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  • 진료 음성인식 시스템, 응급상황 대화까지 자동 기록한다

    진료 음성인식 시스템, 응급상황 대화까지 자동 기록한다

    ※ 위 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음 / 이미지 출처 : Motion Elements
    ※ 위 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음 / 이미지 출처 : Motion Elements

    서울아산병원은 응급실, 병동, 진료실 등 모든 의료 환경에서 의료진과 환자 간 대화를 실시간으로 기록·요약하고 전자의무기록(EMR)으로 자동 작성하는 '인공지능(AI) 기반 진료 음성인식 시스템'을 국내 최초로 구축했다고 최근 밝혔다.

     

    응급상황 대화까지 기록하는 AI

    그동안 의료계에서 음성 AI 기술은 의료진의 음성 데이터가 입력되면 AI가 이를 텍스트로 변환해 의무기록으로 저장하는 '보이스 EMR' 방식으로 사용돼 왔다. 보통 외래 진료나 검사 과정에서 나오는 대화 내용을 토대로 기록을 작성하기 때문에 수작업으로 직접 작성하는 것보다 빠르고 정확하게 환자 차트를 관리할 수 있다.

    서울아산병원이 구축한 이번 진료 음성인식 시스템은 기존 외래 진료와 검사에 더해 각종 응급상황에서의 대화까지 반영할 수 있다. 분초 단위로 돌아가는 급박한 응급 상황에서는 기록을 남기는 것이 쉽지 않다. 하지만 이번 구축한 기술을 바탕으로 치료 과정에서 나온 의료진의 대화 내용을 빠짐없이 확보해 의무기록으로 자동 저장할 수 있게 됐다. 

    예를 들어, 병동 내에서 환자가 심장마비로 쓰러지는 상황이 발생하면 담당 팀이 현장에 출동해 심폐소생, 약물 투약 등 필요한 조치를 시행하게 된다. 이때 의료진 사이에 이루어지는 긴급한 대화 내용까지 진료 음성인식 시스템에 실시간으로 기록·요약될 수 있다. 이 정보는 추후 주치의가 해당 환자를 진료할 때 활용할 수 있다.

    진료 음성인식 시스템은 의료진과 환자 모두의 목소리를 반영한다. 따라서 진료 기록의 정확도를 높이는 것은 물론, 치료 계획을 보다 정밀하게 수립하는 데도 도움이 될 것으로 보인다. 환자 안전과 의료 서비스 질 향상 모두에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

    긴급한 상황에서 별도로 신경쓰지 않아도 의료 관련 기록을 남길 수 있게 될 것으로 기대된다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    긴급한 상황에서 별도로 신경쓰지 않아도 의료 관련 기록을 남길 수 있게 될 것으로 기대된다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    의료행위에 특화된 음성인식 시스템

    서울아산병원은 지난 2023년 ‘진료 음성인식 시스템’을 개발해 정형외과, 성형외과 외래에서 시범적으로 시행했다. 이후 효율성과 정확성을 검증하는 과정을 거쳐 최근에는 모든 진료 현장에서 음성인식 시스템을 활용할 수 있도록 구축을 완료했다.

    대규모 언어모델(LLM)이 적용된 이 진료 음성인식 시스템은 진료 과정에서 발생하는 의료진, 환자의 음성 데이터를 활용해 실시간 텍스트 변환, 주요 증상 기록, 질병 분류, 대화 요약 등의 작업을 수행한다. 또한, 의료정보시스템(AMIS 3.0)과 연동되어 있어 사용자가 원하는 형태로 데이터를 가공해 전자의무기록(EMR) 등에 자동으로 저장한다.

    분과별 의료용어와 수만 시간 분량의 진료 음성 데이터를 AI 모델에 학습시켜 의료진과 환자 간 대화의 인식 정확도를 높였으며, 전용 마이크를 활용해 주변 사람들의 말과 소음을 걸러내고 사람의 음폭 등을 정밀하게 계산하는 등 음성 인식률을 높였다.

     

    세부적인 정보까지 기록 가능

    진료 음성인식 시스템이 갖춰짐으로써, 의료진은 기존에 환자의 이야기를 들으며 의무기록을 작성해야 하는 패턴에서 벗어날 수 있게 됐다. 기록은 AI가 대신 해주기 때문에 의료진은 환자의 이야기에 집중할 수 있게 된다. 또한, 모든 대화 내용을 기록할 수 있기 때문에 실제 치료 계획에서 중요하게 활용될 수 있는 세부적인 증상 정보도 빠짐없이 기록으로 남길 수 있다. 

    예를 들어, 외래나 회진 등 진료 과정에서 의료진이 환자에게 어느 부위가 아픈지, 통증 정도는 어느 정도인지 진료를 할 때, 모든 대화 내용이 텍스트로 실시간 기록된다. 진료 음성 인식 시스템은 이 내용을 토대로 환자의 주요 증상, 질환 분류 등을 파악하고 의료진과 환자의 대화 내용을 요약해 기록을 업데이트한다.

    기존 방식에서는 핵심이 되는 정보만 약식으로 기록하거나 차트에 체크하는 형태로 이루어지기 때문에 디테일한 정보는 일부 누락될 가능성이 있다. 이에 비해 진료 음성 인식 시스템은 세부적인 내용까지 반영해 기록을 생성하므로 보다 정확도 높은 정보를 제공할 수 있다.

    서울아산병원은 현재 종양내과, 이비인후과, 정신건강의학과 등 16개 진료과를 비롯해 응급실, 정형외과 병동 등에서 진료 음성인식 시스템을 활용하고 있으며, 향후 모니터링을 거쳐 사용 범위를 점차 넓혀나갈 계획이다.

    서울아산병원 정형외과 김지완 교수가 AI 진료 음성인식 시스템을 활용해 환자를 진료하고 있다 / 출처 : 서울아산병원 뉴스룸
    서울아산병원 정형외과 김지완 교수가 AI 진료 음성인식 시스템을 활용해 환자를 진료하고 있다 / 출처 : 서울아산병원 뉴스룸

     

    개인 맞춤형 치료의 바탕 될 것

    김영학 서울아산병원 디지털정보혁신본부장은 “AI 기반의 진료 음성인식 시스템을 통해 진료 과정에서 휘발되는 수많은 음성 데이터를 효과적으로 기록, 저장할 수 있다”라며, “의료진뿐만 아니라 환자의 목소리까지 반영된 정확한 증상 정보가 의료 질을 높이고 개인 맞춤형 치료를 제공하는 바탕이 될 수 있을 것이다”라고 말했다.

