적당한 스트레스는 삶에 활력소를 주지만 많은 현대인은 다양한 형태의 스트레스가 한계치를 넘게 받는 경우가 적지 않다. 극심한 스트레스는 탈모, 소화불량, 두통, 불면증 같은 다양한 신체적 이상 증상을 일으킨다. 스트레스가 심하다고 호소하는 사람들은 밤잠을 제대로 못 이룬다고 경우가 많다. 이렇게 스트레스로 불면증이 심할 경우 밝은 빛을 많이 쬐는 것이 도움이 된다는 연구 결과가 나왔다. 중국 광저우 지난대, 지난대 의대 정신의학과, 광저우 여성·아동병원 마취과, 광둥-홍콩-마카오 연합 뇌과학 연구센터 등의 의과학자들이 참여한 공동 연구팀은 만성 스트레스로 인해 불면증이 생길 경우 밝은 빛을 이용해 치료하면 효과가 있으며 수면-빛 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 8일자에 실렸다. 수면 장애가 있는 사람들에게 빛 치료는 수면의 질과 양을 개선하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 정확히 어떻게 작동하는지 스트레스로 인해 발생한 수면 장애에도 효과가 있는지 명확히 규명되지 않았다. 연구팀은 만성 스트레스를 유발해 수면 패턴이 불규칙하고 잠을 제대로 못 자는 생쥐를 대상으로 화학유전학 및 광유전학 실험을 했다. 실험 결과 뇌의 외측고삐핵(Lateral habenula)이라는 부위가 스트레스와 수면에 밀접한 영향이 있음을 확인했다. 외측고삐핵은 눈에서 빛 신호를 받고 수면을 조절하는 뇌의 다른 부분에 영향을 미친다는 설명이다. 기존에 알려진 것과 마찬가지로 만성 스트레스를 받는 생쥐는 일반 생쥐보다 비렘(REM) 수면이 더 많았고 빛 치료를 하면 비렘수면이 줄어드는 것으로 확인됐다. 외측고삐핵에 존재하는 신경세포는 전내측피개핵(RMTg)와 연결돼 있는데 스트레스는 이 연결망을 과도하게 활성화해 불면증을 유발한다. 외부에서 빛 자극을 주면 외측고삐핵-RMTg 활성화가 억제되면서 수면의 질이 개선된다고 연구팀은 설명했다. 그렇기 때문에 스트레스로 인한 불면증이 있는 경우는 낮 동안 밝은 빛을 많이 쬐어주는 것이 좋다고 연구팀은 조언했다. 연구를 이끈 카오란 렌 지난대 의대 교수(신경생물학)는 “이번 연구 결과를 바탕으로 외측고삐핵-RMTg 활성화를 억제하는 약물을 개발해 빛 치료와 병행한다면 수면 장애를 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 본다”라고 말했다.

인간과 돼지의 세포를 조합해 사람에게 이식할 수 있는 신장을 만드는 첫 단계에 성공했다. 중국과 영국 과학자들은 인간과 돼지의 세포를 조합한 키메라 배아를 만들어 돼지 대리모에게 이식해 신장으로 키우는 데 성공했다. 돼지에게 이식한 지 28일 후 ‘인간화된 신장’(humanized kidney)은 사람의 신장과 비슷한 정상 구조와 세뇨관 형성한 것이 관찰됐다. 혈액이나 골격근 같은 조직을 만들기 위해 이번과 비슷한 방법으로 돼지를 이용한 적은 있었지만 이식해 단단한 인간화된 기관으로 성장시킨 것은 이번이 처음이다. 이번 연구에는 중국 광저우 의과학 및 보건 연구소, 중국 과학원 대학(UCAS), 하이난성 동물실험센터, 우이대 의과학 거대 동물 실험실, 지린대 수의대, 중국 과학원 줄기세포 및 재생 연구소, 영국 케임브리지대 임상의학부 소속 연구자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 스템 셀’ 8일자에 발표됐다. 유전자 가위, 줄기세포 기술 활용이종 세포 결합한 ‘키메라’ 제작 돼지는 사람과 장기 크기가 가장 비슷한 동물이다. 이 때문에 과학자들은 사람에게 장기 이식이 가능한 동물 후보로 돼지를 최우선으로 꼽았다. 문제는 종이 달라 면역 거부 반응을 일으킨다는 것이다. 유전자 가위를 이용해 면역 거부 반응을 없애는 방법이 연구되고 뇌사 환자에게 돼지 신장을 이식하는 실험이 시행되기도 했다. 지난해 1월 미국에서는 유전자 편집된 돼지 심장을 사람에게 이식하는 수술이 세계 최초로 시행됐지만 두 달 만에 사망하기도 했다. 연구팀이 신장에 주목한 것은 이식 수술 중 가장 많이 시행되는 장기이기 때문이기도 하다. 그동안 인공 장기 개발은 쥐의 장기는 쥐를, 돼지의 장기는 돼지를 이용하는 방식으로 진행됐다. 그렇지만 돼지나 생쥐에게서 인간 장기를 성장시키는 실험은 대부분 실패했다. 이에 연구팀은 돼지에게서 인간화 신장을 성장시키기 위해서는 3단계 연구가 수행됐다. 우선 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 돼지 배아를 유전자 조작했다. 신장 발달에 필요한 두 개의 유전자가 제거해 돼지 배아 내에서 인간 세포가 성장할 때 거부반응을 일으키지 않도록 했다. 또 연구팀은 어떤 세포로도 발전할 가능성이 있는 다능성 줄기세포를 만들어 세포 성장 과정에서 사멸될 가능성을 줄인 뒤 특수 배지에서 배양해 인간 배아 세포와 유사한 세포를 제작했다. 마지막으로 이 배아를 대리모 돼지에게 이식하기 전에 거부 반응을 억제하도록 조작한 키메라를 형성했다. 연구팀은 이렇게 돼지와 인간 세포를 결합한 키메라 배아 1820개를 13마리의 돼지모에게 이식했다. 연구팀은 이식 25~28일 후 5개의 키메라 배아를 무작위로 추출해 인간화 신장을 성공적으로 생산했는지를 평가했다.분석 결과 25~28일 동안 성장한 키메라 배아는 구조적으로 인간 신장과 비슷한 정상적 형태를 갖고 있었으며 50~60%가 인간 세포로 구성돼 있다는 것을 확인했다. 또 신장과 방광을 연결하는 세뇨관과 관련 세포로 발달할 수 있는 싹이 형성된 것도 발견됐다. 연구팀에 따르면 인간화 신장은 인간 세포가 대부분이었고 배아의 나머지 부분은 돼지 세포로 이뤄져 돼지 체내에서도 거부 반응이 나타나지 않았다. 착상 25일 후 인간화 신장 형성 확인인간화 신장 생산 첫 단계 성공 평가 연구팀은 이번 연구가 인간화 신장 생산의 첫 단계에 성공한 것으로 이식이 가능한 수준의 크기로 성장시키기 위한 연구에 돌입할 예정이다. 또 신장 이외에 심장과 췌장 등 다른 인간 장기 생성을 위한 연구도 진행할 계획이다.연구를 이끈 미구엘 에스테반 UCAS 교수(줄기세포 생물학)는 “이번 연구의 궁극적 목적은 인간 장기의 생산이지만 인간 조직 발달에 관한 연구에도 도움을 줄 것으로 본다”라면서 “장기는 하나의 세포 계통으로 구성되지 않고 사람에게 이식했을 때 나타날 수 있는 문제들을 완벽하게 제어하기 위해서는 더 복잡한 방법이 필요할 것”이라고 말했다.

