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정의헌 교수 연구팀, 각막신경 손상으로 인한 안구건조증의 광치료 가능성 제시
관리자
작성일2020.08.18 11:16 조회수454

지스트(광주과학기술원, 총장 김기선) 의생명공학과 정의헌 교수팀이 근적외선 레이저를 사용하여 손상된 삼차신경절세포*의 성장 촉진 및 말초신경계 재생을 위한 비침습적 광바이오조절** 효과 기반 광치료법의 가능성을 제시하였다.

* 삼차신경절세포(trigeminal ganglion cells): 안면의 감각을 담당하는 말초신경으로 외부의 자극을 받아들여 중추신경계로 신호를 전달하는 역할을 한다.

** 광바이오조절(photobiomodulation): 적외선 및 근적외선을 이용하여 세포기능을 향상시키고 생리적 효과를 가지고 있는 비침습적 광기반 치료법

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라식, 라섹 수술을 받는 환자 수가 증가하는 만큼 각막절제 수술의 부작용으로 인해 발생하는 안구건조증 발병률도 급증하는 추세다. 라식 수술은 각막을 절개하여 시력을 교정하는 수술로써 회복 과정에서 각막의 신경세포가 충분히 재생되지 않을 수 있고, 외부환경에 반응하는 역할을 하는 말초신경 손상으로 인해 안구건조증 발병 확률이 높아지게 된다.

연구팀은 안구건조증의 직접적인 원인 중의 하나인 삼차신경절세포의 손상을 근적외선 레이저를 통해 재생을 유도하고, 세포의 활성도 측정 분석법을 통해 치료 효과를 연구하였다. 이를 위해 유전자변형 실험쥐로부터 삼차신경절세포를 채취하여 플레이트에서 일차세포배양***하였고, 배양된 신경세포에 다양한 연속파와 펄스파 레이저 광선을 조사하였다.

** 일차세포배양(primary cell culture): 생물체로부터 조직 및 기관을 재료로 하여 세포를 직접 분리해 내어 배양하는 세포배양 기법

그 결과 손상된 말초신경세포가 재생되는 최적의 광조사 조건을 찾아냈다. 이 과정에서 신경세포 재생의 정량적 분석을 위해 형태학적 정보 분석법을 선별하고 적용하였다.

정의헌 교수는 이번 연구는 빛을 이용하여 손상된 말초신경계의 성장을 촉진시킬 수 있는 가능성을 보여준 것으로 향후에는 각막절제 수술로 인한 안구건조증 치료와 말초신경계 손상에 기인한 만성통증 치료에도 응용될 수 있을 것으로 기대한다고 말했다.

이번 연구는 지스트 정의헌 교수(교신저자)가 주도하고 의생명공학과 조희주(1저자) 석사졸업생이 수행하였으며, 한국연구재단 중견연구자지원사업과 지스트 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 수행되었다. 관련 논문은 저널 오브 포토케미스트리 앤 포토바이올로지 B: 바이올로지(Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology)”2020715일자 온라인에 게재되었다. <>

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[그림] 본 연구의 전체 모식도. 그림 (a) 유전자변형동물로부터 Primary cell culture 기법을 사용하여 플레이트에 체외배양한 삼차신경절세포를 보여준다. 그림 (b) 레이저를 조사한 실험군과 대조군 및 연속파와 펄스파 레이저의 형태. 그림 (c) 대조군과 실험군의 삼차신경절세포현미경 이미지 및 정량 분석(Sholl analysis)을 적용하여 형태학적 분석 이미지.

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