    또한 김 본부장은 “앞으로도 진료 현장과 긴밀히 협업하며 AI 등 발전하는 디지털 기술을 실제 업무에 활용할 수 있도록 최적화하는 데 앞장설 것”이라고 말했다.

    서울아산병원은 디지털 헬스케어 기반 미래 의료환경 조성을 위해 업무 프로세스 자동화(RPA), 디지털 병리시스템, 모바일 개인건강기록 서비스, 정밀의료시스템 등 다양한 분야에서 디지털 혁신을 시행해가고 있다. 

    지난해 말에는 미국 보건의료정보관리시스템협회(HIMSS)에서 시행하는 의료기관 디지털 정보화 인프라 평가 모델인 ‘INFRAM’ 분야에서 최고 등급인 7단계 인증을 받은 바 있다.

  • 강동경희대병원, ‘생체 간이식 기증자 복강경 간 적출 수술’ 성공

    강동경희대병원, ‘생체 간이식 기증자 복강경 간 적출 수술’ 성공

    수술을 맡은 의료진과 간 기증자 B씨 / 제공 : 강동경희대학교병원
    수술을 맡은 의료진과 간 기증자 B씨 / 제공 : 강동경희대학교병원

    강동경희대학교병원(이하 강동경희대병원) 간담췌-이식외과 주선형 교수, 이승환 교수팀이 복강경 기증자 간 적출 수술에 성공했다. 

    복강경 간 적출 수술은 개복수술에 비해 출혈이 적고 회복이 빠른 장점이 있다. 하지만 좁은 시야에서 다른 장기를 보존하며, 간을 정확히 적출하는 수술인 만큼, 풍부한 경험을 필요로 하는 고난도 수술로 알려져 있다.

    강동경희대병원 간담췌-이식외과를 찾은 53세 여성 A씨는 말기 간경화 환자로, 가족의 공여로 이번 이식 수술을 결정했다. 수술은 지난 3월 15일(토) 진행됐으며, 간이식 수술은 9시간 만에 성공적으로 완료됐다. 아들(28세)이 공여자로 복강경을 이용해 간을 적출했으며, 원활히 회복해 수술 후 10일째에 건강한 모습으로 퇴원했다.

    전통적인 생체 간이식 수술에서 기증자의 간 적출은 복부를 20~30cm가량 절개해 간을 적출했다. 하지만 이번에 시행한 복강경 수술은 복부 상단에 4~5개의 작은 구멍만 뚫어 복강경으로 이식할 부분의 간을 절제하고, 복부 하단에 10cm 가량 절개해 복강 내에서 꺼내는 고난도의 수술이다. 

    복강경 간 적출수술은 개복수술보다 시야 확보, 혈관 및 장기의 변이사항 파악 등이 어렵고, 이식할 혈관과 담도들을 정확하게 보존하여 절개해야 하는 등 고도의 기술이 필요하다. 단, 개복수술보다 회복이 빠르다는 점에서 환자에게 부담이 덜한 수술법이다. 복부 하단의 절개 상처가 속옷 라인 아래에 위치하기 때문에 미관상으로도 우수하다.

    한편, 강동경희대병원 장기이식센터는 지난해 10월 경희의료기관 최초 혈액형 불일치 생체 간이식에 성공한 바 있다. 여기에 이번 복강경을 이용한 생체 간이식 기증자 간 적출도 성공하면서 유의미한 기록을 남겼다. 강동경희대병원은 앞으로도 다학제 진료시스템과 우수한 의료진을 갖춘 장기이식 전문기관으로서의 면모를 이어가겠다고 밝혔다.

  • 고심박수 뇌경색 생존율, ‘베타차단제’ 복용으로 높인다

    고심박수 뇌경색 생존율, ‘베타차단제’ 복용으로 높인다

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    분당서울대병원 신경과 배희준 교수와 고대구로병원 신경과 이건주 교수 연구팀은 급성 뇌경색 발병 후 심박수가 높은 환자에게 ‘베타차단제’를 꾸준히 투여할 경우, 장기적으로 사망률이 유의미하게 감소한다는 연구 결과를 발표했다.

     

    '골든타임'이 중요한 질환

    뇌졸중은 크게 뇌에 혈액 공급이 차단되는 뇌경색(허혈성 뇌졸중)과 뇌혈관의 일부 지점에서 출혈이 발생하는 뇌출혈(출혈성 뇌졸중)로 나뉜다. 이중 뇌경색은 전체 뇌졸중 환자에서 더 큰 비중을 차지한다. 

    뇌경색은 뇌에 산소 및 혈류를 공급하는 혈관이 갑자기 막혀 뇌세포가 죽는 질환이다. 증상이 나타나면 즉시 병원을 찾아 혈전용해제 혹은 스텐트 삽입술 등을 통해 뇌혈관의 막힌 부분을 다시 뚫어주는 치료를 받아야 한다. 

    뇌경색은 뇌출혈에 비하면 상대적으로 생존율이 높은 것으로 알려져 있다. 하지만 증상 발생 후 처치까지의 시간이 늦어지면 사망률이 높아진다. 처리가 늦으면 생존하더라도 반신마비, 언어장애, 삼킴장애 등 후유증이 심해질 수 있기 때문에 ‘골든타임’이 무엇보다 중요한 질환이다.

     

    '고심박수 뇌경색'의 위험성

    급성 뇌경색은 발병 당시의 치료도 중요하지만, 장기적인 예후 관리도 그에 못지 않게 중요하다. 특히 환자가 병원에 도착했을 때 측정되는 활력 징후(바이탈 사인) 중 하나인 '심박수'는 예후를 가늠할 수 있는 중요한 지표다.

    뇌에 혈액 공급이 차단될 경우, 심장은 혈액 공급 문제로 인식해 더 많은 혈액을 공급하려 한다. 이로 인해 혈압이 높아지게 되고, 뇌경색을 일으킨 환자의 사망률을 높이거나 뇌 손상이 악화돼 후유증이 심각해질 수 있기 때문이다.

    일반적으로 성인의 안정 시 심박수는 분당 60~100회지만, 일부 뇌경색 환자들은 발병 초기 분당 100회 이상으로 심장이 빠르게 뛰는 고(高)심박수 상태를 보인다. 이를 '고심박수 뇌경색'으로 분류한다.

