루게릭병은 치매, 파킨슨병과 함께 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 꼽힌다. 루게릭병은 ‘근위축성측색경화증’이라는 병명처럼 운동 신경세포만 퇴화되고 파괴되면서 근육이 약화되고 서서히 몸이 굳어가는 질환이다. 다른 퇴행성 뇌질환들처럼 정확한 발병원인이 파악되지 않아 치료방법도 없는 상황이다. 이런 가운데 한국기초과학지원연구원, 순천향대 의료과학과, 한국뇌연구원 치매연구그룹 공동 연구팀은 루게릭병을 유발시키는 단백질과 작동 메커니즘을 밝혀내 루게릭을 비롯한 퇴행성 뇌신경질환 치료제 개발 가능성을 높였다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘디벨롭먼트 셀’에 실렸다. 루게릭병 환자 신경세포에서는 ‘퍼스’를 비롯해 비정상적 단백질들이 응집돼 세포질에 과다하게 축적되며 이것들이 신경세포를 손상시키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 퍼스 단백질 응집체를 조절하는 ‘글루타치온 전이효소’(GSTO)라는 물질을 찾아냈다. 연구팀은 루게릭병과 똑같은 증상을 유발시킨 초파리에게 GSTO를 주입해 관찰했다. 그 결과 신경과 근육 연결 접합부 손상, 행동 퇴행이 나타났던 초파리들에게서 루게릭병 증상이 완화되는 것이 관찰됐다. 또 루게릭병을 일으킨 생쥐의 신경세포에도 GSTO를 주입한 결과 퍼스 단백질이 축적되는 것을 억제한다는 것이 관찰됐다. 이성수 기초과학지원연구원 박사는 “이번 연구 성과는 루게릭병 발병 메커니즘에 대한 이해를 높이고 신규 체료제 개발을 위한 새로운 전략에 도움을 줄 것”이라며 “실제로 후속 연구를 통해 유인원 같은 고등동물 모델에 적용해 효과적인 루게릭병 치료제 개발에 나설 것”이라고 말했다. 연구팀은 고령동물생육시설, 3차원 홀로토모그래피, 발광-형광 전임상분자영상시스템 등 첨단 광학영상 분석장비를 이용해 퇴행성 신경질환 발병 메커니즘을 추가로 연구할 계획이다.

남성용 경구피임약이 동물실험에서 99%의 효능을 입증했다. 24일 AFP통신은 미국 미네소타대 연구팀이 쥐를 이용한 남성용 경구용 피임약 실험에서 99%의 임신 예방 효과를 얻었다고 보도했다. 연구팀은 수컷 쥐들에게 YCT529라고 불리는 분자를 4주 동안 매일 투여했고, 그들의 정자 수가 급감한 것을 발견했다. 생쥐들은 치료를 중단한 후 4주에서 6주 사이에 부작용 없이 정상적으로 번식에 성공했다. 부작용도 없었다. 1960년대 여성 피임약이 개발된 이래 여성 피임 방법은 다양하게 개발됐지만, 남성이 사용하는 피임법은 콘돔과 정관 절제술 정도에 불과했다. 현재 임상시험 단계에 있는 남성 피임약은 대부분 남성 호르몬 테스토스테론을 표적으로 하고 있어서 체중 증가, 우울증, 나쁜 콜레스테롤인 저밀도 지단백(LDL) 콜레스테롤 증가 등 부작용을 일으킬 수 있다. 이 새로운 남성 피임약은 테스토스테론을 억제하는 피임약의 이러한 부작용을 피할 수 있다고 연구팀은 강조했다. 군다 게오르그 교수는 “올해 3분기부터 인체 실험을 시작할 예정”이라며 5년 이내 남성 경구용 피임약이 시장에 출시될 수 있을 것으로 전망했다. 다만 영국 에든버러 대학의 리처드 앤더슨은 “쥐에게서 어떤 부작용도 관찰하지 못했지만, 그것이 사람에게서 안전하다는 것을 보장하지는 않는다”며 우려를 드러내기도 했다. 한편 연구팀은 이번 결과를 미국 화학학회(ACS) 봄 회의에서 발표할 예정이다. 해당 연구는 미국국립보건원과 비영리재단 남성피임이니셔티브(MCI)로부터 자금을 지원받았다.

