패혈증 동물모델의 생존률 향상시키는 나노입자 개발

‘세리아-지르코니아’ 항산화 항염증 작용 탁월…생존율 2.5배 증가

서울대학교병원의 공동 연구팀이 패혈증 동물의 생존률을 향상시키는 나노입자를 개발했다.

18일 서울대학교병원에 따르면 신경과 이승훈 교수와 기초과학연구원 나노입자 연구단 현택환 단장 연구진이 이러한 성과를 거뒀다.

연구진은 패혈증 초기에 과도하게 발생하는 활성 산소가 패혈증 진행의 주요 원인이라는 점에 주목했다. 이승훈 교수는 현택환 단장과 협력하여 2012년부터 항산화 효과가 있는 세리아 나노입자를 뇌경색, 뇌출혈 등의 동물실험에 적용하여 그 치료 효과를 입증했던 바 있다.

이번 연구에서는 나노입자의 생체 독성을 최소화하고 효과를 극대화하기 위한 방법을 고안하여 세리아-지르코니아 나노입자를 개발했다. 세리아 나노입자가 지르코늄 이온(Zr4+)과 결합하면 활성산소를 제거하는 세륨 3가 이온(Ce3+)의 비율이 높아지고 유지력은 길어진다. 세리아-지르코니아를 7:3의 비율(Ce0.7Zr0.3O2)로 합성하면 세포 내 활성산소의 제거와 염증 반응 완화에 가장 탁월한 성능이 나타남을 확인했다. 

또한 세리아-지르코니아 나노입자는 단 한 번 체내 주입으로 반영구적인 항산화제 작용을 한다. 이를 패혈증 동물 모델에 적용하였을 때 손상된 장기 주변으로 나노입자가 다량 유입되어 치료 효과를 나타내었고, 염증 반응을 억제하여 최종적으로 생존률을 2.5배 증가시키는 것을 확인했다.

서울대병원은 “나노기술을 의학 발전에 활용하려면 각 분야 간 의사소통이 필수적이다. 이번 연구 역시 수요가 큰 임상 분야에 나노기술을 적절히 접목시킨 결과다. 강력한 항산화, 항염증 효과를 보이는 세리아-지르코니아 나노입자가 패혈증 환자의 시술과 치료에 활용 될 수 있기를 기대한다”고 강조했다. 

본 연구성과는 화학분야 권위의 논문 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’ 온라인판에 7월 5일에 게재 됐다. 그 중요성을 인정받아 속표지(Inside Cover) 논문과 ‘가장 주목받는 논문(Hot Paper)’으로 선정됐다. 이번 연구는 보건복지부·한국보건산업진흥원 질환극복기술개발사업(질병중심 중개 중점연구), 미래창조과학부 기초연구사업 , 기초과학연구원 나노입자 연구단 의 지원을 받아 진행됐다.