    심장박동이 비정상적으로 빠른 것은 뇌 손상으로 인한 자율신경계 불균형, 전신 염증 반응, 또는 심방세동, 관상동맥질환 등 숨겨진 심장질환이 있을 수 있음을 시사한다. 고심박수 뇌경색 환자는 심박수가 정상인 환자보다 사망률이 최대 두 배 가량 높다.

    고심박수 뇌경색 환자는 정상 심박수 환자에 비해 사망률이 최대 2배 높다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    고심박수 뇌경색 환자는 정상 심박수 환자에 비해 사망률이 최대 2배 높다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    베타차단제 복용 효과 검증 연구

    문제는 아직까지 고심박수 뇌경색 생존율을 높이기 위한 명확한 치료전략이 없다는 점이다. 심박수를 낮추는 기전으로 고혈압, 심부전 등의 치료에 사용되는 '베타차단제'의 활용 가능성이 제시된 바 있으나 뇌졸중 환자에 대한 장기연구가 부족해 표준적으로 사용되지는 않고 있다.

    분당서울대병원 배희준 교수와 고대구로병원 이건주 교수 연구팀은 심박수가 높은 뇌경색 환자를 대상으로 베타차단제를 장기 복용할 시 장기 생존율이 얼마나 개선되는지 분석하는 연구를 수행했다. 고심박수 뇌경색 생존율을 높이기 위한 방법으로서 베타차단제의 효과를 검증하고자 한 것이다.

    연구팀은 2011년부터 2018년까지 등록된 5,000여 명의 환자를 최대 10년간 추적 관찰한 대규모 분석 연구를 실시했다. 뇌경색 발병 후 3~7일 사이에 최대 심박수가 분당 100회 이상이었던 환자 5,000여 명을 대상으로, 베타차단제 복용 여부에 따라 '지속 복용군', '중단군', '비복용군'으로 분류하고 최대 10년 장기 예후를 분석했다. 이번 연구에는 전국 20개 병원이 참여한 다기관 뇌졸중 코호트(CRCS-K-NIH)와 국민건강보험공단 데이터가 연계 활용됐다. 

     

    '지속적인 복용'으로 생존율 향상

    분석 결과, 고심박수 뇌경색 환자가 베타차단제를 지속적으로 복용할 경우, 베타차단제를 복용하지 않은 환자들보다 사망률이 유의미하게 낮아지는 것으로 나타났다. 특히 발병 후 1년 시점에서는 복용 그룹의 사망률이 약 18% 낮다가 30개월 시점에는 그 차이가 31% 까지 확대돼, 베타차단제가 고심박수 뇌경색 생존율에 기여한다는 뚜렷한 근거를 보였다. 

    이러한 사망률 감소 효과는 ▲75세 미만 ▲심방세동 및 관상동맥질환 환자 ▲평균 심박수가 상대적으로 높은 환자에서 특히 두드러졌다.

    또한, 베타차단제를 복용하다가 발병 1개월 내에 중단한 환자의 경우, 베타차단제를 전혀 복용하지 않았던 환자보다 오히려 사망 위험이 17% 더 높게 나타났다. 이는 발병 이전부터 베타차단제를 복용하고 있었다면 뇌경색이 나타나더라도 임의로 복용을 중단하지 않아야 한다는 점을 시사한다.

    현재 국내외 진료표준지침에 따르면, 뇌경색 환자에 대한 베타차단제 사용이 제한돼 있다. 이번 연구는 고심박수 뇌경색 생존율을 높이는 데 베타차단제 복용이 분명한 도움이 될 수 있음을 입증했다는 데 의의가 있다. 이는 향후 표준 치료법으로 자리잡을 가능성이 높다.

    신경과 배희준 교수는 "이번 연구는 뇌경색 환자 중에서도 고심박수라는 명확한 고위험군에 대한 생존율을 높일 수 있는 치료 전략을 제시했다는 데 의미가 크다"며 "향후 무작위대조연구(Randomized Controlled Trial, RCT)를 통해 뇌졸중 후 베타차단제의 효과를 추가적으로 검증할 필요가 있다"고 밝혔다.

    한편, 이번 연구는 보건복지부 환자중심 의료기술 최적화 연구사업단(PACEN)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 <미국심장협회학술지(Journal of the American Heart Association)> 최신호에 게재됐다. 

    분당서울대병원 신경과 배희준 교수(좌)와 고대구로병원 신경과 이건주 교수(우) / 출처 : 각 병원 홈페이지
    분당서울대병원 신경과 배희준 교수(좌)와 고대구로병원 신경과 이건주 교수(우) / 출처 : 각 병원 홈페이지

     

  • 이대목동병원, ‘하이퍼아크 트루빔-얼라인 알티’ 방사선치료 장비 동시 도입

    이대목동병원, ‘하이퍼아크 트루빔-얼라인 알티’ 방사선치료 장비 동시 도입

    이대목동병원 방사선종양학과가 ‘하이퍼아크 트루빔’과 ‘얼라인 알티’를 동시에 도입하고 3월부터 본격적인 가동에 나섰다. / 제공 : 이화의료원
    이대목동병원 방사선종양학과가 ‘하이퍼아크 트루빔’과 ‘얼라인 알티’를 동시에 도입하고 3월부터 본격적인 가동에 나섰다. / 제공 : 이화의료원

    이대목동병원(병원장 김한수) 방사선종양학과가 최첨단 암 치료기인 '하이퍼아크 트루빔(TrueBeam with HyperArc)'과 방사선치료 보조기기인 '얼라인 알티(Align RT)'를 동시에 도입하고 3월부터 본격적인 가동을 시작했다.

    이대목동병원은 지난 31일(월) 본관 지하 1층 방사선종양학과에서 신규 방사선치료 장비 동시 도입 기념식을 개최했다. 이 자리에는 유경하 이화의료원장, 김한수 이대목동병원장, 최희정 전략기획본부장, 정경아 진료부원장, 김숙현 간호부원장, 김한진 사무부장 등 병원 관계자들이 참석했다.

    신규 방사선치료 장비와 신의료기술을 활용해 환자들에게 보다 질 높은 방사선치료를 제공할 수 있게 됨에 따라, 이대목동병원은 유방암, 비뇨기암 및 뇌전이를 비롯한 각종 전이암 방사선치료에 주력한다는 방침이다.

    암 치료용 선형가속기인 ‘트루빔’은 종양의 모양과 위치에 따라 방사선 세기를 조절하는 '세기조절 방사선치료' 및 '용적세기조절 회전 방사선치료'뿐만 아니라 '고급영상유도 방사선치료'가 모두 가능한 현존 최고 사양의 방사선치료 장비다.

    치료 효과를 높이는 동시에 부작용을 낮출 수 있으며 기존 방사선치료 장비보다 빠르게 치료를 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 옵션으로 탑재된 '하이퍼아크' 솔루션을 통해 뇌정위 방사선수술, 체부정위적 방사선치료가 가능해 뇌전이, 척추전이 및 신경계 질환에 대해 고도로 정밀·정확한 치료를 시행할 수 있다.

    동시에 도입한 '얼라인 알티'는 방사선치료를 위한 무표식 실시간 표면유도기법에 활용되는 보조기기로, 이를 통한 '표면유도 방사선치료'는 보건복지부 신의료기술평가위원회로부터 안전성과 유효성을 인정받은 신의료기술 중 하나다.

    '표면유도 방사선치료'는 치료실 천장에 설치된 특수카메라가 인체 표면의 피부 윤곽을 3차원적 형상으로 재구성함으로써 환자의 몸에 직접 잉크로 표식을 하지 않는 마커리스(Marker-less) 방식으로 진행된다. 기존 방사선치료보다 치료 자세의 재현성에 대한 정확도가 우수하며 치료 기간 중 샤워나 목욕 등의 일상생활을 하는 데 지장이 없어 환자 삶의 질이 향상될 수 있다.

    이대목동병원 이지혜 방사선종양학과장은 "암 치료 성적의 향상과 함께 환자의 치료 편의성을 높일 수 있게 됐다"며 "암 환자의 기대 여명이 늘어나면서 동반적으로 증가하고 있는 전이암에서도 우수한 방사선치료 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대한다"고 강조했다.

    제공 : 이화의료원
    제공 : 이화의료원

     

  • 경희대학교병원, 최첨단 로봇수술 장비 ‘다빈치 SP’ 도입

    경희대학교병원, 최첨단 로봇수술 장비 ‘다빈치 SP’ 도입

    제공 : 경희의료원
    제공 : 경희의료원

    경희대학교병원(병원장 오주형, 이하 경희대병원)은 최근 단일공 수술 로봇 시스템인 '다빈치 SP(Single Port)'를 추가 도입해 로봇수술 영역과 활용도를 확대해나가고 있다.

    다빈치 SP는 360도 회전이 가능한 하나의 로봇 팔에 4개의 기구와 카메라가 연결된 구조다. 하나의 작은 절개창만으로 수술이 가능해, 흉터가 적고 주변 조직 손상을 최소화할 수 있다. 특히, 다빈치 시스템 최초로 수술 기구와 카메라에 손목 관절 기능이 적용되어 좁고 깊은 부위에 유연하게 접근 가능하다는 장점이 있다.

    오주형 경희대병원장은 "이번 추가도입으로 기존 운영 중인 '다빈치 X'를 포함, 총 2대의 첨단 로봇수술 장비를 구비·운영하게 되어, 환자 편의 증대와 한층 더 수준 높은 의료 서비스를 제공할 수 있게 됐다"라며 "고난도 수술에 특화된 시스템을 바탕으로 중증질환 치료 역량을 지속적으로 강화하고, 단계별로 로봇수술 영역 적용 범위를 점차 확대해나갈 것"이라고 말했다.

    한편 경희대병원은 지난달 26일(수), 산부인과 권병수 교수 집도로 자궁내막암 환자에게 다빈치 SP를 활용한 첫 수술을 성공적으로 마친 바 있다.

    출처 : 인튜이티브 홈페이지
    출처 : 인튜이티브 홈페이지
    출처 : 인튜이티브 홈페이지
    출처 : 인튜이티브 홈페이지

     

  • 국내 최초 ‘치매 유산균’ 식약처 허가

    국내 최초 ‘치매 유산균’ 식약처 허가

    치매 유산균(NVP-2106)의 장-뇌 축(Gut-Brain Axis) 조절 개념의 시각적 표현 / 제공 : 엔비피헬스케어
    치매 유산균(NVP-2106)의 장-뇌 축(Gut-Brain Axis) 조절 개념의 시각적 표현 / 제공 : 엔비피헬스케어

    엔비피헬스케어(대표 이창규)는 자체 개발한 프로바이오틱스인 'NVP-2106'이 식품의약품안전처로부터 '인지기능 개선 개별인정형 원료'로 허가를 받았다고 1일 밝혔다.

     

    진입장벽 높은 개별인정형 원료

    개별인정형 원료란 건강기능식품에 사용되는 원료이지만 기존 건강기능식품 공전에 등재된 원료(고시형)가 아니어서 식약처로부터 별도의 인정을 받은 원료를 말한다. 안전성, 기능성, 기준 및 규격 등을 모두 심사하므로 진입장벽이 높으며, 독자적인 연구를 통해 효능을 인정받은 품목이다.

    이번 개별인정형 원료로 허가를 받은 NVP-2106은 뇌 건강 기능성을 인정받은 국내 최초 프로바이오틱스 원료다. 장 건강에만 초점을 맞춘 기존 프로바이오틱스와 달리, 뇌까지 케어하는 새로운 패러다임을 제시한다. 이는 '장-뇌 축'을 중심으로 하는 최근 건강 및 의료 트렌드와도 부합한다.

    경희대학교 고황명예교수인 김동현 교수와 엔비피헬스케어가 공동 개발한 ‘NVP-2106’은 건강한 한국인의 장에서 분리한 ‘Limosilactobacillus mucosae NK41’(리모시락토바실러스 뮤코사이 NK41)과 ‘Bifidobacterium longum NK46’(비피도박테리움 롱검 NK46)의 복합 프로바이오틱스로 10여 년간의 연구와 임상 시험을 거쳐 개발됐다.

     

    장-뇌 축 메커니즘 제어

    대한민국은 초고령화 사회로 빠르게 진입 중이며, 이에 따른 경도인지장애 및 치매에 대한 우려 또한 매우 커지고 있다. 현재 국내 연구에 따르면 노화로 인한 경도인지장애 유병률이 24.1%에 달하며, 경도인지장애를 가진 사람이 치매로 진행될 확률은 무려 10~15%에 이른다.

    인지 기능 저하 및 알츠하이머 치매는 Amyloid-β (아밀로이드 베타) 축적과 밀접한 관련이 있으며, 최근에는 장-뇌 축(Gut-Brain Axis)이 주요 기전으로 주목받고 있다.

    장내 미생물 균형이 무너지면 유해균이 증가하고, 신경 보호 효과를 갖는 단쇄지방산(SCFAs) 등에 불균형이 발생하며 장 및 신경 염증이 촉진돼 인지 기능 저하가 가속화된다는 연구 결과가 보고되고 있다. 이러한 과정을 ‘NVP-2106’이 제어하는 것이다.

     

    '듀얼 기능성' 제품 출시 예정

    전북대학교병원에서 120명을 대상으로 진행된 임상 시험 결과, ‘NVP-2106’ 섭취군은 장내 마이크로바이옴 정상화, 혈액 내 Amyloid-β 농도 조절 효과를 보여 뇌에서의 Amyloid-β 축적이 억제될 것으로 판단된다. 이는 임상 평가도구인 ADAS-cog13 (알츠하이머병 평가 척도)과 CNT (전산화 신경인지 검사)를 통해 기억력, 주의집중력 및 인지능력의 유의미한 개선을 확인함으로써 입증됐다.

    엔비피헬스케어는 이번 식약처 개별인정 허가에 따라, 자사 기능성 프로바이오틱스 브랜드 ‘바이크롬’을 통해 올해 상반기 장과 뇌 건강을 동시에 케어하는 듀얼 기능성 유산균 제품을 출시할 계획이다.

    이미 국내 최초·국내 유일의 ‘코 면역 개선 유산균 NVP-1703’과 ‘간 건강 유산균 NVP-1702’를 출시한 바 있는 엔비피헬스케어는 이번 ‘뇌 유산균 NVP-2106’ 출시를 통해 기존 제품들과 함께 기능성 프로바이오틱스 시장 점유율을 높여가겠다는 계획이다.

  • 효소의 구조와 역할, ‘나노 단위 기계’와 같다

    효소의 구조와 역할, ‘나노 단위 기계’와 같다

    ※ 위 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음 / 이미지 출처 : Motion Elements
    ※ 위 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음 / 이미지 출처 : Motion Elements

    ‘효소’는 우리 몸에서 호르몬과 함께 다양한 반응을 조율하는 물질이다. 보통 효소라고 하면 쉽게 떠오르는 것으로는 ‘소화 효소’가 있다. 침에 함유된 ‘아밀라제’ 등이 대표적인 소화 효소의 하위 분류다. 

    이밖에도 DNA 복제를 돕는 효소, 포도당을 변환하는 효소 등 일반 사람들이 알지 못하는 다양한 효소가 인체 곳곳에서 제 역할을 수행하고 있다. 이러한 효소들이 실제로는 나노 단위로 정교하게 설계된 기계처럼 작동한다는 국내 연구팀의 연구 결과가 나왔다.

     

    효소의 역할과 점탄성

    효소를 쉽게 말하자면 ‘생체 단백질(biological protein)’이라 할 수 있다. 음식물을 소화시키고, 에너지 대사에 관여하여, DNA를 복사하고, 노폐물을 처리하는 등 인체에서 이루어지는 화학적 과정을 촉진하는 역할을 한다.

    효소의 구조는 기계적인 특성인 ‘점탄성(viscoelasticity)’을 가지고 있다. 이는 ‘점성(Viscosity)’과 ‘탄성(Elasticity)’을 동시에 갖는다는 의미다. 점성은 액체처럼 흐르는 성질, 그리고 탄성은 본래 모습으로 돌아가려는 복원 성질을 의미한다. 효소의 구조는 점탄성을 통해 유연성을 발휘한다. 특정 구조를 유지하면서도 필요에 따라 변형되며 다양한 생리적 기능을 수행한다는 뜻이다.

     

    점탄성 = 효소의 핵심

    유니스트(울산과학기술원, 이하 UNIST) 물리학과의 츠비 틀루스티(Tsvi Tlusty) 특훈교수와 그 연구팀은 효소 내부의 ‘점탄성’이 효소의 구조 및 생물학적 기능에 결정적 역할을 한다는 사실을 실험으로 밝혀냈다. 

    연구팀이 밝혀낸 바에 따르면, 효소의 점탄성이 망가질 경우 효소의 화학적 기능(활성)도 크게 떨어진다. 기계의 완충 장치가 망가지면 고장나는 것과 같은 이치다. 효소의 점탄성은 즉각적이고 유연하게 변형을 이끌며 기능을 수행하도록 하는 근본이기 때문에, 점탄성이 손상되면 본래 기능을 잃는 것이다.

    효소는 수많은 아미노산이 복잡하게 얽혀서 구조를 형성한다 / Designed by Freepik
    효소는 수많은 아미노산이 복잡하게 얽혀서 구조를 형성한다 / Designed by Freepik

     

    아미노산 1개만 바꿔도 기능 크게 잃어

    연구팀은 첨단 측정 기술을 활용해 효소의 구조 내에서 ‘고변형(high strain) 영역’을 찾아냈다. 연구팀은 이것이 충격이나 진동을 감지하고 분석하는 쇼크 옵서버(Shock Observer)와 같은 역할을 한다고 보았다. 고변형 영역의 아미노산 1개를 바꿔 돌연변이를 유발하자, 효소의 활성이 50% 이상 감소했다. 

    실험에 사용된 구아닐레이트 인산화효소는 총 207개의 아미노산으로 이루어져 있다. 이들 중 단 하나를 바꾼 것만으로 나타난 현상이다. 돌연변이로 인해 효소의 3차원 구조에 어떤 변화가 일어나는지를 예측하는 데는 단백질 구조 예측 인공지능인 ‘알파폴드(AlphaFold)’가 사용됐다.

    이후 테스트 결과, 아미노산 구조 변화가 더 클수록 효소 활성은 더 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 이는 단백질로서의 효소의 구조가 기계적 성능과 생화학적 기능을 정교하게 연결하고 있다는 것을 보여준다.

     

    효소는 유전자가 설계한 나노 기계

    이번 연구를 주도한 츠비 틀루스티 특훈교수는 “효소를 단순한 화학 반응 도구가 아니라, 유전자에 의해 정교하게 설계된 ‘소프트 나노 머신’으로 바라봐야 한다”라며 “이번 연구는 기계적 특성이 생명의 정밀성과 효율성을 끌어낸 진화의 원동력이라는 사실을 보여준다”라고 설명했다.

    한편, 이번 연구는 이스라엘 와이즈만 연구소의 일라이셔 모지스 박사 연구팀과 함께 했다. 연구 결과는 <네이처 피직스(Nature Physics)> 28일(금) 게재됐으며, 논문 제목은 ‘점탄성 촉매 기계로서의 효소(Enzymes as viscoelastic catalytic machines)’다.

    '초정밀기계'라고 하면 왠지 이런 이미지가 떠오르지만, 효소 역시 유전자에 의해 설계된 초정밀기계라 할 수 있다 / Designed by Freepik
    '초정밀기계'라고 하면 왠지 이런 이미지가 떠오르지만, 효소 역시 유전자에 의해 설계된 초정밀기계라 할 수 있다 / Designed by Freepik

     

  • 손상된 시력 회복 가능하게 하는 ‘망막 치료제’ 개발 중

    손상된 시력 회복 가능하게 하는 ‘망막 치료제’ 개발 중

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    시각은 인간에게 있어 가장 중요한 감각이다. 현재 전 세계적으로 3억 명 이상의 사람들이 망막에 발생한 다양한 질환으로 인해 시력 상실의 위험에 놓여 있다. 카이스트(KAIST) 연구팀이 손상된 시력 회복을 위한 신약 개발에 성공했다.

     

    망막 회복이 어려운 이유

    전 세계적인 인구 노령화와 함께 망막질환자의 숫자가 지속적으로 증가하고 있다. 최근 망막질환 치료제들이 개발돼 병증의 진행을 억제하는 효과를 보이고 있으나, 이미 손상된 시력 회복을 가능하게 하는 실효적 치료제는 없었다. 

    인간의 망막 세포가 스스로 회복하거나 재생하는 능력이 제한적이다. 즉, 망막에 손상이 발생할 경우 자연적으로 재생되지 않으므로 이로 인해 손상된 시력 회복은 어렵거나 불가능할 가능성이 크다. 하지만 일부 동물의 경우 손상된 망막을 스스로 재생할 수 있다. 이 점에 착안해 망막을 회복시키는 방법에 대한 연구가 지속돼 왔다.

    망막 재생이 활발한 어류, 양서류와 같은 변온동물을 대상으로 연구한 바에 따르면, 망막이 손상됐을 때 망막 내부에 존재하는 ‘뮬러글리아(Müller glia)’라는 세포가 신경전구세포로 역분화한 후 새로운 신경세포를 생성한다. 그러나 인간과 같은 포유류에게는 이 기능이 존재하지 않는다. 이 때문에 망막 재생이 이루어지지 못하고 손상이 영구적으로 남는 것으로 알려져 있다.

    인간을 비롯한 포유류는 손상된 망막 세포의 재생 기능이 존재하지 않는다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    인간을 비롯한 포유류는 손상된 망막 세포의 재생 기능이 존재하지 않는다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    손상된 시력 회복 방법 찾았다

    카이스트 생명과학과 김진우 교수 연구팀이 망막 신경을 재생함으로써 손상된 시력 회복이 가능한 치료법을 개발했다고 30일(일) 밝혔다. 

    김 교수 연구팀은 포유류의 망막 재생이 불가능한 원인으로 ‘프록스원(PROX1)’이라는 단백질을 발견했다. 프록스원은 망막과 해마, 척추 등의 신경 조직 내 신경세포에서 생성되는 단백질로 신경줄기세포의 분열을 억제하고 신경세포로 분화를 유도하는 단백질로 알려져 있다. 이것이 포유류 뮬러글리아 세포의 역분화를 억제하는 인자로 작용한 것이다.

    실제로 망막 손상 질환이 유발된 쥐 모델의 안구에 프록스원의 작용을 차단하는 물질을 투여한 결과, 망막 조직의 신경이 재생됐으며, 손상된 시력 회복이 이루어졌다. 게다가 그 효과가 6개월 이상 지속되는 것도 확인했다. 

    이번 연구는 재생 기능이 없는 포유류의 망막에서 신경 재생을 유도하고 장기간 유지시킨 세계 최초의 사례다. 치료제가 전무했던 퇴행성 망막질환 환자들에게 새로운 희망을 제시해줄 것으로 기대된다.

    손상된 시력 회복에 새로운 희망이 될 것으로 보인다 (※ 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음) / 이미지 출처 : Motion Elements
    손상된 시력 회복에 새로운 희망이 될 것으로 보인다 (※ 이미지는 본문 내용과 직접적 연관이 없음) / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    망막 손상 치료제 메커니즘

    한편, 연구팀은 프록스원 단백질이 손상된 생쥐 망막 내 뮬러글리아에는 축적이 되지만, 재생이 활발한 어류의 뮬러글리아에는 축적이 되지 않는다는 것을 발견했다. 또한, 뮬러글리아에 있는 프록스원은 망막 내부에서 생성된 것이 아니라, 주변의 신경세포가 분해하지 못하고 분비한 것을 뮬러글리아가 받아들인 것이라는 것도 증명해냈다.

    이러한 프록스원 단백질의 이동 현상에 착안해, 신경세포에서 분비된 프록스원이 뮬러글리아로 도달하기 전에, 세포 외부에서 제거함으로써 뮬러글리아의 신경재생 능력을 복원하는 방법을 개발하였다. 

    손상된 시력 회복을 가능하게 하는 치료제의 기본 메커니즘은 프록스원에 결합하는 항체를 활용하는 것이다. 이 항체는 김진우 교수가 연구실 벤처로 창업한 ㈜셀리아즈에서 발굴한 것으로, 기존 항체들보다 탁월한 결합력을 보였다. 

    실험에 사용된 망막 질환 쥐 모델에게 프록스원 중화항체를 투여하자, 신경 재생이 활발히 일어났다. 또한, 선천성망막퇴행성질환이 있는 생쥐의 망막에 유전자 치료제 형태로 프록스원 중화항체를 전달하자, 신경세포가 지속적으로 생성되며 6개월 이상 시력 회복이 유지되는 것을 확인했다.

    PROX1 이동 억제를 통한 망막재생 유도 메커니즘 / 출처 : 카이스트(KAIST)
    PROX1 이동 억제를 통한 망막재생 유도 메커니즘 / 출처 : 카이스트(KAIST)

     

    2028년 임상시험 목표

    손상된 시력 회복을 가능하게 하는 망막 재생 유도 치료제는 카이스트 교원 창업 기업인 ㈜셀리아즈에서 개발 중이다. 현재 마땅한 치료제가 없는 여러 퇴행성망막질환에 적용할 계획으로 개발에 박차를 가하고 있으며, 2028년 임상시험 돌입을 목표로 하고 있다.

    이번 논문의 제 1저자인 ㈜셀리아즈 소속 이은정 박사는 "프록스원(PROX1) 중화항체(CLZ001)의 효능을 개선하는 작업이 마무리 되어 곧 여러 동물을 이용한 시력 회복 효능과 안전성 평가를 마친 후 망막질환자에 투여하는 것을 목표로 하고 있다ˮ 라며 "적절한 치료제가 없이 실명의 위험에 노출된 환자들에게 실질적 도움이 되도록 연구를 진행하겠다ˮ 라고 말했다.

    이은정 박사와 카이스트 김무성 박사과정 학생이 공동 제 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 <네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)>에 지난 26일(수) 온라인 발표됐다. 논문 제목은 ‘세포 간 프록스원 전달 방해를 통한 뮬러글리아의 망막 재생 잠재력 복원(Restoration of retinal regenerative potential of Müller glia by disrupting intercellular Prox1 transfer)’이다.

    (왼쪽부터) KAIST 생명과학과 김무성 박사과정, 김진우 교수, 이은정 박사 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    (왼쪽부터) KAIST 생명과학과 김무성 박사과정, 김진우 교수, 이은정 박사 / 출처 : 카이스트 연구뉴스

     

  • 좌뇌와 우뇌, ‘타인에 대한 공감’은 우뇌에 있다

    좌뇌와 우뇌, ‘타인에 대한 공감’은 우뇌에 있다

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    좌뇌와 우뇌가 각기 다른 기능을 주로 담당한다는 이야기는 익히 알고 있을 것이다. 이러한 뇌의 기능적 편측화를 확인할 수 있는 새로운 연구 결과가 국내 연구팀에 의해 제기됐다.

     

    좌뇌와 우뇌의 서로 다른 기능

    흔히 좌뇌는 논리적 사고, 우뇌는 감정 처리에 관여한다는 이야기가 사람들 입에 오르내렸었다. 여기에 더해, 오른손을 주로 사용하는지, 왼손을 주로 사용하는지에 따라 좌뇌와 우뇌의 발달이 어느 한쪽으로 두드러지기 때문에 양손잡이가 유리하다는 이야기도 함께였다. 엄밀히 따지자면 이는 사실과 그렇지 않은 것이 섞인 내용이다. 인간의 뇌는 복잡한 메커니즘으로 돼 있어 여전히 이해하지 못한 부분이 많기 때문이다.

    위 내용에서 좌뇌와 우뇌가 논리와 감정에서 각각 중점적인 역할을 한다는 것은 어느 정도 알려져 있다. 실제로 뇌의 ‘기능적 편측화’를 확인할 수 있는 새로운 연구 결과가 제기됐다. 기초과학연구원(IBS) 연구팀이 진행한 실험 결과로, 국제학술지 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF=16.6)>에 게재된 내용이다.

    좌뇌와 우뇌는 '차가운 이성'과 '불 같은 감성'이라는 대립되는 이미지로 표현되기도 한다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    좌뇌와 우뇌는 '차가운 이성'과 '불 같은 감성'이라는 대립되는 이미지로 표현되기도 한다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    직접 공포와 간접 공포의 처리

    인간은 타인의 고통이나 위협을 지켜보는 것만으로도 공포를 느낀다. 마치 자신이 그 상황에 처한 것처럼 이입하는 것이다. 이는 관찰 학습의 결과로, 공감 능력과 사회적 행동의 기초가 된다. 하지만 실제로 자신이 경험한 ‘직접 공포’와 타인의 고통을 관찰하면서 생기는 ‘간접 공포’가 뇌에서 어떻게 구분돼 처리되는지는 명확히 밝혀진 바가 없었다.

    기초과학연구원(IBS) 산하의 인지 및 사회성 연구단 신희섭 명예연구위원 연구팀은 타인이 고통 받는 모습을 지켜볼 때 공포를 느끼는 이른바 ‘간접적 공감 상황’에 처했을 때, 우뇌의 특정 신경회로가 선택적으로 활성화되는 현상을 실험으로 확인했다.

    연구팀은 뇌의 각성과 정서 조절에 관여하는 청색반점(Locus Coeruleus, LC)과 전대상피질(Anterior Cingulate Cortex, ACC)을 잇는 ‘LC-ACC 회로’가 간접 공포 반응을 조절하는 핵심 신경회로임을 규명했다. 특히, 이 회로는 본래 좌뇌와 우뇌에 대칭으로 연결돼 있지만, 간접적 공감 상황에 공포를 느끼게 되면 우측 경로의 회로만 선택적으로 활성화됐다.

     

    간접 공포, 우뇌에서만 활성화

    연구팀은 쥐 모델을 이용해 간접 공포 반응과 직접 공포 반응을 유도하는 실험을 설계했다. 그런 다음 광유전학 및 칼슘 이미징 기법을 활용해 LC-ACC 회로가 공포 반응 상황에 따라 어떻게 활성화되는지를 정밀하게 비교·분석했다.

    간접 공포를 유도한 관찰 공포 실험에서는 생쥐에게 전기 자극을 가하고, 다른 생쥐가 그 모습을 지켜보도록 했다. 관찰자 생쥐는 자극을 직접 받지 않았음에도, 다른 생쥐의 고통을 지켜보는 것만으로 공포를 느껴 동작을 멈추는 동결 반응을 보였다. 

    이때 우측 청색반점에서 전대상피질로 이어지는 우뇌 회로를 억제하자 동결 반응이 현저히 줄었다. 반면, 좌뇌 회로를 억제했을 때는 반응에 뚜렷한 변화가 없었다. 이 결과는 타인의 고통을 관찰하며 나타나는 공감적 공포 반응을 일으킬 때, 좌뇌와 우뇌 중 우뇌의 회로만이 선택적으로 관여한다는 것을 의미한다.

    이후 직접 공포 반응과의 비교를 위해, 포식자의 그림자를 이용해 생쥐를 위협하거나 생쥐에게 직접 전기 자극을 가하는 실험도 진행했다. 그 결과, 직접 자극에 의해 공포를 느낀 생쥐는 마찬가지로 동결 반응을 보였지만, LC-ACC 회로를 억제해도 공포 반응은 유지됐다. 

    이는 LC-ACC 회로가 직접 겪는 위협 상황이나 이미 학습된 공포 반응에는 관여하지 않으며, 오직 타인의 고통을 관찰할 때 느끼는 공감적 공포에만 특화된 정서 회로임을 의미한다.

    공포 외의 감정에 있어서도 뇌가 '간접 경험(공감)'을 처리하는 것은 우뇌에 치중된다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    공포 외의 감정에 있어서도 뇌가 '간접 경험(공감)'을 처리하는 것은 우뇌에 치중된다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    공포 반응의 상위 회로

    나아가 연구진은 공포 반응을 조절하는 상위 수준의 회로도 밝혀냈다. 이를 위해 특정 뇌 부위에서 시작된 신경이 청색반점과 어떻게 연결되는지 확인하는 역행성 회로 추적 실험을 수행했다. 실험 결과, 중격선조체핵(Bed nucleus of the stria terminalis)과 중심편도체(Central amygdala)라는 두 영역이 각각 청색반점과 연결돼, 서로 다른 방식으로 공포 반응에 관여하고 있음이 드러났다.

    중격선조체핵은 타인의 고통을 관찰하는 간접 공포 상황에서 LC-ACC 회로를 활성화해 공감적 반응을 조절하는 데 관여했고, 중심편도체는 시각적 위협이나 전기 자극과 같은 직접적인 공포 자극에 민감하게 반응하는 회로로 작동했다. 

    제1저자인 김종현 선임연구원은 “중격선조체핵과 중심편도체가 각각 공포 자극의 특성에 따라 선택적으로 회로를 조절함으로써, 뇌가 다양한 정서적 상황에 유연하게 대응할 수 있도록 돕는다”라고 설명했다.

    신희섭 명예연구위원은 "이번 연구는 공감의 신경회로가 뇌의 우측에 기능적으로 편재돼 있으며, 공감적 공포 반응을 조절하는 데 선택적으로 관여한다는 사실을 처음으로 밝힌 것”이라며, “공감의 신경생물학적 원리를 이해하는 데 기여할 뿐 아니라, 반사회성 인격장애나 자폐 스펙트럼 장애처럼 공감 기능에 이상이 나타나는 다양한 정신질환의 치료 전략을 마련하는 데도 중요한 실마리를 제공할 수 있다”라고 밝혔다.

    복잡한 뇌 기능의 메커니즘을 이해하는 데 또 하나의 단서가 될 것으로 보인다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    복잡한 뇌 기능의 메커니즘을 이해하는 데 또 하나의 단서가 될 것으로 보인다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

  • 모발 재생 과정 보호하는 단백질 발견

    모발 재생 과정 보호하는 단백질 발견

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    모발 재생에 있어 ‘MCL-1’이라는 보호 단백질이 중요한 역할을 한다는 사실이 발견됐다. 이로써 모낭 줄기세포에 초점을 맞춘 탈모 치료 연구에 또다른 진전이 있을 것으로 기대된다.

     

    모낭 줄기세포 보호 단백질

    모발 재생은 모낭에서 이루어진다. 모낭은 피부 표면에 위치한 작은 터널과 같은 기관이다. 여기서 성장기(Anagen), 탈모기(Catagen), 휴지기(Telogen)의 3개 단계가 반복된다. 머리카락이 자라나고 빠지며 일정한 휴식 기간을 거쳐 다시 자라나는 순환 구조다. 

    호주, 싱가포르, 중국의 국제 연구팀이 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)>에 지난 22일 발표한 연구에 따르면, 모발 재생의 핵심인 모낭 줄기세포는 모낭 손실 또는 모낭 수축으로 인해 스트레스를 받으면 사멸될 수 있다. 이로 인해 탈모가 더욱 심해지는 것이다. 이때 세포가 살아남을지 죽을지 여부는 BCL-2라는 단백질 그룹에 의해 조절된다.

    MCL-1 단백질은 BCL-2 그룹에 속해 있으며, ‘생존 촉진’ 그룹에 속한다. 지금까지는 명확한 역할이 밝혀지지 않았지만 이번 연구를 통해 모낭 줄기세포를 보호하는 역할을 한다는 것이 확인됐다.

    모발 재생이 원활하게 이루어지려면 모낭 줄기세포가 제 기능을 발휘할 수 있도록 보호해야 한다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    모발 재생이 원활하게 이루어지려면 모낭 줄기세포가 제 기능을 발휘할 수 있도록 보호해야 한다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    모발 성장과 재생의 핵심 경로

    국제 연구팀의 연구 내용 따르면, 모낭 줄기세포(HFSC)가 성공적으로 제 기능을 수행하기 위해서는 MCL-1이라는 이름의 단백질이 반드시 필요하다. MCL-1의 보호가 없으면 줄기세포가 스트레스를 받게 되고, 모발 재생과 회복이 이루어지지 않아 탈모로 이어진다는 것이다.

    연구팀은 쥐 모델의 피부 세포에서 MCL-1 유전자를 삭제한 다음, 일정 부위의 털을 제거했다. 그러자 시간이 지남에 따라 모낭 줄기세포가 감소했고, 털이 제거된 부위의 모발 재생이 중단되는 현상이 나타났다. 

    모낭 줄기세포는 비활성 상태에서도 그대로 유지됐다. 하지만 새로운 모발을 성장시키기 위해 분열하는 과정에서 스트레스에 노출됐고, 세포 사멸을 조절하는 P53 단백질을 촉진했다. 반대로 P53 유전자를 삭제할 경우, MCL-1 단백질이 없어도 모발 성장이 이루어지는 모습을 보였다. MCL-1과 P53, 두 단백질이 상호보완적인 역할을 하는 셈이다.

    이번 연구는 모낭의 성장 및 모낭 줄기세포 사멸을 조절하는 단백질 단위의 경로 및 상호작용을 밝혀냈다는 데서 의의를 갖는다. 이는 탈모 치료 및 탈모 예방을 위한 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 보인다.

    탈모 치료 및 탈모 예방 연구에 중요한 발견이 될 것으로 보인다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    탈모 치료 및 탈모 예방 연구에 중요한 발견이 될 것으로 보인다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

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