KIST, 흑린(黑燐) 소재기반 차세대 트랜지스터 개발 가능성 열어 - 차세대 반도체 물질인 흑린(black phosphorus)의 특성을 제어하여 고성능트랜지스터 개발 - 무기물 보호막을 적용해 안정적인 소자 특성 확보 다양한 전자 기계가 발달하면서 투명하면서도 휘어지는 성질을 가진 고성능의 반도체 개발에 대한 필요가 증가하고 있다. 그러나 현재 주로 사용되는 실리콘 소재의 반도체로는 이러한 반도체를 만들기 어려워 신소재에 대한 연구가 활발하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀이 신소재인 흑린을 이용해 안정성과 성능이 높은 트랜지스터(transistor)를 개발했다. 흑린은 공기 중에서 반응속도가 너무 높아 불안정하다는 단점 때문에 트랜지스터로 만들기에 어려움이 많았다. 연구팀은 반응을 억제하기 위해 보호막을 씌워 안정성을 확보했다. 이렇게 개발된 트랜지스터는 안정적일 뿐 아니라 성능도 뛰어나 차세대 반도체 개발에 한층 가까워졌다는 평가이다. 그래핀은 2004년 발견된 이래, 실리콘을 대체할 차세대 반도체 재료로써 각광 받아왔지만 도체인 금속 성질이 더 우세하여 반도체에 적용하기에 어려운 점이 많았다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 이황화몰리브덴 등의 재료가 트랜지스터로써 개발되었지만, 성능부분에서 한계가 있었다. 흑린(black phosphorus)은 인(phosphorus)과 원소는 같으나 모양과 성질이 다른 동소체로 그래핀과 마찬가지로 두께가 원자 수준으로 얇으며 원자가 층 구조인 물질이다. 이런 특성으로 인해 흑린은 기존 물질을 대체할 차세대 반도체 재료로 관심이 높다. 하지만 공기 중에서의 반응속도가 너무 높아 안정적이지 못해 반도체 소자를 제작하고 구동하는데 어려움이 많았다. 연구팀은 공기 중에서 흑린이 직접적으로 반응하는 것을 억제하기 위해, 흑린에 무기물인 얇은 산화알루미늄(Al2O3) 막을 보호층으로 감쌌다. 무기물 막은 만들어지는 과정에서 열이 발생하는데 정확한 분석을 위해 열로 인한 효과와 무기물 막으로 인한 효과를 분리하여 분석했다. 연구팀은 각각의 공정에서 저주파 잡음(low-frequency noise)을 비롯한 전기적 측정 및 분석을 수행했다.(그림 3). 그 결과 열로 인한 효과와 별도로, 저주파 잡음 수준이 산화알루미늄 보호막 증착을 통해 줄어드는 것을 확인하였다.(그림 4) ※ 저주파 잡음 분석 : 반도체 소자 내에서의 전하 이동 메커니즘 및 소자의 신뢰성을 평가할 수 있는 측정 및 분석 방법. 반도체 소자가 소형화 될수록 신호 대비 저주파 잡음 비율이 높아진다는 점으로 볼 때, 저주파 잡음 특성이 낮게 나타나면 소자가 성능이 좋아지고 소형화 및 집적화에 유리하다고 볼 수 있다. 또한 추가적으로 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 2개월 후에도 산화알루미늄막이 보호층으로 작동하여 흑린이 공기 중에도 안정적으로 존재할 수 있다는 것을 밝혔다.(그림 5) 이는 산화알루미늄 보호층을 적용한 흑린 트랜지스터 소자가 안정적이고 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주는 것이다. ※ 라만 분석 : 물질 고유의 분자 진동수가 존재한다는 원리를 바탕으로 재료의 특성을 파악할 수 있는 분광법. 본 연구에서는 흑린의 존재 여부를 판단하는데 이용되었다. 이와 같이 개발된 흑린 트랜지스터는 향후 디스플레이용 박막 트랜지스터, CPU, 메모리 등의 반도체산업에 활용될 가능성이 있다. 박막 트랜지스터의 경우, 현재 상용화 단계인 저온폴리실리콘, 금속산화물 등의 재료에 비해 성능이 뛰어나며, 유연성과 투명성을 갖출 수 있다는 점에서 기대가 되는 물질이다. 하지만 대량생산을 위해서는 흑린 소재를 균일하고 대면적으로 합성할 수 있는 기술의 개발이 추후 보완되어야 한다. 