중앙대 연구팀이 혈뇌장벽을 통과해 중추신경계 질환 치료에 활용할 수 있는 탄소 나노점 기반 나노의학 플랫폼 연구를 발표했다.

중앙대는 동물생명공학과 방명걸 교수 연구팀의 연구 결과가 의학 분야 국제학술지 ‘Theranostics’에 게재됐다고 6일 밝혔다.

논문목은 탄소 나노점(carbon dots)을 중추신경계 질환 치료와 진단을 동시에 수행하는 차세대 나노 플랫폼으로 제시했다.

중추신경계 질환은 혈뇌장벽(BBB) 때문에 치료가 어려운 대표적 질환으로 꼽힌다. 혈뇌장벽은 촘촘한 내피세포 구조로 대부분의 치료제가 뇌 조직으로 이동하는 것을 제한해 신경질환과 뇌종양 치료의 주요 장애물로 작용한다.

연구팀은 초소형 광발광 탄소 나노입자를 활용해 혈뇌장벽 투과와 선택적 뇌 축적을 향상시키는 전략을 정리했다. 표적 리간드, 고분자 코팅, 생체모방막, 엑소좀 유사 구조 등을 활용한 표면 개질을 통해 탄소 나노점의 혈뇌장벽 투과율을 높이고 뇌 조직에 선택적으로 축적될 수 있음을 제시했다.

탄소 나노점은 형광 특성과 조절 가능한 표면 화학 구조를 지녀 정밀 나노의학 분야에서 활용 가능성이 높은 소재로 평가된다. 연구팀은 이 소재가 약물과 유전자 전달뿐 아니라 형광 영상, 자기공명 영상, 광음향 영상 등 다양한 진단 기술과 결합해 치료 반응을 실시간으로 모니터링할 수 있다고 설명했다.

또 항산화·항염·광열·광역학 치료 등 다양한 치료 전략과 결합해 영상 유도 기반 통합 치료에도 활용 가능하다고 분석했다.

연구팀은 논문에서 임상 적용을 위해 해결해야 할 과제로 번역 연구 장벽, 대량 생산 기술, 장기 안전성 문제 등을 제시하고 향후 연구 방향도 제안했다.

이번 연구는 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소 사업 지원을 받아 수행됐다. 논문 제1저자는 중앙대 생명환경연구원우브셋 메코넨 기르마(Wubshet Mekonnen Girma) 연구교수이며 방명걸 교수가 교신저자로 참여했다.