세계보건기구(WHO)는 ‘비만’을 사회적 질병으로 규정하고 있다. 미국을 비롯한 서구 사회에서는 비만으로 인한 사회적 비용 증가가 심각한 수준이다. 이런 상황에서 국내 연구진이 전 세계 10억 명에 달하는 비만 환자에게 단비 같은 연구 결과를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단은 뇌 속 별 모양의 비신경세포인 별세포에서 지방 대사 조절 원리를 발견하고 이를 활용해 개발한 신약 물질이 식사량 조절 없이 체중 감량이 가능하다는 것을 확인했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 9월 1일자에 실렸다. 배고픔과 체내 에너지 균형은 뇌 측시상하부에서 관장한다. 시상하부 신경세포들이 지방 조직과 연결돼 지방 대사에 관여한다고 알려졌지만 정확한 지방 대사 조절 기전은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 측시상하부에서 억제성 신경물질 가바(GABA)의 수용체를 특이적으로 발현하는 신경세포 군집인 가브라5(GABRA5)를 발견했다. 실제로 비만한 생쥐에게서 가브라5 신경세포의 주기적 발화가 현저하게 줄어든다는 것을 확인했다. 이에 생쥐에게 가브라5 신경 세포의 활성을 억제하면 지방 조직의 에너지 사용이 줄어들면서 지방이 축적돼 체중이 늘었다. 연구팀은 측시상하부의 별세포가 가브라5 신경세포의 활성을 조절하는 핵심이라는 점을 새로 발견했다. 별세포 수와 크기가 증가한 반응성 별세포는 가바를 다량 생성해 가브라5 신경세포를 억제해 비만을 유발한다는 것을 발견했다. 결국 반응성 별세포 발현을 억제하면 가바 분비가 줄고 가브라5 신경세포가 활성화돼 지방 조직의 열 발생을 촉진하는 것도 확인했다. 반응성 별세포 조절만으로도 식사량 조절 없이 체중 감소가 가능하다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 이 원리를 바탕으로 개발한 신약 후보 물질인 ‘KDS2010’을 비만 생쥐에게 투여하는 실험을 한 결과 식사량 조절 없이도 지방 축적을 억제하고 체중을 감소시킨다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 이창준 IBS 단장은 “기존 비만 치료제는 식욕 조절 관련 신경세포에 집중했지만 이번 연구는 비신경세포인 별세포에 주목했다는 점에서 차이를 보인다”라면서 “이번에 개발한 약물이 식욕 억제 없이 효과적으로 비만을 치료할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 반대로 가브라5 신경세포가 활성화되면 체중이 줄어들었다.

한국과 미국 과학자들이 망가진 폐를 재생할 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 미국 노스웨스턴대, 동국대 공동연구팀은 ‘세포 공장’이라고 불리는 미토콘드리아가 폐 줄기세포 분화를 조절하는 신호 전달 기능이 있다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’에 실렸다. 세계보건기구(WHO)는 2020년 기준으로 전 세계 10대 사망원인 중 하나로 만성 폐 질환과 폐렴을 지목했다. 폐는 다른 장기와 달리 한 번 손상되면 다시 살려내기 힘들어 폐 관련 질환에 걸리면 완치가 쉽지 않다는 문제가 있다. 연구팀은 만성 폐 질환과 폐렴 환자들에게서 공통으로 세포 소기관인 미토콘드리아 기능 저하가 관찰된다는 점에 주목했다. 미토콘드리아의 기능이 폐 줄기세포 분화에 관여하는지는 명확히 알려지지 않았다. 연구팀은 폐상피세포에서 미토콘드리아 전자전달계 기능을 제거한 생쥐로 실험한 결과 이 생쥐가 호흡부전으로 사망하는 것을 확인했다. 연구팀은 해당 폐 조직에 대한 단일세포 전사체분석을 실시한 결과 미토콘드리아가 ‘통합 스트레스 반응’(ISR)에 관여한다는 것을 확인했다. 미토콘드리아 전자전달계 기능이 상실되거나 억제됐을 때 ISR이 매우 높게 활성화되었지만 ISR 억제제를 투여받은 생쥐는 대부분 살아남았고 폐 조직도 정상화된 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이번 연구 결과는 미토콘드리아가 세포 내 에너지를 생산하는 기능 외에도 세포 기능과 분화를 조절하는 신호 전달 기능이 있음을 보여준다는 것이라고 설명했다. 미토콘드리아가 ISR이 비정상적으로 활성화되는 것을 차단해 폐 줄기세포 분화에 필수적인 역할을 한다는 것을 증명했다. 연구팀 관계자는 “폐 질환 환자의 미토콘드리아 ISR을 조절해 폐 줄기세포 분화를 촉진하고 폐 재생을 촉진하는 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

지금으로부터 약 2000년 전 베수비오 화산 폭발로 화려했던 한 고대 도시가 최후를 맞았다. 바로 문학작품으로 혹은 영화의 소재로 간혹 등장하는 이탈리아 나폴리 인근의 고대 로마 도시 폼페이다. 지난 20일(현지시간) 이탈리아 문화부는 폼페이의 성벽 바깥쪽 약 600m에 위치한 치비타 줄리아나의 고대 로마 빌라를 발굴하는 과정에서 노예가 쓰던 작은 방을 발견했다고 발표했다. 고대 노예들의 생활상을 간접적으로 알 수 있는 이 방에는 2개의 침대가 있었으며 그중 하나만 매트리스가 확인됐다. 또한 2개의 작은 캐비닛과 항아리 등의 용기가 있었으며 그 안에서 생쥐들의 뼈도 나왔다. 곧 당시 노예의 비참했던 생활상이 일부 드러난 것. 다만 발굴팀은 이들을 물리적으로 속박하기 위한 자물쇠나 사슬 등은 없었다고 밝혔다.가브리엘 추흐트리겔 폼페이 유적 발굴단장은 "노예에 대한 통제력은 물리적인 속박이 아니라 내부 조직을 통해 행사된 것 같다"면서 "이번 발견은 폼페이에 대한 연구를 계속할 필요성을 확인시켜 주었다"고 의미를 부여했다. 이에앞서 지난 2021년에도 폼페이에서 한 노예 가족이 살았던 방이 발굴된 바 있다. 당시 노예가 거주했던 생활 환경을 그대로 보여줄 만큼 보존 상태가 양호한 이 방은 약 16㎡의 작은 크기다. 방의 내부 구성도 단촐하다. 길이 1.7m 목제 침대가 2개, 1.4m 침대가 1개 놓여있었으며 항아리인 암포라, 물 주전자 등도 작은 방에 자리했다. 　한편 폼페이는 서기 79년, 폼페이 인근 베수비오 화산이 폭발하면서 사라진 도시로 주민 약 2000명이 사망한 것으로 추정된다. 당시 화산 폭발 직후 규모 5~6으로 추정되는 지진이 발생해 순식간에 도시는 폐허가 됐다. 특히 화산 폭발 직후 고체화 된 용암 조각과 화산재 및 뜨거운 가스가 순식간에 도시를 뒤덮어 주민들의 많은 수가 가스와 재에 질식해 사망했다. 이렇게 역사 속으로 사라졌던 폼페이는 지난 1592년 폼페이 위를 가로지르는 운하를 건설하는 과정에서 건물 및 미술 작품들의 흔적이 발견돼 지금까지도 발굴 작업이 진행 중이다.　 