본 연구에서는 위와 같은 응용분야에서 흑린이 트랜지스터로써 안정적으로 동작할 수 있다는 것을 밝히고, 기본적인 소자 특성을 평가하고 개선하였다는데 그 의의가 있다. 제 1저자인 나준홍 박사는 “이번 연구결과를 통해 그동안 논란이 되어왔던 흑린 소재의 트랜지스터가 안정적으로 구동된다는 것을 확인할 수 있었다”며, “나아가서 이번 연구는 흑린 내에서의 전하 이동 메커니즘을 이해하는데도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀에서 진행된 연구로, 무기물 보호층을 적용하여 수 나노미터(nanometer) 두께의 흑린을 대기 중에서도 안정적으로 구동할 수 있는 트랜지스터로써 탈바꿈 시켰을 뿐만 아니라, 저주파 잡음 측정을 통하여 흑린 트랜지스터의 동작 원리를 분석하고 성능이 개선된 것을 확인하였다. 이번 연구 성과는 ACS Nano에 “Few-Layer Black Phosphorus Field-Effect Transistors with Reduced Current Fluctuation” (DOI: 10.1021/nn5052376)라는 제목으로 11월 4일(화)에 온라인 게재되었다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 지원으로 수행되었다. ○ 연구진: ■ Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 최원국, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 나준홍, 박사후연구원, 계면제어연구센터, KIST ○ 관련자료 <그림 1> 세 개의 흑린 층을 표현한 모식도 <그림 2> 트랜지스터로 제작된 흑린의 광학 현미경 사진(왼쪽)과 3차원 현미경 사진(오른쪽) <그림 3> 열처리와 산화알루미늄 보호막 증착을 통한 트랜지스터 소자 변수 개선 확인 그래프 <그림 4> 산화알루미늄 보호층 효과로 인한 흑린 트랜지스터의 저주파 잡음 특성 개선 확인 그래프 <그림 5> 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 안정성 검사를 실시한 결과, 2개월 후에도 흑린이 공기 중에서 존재할 수 있다는 것을 보여주는 그래프

KIST, 흑린(黑燐) 소재기반 차세대 트랜지스터 개발 가능성 열어 - 차세대 반도체 물질인 흑린(black phosphorus)의 특성을 제어하여 고성능트랜지스터 개발 - 무기물 보호막을 적용해 안정적인 소자 특성 확보 다양한 전자 기계가 발달하면서 투명하면서도 휘어지는 성질을 가진 고성능의 반도체 개발에 대한 필요가 증가하고 있다. 그러나 현재 주로 사용되는 실리콘 소재의 반도체로는 이러한 반도체를 만들기 어려워 신소재에 대한 연구가 활발하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀이 신소재인 흑린을 이용해 안정성과 성능이 높은 트랜지스터(transistor)를 개발했다. 흑린은 공기 중에서 반응속도가 너무 높아 불안정하다는 단점 때문에 트랜지스터로 만들기에 어려움이 많았다. 연구팀은 반응을 억제하기 위해 보호막을 씌워 안정성을 확보했다. 이렇게 개발된 트랜지스터는 안정적일 뿐 아니라 성능도 뛰어나 차세대 반도체 개발에 한층 가까워졌다는 평가이다. 그래핀은 2004년 발견된 이래, 실리콘을 대체할 차세대 반도체 재료로써 각광 받아왔지만 도체인 금속 성질이 더 우세하여 반도체에 적용하기에 어려운 점이 많았다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 이황화몰리브덴 등의 재료가 트랜지스터로써 개발되었지만, 성능부분에서 한계가 있었다. 흑린(black phosphorus)은 인(phosphorus)과 원소는 같으나 모양과 성질이 다른 동소체로 그래핀과 마찬가지로 두께가 원자 수준으로 얇으며 원자가 층 구조인 물질이다. 