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

주영래 기자 / 기사승인 : 2023-07-04 11:37:04
  • -
  • +
  • 인쇄

[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

매드포갈릭, 경기도교육청 선도기업 인증
[메가경제=심영범 기자]매드포갈릭을 운영하는 엠에프지코리아가 경기도교육청의 선도기업 인증를 받았다고 4일 밝혔다. 엠에프지코리아는 경기도교육청 식음료서비스 분야에서 선도기업으로 지정되었으며, 이를 계기로 현장 중심의 교육 협력 모델을 확대해 나갈 계획이다. 앞서 엠에프지코리아는 창의경영고등학교와 급변하는 외식산업 현장에 적합한 실무형 인재를 양성하기 위

2

이랜드파크 켄싱턴호텔, 크리스마스 감성 담은 한정판 케이크 선봬
[메가경제=심영범 기자]이랜드파크가 운영하는 켄싱턴호텔 여의도와 켄싱턴리조트 설악비치가 크리스마스를 앞두고 크리스마스 한정판 케이크 6종을 출시했다고 4일 밝혔다. 켄싱턴호텔 여의도는 산타클로스를 모티브로 한 ‘산타볼’ 케이크와 크리스마스 트리를 형상화한 ‘그린 포레스트 트리’와 ‘화이트 스노우 트리’ 케이크 3종이 출시돼 취향에 맞게 선택할 수 있다. 케

3

‘잇올 몰입관 수원 광교캠프’ 신규 오픈…12월 16일 입학설명회 개최
[메가경제=전창민 기자] 관리형 독학재수학원 대표 브랜드 ㈜잇올이 오는 12월 16일(화), ‘잇올 몰입관 수원 광교캠프’를 새롭게 오픈한다고 밝혔다. 잇올 몰입관 7호점으로 문을 여는 몰입관 수원 광교캠프는 경기도 수원시 영통구 도청로에 자리해 광교권 중등/고등/N수생들의 접근성을 크게 높일 전망이다. 수원 광교는 지속적인 개설 요청이 이어져 온 지역으로

HEADLINE

더보기

트렌드경제

더보기