밤낮 기온차가 큰 환절기가 되면 평소 건강해 보이던 중년 이후 남성 중 갑자기 사망했다는 소식이 종종 들린다. 돌연사의 원인은 심부전 같은 심장질환인 경우가 많다. 국내 연구진이 돌연사의 원인 심부전을 일으키는 체내 물질을 찾아냈다. 인제대 의대 심혈관대사질환센터 연구팀은 심장의 전기활동과 수축력을 조절하는 ‘세레블론’이라는 단백질의 새로운 기능을 규명했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘유럽 심장 저널’에 실렸다. 심부전은 심장 기능 저하로 신체에 혈액을 원활히 공급하지 못해서 생기는 질환으로 암에 이어 국내 사망률 2위에 이른다. 특히 매년 유병률이 늘어나고 건강수명을 단축시키는 고위험 질환이다. 문제는 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지 않아 심부전 자체를 치료하기 위한 방법은 없는 상황이다. 대부분 치료는 고지혈증, 고혈압 약물과 수술 요법으로 증상 개선만 이뤄지고 있다. 연구팀은 심부전 환자 심장에서 세포 내에서 특정 단백질 분해를 결정하고 다양한 세포 기능을 조절하는 세레블론 유전자 발현이 늘어나 있다는 점에 주목했다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 세레블론 단백질이 심장 수축력을 조절하는 칼슘 통로를 분해한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 세레블론 단백질 발현이 적은 생쥐는 심장 수축능력과 심장질환에 대한 저항성을 갖는다는 것도 확인했다. 김형규 인제대 의대 교수는 “심장질환자의 주요 사망원인은 심장 좌심실 수축능력이 저하되는 ‘좌심실 박출률 감소 심부전’(HFrEF)인데 이번 연구는 그 원인을 새로 밝혀냈다는 점에 의미가 크다”며 “세레블론-칼슘통로 신호전달체계 개선을 통해 심부전을 막아주는 새로운 치료제 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이것들을 연결해 주는 시냅스 100조개가 있는 신체 기관이 바로 ‘뇌’다. 뇌는 우주, 심해와 함께 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 뇌신경과학 연구가 활발해지면서 뇌에 대한 수수께끼가 하나둘 풀리고 있다. 달리기를 할 때 출발선에 서 있다가 신호와 함께 전력 질주를 하고, 신호등이 빨간불일 때는 멈춰 있다가 초록불이 켜지면 일제히 움직인다. ‘당연한 것 아냐’라고 생각할 수도 있겠지만 뇌과학 측면에서 본다면 두 상황 모두 뇌는 출발 호각소리나 초록불이란 특정 신호까지 실행(움직임)을 억제하고 있는 것이다. 미국, 영국, 호주, 중국, 네덜란드 등 5개국 과학자들은 계획을 외부 신호에 맞춰 실행할 수 있게 하는 뇌 신경망을 처음으로 발견했다고 20일 밝혔다. 이 연구에는 미국 하워드휴즈 의학연구소, 막스플랑크 플로리다 뇌과학연구소, 베일러의대, 국립정신보건연구소(NIMH), 앨런 신경역학연구소, 영국 런던대(UCL), 호주 퀸즐랜드대 뇌연구소, 중국 남방과기대, 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 소속 생물학자와 신경과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 15일자에 실렸다. 움직임을 제어하는 뇌 운동 피질은 움직임을 계획하는 단계와 실행하는 단계의 활동 패턴이 전혀 다르다는 것은 알려져 있었지만 무엇이 이런 패턴 전환을 가져오는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 수염을 건드린 뒤 특정 신호를 주면 오른쪽 먹잇감을 핥도록 하고, 수염을 건드리지 않고 신호만 주면 왼쪽을 핥도록 훈련시켰다. 연구팀은 실험을 하면서 생쥐의 뇌파를 측정했다. 실험 결과 신호를 받아 운동 계획을 실행할 때는 중뇌, 시상, 대뇌피질을 이어 주는 신경회로가 작동한다는 사실을 확인했다. 빛을 이용해 특정 신경회로를 통제할 수 있는 광유전학 기술로 이번에 발견한 신경회로 일부를 차단한 뒤 똑같은 실험을 했다. 신경회로 일부에 이상이 생기면 신호를 받아도 핥는 행동을 하지 않거나 신호를 받기 전에 핥는 행동을 하는 등 계획-실행 이상현상을 보이는 것이 관찰됐다. 카렐 스보보다 미국 하워드휴즈 의학연구소 교수는 “이번 연구로 운동 장애를 겪는 사람이 특정 상황을 신호로 여겨 운동 기능이 일시적으로 정상화되는 ‘역설적 운동신경증’을 설명할 수 있게 됐다”고 말했다. 하버드대 진화생물학과, 뇌과학연구센터 연구팀도 비슷한 연구를 수행해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 15일자에 발표했다. 악기 연주나 자전거 타기, 수영 같은 운동은 어릴 적 배워 놓으면 오랜 시간이 지난 뒤에도 금세 익숙하게 한다. 하버드대 연구팀은 흔히 ‘몸이 기억한다’고 하는 이런 학습 패턴에 대해 뇌는 어떤 식으로 작동하는지 의문을 품었다. 연구팀은 생쥐로 실험한 결과 복잡한 새로운 동작은 대뇌 운동피질-기저핵을 통해 학습된 뒤 시상을 거쳐 저장된다는 사실을 확인했다. 대뇌 운동피질이 손상되면 새로운 동작을 배우는 데 시간이 오래 걸리기는 하지만 학습은 가능하다. 그렇지만 기저핵이나 시상과 연결이 끊어질 경우는 학습한 동작을 다시 수행하지 못한다는 사실도 연구팀은 새로 확인했다. 스테판 볼프 메릴랜드대 교수(약리학)는 “이번 연구들은 뇌의 각 부위가 어떻게 학습과 실행을 통제하는지를 보여 주고 있다”며 “파킨슨병 같은 운동장애와 외상이나 뇌졸중 등으로 인한 뇌 부상의 환자들을 치료하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

