암을 치료하는 세 가지 대표적인 방법은 수술과 약물요법, 방사선치료입니다. 칼로 암세포를 도려내면 그만일 것 같지만, 암세포는 그리 만만하지 않습니다. 빠른 속도로 주변 세포를 침범해 들어가기 때문에 수술이 불가능할 때가 많습니다. 주변 조직으로 암세포가 전이된 환자에게는 주로 약물치료를 하게 됩니다. 1세대 ‘화학항암제’는 효과가 좋지만 주변 조직까지 손상시키는 부작용이 있습니다. 그래서 ‘세포독성항암제’라고 불렀습니다. 2세대 ‘표적항암제’는 암세포를 먹여 살리는 주변 혈관이나 암세포 분열 신호를 포착해 억제하는 기능을 합니다. 하지만 저격수 역할을 하는 표적항암제도 완벽하진 않습니다. 투약할 수 있는 대상자가 일부이고, 오랜 기간 사용하면 화학항암제처럼 내성이 생기는 문제도 따릅니다. 이번에는 다른 방식이 나왔습니다. 몸의 면역기능이 암세포를 공격하게 할 수 있다면 효과가 어떨까. 3세대 항암제로 불리는 ‘면역항암제’입니다. 면역치료라고 하면 ‘몸의 면역기능을 높이는 것 아니냐’고 되묻는 분이 많은데 면역항암제는 기능이 좀 다릅니다. 면역항암제는 회피기능을 가진 암세포를 면역세포가 찾아내도록 돕습니다. 주변 조직 손상 위험이 거의 없고, 기억 능력이 있어 반응이 있는 환자에게 장기간 사용할 수 있습니다. 어렸을 때 수두 예방 접종을 받으면 평생 수두에 걸리지 않는 것과 같은 이치입니다. 치료 방법을 찾지 못해 애를 태웠던 췌장암 환자들에게도 좋은 소식이 들려왔습니다. 췌장암은 5년 생존율이 10%에도 못 미칠 정도로 악성도가 높은 병입니다. 수술 후 재발률이 높고 증상이 없어 늦게 병을 발견하기 때문에 환자의 75%는 이미 수술할 수 없는 상태로 병원에 오게 됩니다. 그런데 2014년 처음으로 국산 면역항암제가 식품의약품안전처에서 판매허가를 받았습니다. 바이오기업 젬백스앤카엘에 따르면 ‘리아백스주’는 암세포에 붙어 있는 ‘텔로머레이스’를 면역세포가 인식하도록 돕는 기능을 합니다. 텔로머레이스는 염색체 끝에 달린 효소로, 세포 노화를 억제하는 기능을 하지요. 특히 암세포에서 과발현돼 괴물처럼 무한으로 증식합니다. 삼성서울병원 응급의학과장으로 일했던 송형곤 젬백스앤카엘 바이오사업부 사장은 25일 인터뷰에서 “면역세포가 암세포를 찾아낼 수 있도록 뚜껑을 열어준다고 생각하면 된다”며 “아무래도 기존 항암제와 같은 부작용이 적다는 게 가장 큰 장점”이라고 설명했습니다. 지난 9일 서울에서 열린 세계소화기암학회 학술대회에서는 진전된 연구결과가 나오기도 했습니다. 말기 췌장암 환자 50여명을 대상으로 한 응급임상시험에서 일부 환자의 종양 크기가 기존 7㎝에서 4.4㎝로 일부 줄어드는 효과가 관찰됐습니다. 일부 환자는 생존기간이 크게 늘어나기도 했습니다. 기대여명이 3개월 미만인 환자를 대상으로 한 임상시험이어서 여론의 관심이 집중됐습니다. 그러나 이 약을 개발한 회사조차 확대해석을 경계했습니다. 췌장암을 100% 억제하는 만병통치약은 아니라는 겁니다. 적용 대상 환자도 현재는 소수입니다. 송 사장은 “‘이오탁신’ 농도가 기준치 이상인 환자를 대상으로 하는 약이고, 환자의 기대여명을 일부 늘려주는 효과가 나타난 것이지 모든 암세포를 사멸시키는 만병통치약은 아니다”라며 “다만 기존 항암제와 같은 부작용이 거의 없어 환자의 삶의 질을 높이면서 오랜 기간 생존할 수 있게 해 장점이 많은 것”이라고 강조했습니다. 치료 효과가 완벽하게 입증된 것은 아니기 때문에 현재는 젬시타빈이라는 화학항암제와 함께 사용해야 합니다. 현재 전국 16개 대학병원에서 임상시험이 계속 진행되고 있습니다. ●면역세포가 암세포 찾아내도록 도와 대형 다국적제약사들도 효과가 좋은 면역항암제를 개발하기 위해 열띤 경쟁을 하고 있습니다. 흑색종과 폐암 치료에 사용하는 키트루다와 옵디보, 여보이 등 3개의 다국적제약사 신약이 현재 국내에서 판매되고 있습니다. 이런 항암제는 면역세포인 T림프구가 암세포를 ‘친구’가 아닌 ‘적’으로 인식하도록 합니다. 면역항암제의 도움을 받은 T림프구는 암세포를 기억하기 때문에 영구적으로 특정 암세포를 공격할 수 있게 됩니다. 키트루다 등의 면역항암제 임상시험을 진행하고 있는 조병철 연세암병원 폐암센터 교수는 “화학항암제나 표적항암제에 비해 독성이 매우 적어 투약을 받으면서 정상적인 생활을 영위하는 게 가능하다”며 “여보이는 치료 시 20%의 환자가 10년 이상 생존한다는 고무적인 연구결과를 보여주기도 했다”고 덧붙였습니다. T림프구가 암세포를 인식하지 못하도록 하는 물질 ‘PD-L1’ 양성 폐암 환자에서 사망률이 30% 감소했다는 연구결과도 있습니다. ●타깃 명확하게 확인 안돼… 임상환자 대부분 물론 리아백스주처럼 한계도 있습니다. 면역항암제는 1회 치료비가 500만~1000만원이나 될 정도로 고가여서 임상시험을 통해 치료받는 환자가 대부분입니다. 모든 타깃이 명확하게 확인된 것은 아니어서 사용해도 치료 효과를 볼 수 없는 환자조차 이런 고가의 면역항암제를 사용하기도 합니다. 조 교수는 “국내에서 면역항암제를 자비로 상용하기에는 부담이 너무 크다”며 “임상시험에 참여하는 게 거의 유일한 방법”이라고 지적했습니다. 면역항암제는 전이성 폐암 환자의 20%에서만 치료 효과가 확인됐습니다. 환자들의 기대가 크지만 아직 모든 경우의 수를 밝혀내진 못한 상황입니다. 조 교수는 “환자를 선별할 수 있는 바이오마커 발굴을 위해 제약사와 정부, 학계의 집중적인 투자가 필요하다”며 “만약 이런 투자가 성공적으로 이뤄지면 바이오산업의 새로운 돌파구가 될 수도 있다”고 지적했습니다. 학계도 한계를 극복하려고 여러 시도를 하고 있습니다. 여러 면역항암제를 함께 투약해 효과를 알아보는 시도가 가장 활발합니다. 표적이 다른 항암제를 섞어 사용할 경우 치료 효과를 높일 수 있을 것이라는 설명입니다. 조 교수는 “현재 연세암병원에서도 좀 더 많은 환자들에게 높은 반응이 나타나는지 연구하기 위해 많은 임상시험이 진행되고 있다”며 “특히 승인받은 키트루다, 옵디보 등 다른 종류의 면역항암제를 병용투여하는 연구에 집중하고 있다”고 설명했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

　류머티스성 관절염 치료제인 ‘젤잔즈’(Xeljanz)가 원형탈모증을 치료하는 데 효과가 있다는 연구결과가 나왔다. 해열제 용도로 개발된 아스피린이 ‘준 만병통치약’처럼 쓰이고, 발기부전 치료제인 비아그라가 미세혈관 확장 효과 덕분에 긴급 상황의 미성숙 신생아를 살려낸 것처럼 젤잔즈도 새 용도를 찾게될 지 주목된다. 　미국 예일대 의과대학 피부과 전문의 브레트 킹 박사가 원형탈모증 환자 66명을 대상으로 진행한 임상시험에서 이 같은 사실이 밝혀졌다고 헬스데이 뉴스가 22일 보도했다. 　‘젤잔즈’ 5㎎을 매일 2회씩 3개월 동안 투여한 결과 참가자의 절반 이상이 모발이 다시 자라났고 3분의 1은 빠진 머리의 50% 이상이 채워졌다고 킹 박사는 밝혔다. 　다시 새로 난 모발이 그대로 붙어있을 것인지 또 얼마나 오래 이 약을 먹어야 하는지까지는 아직 알 수 없다고 그는 말했다. 이 약이 가장 흔한 형태의 탈모인 남성형 탈모증(대머리)에 대한 효과에 대해서는 연구가 더 진행되야 하지만 현재까지 특별한 부작용은 없었다고 그는 덧붙였다. 이 결과에 대해 뉴욕 레녹스 힐 병원 피부과 전문의 도리스 데이 박사는 원형탈모가 시작된 지 5년이 넘은 환자도 한 달 만에 모발이 상당히 다시 자랐다는 것은 대단한 효과라고 평가했다. 　류머티즘 관절염은 퇴행성 관절염과는 달리 면역세포의 일종인 T세포가 팔목, 손가락, 발가락, 발목, 무릎 등 신체의 관절이 있는 부위를 공격해 발생하는 자가면역질환이고 원형탈모증 역시 면역세포가 모낭 세포를 공격해 발생하는 자가면역질환의 일종이다. 　원형탈모증은 두피에서 주로 발생하지만 눈썹 같은 다른 모발 부위에서도 나타날 수 있다. 　화이자 제약회사 제품인 ‘젤잔즈’(화학성분명: 토파시티닙 시트레이트)는 염증유발 물질인 사이토킨이 사용하는 세포 내 신호전달경로를 억제한다. ‘젤잔즈’는 1년 치 약값이 4만 달러로 꽤 비싸다. 　이 연구결과는 미국 임상연구학회 학술지 ‘JCI Insight’ 최신호(9월 22일 자)에 실렸다. 　　류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

바이러스 단백질 ‘신사이틴’ 제거한 수컷 생쥐 작고 허약 프랑스 연구팀, 태반·면역세포·근육모세포 활성화 확인 가마솥 속에 있는 듯한 더위가 언제 있었냐는 듯 아침저녁 일교차도 크고 하늘도 훨씬 높아졌습니다. 확실히 가을입니다. 수확의 계절, 가을은 뭘 해도 좋은 때인 듯 싶습니다. ‘독서의 계절’이란 말처럼 시집이나 수필집을 집어드는 감성적인 사람도 있고 선선해진 날씨 덕분에 등산이나 배드민턴, 테니스, 근력운동 등을 시작한 이들도 있습니다. 운동하기 좋은 날씨를 맞았으니 오늘은 근육에 대해 이야기해 볼까 합니다. 생물학 분야의 오랜 수수께끼 중 하나가 바로 “포유류의 경우 왜 수컷들의 근육이 암컷보다 더 크고 쉽게 발달할까”라는 것입니다. 아직까지도 성공적인 해답을 찾지는 못한 상태입니다. 그런데 최근 프랑스 남(南)파리대, 파리6대학, 파리12대학, 국립과학연구센터(CNRS) 공동연구진이 ‘신사이틴’이라는 바이러스 단백질과 근육량의 상관관계를 밝혔습니다. 신사이틴이 수컷 생쥐의 근육량을 증가시키는 데 결정적인 영향을 미친다는 겁니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관이 발행하는 분자유전학 분야 국제학술지 ‘플로스 제네틱스’ 최신호에 실렸습니다. 흔히 바이러스라고 하면 감기나 독감, 지카 등 각종 감염병을 유발하는 물질로만 알고 있습니다. 바이러스는 질병을 일으키기도 하지만 아직 규명되지 않은 다양한 방식으로 생명체에 영향을 미친다고 과학자들은 추정하고 있습니다. 사람의 경우 DNA를 구성하는 약 30억개의 염기쌍 중 8% 정도가 바이러스에서 유래됐습니다. 이 중 일부만 면역계와 발육 등에 영향력을 행사하고 있습니다. 그중 ‘신사이틴’이란 바이러스 단백질은 태반을 형성하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있습니다. 연구진은 생쥐를 이용해 유전자에서 신사이틴을 제거한 뒤 어떤 일이 일어나는지를 관찰했습니다. 신사이틴이 제거된 수컷 새끼들은 그렇지 않은 수컷들에 비해 작고 허약했으며 몸무게도 평균 18% 정도 가벼운 것으로 나타났습니다. 재미있는 것은 신사이틴이 암컷의 근육량에는 전혀 영향을 미치지 않았다는 것입니다. 연구진은 후속실험을 통해 신사이틴이 태반의 형성뿐만 아니라 면역세포와 근육모세포를 활성화시키는 데 영향을 준다는 사실을 알아냈습니다. 또 생쥐의 근육모세포가 근육세포로 변하는 과정에서 신사이틴을 차단하면 세포융합이 40% 이상 줄어든다는 것도 확인했습니다. 양과 개, 사람의 세포를 떼내 연구했을 때도 비슷한 결과를 얻었다고 합니다. 이 때문에 연구진은 “이번 연구는 신사이틴 같은 레트로바이러스의 외피 단백질이 태반 이외에도 중요한 역할을 수행한다는 것을 입증했다”고 주장합니다. 모든 과학자들이 이번 연구 결과에 동의하지는 않습니다. 일부에선 “신사이틴 하나만 근육 합성에 중요한 역할을 하는 것이 아니며 신사이틴이 유독 수컷에게서만 근육 성장을 촉진하는 이유도 아직 확실하지 않다”며 “생쥐에게 신사이틴을 물려준 바이러스와 인간에게 신사이틴을 전달한 바이러스는 근본적으로 다른 것으로 알려져 있으니 신사이틴이 인간 근육 발달 과정에서도 중요한 역할을 할 것이라고 단정하기는 어렵다”고 반박합니다. 물론 이 연구는 의미 있습니다. 3000만년 전 포유류의 몸속으로 침투한 바이러스가 남겨 놓은 단백질이 세포 형성에 관여한다니 정말 놀라운 일 아닌가요. 더군다나 바이러스 단백질들이 포유류의 유전자 곳곳에 숨어서 활동하고 있다고 하니 바이러스가 우리 몸속에 남겨 놓은 흔적이 또 무엇인지 새삼 궁금해집니다. edmondy@seoul.co.kr

암 치료는 왜 어려울까. 그동안 암 정복을 위한 많은 이론과 임상결과가 발표됐다. 하지만 암이란 질병은 치료 방법을 찾는 우리와 항상 일정한 거리를 유지해 온 느낌이다. 암 치료법은 사실 매우 간단하다. 암세포를 찾아 없애버리면 된다. 암을 제거하기 위해 수술, 방사선치료, 항암화학요법 등의 ‘무기’가 개발됐다. 하지만 암세포는 의·과학자가 만든 무기에 대응하는 기전을 갖고 방사선과 항암제의 공격에서 살아남아 몸 안 구석구석으로 전이되곤 한다. 이런 암세포를 찾아내 없애버린다면 암은 발생하지도 전이되지도 않을 것이다. 실제 우리 몸속에는 면역 반응을 일으키며 암세포를 찾아내 없애는 일을 담당하는 다양한 종류의 면역세포가 있다. 일반적으로 감기에 걸려 열이 나면 감기가 심해진다고 생각하지만 실제론 우리 몸의 면역세포가 신체 방어체계를 제어하는 당단백질인 ‘사이토카인’을 분비하면서 격렬하게 바이러스에 대항하는 것이다. 그리고 대부분 아무 일 없었다는 듯이 면역세포가 승리해 건강을 되찾는다. 하지만 암세포는 면역세포가 자신을 찾아내지 못하도록 교묘하게 위장해 숨어 있다. 이런 암세포를 없애기 위해 2011년 미국의 한 다국적 제약사는 ‘이필리무맙’이라는 면역항암제를 개발했다. 약의 작용 메커니즘을 설명하자면 이렇다. 몸에는 암세포 제거 임무를 맡은 ‘T림프구’가 존재하는데, 암세포는 살아남기 위해 면역체계를 회피하는 능력을 발달시킨다. 면역항암제는 암세포의 위장술에 의해 제대로 된 기능을 하지 못하고 있던 T림프구가 위장막을 걷어내고 암세포를 찾아내 공격할 수 있도록 돕는다. 면역항암제를 사용해 암세포가 T림프구로부터 숨는 기능을 막는 것이다. 이 면역항암제는 기존 방법과는 다른 치료법이었기 때문에 종양 연구를 하는 대부분의 연구자나 의사의 주목을 끌었다. 항암면역요법이 항암치료에서 수술, 방사선치료, 항암화학요법에 이어 제4의 치료법으로 자리잡는 출발점이 된 것이다. 앞으로는 암세포가 가진 면역회피 기전을 깨는 방법으로 암세포에 전달되는 특정 단백질의 신호를 막는 방법이 개발될 것으로 기대된다. 우리 몸에는 ‘대식세포’라는 또 다른 종류의 면역세포가 암세포를 잡아먹는데, 암세포는 대식세포가 자신을 공격하지 못하도록 ‘CD47’이라는 신호단백질을 세포 표면에 부착한다. 면역항암제 이필리무맙이 암세포가 T림프구 면역세포로부터 위장하지 못하게 하는 방법이라면, 단백질 신호를 차단하는 것은 대식세포가 암세포를 쉽게 잡아먹을 수 있게 만드는 방법이다. 신호단백질 차단 항체가 개발돼 이필리무맙과 함께 사용하면 항암 효과는 더 향상될 것이다. 아울러 항암면역요법을 통해 암을 치료하려는 의학자는 자가면역질환을 막을 수 있는 방법도 찾아야 한다. 자가면역질환이란 체내 정상 세포가 면역세포로부터 공격을 받아 생기는 다양한 질환을 의미한다. 면역 치료는 원래 우리 몸의 일부였던 암세포를 공격하는 것이기 때문에 다른 정상적인 세포까지도 공격받을 수 있다. 암 치료에서 근본적으로 성공하려면 우리 몸에서 면역반응이 제 기능을 다 해야만 한다. 기존의 다른 암 치료법과는 다르게 항암면역요법은 몸의 기능 자체를 증진시켜 부작용 없이 암을 이겨낼 수 있도록 돕는다. 면역 반응의 본질은 적과 나를 구별해 공격하는 것이다. 암 치료가 더 면역반응적이고 적과 나를 구별하는 면역반응이 충분히 억제돼 행복한 사회가 오길 바란다. 특히 제4의 암 치료법으로 주목받는 항암면역요법으로 암 환자와 그 가족에게 완치의 희망이 커지길 바란다.

황인환 포스텍 교수는 2013년 ‘식물에서 의료용 단백질을 생산하는 기술’을 연구했다. 의료용 단백질이 포함된 샐러드를 먹으면서 비만과 당뇨병을 식이 치료하는 방법을 모색하는 이 연구는 그해 삼성미래기술육성사업 지원을 받았다. 2년 뒤 지원은 ‘식물체 잎을 이용한 단백질 약 개발 및 전달 연구’란 후속 의약 연구로 이어졌다. 2014년 ‘인공번개 발전기 및 에너지 소실 없는 전하펌프 개발’ 과제로 지원을 받은 백정민 울산과학기술원(UNIST) 교수는 삼성전자와 공동으로 개량 특허를 출원하며 사업화에 박차를 가하고 있다. 스펀지처럼 많은 구멍이 뚫린 구조에 금속 입자를 집어넣어 정전기를 발생시키는 원리인 나노발전기가 개발되면 기존 방식보다 제작 단가를 낮출 수 있다. 삼성미래기술육성재단과 삼성전자가 설립한 미래기술육성센터가 16일 삼성미래기술육성사업 출범 3주년을 맞이해 이 같은 성과를 전했다. 삼성은 2022년까지 10년 동안 진행될 육성사업을 통해 총 1조 5000억원의 연구비를 지원한다. 현안 해결형 과제는 삼성이 매년 두 차례씩 선정하는 신규 과제 목록에 빠지지 않고 있다. 특히 면역세포 기능을 규명해 안전한 바이러스 치료법을 개발 중인 신의철 카이스트 교수, 응급 환자를 위한 심폐소생 로봇 개발 과제를 수행 중인 서길준 서울대 교수 등의 연구는 삼성의 신수종사업인 바이오 분야와 관련된 사업화 기회를 이뤄 낼지 주목받고 있다. 올해에는 딥러닝 예측력 향상에 관한 이론적 증명을 시도한 김용대 서울대 교수, 세포막을 활용한 줄기세포 분화 유도 플랫폼을 연구하는 한국과학기술연구원(KIST) 김소연 선임연구원 등이 새롭게 합류했다. 삼성은 지난 3년 동안 기초과학 분야 92건, 소재기술 분야 59건, 정보통신기술(ICT) 분야 60건, 미래기술 분야 32건 등 총 243건의 과제를 선정했다. 연구 참여 인력은 교수급 500여명을 비롯해 총 2500여명에 달했다. 실패 확률이 높아도 감행할 만한 모험적인 과제를 우대하고, 보고서 부담 등을 줄여 연구에 집중하는 환경을 조성한 게 육성사업의 특징이다. 치매와 알츠하이머 등 불치병 해결 열쇠로 단백질 거동을 연구하는 함시현 숙명여대 교수는 “육성사업 지원을 받아 마련한 슈퍼컴퓨터를 활용해 그동안 시간·비용 부담으로 엄두를 내지 못하던 과제를 하고 있다”고 말했다. 함 교수는 “논문 게재와 같은 정량적 평가가 없는 대신 연구자의 자존심을 걸고 연구하고 있다”면서 “연구에 집중할 수 있는 조건이 마련됐으니 제가 스스로 만족할 수 있을 만큼 치열한 연구를 해내고 싶다”고 덧붙였다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

　알레르기성 비염이 뇌에 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 　오스트리아 잘츠부르크대학 의과대학 분자재생의학연구소의 바바라 클라인 박사는 알레르기성 비염이 뇌의 기억 중추인 해마에 변화를 가져온다는 연구 결과를 발표했다고 메디컬뉴스투데이가 9일(현지시간) 보도했다. 연구 결과는 ‘첨단 세포신경과학’(Frontiers in Cellular Neuroscience) 최신호에 발표됐다. 　알레르기성 비염은 먼지 진드기, 꽃가루, 동물의 털 같은 알레르기 항원에 과잉 반응을 일으켜 코, 눈, 부비강, 인후 등이 부풀어 오르는 질환이다. 클라인 박사는 꽃가루 알레르기가 있는 쥐와 보통 쥐를 알레르기 항원에 노출시키고 뇌를 비교 분석한 결과 알레르기 쥐들은 해마에서 새로이 만들어지는 뉴런(신경세포)의 수가 다른 쥐들보다 많았다고 밝혔다. 이는 알레르기 반응으로 해마의 신경세포 생성이 증가했음을 보여주는 것이다. 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마는 평생 새로운 신경세포가 만들어지는 곳이다. 해마의 신경세포 생성은 나이를 먹으면서 줄어들며 이는 알츠하이머 치매 같은 기억장애로 이어질 수 있다. 　다만 알레르기 반응으로 인한 신경세포 생성 증가가 장기적인 기억과 학습 기억 향상을 가져올 수 있다는 추론은 추가적인 검증이 필요하다고 클라인 박사는 말했다. 　알레르기 쥐들은 이와 함께 해마에서 뇌의 면역세포인 소교세포(microglia)의 활동이 줄어든 것으로 나타났다. 박테리아에 감염되면 해마에서 소교세포의 활동이 증가한다는 연구결과도 있는 만큼 알레르기 반응으로 소교세포의 활동이 둔화한다는 것은 주목할 만한 발견이라고 클라인 박사는 지적했다. 　하지만 뇌의 청소부인 소교세포의 활동이 둔화된다는 것은, 특히 장기간 지속할 경우, 좋지 않은 결과를 가져올 수 있을 것이라고 클라인 박사는 밝혔다. 소교세포는 뇌와 척수에서 중추신경계의 면역을 맡고 있는 대식세포로 중추신경계의 손상된 신경세포, 이물질, 감염원을 제거한다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

의학자 중에는 ‘쥐 박사’라는 별명을 듣는 이가 많다. 암 치료법 개발과 같은 질병 극복을 위한 연구에는 인간과 공존하는 쥐를 이용하는 방식이 일반적이다. 쥐 박사라는 말은 그만큼 의학 연구에서 많은 쥐를 다룬다는 방증이기도 하다. 최근 들어서는 쥐를 이용한 의학연구가 더욱 활발하게 진행되고 있다. 국내에서 연구에 활용하는 쥐만 1년에 310만 마리가 넘는 것으로 알려져 있다. 인간 게놈프로젝트가 진행되면 인류의 질병을 단번에 해결할 수 있다고 믿는 사람이 많았다. 하지만 인간 DNA 염기서열을 알아낸 지 10년이 더 지났지만 기대한 만큼 생명현상에 대한 이해가 비약적으로 발전하지는 못했다. DNA 염기서열이란 것이 유전자에 대한 일종의 암호에 불과하기 때문이다. 특정 유전자가 생명체 내에서 어떻게 발현되고 조절되는지 그 기능은 무엇인지에 대해 우리가 알아낸 것은 아주 일부분에 불과하다. 암 연구에서 쥐를 이용하는 이유는 면역시스템이 파괴돼 인간 암세포에 거부반응이 없는 ‘면역부전 생쥐’ 모델이 있기 때문이다. 면역부전 생쥐는 털이 없어 흔히 ‘누드 마우스’라고 불린다. 이 쥐는 가슴뼈의 뒤, 심장과 대동맥의 앞에 위치하는 림프기관인 ‘흉선’이 없어서 외부 병원체에 대항하는 백혈구의 일종인 ‘T-림프구’가 없다. 이 쥐는 자연발생적으로 생긴 돌연변이를 우연히 발견하면서 탄생했다. T-림프구 외에 다른 면역세포들은 모두 존재하기 때문에 모든 종류의 인간 유래 암세포를 이식하지는 못하는 단점이 있다. 그래도 지금까지 수많은 의학 연구에서 중추적인 역할을 해 왔다. 최근 유전자 조작에 의해 새로 개발된 쥐가 있다. ‘NSG’라는 이름의 생쥐인데 T-림프구뿐만 아니라 ‘B-림프구’와 정상적 기능을 하는 ‘NK-세포’가 없는 독특한 신체구조를 갖고 있다. 그래서 인간 유래 암세포뿐만 아니라, 암수술 중 절제한 암세포 조직의 일부를 이 쥐에 이식하면 대부분 종양으로 자란다. 의학자들이 이런 특별한 쥐를 만드는 이유는 특정 환자의 종양세포에 대한 개별 특성을 연구할 수 있기 때문이다. 치료 효과가 좋을 것으로 예상되는 항암제를 선별해 환자별 맞춤형 치료에 이용하기도 한다. 이런 종양을 가진 쥐는 환자 치료를 대신할 수 있기에 ‘아바타 쥐’라고 부른다. 개인적으로 가장 아쉬운 부분은 NSG 쥐는 수입에 의존할 수밖에 없다는 점이다. 미국 잭슨랩에서 구입할 경우 한 마리당 30만원 정도 하기 때문에 비용이 만만치 않다. 국내 바이오산업의 발전과 글로벌 경쟁력 확보를 위해 실험동물 모델의 국산화가 매우 중요한 과제가 된 것이다. 앞으로는 ‘인간화 쥐’가 등장해 또 다른 대세를 이루게 될 것이다. 인간화 쥐는 인간의 조직을 이식해 인간과 유사한 환경을 만들어 주는 것을 의미한다. 예를 들어 쥐의 혈관 속에 인간의 혈액이 흐르게 하거나, 쥐의 간에서 간세포를 제거하고 그 빈자리에 인간의 간세포가 자라게 하는 기술이다. 실제로 최근 이런 방식에 성공한 연구 결과가 속속 발표되고 있다. 인간의 간세포 독성을 연구하거나, 개발된 신약의 부작용을 연구하는 데 실제 인간을 대상으로 임상시험을 하지 않거나 임상시험 대상을 크게 줄일 수 있는 획기적인 기술이라고 할 수 있다. 의학연구에 필요한 쥐를 예전보다 쉽게 만들 수 있게 된 데는 ‘유전자 가위’ 기술이 큰 영향을 미쳤다. 인간이 유전자 염기서열을 직접 바꾸는 ‘유전자 편집’ 기술이 크게 발전하면서 이런 일들이 가능해진 것이다. 연구실에서 쥐를 보면 한편으로는 마음이 아프기도 하고 ‘인간이 이런 기술을 생명체에 적용해도 되나’라는 의문이 들기도 한다. 하지만 진료실에서 새로운 치료법 개발에 실낱같은 희망을 걸고 있는 암환자들을 만나게 되면 쥐의 희생은 더없이 값진 것이라는 생각을 굳히게 된다.

‘면역세포+항암제’ 암 추적·치료 20㎛ 크기… 거부 반응 없어 국내 연구진이 면역세포를 이용해 암을 추적하고 치료까지 할 수 있는 의료용 마이크로 로봇을 세계 최초로 개발했다. 전남대 기계공학부 박석호 교수팀은 면역세포의 일종인 대식세포에 항암제를 탑재한 20㎛(마이크로미터, 1㎛=100만분의1m) 크기의 마이크로 로봇을 개발하는 데 성공해 기초 및 응용과학 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 일반적으로 항암치료제에 쓰이는 약물전달체는 크기가 너무 크면 백혈구나 면역세포에 잡아먹히고 너무 작으면 암 조직에 영향을 미치지 못한 채 몸 밖으로 쉽게 빠져나와 버린다. 주로 주사 형태로 주입돼 혈관을 따라 움직이기 때문에 암 조직 핵심에 효과적으로 다다르지 못하고 도리어 정상조직만 파괴할 우려도 크다. 외부에서 자기장을 이용해 암 중심부까지 이동시킨 뒤 암 중심부에서 항암제가 1차적으로 암세포를 파괴한다. 암세포의 나머지 부분을 대식세포가 잡아먹어 제거하는 원리다. 암세포 덩어리를 이용한 실험에 성공한 연구진은 추가로 동물실험과 사람을 대상으로 한 임상시험을 통과하게 되면 상용화가 가능할 것으로 전망했다. 연구진은 혈관을 통한 이동이 쉽고, 자기장 영향을 잘 받는 위치인 간암 치료에 특히 유용할 것으로 내다봤다. 박 교수는 “이번에 개발한 세포를 이용한 마이크로 로봇은 몸속에 들어가서도 거부반응이 없고 외부에서 자기장을 이용해 움직이기 때문에 적절한 항암치료법으로 자리잡게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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한국인의 솔푸드 ‘된장’을 먹으면 면역력이 높아진다는 속설이 과학적으로 입증됐다. CJ제일제당은 식품연구소 발효연구센터 신혜원 책임 연구원을 포함한 연구원 4명의 동물시험을 통해 된장의 면역력 향상 기능성을 입증한 연구 논문이 수의학 및 실험동물학 분야 국제 전문학술지인 ‘저널 오브 베트러너리 사이언스’에 등재됐다고 25일 밝혔다. 그동안 된장의 효과에 대한 연구는 관련 업계나 단체에서 꾸준히 진행돼 왔다. 그러나 주로 특정 효능에 국한되거나 된장 자체보다는 된장 내 균주 등을 연구한 경우가 대부분이었다. 이번 CJ제일제당의 연구는 된장 제품 자체의 전반적인 면역기능 향상에 대한 효능을 입증한 것이다. 연구는 시판 중인 CJ제일제당 된장 제품을 섭취하기 쉬운 건조분말 형태로 만들어 동물(쥐)에 투여하는 방식으로 이뤄졌다. 그 결과 된장을 투여한 실험군이 대조군에 비해 체액 면역, 세포 면역, 병원성 바이러스에 대한 방어능력 등 면역과 관련된 지표가 골고루 증가한 것으로 나타났다. 특히 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 공격해 없애는 일종의 면역세포인 NK세포는 된장을 투여한 실험군이 대조군에 비해 더 활성화됐다. 김진아 기자 jin@seoul.co.kr

암은 사멸돼야 할 세포들이 신체의 세포 조절 기능 이상으로 비정상적으로 과다 증식하면서 발생하는 질환이다. 여러 원인이 있지만 환자 본인의 면역력이 떨어진 것도 주요한 요인으로 전문가들은 보고 있다. 노르웨이 오슬로의대 임상의학연구소, 네덜란드 암연구소, 덴마크 코펜하겐대 항암연구센터 공동 연구진은 암 환자에게 건강한 사람의 면역세포를 이식해 암을 치료하고 전이를 막는 새로운 개념의 면역치료법을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 20일자에 발표했다. 암 면역요법은 신체의 면역력을 높여 항체를 스스로 만들어 내 암세포와 싸울 수 있도록 하는 치료법으로 외과 수술, 화학적 항암제 투여, 방사선요법에 이은 ‘제4의 암 치료법’으로 주목받고 있다. 특히 탈모, 구토 같은 부작용도 거의 나타나지 않아 의료계에서 주목하고 있는 치료법이다. 요한나 올베우스 오슬로의대 교수는 “이번 연구는 혈액을 수혈하듯이 질병과 싸워 이길 수 있는 면역 시스템도 다른 사람에게서 공여받을 수 있다는 것을 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생화학분자생물학회와 마크로젠은 19일 이경미(52) 고려대 의과대학 교수를 ‘제12회 마크로젠 여성과학자상’ 수상자로 선정했다. 이 교수는 자체 기술로 개발한 면역세포 치료제를 바이오벤처 엔케이맥스에 이전하고 관련 연구를 국제 학술지에 발표하는 등 국내 세포치료 기술 수준을 높인 점을 인정받았다.

IBM연구센터 등 국제공동연구진 기술융합의 진수 보여 주는 ‘성과’반갑네. 나는 독일의 세균학자 파울 오토 막스 프로슈(1860~1928)일세. 1897년 베를린 전염병연구소에서 근무하던 나는 선배인 프리드리히 아우구스트 요하네스 뢰퍼(1852~1915) 박사와 함께 바이러스의 존재를 처음으로 발견했다네. 베를린 전염병연구소는 결핵균과 콜레라균을 발견한 미생물학자 로베르트 코흐(1843~1910) 박사가 세운 감염병 전문연구기관이었어. 1921년 로베르트 코흐 연구소로 이름을 바꿨는데, 지금도 독일 연방보건부의 핵심연구센터 역할을 하고 있지. 당시 뢰퍼 선배와 나의 관심사는 소나 돼지, 염소 같은 동물들의 입과 발굽에 수포가 생겨 앓다가 죽는 구제역의 원인이 무엇인가를 밝히는 데 있었어. 이전에도 많은 학자들이 구제역의 원인에 대해 주목하고 있었지만 정확하게 밝혀내지는 못했지. 그러던 중 우리는 구제역 병원체가 세균 여과기를 통과하는 것을 보고 바이러스의 존재를 처음으로 알게 됐어. 물론 실제 바이러스의 모습은 전자현미경 기술이 등장한 다음에서야 볼 수 있었지만 말이야. 라틴어로 ‘독’이란 뜻의 바이러스는 다른 생물체의 세포에 들어가 기생하며 자기 증식을 하는 것이 특징이야. 흔히 ‘감염’이라고 하는 현상은 바이러스가 증식하는 과정을 말하는 거야. 바이러스는 하나의 뿌리를 갖고 있더라도 생존 환경에 따라 자기를 변형시키기 때문에 치료제나 예방백신을 만들기가 쉽지 않아. 감기 백신을 만들 수 없는 것은 이런 이유 때문이지. 그런데 화학과 생물학 분야 국제학술지 ‘매크로 몰레큘스’ 15일자에 아주 재미있는 논문이 실렸더군. 싱가포르국립대 의대, 미국 일리노이대 미생물 및 면역학 교실, 일본 도쿄 치의대, 요코하마시립대 의대 연구진이 IBM 알마덴연구센터 연구자들과 함께 성질이 다른 여러 바이러스를 하나의 단일한 바이러스로 바꿔 주는 고분자 물질을 개발했다는 거야. 연구진은 뎅기열과 치쿤구니야, 인플루엔자, 에볼라 등 7가지 종류의 바이러스를 동물에게 감염시킨 뒤 이번에 개발한 고분자 물질을 주사하는 실험을 했는데 그 결과 바이러스 숫자가 현저하게 줄었을 뿐만 아니라 바이러스가 면역세포를 감염시키는 것까지 막는다는 걸 확인했다는군. 연구진이 만능 항바이러스제를 개발한 방식은 기존의 바이러스 치료제 개발법과는 좀 다르더군. 보통 항바이러스제를 개발할 때는 유전물질인 RNA와 DNA를 타깃으로 하는데 이번에는 아예 그것들에 관심도 갖지 않았지. RNA와 DNA는 수시로 변이가 일어나기 때문에 바이러스를 효과적으로 치료하기 어렵다고 생각했던 거야. 대신 바이러스의 당단백질을 타깃으로 했더라고. 모든 종류의 바이러스 바깥쪽에 위치한 당단백질은 바이러스가 몸속에 들어와 감염시킬 때 핵심적인 역할을 하지. 아주 영리한 전략이었어. 연구진은 여러 가지 바이러스에서 뽑은 항원으로 구성된 거대분자를 만든 거야. 이 거대분자는 전기장을 띠고 있어서 몸속에 들어가면 바이러스의 당단백질에 접근해 달라붙게 돼. 거대분자에 붙은 바이러스는 세포 속으로 들어가지 못하고 자기복제도 못하니 감염을 일으킬 수가 없게 되는 거야. 놀라운 것은 이번 연구를 주도한 것이 일반인들에게는 정보기술(IT) 기업으로 알려진 IBM이었다는 거야. 요즘 IT, 생명공학(BT), 나노공학(NT) 등 기술융합을 이야기하는 사람들은 많은데 실질적 효과는 별로 나타나지 않아 정책당국이나 관련 기업들이 골머리를 앓고 있는 것 같던데, 이번 성과야말로 기술융합이 무엇인가를 보여 주는 대표적인 사례가 아닌가 싶어. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

박셀R은 동경대학교 의과학 연구소에서 연구 개발된 세포 배양법으로 오사카 의과대학교에서 연구 개발된 WT1펩티드에서 유래한 암 항원 등을 이용한 세렌클리닉 그룹의 고유한 암 면역 치료 기술이다. 동경대학교 의과학연구소에서는 악성 흑색 육종(멜라노머)및 갑상선 암을 대상으로 환자 자신의 암 조직을 이용한 수지상 세포 백신치료에 대해 연구개발을 하고 있다. 또한 오사카 의과대학의 연구 개발에서는 WT1펩티드를 기반으로 한 기초 데이터 및 임상 성적이 나오고 있다. 구미 논문 및 학회 등에서 잇따라 발표되고 있는 연구개발 성과를 바탕으로 세렌클리닉그룹은 현재 동경대학교 의과학 연구소, 게이오 의과대학, 신슈 의과대학, 나가사키 의과대학, 에히메 의과대학, 도쿄 자혜회 의과대학, 키타자토 연구소 등과 함께 박셀에 대한 연구 개발을 진행하고 있다. 또한 지난 2013년 4월 규슈 의과대학과 공동 연구 계약을 체결하고 박셀을 의약품(재생 의료 등 제품)화하기 위한 개발을 시작했다. 이와 더불어 31개의 일본대학병원에 박셀R(수지상세포백신)기술을 공급하는 테라 주식회사, 배양용 배지를 수탁 가공해 공급하는 ㈜코진바이오 등과 각각 업무 제휴를 맺고 박셀R(수지상세포백신)의 공급을 확대하는 협업을 시작했다. 오사카 의과대학 스기야마 교수가 개발해 세렌클리닉그룹이 사용하고 있는 WT1(암 항원)은 면역세포의 유형이라는 HLA검사를 해 환자에 맞는 부분을 선택적으로 사용, 그 효율을 높이는 것이 일반적인 치료의 방법이다. 하지만 세렌병원그룹에서는 HLA-A Type뿐만 아니라 DQ, DR, DB-Type까지 검사를 해 신생물질에 반응하는 WT1-ClassⅡ를 사용하고 환자의 암 종에 맞는 인공 암 항원도 함께 사용해 수지상세포백신을 제작, 암치료를 하고 있다. 이에 대해 ㈜세렌코리아 관계자는 “국내의 암 환자에게도 수지상세포 백신 박셀R을 제공할 수 있게 돼 보람을 느낀다”고 말했다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

췌장암이나 담도암, 식도암 등은 초기 발견이 어려운 대표적인 암종으로, 수술, 항암제, 방사선치료 같은 표준치료에도 한계가 있다. 지난 1월 일본 국립암센터가 밝힌 암 환자의 10년 생존율에 관한 통계를 보면, 1기에 암이 발견된 경우에는 생존율이 전체의 86%, 2기는 69.6%, 3기는 39.2%, 4기는 12.2%인 것으로 나타났다. 초기 발견이 암치료에 있어서 얼마나 중요한지를 알려주는 대목이다. 그 만큼 초기 대응이 쉽지 않은 암종을 앓고 있는 환자는 낙담할 수밖에 없다. 하지만 면역세포치료를 적용하면 얘기는 달라진다. 일본의 아베종양내과가 개발한 ‘다가 수지상세포백신(ABeVax)'이 대표적인데, 이 암 치료제는 전이·재발암 환자에게 다가 수지상세포 암백신치료와 NK면역세포 치료를 적용하여 74.4%라는 치료효과를 거뒀다. 또한 지난 2014년 일본 특허에 이어 이달 5일 미국특허를 획득하기도 했다. 특허내용은 단구증식제와 단구증식용배지, 단구제조방법, 수지상세포 제조방법, 수지상세포 백신치료제 제조법이다. 이로써 정맥혈에 1% 미만 있는 수지상세포를 추출하기 위해 장시간의 성분채혈과정을 거치지 않고도 백신 치료를 할 수 있게 됐다. 아베종양내과와 공동연구에 참여 중인 국내기업 (주)선진바이오텍 양동근 대표에 따르면, 다가 수지상세포암백신은 백혈구의 일종인 단구를 대량으로 증식, 배양시킨 후 수지상세포로 분화 후 성숙시켜 백신을 제조한다. 양동근 대표는 “암세포는 다양할 뿐 아니라 회피능력도 뛰어나다”면서 “이런 이유로 개인별로 유전자검사와 항원검사를 진행한 후 최신 암항원을 평균 5종류 추가 사용하여 치료하고 있으며, HSP(HEAT SHOK PROTEIN)를 추가하여 암 치료율을 높였다”고 전했다. HSP는 상처입은 세포를 회복시키는 단백질로, NK세포를 활성화시키고 암세포와 결합하여 자기 스스로가 암세포인 것을 나타내어 아무리 작은 세포라도 NK세포가 발견하여 공격할 수 있게 돕는다. 양동근 대표는 “면역세포에는 선천적 시스템으로 체내에 들어온 이물질이나 이상세포를 무차별적으로 공격하는 내츄럴킬러세포(NK세포)와 후천적 면역시스템으로 공격 목표를 제시받으면 그대로 움직이는 킬러T세포가 있다”며 “아베종양내과에서는 이러한 면역세포를 적극적으로 활용하여 전신에 있는 암세포를 제거하는데 활용한다”고 설명했다. 한편, 아베종양내과는 다가 수지상세포 암백신에 대한 추가 결과를 오는 10월 29일 열리는 제22회 ‘국제개별화의료학회’에서 발표한다는 계획이다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

만물이 소생하는 봄이라고 해서 모든 사람이 한결같이 반기는 것만은 아니다. 꽃가루 알레르기가 심한 사람들은 봄맞이가 힘들 수밖에 없다. 우리나라 알레르기 비염 환자 10명 중 3명이 꽃가루에 민감하게 반응한다는 연구 결과도 있다. 국내 연구진이 청국장 성분이 봄철 꽃가루는 물론 아토피 피부염, 천식 등 알레르기 반응을 막는 데 도움이 된다는 반가운 연구 결과를 발표했다. 세종대 바이오융합공학과 홍석만 교수팀은 청국장에 포함된 ‘폴리감마글루탐산’이라는 물질이 꽃가루나 아토피 피부염 등으로 인한 알레르기 반응을 막아 준다는 사실을 발견하고, 미국 공공과학도서관이 발행하는 자연과학분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 최신호에 발표했다. 콩이나 볏짚에 붙어 있는 ‘바실러스 서브틸리스’(고초균)가 작용해 발효시키는 청국장은 담근 뒤 여섯 달 이상 걸려야 먹을 수 있는 된장과는 달리 2~3일이면 만들 수 있다는 장점까지 가진 전통 발효식품이다. 폴리감마글루탐산은 청국장이나 일본식 된장인 낫토를 만드는 과정에서 생기는 끈끈한 점액성 물질이다. 그동안 폴리감마글루탐산이 면역반응을 증가시켜 아토피 피부염, 천식 같은 알레르기 질환뿐만 아니라 항암효과가 있다는 것은 알려져 있지만 구체적인 메커니즘이 밝혀진 것은 처음이다. 연구팀은 청국장에서 추출한 폴리감마글루탐산을 생쥐에게 주사하자 16시간 후 알레르기를 일으키는 ‘호염구’의 숫자가 절반 이하로 줄어든 것을 확인했다. 호염구는 체내 면역세포의 일종이지만 꽃가루 등 외부 자극으로 인한 오작동으로 자가면역반응을 일으켜 가려움증이나 재채기 등 알레르기를 유발시키는 것으로 알려져 있다. 그런데 폴리감마글루탐산이 면역조절세포의 일종인 ‘자연살해 T세포’를 활성화시켜 호염구를 죽여 알레르기 반응이 일어나지 못하도록 막는다는 것이다. 홍 교수는 “청국장 속 폴리감마글루탐산의 항알레르기 조절 반응을 활용한다면 졸음이나 위장장애 등 기존 치료제가 갖고 있는 단점 없이 다양한 알레르기 질환을 예방하고 억제할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

