한미 연구진, 꿈의 소재 그래핀 활용해 척수 신경세포 회복 물질 개발

 

 

한미 연구진, 꿈의 소재 그래핀 활용해 척수 신경세포 회복 물질 개발입력 : 2016.09.26 16:13

한미 공동 연구진이 절단된 척수의 신경세포를 빠른 속도로 회복시키는 새 물질을 개발하는 데 성공했다. 연구가 진척되면 불의의 사고에 의한 척수 손상으로 신체 일부분이 마비된 중증 환자에 적용할 가능성이 높아 주목된다.

미국 라이스대학 제임스 투어 교수 연구진과 건국대 의학전문대학원 김시윤 교수 연구팀은 이른바 꿈의 소재 ‘그래핀’을 활용해 손상된 척수 신경 세포를 빠른 속도로 회복시키는 물질을 개발하고 학술지 ‘국제외과신경학’에 발표했다고 26일 밝혔다.

그래핀이란 흑연을 뜻하는 그래파이트(graphite)와 화학에서 탄소 이중결합을 가진 분자 인(ene)을 결합해 만든 용어다. 탄소 원자로 만들어진 벌집 형태 구조를 가진 소재로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 강철보다 200배 이상 강한 꿈의 소재로 알려져 있다.

▲ 사고로 척수가 손상되면 신경세포도 손상돼 신체를 움직이기 어려워진다. 연구진은 척수의 신경세포를 빠르게 회복시키는 새로운 물질을 개발했다. / 위키미디어 제공

연구진은 그래핀에 폴리에틸렌글리콜(PEG)이라고 불리는 세포 융합에 사용되는 중합체에 그래핀을 적용해 신경 세포 간 네트워크를 회복시키는 데 성공했다. 신경세포가 손상된 척수를 연결하는 물질로 그래핀이 처음 적용된 연구다.

투어 교수는 “그래핀 표면은 전도체 성질을 띠고 있어 뉴런(신경세포)의 성장을 자극한다”며 “신경세포 회복에 그래핀이라는 물질을 처음 적용한 연구로 동물실험에서 효과를 확인했다”고 밝혔다.

연구진은 신경세포 회복 속도를 높이기 위해 신경세포 성장에 방해가 되는 활성산소를 제거하는 데 ‘SOD(Superoxide Dismutase)’를 활용했다. 이를 통해 절단된 척수에 과하게 발현되는 활성산소를 물로 변환시켜 활성산소를 제거한 것이다.

김시윤 건국대 교수는 “활성산소를 일반적으로 세포를 손상시키는 역할을 하는데 이번에 개발한 물질에 SOD를 붙여 세포 손상을 최소화해 신경세포 회복 속도를 높인 것”이라고 설명했다.

연구진이 이번에 개발한 물질을 척수가 절단된 실험쥐의 절단 부위에 붙였더니 24시간 내에 신경 세포가 회복된다는 사실을 확인했다. 김 교수는 “당장 척수 손상 환자에 적용하기는 어렵겠지만 후속 연구를 통해 사람에게도 효과가 있는지 확인할 계획”이라고 밝혔다.