과학기술의 발달로 암은 더 이상 불치의 병은 아니다. 그렇지만 여전히 예후가 좋지 않아 생존율이 낮은 암은 존재한다. 많은 과학자와 의학자들이 암환자의 생존율을 높이기 위한 노력을 기울이고 있다. 그 덕분에 암 치료는 외과수술, 화학항암제, 방사선 치료를 넘어 표적치료제, 면역치료제 등 다양한 치료법이 등장하고 있다. 국내 연구진이 방사선 치료와 표적 항암치료를 병행해 전이암까지 억제하는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 응용치료연구팀은 면역 활성을 억제해 암 치료를 방해하는 면역억제세포 발생을 감소시키고 방사선 치료 부위의 암세포 뿐만 아니라 전이암까지 제거할 수 있는 전신 항암면역치료 방법을 찾았다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’((Journal for immunotherapy of cancer)에 실렸다. 면역체계를 작동시켜 암세포를 제거하는 면역관문억제제 같은 면역치료제가 최근 등장해 방사선 치료와 함께 사용되면서 암 재발 및 전이를 막는 새로운 암치료 전략으로 많이 활용되고 있다. 그렇지만 면역관문억제제의 비용이 비싸고 일부 암에서는 치료 효과가 낮다는 단점이 있다. 연구팀은 면역세포 조절인자를 이용해 면역억제세포를 감소시키면 항암치료 효과가 높아진다는 점에 착안해 방사선 치료 후 나타나는 종양 내 면역억제세포 발생을 차단해 치료효과를 높이는 방법을 찾아나섰다. 연구 결과 연구팀은 새로 발굴한 신약후보물질을 방사선 치료와 병행하면 면역기능이 활성화돼 항암치료효과가 높아지는 것을 확인했다. 실제로 대장암을 유발시킨 생쥐 15마리에게 신약후보물질을 투여하고 방사선 치료를 함께 시행한 결과 모든 쥐에서 종양크기가 92.8%로 감소했고 특히 8마리에서는 종양세포가 완전히 사라진 것이 확인됐다. 또 암세포를 직접 파괴하는 항암면역 CD8 T림프구의 살상능력이 45.7%나 늘어나고 암세포에 대한 면역반응도 9.9%가 증가했다. 이 같은 효과는 방사선 치료, 신약후보물질만 투여했을 때보다 두 방법을 함께 사용했을 때 3~4배 증가하는 것을 확인했다.치료가 끝난 생쥐에게 다시 종양을 이식했을 때도 4주 정도 종양이 자라지 않는 것이 관찰됨으로써 장기간 항암효과 지속, 재발 억제효능이 있는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 김재성 원자력의학원 박사는 “이번 연구는 고형암 뿐만 아니라 치료가 쉽지 않은 전이암까지 방사선 항암치료효과를 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 찾았다는데 의미가 크다”며 “방사선병용 항암면역치료제 상용화 연구를 서둘러 난치암 환자들에게 치료혜택이 돌아갈 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 비만으로 인해 발생하는 성인당뇨를 잡을 수 있는 생체물질을 발견했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 비만이 당뇨로 연결되는 고리를 차단할 수 있는 유전물질을 찾아냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨’에 실렸다. 최근 들어 당뇨 판정을 받은 환자 중에 절반이 넘는 53.2%가 비만한 것으로 알려져 있다. 20~30대 젊은 당뇨환자가 증가하는 것도 비만 때문으로 분석되고 있다. 비만과 당뇨를 연결시키는 물질은 ‘엔도트로핀’이다. 엔도트로핀은 세포를 둘러싼 콜라겐에서 잘려져 나온 신호전달물질로 지방세포 주변 환경을 변화시켜 염증을 일으키고 조직을 딱딱하게 만들어 인슐린 저항성을 높인다. 연구팀은 일반인과 비만환자의 지방조직을 분석한 결과 엔도트로핀을 분리하는 단백 분해효소를 찾아내고 miRNA-29라는 물질이 단백분해 효소 합성을 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 또 HIF1a라는 단백질이 엔도트로핀 분비를 증가시킨다는 사실도 처음으로 밝혀냈다. HIF1a는 암처럼 세포의 과다 증식으로 산소가 부족한 환경일 때 합성된다. 연구팀은 고지방식을 먹여 비만을 유발시킨 생쥐의 지방조직에 miRNA-29를 투여하는 실험을 한 결과 세포의 염증, 섬유화, 인슐린 저항성이 개선되는 것이 관찰됐다. 특히 지방조직에서 HIF1a 단백질을 합성하지 못하도록 유전자 변형된 생쥐에게서 그 효과가 더 뚜렷하게 나타났다. 박지영 UNIST 교수는 “이 연구는 HIF1a 억제제를 miRNA-29와 병용 투여하면 세포 독성은 억제하고 치료 효과를 높일 수 있음을 보여주고 있다”며 “이 같은 치료 전략은 비만 관련 당뇨치료 뿐만 아니라 엔도트로핀 생성이 크게 증가한 간 섬유화, 간암, 유방암 등 다양한 염증성, 섬유화 질환에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

과거 암은 ‘불치의 병’으로 알려졌지만 여전히 치료가 쉽지 않은 암종들도 있기는 하지만 과학기술의 발달로 치료 및 관리가 가능한 질환으로 자리잡고 있다. 다양한 치료법이 나오고 있지만 외과수술, 화학항암제, 항암방사선 치료가 여전히 많이 쓰이고 있다. 문제는 항암치료법들이 암 조직 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하면서 탈모, 구토, 설사, 체중 감소 등 심각한 부작용들을 수반한다는 것이다. 이에 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 정상세포에서 손상을 주지 않고 부작용 없이 모든 종류의 암 치료에 적용할 수 있는 기술 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 22일자에 실렸다. 기존 항암치료법들이 부작용을 일으키는 것은 암세포 뿐만 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 연구팀이 개발한 신델라 기술은 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 이용해 암세포에만 존재하는 돌연변이 DNA의 이중나선을 골라서 잘라냄으로써 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있다. 기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 시도가 있었지만 각각의 암을 일으키는 돌연변이를 찾아 원인을 밝히고 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작해야 하기 때문에 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 생물정보학 분석을 통해 유방암, 결장암, 백혈병, 교모세포종 등 여러 암 세포주에서 정상세포에서는 발견되지 않는 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 연구팀은 이 돌연변이들을 표적으로 하는 크리스퍼 유전자 가위 ‘신델라’를 만든 뒤 생쥐 실험을 실시한 결과 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다는 것을 입증했다. 또 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다. 모든 암 형성 과정에서 공통으로 만들어지는 돌연변이의 DNA 이중나선을 자르기 때문에 암종에 상관없이 치료가 가능해졌다. 명경재 IBS 단장(UNIST 특훈교수)는 “이번 기술은 부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 기술을 개발한 것으로 암치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”며 “실제 암 환자에게서 채취한 암세포에 신델라 기술을 적용하는 실험을 하고 있으며 추가 연구를 통해 효율성을 높이고 상용화에 박차를 가할 것”이라고 설명했다.

