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  • 비타민 K 결핍과 뇌 기능 퇴행의 관계

    비타민 K 결핍과 뇌 기능 퇴행의 관계

    이미지 출처 : Motion Elements
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    미국 터프츠 대학에서 관리하는 USDA 인간 영양 연구센터(HNRCA) 연구팀은 비타민 K의 섭취와 노화에 따른 인지 능력의 관계를 조사했다. 비타민 K 섭취가 부족할 경우 노화와 관련된 인지 저하에 어떤 영향을 미치는지를 알아보고자 한 것이다.

     

    비타민 K 부족, 기억력·학습력 저하

    HNRCA 연구팀은 인간으로 치면 중년 정도 나이대에 해당하는 쥐 모델을 대상으로 연구를 진행했다. 쥐를 두 그룹으로 나누어 한쪽에는 표준 식단을 제공하고, 다른 한쪽은 비타민 K가 부족한 식단을 제공했다. 그 결과 비타민 K 결핍이 발생하면 해마 영역에 염증이 증가하고, 신경세포 증식을 방해한다는 결과가 나타났다.

    비타민 K 결핍이 발생한 쥐는 새로운 물건과 익숙한 물건을 구별하는 능력이 떨어졌다. 또한, 공간을 학습하는 실험에서도 비타민 K 결핍 쥐는 ‘숨겨진 공간’을 찾는 데 걸린 시간이 더 길었다. 해마는 뇌에서 학습 및 기억에 중요한 역할을 하는 영역이다. 즉, 비타민 K가 부족하면 새로운 정보를 학습하는 것과 입력된 정보를 기억하는 것에 문제가 생길 수 있다는 것을 보여준다.

     

    비타민 K와 ‘신경발생’ 영향

    이러한 결과가 나타난 원인에 대해, 연구팀은 ‘해마에서의 신경세포 증식 감소’를 꼽았다. 학습과 기억에 있어서는 ‘신경발생(neurogenesis)’이 매우 중요한 역할을 한다. 신경발생은 새로운 신경세포가 생성돼, 기존의 신경세포와 연결됨으로써 신경망이 발달하는 과정을 말한다. 해마를 비롯해 뇌의 일부 영역에서만 발생하는 과정이다.

    즉, 비타민 K 결핍으로 인해 신경발생에 방해가 된다는 것은 건강한 뇌의 발달 및 최적화 과정에 문제가 생긴다는 것을 의미하며, 그 결과로 인지 기능 저하를 초래할 수 있다는 것이다. 물론 인지 기능은 신경발생 외에도 여러 가지 요인에 의해 영향을 받지만, 신경발생이 가장 근본적인 원인이 될 수 있음은 명확하다.

    비타민 K가 부족하면 '신경발생' 과정에 문제가 생길 수 있다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    비타민 K가 부족하면 '신경발생' 과정에 문제가 생길 수 있다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    비타민 K 결핍, 신경계 염증 유발

    한편, 비타민 K 결핍이 발생한 쥐의 뇌에서는 ‘신경계 염증’이 증가한 것으로 나타났다. 연구팀은 이를 뇌의 면역 세포로 불리는 ‘미세아교세포(microglia)’가 활성화되면서 만성 염증이 유발될 수 있다는 근거로 보았다. 

    정상적인 상태에서 미세아교세포는 신경세포를 보호하고 손상된 세포를 제거하는 역할을 한다. 하지만 비타민 K 결핍이 발생하면 미세아교세포가 과활성화되며 오히려 신경세포에 손상을 일으키는 원인이 된다는 것이다.

    이런 식으로 발생한 신경계 만성 염증은 신경퇴행성 질환과도 연관이 있다. 염증 반응이 지속되면 신경전달물질의 불균형이 발생할 수 있고, 이로 인해 신경세포들 사이의 신호 전달이 원활하지 않게 될 수 있다. 또한, 만성 염증으로 인해 뇌 혈류가 영향을 받게 되고, 산소 및 영양소 공급에 문제가 생겨 신경세포의 기능 저하와 사멸로 이어질 수 있다. 

     

    ‘녹색 채소’를 조금씩 꾸준히

    연구팀은 이러한 결과가 비타민 K의 중요성을 강조하고 있지만, 당장이라도 비타민 K 보충제를 먹어야 한다는 의미는 아니라고 이야기했다. 그보다는 평소 식단을 통해 비타민 K를 섭취할 수 있도록 신경 쓰는 것이 중요하다고 말했다. 

    비타민 K의 일일 권장 섭취량은 남성 기준 약 120㎍, 여성 기준 약 90㎍이다. 시금치, 케일, 브로콜리와 같이 녹색을 띠는 잎채소를 평상시 조금씩 꾸준히 섭취하는 습관을 들이면, 특별히 섭취량을 우려하지 않아도 된다. 또한, 비타민 K는 지용성으로 간에 저장돼 어느 정도 유지되기 때문에, 평상시 ‘채소를 좀 더 챙겨먹는다’ 정도의 습관으로도 안정적인 공급이 가능하다.

    한편, 비타민 K는 다소 과도하게 섭취하더라도 상대적으로 안전한 영양소로 꼽힌다. 다만, 항응고제와 같은 특정 약물과 상호작용 관계에 있으므로, 만성 질환 등으로 복용 중인 약이 있을 경우 전문가와의 상담을 받아볼 필요가 있다.

    비타민 K 섭취를 위해서는 시금치, 케일, 브로콜리, 브뤼셀 콩나물 등이 추천되며, 전반적으로 '녹색 채소류'를 조금씩 꾸준히 챙겨먹는 습관을 들이면 된다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    비타민 K 섭취를 위해서는 시금치, 케일, 브로콜리, 브뤼셀 콩나물 등이 추천되며, 전반적으로 '녹색 채소류'를 조금씩 꾸준히 챙겨먹는 습관을 들이면 된다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

  • 이대목동병원, 미국치과임플란트학회서 ‘우수 학생 연구자’ 선정

    이대목동병원, 미국치과임플란트학회서 ‘우수 학생 연구자’ 선정

    맨 앞줄 오른쪽 첫 번째가 이대목동병원 치과치주과 최희선 전임의 / 제공 : 이화의료원
    맨 앞줄 오른쪽 첫 번째가 이대목동병원 치과치주과 최희선 전임의 / 제공 : 이화의료원

    이대목동병원(병원장 김한수) 소속의 최희선 전임의가 2025년 미국치과임플란트학회(Academy of Osseointegration, AO)에서 우수 학생 연구자를 선정해 수여하는 '2025 Student Travel Grant'의 수상자로 선정됐다. 전 세계 지원자 30인에게만 수여된 영예로, 국내에서는 최 전임의가 유일한 수상자다.

    이대목동병원 치과치주과 방은경 교수팀의 최희선 전임의는 지난 3월 27일부터 29일까지 미국 시애틀 컨벤션 센터에서 열린 ‘2025년 미국치과임플란트학회 연례학술대회’에 참석했다. 