65세 남성은 1997년 위암 및 폐기종 진단과 함께 절제수술을 받았다. 2010년 내시경 결과 원발성 선암으로 문합부 부위에 함몰형 병변으로 밝혀져, 수술이 고려됐지만 폐쇄성 호흡문제로 인해 수술이 거부됐고 항암제치료도 부작용 때문에 중단됐다. 그는 HLA유전자 검사결과 WT1과 MUC1 대해 양성을 나타냈다. WT1과 MUC1 펩티드를 펄스한 수지상세포 백신, 박셀R을 주사로 투여했다. 2010년 11월부터 2011년 4월까지 7차례 수지상세포 백신, 박셀R을 투여하고, 한 달 후 내시경 검사결과, 병변의 흔적이 없어졌고 조직검사 결과는 정상이었다. 그뒤에도 약 4년간 추적관리를 했지만 치료효과는 지속됐다. 최근 암 전문잡지에 임상발표를 해 주목을 받았던 동경 세렌클리닉 종양내과 모리타 유지 원장이 수지상세포 백신 박셀R로 수술이 불가한 위암환자에 대해 치료했던 임상사례다. 모리타 유지 원장은 세렌클리닉 그룹에서 시행하는 수지상세포 백신은 위암의 경우, 임상사례가 900건에 달한다며 세포치료에 대한 장점을 언급했다. 현대의학치료는 중요하지만 그 한계성도 지적되고 있는 바, 가능하면 병행치료로 암 치료의 효과를 높여가는 것이 중요하다고 밝혔다. 이렇듯 최근 암치료 전문병원으로 국내에 소개된 세렌클리닉 그룹의 수지상세포 백신치료 박셀R이 암환자들에게 새로운 희망의 선택지로 제시되고 있다. 세렌클리닉 그룹은 일본에서 암치료를 위해 면역세포치료를 중심으로 끊임 없이 임상 및 연구개발에 몰두하고 있는 암 전문병원 그룹으로 잘 알려져 있으며, 특히 수지상세포 백신요법은 지난달 기준 임상사례 1만200건에 달하는 선두 기업이다. 모리타 유지 원장은 "면역세포치료는 의료이기에 전문의의 지속적인 관리와 상담을 통해서 환자 개인에 맞춘 치료가 중요하다"면서 "과대 포장된 자가 통계방식의 결과보다는 논문 등 의료에 근거한 객관적인 자료의 여부도 확인하는 것이 중요하다"고 당부했다. 국내에서는 세렌클리닉 그룹과 Agency(에이전시)제휴계약을 맺고 있는 ㈜세렌코리아를 통해 관련 치료를 받을 수 있다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

특정 세포가 서로 신호를 주고받을 때 쓰는 전기신호와 산성도(pH) 변화를 동시에 파악할 수 있는 센서가 나왔다. 파킨슨병 등 뇌질환의 원인 규명에 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 한국과학기술연구원(KIST)은 6일 "브래들리 베이커 책임연구원팀이 세포막에서 수소 이온을 통과시키는 '통로' 역할을 하는 단백질에 형광빛을 내는 단백질을 달아 신경세포의 전기 신호와 산성도가 변할 때마다 빛 신호를 내는 단백질 센서를 개발했다"고 밝혔다. 이번 센서는 단백질로 만들어져 유전자를 변형하면 세포에 생겨난다. 연구팀은 실제 사람 세포에 이 센서를 만들어 본 결과 전기 신호와 함께 산성도의 변화도 효과적으로 잡아내는 것을 확인했다.KIST는 센서에서 얻은 신호의 결과가 마치 파도가 치는 형상처럼 보여 센서의 이름을 '파도'(Pado)로 정했다고 설명했다. 또 세포 하나뿐 아니라 이 세포와 연결된 주위 세포의 신호까지도 모두 포착했다. 이는 신경세포와 심장세포, 신장세포 등 전기신호와 산성도 변화로 신호를 주고받는 세포에 모두 적용할 수 있다는 의미다. 사람의 뇌와 심장, 면역계 등이 정상적인 기능을 하기 위해서는 전기 신호뿐 아니라 산성도도 적절하게 유지돼야 한다. 특히 뇌 속 산성도의 변화는 암이나 신경질환 등의 질병과 연관성이 높다고 알려진 만큼 정상인 경우와 병에 걸렸을 때 산성도 변화를 각각 알아보는 것은 생명현상을 더 잘 이해할 수 있다는 의미가 있다. 베이커 책임연구원은 2011년 미래창조과학부의 '세계적 수준의 연구센터'(WCI) 사업으로 KIST에 유치한 과학자다. 2009년 세미나 참석차 KIST를 방문했다가 열정적인 한국의 연구 분위기에 매료됐다. 그는 지난해 신경세포의 전기 신호를 포착해 빛 신호로 보여주는 센서 '봉우리'를 개발했다.이번 연구에서는 전기 신호뿐 아니라 산성도 변화까지 한 번에 찾아내도록 센서를 업그레이드한 것이다. 그는 "신경세포부터 면역세포에 이르기까지 건강 상태와 질병 상태에서 산성도가 어떻게 변하는지 파악할 수 있게 됐다"면서 "앞으로 파킨슨병같이 신경세포 이상으로 발생하는 뇌 질환의 근본적인 원인을 규명하는데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 온라인 학술지 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Reports) 4일자에 실렸다. 나우뉴스부 nownews@seoul.co.kr

노령자들이 무서워하는 질병 중 하나가 치매다. 치매를 일으키는 원인은 다양하지만 그중에서도 알츠하이머는 전체 치매 원인의 50%를 차지하는 흔한 퇴행성 뇌 질환이다. 그동안 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질 덩어리가 뇌에 축적돼 발생하는 것으로 알려져 왔지만 실제로는 ‘면역계의 오작동’이 원인일 수 있다는 주장이 제기됐다. 미국 하버드의대 보스턴아동병원 베스 스티븐스 교수와 샌프란시스코 캘리포니아대(UC샌프란시스코), 스탠퍼드대, 스탠리 정신의학연구소 공동연구팀은 “면역세포의 과잉 반응에 따른 신경세포의 급격한 감소가 알츠하이머 치매의 직접적인 원인”이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 이번 연구에는 보스턴아동병원 소속 한국인 연구자 홍소연 박사가 제1저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 알츠하이머 치료 후보 물질이 많이 나왔음에도 불구하고 99% 이상이 사람을 대상으로 한 임상시험에서 실패했다는 점에 주목하고, 알츠하이머 치매의 실제 원인이 베타아밀로이드의 축적이 아닌 다른 것일 수 있다는 점에 연구의 초점을 맞췄다. 연구진은 새로운 신경세포(시냅스)가 만들어질 수 있도록 망가진 신경세포를 제거하는 ‘C1q 단백질’과 뇌에 쌓인 노폐물을 먹어 치우는 ‘미세아교세포’가 치매 초기에 갑자기 늘어난다는 사실을 생쥐 실험을 통해 확인했다. 두 물질이 비정상적으로 늘어나면서 정상적인 신경세포까지 제거해 치매 증상이 나타난다는 설명이다. 스티븐스 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매로 인한 인지능력 쇠퇴의 주요 원인이 기억에 관여하는 시냅스의 상실이라는 것을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “알츠하이머 치매의 초기 단계에서 무슨 일이 일어나는지에 대한 의학계의 오랜 궁금증을 풀어 주는 시작점이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr