고대의대 조일주 교수팀, 뇌 질환의 원인 물질을 찾는 기술 최초 개발

주영래 기자 / 기사승인 : 2023-07-04 11:37:04

[메가경제=주영래 기자]고려대학교 의과대학 의과학과 조일주 교수 연구팀(제 1저자 채의규 박사, 교신저자 조일주 교수)이 여러 종류의 신경전달물질을 실시간으로 동시에 측정할 수 있는 브레인칩을 최초로 개발하는 데 성공했다.

신경전달물질은 우리 뇌가 동작하는 데에 중요한 역할을 하고 있어, 신경전달물질의 농도가 낮거나 높으면 뇌의 동작에 이상을 일으켜 다양한 뇌질환이 발생한다고 알려져 있다. 세로토닌 농도가 낮으면 우울증 증상이 나타나거나, 뇌의 특정 영역에서 도파민 농도가 높거나 낮으면 파킨슨병, 조현병 등이 발병한다는 것이다. 

▲고대의대 조일주교수팀이 뇌 질환의 원인 물질을 찾는 기술 최초 개발했다[사진=고대의료원]

이러한 뇌질환을 치료하기 위해서는 신경전달 물질의 농도를 정상범위로 만들어주어야 하며, 따라서 신경전달물질은 뇌질환 치료제로도 사용된다. 다양한 뇌질환의 원인 규명 및 치료제 개발을 위해서는 뇌의 특정 영역에서 신경전달물질을 정밀하게 측정할 수 있어야 하지만, 기존에는 실시간으로 정밀하게 측정하기 어려웠고, 특히 다양한 신경전달물질을 동시에 측정할 수 없어 여러 신경전달 물질 간의 상관관계를 밝히는 연구가 불가능했다.

조일주 교수 연구팀이 이번에 개발한 브레인칩은 뇌의 특정 영역에 삽입되어 신경전달물질뿐만 아니라 동시에 뇌신호 측정도 가능하다. 

 

브레인칩에는 마이크로 유체관이 형성되어 있어 뇌척수액을 추출하게 되고, 추출된 뇌척수액은 브레인칩에 집적된 센서 어레이로 이동하여, 여기에 포함된 다양한 신경전달물질을 실시간으로 측정할 수 있다. 제작된 브레인칩은 기존의 뇌척수액 추출용 탐침보다 약 8배 정도 작은 0.1mm 크기로 제작되어, 뇌에 삽입될 때 조직손상을 크게 줄일 수 있다.

또한, 브레인 칩을 이용해 조현병과 관련된 뇌 영역인 전전두엽과 시상 영역 사이의 신경회로가 흥분성 글루탐산성 신경세포들을 통해 연결되어 있다는 것을 생쥐 실험을 통해 성공적으로 입증했다. 전전두엽을 자극할 때, 시상 영역에 있는 글루탐산의 농도 증가를 측정하였으며, 글루탐산성 신경세포들의 활성에 따른 신경신호 변화도 동시에 관찰할 수 있었다.

연구책임자 조일주 교수는 “이번에 개발한 브레인 칩은 복잡한 다중 뇌 영역에서 뇌 신호와 다양한 신경화학물질을 실시간으로 측정하고 분석하는 최초의 시스템이다”며, “뇌 질환과 관련된 신경전달 물질을 규명하고, 치료제를 개발하는 과정에서 매우 유용한 도구가 될 것으로 기대된다”라고 소감을 밝혔다.

이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성 연구단 및 과학기술정보통신부·한국연구재단 뇌기능규명‧조절기술개발사업 등의 지원으로 수행되었으며, 세계적 국제학술지인 에 ‘A neural probe for concurrent real-time measurement of multiple neurochemicals with electrophysiology in multi brain regions in vivo’라는 제목으로 게재됐다.

 

[저작권자ⓒ 메가경제. 무단전재-재배포 금지]

뉴스댓글 >

최신기사

1

씨젠, LMCE 2026서 차세대 PCR 검사 역량 과시…'동시감염 진단' 강조
[메가경제=김민준 기자] 씨젠이 국제학술대회에서 여러 감염 병원체를 동시에 확인하는 차세대 PCR 검사 기술과 자동화 솔루션을 선보였다. 호흡기 감염을 비롯한 다양한 질환의 검사 제품군을 소개하고 종합 분자진단 전략을 알리는 데 주력했다. 특히 차세대 호흡기 검사 패널의 초기 평가 결과와 실제 검사실 운영 경험을 공유하며 바이러스와 세균을 함께 검사

2

셀트리온, 자사주 5000억 매입 카드…소각 여부 내년 결정
[메가경제=김민준 기자] 셀트리온이 1000억원 규모의 자사주를 추가로 사들이기로 하면서 올해 자사주 매입 결정액이 총 5000억원으로 늘었다. 실적 성장에도 기업가치가 충분히 평가받지 못하고 있다는 판단 아래 주가 안정과 주주가치 제고를 위한 매입을 이어가고 있다. 다만, 이번에 취득하는 자사주의 소각 여부는 내년 정기주주총회에서 주주 의견을 수렴

3

롯데호텔, 홍콩 미식 담은 가을 중식 코스 선봬…‘만추미식’ 운영
[메가경제=심영범 기자]롯데호텔앤리조트가 홍콩의 미식 문화를 반영한 가을 한정 중식 코스 메뉴 ‘만추미식(晩秋美食)’을 선보인다. 이번 프로모션은 11월 1일부터 30일까지 시그니엘 부산 ‘차오란’, 더그랜드롯데 서울 ‘도림’, 롯데호텔 월드 ‘도림 더 칸톤 테이블’, 롯데호텔 부산 ‘도림’ 등 4개 중식당에서 진행한다. 만추미식은 롯데호텔앤리조트가 매년

HEADLINE

더보기

트렌드경제

더보기