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산업 스트레스 호르몬 감지해 측정하는 센서 개발됐다
메디컬투데이 조용진 기자
입력일 : 2019-01-11 08:25:30
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성균관대ㆍ세종대 공동 연구팀, 코티졸 호르몬 검지 센서 시스템 구현
[메디컬투데이 조용진 기자]

국내 연구팀이 호르몬 분비량을 감지해 스트레스를 측정할 수 있는 센서 시스템을 구축했다.


성균관대학교는 화학공학과 김태일 교수 연구팀과 세종대학교 나노신소재공학부 최영진 교수팀이 공동으로 스트레스 호르몬 분비를 실시간으로 검지할 수 있는 호르몬 센서 시스템을 구현했다고 최근 밝혔다.

연구팀은 동물 체내에 삽입가능한 유연한 전자소자를 활용해 스트레스 호르몬이 분비될 때 발생하는 부신에서의 전기생리학적 신호를 감지했고 이를 이용하면 부신의 스트레스 호르몬(코티졸)의 간접적 측정이 가능함을 발견했다.

코티졸은 스트레스 상황에서 분비가 촉진되는 스트레스 호르몬으로, 지속적으로 과도하게 분비될 때 직접적 또는 간접적으로 많은 만성질환을 유발하고 특히 만성화되면 우울증 등의 문제점을 유발한다고 알려져 왔다.

하지만 이 코티졸 호르몬은 일상생활 환경에서도 분비가 되며, 하루 중 시간에 따라 분비량이 변하기 때문에 특정 환경에서 코티졸이 과다하게 분비되는지를 판단하기 위해서는 이를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다.

이를 측정하기 위해 기존에는 타액이나 혈액을 이용한 전기화학적인 방법이 사용됐으나, 실시간 모니터링이 불가능하고 검지 해상도가 낮다는 점이 한계로 지적돼 왔다.

이에 성균관대와 세종대 공동 연구팀은 유연한 플라스틱 기반의 전자소자를 활용해 부신 피질 및 수질에서 코티졸을 분비할 때 나오는 전기신호를 측정하는 시스템을 구현했다. 이 시스템은 체내에 완전히 삽입된 채로 부신에서 측정된 전기신호를 외부 측정장치로 기록하는 데 성공했다.

연구팀은 시스템을 삽입한 동물에 인위적인 스트레스를 인가해 스트레스 자극 전후에 신호가 바뀌는 것을 기록하는 데 성공했다. 또한 이 시스템의 생체 친화성 덕분에 살아 움직이는 동물에서도 9주 이상 원만히 작동할 뿐 아니라 동물의 생존률이 매우 높았음을 보여줬다.

성균관대 김태일 교수는 “이 연구는 살아 움직이는 동물에서 호르몬 분비 신호를 실시간으로 정량적으로 검지할 수 있는 센서 시스템을 개발한 것으로, 잘 알려지지 않은 부신에서의 호르몬 분비관련 메카니즘을 파악할 수 있다”며 “이는 여타 다른 생체기관에서의 호르몬 조절연구가 가능해지는 파급효과를 보일 것”이라고 설명했다.

세종대 최영진 교수는 “향후 의학적으로 환자 모니터링에 적용할 수 있을 뿐 아니라 검지 메커니즘을 역으로 이용한다면 간단한 전기자극을 통해 과도한 스트레스 호르몬 분비를 억제함으로써 스트레스가 질병화하는 것을 막을 수도 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구 성과는 생명과학분야의 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 1월 7일자 논문으로 게재됐다.


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메디컬투데이 조용진 기자(jyjthefake@mdtoday.co.kr)
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