이런 특성으로 인해 흑린은 기존 물질을 대체할 차세대 반도체 재료로 관심이 높다. 하지만 공기 중에서의 반응속도가 너무 높아 안정적이지 못해 반도체 소자를 제작하고 구동하는데 어려움이 많았다. 연구팀은 공기 중에서 흑린이 직접적으로 반응하는 것을 억제하기 위해, 흑린에 무기물인 얇은 산화알루미늄(Al2O3) 막을 보호층으로 감쌌다. 무기물 막은 만들어지는 과정에서 열이 발생하는데 정확한 분석을 위해 열로 인한 효과와 무기물 막으로 인한 효과를 분리하여 분석했다. 연구팀은 각각의 공정에서 저주파 잡음(low-frequency noise)을 비롯한 전기적 측정 및 분석을 수행했다.(그림 3). 그 결과 열로 인한 효과와 별도로, 저주파 잡음 수준이 산화알루미늄 보호막 증착을 통해 줄어드는 것을 확인하였다.(그림 4) ※ 저주파 잡음 분석 : 반도체 소자 내에서의 전하 이동 메커니즘 및 소자의 신뢰성을 평가할 수 있는 측정 및 분석 방법. 반도체 소자가 소형화 될수록 신호 대비 저주파 잡음 비율이 높아진다는 점으로 볼 때, 저주파 잡음 특성이 낮게 나타나면 소자가 성능이 좋아지고 소형화 및 집적화에 유리하다고 볼 수 있다. 또한 추가적으로 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 2개월 후에도 산화알루미늄막이 보호층으로 작동하여 흑린이 공기 중에도 안정적으로 존재할 수 있다는 것을 밝혔다.(그림 5) 이는 산화알루미늄 보호층을 적용한 흑린 트랜지스터 소자가 안정적이고 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주는 것이다. ※ 라만 분석 : 물질 고유의 분자 진동수가 존재한다는 원리를 바탕으로 재료의 특성을 파악할 수 있는 분광법. 본 연구에서는 흑린의 존재 여부를 판단하는데 이용되었다. 이와 같이 개발된 흑린 트랜지스터는 향후 디스플레이용 박막 트랜지스터, CPU, 메모리 등의 반도체산업에 활용될 가능성이 있다. 박막 트랜지스터의 경우, 현재 상용화 단계인 저온폴리실리콘, 금속산화물 등의 재료에 비해 성능이 뛰어나며, 유연성과 투명성을 갖출 수 있다는 점에서 기대가 되는 물질이다. 하지만 대량생산을 위해서는 흑린 소재를 균일하고 대면적으로 합성할 수 있는 기술의 개발이 추후 보완되어야 한다. 본 연구에서는 위와 같은 응용분야에서 흑린이 트랜지스터로써 안정적으로 동작할 수 있다는 것을 밝히고, 기본적인 소자 특성을 평가하고 개선하였다는데 그 의의가 있다. 제 1저자인 나준홍 박사는 “이번 연구결과를 통해 그동안 논란이 되어왔던 흑린 소재의 트랜지스터가 안정적으로 구동된다는 것을 확인할 수 있었다”며, “나아가서 이번 연구는 흑린 내에서의 전하 이동 메커니즘을 이해하는데도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀에서 진행된 연구로, 무기물 보호층을 적용하여 수 나노미터(nanometer) 두께의 흑린을 대기 중에서도 안정적으로 구동할 수 있는 트랜지스터로써 탈바꿈 시켰을 뿐만 아니라, 저주파 잡음 측정을 통하여 흑린 트랜지스터의 동작 원리를 분석하고 성능이 개선된 것을 확인하였다. 이번 연구 성과는 ACS Nano에 “Few-Layer Black Phosphorus Field-Effect Transistors with Reduced Current Fluctuation” (DOI: 10.1021/nn5052376)라는 제목으로 11월 4일(화)에 온라인 게재되었다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 지원으로 수행되었다. ○ 연구진: ■ Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 최원국, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 