흔히 자폐증이라고 불리는 자폐스펙트럼 장애는 영유아에게서 많이 나타나는 난치성 신경발달장애이다. 타인에 대한 관심 부족과 정서적 상호작용 부족 때문에 사회적 관계형성이 어렵고 반복된 행동과 제한된 관심 등이 대표적인 특징이다. 자폐증은 유전이나 환경적 요인 등 다양한 원인 때문에 발생하는 것으로 알려져 있지만 확실한 원인은 알려져 있지 않다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 최근 급증하고 있는 미세플라스틱이 자폐스펙트럼 장애를 일으키는데 중요한 요인이라는 사실을 처음 밝혀내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 연구팀은 미세플라스틱이 모체로부터 유전돼 자폐스펙트럼 장애를 유발시킬 수 있다는 것을 처음으로 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘인바이러먼트 인터내셔널’ 2월호에 실렸다. 연구팀은 태아기, 수유기, 청소년기, 장년기, 노년기 등 전 연령대의 생쥐에게 폴리에틸렌 미세플라스틱을 2~12주간 섭취하도록 했다. 폴리에틸렌은 폴리프로필렌과 함께 가장 많이 생산되는 플라스틱 종류로 열에 강해 주방용품이나 페트병의 원료로 쓰일 뿐만 아니라 각질제거와 세정효과를 위해 스크럽 제품에도 사용되고 있다. 연구팀은 미세플라스틱에 노출된 쥐의 행동실험과 뇌조직 분석, 장내미생물 분표 등 다양한 방법으로 분석했다. 특히 사회성 실험으로 알려진 3챔버테스트를 통해 미세플라스틱을 섭취한 생쥐들은 모든 연령대에서 사회성이 감소하고 강박적이고 반복적 행동이 증가하는 등 자폐스펙트럼 장애를 겪는 사람과 같은 모습이 관찰됐다. 3챔버테스트는 3개의 연결된 방에 낯선 쥐와 친한 쥐를 함꼐 넣은 뒤 어느 쪽으로 더 많이 움직이는지를 관찰해 상호작용 및 사회성 지수를 측정하는 동물행동 실험법이다. 실제로 사회성 지수는 미세플라스틱을 섭취한 생쥐는 일반 생쥐의 절반에도 못 미친 것으로 나타났다. 특히 2주간 미세플라스틱에 노출된 임신한 생쥐에게서 태어난 새끼쥐는 미세플라스틱이 유전돼 생후 4주만에 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나는 것이 관찰됐다. 뇌조직 분석 실험에서도 미세플라스틱이 파편 형태로 뇌에 축적된 것이 확인됐으며 자기공명분광법(MRS) 측정에서도 미세플라스틱이 뇌의 해마와 전두엽 피질에서 학습과 관련한 대사물질을 교란시키는 것이 관찰됐다. 뇌 유전자는 물론 장내미생물 분포도 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일하다는 것을 연구팀은 확인했다. 연구를 주도한 김진수 박사는 “플라스틱 사용이 급증하면서 배출되는 폐기물이 먹이사슬을 거쳐 사람의 몸 속에 들어와 축적된다는 사실은 여러 연구들에 의해 밝혀졌다”며 “이번 연구는 체내에 들어온 미세플라스틱이 자폐스펙트럼 장애 유발 원인이라는 사실을 밝혀낸 것으로 추가연구를 통해 다른 난치성 질환에 미치는 영향을 이어갈 것”이라고 설명했다.

건강검진을 받을 때 빠지지 않는 항목 중 하나가 초음파검사이다. 한·미 과학자들이 초음파의 강도를 높여 암조직을 제거하는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 일리노이대 공동연구팀은 고강도 집속 초음파 기술로 암세포를 괴사시킬 수 있는 방법을 찾았다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 초음파 진동으로 ‘메카노포어’라는 특수 설계한 화학분자를 원격 자극해 세포 안에서 활성산소가 발생하고 결국 세포가 괴사하는 원리를 활용했다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐의 세포에 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 주입하고 고강도 집속 초음파를 가했다. 그 결과 암세포 증식이 억제됐으며 초음파를 조사한지 72시간 내에 암 조직들이 괴사했다. 초음파 진동으로 메카노포어 분자 결합이 끊어져 자유 래디컬이 생기면서 산소와 반응해 활성산소가 만들어졌기 때문이다. 연구팀은 초음파로 발생하는 진동 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼만 보낼 수 있는 정밀제어 기술을 개발해 초음파 전달시간을 최소한으로 조절했다. 전달시간이 길어지면 초음파 진동이 마찰열을 발생시킬 수 있다. 기존 초음파 이용 암치료법은 열을 이용했지만 열을 이용할 경우 암 이외 정상조직도 손상될 가능성이 크다. 연구를 이끈 김건 UNIST 교수는 “이번 기술은 초음파가 의료영상 진단에만 국한되는 것이 아니라 기존 비수술 의료기술과 병행해 개복 없이 암을 치료하고 치료 효과도 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.

암 발생과 바이러스 감염에 관여하는 면역세포를 조절하는 ‘보이지 않는 손’ 단백질이 발견됐다. 포스텍 생명과학과, 성균관대 의대, 가톨릭대 의대, 캐나다 앨버타대 세포생물학과 공동연구팀은 면역 B 관련 세포를 조절하는 표적단백질 ‘가피쿠아’(CIC)를 발견했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. B세포는 독감 바이러스 감염이나 암 발생과 밀접하게 관련된 면역세포이다. 이 세포는 바이러스 감염을 막기 위해 항체를 만들지만 과다하면 오히려 암을 자라게 만든다. B세포는 태아 단계에서 만들어지는 B-1 세포와 태어난 뒤 골수에서 만들어지는 B-2 세포로 구분된다. 특히 B-1은 태어난 뒤에는 더 이상 만들어지지 않는데 그 이유에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 가키쿠아 단백질도 B-1세포처럼 태아와 출생 후 변화가 크다는 점에 착안했다. 연구팀은 가키쿠아 단백질을 억제한 생쥐로 실험을 실시한 결과 CIC가 없는 쥐는 정상적인 쥐보다 B-1세포가 B-2보다 더 많은 것이 관찰됐다. 태아 시기에는 적지만 성장 과정에서 늘어나는 CIC가 B세포 형성에 관여하며 두 세포의 균형 유지에 관여한다는 것이다. 이윤태 포스텍 생명과학과 교수는 “B-1 세포는 독감 바이러스나 암 발생과 관련된 세포이기 때문에 이 표적 단백질을 이용하면 감염을 차단하거나 새로운 항암 면역기술을 개발하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