    이 자리에서 수여되는 ‘2025 Student Travel Grant’는 기존 제출된 논문 초록을 대상으로 연구의 완성도와 주제 적합성을 평가해 우수한 학생 연구자에게 선정하는 것이다. 올해에는 전 세계 지원자 중 30인에게 수여됐는데, 최 전임의는 국내에서는 유일하게 수상했다.

    최희선 전임의는 치과치주과 방은경 교수의 지도아래 ‘치과 보철물, 천연 치아 및 임플란트의 비교 미생물 프로파일링: NGS 기반 연구(Comparative Microbial Profiling in Dental Prostheses, Natural Teeth, and Implants: An NGS-Based Study)’라는 주제로 포스터 발표를 진행했다. 해당 연구는 수복 재료에 따른 구강 미생물 군집의 차이를 분석한 연구로, 임상적 적용 가능성을 탐색하는 기초자료로 우수성을 인정받았다.

    방은경 교수는 “본 연구는 다양한 수복물을 모두 가진 환자만을 선별하여 수복물에 따른 구강 미생물 군집의 차이를 분석한 유일한 연구로, 환자요소를 배제하고 수복물에 의한 차이를 분석하였다는 점에서 의의가 크며, 이를 기반으로 추후 다양한 확장 연구가 가능하다”고 설명했다.

    최희선 전임의는 “이대목동병원 치과치주과 방은경 교수와 치과보철과 박은진 교수의 지도와 자문 덕분에 2025 Student Travel Grant 선정이 가능했다. 진심으로 감사함을 전한다”라며 “국제 학술대회에서 연구를 발표하고 다양한 연구자들과 의견을 교류할 수 있었던 경험은 매우 뜻깊었으며, 앞으로도 연구와 임상 모두에 성실히 임하겠다”고 말했다.

    이대목동병원 치주치주과 방은경 교수(좌)와 최희선 전임의(우) / 제공 : 이화의료원
    이대목동병원 치주치주과 방은경 교수(좌)와 최희선 전임의(우) / 제공 : 이화의료원

     

  • 도파민 부족으로 인한 퇴행성 질환, 파킨슨병

    도파민 부족으로 인한 퇴행성 질환, 파킨슨병

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    작년 12월 말, 행정안전부 발표에 따르면 우리나라 65세 이상 인구 비율이 전체의 약 20%를 넘어섰다. 국제연합(UN)에서 제시한 기준으로 ‘초고령 사회’가 된 것이다. 고령 인구 비율이 높을 경우, 사회 전반적으로 ‘노인성 질환’에 대한 관심이 높아진다. 

    전 세계적으로 관심도가 높은 노인성 질환으로는 3대 질환 중 하나로 꼽히는 뇌졸중과 함께, 알츠하이머와 파킨슨 같은 신경퇴행성 질환이 빠지지 않는다. 오는 4월 11일(금), ‘세계 파킨슨병의 날’을 맞아 경희대학교병원 신경과 유달라 교수와 함께 파킨슨병에 대해 알아본다.

     

    꾸준한 증가세, 10년 전 대비 1.5배

    파킨슨병은 치매, 뇌졸중과 함께 3대 노인성 뇌질환 중 하나다. 고령화가 심화되면서 파킨슨병 환자 수 또한 빠르게 증가하고 있다. 보건의료빅데이터에 따르면, 파킨슨병 환자 수는 매년 꾸준히 증가세를 보이고 있다. 2023년 기준 약 14만 명으로 10년 전에 비해 약 1.5배 가량 늘었다.

    파킨슨병의 주요 원인은 ‘도파민 부족’이다. 경희대병원 신경과 유달라 교수는 “신경전달물질인 도파민을 분비하는 도파민 신경세포의 감소로 인해 운동장애가 발생하는 퇴행성 질환”이라고 설명하며, “구체적인 원인은 아직 명확하게 밝혀진 바 없으나 유전·환경적 요인이 복합적으로 작용해 발병하는 것으로 알려져 있다”라고 이야기했다. 

    파킨슨병의 발병 연령층은 평균적으로 50대 중반 이상이 많다. 연령이 높아짐에 따라 발병확률이 높아지는 특성을 보인다.

    최근 5년간 꾸준한 증가세를 보이고 있다 / 출처 : 보건의료빅데이터
    최근 5년간 꾸준한 증가세를 보이고 있다 / 출처 : 보건의료빅데이터

     

    ‘서서히’, ‘복합적’으로 찾아오는 파킨슨병

    파킨슨병은 도파민을 만들어내는 세포의 점진적 퇴화로 도파민 부족 상태가 되며 발생한다. 도파민 부족으로 인한 대표적 증상으로는 행동 느려짐(서동, Bradykinesia), 떨림(Tremor), 뻣뻣함(경직, Rigidity), 중심잡기 어려움(자세불안정), 보행장애 등이 꼽힌다. 

    다만, 도파민 부족으로 인한 운동증상 문제는 갑작스럽게 나타나지 않으며, 보통 발병 수년 전부터 선행 증상이 보인다. 게다가 겉으로 드러나는 움직임 외에도, 체내에서 이루어지는 운동 조절과 관련된 증상으로 나타날 수 있다. 

    대표적으로 장 운동 조절에 영향을 미쳐 변비가 나타나는 경우가 흔하다. 또, 깊은 수면 단계에서 비정상적인 운동이 발생함으로써 심한 잠꼬대와 같은 수면 관련 문제가 나타날 수도 있다. 또, 도파민이 기분 조절과 관련된 역할도 하기 때문에, 도파민 부족으로 우울증이 나타나기도 한다. 이 역시 파킨슨병의 조기진단 지표로 활용되기도 한다.

    유달라 교수는 “환자마다 나타나는 증상과 발생 시기, 진행 양상은 다르지만, 주로 가만히 있을 때 한쪽이 다른 쪽보다 먼저 또는 심하게 손발이 떨리거나 몸이 굳고 행동이 느려지는 특징을 보인다”라고 설명했다. 

    유달라 교수는 또한, “대부분 여러 가지 증세가 서서히, 그리고 복합적으로 나타난다”라고 강조하며, “자연스러운 노화 현상으로 간주하지 말고, 증상이 불편하지 않더라도 전문 의료진의 진찰을 통해 진단 및 치료 선택지를 받아보는 것이 좋다”고 말했다.

    신경전달물질의 일종인 도파민 부족으로, 신체 내부&외부의 운동 조절에 영향을 미친다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    신경전달물질의 일종인 도파민 부족으로, 신체 내부&외부의 운동 조절에 영향을 미친다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    소실된 뇌세포 회복 불가, ‘증상 완화’ 목표

    파킨슨병 진단은 운동증상을 중심으로 신경학적 진찰 소견 및 진행 경과, 약물에 대한 반응 평가로 이뤄진다. 행동이 느려지는 서동증과 함께 떨림 또는 경직 중 하나 이상의 증상을 보이며, 약물에 의한 호전이 확실할 경우, ‘파킨슨병 가능성이 있다’고 임상 진단을 내린다. 

    필요에 따라 약물 유발 파킨슨증, 혈관성 파킨슨증, 파킨슨증후군과 구별하기 위해 뇌 MRI를 시행하거나 뇌 속 도파민 세포 손상을 확인하는 도파민 운반체 페트(PET) 검사를 하기도 한다.

    유달라 교수는 “파킨슨병 치료법에는 약물, 운동, 수술적 치료가 있으나, 이미 소실된 뇌세포를 정상으로 회복시킬 수는 없다”며 “운동을 통해 증상의 진행속도를 늦추거나 약물, 수술적 치료를 통해 불편한 정도를 완화시키는 것이 치료의 목적”이라고 말했다.

    파킨슨병에 대해 설명하고 있는 경희대병원 신경과 유달라 교수 / 출처 : 경희대학교병원
    파킨슨병에 대해 설명하고 있는 경희대병원 신경과 유달라 교수 / 출처 : 경희대학교병원

     

    약물 치료와 운동 병행 권장

    약물 치료는 통상적으로 증상이 일상생활에 영향을 미칠 때 시작한다. 하지만, 증상이 가볍고 일상생활에 지장이 없더라도 주기적인 환자 상태 평가를 통해 필요하다고 판단되면, 최소한의 약물 치료를 조기에 시행하기도 한다. 

    치료 약물에는 체내에서 도파민으로 전환되는 전구물질(레보도파) 혹은 도파민과 유사한 효과를 발휘하는 효현제, 도파민 분해 억제제, 도파민 분비 촉진제 등이 사용된다.

    유달라 교수는 “유병 기간과 약물 치료 기간이 길어지면 약효가 유지되는 시간이 점점 짧아지면서 운동 증상이 다시 심해질 수 있으며, 약효의 변동 폭에 따라 몸이 꼬이거나 비틀리는 등의 이상운동증이 나타날 수 있다”며 “최적의 약물 치료로 이를 개선할 수 없다면, 뇌에 전기 전극을 삽입해 전류로 자극하는 뇌심부 자극술과 같은 수술적 치료를 고려해야 한다”고 말했다.

    한편, 파킨슨병 환자에게 약물 복용만큼이나 중요한 것은 바로 운동이다. 되도록 매일, 한 번에 30분 정도, 숨이 좀 찰 정도의 강도로 운동하는 것이 좋으며, 식사 후 습관적으로 산책하거나 수시로 맨손체조를 통해 근력을 기르고 관절을 이완시켜주는 것을 추천한다.

    파킨슨병 환자에게는 습관적인 산책 등 꾸준한 운동이 중요하다 / Designed by Freepik
    파킨슨병 환자에게는 습관적인 산책 등 꾸준한 운동이 중요하다 / Designed by Freepik

     

  • 삼광의료재단-SML제니트리, 대한진단검사의학회 춘계심포지엄 성료

    삼광의료재단-SML제니트리, 대한진단검사의학회 춘계심포지엄 성료

    삼광의료재단-SML제니트리, 2025년도 대한진단검사의학회 춘계심포지엄 통합부스 운영 / 제공 : 삼광의료재단
    삼광의료재단-SML제니트리, 2025년도 대한진단검사의학회 춘계심포지엄 통합부스 운영 / 제공 : 삼광의료재단

    삼광의료재단(이사장 황태국)과 SML제니트리(대표 이동수)는 지난 4월 3일부터 4일까지 경주 화백컨벤션센터(HICO)에서 열린 ‘대한진단검사의학회(KSLM 2025) 춘계심포지엄’에 참가해 전시 부스 운영 등 다양한 학술 활동을 마쳤다고 8일 밝혔다.

    삼광의료재단은 학술대회 기간 동안 전시 부스를 통해 △알츠하이머병 위험도 혈액검사(AlzOn) △유전성 희귀질환 유전자 패널검사 △비유전성 혈액암 유전자 패널검사 △신속 CRE genotyping (Xpert) 검사 등 자사의 다양한 주요 진단검사 항목을 소개했다.

    SML제니트리는 NamuPlex™ 브랜드를 중심으로 STD12 Real-time PCR 키트, GI Bacteria 1, 2, 3 Real-time PCR 키트 등 다양한 분자진단 제품군을 선보였다. 또한 최대 96개의 검체를 동시에 처리할 수 있고, 기본 30분 내외로 핵산 추출이 가능한 GenetreEX™ 96 Nucleic Acid Extraction System, 그리고 32개 검체를 동시에 추출할 수 있는 GenetreEX™ 32 Nucleic Acid Extraction System을 함께 공개했다.

    아울러 병원성 장내 미생물 및 분변 전처리를 위한 GenetreEX™ GSL Buffer를 소개하며, DNA 및 RNA 추출부터 검사 결과 도출까지 아우르는 통합 진단 솔루션을 제시했다.

    한편, 이번 참여는 삼광의료재단 창립 40주년과 SML제니트리 설립 10주년을 기념하는 뜻깊은 자리이기도 했다. 삼광의료재단은 창립 40주년을, SML제니트리는 10주년을 맞이하는 특별 전시 부스를 마련하고, 진단검사 분야에서의 축적된 기술력과 지속적인 혁신을 하나의 역동적인 선으로 담아내며 브랜드 비전과 정체성을 효과적으로 전달했다.

    양사는 이번 학회 참여를 통해 그동안 걸어온 길과 앞으로의 비전을 함께 나누며 진단검사 분야에서의 시너지를 더욱 강화해 나간다는 계획이다.

    황태국 삼광의료재단 이사장은 “지난 40년 동안 보내주신 변함없는 신뢰와 관심 덕분에 지금의 자리까지 올 수 있었다”며 “앞으로도 신뢰받는 검사와 더욱 질 높은 의료 서비스를 통해 감사에 보답하겠다”고 밝혔다.

    이동수 SML제니트리 대표이사는 “삼광의료재단과의 협업을 통해 더 큰 시너지를 만들어가고, 진단 분야의 혁신을 함께 이끌며 의료 산업 발전에 기여하겠다”고 말했다.

  • 알츠하이머와 바이러스 감염, 명확한 연결고리 확인

    알츠하이머와 바이러스 감염, 명확한 연결고리 확인

    이미지 출처 : Motion Elements
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    알츠하이머 발병 메커니즘에 대한 연구가 지속되는 가운데, 일부 바이러스 감염이 영향을 줄 수 있다는 내용의 연구들도 주목을 받고 있다. 이 와중에 국내 연구팀이 새로운 치료 후보물질을 활용해, 알츠하이머와 바이러스 감염 사이의 연결고리를 입증하고 끊어내는 데 성공했다.

     

    알츠하이머와 바이러스 감염의 연관성

    알츠하이머는 전체 치매 중 약 60~70%를 차지하는 유형으로, 여러 종류의 치매 중 가장 흔하다. 일반적으로 알츠하이머는 ‘아밀로이드 베타 단백질’과 ‘타우 단백질’이 축적돼 발생하는 것으로 알려졌지만, 최근 이와 다른 접근법으로 발생 메커니즘을 연구하는 움직임이 늘어나고 있다.

    그중 최근 연구에서는 신경계에 영향을 미치는 바이러스로 인해 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌질환이 발병할 수 있다는 결과를 내놓기도 한다. 신경계 염증이 알츠하이머의 유발 및 진행의 원인이라는 연구도 있었고, 대상포진 백신을 접종한 노인들에게서 치매 발병 건수가 줄었다는 연구도 발표된 바 있다.

    또한, HSV-1(단순 헤르페스 바이러스 1형)으로 인해 발병할 수 있다는 연구도 있었다. 그러나 알츠하이머와 바이러스 감염이 어떤 관련이 있는지, HSV-1 감염이 퇴행생 뇌질환을 어떻게 가속시키는지에 대해서는 명확히 규명된 바가 없다.

    고려대학교 의과대학 융합의학교실 신옥 교수는 동 대학 오수진 박사와 동아대학교 의과대학 윤진호 교수와 함께 연구팀을 구성해 알츠하이머와 바이러스 감염 사이의 연관성을 밝혔다. 이와 함께 신약 후보물질인 ‘ALT001’을 활용해 둘 사이의 연결을 차단하는 데 성공했다.

     

    HSV-1 감염, 알츠하이머 가속화 입증

    연구팀은 먼저 HSV-1 감염으로 인해 뇌의 면역세포인 ‘미세아교세포’ 기능에 영향이 있는지를 분석했다. ▲생쥐와 인간 유래 미세아교세포 ▲미세아교세포-신경세포 공배양 모델 ▲뇌 오가노이드 등 다양한 시스템을 활용했다. 

    분석 결과, HSV-1 감염이 세포 내에서 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 과정인 ‘미토파지(Mitophagy)’를 방해한다는 것을 확인했다. 손상된 미토콘드리아 제거가 방해를 받으면서, 세포 전체에 걸쳐 미토콘드리아 기능이 저하된다는 것이다.

    또한, HSV-1 감염은 아밀로이드 플라크와 같은 단백질 응집체를 제거하기 위한 식세포작용을 방해한다는 것도 확인됐다. 아밀로이드 플라크는 기존까지 알츠하이머의 주된 원인으로 알려져 왔다. 즉, HSV-1 감염이 퇴행성 뇌질환을 가속화할 수 있음이 입증된 것이다.

     

    바이러스 억제로 신경계 퇴행 치료

    연구팀은 이러한 실험 결과를 토대로, 자체 개발한 미토파지 촉진제 ‘ALT001’의 효과를 확인했다. ALT001을 통해 HSV-1 감염을 억제하고, 신경계에 발생한 염증을 완화할 수 있었다. 또한, 바이러스에 감염된 미세아교세포의 미토파지 기능을 정상화하는 것도 확인했다. 알츠하이머와 바이러스 감염 사이의 연관성을 입증한 한편, 회복 가능성까지 제시한 셈이다.

    즉, ALT001을 활용해 바이러스 증식을 억제하는 한편, 신경계 염증 반응도 감소시켰다. 또한, 미세아교세포가 아밀로이드 플라크를 포함한 단백질 응집체를 더 잘 제거할 수 있도록 돕는다는 것도 확인됐다.

    신옥 교수는 “이번 연구는 바이러스 감염이 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌질환을 악화시킬 수 있다는 것을 분자 수준에서 입증한 동시에, 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다”라고 이야기했다.

    또한, 신 교수는 “특히 미세아교세포에서 HSV-1 감염이 미토파지에 미치는 영향을 규명한 것은, 기존 신경세포 중심 연구와는 차별화되는 성과로, ALT001은 향후 다양한 바이러스성 신경질환 치료에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

    이번 연구 결과는 국제 학술지 <테라노스틱스(Theranostics, IF=12.4)>에 게재됐다. 논문 제목은 ‘ALT001을 통한 미토파지의 약리학적 타겟팅이 단순포진 바이러스 1 매개 미세아교세포 염증을 개선하고 HSV1 감염을 제어하여 아밀로이드 베타 식세포작용을 촉진(Pharmacological targeting of mitophagy via ALT001 improves herpes simplex virus 1-mediated microglial inflammation and promotes amyloid beta phagocytosis by restricting HSV1 infection)’이다.

    신규 미토파지 촉진 물질인 ALT001의 효과 / 출처 : 고려대학교 의과대학
    신규 미토파지 촉진 물질인 ALT001의 효과 / 출처 : 고려대학교 의과대학

     

  • 흘리는 땀이 적어도 분석 가능한 광학 바이오센서 패치

    흘리는 땀이 적어도 분석 가능한 광학 바이오센서 패치

    양서류의 발바닥을 본뜬 극미량의 체액을 실시간 감지하는 부드러운 근적외선 광학 바이오센서 점착 패치 개발 / 출처 : 성균관대학교
    양서류의 발바닥을 본뜬 극미량의 체액을 실시간 감지하는 부드러운 근적외선 광학 바이오센서 점착 패치 개발 / 출처 : 성균관대학교

    성균관대학교(총장 유지범) 연구팀이 흘리는 땀이 적어도 그로부터 생체 데이터를 수집할 수 있는 광학 바이오센서 패치를 개발했다.

     

    아주 적은 양의 땀과 분비물 분석

    성균관대학교 화학공학부 방창현 교수와 조수연 교수는 공동 연구팀을 꾸려 광학 기반의 점착 바이오센서 패치를 개발했다. 이 패치는 개구리와 같은 양서류의 발바닥을 본떠 부드럽고 가볍게 만들고자 했으며, 흘리는 땀이 적어도 원격에서 실시간으로 정밀 감지할 수 있는 기술을 구현했다.

    나노소재를 이용한 생체부착 방식의 센서 기술은 다양한 질환의 실시간 조기 진단을 위해 가장 유망한 기술로 주목받아 왔다. 하지만 생체표면에서 생기는 미세한 유체(Fluid)를 빠르게 잡아 모으는 것, 그리고 매우 미미한 양의 체액을 분석하는 것에 어려움이 있었다. 

    생물체에서 분비되는 유체는 기본적으로 매우 적은 양인 경우가 많다. 게다가 규칙적으로 분비되는 것도 아니다. 예를 들자면 정적인 상태에서는 땀을 거의 흘리지 않거나 흘리는 땀이 적을 수 있다. 혹은 체내에서 이루어지는 각종 대사 반응으로 인한 분비물도 매우 적고 불규칙하다. 

    연구팀의 설명에 따르면 기존의 센서 시스템들로는 이러한 ‘초소량 유체(micro-scale fluid)’를 수집하고 실시간으로 다변량 분석하는 것이 불가능했다. 보통은 운동과 같이 다량의 체액이 분비되는 환경을 필요로 하거나, 이온 영동(Ion Electrophoresis)과 같은 강제적 체액 유도 과정 혹은 복잡한 다층 구조 및 부피·크기가 큰 장비가 필요했다. 

    실시간 생체 정보 모니터링을 위한 고성능 센서 다중 배열의 응용과 실제 생체 내 비타민 C 농도 실시간 원격 측정 시연 / 출처 : 성균관대학교
    실시간 생체 정보 모니터링을 위한 고성능 센서 다중 배열의 응용과 실제 생체 내 비타민 C 농도 실시간 원격 측정 시연 / 출처 : 성균관대학교

     

    개구리 발바닥을 본뜬 바이오센서 패치

    공동 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해, 양서류 발바닥의 육각형 점착 구조와 미세 배수 기능에서 아이디어를 얻었다. 습도가 높고 울퉁불퉁 불규칙한 피부 표면에도 안정적으로 부착되며, 흘리는 땀이 적어도 정밀하게 감지해낼 수 있는 부드럽고 가벼운 ‘생체모사 바이오센서 패치’를 개발한 것이다. 

    패치에는 개구리 발바닥의 미세한 육각 구조와 채널을 적용했다. 이를 통해 체액을 신속히 배출하고 굴곡진 생체 표면에 긴밀한 접착력을 높였다. 채널 내부에는 수분 흡수가 뛰어난 하이드로젤과 생체 투과성을 가진 근적외선* 대역의 발광 ‘단일벽 탄소나노튜브’* 센서를 결합해 극미량의 유체도 효과적으로 흡수하고 감지할 수 있도록 했다. 

    또한, 육각 구조 표면을 부드러운 재료들을 이중층으로 구성해, 땀이 많거나 움직임이 큰 피부 부위에서도 패치가 안정적으로 부착돼 있도록 하고 센서가 정상적으로 작동할 수 있도록 설계했다. 흘리는 땀이 적어도, 많아도 상관 없이 원활하게 분석할 수 있도록 안배한 것이다.

    * 근적외선 : 적외선 영역의 전자파 중 파장이 짧은 0.7~1.5μm 정도의 파장 영역.

    * 단일벽 탄소나노튜브 : 탄소 원자 한 층의 튜브로 이루어진 반도체성 나노  소재.

     

    초소형 정밀 생체 모니터링 기반 기술

    연구팀이 개발한 점착 패치는 부드럽고 가벼운 생체부착형 광학 센서 패치다. 전체적으로 부드럽고 유연한 소재를 적용하여 운동이나 외부 자극이 없이도, 최소 75 nL(나노리터) 수준의 아주 적은 양의 땀을 45초 내에 실시간 감지할 수 있는 것으로 확인됐다. 

    또는, 피부에서 분비되는 극미량의 체액으로부터 비타민이나 스트레스 지표 같은 다양한 분자를 동시 다발적으로 감지할 수 있는 고정밀 분석도 가능한 것을 확인했다. 

    공동연구팀을 이끈 조수연 교수와 방창현 교수는 “이번에 개발한 부드럽고 가벼운 생체모사 기반의 광학 탄소나노튜브 기반 바이오센서 패치 기술은 극미량 체액을 안정적으로 유도하고 감지할 수 있을 뿐 아니라 습기나 곡면, 움직임이 많은 실제 생체 환경에서도 안정적인 부착과 작동이 가능하다는 장점이 있다”라고 이야기했다. 

    또한, 두 교수는 “향후 다양한 광학 센서와 결합해 초소형 정밀 생체 신호 모니터링 기술로 발전할 수 있으며, 웨어러블 헬스케어, 미시 생명현상 분석, 정밀 의료 분야까지 확장 가능할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

    이번 공동 연구 성과는 과학기술정보통신부가 추진하는 한국연구재단 기초연구실 사업 및 개인기초연구(중견연구), 우수신진연구사업, 국가과학기술연구회가 추진하는 융합연구단사업, 보건복지부 혁신성장피부건강기반기술개발사업의 지원을 받아 진행되었다. 이번 연구성과는 국제 학술지 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF: 14.7)>에 지난 5일(토) 온라인 게재됐다.

    왼쪽부터 성균관대 이연수 석박사통합과정생, 신세영 석사과정생, 화학공학부 조수연 교수, 화학공학부 방창현 교수 / 출처 : BRIC Bio통신원
    왼쪽부터 성균관대 이연수 석박사통합과정생, 신세영 석사과정생, 화학공학부 조수연 교수, 화학공학부 방창현 교수 / 출처 : BRIC Bio통신원

     

  • 슈퍼 박테리아, 바이오+나노 융합기술로 잡았다

    슈퍼 박테리아, 바이오+나노 융합기술로 잡았다

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

    국내 연구팀이 바이오 기술과 나노 기술을 융합한 기술을 이용해, 슈퍼 박테리아를 효과적으로 제어할 수 있는 신규 항생제를 개발했다.

     

    슈퍼 박테리아 잡는 신규 항생제

    슈퍼 박테리아(Super Bacteria)란 여러 종류의 항생제에 내성이 생긴 ‘다제 내성균’을 말한다. 최근 내성 발현 속도가 더욱 빨라진 슈퍼 박테리아가 급증하면서, 기존 항생제 기반 치료법의 한계가 여실히 드러나고 있다. 이에 세계보건기구(WHO)는 슈퍼 박테리아로 인한 차세대 팬데믹이 일어날 것으로 경고하고 있으며, 새로운 항균 치료법 연구가 화두가 되고 있다. 

    한국생명공학연구원(원장 권석윤, 이하 생명연) 감염병연구센터 류충민 박사 연구팀은 바이오나노 기술을 이용하여 슈퍼 박테리아를 효과적으로 제어할 수 있는 금나노입자와 지질나노입자 기반의 신규 항생제를 개발했다. 이를 통해 기존 항생제가 갖는 한계를 극복할 수 있는 슈퍼 박테리아 치료의 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다.

     

    금나노입자와 근적외선 활용

    생명연 연구팀이 내놓은 이번 연구는 인체 유익균에는 영향을 주지 않으면서 특정 병원균만을 선택적으로 사멸시킬 수 있는 신개념 치료 기술이다. 항생제로 인한 내성 문제를 극복하면서도 슈퍼 박테리아를 정밀하게 표적으로 삼아 제어할 수 있다. 

    연구팀은 먼저 ‘시데로포어(Siderophore)’라는 유기물질에 금나노입자를 결합시켰다. 시데로포어는 세균이 생존에 필요한 철분을 획득하기 위해 만들어내는 작은 분자다. 그 후 808nm의 특정 파장을 가진 빛(근적외선)을 비추자, 세균 속으로 들어간 금나노입자가 순간적으로 수백도의 열을 발생시키며 실험대상인 녹농균을 물리적으로 사멸시켰다.

    피부 감염을 일으킨 쥐 모델을 이용하여 실험한 결과, 세균 사멸 후 신속하게 상처가 치유되는 것을 확인했다. 그러면서도 면역 세포나 정상적인 피부조직에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이를 통해 치유 효과 및 생체 안전성 모두 높은 것으로 평가되었다. 

     

    유전자 편집 시스템 내부 전달

    한편, 연구팀은 또 다른 연구를 통해 새로운 지질나노입자를 제작하고, 이를 통해 세균의 유전자를 수정하거나 조작할 수 있는 ‘유전자 편집 시스템(CRISPR-Cas13a)’을 전달했다. 세균 특이 가이드 RNA가 세균 내 특정 유전자를 찾아내면, 유전자 편집 시스템에 있는 효소(Cas13a)가 세포 내 RNA를 무작위적으로 분해함으로써 세균을 사멸시켰다.

    마찬가지로 검증을 위해 패혈증 동물 모델을 이용한 실험을 진행했다. 그 결과, 새로운 지질나노입자에 의해 세균의 내부로 들어간 유전물질이 치명적인 유전자 편집을 일으켜 세균을 사멸시켰으며, 패혈증을 성공적으로 억제하는 것을 확인했다. 

    연구책임자인 류충민 박사는 “슈퍼 박테리아를 연구하는 생물학에 나노기술을 접목하여 개발한 이번 기술은 기존 항생제 치료 방식에서 벗어나 차세대 감염 치료법을 제시했다는 점에서 중요한 의미가 있다.”라며, “향후 추가적인 연구를 통해 슈퍼 박테리아와의 싸움에서 중요한 전환점을 맞이할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다.

    이번 연구성과는 글로벌 과학 저널인 <ACS 나노(Nano, IF=15.8)>에 지난 2월 2일 게재됐다. 또한, <어드밴스드 헬스케어 소재(Advanced Healthcare Materials, IF=10.0)>에 지난 3월 14일 표지 논문으로 게재됐다.

    유전자 편집 시스템을 지질나노입자에 담아 세균 내부로 직접 전달하는 방식 / 이미지 출처 : Motion Elements
    유전자 편집 시스템을 지질나노입자에 담아 세균 내부로 직접 전달하는 방식 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

  • 쇼그렌 증후군 증상, 장기간 지속되는 ‘극심한 건조함’

    쇼그렌 증후군 증상, 장기간 지속되는 ‘극심한 건조함’

    이미지 출처 : Motion Elements
    이미지 출처 : Motion Elements

    건조함은 누구나 겪는 증상이다. 그렇기 때문에 별로 대수롭지 않게 넘어가는 경우가 많다. 하지만 건조 증상이 3개월 이상 지속되는 경우, 눈과 입에서 동시에 건조함이 나타나는 경우, 극심한 피로감을 동반하는 경우라면 ‘쇼그렌 증후군(Sjogren’s Syndrome)’을 의심해볼 필요가 있다. 강동경희대학교병원 관절류마티스내과 김세희 교수와 함께 쇼그렌 증후군의 증상 및 관리법에 대해 자세히 알아본다.

     

    대표 증상 – 구강 및 안구 건조

    쇼그렌 증후군은 자가면역질환의 일종이다. 면역을 담당하는 항체들이 침샘, 눈물샘 같은 외분비샘을 공격하는 것으로, 평생 관리가 필요한 질환이다.

    쇼그렌 증후군 증상은 전신에 걸쳐 다양하게 나타난다. 쇼그렌 증후군 증상의 대표적인 것 중 하나는 침 분비 감소다. 이로 인해 음식을 섭취하기가 어렵고, 말을 할 때 입 속이 자꾸 건조해지기 때문에 오랫동안 말을 하는 것도 어렵다. 증상이 심하면 ‘입이 타는 듯한’ 느낌이 나타난다.

    구강이 건조해져 세균 번식에 유리한 환경이 되므로 구강 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 실제로 쇼그렌 증후군이 있는 경우, 건강검진 시 입안 점막이 건조하고 붉어져 있거나, 충치와 치주 질환이 확인되는 경우가 많다. 환자의 60%에서는 귀밑샘이나 턱밑샘의 비대가 동반된다. 

    또한, 눈이 건조해짐으로 인해 이물감, 통증, 시력 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 눈물샘이 건조해지기 때문에 눈이 뻑뻑하고 이물감에 시달릴 수 있다. 각막염, 결막염 등이 발생하고 광과민성, 홍반, 가려움증이 나타난다. 장시간 독서, 운전, 컴퓨터 사용 등 눈 깜빡임이 적어지는 활동을 오래 하거나, 바람과 먼지가 많고 연기가 나는 환경에 노출될 경우 증상이 악화될 수 있다.

    이외에도 쇼그렌 증후군 증상은 상기도에서도 나타날 수 있다. 성대에 진한 점액이 생겨 쉰 목소리와 기침이 유발되며, 피부 건조증이나 질 건조증으로 통증이 발생할 수 있다. 소화기관의 분비 기능 저하로 췌장 기능 장애와 저위산증이 유발되기도 한다.

    눈 건조가 자주 나타나고 오랫동안 지속된다면 쇼그렌 증후군을 의심해볼 필요가 있다 / 이미지 출처 : Motion Elements
    눈 건조가 자주 나타나고 오랫동안 지속된다면 쇼그렌 증후군을 의심해볼 필요가 있다 / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    쇼그렌 증후군 5년간 40% 이상 증가

    자가면역질환은 지속적으로 증가하는 추세다. 쇼그렌 증후군도 마찬가지로, 건강보험심사평가원 자료에 따르면 쇼그렌 증후군 증상으로 병원을 찾은 환자(질병코드 M350)는 지난 2019년 2만1천여 명에서 5년 후인 2023년 3만여 명으로 약 40% 이상 증가했다.

    쇼그렌 증후군은 주로 50~60대 여성에게 많이 발생한다. 2023년 자료를 보면 전체 환자 30,051명 중 절반 이상인 15,818명이 50~60대 여성환자였다. 강동경희대학교병원 관절류마티스내과 김세희 교수는 “쇼그렌 증후군이 중년 여성에서 많은 이유는 성 호르몬과 연관성이 크다”라면서 “일반적으로 에스트로겐과 프로게스테론이 감소하는 폐경 전 시기에 쇼그렌 증후군의 발생이 늘어난다”라고 설명했다. 

    실제 다양한 연구를 통해 생식호르몬 노출이 더 많을수록 쇼그렌 증후군 예방되는 것이 확인되기도 했다. 또한, 유방암 환자에서 에스트로겐 생산을 억제하는 아로마테이즈 억제제를 사용할 경우 쇼그렌 증후군이 증가한다는 사실과도 연관성이 있다.

    강동경희대학교병원 관절류마티스내과 김세희 교수 / 제공 : 강동경희대병원
    강동경희대학교병원 관절류마티스내과 김세희 교수 / 제공 : 강동경희대병원

     

    환경·유전·면역 등 복합적 요인

    다른 자가면역질환과 마찬가지로 쇼그렌 증후군 역시 발병 원인이 명확하게 확인된 바는 없다. 환경적 요인, 유전적 요인, 그리고 선천면역과 획득면역의 복잡한 발병 시나리오로 설명할 수 있다. 한 가지 원인보다도 다양한 요인들이 서로 영향을 미치며 질병이 발생하는 것이다. 

    환경적 요인으로는 다양한 감염원, 특히 바이러스가 쇼그렌 증후군의 잠재적 유발 요인으로 간주되고 있다. 바이러스 감염이 선천 면역반응을 활성화하고 인터페론을 증가시킴으로써 쇼그렌 증후군으로 이어진다는 것이다. 

    한편, 유전적 연관성도 확인됐다. 쇼그렌 증후군 환자 중 3분의 1은 친인척 가운데 다른 결합조직 질환이 있는 것으로 알려져 있다. 면역학적 요인으로 자연살해세포(NK세포)와 B세포가 주요 사이토카인을 증가시키는 것이 입증됐다.

     

    만성 통증, 피로, 관절염, 홍반 등 합병증

    쇼그렌 증후군은 다양한 합병증을 동반하는 것으로도 유명하다. 쇼그렌 증후군 환자는 만성적인 광범위 통증을 겪는 경우가 흔하며, 환자의 70~80%가 극심한 피로를 호소한다. 관절염, 피부에 고리 모양 홍반, 혈관염, 간질성 폐렴, 신경병증이 동반되기도 한다. 

    특히 쇼그렌 증후군 환자는 ‘림프종 발생 위험’이 높아지는 것으로 알려져 있다. 또한 일부 항-Ro 또는 항-La 항체를 가진 쇼그렌 증후군 산모의 경우, 태반을 통해 태아에게 전달되어 ‘신생아 루푸스 증후군’이 발생할 수 있으므로 태아 심장초음파 검사를 통해 확인해야 한다.

    쇼그렌 증후군의 근본적인 문제는 진단 자체가 까다롭다는 것이다. 진단을 위해서는 최소 3개월 이상의 구강 건조나 안구 건조 증상이 있어야 한다. 먼저 이러한 전조 증상이 있을 경우, 진단을 위해서는 추가적으로 여러 가지 검사가 필요하다. 

    입술 타액선 생검(3점), 항-Ro/SSA 또는 항-La/SSB 항체 검사(3점), 눈물샘 기능을 확인하는 눈 염색 검사(1점), 혹은 셔머 검사(1점)와 침샘 기능을 확인하는 타액 흐름 속도를 측정(1점)한다. 검사 결과 총 4점 이상이 되면 쇼그렌 증후군으로 진단한다. 

    물론, 전조 증상이 있다고 해서 모든 검사를 다 시행하지는 않는다. 셔머 검사와 타액 흐름 속도 검사에서 불충분한 결과를 보일 경우 눈 염색이나 입술 타액선 생검을 시행할 수 있다. 그 밖에 침샘 스캔을 하여 진단에 도움을 받을 수 있다. 최근 침샘 조직 검사를 대신하여 침샘 초음파 검사가 앞으로 분류 기준에 적용될 가능성도 있다.

    쇼그렌 증후군 증상으로 관절염 등 만성 통증이 동반되는 경우가 흔하다. / 이미지 출처 : Motion Elements
    쇼그렌 증후군 증상으로 관절염 등 만성 통증이 동반되는 경우가 흔하다. / 이미지 출처 : Motion Elements

     

    완치 없는 질환, 꾸준한 치료·관리 중요

    쇼그렌증후군은 만성질환으로 현재 완치할 치료법은 없으며, 주로 건조 증상을 완화하고 조절하는 치료가 진행된다. 구강 건조는 먼저 카페인 및 흡연, 알코올을 피하도록 하고 입으로 숨 쉬는 부비동염 등을 치료해야 한다. 자주 물을 마시고 무가당 사탕이나 껌을 섭취하며, 불소가 함유된 치약, 구강 스프레이 등을 사용할 수 있다. 약물 치료로는 필로칼핀과 같은 콜린성 부교감신경절 촉진제를 사용해 볼 수 있다.

    안구 건조 증상을 위해서는 건조하고 바람이 많은 부는 환경에서는 보호안경이나 고글 착용을 해볼 수 있고, 장시간 눈 깜박임이 적어지는 활동을 제한해야 한다. 안구 건조의 약물 치료는 인공눈물과 윤활 연고를 기반으로 하며 염증이 동반될 경우 국소 스테로이드, 국소 시클로스포린을 사용하기도 한다. 약물치료에 반응하지 않는 환자는 눈물점 폐쇄와 같은 시술에 도움을 받을 수 있다.

  • 부산대 의대, 어린이 피부질환 ‘선상태선’ 회복 원리 규명

    부산대 의대, 어린이 피부질환 ‘선상태선’ 회복 원리 규명

    (앞줄) 왼쪽부터 고현창 교수, 김윤학 교수 / (뒷줄) 왼쪽부터 이병혁 박사과정생, 신기혁 교수, 임동민 박사과정생 / 출처 : 부산대학교
    (앞줄) 왼쪽부터 고현창 교수, 김윤학 교수 / (뒷줄) 왼쪽부터 이병혁 박사과정생, 신기혁 교수, 임동민 박사과정생 / 출처 : 부산대학교

    부산대학교 연구팀이 선형 피부질환인 ‘선상태선(LichenStriatus, LS)’ 병변이 자연적으로 회복될 수 있다는 것을 규명했다.

    부산대학교 의학과 및 융합의과학과 김윤학 교수, 의학과 고현창·신기혁 교수연구팀은 선상태선 환자의 피부에서 ‘변이된 세포들이 시간이 지남에 따라 점진적으로 감소한다’라는 사실을 최초로 규명했다.

    이번 연구에서는 전장 유전체 시퀀싱(WGS)을 통해 병변 내 체세포 변이(somatic variants) 양상을 분석했다. 그 결과 선상태선(LS)에서 변이 세포가 면역 반응으로 인해 점진적으로 제거된다는 것을 확인했다.

    선상태선은 소아 피부질환 중 하나로 팔과 다리 등 피부에 붉은색 또는 갈색의 발진이 나타나는 질환이다. 발진의 형태가 띠 모양과 같이 선형 패턴으로 나타난다고 해서 선상태선이라는 병명으로 불린다. 시간이 지나면서 저절로 좋아지는 경우가 많지만, 일부 환자들은 ‘염증 후 저색소증(post-inflammation hyperpigmentation)’이 나타나 피부색이 옅어지는 증상이 장기간 지속되기도 한다.

    연구팀은 선상태선 병변에서 변이된 세포가 면역 반응을 통해 제거된다는 사실과 함께, 염증 후 저색소증이 발생한 경우 피부의 변이 세포가 더 적다는 점도 밝혀냈다. 이는 각질 세포와 멜라닌 세포 등 피부 세포 유형별로 변이 빈도가 다르게 나타날 수 있음을 시사한다.

    즉, 피부 속에서 변이된 세포가 모두 똑같이 사라지는 것이 아니라, 어떤 유형인지에 따라 제거되는 정도가 다를 수 있다는 의미다. 이러한 발견은 피부질환 후 색소 변화가 왜 사람마다 다르게 나타나는지를 설명하는 단서가 된다.

    연구팀은 이번 연구가 블라쉬코 선(Blaschko’s lines) 피부질환 치료 및 관리 방안 마련에 중요한 근거를 제공할 것으로 기대하고 있다. 한편, 이번 연구는 선상태선 및 그와 유사한 선형 피부질환에서 면역 반응과 체세포 변이 사이의 연관성을 더욱 깊게 이해하는 데도 기여할 수 있을 것이며, 염증 후 저색소증 발생의 세포 유형별 차이를 통해 임상 관리 전략 개발에도 도움이 될 것으로 전망된다.

     

    * 블라쉬코 선(Blaschko’s lines)

    : 피부 발생 과정에서 세포의 이동 경로를 따라 형성되는 선. 정상 피부에서는 보이지 않지만, 특정 피부 질환 발생 시 드러나는 특징적인 줄무늬 형태의 선.

     

    또한, 이번 연구는 선상태선 뿐만 아니라 다른 선형 피부질환에서도 적용할 수 있을 것으로 보인다. 면역 반응이 변이 세포를 제거하는 방식을 바탕으로, 피부질환의 진행 과정을 예측하고, 피부 색소 변화가 장기간 지속될 경우 이에 대한 맞춤형 치료법을 개발하는 데도 도움을 줄 것으로 기대된다.

    이번 연구 논문은 국제 학술지 <미국 피부과학회 저널(Journal of the American Academy of Dermatology)>에 지난 1월 게재됐다.

  • 면역항암치료 한계 극복, 반응성 높일 핵심인자 찾았다

    면역항암치료 한계 극복, 반응성 높일 핵심인자 찾았다

    이정은 바이오및뇌공학과 석사(좌)_조광현교수(중앙)_공정렬 바이오및뇌공학과 박사(우) / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    이정은 바이오및뇌공학과 석사(좌)_조광현교수(중앙)_공정렬 바이오및뇌공학과 박사(우) / 출처 : 카이스트 연구뉴스

    국내 연구진이 면역관문억제제에 반응하지 않는 폐암 환자를 대상으로 한 새로운 치료 방안을 제시했다. 면역항암치료를 방해하는 핵심 인자를 발굴해, 여기에 사용할 수 있는 동반 치료제를 개발 중이다.

     

    면역관문억제제의 기존 한계

    ‘면역관문억제제’는 체내 면역 세포가 암세포를 더 잘 공격할 수 있도록 돕는 약물이다. 이를 통한 면역항암치료(Immunotherapy)는 암을 치료하는 데 있어 획기적인 진전을 불러왔다. 하지만 전체 암 환자 중 20% 미만만이 면역항암치료에 반응하는 것이 현실이어서, 실제로 이 기술에 의한 치료 혜택을 받을 수 있는 환자 수는 많지 않았다. 

    면역항암치료 반응 가능성이 높은 환자를 선별하기 위해, 최근 미국 식품의약국(FDA)에서 ‘종양돌연변이부담(TMB)’을 주요 바이오마커로 승인하기도 했다. 유전자 돌연변이가 많이 생긴 암일수록 면역항암치료에 반응할 가능성이 높다는 것이다. 

    하지만 TMB가 높더라도, 면역세포 침투가 극도로 제한된 이른바 ‘면역사막(Immune-desert)’ 형태의 암 조직에서는 치료 반응이 매우 낮다는 한계가 있었다. 이런 형태의 암 조직이 여전히 많다는 것도 밝혀졌으며, 이로 인해 면역항암치료의 반응 가능성이 낮은 것으로 알려져 있다. 이에 면역항암치료의 반응성을 높이고 적용 가능 대상을 확대하기 위한 방안이 꾸준히 모색돼 왔다. 

     

    면역항암치료 반응 조절하는 인자 발견

    카이스트 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수 연구팀은 폐암 세포의 면역회피 능력을 결정하는 핵심 인자 DDX54를 발굴했다. 이를 억제하면 암 조직으로 면역 세포가 더 원활하게 침투할 수 있어, 면역항암치료 효과가 크게 개선된다는 연구 결과다.

    조광현 교수 연구팀은 면역회피가 발생한 폐암 환자에게서 얻은 전사체 및 유전체 데이터를 토대로 시스템생물학 연구를 진행했다. 이를 통해 유전자 조절 네트워크를 추론하고 분석해, 폐암 세포가 면역회피능력을 얻도록 하는 핵심 조절인자를 찾아냈다.

    그런 다음, 쥐 모델에서 이 핵심 인자를 억제한 뒤 면역항암치료를 적용해 그 반응성을 조사했다. 그 결과 T세포, NK세포 등 항암 면역세포들의 암 조직 침윤이 크게 증가하고, 동시에 면역항암치료 반응성도 눈에 띄게 높아진다는 것을 확인했다.

    동종(Syngeneic) 폐암 마우스 모델에서 DDX54 억제할 경우 암세포의 면역회피능을 되돌림으로써 면역항암치료 민감성이 강화됨을 확인 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    동종(Syngeneic) 폐암 마우스 모델에서 DDX54 억제할 경우 암세포의 면역회피능을 되돌림으로써 면역항암치료 민감성이 강화됨을 확인 / 출처 : 카이스트 연구뉴스

     

    면역항암치료 반응성 높일 치료 전략

    한편, 세포 수준에서의 유전자 발현을 분석한 결과, DDX54를 제어하는 동반치료를 시행할 경우 더욱 효과적일 수 있다는 결과도 확인했다. 동반치료를 시행하면 암 억제 효과를 가진 T세포의 분화를 촉진하고, 암세포 성장을 돕는 T세포의 침투를 억제하는 효과가 나타난 것이다.

    이는 DDX54를 억제함으로써 폐암 세포의 신호 전달 경로를 불활성화해, 면역회피를 돕는 단백질들의 발현을 억제하기 때문으로 분석됐다. 이들 분자를 억제함으로써 암 조직의 발달이 억제되고 항암 기능을 수행하는 대식세포의 분화를 유도한다는 것이다.

    조광현 교수는 “폐암 세포가 면역회피능력을 획득하도록 하는 핵심조절인자를 처음으로 찾아내, 이를 제어함으로써 면역항암치료의 반응을 유도해 낼 수 있는 새로운 치료 전략을 개발한 것”이라고 말했다. 이번 연구는 <미국 국립과학원 회보(PNAS)>에 지난 4월 2일자로 게재됐다.

    이 기술은 교원창업기업인 바이오리버트(주)로 기술이전돼, 면역항암치료제와 함께 사용할 수 있는 동반 치료제로 개발 중이다. 오는 2028년 임상 진행을 목표로 하고 있다.

    단일세포 전사체 및 공간전사체 분석을 통해 DDX54 억제시 면역세포의 암조직내 침윤이 증가됨을 확인함 / 출처 : 카이스트 연구뉴스
    단일세포 전사체 및 공간전사체 분석을 통해 DDX54 억제시 면역세포의 암조직내 침윤이 증가됨을 확인함 / 출처 : 카이스트 연구뉴스

     

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