기술명:

신경전달물질 기반의 뇌 지도 작성 방법 및 뇌 지도를 이용하는 용도

주관기관: [장려상] 단국대학교 산학협력단
성명: 청년TLO 이아현

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기술개요

  • 대상 동물은 인간의 뇌와 유사한 신경전달물질 농도 분포를 가지는 실험 동물인 원숭이로 선정. 시료 추출 방법은 원숭이를 in vivo, in vitro에서 해당 영역에 미세투석 탐침을 삽입하여 aCSF와 조직액을 교환시키거나, 적출한 뇌를 매트릭스를 이용하여 얇은 절편으로 만들어 펀칭기구를 이용하여 시료를 추출하는 방법 등이 있음. 탐침을 조직에 삽입 시 조직에서 삼출되는 수분에 의해 고정이 잘 안될 수 있으므로 메쉬와 수분 제거용 접착제 등을 이용하여 수분을 최대한 제거하면 조직에 탐침을 견고히 고정시킬 수 있고, 이는 대상 영역에 따라 각도 조절도 가능

  • 원숭이의 소뇌 피질을 포함하여 총 29개, 인간의 전두엽을 포함하여 총 40개의 뇌의 영역에서 시료를 추출하여, 추출한 시료에서 LC-MS/MS, GC-MS/MS, ELISA 등을 이용하여 원숭이의 뇌에서는 22종, 인간의 뇌에서는 11종의 신경전달물질을 분석하였고, 각 뇌의 영역별 신경전달물질의 농도 분포 확인하고, 뇌 지도는 특정한 신경전달물질의 농도가 가장 높은 위치를 선정함

  • 하나의 신경전달물질을 분석하기 위해서는 뇌 지도에서 특정한 신경전달물질이 높은 농도로 있는 영역을 다종의 신경전달물질을 분석하기 위해서는 탐침을 삽입하는 부위를 최소화하기 위해 뇌 지도에서 특정한 신경전달물질이 다 종 모두 적절히 존재하는 영역을 선정. 해부학적으로 동일한 인간의 뇌와 영장류의 뇌를 매칭시키는 방법으로는 분석하고 싶은 신경전달물질이 인간과 영장류의 뇌에 동시에 적절한 농도로 존재하는 동일 영역을 선정함. 인간의 뇌와 영장류의 뇌를 신경전달물질의 농도 분포로 매칭시키는 방법도 있으며, 동일 영역이 아니더라도 한 신경전달물질을 타겟하는 약물을 주입 후 농도 비교를 위해 신경전달물질이 적절한 농도로 존재하는 인간의 뇌 영역과 영장류의 뇌 영역을 각각 선정함

기존한계점

  • 대부분의 실험실에서는 마우스를 이용하지만 인간과의 유사성이 적은 동물을 선정하는 경우 전임상 단계에서 획득한 결과와 임상 단계에서 획득한 결과가 서로 상이 할 수 있으므로 약물의 효과를 정확히 평가할 수 없었음. 본 발명은 인간과 유사성이 가장 큰 원숭이로 실험하여 약물의 효과 입증 할 수 있습니다. 

  • 본 발명 전 뇌 지도는 연구원들이 공통으로 참여하는 Allen Brain Atlas는 성인 두 사람의 정상적인 뇌를 자기공명영상(MRI)과 확산텐서영상(DTI)으로 촬영해서 얻은 자료와 뇌에서 발현되는 유전자 연구자료를 바탕으로 제작됨. 하지만 이 뇌 지도는 신경전달물질이 발생 되고 작용하는 기전을 알기 어렵다는 문제점이 있었음. 본 발명에서는 약물의 주입 전/후 농도 변화를 통해 신경전달물질의 분비 및 억제를 확인할 수 있음

기술우수성

  • 뇌 지도는 정신질환과 같은 약물을 투여한 후 뇌에서 신경전달물질 농도를 변화를 측정하는데 이용될 수 있으며 변화하는 신경전달물질의 농도 변화가 큰 경우 약물의 효능이 좋은 것으로 평가할 수 있음. 또한 정신질환을 가진 환자의 뇌 내 특정 신경전달물질의 농도를 측정하는데 예를 들어 우울증을 가진 환자의 경우 뇌 지도 상에 도파민이 높은 농도로 존재하는 위치에서 환자의 도파민을 측정하기 위하여 이용될 수 있음

  • 뇌 지도는 정신질환을 예측을 위해 특정 위치에서 특정 신경전달물질의 농도가 정상인 뇌 지도와 비교하여 일정 수준 이상 상이 한 경우, 뇌 지도는 특정 신경전달물질의 과다또는 결핍에 따른 정신질환의 존재를 예측하는데 이용될 수 있음

응용분야

  • 적용 가능 산업군

    - 정신질환 등 신경관련 질환

  • 예상 수요 산업군

    - 의약 시장

지식재산권현황

  • 특허번호 : 10-2020-0098432

기술문의처

  • 단국대학교 의예과 김형건 교수 / 041-550-3867

  • 단국대학교 기술사업화센터 / 031-8005-2198 / patent@dankook.ac.kr