초록 ▼

□ 연구개요
뇌신경계 질환의 경우 퇴행성 질환을 필두로 지속적으로 증가하고 있으나 이를 위한 치료제의 경우 뇌혈관 장벽으로 인해 그 효과가 감소하는 문제가 있음. 최근 저강도 집속 초음파를 이용한 비침습적-가역적 뇌혈관 장벽 개방에 대한 연구가 진행되고 있으나 그 기전에 대한 연구는 미미한 수준임. 이에 본 연구를 통해 저강도 집속 초음파를 통해 뇌혈관 장벽 개방이 일어나는 분자기전을 규명하고 향후 이를 조절하여 뇌혈관 장벽 개방 효율을 높이는 방법에 대한 기초 지식을 확립하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
뇌신경계 질환의 경우 퇴행성 질환을 필두로 지속적으로 증가하고 있으나 이를 위한 치료제의 경우 뇌혈관 장벽으로 인해 그 효과가 감소하는 문제가 있음. 최근 저강도 집속 초음파를 이용한 비침습적-가역적 뇌혈관 장벽 개방에 대한 연구가 진행되고 있으나 그 기전에 대한 연구는 미미한 수준임. 이에 본 연구를 통해 저강도 집속 초음파를 통해 뇌혈관 장벽 개방이 일어나는 분자기전을 규명하고 향후 이를 조절하여 뇌혈관 장벽 개방 효율을 높이는 방법에 대한 기초 지식을 확립하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
< 1차년도 목표 >
■ 뇌혈관 장벽 각 구성 요소 혈관 내피 세포 배양 환경 구축
■ 혈관 내피 세포와 성상 세포에 적합한 초음파 조사 조건 확립 (In-vitro)
결과
✓hCMEC/D3 BBB cell line(SCC066) 배양환경 구축 완료.
✓In-vitro에서의 초음파에너지의 조건에 따른 세포 형태학적 변화 확인.

< 2차년도 목표 >
■ 뇌혈관 장벽 각 구성 요소에 대한 초음파의 영향 In-vitro 실험에서 규명
■ 동물 모델(In-vivo)에서 뇌혈관 장벽 개방을 위한 다양한 저강도 집속 초음파 조사 조건 확립
결과
✓In-vitro에서 초음파 에너지를 조사하였을 때 가장 효율적인 조건을 확립하였음.
✓In-vivo에서 안전하고 효율적인 집속초음파 조사조건을 구축하였음.
✓혈관내피세포에서 접합 단백질 관련 후보군으로 GLUT1과 Mfsd2a를 선정하여 초음파에너지에 의한 뇌혈관장벽 개방에 따른 변화를 분석하였음.

< 3차년도 목표 >
■ In-vitro 실험에서 규명된 여러 후보 물질들에 대한 In-vivo 적용 및 기전 규명
결과
✓동물 모델에서 집속 초음파 조사에 따른 뇌혈관 장벽의 개방에 관여하는 단백질을 규명하기 위하여 5가지 후보물질(GLUT1, Mfsd2a, MMP2, MMP9, P2X7)의 발현 변화량을 확인하였음.
✓위 후보물질 중 P2X7은 뇌혈관 장벽 개방에 영향을 미칠 것이라 예상됨.

□ 연구개발결과의 중요성
현재 전 세계적으로 저강도 집속초음파를 이용한 비침습적-가역적 뇌혈관 장벽 개방에 대한 연구는 활발하게 진행되어오고 있으나, 아직 전임상 단계이며 국내의 경우 기초 및 응용 연구 업적은 거의 전무한 상황임. 따라서 본 연구를 통해 저강도 집속초음파를 이용한 뇌혈관 장벽 개방에 대한 기전이 보다 구체적으로 규명된다면 이를 통해 뇌혈관 장벽 개방을 더 효율적으로 조절할 수 있을 것으로 기대할 수 있음. 이는 곧, 저강도 집속초음파를 이용한 유용 물질(치료약, 유전자, 줄기세포 등)의 전달 시스템 개발 연구로 확대할 수 있을 것이고, 뇌혈관 장벽 개방에 있어 주변 조직에 구조적 손상을 주지 않는 안전한 기능성 미세기포 개발 기술에도 큰 영향을 미칠 것으로 사료됨. 이처럼 본 연구는 학문적 발전 이외에도 의용공학 및 의료계의 발전에도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대할 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)