광원치료법(포토바이오모듈레이션)으로 손상된 해마의 기억력을 증진할 수 있다는 연구결과가 나왔다.
계명의대 의용공학과 이중하 교수팀과 유전한교실 김대광 교수는 특정 스펙트럼의 빛을 조사하면 산화스트레스 때문에 손상된 해마세포의 생존율을 높이고 기억력을 증진시키는 단백질인 BDNF(Brain-Derived Neurotrophic Factor)의 발현이 증가한다는 것을 밝혀냈다고 19일 밝혔다. 연구결과는 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 최신호에 실렸다.
이종하 교수 연구팀. 왼쪽부터 이종하 교수, 박은빈 대표, 허진철 책임연구원, 김대광 교수해마에서 만들어지는 BDNF는 신경세포 분화와 기억력을 증진하는 단백질이다. 노화가 진행될수록 손상되고 생성이 줄어드는 것으로 알려져 있다. BDNF는 알츠하이머 신약개발의 주요 물질로 주목받고 있다.
이종하 교수팀은 포토바이오모듈레이션 센서로 BDNF 발현을 유도했다. 인공지능(AI)에 BDNF 발현과 빛의 스펙트럼 사이 상관관계를 학습시키고, 이를 바탕으로 최적의 치료 효과를 얻기 위해서는 어떤 매개변수로 센서를 설계해야 하는지 AI가 알아내도록 만들었다.
연구팀은 쥐의 해마 조직에서 AI 기반의 빛의 스펙트럼을 이용한 세포 손상 억제를 확인했으며, BDNF 발현의 유효성과 관련 메커니즘도 밝혀냈다.
이종하 교수는 "이번 연구결과는 정체돼 있는 알츠하이머 신약개발의 새로운 대안을 제시한 것"이라며 "AI와 포토바이오모듈레이션 기반의 알츠하이머 치료기술에 대한 기틀을 마련했다"고 설명했다.
이어 "전 세계적으로 매우 초기단계이기 때문에 이번 연구결과로 기술의 선점은 물론 고부가 가치를 창출하고 뇌세포 손상에 대한 바이오메디컬기기 신시장을 개척할 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.
한편, 이번연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 및 산업통상자원부·KIAT 지원으로 수행됐다. 연구팀은 계명대 의용공학과 학생창업기업인 인셉션랩(대표 박은빈, 2016년 의용공학과 졸업)과 함께 연구결과를 바탕으로 한 기술 상용화도 시작할 예정이다.
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