국내 연구팀이 자폐스펙트럼장애의 발생 메커니즘에 영향을 미치는 환경적 요인을 규명했다. 17일 대구경북과학기술원(DGIST) 뉴바이올로지학과 김민식 교수팀은 서울대학교 이용석 교수, 고려대학교 안준용 교수, 건국대학교 신찬영 교수팀과 공동연구를 통해 이 같은 결과를 발표했다. 이번 연구 성과는 지난 1일 ‘실험분자의학’에 게재됐으며 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐다. 자폐스펙트럼장애는 초기 아동기부터 발생하는 신경 발달 장애 중 하나로 사회적 의사소통과 상호작용에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사 및 흥미, 활동 범위 등이 제한되고 반복적인 행동 특징을 보이는 질병이다. 자폐스펙트럼장애의 발생은 유전적 요인 뿐 아니라 임신 중 심한 감염이나 특정 약물에 노출 되는 것과 같은 다양한 환경적 요인이 작용하는 것으로 알려져 있다. 일부 연구에 의하면 50~60명 당 1명의 어린 아이가 자폐스펙트럼장애 진단을 받고 있다고 할 정도로 비교적 흔한 질병이다. 건국대 신찬영 교수팀의 이전 연구 결과, 특히 ‘발프로산’이라는 약물은 임신 중 사용될 경우 태아의 뇌 발달에 영향을 미칠 수 있고 자폐스펙트럼장애와 관련된 원인이 될 수 있다. 양극성 우울증과 뇌전증 치료제인 발프로산에 노출된 태아에서 자폐스펙트럼장애 위험이 커지는 것으로 나타났다. 그러나 이 연구는 아직 진행되지 않아 치료 약물 개발은 어려웠다.“발프로산 약물 부작용, 자폐 일으키는 기전 찾았다” 이에 김 교수팀은 신 교수팀이 개발한 발프로산 처리 생쥐 모델을 이용해 안 교수팀과 함께 다중오믹스 분석을 시행했다. 그 결과 발프로산 약물 부작용으로 인한 자폐 모델 생쥐의 전전두엽에서 자폐스펙트럼 장애에 영향을 미치는 Rnf146 유전자 발현이 증가하는 것을 관찰했다. 또 이 교수팀과 협력해 Rnf146 발현 모델을 이용, 자폐성 행동양식을 관찰했다. 이에 생쥐 모델의 전두엽에서는 흥분성과 억제성 신경전달 사이의 균형이 깨져 있음이 발견했다. 이용석 교수는 “이는 다른 자폐 모델들에서도 공통적으로 발견되는 현상으로 이번 연구가 자폐를 유발하는 공통적 원인을 밝히는데 기여한다”고 말했다. 김민식 교수는 “앞으로도 다기관 공동연구를 통해 지속적으로 다양한 발달장애 모델에 대한 다중오믹스 통합 분석과 모델 생물에 대한 통합적 연구를 수행해 자폐스펙트럼장애의 핵심 네트워크를 규명하고 치료 타겟을 발굴하고자 한다”고 밝혔다. 한편 연구 결과는 자폐스펙트럼장애와 관련한 기전을 더 심도 있게 이해할 수 있으며 나아가 자폐스펙트럼장애에 대한 조기 진단과 치료 방법을 발전시키는데 도움이 될 것으로 기대된다.

과거 불치병이었던 암은 과학기술 발달로 관리할 수 있는 질환이 됐다. 그렇지만 항암 치료제를 오래 사용할 경우 내성이 생겨 치료 효과가 떨어진다는 단점이 있다. 국내 연구진이 약물 내성을 극복할 수 있는 항암물질을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 화학과, 고려대 화학생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀은 암세포 리소좀을 선택적으로 사멸시키고 약물 내성을 극복할 수 있는 항암 치료법을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’(JACS)에 실렸다. 리소좀은 사용 불가능한 세포 속 물질을 녹여 재활용하는 세포 소기관이다. 리소좀을 활용하면 기존 약물 내성을 극복할 수 있을 것으로 기대되고 있지만 연구가 많지 않다. 연구팀은 일정한 규칙으로 배치되는 자기 조립법으로 ‘마이셀 구조’를 이루는 물질을 개발했다. 마이셀 구조는 안쪽은 친유성, 바깥쪽은 친수성을 가진 공 모양이다. 마이셀 구조는 생체 내 환경에서 안정성을 보여 정상 세포를 해치지 않고 암세포로 빠르게 이동할 수 있다. 암세포의 리소좀은 ‘카텝신B’라는 효소가 과발현되는 데 마이셀이 리소좀 안에 들어가 반응하면서 제거하는 것이다. 마이셀의 펩타이드 일부분이 카텝신B에 의해 절단되지만 다시 자기 조립돼 긴 섬유구조를 형성하고 이 과정에서 암세포의 리소좀 막이 손상된다. 막 손상은 리소좀 기능 장애를 일으키고 결국 암세포는 사멸한다. 이 물질은 암세포 내 리소좀만 효과적으로 파괴하고 기존 화학 항암제의 단점인 약물 내성을 극복할 수 있다는 장점이 있다. 실제 생쥐 실험에서 암세포 사멸 효과를 확인했다. 연구를 이끈 유지형 UNIST 교수는 “암세포 리소좀 표적 물질의 개발로 약물 내성이 없는 효과적인 항암 치료제 개발이 가능할 것으로 기대한다”라고 말했다.

