아주의대 이광·서울대 이진규 교수팀 밝혀
의약용 나노입자가 과다할 경우 인체 세포에 유해하다는 연구결과가 국내 연구진에 의해 밝혀지며 의약용 나노입자와 나노독성 바이오마커 개발에 새로운 장이 열릴 것으로 기대되고 있다.
아주의대 이광 교수·서울대 이진규 교수팀은 진단을 위해 다양하게 활용되는 자성을 띠는 나노입자가 과량으로 들어갈 경우 동물세포에서 활성산소가 증가해 궁극적으로 에너지의 합성을 저해한다는 사실을 규명했다.
교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)의 지원으로 진행된 이번 연구는 ‘Analysis of Changes in Gene Expression and Metabolic Profiles Induced by Silica-Coated Magnetic Nanoparticles’란 논문명으로 나노분야의 권위 있는 학술지인 ‘ACS Nano’지 최신호(9월25일자)에 발표됐다.
나노입자는 10억분의 1미터 크기의 입자로, 분자나 원자를 조작해 새로운 소재, 구조, 소자 등 제작에 사용되는데, 크기가 작으면서도 활용가능성이 무궁무진해 산업체뿐만 아니라 의료, 바이오, 식품, 화장품 등 다양한 분야에서 각광 받고 있다.
하지만 은 나노입자, 이산화티타늄, 탄소나노튜브 등과 같은 나노입자는 크기가 작아지면 작아질수록 세포에 염증과 면역 반응을 유발하는 등 인체에 유해한 독성이 강해진다는 사실이 밝혀진 바 있다.
의약용 나노입자는 근본적으로 어떻게 인체에 유해한 독성을 유발하는지 종합적으로 규명되지 못했던 상황이었으나 이광 교수팀의 연구를 통해 그 사실이 규명됐다.
연구팀은 나노독성을 분석하기 위해 줄기세포의 추적과 검출, 세포분리 및 약물전달 등에 두루 응용되는 자성 나노입자(실리카 코팅 자성 나노입자)를 동물세포에 넣었다. 그 결과 나노입자가 들어간 세포에서 활성산소가 증가해 △정서불안 △불면증 △기억상실 등을 유발하는 신경전달물질인 글루타메이트를 축적시키고, 유전자를 변형시키며 미토콘드리아를 손상시킨다는 사실을 밝혀냈다.
특히 연구에 참여한 순천대 백만정 교수는 유기대사체 프로파일 분석법을 나노독성 연구에 처음으로 접목해 대사체 수준에서 분석하는데 성공했다. 이것은 순수 국내 연구진이 만든 분석법으로, 나노독성 분야에서 우리나라가 선도적인 위치를 차지할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서도 의미가 크다.
이광 교수는 “이번 연구는 나노독성이 어떻게 일어나는지를 세포 수준에서 종합적으로 밝힌 연구로, 특히 우리 연구진의 기술로 나노안정성 분야에서 거둔 괄목할만한 성과”라며 “향후 인체에 해롭지 않은 의약용 나노입자 등을 개발하는데 기초가 될 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
