뇌경색 후 보호효과를 가지는 세리아 나노입자
세리아는
희토류 금속의 일종으로 이를 나노입자로 만들었을 때, 항산화효과가 있어 자동차 배기가스 정화 촉매제나
유리 연마제로 사용되고 있다. 이는 세리아 크리스탈의 표면에서 세륨이
Ce4+로 존재하나 이를 나노입자로 만들게 되면 표면에 Ce3+가 존재하게 되어 활성산소를
환원하는 효과가 커지는 것이다. 세리아를 뇌경색의 치료제로 이용하는 연구가 서울대학교 연구팀에 의해서
처음 보고되었다.
연구팀은
생체 내에서 작동이 가능하고 항산화효과가 큰 세리아 나노입자를 제작하기 위해 이전에 만들어진 바 없는 3nm의
매우 작은 크기의 나노입자를 제작하였으며, 이의 표면에 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glyycol, PEG)를 코팅하여 혈액이나 조직 속으로 전달되게 하였다. 쥐(rat)에 폐쇄/재관류(occlusion/reperfusion) 모델을 이용하여 뇌경색을 유발한 다음 치료군에는 정맥을 통해 세리아
나노입자를 0.5 mg/kg와 0.7 mg/kg를 각각 주입하고
대조군에는 주입하지 않았다. 그 결과 0.5 mg/kg 주입군에서
뇌경색의 크기가 44.6%, 0.7 mg/kg 주입군에서 50.2%로
감소한 반면 대조군에서는 변화가 없었다.
세리아
나노입자는 정상 뇌에서는 뇌혈관장벽을 통과하지 못하여 정맥으로 투여하였을 때 뇌에 극소량이 분포하였으나, 뇌경색과
그 주변부에서는 뇌혈관장멱의 손상에 의해 상대적으로 과량이 분표하여, 이를 통해 뇌경색 후 에 발생하는
활성산소를 줄이는 효과 및 뇌경색 후 조직 손상의 원인이 세포자멸사(apoptosis)를 감소시켰다.
상기
연구는 나노기술을 이용하여 새로운 나노입자의 뇌경색 치료제로서의 가능성을 생체 내에서 연구했다는 점에서 의의를 가진다. 향후, 세리아 나노입자가 작용하는 기간(time window)과 항구적 폐쇄모델(permanent occlusion
model)에서의 효능을 입증하는 실험이 필요하며, 대동물 실험을 통해 사람에 적용할 수
있는 농도와 독성에 대한 심화연구가 필요할 것이다.
