치매진행 늦추는 AI기반 광원치료법 개발

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치매진행 늦추는 AI기반 광원치료법 개발

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2019.09.19 11:15
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계명대 의대 이종하 교수팀 발표

(왼쪽부터)이종하 계명대 의대 의용공학과 교수, 박은빈 인셉션랩 대표, 허진철 책임연구원, 김대광 유전학교실 교수. 계명대 동산의료원 제공

알츠하이머성 치매의 진행 속도를 늦춰줄 수 있는 신개념 광원치료법(포토바이오모듈레이션)이 계명대 의대 연구팀에 의해 개발됐다.

계명대 의대 의용공학과 이종하 교수 연구팀과 유전학교실 김대광 교수는 광원치료법으로 뇌 속에서 기억을 담당하는 해마세포의 기능을 높여줄 수 있다는 연구결과를 내 놓았다.

연구팀에 따르면 특정한 스펙트럼을 가진 빛을 쬐면 산화스트레스로 손상된 해마세포의 생존율을 높이고 기억력을 증진시키는 단백질인 BDNF(Brain-Derived Neurotrophic Factor)가 많이 생겼다. 뇌세포 사이에 장착해 배터리로 구동하는 삽입형과 머리 위에 빛을 쬐는 외부형 2가지 형태를 연구 중이다.

해마에서 생성되는 BDNF는 신경세포의 분화와 기억력을 증진시키는 단백질이다. 노화가 진행될수록 산화스트레스 등에 의해 손상되고 생성이 감소하는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 BDNF는 알츠하이머 신약개발의 주요 물질로 주목 받고 있다. 알츠하이머병은 신경세포 손상에 의한 기억력 감퇴로 나타나는데, 아직까지 완치법이 없다. 진행속도를 늦추는 것이 매우 중요하다. 최근 약물 치료의 대안으로 바이오메디컬기기를 활용한 새로운 치료법이 제시되고 있다.

이 교수팀은 포토바이오모듈레이션 센서를 이용하여 BDNF의 발현을 유도했다. 특히 치료효과를 높이기 위해 AI를 이용했다. 연구팀은 쥐의 해마 조직에서 AI 기반의 빛의 스펙트럼을 이용한 세포 손상 억제를 확인했으며, BDNF 발현의 유효성과 관련 메커니즘도 밝혀내는데 성공했다.

이번 연구결과는 세계적 학술지인 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최신호에 게재됐다.

이종하 교수는 “이번 연구결과는 정체되어 있는 알츠하이머 신약개발의 새로운 대안을 제시한 것”이라며 “AI와 포토바이오모듈레이션 기반의 알츠하이머 치료기술에 대한 기틀을 마련했다”고 설명했다. 또 “이러한 연구는 전 세계적으로 매우 초기단계이기 때문에 이번 연구결과로 기술의 선점은 물론 고부가가치를 창출하고 뇌세포 손상에 대한 바이오메디컬기기 신시장을 개척할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 및 산업통상자원부ㆍ한국산업기술진흥원(KIAT) 지원으로 수행됐다. 연구팀은 계명대학교 의용공학과 학생창업기업인 인셉션랩과 상용화에 나서기로 했다.

정광진기자 kjcheong@hankookilbo.com

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