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.

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.

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.

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.

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.

코골이가 심한 사람은 잠을 오래 자더라도 개운한 느낌이 없다고 말합니다. 코골이는 수면 중 여러 원인으로 좁아진 기도로 공기가 지나가면서 코, 연구개, 목젖 등 주변 부드러운 구조물을 진동시키면서 소리가 나는 현상입니다. 문제는 코골이가 심해지면 수면 중 일시적으로 호흡을 멈추는 수면무호흡증이 동반된다는 점입니다. 수면무호흡증이 있으면 잠자는 시간이 길더라도 뇌에 산소가 충분히 전달되지 않아 만성 피로와 주간 졸음증, 고혈압, 뇌졸중 등을 유발할 수 있다고 합니다. 미국 신시내티 아동병원, 신시내티대 의대, 켄터키대, 포르투갈 코임브라대 공동 연구팀은 ‘수면무호흡증은 혈중 산소 농도를 낮춰 유전자 변형까지 일으킨다’고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 31일자에 실렸습니다. 수면무호흡증은 폐쇄성 수면무호흡증, 중추형 수면무호흡증, 혼합형 수면무호흡증이 있습니다. 폐쇄성 수면무호흡증은 상부 기도가 막혀 잠자는 동안 숨이 반복적으로 정지되는 증상입니다. 가장 흔하게 볼 수 있는 형태로 심혈관, 호흡기, 신경계 합병증 위험을 높이는 것으로 알려져 있습니다. 전 세계 10억명 이상이 폐쇄성 수면무호흡증을 앓고 있다고도 합니다. 인체 유전자는 신체 일주기 유전자 활동에 반응하고 혈중 산소 농도에 영향을 받기도 합니다. 연구팀은 수면무호흡증이 유전자에 어떤 영향을 미치는지 파악하기 위해 생쥐를 간헐적 저산소 상태에 노출하고 폐, 간, 신장, 근육, 심장, 소뇌 등 6개 조직에서 유전자 변화를 분석했습니다. 그 결과 간헐적 저산소증은 신체의 일주기 시계를 교란해 폐 유전자의 74%, 심장 유전자의 66.9%에 영향을 미치는 것으로 확인됐습니다. 폐와 심장만큼은 아니지만 간, 신장, 소뇌, 근육에도 영향을 미치는 것으로 조사됐습니다. 수면무호흡증으로 인한 간헐적 저산소증이 오랫동안 지속될 경우 유전자 변형이 발생해 장기 손상으로 이어질 수 있다고 연구팀은 설명했습니다. 수면무호흡증이 뇌 부피를 감소시켜 알츠하이머 치매를 더 쉽게 유발할 수 있다는 연구 결과도 있습니다. 의학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 6월 1일자에 발표된 프랑스 국립보건의료연구소 연구팀의 실험입니다. 연구팀은 기억력에 문제가 없는 60~70대 남녀 122명을 대상으로 수면무호흡증 여부를 조사하고 자기공명영상(MRI) 촬영으로 뇌 형태와 용량을 조사하고 기억력도 측정했습니다. 그 결과 수면무호흡증이 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 뇌 내측 측두엽 부위 용적이 감소하고 기억력에 관여하는 해마의 부피도 줄어드는 것으로 나타났습니다. 수면무호흡증이 심한 사람은 기억력 점수도 시간이 지날수록 점점 떨어지는 것으로 조사됐습니다. 코골이는 수면무호흡증의 초기 증상이라 할 수 있습니다. 옆으로 누워 자거나 규칙적인 운동을 하는 등 수면 방법과 생활 습관을 바꾸는 것이 코골이를 고치는 데 도움이 된다고도 합니다. 이런 방법으로도 코골이가 줄지 않거나 최근 코골이가 더 심해졌다고 생각한다면 건강을 위해서라도 병원을 찾아보는 것이 좋을 듯합니다.

