나노기술 및 정책 정보

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알츠하이머병(Alzheimer disease, AD)은 현재 완치가 되지 않고 있으며, 기존의 치료 방법, 예를 들면 일상적으로 사용하고 있는 침을 이용한 대뇌 부위 전문 샘플 단백질(Aβ) 약물 치료 등 방법은 모두 AD의 증상을 적당히 완화시키고 병리(病理)의 진행을 늦출 수밖에 없는 상황임. AD는 복잡한 병리(病理) 특징을 보유하고 있는 신경 퇴행성 질환으로서 "어떻게 하면 Aβ 침적 등 병리 증상 치료를 동시에 실현하고, 신경 재생을 실현하여 인지 장애를 개선할 것인가"라는 과제의 해결은 AD 치료 분야에서 직면한 도전이 되고 있음.

중국과학원 쑤저우(蘇州, 소주) 나노기술 및 나노 바이오닉스 연구소 왕창빈(王强斌, 왕강빈) 연구팀은 유전자, 약물과 줄기세포의 멀티 기능 신경 줄기세포(NSC)를 연합한 치료 방법을 디자인 하였는데 동 치료 방법은 실험용 작은 마우스 모델에 적용한 결과 Aβ를 제거하고 신경 재생 복구를 추진할 뿐만 아니라 AD 실험용 작은 마우스 기억과 인지 수준을 개선하는 양호한 치료 효과에 동시에 도달하는 것으로 나타나 이슈가 되고 있음.

연구팀은 안정적이고 지속적으로 엔도르핀 효소(encephalorphinase, NEP)를 표현하는 유전자 공정화 NSCs(NEP-NSCs)를 개발하였는데, 동 세포는 NEP를 방출하여 대뇌 부위 마이크로 환경 속 Aβ의 효율적이고 지속적인 분해를 실현하고 Aβ 대사 균형을 유지하는 동시에 NSCs의 생존 상황을 추진하는 것으로 나타났음.

AD 병리(病理) 마이크로 환경과 관련된 불량 반응을 극복하고 NEP-NSCs의 뉴런(neuron) 분화(分化)를 추진하기 위해 연구팀은 효율성이 높은 유전자/약물 전달 효율성을 보유한 PBAE-PLGA-Ag2S-RA-siSOX9(PPAR-siSOX9) 나노약제(藥劑)를 개발하였는데, 동 약제는 Wnt/β-catenin 및 RA 신호 채널에 대한 협동 조절 제어를 통해 NEP-NSCs로 하여금 뉴런(neuron) 방향으로의 분화(分化)를 추진하게끔 하고 콜로이드 분화(分化)를 억제하게끔 하는 것으로 나타났음.

연구팀은 Ag2S 양자 점의 근 적외선 Ⅱ구역 형광에 기반하여 NEP-NSCs 이식에 대한 실시간 영상 지도(指導)를 실행하고, 해마구(海馬區)에서의 NEP-NSCs 정밀 이식을 실현하였음.

Aβ의 지속적인 분해, 신경 재생 복구와 정밀한 세포 이식 등 다양한 우세 때문에 연구팀이 개발한 치료 방법은 단기 및 장기적인 AD 치료 효과에 도달하는 것으로 나타났으며, 1개월과 6개월간의 단일 치료를 거친 후 AD 실험용 작은 마우스의 "워터 미궁 행위학(Water maze behavior)" 분석 결과 모두 양호한 기억을 나타내고 인지 능력이 개선된 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 AD의 다양한 질병 증세를 처리할 수 있는 멀티 기능 줄기 세포 치료 방법 개발과 응용을 위해 새로운 아이디어를 제공하였음.

본 연구 성과는 ‘Advanced Materials’ ("A Nanoformulation-Mediated Multifunctional Stem Cell Therapy with Improved Beta-Amyloid Clearance and Neural Regeneration for Alzheimer's Disease")에 게재됨.