충북대 의학과 구용숙 교수 연구팀, 인공망막장치 이식환자 저시력 원인규명

구용숙 교수, 안정열 연구원

［충북일보］ 충북대 의학과 구용숙 교수 연구팀이 망막 신경생리학 관점에서 저시력의 근본적인 문제를 찾은데 이어 인공망막장치 이식환자들에서 관찰되는 저해상도시력 원인을 설명할 수 있는 망막 신경메커니즘을 최초로 규명했다.

인공망막장치는 실명 환자의 망막에 전자 칩을 이식하고 전기 자극을 인가해 시력을 회복시키는 인공시각 보철물이다.

이 장치는 실명환자들을 대상으로 한 임상시험에서 성공했으나 현재까지 인공망막장치 이식 후 회복된 실명환자의 최대 교정시력(0.049)은 여전히 법정 시력(0.1)을 넘지 못하는 수준이다.

연구팀은 "그동안 저시력 문제를 해결하기 위해 전자칩에 들어가는 전극의 수 또는 배열을 최적화하는 공학적 시도가 많이 이어져 왔다"며 "하지만 여전히 법정 시력을 뛰어넘지 못하는 한계가 있는데다 그 원인조차 알지 못하는 상태였다"고 설명했다.

연구팀은 전기생리학 실험을 바탕으로 실명한 쥐와 원숭이의 망막 신호를 정상군의 망막 신호와 비교해가며 연구를 수행했다.

연구결과 대조군인 정상망막과 달리 변성망막에서 신경세포들 간 비정상적으로 동기화된 신경신호 발화패턴이 새로 발생했다. 또한 전기자극 인가 때 신경신호가 국소적으로 발생하지 않고 망막 신경망 전체에서 발생한다는 사실이 밝혀졌다.

연구팀은 더욱이 비정상적인 망막 신경망 형성에 갭이음채널(Gap-junction channel)을 통한 신경세포들 간 연결이 중요하고, 갭이음채널이 전기자극에 대한 광범위한 망막반응을 유발하는데 결정적 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.

이 연구는 '변성 망막 신경세포들 간의 비정상적 신경신호 동기화에 의한 망막 신경망 국소반응의 억제(Correlated Activity in the Degenerate Retina Inhibits Focal Response to Electrical Stimulation)'라는 제목으로 국제저명 학술지 'Frontiers in Cellular Neuroscience(SCI Journal)'에 5월 4일 자로 게재됐다.

이 논문은 충북대 안정열 박사후연구원이 1저자, 구용숙 교수가 교신저자로 참여했으며 인천대 유용석 교수, 고려대 김성우 교수 연구실과 공동 연구한 결과다.

구용숙 교수는 "이 연구를 통해 그동안 인공망막 삽입 환자들에게서 보고된 저해상도 시력의 복잡한 원인을 망막 신경생리학 관점에서 쉽게 설명할 수 있었다"며 "앞으로 이식 환자의 저시력 극복을 위해 비정상적인 망막 신경망 반응을 효율적으로 억제하는 치료법 개발에 관한 후속 연구들이 더 필요하다"고 말했다.

/ 이종억기자 [e-mail]