체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서 개발
체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서 개발
  • 함예솔
  • 승인 2019.01.08 11:10
  • 조회수 1307
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

연구배경

스트레스 질환에 대한 코티졸의 역할. 출처: 한국연구재단
스트레스 질환에 대한 코티졸의 역할. 출처: 한국연구재단
  • 인간의 뇌는 스트레스를 받으면 신경과 호르몬을 통해 스트레스 반응을 하게 되는데 특히 부신 피질은 '스트레스 호르몬이'라고 불리는 코티졸이라는 호르몬을 분비합니다. 
  • 코티졸은 한 번 분비되면 혈류를 따라 체내를 순환하며 전신에 장시간 영향을 주는데, 지속적으로 과도하게 분비되면 만성질환과 우울증을 유발합니다.
  • 그러나 현재 이러한 스트레스 호르몬 분비 상황을 모니터링하는 기술에는 한계가 있습니다. 기존의 타액이나 혈액을 이용한 측정 방법은 실시간 모니터링이 불가능하고 검지 해상도가 낮은 한계가 있었습니다. 

 

뭘 발견했는데?

 

연구팀이 개발한 체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서. 출처: 한국연구재단
연구팀이 개발한 체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서. 출처: 한국연구재단
  • <미국국립과학원회보(PNAS)>에 게재된 논문에 따르면, 국내 연구팀이 스트레스 호르몬 분비를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 센서 시스템을 구현했다고 합니다. 
  • 성균관대학교 김태일 교수와 세종대학교 최영진 교수 공동 연구팀이 동물 체내에 삽입 가능한 유연한 전자소자로 부신의 전기생리학적 신호를 검지해 스트레스 호르몬인 코티졸을 간접 측정했다고 합니다.
  • 전기생리학적 신호의 빈도가 크게 증가한 것을 확인했고, 신호의 빈도와 스트레스 호르몬인 코티졸 호르몬 분비거동과의 상관관계를 밝혔습니다. 

 

어떻게 조사했지?

 

삽입가능한 실시간 스트레스 호르몬 분비센서. 출처: 한국연구재단
삽입 가능한 실시간 스트레스 호르몬 분비 센서. 출처: 한국연구재단
  • 연구팀은 반도체 공정을 이용해 수 마이크로미터 두께의 유연한 전기생리 센서를 제작했고, 이를 살아있는 쥐의 부신에 삽입해 전기생리학적 반응 신호를 측정했습니다.
  • 연구팀이 만성 스트레스상에서 발생하는 부신피질자극호르몬(ACTH)을 외부에서 투여해 코티졸 분비를 유도한했습니다.

 

특이한 점은?

  • 개발된 시스템은 체내에 완전히 삽입된 채 부신의 전기신호를 외부 장치에 기록하는 데 성공했습니다. 
  • 시스템은 생체 친화적이고 매우 얇기 때문에 삽입한 이후, 살아 움직이는 동물에서도 9주 이상 원만히 작동할 뿐 아니라 동물의 생존율도 매우 높았습니다. 

 

이 연구가 왜 중요하지?

  • 개발된 전기생리센서는 체내에서 스트레스 호르몬의 실시간 모니터링이 가능하게 합니다.
  • 향후 스트레스 호르몬의 과다 분비로 고통 받는 환자들에게 적용하여 이상 분비를 실시간으로 검지하고 적절한 약물을 투여할 수 있습니다.
  • 이상분비로 인한 부작용을 방지할 수 있어 임상적 응용이 가능할 것으로 기대딥니다. 
  • 호르몬의 분비 과정에서 전기생리신호가 발생하고 이 신호가 호르몬 생성에 결정적인 방아쇠가 되기 때문에 반대로 전기 자극을 통해 인체 내 다양한 호르몬의 분비를 제어할 수도 있을 것입니다.

 

성균관대학교 김태일 교수. 출처: 한국연구재단
성균관대학교 김태일 교수. 출처: 한국연구재단

 

 

 

"그동안 알려지지 않은 부신의 호르몬 분비를 파악하는 기본 연구이며 여타 다른 생체기관의 호르몬 조절 연구까지 파급 효과를 보일 것이다"

-성균관대학교 김태일 교수-

 

 

 

 

 

 

세종대학교 최영진 교수. 출처: 한국연구재단
세종대학교 최영진 교수. 출처: 한국연구재단

 

 

 

 

"향후 의학적으로 환자 모니터링에 적용할 수 있을 뿐 아니라 검지 과정을 역이용하면 간단한 전기 자극을 통해 스트레스가 질병화하는 것을 막을 수 있을 것으로 기대된다"

-세종대학교 최영진 교수-


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2019 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트