[과학을 읽다]신경재생으로 파킨슨병 치료한다

국내 연구팀, 난치성 신경질환 치료위한 신경재생 기술 개발

▲마찰전기 발전소자 기반 신경세포 직접교차분화 플랫폼의 개념도.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 국내 연구팀이 신경재생 기술을 개발했습니다. 파킨슨병, 뇌경색 등 난치성 신경 질환 치료를 위한 기술입니다.

이번 기술은 줄기세포를 사용하지 않으면서 피부세포를 신경세포로 전환하는 기술입니다. 인체의 움직임을 통해 에너지를 발생시키는 패치형 나노 마찰전기 발전 소자의 전기 자극과 유전자 전달 기술의 융합을 통해 체세포를 신경세포로 변환할 수 있습니다.

연구팀은 신체 내부의 신경세포가 전기를 통해 상호 간의 신호를 전달한다는 점에 착안했습니다. 신경세포의 활동 전위를 모사한 전기적 신호를 발생시킬 수 있는 마찰전기 발전 소자를 개발해 직접교차분화 기술에 적용했습니다.

'활동 전위'란 흥분성 세포의 자극에 의한 세포막의 일시적 전위변화를 가리킵니다. 신경세포, 근세포 등이 반응하기 위해 전기적 신호를 전달하는데 활용됩니다. '직접교차분화'는 분화가 끝난 세포에서 전혀 다른 세포 종류로의 전환을 유도하는 방법을 일컫습니다.

미세한 전기적 자극이 유전자 전달을 통한 체세포의 신경세포로의 변환을 촉진하고 실제 교차분화를 통해 변환된 신경세포의 기능이 실제 신경세포와 흡사함을 확인했습니다.

실험용 쥐에 패치형 나노 마찰전기 발전소자를 부착하고 유전자가 주입된 부위에 전기자극을 가했을 때 생체 내에서도 피부세포의 신경세포로의 직접교차분화가 크게 증진됐습니다.

이번 연구는 조승우 연세대 생명공학과, 이태윤 연세대 전기전자공학과 교수 공동연구팀이 수행했습니다.

조승우 교수는 "인체 내부의 전기 신호를 모방한 전기 자극이 실제 신경세포 직접분화를 통한 신경재생에 도움을 줄 수 있음을 확인한 연구"라며 "앞으로 실제 뇌신경 손상 치료 효능 평가, 안전성 검증에 대한 추가 연구가 이뤄진다면 신경이 손상된 부위의 신경 재생, 난치성 신경질환 치료에 기여할 것으로 기대된다"고 말했습니다.

한편 이번 연구결과는 바이오·재료 융합 연구 분야 국제 학술지인 어드밴스드 머테리얼즈(Advanced Materials) 9월14일자 표지 논문(논문명 : Triboelectric Nanogenerator Accelerates Highly Efficient Nonviral Direct Conversion and In Vivo Reprogramming of Fibroblasts to Functional Neuronal Cells)으로 실렸습니다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr