뇌출혈 후 뇌손상 유발 '뇌부종 68.4%' 감소
보건복지부, 미래부 '정부 R&D지원의 성과'
국내외 특허 출원, 연구논문 '국제 학술지' 게재
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| => 세리아 나노입자 처리군(Ceria)에서 대조군(Control)에 비해 염증과 관련된 별아교세포/대식세포(초록색)의 유입 현저 감소 |
[보건타임즈] 뇌혈관질환은 국내에서 단일질환으로 심장질환에 이어 생명을 위협하는 제2의 사망원인에 꼽힌다.
게다가 전 세계적으로 후유장애가 가장 큰 질환 군이다.
뇌출혈 '1달 내 40%, 1년 내 나머지의 50% 사망'
혈압조절 외엔 '내과 치료법 없음, 외과치료 제한적’
뇌출혈(Intracerebral hemorrhage)은 뇌혈관질환의 30%(국내)를 차지한다.
이 질환은 약 75%가 고혈압이 원인이 돼 뇌혈관의 약한 부분이 터져 발생하며 두통과 의식저하, 반신마비, 발작 등을 동반하는 것은 물론 2차 발생하는 뇌부종은 환자를 사망에 이르게 한다.
실제 뇌출혈 환자는 1달 내 40%, 1년 안에 나머지 50%가 사망하며, 12~39%에게서만 완전한 기능적 회복을 기대할 수 있다.
이 질환은 혈압조절 외엔 '내과 치료법 없으며 외과치료로는 제한적이다.
뇌 조직에 산소와 영양분을 공급해 주는 혈관이 장기간 고혈압에 노출되면 혈관에 변화가 생기게 되며 이때 과도한 흥분이나 정신적 긴장, 과로 등의 요인에 의해 혈압이 상승하면 혈관이 견디지 못해 터질 수 있다.
발병 시엔 고혈압 관리와 출혈 또는 뇌출혈 병변 주변 부종(Perihematomal edema)과 뇌부종 (brain edema)으로 생기는 뇌압 상승에 주의해야 한다.
뇌부종은 뇌압 상승의 원인이 되며 간 압박 등의 합병증으로 이어져 사망하거나 후유 장애가 심하게 남는 경우가 많다.
문제는 혈압을 조절하는 내과적 치료 이외에 뚜렷한 치료법이 없다는 것에 있다.
환자 상태에 따라 선택적으로 혈종제거 수술(외과적 치료)이 시행되고 있지만, 극히 일부의 환자에서만 효과가 있다.
서울대병원 신경과 이승훈 교수(사진) 연구팀(제1저자 강동완, 정한길, 김치경)은 뇌출혈 후 주변조직의 염증반응이 뇌부종과 이후 뇌손상을 일으켜 사망하게 한다는 것에 주목, 직접 관련된 연관성과 이를 통해 치료법을 찾아 연구에 착수했다.(논문)
연구팀은 즉, 뇌출혈 후 생명을 위협하는 주변조직의 염증반응을 억제하면 뇌출혈로 숨지는 사망률을 줄일 수 있다고 봤다.
연구팀은 우선 염증반응에서 중요한 역할을 하는 활성산소 제거에 탁월한 기능을 하는 '세리아 나노입자'를 치료물질로 택했다.
다음으로 자체 개발한 세리아 나노입자(Ceria nanoparticles)를 뇌출혈 환경이 조성된 세포에 적용, 염증억제와 세포보호 효과를 확인했다.
또 뇌출혈 동물모델(생쥐)에 정맥을 주입한 결과 세리아 나노입자를 주입한 군은 그렇지 않은 군(대조군)에 비해 뇌출혈 병변 주변의 대식세포(뇌출혈 후 염증반응 초기단계에서 중요한 역할을 함)가 감소했다.
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=> 대조군(Control)에 비해 세리아 나노입자 처리군(Ceria)에서 뇌부종이 68.4% 감소(좌). 혈종 크기 자체는 양쪽 군에서 변화 없음(우).
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염증반응 시 발현되는 단백질도 줄었다.
염증반응이 줄면서 뇌출혈로 발생하는 뇌부종은 대조군에 비해 현저히 감소(68.4%)했다.(표 참조)
이 연구 책임자 이 교수는 "뇌출혈 치료제에 대한 수요는 이전부터 있었던 데다, 치료제 개발 역시 전 세계적으로 많았으나 지금도 난항을 겪고 있다"며 "이 연구는 뇌출혈 후 뇌손상의 주요 병태생리를 파악해, 이에 적합한 나노기술을 도입, '뇌출혈의 의학적 치료 공백을 나노기술로 극복'한 획기적인 연구"라고 밝혔다.
이 교수는 "현재 동물실험에 성공한 단계로 인체에 적용하기 위해선 추가 연구가 필요하다"고 덧붙였다.
이 연구는 보건복지부·한국보건산업진흥원 질환극복기술개발사업(질병중심 중개 중점연구), 미래창조과학부 기초연구사업 등 정부 R&D 지원으로 추진됐다.
이 연구논문은 우수한 성과를 인정받아 국제학술지 '나노 연구(Nano Research) 8월호'에 게재됐다.
이와 함께 연구팀은 국내 특허를 비롯해 국제 PCT(특허협력조약) 출원도 완료됐다.
이번 연구에서 염증억제와 세포보호 효과가 확인된 세리아 나노입자는 어떤 것인가(?)
세리아 나노입자는 산화세륨(세리아)을 나노미터 단위의 작은 입자로 공정한 것이다.
산화세륨(세리아)은 희토류 금속 원소 세륨이 공기 중에 산화되면서 만들어진다.
세륨은 칼로 긁으면 불이 날 수 있다.
이러한 성질 때문에 산화세륨(세리아)은 자동차 배기가스에서 일산화탄소를 산화시키는 촉매로 사용되는 등 산업 전반에서 촉매로 사용된다.
세리아 나노입자의 표면엔 세륨 3가 이온(Ce3+)과 4가 이온(Ce4+)이 공존하며 서로 산화-환원을 반복하면서 반영구적인 항산화 작용을 한다.
연구진은 2012년 세리아 나노입자의 뇌경색 치료 효과, 2006년 망막 변성, 2016년 치매에 대한 치료 효과가 각각 입증된 바 있다.
이처럼 세리아 나노입자는 활성산소 또는 염증반응을 주요 병태 생리로 하는 여러 질환에서 치료 효과를 나타내, 향후 뇌염, 패혈증, 류마티스성 질환 등 여러 질환에 적용될 가능성이 있다.
기사최종편집일: 2024-04-25 17:53:17
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