자기장으로 파킨슨병·암 치료 성큼···생쥐 운동 능력 5배 향상

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 질병진단에서 중요한 수단이지만 치료에 사용되지 않는 자기장을 활용한 질병 치료 가능성을 제시했다.

기초과학연구원(IBS)은 천진우 나노의학연구단장과 이재현 연세대 고등과학원 교수 연구팀이 자기장을 이용해 뇌의 운동신경을 무선과 원격으로 정밀하게 제어하는 ‘나노 자기유전학 기술’을 개발했다고 29일 밝혔다.

연구팀은 자기장에 감응해 토크 힘이 발생하는 ‘나노나침반’을 만들었다. 나노나침반의 토크 힘은 뇌세포 내부의 이온농도를 조절하는 막 단백질인 피에조-1 이온 채널을 개방해 뇌신경 신호를 전달한다.

실제 살아 있는 쥐를 대상으로 나노나침반을 우뇌의 운동 신경 부위에 주입한 후 자기장을 가하자 칼슘 이온이 세포 내부로 퍼져 원하는 부위의 운동 능력을 높였다.

쥐의 왼발 운동신경이 활성화돼 반시계 방향으로 운동하고, 운동능력은 약 5배 향상됐다. 나노나침반이 자기수용체로 작용해 뇌세포의 활성을 제어한다는 사실을 살아 움직이는 동물을 통해 증명한 셈이다.

연구팀이 개발한 자기유전학 장치는 MRI장비처럼 중심지금이 70cm 수준으로 구동할 수 있고, 사람의 뇌나 전신에 25mT(밀리 테슬라)의 자기장을 전달할 수 있다. 자기장은 침투력이 높아 파킨슨병, 암과 같은 난치병 치료에도 활용할 수 있다.

천진우 단장은 “나노 자기유전학은 원하는 세포를 유전공학으로 선택해 무선·원격으로 뇌 활성을 제어하는 연구 플랫폼이 될 것”이라며 “뇌의 작동 원리를 규명하고, 질환 치료 등 뇌과학의 새로운 지평을 열겠다”고 했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’에 29일자 새벽 1시에 게재됐다.

나노 자기유전학을 적용한 뇌 운동 신경 활성화 실험 사례.(자료=기초과학연구원)