어린 시절 방치되거나 학대를 받은 사람은 성인이 돼서 조현병이나 우울증 같은 정신질환에 시달릴 가능성이 높다. 그렇지만 아동기 학대나 스트레스에 따른 정신질환 원인과 발병 메커니즘에 대해서 명확히 밝혀진 적은 없다. 이런 상황에서 카이스트 생명과학과 연구팀이 아동기 스트레스로 인해 생기는 정신질환이 뇌의 별아교세포의 시냅스 연결에 문제가 생기기 때문이라고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 7월 31일자에 실렸다. 연구팀은 아동기 학대나 방치와 비슷한 상황을 만들어 사회성 결핍을 일으킨 생쥐로 실험했다. 그 결과, 뇌에서 면역 기능을 담당하는 별아교세포가 스트레스 호르몬에 반응해 과도하게 흥분성 시냅스를 제거한다는 사실을 처음 확인했다. 또 연구팀은 미국 식품의약청(FDA)에서 승인된 임상 약물 스크리닝을 통해 별아교세포의 외부 물질을 포식하는 역할을 조절하는 새로운 메커니즘을 발굴하기도 했다. 특히, 스트레스 호르몬이라고 불리는 합성 글루코코르티코이드가 별아교세포의 포식 작용을 비정상적으로 높이는 것을 발견했다. 글루티코코르티코이드는 당대사, 항염증 등 생명 유지에 필요한 역할을 하지만 만성 스트레스로 인해 글루코코르티코이드에 과도하게 장기간 노출되면 우울증, 인지장애, 불안증 같은 정신질환의 원인이 되는 것으로 알려졌다. 별아교세포가 대뇌 피질에 존재하는 특정 신경 세포의 흥분성 시냅스만 선택적으로 포식해 비정상적 신경 회로망을 만들어 사회성 결핍과 우울증 같은 행동 이상을 유발하는 것이다.연구팀은 생쥐 실험에서 확인된 사실이 인간에게 똑같이 나타나는지 알아보기 위해 인간 만능 유도 줄기세포에서 유래한 뇌 오가노이드를 활용해 스트레스 호르몬과 별아교세포, 흥분성 시냅스 반응을 관찰했다. 그 결과 인간 뇌 오가노이드에서도 생쥐 실험과 똑같은 결과를 얻었다. 연구팀은 스트레스 반응에 대한 쥐와 인간의 시냅스 조절 메커니즘이 똑같다는 것을 보여주는 결과라고 설명했다. 정원석 카이스트 생명과학과 교수는 “과도한 스트레스가 다양한 정신질환의 원인이라는 사실은 임상적으로 알려졌지만 정확한 발병기전은 알려지지 않았다”라고 말했다. 정 교수는 “이번 연구 결과는 어린 시절 스트레스가 장기적으로 영향을 미쳐 성인기 정신질환을 일으킬 수 있다는 것을 보여줌으로써 스트레스로 인한 정신질환 예방과 치료에 응용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

네덜란드의 역사학자이자 사상가인 요한 하위징아는 인류를 ‘놀이하는 인간’(호모 루덴스)으로 정의하고 인류의 문화는 그 자체로 놀이의 성격이 강하다고 주장했다. 놀이, 또는 장난치기는 인간을 포함한 동물에게서 가장 이해하기 어려운 행동 유형이다. 과학자들은 인간을 비롯해 다른 동물들의 장난기와 웃음을 제어하는 신경 경로를 명확히 파악하지 못하고 있다. 이런 상황에서 독일 베를린 훔볼트대 계산신경과학센터, 베를린 아인슈타인 신경과학연구센터, 베를린 자유대, 국립 퇴행성신경질환연구센터, 하이델베르크대 공동 연구팀은 동물 실험을 통해 웃음과 장난에 관여하는 핵심 뇌 부위를 찾아냈다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 7월 29일자에 실렸다. 동물의 놀이 행동을 연구하기 위해서는 놀이에 도움이 되는 환경을 조성한 뒤 실험해야 한다. 그렇지만 실험동물로 많이 쓰이는 생쥐는 불안하거나 제지당하면 자발적으로 놀이 행동을 하지 않기 때문에 실험이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 실험용 생쥐가 자유롭게 움직일 수 있도록 환경을 조성하고 새로운 분위기에 익숙해질 수 있도록 며칠의 시간을 줬다. 그다음 통제된 조건에서 손가락으로 생쥐와 장난하고 생쥐의 등과 배를 간지럽혀 쥐가 내는 소리와 뇌 활동을 측정했다. 생쥐는 사람처럼 웃지는 않지만 기분이 좋을 때는 사람이 들을 수 없는 음조로 소리를 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이 소리를 관찰한 것이다. 실험 결과 생쥐는 간지럼과 놀이에 대한 강한 신경 반응이 ‘수도관주위회색질’(중뇌수도회색질·PAG) 측면에서 나타나는 것으로 확인됐다. PAG는 중뇌에 있는 부위로 자율 기능, 동기 행동, 위협 자극에 대한 행동 반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 PAG 활동을 억제하면 생쥐는 놀이에 참여하지 않고 웃음도 웃지 않는 것으로 나타났다. 또 불안을 유발하도록 설계된 낯선 환경에 놓은 생쥐는 PAG 측면에 있는 세포 활동도 감소했다. 연구팀에 따르면 웃음이 놀이에서 매우 중요하며 뇌에 이런 행동을 조절하는 일종의 조직 신호가 있다는 점을 보여준다. 아이들의 경우 서로 놀면서도 싸울 때 웃음이 나는지 확인하고 상대가 더 이상 웃지 않으면 싸움을 멈추는 것이 대표적인 사례다. 연구를 이끈 미카엘 브레흐트 베를린 훔볼트대 교수는 “많은 사람이 놀이는 유치하다고 생각하면서 과소평가하고 있다”라면서 “이번 연구는 놀이가 뇌에서 행동을 통제하는 자기 훈련 행동이라는 점을 보여준다”라고 설명했다. 연구팀은 다른 동물에게서도 같은 반응이 나타나는지 추가 연구를 진행할 예정이다.

아토피는 피부가 건조하고 가려움증과 함께 염증이 생기는 만성 피부질환이다. 유아나 아동에게서 주로 발생하는 아토피는 자가면역질환으로 알려졌지만 정확한 발병 원인이 밝혀지지 않아 주로 증상 완화 수준의 치료만 행해지는 경우가 많다. 국내 연구진이 배춧과 식물이자 전통 약재로 많이 쓰였던 대청의 잎(대청엽)에 아토피 피부염 개선 효능이 있는 물질이 있다는 것을 밝혀내 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의기술응용센터 연구팀은 대청엽 추출물이 아토피 피부염 개선에 효과가 있다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물화학 분야 국제학술지 ‘몰레큘스’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 연잎 같은 천연물을 활용해 항염, 항바이러스 연구를 진행해 왔다. 이번에는 전통 한약재인 대청엽 추출물의 아토피 피부염 치료 효과를 분석했다. 연구팀은 아토피 피부염을 유발한 생쥐와 아토피 피부염이 있는 사람의 상피세포를 이용해 실험했다. 그 결과, 아토피 피부염이 있는 동물에게 대청엽 추출물을 먹이면 알레르기질환인 아토피 피부염, 천식, 알레르기 비염과 관련 있는 것으로 알려진 혈중 IgE 생성량이 절반 이하로 떨어지고 면역세포의 반응과 염증 관련 인자 생성 및 발현이 64% 이상 억제되는 것이 관찰됐다. 상피세포에서도 대청엽 추출물이 면역세포 이동을 유도하는 물질 생성을 억제하고 히스타민이나 사이토카인 같은 물질을 줄여 염증이 10분의1로 줄어드는 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 마진열 한의학연구원 박사는 “이번 연구는 전통 약재 대청엽에서 새로운 아토피 피부염 치료 물질 개발 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다.

