광주과학기술원(지스트) 신소재공학부 태기융 교수 연구팀은 생체 내에서 효과적인 연쇄반응을 일으킬 수 있는 생체적합성 나노반응기를 이용, 염증성 장질환(IBD)을 회복시키는데 성공했다고 22일 밝혔다.

연구팀은 2종의 항산화효소의 고효율 포집이 가능한 나노전달체를 지속적으로 연쇄반응을 일으키는 나노반응기로 설계했다. 이러한 나노반응기는 염증조직 부위에서 과도하게 증가된 활성 산소종들을 산소로 변환시켜 효과적인 염증조직의 회복이 가능함을 보였다.

활성산소종(ROS)은 적정한 농도에서는 세포의 기능을 조절하는데 관여하지만 내·외부 요인으로 과도하게 생성되면 세포와 조직을 손상시켜 염증성 장질환(IBD)이 생긴다. 심혈관질환, 신경질환, 조직 병리 등 다양한 질환을 유발한다. 

SOD(슈퍼옥사이드 디스뮤타제)와 CAT(카탈라아제)는 염증조직 주변의 활성산소 생성을 낮추고 세포 손상을 방지할 수 있는 체내 대표 항산화효소들이다. 

SOD는 초과산화물 이온(O2-)과 반응해 과산화수소 (H2O2)로 변환시키는 작용을 한다. 과산화수소(H2O2)는 CAT에 의해 산소기체로 변환될 수 있어 SOD와 CAT의 연쇄반응으로 활성산소들이 제거되고 산소가 공급될 수 있게 된다.

연구팀이 개발한 나노반응기는 생체 내 주입 시 염증부위로 선택적 전달이 가능하고, 2종의 항산화효소의 연쇄작용 반응을 향상시켜 염증부위에만 선택적으로 해독작용을 일으킬 수 있게 한다. 

연구팀은 이같은 나노반응기를 주요 염증반응 중 하나인 장염증질환 쥐 모델에 주입해 SOD와 CAT의 2종 항산화효소를 담지한 나노반응기그룹에서 다른 비교 그룹군들에 비해 염증반응을 줄이고, 염증조직도 빨리 회복시킬 수 있음을 입증했다.

지스트 태기융 교수는 "연구 성과는 장염증성 질환 뿐 아니라 다양한 염증 조직 치료에 적용 가능하고, 손상된 조직 회복에 도움이 될 수 있어 염증 치료제로의 효과를 전체적으로 향상시킬 수 있는 중요한 가능성을 제시했다"고 말했다.

연구는 한국연구재단의 중견연구자 사업 및 기초연구실 사업의 지원을 받아 약리학 분야 저명 학술지(Journal of controlled release)에 지난 3일 온라인 게재됐으며 4월호 표지 논문으로 선정됐다.