인제대학교(총장 전민현)는 헬스케어IT학과 정세훈 교수의 연구 논문이 최근 세계적 학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스 (Biosensors and Bioelectronics)’저널에 게재됐다.

연구논문 제목은‘Numerical approach-based simulation to predict cerebrovascular shear stress in a blood-brain barrier organ-on-a-chip’이다.

뇌혈관장벽(Blood-brain barrier, BBB)은 뇌 기능에 필수적인 혈중 물질만을 선택적으로 통과시켜 뇌 기능을 정상적으로 유지하도록 하는 주요 기관이다. 뇌와 혈액을 선택적으로 분리 시키는 혈관 장벽으로서, 뇌 기능에 필수적으로 작용하는 분자들만을 선택적으로 받아들이기 때문에, 잠재적인 위험 물질로부터 격리시키는 역할을 한다. 그러나 BBB는 뇌질환 치료약물의 유입까지도 막아 뇌세포로 약물을 투약하기 어렵게 하는데, 이 때문에 뇌질환 환자의 약물치료 효과를 현저히 저하시킨다.

따라서 최근 제약업계에서는 BBB 연구가 화두로 떠오르고 있다. 퇴행성 뇌질환이나 뇌암치료를 위한 신약 개발에 있어서, 약물의 BBB 통과 여부는 신약개발 성공에 있어 가장 중요한 팩트 중의 하나로 간주한다.

이러한 기술적 니즈를 맞추기 위해서 정세훈 교수는 2018년에 생체내(in vivo) 시험결과와 가장 가까운 뇌 및 뇌혈관장벽 장기 칩(Organ-on-a-chip)을 개발했다. 또 이번에 발표한 논문에서 혈액 유동에 의해 뇌혈관에 가해지는 물리적 자극인 ‘전단응력(Shear stress)’을 보다 정확히 예측할 수 있는 수치적 접근 기반 시뮬레이션 프로세스와 BBB 연구를 위한 실제 생체환경에 가까운 ‘BBB organ-on-a-chip 디바이스’개발 가이드라인을 제시했다.

이번 연구는 정 교수가 동아대 기계공학과 이무연 교수 연구팀과 공동 수행했으며, 한국연구재단 기초연구사업 생애첫연구사업 지원을 받아 진행했다.

한편, ‘Biosensors and Bioelectronics’저널은 SCI 논문 영향력 지수(Impact Factor) 10.257(2019년)이며, 분석화학 분야 86개 학술지 중 1위다(JCR rank: 0.58%, Category: Chemistry·Analytical).

정세훈 교수는 “앞으로 인체장기를 모방한 장기칩의 상용화를 목표로 하여, 신약개발 과정에서의 무분별한 실험동물사용을 최소화하고 약물개발의 성공 가능성을 정확히 예측하여 약물개발 비용과 시간을 극도로 낮추는 혁신적인 도전을 계속하겠다”고 전했다. 오찬영 기자 chxxyxxng@kookje.co.kr