평소 술을 전혀 마시지 않거나 많이 마시지 않는데도 건강 검진 결과에서 지방간 판정을 받는 이들이 있다. 바로 비알코올성 지방간이다. 비알코올성 지방간은 비만, 당뇨와 함께 전 세계적으로 증가세에 있는 대사 질환이다. 식이 조절을 통한 체중 감량 같은 생활 관리법 이외에 효과적인 치료 방법은 아직 없는 상태이다. 이런 상황에서 광주과학기술원(지스트) 의생명공학과 연구팀은 비알코올성 지방간에 영향을 미치는 단백질을 발견하고 이를 억제해 치료할 수 있는 방법을 제시했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 및 생명과학 분야 국제 학술지 ‘실험·분자 의학’에 실렸다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 ‘림프구 항원 6D’(LY6D)라는 단백질이 간의 지방 대사 조절과 염증 반응에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. LY6D는 림프구 발달 초기 단계에 관여하는 물질로 추정하고 있지만 정확한 역할과 기능은 알려지지 않았다. 연구팀은 당 성분이 높은 사료를 섭취한 생쥐에게 LY6D 단백질이 증가하는 것을 관찰했다. 또 LY6D 단백질이 증가하면 지방 축적이 심각한 상황에 이르는 것도 확인됐다. 연구팀은 LY6D 단백질 유전자를 100배 이상 높게 발현시키면 지방 대사와 관련된 유전자가 급격히 많아지는 것으로 확인됐다. 비알코올성 지방간이 있는 생쥐에게서 이 단백질을 억제하면 증상이 호전되는 것도 관찰했다. 연구팀은 유전자 형질-조직 발현 프로젝트 데이터베이스를 활용해 간에 LY6D 단백질이 많은 사람은 지방간 질환의 조직학적 변화가 더 심각한 것으로 확인했다. 연구를 이끈 오창명 지스트 교수는 “이번 연구로 비알코올성 지방간의 새로운 치료 표적을 찾아냈다”라면서 “LY6D 단백질을 억제해 간 내 지방 대사 조절과 염증 억제를 유도할 경우 비알코올성 지방간을 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

나한과는 조롱박과의 여러해살이 덩굴성 식물이다. 나한과에는 모르그사이드라는 성분 덕분에 설탕보다 300배 더 단 것으로 알려져 있다. 달콤한 맛과는 달리 체내 흡수가 되지 않아 혈당을 올리지 않아 당뇨 환자도 설탕 대용으로 섭취할 수 있다. 특히 약효가 뛰어나 예로부터 한약재로 애용되기도 했다. 국내 연구진이 나한과가 폐, 기관지 질환에 특효가 있다는 사실을 과학적으로 밝혀내 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의과학연구부는 나한과 추출물에서 만성폐쇄성폐질환(COPD) 완화효과가 있음을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지 ‘영양학’에 실렸다. COPD는 장기간 흡연, 미세먼지와 같은 대기오염 등 원인으로 기도와 폐포 이상으로 생기는 질환으로 초기에는 가벼운 호흡곤란, 기침, 가래로 시작해 말기에 이르면 심장 기능까지 급격하게 떨어뜨린다. 연구팀은 한방에서 나한과가 호흡기 질환 치료에도 쓰인다는 점에 착안했다. 나한과 추출물의 효과를 확인하기 위해 연구팀은 COPD를 유발한 생쥐와 인간 기관지 상피세포를 대상으로 실험했다. 그 결과 나한과 추출물을 투여받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 염증 발생이 81.6%나 줄었고 가래 발생도 감소하는 것으로 확인됐다. 또 기관지 상피세포에도 나한과 추출물을 주입하면 염증 반응이 76.7% 감소하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 국내 기능성 식품 제조업체에 관련 기술 이전을 완료했다. 연구를 이끈 성윤영 한의학연구원 박사는 “이번 연구 결과는 나한과 추출물이 과면역 반응을 조절해 염증 반응을 크게 억제하는 등 폐 질환 치료에 직접 이바지할 수 있음을 보여준다”라고 설명했다.

지난해 말 통계청이 발표한 ‘2022 생명표’에 따르면 2021년에 태어난 아이들의 평균 기대수명은 83.6년으로 남자아이는 80.6년, 여자아이는 86.6년으로 나타났습니다. 1970년에 태어난 남녀 기대수명은 각각 58.7년, 65.8년으로 반세기 만에 남녀 모두 80세를 넘었습니다. 지금 같은 추세와 과학기술 발달을 고려한다면 백세시대가 되는 것은 시간문제일 뿐입니다. 그렇지만 기대수명 증가만큼 건강수명은 이를 따라가지 못하고 있는 듯싶습니다. ●장수 단백질 클로토, 인지 기능 개선 미국 예일대 의대, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학연구소, 웨이크 포리스트대 의대 공동연구팀은 장수 단백질이라고 불리는 ‘클로토’를 한 번 투여하기만 해도 늙은 원숭이의 인지 기능이 개선되는 것을 확인했습니다. 이번 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 노화’ 7월 4일자에 실렸습니다. 클로토는 그리스신화 속 제우스의 딸이자 생명의 실을 관리하는 책임을 맡은 운명의 세 여신 중 첫째입니다. 생명과학 분야에서 클로토는 장수 단백질로 알려져 있습니다. 실제로 앞선 많은 연구에 따르면 클로토는 생쥐의 수명을 연장하는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 평균 22세의 늙은 붉은털원숭이 18마리에게 클로토를 체중 1㎏당 10㎍(마이크로그램)의 저용량으로 1회 주사했습니다. 그다음 작업 및 공간 기억력을 측정했습니다. 그 결과 저용량 1회 투여만으로도 인지 기능이 이전에 비해 획기적으로 향상되는 것이 확인됐습니다. 고용량, 다회 투여를 할 경우 효과가 더 좋지 않겠냐고 생각할 수 있지만 연구팀에 따르면 오히려 인지 기능 개선이 전혀 나타나지 않은 것으로 드러났습니다. 이 연구와 같은 약리학적 방법은 임상시험을 거쳐야 하기 때문에 실제 적용하기 위해서는 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 그런데 의학적 개입 없이도 고령자의 정신건강을 개선할 수 있는 방법도 나왔습니다. 남아프리카공화국 스텔렌보스대 의학·보건과학부 연구팀은 노인들이 젊은 세대와 정기적으로 만나 상호작용을 갖는 것만으로도 정신건강 개선에 큰 도움이 된다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7월 6일자에 실렸습니다. 일반적으로 보호시설에 거주하는 노인들에 대한 정신건강 진단과 치료는 쉽지 않다고 합니다. 연구팀은 양로원에 거주하는 여성 노인 10명을 대상으로 실험했습니다. 연구팀은 실험 참가자들의 불안과 우울 수준을 측정했는데 절반의 여성이 위험 수준인 것으로 나타났습니다. ●젊은이와 만날수록 정신건강 개선 연구팀은 양로원 주변의 유치원 아이들이 일주일에 1회 이상 1시간씩 방문해 노인들과 게임, 퍼즐 맞추기, 독서, 노래 부르기 등의 활동을 함께 하도록 했습니다. 그 결과 노인들의 불안과 우울증은 줄어들고 어린 시절에 대한 기억, 삶에 대한 목적의식 등에서 긍정적 효과를 촉진하는 것으로 확인됐습니다. 많은 사람이 오래 살기를 원합니다. 그렇지만 중요한 것은 단순한 장수가 아니라 건강하게 오래 사는 것입니다. 유병장수가 아닌 무병장수를 위한 많은 연구 결과가 나와 실용화됐으면 합니다.