 1994년 록펠러 대학의 제프리 프리드만 교수는 생쥐를 뚱뚱하게 만드는 유전자 돌연변이를 발견했다. 이 생쥐들은 식욕을 억제하고 대사를 촉진하는 호르몬이 제대로 분비되지 않아 뚱뚱해졌다. 이 물질의 이름은 렙틴(leptin)으로 명명됐다. 과학자들은 렙틴이 사람에서도 식욕과 대사를 조절한다는 사실을 발견하고 비만 치료에 획기적인 돌파구가 열었다고 생각했다. 혈당을 조절하는 인슐린처럼 렙틴으로 식욕을 조절하면 체중을 쉽게 조절할 수 있다고 본 것이다.  하지만 현실은 달랐다. 비만 환자는 렙틴 자체가 부족한 것이 아니라 렙틴에 대한 저항성이 있어 제 역할을 못 하는 것이 문제였다. 당뇨 환자는 인슐린 저항성이 있더라도 인슐린을 투여하면 혈당이 떨어지는 반면 비만 환자는 렙틴 저항성이 매우 강해 렙틴만으로는 식욕을 조절하기 어려웠다.  이후 비만 치료제를 개발하기 위해 많은 연구가 이뤄지면서 새로운 신약이 개발되기는 했지만, 여전히 비만은 약물만으로 치료하기 어려운 질병으로 손꼽힌다. 따라서 과학자들은 더 효과적인 비만 치료제 개발을 위해 렙틴 저항성을 줄일 수 있는 물질을 연구했다. 최근 미시간 대학의 연구팀은 이 문제에 대한 새로운 돌파구를 발견했다.  연구팀은 렙틴이 작용하는데 필요한 물질을 연구하던 중 지방 세포에서 만들어지는 HDAC6 (histone deacetylase 6)라는 물질에 주목했다. 이 호르몬은 렙틴 저항성이 있는 쥐에서 렙틴 감수성을 높이고 체중을 줄였다. 고지방 식이로 뚱뚱하게 만든 실험용 쥐로 연구한 결과 HDAC6는 체중을 25%나 감소시켰다. 반면 유전자 조작을 통해 렙틴을 분비하지 못하게 만든 쥐는 HDAC6를 투여해도 체중이나 식욕에 변화가 없었다. 렙틴 저항성을 개선해서 체중을 조절한다는 증거다.  HDAC6가 사람에서도 특별한 부작용 없이 렙틴 저항성을 줄이고 체중도 조절할 수 있는지는 앞으로 더 많은 연구가 필요한 부분이다. 그러나 렙틴이 발견된 지 거의 30년 만에 렙틴 저항성을 해결할 수 있는 돌파구를 시사했다는 점에서 주목된다. 이 연구는 네이처 자매지인 네이처 대사 (Nature Metabolism) 최신호에 발표됐다.

1994년 록펠러 대학의 제프리 프리드만 교수는 생쥐를 뚱뚱하게 만드는 유전자 돌연변이를 발견했다. 이 생쥐들은 식욕을 억제하고 대사를 촉진하는 호르몬이 제대로 분비되지 않아 뚱뚱해졌다. 이 물질의 이름은 렙틴(leptin)으로 명명됐다. 과학자들은 렙틴이 사람에서도 식욕과 대사를 조절한다는 사실을 발견하고 비만 치료에 획기적인 돌파구가 열었다고 생각했다. 혈당을 조절하는 인슐린처럼 렙틴으로 식욕을 조절하면 체중을 쉽게 조절할 수 있다고 본 것이다.  하지만 현실은 달랐다. 비만 환자는 렙틴 자체가 부족한 것이 아니라 렙틴에 대한 저항성이 있어 제 역할을 못 하는 것이 문제였다. 당뇨 환자는 인슐린 저항성이 있더라도 인슐린을 투여하면 혈당이 떨어지는 반면 비만 환자는 렙틴 저항성이 매우 강해 렙틴만으로는 식욕을 조절하기 어려웠다.  이후 비만 치료제를 개발하기 위해 많은 연구가 이뤄지면서 새로운 신약이 개발되기는 했지만, 여전히 비만은 약물만으로 치료하기 어려운 질병으로 손꼽힌다. 따라서 과학자들은 더 효과적인 비만 치료제 개발을 위해 렙틴 저항성을 줄일 수 있는 물질을 연구했다. 최근 미시간 대학의 연구팀은 이 문제에 대한 새로운 돌파구를 발견했다.  연구팀은 렙틴이 작용하는데 필요한 물질을 연구하던 중 지방 세포에서 만들어지는 HDAC6 (histone deacetylase 6)라는 물질에 주목했다. 이 호르몬은 렙틴 저항성이 있는 쥐에서 렙틴 감수성을 높이고 체중을 줄였다. 고지방 식이로 뚱뚱하게 만든 실험용 쥐로 연구한 결과 HDAC6는 체중을 25%나 감소시켰다. 반면 유전자 조작을 통해 렙틴을 분비하지 못하게 만든 쥐는 HDAC6를 투여해도 체중이나 식욕에 변화가 없었다. 렙틴 저항성을 개선해서 체중을 조절한다는 증거다.  HDAC6가 사람에서도 특별한 부작용 없이 렙틴 저항성을 줄이고 체중도 조절할 수 있는지는 앞으로 더 많은 연구가 필요한 부분이다. 그러나 렙틴이 발견된 지 거의 30년 만에 렙틴 저항성을 해결할 수 있는 돌파구를 시사했다는 점에서 주목된다. 이 연구는 네이처 자매지인 네이처 대사 (Nature Metabolism) 최신호에 발표됐다.

국내 연구진이 무당개구리의 피부세포로 호흡기 독성물질을 탐지할 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 호흡기 질환 연구에서 동물실험을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 환경부 국립생물자원관, 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 국내 자생 무당개구리의 배해 섬모상피세포로 호흡기 독성물질을 탐지할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 섬모는 포유류는 기관지 안쪽 표면, 양서류는 피부나 세포 표면에 돋아있는 기관으로 섬모상피세포는 비강, 후두, 기관지 등 표면에서 유래한 세포를 말한다. 유럽연합(UN)은 2010년 실험동물보호지침을 만들어 동물실험을 엄격히 규제하고 있고 미국도 2035년부터 의학 및 생물학 실험에서 동물실험을 원칙적으로 금지하는 등 실험대상 동물을 세포나 장기유사체(오가노이드)로 대체하는 분위기이다. 이에 연구팀은 동물실험을 대체할 수 있는 방법을 찾던 중 자생 무당개구리의 배아 섬모가 독성물질에 민감하게 반응한다는데 착안했다. 연구팀은 지난해 3월부터 벤젠, 포름알데하이드, 과불화옥탄술폰산, 아황산가스 호흡기독성물질 4종을 형광입자로 처리한 뒤 무당개구리 섬모에서 분리한 섬모상피세포가 형광입자에 어떻게 반응하는지를 관찰해 세포 독성 민감도를 관찰했다. 그 결과 무당개구리 섬모상피세포는 호흡기 독성물질 4종에 대한 민감도가 약 1.7~3.8배 높은 것으로 나타났다. 이 정도의 민감도는 사람의 구강세포에서 반응과 비슷해 호흡기 질환 연구에도 충분히 사용할 수 있는 수준인 것으로 확인됐다. 이병희 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “이번 연구는 대기오염물질로 유발되는 호흡기 질환 연구에 많이 쓰이는 설치류를 이용한 동물실험을 대체할 수 있을 것”이라고 전망했다.

암은 더이상 불치의 병으로 인식되고 있지는 않지만 여전히 치료가 쉽지 않은 질병이다. 이 때문에 많은 연구자들이 정상조직은 놔두고 암조직만 효과적으로 제거할 수 있는 방법을 찾고 있다. 국내 연구진이 마치 ‘자객’처럼 암조직으로 숨어들어간 뒤 집중적으로 공격해 암을 없애는 방법을 찾았다. 포스텍 화학과 연구팀은 생체단백질 ‘알부민’과 일산화질소 전구물질을 이용한 암치료 약물을 개발했다고 17일 밝혔다. 전구물질은 신체 내로 들어가 대사과정을 거쳐야만 효과가 나타나는 물질을 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 일산화질소는 몸 속에서 다양한 생체 기능을 유도할 수 있어 이를 질병치료에 활용하려는 연구들이 많았다. 그런데 지금까지 개발된 일산화질소 약물은 분자의 구조적 불안정성으로 원하는 목표에 도달하기 전에 분해돼 치료 효과가 거의 없는 것으로 알려졌다. 연구팀은 림프절로 빠르게 이동하는 알부민을 활용해 일산화질소 전구약물이 림프절을 타고 암세포까지 빠르게 이동하도록 했다. 알부민을 타고 이동한 전구물질은 암세포로 이동한 뒤 암세포에 도달한 뒤 일산화질소가 방출돼 치료한다. 이번에 개발된 일산화질소 약물은 이전과 달리 액체와 닿아도 저절로 분해되지 않는다. 또 알부민은 몸속에 존재하는 단백질이라는 장점도 있다. 실제로 이번에 개발한 약물을 이용해 암을 유발시킨 생쥐에게 적용한 결과 암세포 무게가 30분의1로 줄었고 생존율도 치료받지 않은 생쥐보다 85%나 높았다. 연구를 이끈 김원종 포스텍 교수는 “이번 기술은 일산화질소의 부작용은 최소화하고 치료효과는 극대화할 수 있는 것으로 암 뿐만 아니라 자가면역질환, 난치성 신경질환, 감염성 질환 등을 예방하고 치료하는데도 활용 가능할 것”이라고 설명했다.

코로나19이 전 세계에 확산된지 3년째에 접어들고 있다. 2020년 초부터 각종 통계를 보면 코로나19는 특히 고령 감염자들에게 치명적이다. 그렇지만 아직 고령층에 치명적인 이유에 대해서는 명확히 규명되지는 않고 있다. 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 신변종바이러스연구센터는 고령층 코로나19 감염자의 중증도와 전파율이 저연령 감염자보다 높다는 사실을 동물실험으로 보여줬다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 10일자에 실렸다. 연구팀은 족제비과 포유류인 페렛을 생후 6개월 이하, 1~2살, 3살 이상으로 나눈 뒤 코로나19 바이러스에 감염시킨 뒤 병원성을 비교했다. 페렛은 사람과 호흡기 구조가 유사해 바이러스에 감염됐을 때 인체에서 일어나는 발열, 재채기, 콧물, 활동성 저하 같은 임상증상이 똑같이 나타난다. 이 때문에 생쥐, 영장류와 함께 인체감염 실험 동물모델로 많이 쓰인다. 분석 결과 나이가 어린 페렛은 감염을 통해 병을 일으키는 병원성과 증식성이 낮아 밀접 접촉한 다른 동물로 바이러스를 많이 전파시키지 않았다. 그렇지만 고연령 페렛은 증식성이 높아 다른 동물로 전파율이 매우 높고 폐에서 바이러스 RNA 양성세포가 다수 검출되고 중증 폐병병이 나타나는 등 중증도도 높았다. 또 연구팀은 RNA 염기서열분석 기법으로 감염된 폐조직의 유전자 발현 양상도 분석했다. 저연령 페렛에서는 빠른 면역반응 후 손상된 조직 재생을 위해 다양한 유전자가 발현됐다. 그렇지만 고연령 페렛에서는 감염 초기부터 염증성 사이토카인 발현이 현저하게 증가해 바이러스 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하고 면역세포도 지나치게 활성화돼 심각한 염증을 유도했다. 연구팀은 고연령의 코로나 감염 페렛과 중증 환자의 유전체를 비교분석한 결과 사이토카인과 면역세포를 과활성화시켜 중증질환을 일으킨다는 사실을 확인하고 바이러스 전파율과 병원성이 모두 높게 나타난다는 사실을 입증했다. 최영기 신변종바이러스연구센터장(충북대 의대 교수)는 “숙주 연령에 따라 코로나19 바이러스의 병원성과 전파율이 큰 차이를 보인다는 것을 실험적으로 증명한 것은 이번이 처음”이라며 “이번 결과는 중증 및 고령환자 맞춤형 코로나19 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

2019년 11월 말 중국 우한에서 시작된 코로나19가 전 세계로 확산된 지 3년째로 접어들었다. 그동안 과학자들의 노력 덕에 코로나19 바이러스에 대한 많은 궁금증들이 풀렸지만 여전히 수수께끼로 남아 있는 부분은 이 바이러스가 어디서 시작됐느냐 하는 ‘바이러스의 기원’이다. 코로나19 확산 초부터 제기됐던 의혹 중 하나는 중국 우한 국가바이러스 연구소에서 유출됐다는 것이다. 그렇지만 세계보건기구(WHO)가 지난해 초 중국에서 4주간 코로나19 기원에 관한 조사를 한 뒤 “코로나19가 실험실에서 유출됐을 가능성은 극히 낮고 박쥐가 갖고 있던 바이러스가 중간 숙주 동물을 거쳐 인간에게 옮겨 왔을 가능성이 크다”는 결론을 내렸다. 그렇지만 구체적 증거를 제시하지 못해 의혹은 완전히 사라지지 않고 있다.이런 가운데 영국, 남아프리카공화국, 독일, 미국 출신의 생물학자와 의과학자, 사회과학자들로 이뤄진 공동연구팀은 세계 곳곳에서 바이러스 학자들이 실험실 수준에서 연구하는 ‘자가 확산 바이러스’(self-spreading virus)의 위험성을 경고한 연구 결과를 냈다. 이번 공동연구에는 영국 킹스칼리지런던대 국제보건·사회의학과, 런던 열대위생의학대학원 감염병역학과, 남아공 케이프타운대 분자·세포생물학과, 독일 연방 자연보전청(BfN), 막스플랑크 진화생물학연구소 진화유전학과, 미국 사우스캘리포니아대 정치·국제관계학과 연구자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘사이언스’ 1월 7일자에 실렸다. 1980년 노벨화학상을 수상한 폴 버그 미국 스탠퍼드대 교수가 1972년 재조합 DNA를 만드는 데 성공하자 영국 분자생물학자인 노린 머리와 케네스 머리 부부는 이 방법으로 1974년에 세계 최초로 복제와 감염이 가능한 유전자 변형 바이러스를 개발했다. 2개월 뒤에는 미국 분자유전학자 로널드 데이비스 스탠퍼드대 교수도 유전자 변형 바이러스를 탄생시켰고, 이후 많은 연구자들이 실험실에서 변형 바이러스를 이용해 연구를 하고 있다. 1980년대 호주에서는 실험실에서 만든 자가 확산 바이러스로 여우, 생쥐, 토끼 같은 야생동물 개체수를 줄이거나 질병을 퍼뜨리지 못하도록 하는 방법을 연구해 일부 성공했다. 2000년에는 스페인 과학자들이 스페인 연안 작은 섬에서 자가 확산 바이러스로 만든 백신을 접종한 토끼와 접종하지 않은 토끼를 풀어놓고 30일 뒤 백신 미접종 토끼들을 잡아 조사한 결과 절반 이상에서 항체가 형성된 것을 관찰했다. 그렇지만 유럽의약품안전청(EMA)에서는 이 동물백신 사용을 불허했다. 지난해 9월에는 사스, 메르스, 코로나19 등 인간에게 치명적인 바이러스들을 갖고 있는 박쥐들에게 바이러스를 재조합해 만든 자가 확산 백신을 접종해야 한다는 주장과 실험이 담긴 논문이 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화’에 실렸다. 그렇지만 이번 연구팀은 숙주에서 숙주로 이동하는 자가 확산 바이러스가 실험실에서는 제대로 통제되더라도 외부 환경에 노출되면 생물학적 특성이 변이될 가능성이 매우 크다고 지적했다. 특히 자가 확산 바이러스를 이용한 백신이 기존 백신과 달리 집단 내에 항체를 빠르게 형성할 수 있을 것이라는 기대와 가능성도 있지만 숙주 간 이동 과정에서 치명적인 변이를 일으킬 가능성이 더 크다고 설명했다. 이번 연구를 이끈 영국 킹스칼리지런던대 필리파 렌초스 교수는 “실험실에서 만들어진 자가 확산 바이러스의 사용에 대해 생물학적 안전성이나 윤리적 문제는 지나치게 과소평가돼 있다”고 지적했다.

1970년대 미국에서는 베트남전 참전 후 귀국한 군인들 중에서 우울증과 불안장애를 겪거나 과도한 폭력성향을 보이는 이들이 증가했다. 이전까지는 전투피로증으로 알려져 있지만 베트남전 이후 정신과학계에서는 ‘외상후스트레스장애’(PTSD)라는 신경정신과질환으로 구분하기 시작했다. PTSD는 전쟁 뿐만 아니라 대형사고, 자연재해를 만나거나 가정 및 학교폭력, 학대 등으로 인해 심각한 사건을 경험한 뒤 나타나는 것으로 알려졌다. 충격적이고 잊고 싶은 기억이 반복적으로 떠오르면서 정상적인 사회생활을 방해하고 알콜중독이나 우울증, 조현병 등으로 발전될 가능성이 크다. 이 때문에 많은 과학자들은 잊고싶은 충격적인 기억을 지울 수 있는 방법을 연구하고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 잊고 싶은 공포기억을 조절할 수 있는 새로운 방법을 찾았다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 연구진은 뇌신경회로 내 억제성 시냅스 기능이 공포기억 형성에 관여하고 이를 조절할 수 있는 단백질을 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘생물 정신과학’ 지난해 12월 31일자에 실렸다. PTSD는 남성 20명중 1명, 여성은 10명중 1명 꼴로 경험하는 의외로 흔한 신경질환이다. 그렇지만 현재는 인지행동치료와 선택적 세로토닌 재흡수 차단제 계통의 우울증 약물치료가 병행되고 있을 뿐 PTSD를 직접 치료할 수 있는 방법은 없다. 연구팀은 기억에 관여하는 해마 안쪽 흥분성신경세포에서 특정 단백질의 활성을 조절할 수 있는 생쥐를 이용해 실험을 했다. 그 결과, IQSEC3라는 단백질 활성을 억제하면 해마 신경세포의 억제성 시냅스 숫자, 신경전달, 장기가소성이 감소하는 것이 확인됐다. PTSD의 주요 원인인 충격적이고 나쁜 기억을 IQSEC3 단백질을 이용해 조절할 수 있다는 사실을 알게 된 것이다. 연구를 이끈 엄지원 DGIST 교수는 “이번 연구는 공포기억 형성을 매개하는 핵심인자를 밝혀내 PTSD를 수반하는 뇌질환의 신규 치료전략으로 활용하는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다.

코로나19를 비롯해 이후 발생할 수 있는 신·변종 감염병의 대응역량을 높이기 위해 정부출연연구기관, 대학, 기업이 역량을 모으기로 했다. 과학기술정보통신부는 20일 코로나19 대응을 위해 한시적으로 운영했던 연구협력체계를 지속화하고 신변종 감염병 대응 주요 연구기관의 협력을 강화하기 위해 대전 한국화학연구원에서 ‘감염병 기초·원천 R&D 협력 생태계 조성’ 업무협약을 맺었다. 바이러스 연구협력협의체는 지난 7월 개소한 기초과학연구원(IBS) 산하 한국바이러스기초연구소를 중심으로 바이러스 감염병을 연구하는 대학과 정부출연연구기관이 참여해 연구역량을 결집하고 감염병 공동연구 기획과 연구개발 전략수립 등을 위한 싱크탱크 역할을 할 계획이다. 특히 기업과 방역기관과 활발한 소통을 통해 기초연구 성과가 방역현장에서 활용될 수 있도록 할 방침이다. 이를 위해 생명공학연구원은 동물모델 개발과 타겟발굴에 주력하고 화학연구원은 후보물질 발굴, 약물 최적화, 기계연구원, 표준과학연구원, 과학기술연구원(KIST)는 인공지능과 빅데이터 등 첨단기술을 접목하고 분야간 융합, 약물 성능 개선 연구에 나설 예정이다. 파스퇴르연구소는 약물스크리닝과 중개연구에 나서고 대학은 정부출연연이 하지 못하는 기초기술과 장기연구에 나서게 된다.이와 함께 감염병 치료제와 백신 개발에 반드시 필요한 전임상시험(동물실험)을 상시적이고 총괄적으로 지원하기 위한 국가 전임상시험 지원센터도 출범시킬 계획이다. 지원센터 산하에는 4개의 연구센터를 두게 된다. 기초유효성평가센터는 실험실 수준연구의 유효성을 평가하고 소동물실험센터는 생쥐, 햄스터, 페럿 등 소·중형 동물모델의 유효성 평가, 영장류실험센터는 붉은털원숭이, 게잡이원숭이 등 영장류를 이용한 유효성 평가, 독성평가센터는 독성과 안전성 약리평가시험을 수행하게 된다. 이와 함꼐 대학과 기업들도 단계별로 참여하도록 해 기초부터 전임상까지 감염병 기초·원천연구 전주기에 걸쳐 연구협력 생태계를 조성하는데 적극 지원할 계획이다. 고서곤 과기부 연구개발정책실장은 “언제 발생할지 모르는 감염병에 신속 대응하기 위해서는 감염병 전반에 대한 기초·원천 연구역량을 선제적으로 확보하는 것이 필요하다”며 “이번 협약으로 정부-대학-기업의 연구 3각주체의 협력이 활성화되고 연구역량을 강화하는데도 도움이 될 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 알츠하이머 치매를 초음파로 치료하는 방법을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 연구팀은 초음파를 이용한 뇌자극으로 알츠하이머의 원인 물질로 알려진 베타 아밀로이드 단백질 축적을 줄이고 뇌신경의 연결성을 개선할 수 있다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘중개 신경퇴화’(Translational Neurodegeneration)에 12월 7일자로 실렸다. 백세시대가 되면서 많은 사람들이 건강하게 노년을 보내는 것에 관심이 높아지고 있다. 과거 불치의 병이라고 불렸던 암의 경우 과학기술의 발달로 관리가능한 질병이 되고 있지만 치매는 여전히 수수께끼의 영역으로 남아 품위있는 노년을 방해하는 주요 원인이 되고 있다. 특히 치매의 60~70%를 차지하는 알츠하이머는 베타아밀로이드, 타우단백질이 뇌에 축적되면서 신경퇴행, 인지기능 저하를 유발시키는 질병이다. 이에 많은 연구진이 베타아밀로이드 단백질 축적을 차단하기 위해 알츠하이머 치료제 개발에 나서고 있지만 큰 진전을 보이지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 약물 대신 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 감마파에 해당하는 40㎐(헤르츠)의 초음파로 자극하는 실험을 했다. 생쥐 머리 양 옆에 초음파 발생 패드를 부착한 뒤 자유롭게 움직일 수 있는 상태에서 하루 2시간씩 2주간 초음파 자극을 시행한 것이다. 그 결과 뇌 속 베타 아밀로이드 축적수치가 감소한 것이 확인됐으며 40㎐ 대역의 뇌파가 증가한 것이 확인됐다. 이는 뇌신경회로가 활성화되면서 뇌 기능이 향상됐다는 것을 의미한다. 이번 연구는 기존의 약물치료의 한계를 넘어설 수 있는 방법으로 주목받고 있으며 임상적 활용 가능성도 높은 것으로 평가받고 있다. 김태 GIST 교수는 “이번 연구는 약물을 사용하지 않고 바늘이나 메스를 뇌에 직접 대지 않는 비침습적 방법으로 베타 아밀로이드 단백질을 감소시킬 수 있어 사람을 대상으로 한 임상시험을 거쳐 빠른 시일 내에 활용될 수 있도록 추가 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

코로나19 상황이 길어지면서 배달 음식을 이용하는 인구가 늘었다. 그로 인해 일회용 플라스틱용품 사용도 급격히 증가해 환경오염에 대한 우려가 그 어느 때보다 커지고 있다. 환경부를 중심으로 정부가 다회용기 사용을 독려하는 것도 이 때문이다. 이런 상황에서 한국생명공학연구원 희귀난치질환연구센터를 중심으로 한 공동연구팀은 미세플라스틱보다 더 잘게 쪼개진 초미세플라스틱(나노플라스틱)이 세대를 넘어 유전될 수 있고 자손의 뇌 발달에 문제를 일으킬 수 있다고 14일 밝혔다. 과학기술연합대학원대학교(UST), 건국대, 포스텍, 안전성평가연구소 과학자들이 참여한 이번 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘위험물질 저널’(Journal of Hazardous Materials)에 실렸다. 미세플라스틱은 5㎜ 미만의 플라스틱 조각, 초미세플라스틱은 더 잘게 쪼개져 1마이크로미터(㎛) 이하로 분류한다. 미세플라스틱은 기본적으로 크기가 작아 하수처리시설에 걸러지지 않고 바다, 하천으로 유입된다. 물고기가 이를 먹이로 착각해 섭취하고 인간이 그 물고기를 먹으면서 피해를 입게 된다. 미세플라스틱의 세대 간 전이와 뇌 발달에 미치는 영향에 대해서는 명확히 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 초미세플라스틱이 출산 후 모유 수유를 통해 자손으로 전달된다는 사실이 확인됐다. 또 태어난 자손의 여러 장기에 미세플라스틱이 축적되고 뇌 조직에서도 발견됐다. 특히 학습, 기억에 관여하는 뇌의 해마 영역에서 뇌 신경세포 형성을 담당하는 신경줄기세포의 숫자가 눈에 띄게 감소된 것이 발견됐다. 행동실험에서도 미세플라스틱을 섭취한 모체에서 태어난 새끼들은 기억력, 판단력 등 인지능력과 운동능력이 현저하게 떨어진다는 것도 확인됐다. 연구를 이끈 이다용 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 생쥐를 이용한 실험이지만 초미세플라스틱이 세대를 거쳐 자손에게 전달되는 경로와 분포를 처음으로 규명하고 지속적으로 노출이 될 경우 자손의 뇌 발달 이상을 유발할 수 있다는 가능성을 제시했다”고 설명했다.