나노입자 보호제, 실험으로 효과 입증
[시사뉴스 홍정원 기자] 국내에서 소량만 사용해도 방사선 피폭으로부터 전신 보호가 가능한 나노입자 합성에 성공했다.
기초과학연구원(IBS)은 “나노입자연구단 현택환 단장이 박경표 서울대 치의학대학원 교수 연구팀과 공동 연구로 방사선 조사 시 유발되는 과량의 활성산소를 극소량 투여량으로도 제거 가능한 나노입자를 개발했다”고 6일 밝혔다.
방사선을 쪼이면 인체 안에 물분자가 수 밀리 초(ms·1000분의 1초) 내에 분해되며 과량의 세포에 손상 입히는 활성산소가 발생에 방사선 분해로 생기는 과량의 활성산소를 신속히 제거, 체내 줄기세포 손상을 최소화하는 것이 방사선 의료분야의 핵심연구 영역이다.
아직까진 미국 FDA(식품의약국) 승인을 받은 방사선 나노입자 보호제는 '아미포스틴'이 유일하다. 다만 아미포스틴은 타액선의 손상만 제한적으로 예방 가능하고 독성에 의한 부작용 등 사용에는 제약이 있다.
국내 공동 연구진은 활성산소를 제거할 수 있는 나노입자에 주목해 패혈증, 파킨슨병, 알츠하이머 등 활성산소 관련 질병 치료에 효과가 있는 세륨산화물(CeO2)과 망간산화물(Mn3O4)을 연구했다.
공동 연구진에 따르면 이 물질들이 기존에 가지고 있던 다량의 투여에 따른 체내 독성 유발 문제를 해결하기 위해 나노입자 구조를 제어하고 활성산소 제거 효율을 높였다고 밝혔다.
국내 연구진은 세륨산화물 나노입자 위에 망간산화물 나노입자를 증착시킨 형태의 나노입자를 제작해 두 나노입자의 격자 차이로 망간산화물 입자 내 격자 간격이 벌어지고 이로써 표면 흡착 에너지가 조정하게 했다. 합성된 세륨-망간산화물 나노입자는 세륨산화물 나노입자보다 항산화 성능이 최대 5배 이상 높아진 것으로 나타났다.
연구진은 인간 소장 유사 장기(오가노이드)를 이용해 합성된 나노입자 방사선 보호 효과를 분석해 나노입자 투여로 방사선으로 인한 부작용인 DNA 손상, 세포 자살, 스트레스 등이 크게 개선되고 세포 재생 관련 유전자 발현이 증가하는 것을 파악했다.
동물실험을 통해 소량의 나노입자로도 보호 효과가 있다는 것이 실험으로 입증됐다. 또 실험쥐 장기 손상이 줄고 장기 재생이 활발히 진행되는 효능도 있다.
이번 연구 결과는 지난 6월 11일 재료분야 권위지 ‘어드밴스드 머터리얼스’(Advanced Materials·IF 27.398)에 온라인에 공개됐다.