어느 날 갑자기 머리에서 500원 동전 크기의 탈모반이 서너개 발견된다면 당혹스러울 수밖에 없다. 동전 형태로 모발이 소실되는 탈모반은 원형탈모의 대표적 증상이기 때문이다. 원형탈모는 피부과를 찾는 환자 1~2%를 차지할 정도로 흔하게 발생하는 질환이다. 주로 머리털에서 발생하지만 드물게 눈썹, 수염 등 몸의 다른 부위에서 나타나기도 한다. 자가면역 질환으로 알려졌지만 정확한 원인은 밝혀지지 않았다. 국내 연구진이 원형탈모의 발병 메커니즘을 발견하고 이에 대한 치료 전략을 제시해 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 중앙대병원 피부과 공동 연구팀은 생쥐 실험을 통해 원형탈모증을 일으키는 면역 세포를 발견하고 그 특성을 밝혀냈다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘네이처 면역학’에 실렸다. 원형탈모는 과도한 스트레스로 자가 면역을 활성화해 발생하는 것으로 알려져 있다. 외모에 많은 변화가 생기면서 스트레스가 발생해 원형탈모는 더욱 악화되는 방식이다. 연구팀은 원형탈모 환자의 피부 조직과 혈액, 원형탈모를 일으킨 생쥐의 피부와 림프절을 분석했다. 그 결과 가상기억 T세포에서 유래된 면역세포들이 원형탈모증을 일으키는 핵심 원인이라는 점을 처음 규명했다. 가상기억 T세포는 외부 자극 없이도 이미 면역기능이 활성화된 세포 집단이다. 바이러스, 박테리아, 기생충 감염을 조절하고 암세포를 제거하는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.연구팀은 피부에서 분비된 사이토카인이 가상기억 T세포를 활성화해 세포독성이 큰 면역세포 군으로 분화를 일으키고 이것들이 모낭세포를 공격해 파괴함으로써 원형탈모가 생긴다는 사실을 발견했다. 연구팀은 사이토카인과 이를 받아들이는 수용체 ‘NKG2D’ 기능을 억제하면 원형탈모증 발생을 억제할 수 있다는 사실도 확인했다. 연구를 이끈 박수형 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 가상기억 T세포가 몸을 보호하는 역할을 하지 않고 오히려 염증 질환에 유발한다는 것을 처음 보여줬다”라면서 “추가 연구를 통해 항체 치료제를 개발한다면 원형탈모 이외에 다양한 만성 염증 질환도 치료할 수 있을 것”이라고 말했다.

건강을 위해서나 몸매 관리를 위해 다이어트를 하는 사람들이 많다. 그렇지만 온라인에는 연예인들이 성공했다는 다이어트 방법들은 넘쳐 나지만 보통 사람이 성공했다는 사례는 많이 볼 수 없다. 다이어트는 특정 음식을 먹거나 덜 먹는 방식이 있거나 식사 시간을 횟수를 조절하는 방식으로 구분된다. 과연 어떤 방식이 더 성공적일까. 중국 육군의학대, 충칭의대 제3보훈병원, 북경연합의대, 상하이 GFK바이오텍, 북경 유전학 및 발달생물학 연구소, 창저우 리피드올 테크놀로지, 칭화대-북경대 연합 생명과학 연구센터 공동 연구팀은 특정 시간대에만 음식을 섭취하도록 제한하면 체력과 지구력이 향상된다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 6월 27일자에 실렸다. 연구팀은 수컷과 암컷 쥐를 무작위로 두 집단으로 나눈 뒤 한 집단은 3주 동안 낮에만 먹이를 먹도록 제한하고 다른 집단은 24시간 내내 아무 때나 마음대로 먹이를 먹을 수 있도록 했다. 그렇게 한 다음 두 집단의 생쥐를 대상으로 트레드밀(러닝머신)에서 달리는 시간과 거리를 측정했다. 그 결과 주간에 먹는 것에 제한받은 생쥐는 밤에 먹이를 먹거나 하루 종일 먹이를 먹을 수 있는 쥐에 비해 트레드밀에서 달리는 시간과 거리가 2배 이상 늘어난 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 식사 시기를 조절하는 것이 골격근의 지질 대사 변화를 끌어내 지구력과 체력을 증가시킨 것이다. 하루 중 특정 시간대에만 음식을 섭취할 수 있도록 제한하는 식단은 칼로리 섭취를 제한하는 다이어트 방법보다 지키기 쉽기 때문에 효과적으로 체중을 줄일 수 있고 체력도 높일 수 있다는 설명이다. 연구를 이끈 민 디안 리 육군의학대 교수(세포생물학)는 “사람의 건강을 개선하기 위해 가장 간단한 방법으로 식사 조절이 꼽힌다”라면서 “이번 연구 결과는 야행성 동물인 설치류를 대상으로 한 것이지만 사람에게도 적용할 수 있는지 추가 연구를 할 예정”이라고 말했다.