나준홍, 박사후연구원, 계면제어연구센터, KIST ○ 관련자료 <그림 1> 세 개의 흑린 층을 표현한 모식도 <그림 2> 트랜지스터로 제작된 흑린의 광학 현미경 사진(왼쪽)과 3차원 현미경 사진(오른쪽) <그림 3> 열처리와 산화알루미늄 보호막 증착을 통한 트랜지스터 소자 변수 개선 확인 그래프 <그림 4> 산화알루미늄 보호층 효과로 인한 흑린 트랜지스터의 저주파 잡음 특성 개선 확인 그래프 <그림 5> 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 안정성 검사를 실시한 결과, 2개월 후에도 흑린이 공기 중에서 존재할 수 있다는 것을 보여주는 그래프

KIST, 흑린(黑燐) 소재기반 차세대 트랜지스터 개발 가능성 열어 - 차세대 반도체 물질인 흑린(black phosphorus)의 특성을 제어하여 고성능트랜지스터 개발 - 무기물 보호막을 적용해 안정적인 소자 특성 확보 다양한 전자 기계가 발달하면서 투명하면서도 휘어지는 성질을 가진 고성능의 반도체 개발에 대한 필요가 증가하고 있다. 그러나 현재 주로 사용되는 실리콘 소재의 반도체로는 이러한 반도체를 만들기 어려워 신소재에 대한 연구가 활발하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀이 신소재인 흑린을 이용해 안정성과 성능이 높은 트랜지스터(transistor)를 개발했다. 흑린은 공기 중에서 반응속도가 너무 높아 불안정하다는 단점 때문에 트랜지스터로 만들기에 어려움이 많았다. 연구팀은 반응을 억제하기 위해 보호막을 씌워 안정성을 확보했다. 이렇게 개발된 트랜지스터는 안정적일 뿐 아니라 성능도 뛰어나 차세대 반도체 개발에 한층 가까워졌다는 평가이다. 그래핀은 2004년 발견된 이래, 실리콘을 대체할 차세대 반도체 재료로써 각광 받아왔지만 도체인 금속 성질이 더 우세하여 반도체에 적용하기에 어려운 점이 많았다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 이황화몰리브덴 등의 재료가 트랜지스터로써 개발되었지만, 성능부분에서 한계가 있었다. 흑린(black phosphorus)은 인(phosphorus)과 원소는 같으나 모양과 성질이 다른 동소체로 그래핀과 마찬가지로 두께가 원자 수준으로 얇으며 원자가 층 구조인 물질이다. 이런 특성으로 인해 흑린은 기존 물질을 대체할 차세대 반도체 재료로 관심이 높다. 하지만 공기 중에서의 반응속도가 너무 높아 안정적이지 못해 반도체 소자를 제작하고 구동하는데 어려움이 많았다. 연구팀은 공기 중에서 흑린이 직접적으로 반응하는 것을 억제하기 위해, 흑린에 무기물인 얇은 산화알루미늄(Al2O3) 막을 보호층으로 감쌌다. 무기물 막은 만들어지는 과정에서 열이 발생하는데 정확한 분석을 위해 열로 인한 효과와 무기물 막으로 인한 효과를 분리하여 분석했다. 연구팀은 각각의 공정에서 저주파 잡음(low-frequency noise)을 비롯한 전기적 측정 및 분석을 수행했다.(그림 3). 그 결과 열로 인한 효과와 별도로, 저주파 잡음 수준이 산화알루미늄 보호막 증착을 통해 줄어드는 것을 확인하였다.(그림 4) ※ 저주파 잡음 분석 : 반도체 소자 내에서의 전하 이동 메커니즘 및 소자의 신뢰성을 평가할 수 있는 측정 및 분석 방법. 반도체 소자가 소형화 될수록 신호 대비 저주파 잡음 비율이 높아진다는 점으로 볼 때, 저주파 잡음 특성이 낮게 나타나면 소자가 성능이 좋아지고 소형화 및 집적화에 유리하다고 볼 수 있다. 또한 추가적으로 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 2개월 후에도 산화알루미늄막이 보호층으로 작동하여 흑린이 공기 중에도 안정적으로 존재할 수 있다는 것을 밝혔다.(그림 5) 이는 산화알루미늄 보호층을 적용한 흑린 트랜지스터 소자가 안정적이고 효과적으로 사용될 수 있음을 보여주는 것이다. ※ 라만 분석 : 물질 고유의 분자 진동수가 존재한다는 원리를 바탕으로 재료의 특성을 파악할 수 있는 분광법. 본 연구에서는 흑린의 존재 여부를 판단하는데 이용되었다. 이와 같이 개발된 흑린 트랜지스터는 향후 디스플레이용 박막 트랜지스터, CPU, 메모리 등의 반도체산업에 활용될 가능성이 있다. 박막 트랜지스터의 경우, 현재 상용화 단계인 저온폴리실리콘, 금속산화물 등의 재료에 비해 성능이 뛰어나며, 유연성과 투명성을 갖출 수 있다는 점에서 기대가 되는 물질이다. 하지만 대량생산을 위해서는 흑린 소재를 균일하고 대면적으로 합성할 수 있는 기술의 개발이 추후 보완되어야 한다. 본 연구에서는 위와 같은 응용분야에서 흑린이 트랜지스터로써 안정적으로 동작할 수 있다는 것을 밝히고, 기본적인 소자 특성을 평가하고 개선하였다는데 그 의의가 있다. 제 1저자인 나준홍 박사는 “이번 연구결과를 통해 그동안 논란이 되어왔던 흑린 소재의 트랜지스터가 안정적으로 구동된다는 것을 확인할 수 있었다”며, “나아가서 이번 연구는 흑린 내에서의 전하 이동 메커니즘을 이해하는데도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 계면제어연구센터 최원국 박사, 송용원 박사 연구팀에서 진행된 연구로, 무기물 보호층을 적용하여 수 나노미터(nanometer) 두께의 흑린을 대기 중에서도 안정적으로 구동할 수 있는 트랜지스터로써 탈바꿈 시켰을 뿐만 아니라, 저주파 잡음 측정을 통하여 흑린 트랜지스터의 동작 원리를 분석하고 성능이 개선된 것을 확인하였다. 이번 연구 성과는 ACS Nano에 “Few-Layer Black Phosphorus Field-Effect Transistors with Reduced Current Fluctuation” (DOI: 10.1021/nn5052376)라는 제목으로 11월 4일(화)에 온라인 게재되었다. 이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업 지원으로 수행되었다. ○ 연구진: ■ Dr. 송용원, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 최원국, 책임연구원, 계면제어연구센터, KIST ■ Dr. 나준홍, 박사후연구원, 계면제어연구센터, KIST ○ 관련자료 <그림 1> 세 개의 흑린 층을 표현한 모식도 <그림 2> 트랜지스터로 제작된 흑린의 광학 현미경 사진(왼쪽)과 3차원 현미경 사진(오른쪽) <그림 3> 열처리와 산화알루미늄 보호막 증착을 통한 트랜지스터 소자 변수 개선 확인 그래프 <그림 4> 산화알루미늄 보호층 효과로 인한 흑린 트랜지스터의 저주파 잡음 특성 개선 확인 그래프 <그림 5> 광학현미경 사진과 라만 분석을 통해 안정성 검사를 실시한 결과, 2개월 후에도 흑린이 공기 중에서 존재할 수 있다는 것을 보여주는 그래프

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)과 숙명대학교(총장 황선혜)는 11월 11일(화) KIST 서울 본원에서 과학기술 인재양성과 산학연 동반성장을 위해 교육·연구 등 학술분야, 산학연 협력과제 공동 수행 등 전 분야에 걸친 포괄협력협정을 체결했다. 이와 동시에 KIST와 숙명여자대학교는 학연협정을 체결하여 “학·연 협동연구 석·박사과정”을 도입하기로 함으로써, 내년부터 석·박사과정의 여성 과학기술 인력을 공동으로 양성하기로 했다. KIST는 1990년부터 고려대를 시작으로 국내 14개 대학과 학연협정을 체결하여 그 동안 약 2,000여명의 과학기술인력을 배출한 바 있다. KIST 이병권 원장은 “이번 협정체결을 계기로 숙명여대와 공동으로 미래를 선도하는 여성과학자 육성에 적극 매진하여 유능한 과학기술인력 육성을 통한 창조경제 확산에 일조하겠다”고 밝혔다.

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨

복잡한 검사없이 혈액 한방울로 알츠하이머 치매를 진단하다 -알츠하이머 원인 단백질의 혈액속 농도로 질병을 진단하는 연관성 밝혀 -개방형 연구성과로 융복합기술 기반 혈액 진단 시스템 개발 토대 마련 사회가 고령화되면서 노화 관련 질환에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 50세이후 발병율이 증가하는 대표적 노화 질병인 알츠하이머 치매를 혈액으로 진단할 수 있는 기술이 개발되었다. 알츠하이머 치매를 일으키는 단백질로 알려진 ‘베타아밀로이드’가 혈액으로 이동이 가능해 혈액검사로 검출할 수 있다는 것에 착안한 것이다. 병원 및 기업과의 중개연구와 임상실험을 통해 기술이 상용화되면 병원에서 쉽고 빠르게 치매를 진단할 수 있어 파급효과가 클 전망이다. 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질이 뇌에서 지나치게 증가해 발생하는 것으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 농도가 높아지면 뇌의 신경세포가 파괴되고 결국 기억이 지워지는 것이다. 그래서 뇌조직 검사나 단백질 분포 확인이 가능한 PET 영상 촬영 등으로 알츠하이머 치매를 진단할 때 베타아밀로이드는 질병 진단의 주요한 척도, 즉 바이오마커로 사용된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 뇌과학 연구소 김영수 박사팀은 베타아밀로이드가 특이하게 LRP1 이라는 단백질을 통해 뇌에서 혈액으로 이동하는 것에 주목했다. 혈액 내 베타아밀로이드의 존재여부는 국제적으로 여러차례 보고된 바 있다. 그러나, 뇌에서의 베타아밀로이드가 증가하는 것이 LRP1을 통해 혈액에서 농도 변화로 반영될 수 있는지 불분명하여 혈액 진단은 논쟁이 되어왔다. * LRP1: Low density lipoprotein receptor-related protein1, 뇌혈관 장벽에 존재하는 수용체로 뇌 및 뇌척수액에 있는 베타아밀로이드를 혈액으로 보내는 역할을 한다. 뇌에서 떠도는 베타아밀로이드에 붙어 뇌혈관장벽을 투과할 수 있도록 채널 역할을 한다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 베타아밀로이드를 다양한 분량으로 넣어 알츠하이머 치매를 일으켰다. 그 후 혈액을 뽑아 베타아밀로이드의 양을 분석했고 뇌 안의 베타아밀로이드 농도가 올라가면 혈액 속의 베타아밀로이드도 비례해 높아진다는 것을 확인했다. 이는 혈액 속 베타아밀로이드의 바이오마커 역할에 대해 가능성으로만 제기되었던 주장을 과학적으로 연관성을 밝힌 것이다. 혈액을 사용해 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있게되면 - 쉽고 편리하게 의료 기관에서 사용될 수 있으며, 기술이 상용화될 시 파급효과가 매우 크다는 장점이 있으며, - 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있으며, - 환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다. 그러나 베타아밀로이드는 혈중에서 극소량만 존재해 현재 병원에서 쓰고 있는 장비로는 분석이 불가능하다. KIST 개방형 연구사업단(단장 김태송, Dennis Choi)은 매우 적은 양의 베타아밀로이드를 정밀 분석할 수 있는 장비를 개발중이다. 또한 국내외 병원, 대학, 기업체와 힘을 합쳐 융합 연구를 계속 진행해, 최종적으로 혈액을 활용한 알츠하이머 치매 진단을 위한 ‘나노바이오 센서 시스템’을 개발한다는 계획이다. * KIST 개방형 연구사업단(Open Research Program) : 각종 재난상황에 대비하고 국민의 삶의 질을 실질적으로 개선시킬 수 있는 국민 행복 기술의 개발을 위해 2013년부터 KIST가 진행중이다. 본 연구는 사업의 취지에 맞게 KIST가 국민에게 실질적으로 도움이 되는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액이라는 쉬운 방법을 통해 알츠하이머 치매를 진단할 수 있는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “21세기 사회 문제의 극복으로 치매 환자수 감소 및 직간접 의료비 절감을 통하여 우리 사회를 더욱 건강하게 유지하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구는 KIST 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 지원되었다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Correlations of amyloid-β concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model’라는 제목으로 게재되었다. <관련 자료> KIST 뇌과학연구소 김영수 박사 <그림1> 베타아밀로이드 검출 혈액 검사 정상 성인 마우스의 뇌에 베타아밀로이드를 주입하여 알츠하이머 치매를 유발한 후 혈액에서 베타아밀로이드를 정량 검출함 <그림 3> 뇌척수액(좌)과 혈액(우)의 바이오마커 정량 분석 뇌에서 비이상적으로 증가한 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질이 뇌혈관장벽을 투과하여 혈액에서 비례적으로 검출됨