의약용 나노입자, 과량이면 인체에 독성 유발

국내 연구진, 나노독성 사실 규명

아주경제 강규혁 기자=과량의 의약용 나노입자가 인체에 독성을 유발한다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 이광 아주의대 교수·이진규 서울대 교수 등이 참여한 '종합적인 나노독성 원리 규명과 바이오마커 개발' 에 대한 연구가 나노분야의 학술지 'ACS Nano'지 최신호(9월 25일자)에 발표됐다고 25일 밝혔다.

나노입자는 10억분의 1미터 크기의 입자를 말한다. 분자나 원자를 조작해 새로운 소재·구조·소자 등 제작에 사용되며, 크기가 작으면서도 활용가능성이 높아 산업체를 비롯해 의료·바이오·식품·화장품 등 다양한 분야에서 각광받고 있다.

하지만 나노입자는 입자의 부피당 비표면적이 넓어 인체에 유해한 독성을 지녔을 경우, 잠재적인 독성 위험성도 커져 사회적인 문제가 될 여지가 있다.

지금까지 산화티타늄·탄소나노튜브 등과 같은 나노입자는 크기가 작아지면 작아질수록 세포에 염증과 면역 반응을 유발하는 등 인체에 유해한 독성이 강해진다는 사실이 밝혀진 바 있지만, 근본적으로 어떻게 인체에 유해한 독성을 유발하는지는 종합적으로 규명되지 못했다.

하지만 이광 교수 연구팀은 진단을 위해 다양하게 활용되는 자성(磁性)을 띠는 나노입자가 과량으로 들어간 동물세포에서 활성산소가 증가해, 궁극적으로 에너지의 합성을 저해한다는 사실을 규명해냈다.

이를 위해 연구팀은 나노독성을 분석하기 위해 줄기세포의 추적과 검출, 세포 분리 및 약물 전달 등에 두루 응용되는 자성 나노입자(실리카 코팅 자성 나노입자)를 동물세포에 넣었다. 그 결과 나노입자가 들어간 세포에서 활성산소가 증가해 정서불안·불면증·기억상실 등을 유발하는 신경전달물질(글루타메이트)을 축적시키고, 유전자를 변형시키며 미토콘드리아를 손상시킨다는 사실을 밝혀냈다.

특히 백만정 교수는 새로운 분석법(유기대사체 프로파일 분석법)을 나노독성 연구에 처음으로 접목해, 대사체 수준에서 분석하는데에도 성공했다.

이는 순수 국내 연구진이 만든 분석법으로, 나노독성 분야에서 우리나라가 선도적인 위치를 차지할 수 있는 기반을 마련하였다는 점에서 의미가 있다.

이광 교수는 "이번 연구는 나노독성이 어떻게 일어나는지를 세포 수준에서 종합적으로 밝힌 연구로, 특히 우리 연구진의 기술로 나노안정성 분야에서 거둔 괄목할만한 성과"라며, "향후 인체에 해롭지 않은 의약용 나노입자 등을 개발하는데 기초가 될 것으로 기대한다"고 말했다.