버려지는 커피 찌꺼기의 재발견 “비타민C 버금가는 항산화 효과”

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https://m.seoul.co.kr/news/society/health-welfare/2026/09/07/20260907500071
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수정 2026-09-07 10:21

입력 2026-09-07 10:21

고려대 구로병원 연구팀, 신경 보호 및 재생 효과 지닌 나노소재 개발
산화스트레스 속에서도 신경 보호·염증 완화 확인…국제학술지 게재

사람들이 즐겨 마시는 커피의 찌꺼기가 뇌 질환 치료를 위한 핵심 바이오소재로 변신할 가능성이 열려 주목받고 있다. 출처= 아이클릭아트

매일 아침 전 세계에서 소비되고 버려지는 커피 찌꺼기가 미래 뇌 질환 치료를 위한 핵심 바이오소재로 변신할 가능성이 열렸다.

고려대 구로병원 신경과 김치경 교수 공동연구팀(구로병원 의생명연구센터 두현명 연구교수, 공주대학교 신소재공학부 최종섭 교수)은 버려지는 커피 찌꺼기에서 만든 나노소재가 세포 내 활성산소를 줄이고 신경계 세포의 성장과 분화에 영향을 줄 수 있다는 사실을 확인했다고 7일 밝혔다.

이번 연구는 단순한 환경 폐기물의 업사이클링을 넘어, 임상 신경과학과 신소재공학의 성공적인 융합 사례로 주목받고 있다.

연구팀은 커피 찌꺼기와 시금치로부터 나노 크기의 탄소 입자인 ‘탄소점(Carbon Dots)’을 각각 제작해 특성을 비교·분석했다. 탄소점은 생체적합성이 뛰어나 차세대 바이오·의료 분야 소재로 활발히 연구되는 물질이다. 실험 결과, 커피 찌꺼기에서 추출한 탄소점이 시금치 유래 탄소점보다 우수한 항산화 효과를 나타냈다. 특히 가장 높은 농도에서 커피 찌꺼기 탄소점의 항산화 활성은 64.39%에 달해, 대표적인 항산화 물질인 비타민C(69.15%)의 수치에 근접한 저력을 과시했다.

연구팀은 이어 다양한 신경계 세포로 분화할 수 있는 인간 신경전구세포에 커피 찌꺼기 탄소점을 처리해 세부적인 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 손상의 주범인 활성산소가 효과적으로 줄어들었으며, 탄소점의 농도가 높아질수록 신경전구세포가 ‘성상교세포’로 분화하는 경향이 뚜렷해졌다. 성상교세포는 뇌와 척수에서 신경세포를 보호하고 주변 환경을 안정적으로 유지하는 데 필수적인 핵심 세포다.

특히 인위적으로 산화스트레스를 유발한 가혹한 환경에서도 커피 찌꺼기 탄소점의 효능은 빛을 발했다. 산화스트레스 속에서 탄소점을 함께 처리하자 성상교세포로의 분화가 다시 촉진되었으며, 신경독성과 염증 반응을 유발하는 주요 유전자들의 발현은 크게 감소했다. 이는 커피 찌꺼기 탄소점이 단순한 항산화 작용을 넘어, 염증 반응을 완화하고 세포 보호 단백질의 발현 및 관련 신호전달계를 활성화하는 다중 복합 작용을 수행함을 입증한다.

김치경 교수는 “매일 버려지는 커피 찌꺼기가 신경세포를 보호하는 바이오소재로 재탄생할 수 있음을 확인한 매우 흥미로운 결과”라며 “세포 내 활성산소를 줄이고 신경계 세포의 성장과 분화에 긍정적인 영향을 미치는 만큼, 향후 난치성 신경재생 분야로 연구 범위를 적극 확대할 계획”이라고 포부를 밝혔다. 두현명 교수 역시 “단순 폐기물에 불과했던 커피 찌꺼기에서 의료·바이오 분야 활용의 실마리를 찾았다는 데 큰 의의가 있다”며 “세포가 스트레스를 받는 악조건 속에서도 염증을 낮추고 세포를 보호하는 능력이 확인된 만큼, 실제 임상 및 상용화 가능성을 검증하기 위한 후속 연구를 차질 없이 이어가겠다”고 덧붙였다.

이번 연구 성과는 재료·화학·바이오 분야의 세계적인 권위이자 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지인 ‘ACS Applied Materials ＆ Interfaces’에 ‘인간 신경전구세포의 성상교세포 분화를 위한 산화환원 조절 바이오소재로서의 커피 찌꺼기 유래 탄소점(Spent Coffee Grounds-Derived Carbon Dots as Redox-Modulating Biomaterials for Astrocytic Differentiation of Human Neural Progenitor Cells)’이라는 제목으로 게재되며 학계의 공인된 평가를 받았다.

이병문 의학전문기자

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