몇 년 전까지만 해도 식당이나 카페에서 혼자 식사하거나 커피, 술을 마시는 것이 흔한 일은 아니었다. 1인 가구의 증가와 함께 코로나19가 확산하면서 혼자 식사하는 혼밥이나 혼자 술을 마시는 혼술은 더이상 이상하지 않은 일이 됐다. 미국 컬럼비아 의대 정신의학과 켈리 하딩 교수는 ‘다정함의 과학’이라는 책에서 “외로움은 몸이 만들어 내는 이상 신호”라고 했다. 실제로 외로움이 다양한 질병의 원인이 될 수 있다는 연구들이 많다. 중국 하얼빈 의대와 취저우 질병통제예방센터 공동연구팀은 약 200만명을 대상으로 한 코호트 연구를 재분석한 결과, 사회적 고립과 고독감은 모든 종류의 사망 위험을 높인다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 6월 20일자에 실렸다. 사회적 고립은 다른 사람과의 사회적 접촉이 부족하거나 제한된 상태다. 고독감은 원하는 사회적 관계와 실제 사회적 관계 사이의 불일치로 인해 나타나는 주관적 외로움을 말한다. 사회적 고립은 영양실조나 신체활동 부족 같은 건강에 해로운 행동을 조장하고 면역기능 저하에도 영향을 미치며 고독감은 수면 장애, 면역기능 장애의 직접적 원인으로 알려져 있다. 이에 연구팀은 1986년부터 2022년까지 미국, 영국, 일본, 핀란드 등에서 발표된 90건의 코호트 연구를 재검토하고 메타 분석을 했다. 이와 함께 코호트 연구 참가자 220만 5199명의 건강 데이터를 장기 추적했다. 그 결과 사회적 고립과 고독감이 각종 원인에 의한 사망률과 암 발생률을 높인다는 사실을 확인했다. 특히 사회적 고립은 심혈관질환 관련 사망률 증가에 영향을 미친다는 점도 발견했다. 연구팀은 “서로 다른 장소에서 연구된 90개 코호트 데이터의 결과가 하나의 방향을 가리킨다는 것은 사회적 고립과 고독감이 건강에 직접적 영향을 미친다는 명확한 증거”라면서 “사회적 고립과 고독감을 줄이는 것이 개인의 건강과 웰빙을 지키고 사회적 비용을 줄이는 데도 도움이 될 수 있는 만큼 보건당국의 전략적 개입이 필요하다”고 설명했다. 한편 미국 메인 스카버러 보건연구소 연구팀은 사회적 고립이 뼈 건강에 부정적 영향을 미칠 수 있다는 사실을 지난 15~18일 미국 시카고에서 열린 ‘내분비학회 2023 연례 콘퍼런스’에서 발표했다. 앞서 살펴본 것처럼 사회적 고립은 정신 건강뿐만 아니라 전반적인 질병과 사망률을 높인다. 특히 중장년층 이상에서는 고립감이 뼈 건강에도 영향을 미치는 것으로 알려졌지만 상관관계를 보여주는 명확한 연구는 없었다. 연구팀은 성체 암수 생쥐를 이용해 한쪽 우리에는 한 마리만 넣어 생활하도록 하고 다른 우리에는 네 마리씩 넣어 그룹 사육하면서 사회적 고립과 고독감이 뼈 건강에 어떤 영향을 미치는지 실험했다. 4주 후 관찰한 결과 사회적 고립은 생쥐들의 뼈 건강을 심각하게 악화시킨다는 사실을 확인했다. 특히 수컷 쥐는 암컷 쥐보다 2배 이상 골밀도가 감소했다. 연구를 이끈 레베카 마운틴 박사는 “이번 연구는 사회적 고립이 뼈 건강에 심각한 악영향을 미친다는 사실을 보여준다”며 “고립감과 사회적 고독은 전염병처럼 확산할 수 있다. 장기적으로 건강 악화까지 가져와 사회적 비용으로 이어질 수 있다”고 지적했다.

어이없는 상황에 맞닥뜨리면 자신도 모르게 “열받는다”라는 말이 튀어나오기도 한다. 지구온난화로 인해 기온이 점점 오르면 실제로 열 받아 범죄나 전쟁 같은 폭력적 행위들이 증가한다는 연구 결과도 있었다. 2013년 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리)와 프린스턴대 공동 연구팀은 기상이변이 성폭력, 살인, 지역 분쟁 같은 폭력 사태를 급증시킨다는 사실을 밝혀내고 과학 저널 ‘사이언스’에 발표했다. 사람뿐만 아니라 폭염은 원숭이, 생쥐 같은 동물의 공격성을 증가시킨다는 사실도 알려져 있다. 이런 상황에서 기온이 오르고 날씨가 좋지 않으면 사람에 대해 개들의 공격성이 늘어난다는 연구 결과가 새로 나왔다. 미국 하버드대 의대, 하버드대 공중보건대, 브리검여성병원 외과부 공동 연구팀은 날씨가 덥고 햇볕이 강한 날, 대기 오염이 심한 날에는 개 물림 사고가 평소보다 최대 11% 증가할 수 있다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 6월 16일자에 실렸다. 연구팀은 2009~2018년까지 댈러스, 휴스턴, 볼티모어, 시카고, 로스앤젤레스, 뉴욕 등 미국 8개 대도시에서 발생한 개 물림 사고 데이터를 분석했다. 연구팀은 개 물림 사고와 초미세먼지(PM 2.5), 오존 농도, 기온, 자외선 강도, 강수량 등 다양한 기상 조건과 비교했다. 분석 결과 조사 기간 동안 8개 도시에서는 6만 9525건의 개 물림 사고가 있었으며 이는 하루 평균 3건 수준이었다. 그런데 개 물림 사고 발생률은 자외선 지수가 높은 날은 11%, 기온이 높은 날은 4%, 오존 지수가 높은 날은 3% 증가했다. 반면 강수량이 많은 날은 개 물림 사고가 1% 감소한 것으로 나타났다. 반면 초미세먼지 농도는 개 물림 사고 발생률에 영향을 미치지 않는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 클라스 린만 하버드대 의대 교수(재활의학)는 “기온과 대기 오염 수준이 개를 비롯한 여러 동물의 공격성에 밀접한 영향을 준다는 사실을 추가로 확인할 수 있다”라면서 “이번 연구 결과는 개의 품종, 성별, 중성화 여부 등은 고려하지 않았기 때문에 개 물림 위험을 높이는 데 다른 요인이 있는지는 추가 연구를 통해 확인할 필요가 있다”라고 말했다.

2022년 기준 건강보험심사평가원에 따르면 불임과 난임으로 병원을 찾는 인원이 37만명을 넘은 것으로 알려졌다. 2018년 대비 불임과 난임 시술 건수가 각각 4.7%, 16% 증가했다. 출산율은 감소하고 불임, 난임으로 병원을 찾는 이들은 늘고 있다. 문제는 난임과 불임 원인은 다양하다. 포스텍 기계공학과, IT융합공학과, 차의과대 의학전문대학원 공동 연구팀은 자궁 세포의 환경과 유사한 하이드로젤을 개발해 자궁 내막 재생을 유도하고 기본 조절 메커니즘 밝혀냈다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 건강한 자궁 내막은 임신에서 매우 중요하다. 자궁 내막이 얇으면 수정된 배아가 착상될 확률이 낮고, 착상되더라도 유산될 확률이 높다. 호르몬 치료나 자궁 내막 주사 등 치료 효과가 낮다. 연구팀은 자궁 전체 조직과 내막 특정 층에서 유래한 하이드로젤을 개발했다. 연구팀이 개발한 하이드로젤 단백질 구성은 실제 자궁 내막 성분과 유사했고 동물 모델 실험을 통해 효과를 확인했다. 연구팀은 생쥐의 자궁에 하이드로젤을 주입한 결과 자궁 내막 두께가 회복되는 것을 확인해 배아 착상에 유리한 환경을 만들었으며 생체소재로 세포 독성이 적어 착상된 배아의 생존율도 90%에 이르는 것이 관찰됐다.또 연구팀은 자궁 내막을 재생하는 과정에서 인슐린 유사 성장인자와 인슐린 성장인자 결합단백질이 관여한다는 사실도 밝혀냈다. 연구를 이끈 조동우 교수는 “이번에 개발한 기술은 자궁 내막 재생과 성공적 임신을 위한 자궁 조직 특이적 하이드로젤 개발”이라며 “자궁 내막과 근육 등 하이드로젤을 만드는 조직에 따라 자궁 내 유착, 반복 착상 실패 등 다양한 유형에 대한 치료 효과를 확인하는 등 추가 연구로 난임 환자의 맞춤형 치료가 가능할 것”이라고 설명했다.

위암은 서구 지역보다 아시아에서 발병률이 높다. 특히 달고 짜고 맵게 먹는 식습관 때문에 한국인의 위암 발병률도 꽤 높은 편이다. 2020년 국가암등록통계 기준으로 폐암, 간암, 대장암과 함께 암 사망률이 높다. 다른 암도 마찬가지이지만 위암도 예후와 치료 효과에 차이를 보인다. 특히 난치성인 SEM 분자아형 위암은 전체 위암 환자의 43%를 차지한다. 흔히 완치율이라고 부르는 5년 생존율이 30% 미만으로 예후가 좋지 않은 것으로도 알려져 있다. 국내 연구진이 난치성 위암의 항암제 내성 메커니즘을 발견해 새로운 치료 전략을 제시해 주목받고 있다. 연세대 의대, 고려대 의대, 미국 소크 연구소 공동 연구팀은 기존 항암제에 저항성을 보이는 SEM 위암의 항암제 내성 메커니즘을 밝혀내고 그에 따른 새로운 치료 전략을 제시했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 SEM 위암의 유전체 분석을 실시한 결과 다른 일반적 위암에 비해 글루타민 분해효소의 발현이 매우 많이 증가해 있다는 사실을 확인했다. 암세포는 체내 글루타민을 주요 영양분으로 사용하는데 SEM 위암은 특히 글루타민분해효소가 많다는 점을 밝혀낸 것이다. SEM 위암 유전자의 3차원 구조는 다른 위암과 달리 단일 탄소 대사를 활성화해 항암제를 회피해 생존할 수 있다는 점도 확인했다. 이에 연구팀은 SEM 위암을 유발한 생쥐와 SEM 위암 환자의 조직을 이용해 만든 암 오가노이드 모델을 이용해 글루타민 분해효소 저해제와 단일 탄소 대사 메커니즘을 억제하는 PHGDH 저해제 투여 여부에 따른 항암효과를 분석했다. 그 결과 항암제와 함께 글루타민 분해효소 저해제와 PHGDH 저해제를 동시에 투여한 경우 항암효과가 뚜렷한 것으로 확인됐다. 암세포의 크기도 효과적으로 감소해 아무것도 투여하지 않은 모델과 비교해 5분의1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 황성순 연세대 의대 교수는 “기존 항암제에 강한 저항성을 보이는 SEM 분자 유형 위암의 저항성 메커니즘을 규명했다”라면서 “글루타민 분해효소와 PHGDH 병용요법 치료가 난치성 SEM 위암의 새로운 치료 전략이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

찬 바람이 불고 추워지면 곰이나 다람쥐, 뱀 등 ‘동면’에 들어가는 동물들이 많다. 동면(冬眠)이라고 하면 많은 사람이 겨우내 잠을 자는 것으로 생각한다. 그렇지만 동면은 잠과는 분명히 다르다. 잠을 잘 때와 동면을 할 때, 그리고 깨어있을 때의 활력 징후에 차이가 있기 때문이다. 이 때문에 많은 과학자는 동면의 비밀을 풀어내고 이를 활용해 질병 치료 등에 응용하려고 시도하고 있다. 이런 상황에서 미국 세인트루이스 워싱턴대 의생명공학과, 세인트루이스 워싱턴대 의대 면역학·병리학과, 영상의학과, 정신의학과, 시애틀 워싱턴대 통증의학과, 신경생물학 및 중독연구센터 공동 연구팀은 초음파를 이용해 동물을 겨울잠 자는 상태와 비슷하게 만드는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 및 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 신진대사’ 5월 26일자에 실렸다. 일반적으로 잠을 잘 때나 깨어있을 때 심박수, 호흡수, 체온 등 활력징후는 크게 차이를 보이지 않는다. 그렇지만 동면에 빠진 동물들은 깨어 있을 때와 활력징후는 물론 뇌파는 전혀 다른 양태를 보인다. 연구팀은 동면에 드는 포유류들의 경우 에너지 절약을 위해 신진대사를 늦추고 체온을 낮춘다는 사실에 착안했다. 이런 상태는 중추 신경계에 의해 제어되는 것으로 알려져 있다. 이에 초음파를 이용해 특정 신경세포를 활성화하면 동면과 비슷한 상태를 유도하려고 시도했다.연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 12마리의 머리에 초음파를 블루투스 방식으로 전달할 수 있는 장치를 씌운 다음 자유롭게 움직이도록 했다. 이런 상태에서 연구팀은 동면을 유도하는 것으로 알려진 시상하부 전전두엽 부위에 10초간 초음파를 보냈다. 그 결과 뇌에 초음파를 받은 수컷과 암컷 쥐 모두 체온이 평균 3~3.5도가량 떨어지고 심박수가 감소하면서 산소 소비량이 감소하는 것을 확인했다. 10초간 초음파 조사를 하면 2시간 정도 동면 상태에 빠지는 것으로 확인했다. 연구팀은 생쥐들의 체온이 다시 정상을 되찾으면 초음파를 반복적으로 조사하는 장치를 만들어 장착시키고 실험한 결과 최대 24시간 동안 동물들의 신체에 손상이나 불편감 없이 동면 상태를 유도할 수 있다는 것으로 확인했다. 이번 연구를 이끈 홍 첸 세인트루이스 워싱턴대 교수는 “이번 연구 결과를 사람에게 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”라면서 “이번 기술로 뇌의 신경 세포를 자극해 일시적으로 체온을 낮추고 신진대사를 늦출 수 있다면 응급 상황이나 급성 중증 질환 환자 치료는 물론 미래에 장거리 우주여행을 할 때 도움이 될 것”이라고 설명했다.