입력 2026.03.06 14:08
중앙대학교 동물생명공학과 방명걸 교수팀이 주도한 연구가 2026년 2월 26일 의학(MEDICINE, RESEARCH & EXPERIMENTAL) 분야 최우수 학술지 중 하나인 Theranostics (IF=13.3, JCR Rank=6/195)에 게재됐다.
이번에 게재된 논문의 제목은 “Carbon dots penetrating the blood-brain barrier for central nervous system nanomedicine”이다. 본 논문은 탄소 나노점(carbon dots, CD)을 중추신경계 질환 치료를 위한 차세대 나노 치료·진단 플랫폼으로 제안했다. 중추신경계 질환은 혈뇌장벽의 제한적인 특성으로 인해 치료가 가장 어려운 질환 중 하나로 남아 있다. 촘촘하게 연결된 내피세포로 구성된 혈뇌장벽은 대부분의 치료제가 뇌 조직으로 이동하는 것을 심각하게 제한해 신경 질환 및 뇌종양 치료에 있어 주요 장애물로 작용한다.
연구팀은 초소형 광발광 탄소 나노입자를 활용해 혈뇌장벽 투과 및 선택적 뇌 축적을 향상시키는 전략을 포괄적으로 정리했다. 표적 리간드, 고분자 코팅, 생체모방막, 엑소좀 유사 구조 등을 이용한 표면 개질을 통해 CD는 혈뇌장벽 투과율을 높이고 뇌에 선택적으로 축적될 수 있다. CD 고유의 형광 특성과 조절 가능한 표면 화학적 성질은 정밀 나노의학 분야에서 특히 주목받는 특성이다.
표적 약물 및 유전자 전달 외에도 CD는 형광, 자기공명, 광음향 영상 등 다양한 영상 기법을 지원해 조기 진단과 치료 반응의 실시간 모니터링을 가능하게 한다. 나아가 항산화, 항염, 광열, 광역학, 초음파 역학적 특성을 통해 통합적인 영상 유도 치료법 구현이 가능하다. 이러한 진단과 치료 기능의 결합은 중추신경계 종양 및 기타 신경 질환에 대한 통합적이고 협력적인 치료 전략에서 CD의 잠재력을 보여준다.
본 논문은 번역 장벽, 대규모 생산, 장기 안전성 등 임상 적용을 위한 과제를 분석하고 향후 연구 방향을 제시했다. 최근의 연구 동향을 종합하고 합리적 설계를 위한 로드맵을 제시함으로써, 중추신경계 질환의 정밀하고 최소 침습적인 치료를 위한 효과적인 혈뇌장벽 투과 시스템 개발에 중요한 학술적 기반을 마련했다.
본 연구는 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소 사업의 지원을 받아 수행됐다. 논문의 제1저자는 중앙대학교 생명환경연구원의 Wubshet Mekonnen Girma 연구교수이며, 방명걸 교수가 교신저자로 참여했다.
논문에는 Wubshet Mekonnen Girma, Girum Getachew Demissie, Shewaye Lakew Mekuria, Shamsa Kizhepat, T.M. Subrahmanya, Akash S. Rasal, Binyam Abdu Berhe, Gangaraju Gedda, Yoo-Jin Park, Jia-Yaw Chang, Myung-Geol Pang 등이 저자로 이름을 올렸다.