국내 연구진이 두개골에 구멍을 뚫어 뇌 깊숙이 전극을 삽입해야 하는 수술 대신 비침습적이면서 무선으로 뇌 신경세포를 활성화해 퇴행성 뇌 질환의 일종인 파킨슨병 증상을 완화할 수 있는 새로운 치료법을 제시했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 천진우 단장(연세대 언더우드 특훈교수)과 곽민석 연구위원(연세대 고등과학원 교수) 연구팀이 자기장을 이용해 뇌 심부 신경세포를 활성화해 파킨슨병 치료가 가능한 '나노-자기 유전학 기반 뇌심부자극술'을 개발했다고 1일 밝혔다.

외과적 수술인 뇌심부자극술(DBS)은 뇌 심부에 전극을 심고 흉부 피하에 설치되는 자극 발생기를 통해 뇌에 전기자극을 주는 방식으로, 신경세포 간 신호를 조절해 파킨슨병의 증상을 완화할 수 있다. 그러나 뇌출혈 및 조직 손상과 같은 심각한 부작용이 발생할 수 있다. 또 전기자극이 가해지는 동안에만 치료 효과가 유지된다는 단점이 있다.

연구진은 이전 연구에서 개발한 나노-자기 유전학 기술을 DBS에 적용하는 방법을 고안했다. 나노-자기 유전학은 자기장을 이용해 뇌의 특정 신경세포를 무선으로 활성화해 뇌 기능을 제어할 수 있는 기술이다. 운동 장애를 가진 파킨슨 쥐에 이 기술을 적용, 자기장 자극을 주었더니 뇌 특정 영역인 시상하핵(STN) 신경세포가 10배 이상 활성화됐다. 또 균형감각과 운동성이 약 2배 이상 향상돼 정상에 가까운 운동 능력을 보여준 것을 확인했다. 나아가 2주간 매일 반복해 자극을 받은 파킨슨 쥐는 자극을 중단한 24시간 후에도 회복된 운동 능력이 약 35% 유지됐다.

천진우 단장은 "나노-자기 유전학을 활용하면 기존 DBS 방식보다 비침습적이고 정밀하게 신경세포를 자극해 파킨슨병 증상을 완화하는 치료가 가능함을 보여줬다"며 "파킨슨병뿐 아니라 뇌전증, 알츠하이머병 등 다양한 신경 질환 연구 및 치료에 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '나노 레터스'에 지난 10일 실렸다.