업무 스트레스, 학업 스트레스, 대인 스트레스……. 복잡하고 빠르게 변하는 사회를 사는 현대인은 여러 가지 스트레스에 노출돼 있다. 스트레스를 잘 극복하는 사람이 있는가 하면 힘들어하는 이들도 적지 않다. 그중에는 스트레스를 받으면 아랫배가 불편한 증상과 함께 변비와 설사가 지속되는 증상을 호소하는 사람도 많다. 한 통계에 따르면 현대인의 10~15%에게 스트레스로 인한 장 질환이 나타나고 있으며 미국에서는 감기에 이어 과민대장 증후군이 결근 원인 2위로 꼽힌다고도 하다. 과학자들이 스트레스와 장 질환의 관계를 찾아 나섰다. 미국, 독일, 네덜란드 공동 연구팀은 뇌에서 보낸 신호가 장의 신경세포로 전달돼 염증성 화학물질을 방출한다고 28일 밝혔다. 이번 연구에는 미국 펜실베니아대 의대, 필라델피아 아동병원, 필라델피아 아동병원 연구소, 독일 프라이부르크대, 네덜란드 마스트리히트대 메디컬센터, 자우더란트 메디컬센터 의학자, 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’ 5월 25일자에 실렸다. 염증성 장 질환은 복통, 설사, 피로 증상을 유발한다. 대표적인 염증성 장 질환으로는 궤양성 대장염과 크론병이 있다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 염증성 장 질환과 스트레스의 연관성을 추적한 결과 스트레스가 급증하면 뇌는 부신에 신호를 보내고 부신은 당질코르티코이드라는 화학물질을 방출한다는 사실을 확인했다. 당질코르티코이드가 장의 신경세포와 장의 신경세포들을 연결하는 교세포에 작용해 염증을 유발한다는 설명이다. 당질코르티코이드로 인해 신경 교세포 일부에서 면역 물질을 방출하는데 병원균이 없는 상황에서는 정상 세포를 공격해 장 염증을 일으킨다. 이번 연구는 염증성 장 질환을 넘어 유사한 신호 경로를 통해 피부와 폐에 발생하는 염증성 질환을 치료하는 데도 도움을 줄 것으로 기대된다. 연구를 이끈 크리스토프 타이스 미국 펜실베니아대 의대 교수(미생물학)는 “그동안 장 질환 치료에서는 환자의 심리적 상태를 무시했다”라며 “이번 연구는 만성 스트레스가 어떻게 신체 질병으로 이어지는지를 보여줘 스트레스 수준을 관리하는 것이 염증성 장 질환 치료에 도움이 된다는 것을 보여준다”라고 설명했다.

기억은 사람이나 동물이 경험한 바를 특정 형태로 저장했다가 필요할 때 재생하거나 재구성하는 현상이다. 외부 자극에 오래전 겪은 일을 떠올릴 수 있는 것도 ‘기억’ 덕이다. 그런데 어떤 사실은 물론 사물이나 사람의 이름을 떠올리지 못하거나 과거 경험을 재생하기 힘든 상태를 겪는 경우가 있다. ‘기억 장애’ 탓이다. 치매는 나이가 들면서 나타나는 대표적인 기억 장애 현상이다. 치매 원인의 약 70% 이상을 차지하는 것이 알츠하이머인데 발병 메커니즘이 명확히 밝혀지지 않아 치료법이나 예방법도 없다. 이런 상황에서 콜롬비아, 미국, 독일 3개국 공동 연구팀은 알츠하이머를 예방할 뿐만 아니라 스스로 회복할 수 있는 유전적 변이를 발견했다고 17일 밝혔다. 연구에는 콜롬비아 안티오키아대 의대, 미국 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원, 로스앤젤레스아동병원, 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB), 서던캘리포니아대 의대, 브리검여성병원, 애리조나주립대, 애리조나대, 응용유전체학연구소, 독일 함부르크에펜도르프 대학병원 연구자들이 참여했다. 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디신’ 5월 16일자에 실렸다. 연구팀은 파이사 돌연변이라고 불리는 ‘프레세닐린-1-E280A’ 변이유전자로 생기는 유전성 알츠하이머(ADAD)로 고통받는 가문을 분석했다. ADAD는 콜롬비아의 특정 지역에서 주로 발견되는 것으로 알려져 있다. 파이사 돌연변이를 가진 사람은 44세에 경도 인지 장애가 시작돼 49세에 알츠하이머 치매를 앓게 되고 60대에는 대부분 치매 합병증으로 사망한다.연구팀은 파이사 돌연변이를 가진 대가족 구성원 모두를 대상으로 정밀 뇌신경 영상을 촬영하고 유전자 검사를 했다. 연구팀은 검진 결과와 생활 환경 조사를 종합해 ‘대규모 콜롬비아-보스턴 바이오마커’(COLBOS) 데이터베이스를 구축했다. 이 데이터베이스를 바탕으로 지난 30년 동안 대가족을 추적 조사하고 있다. 장기 연구 중 2019년에 70대까지 알츠하이머를 겪지 않은 여성을 발견했다. 또 파이사 돌연변이를 가지고 있지만 67세까지 인지능력을 온전하게 유지했다가 72세에 경증 치매가 시작됐으나 중증으로 진행되지 않고 74세에 사망한 남성을 이번에 새로 발견한 것이다. 앞서 파이사 돌연변이를 갖고 있는데도 알츠하이머에 걸리지 않은 여성은 희귀한 ‘크라이스트처치 유전자 변이’ 2개를 가진 것으로 나타났다. 이번에 발견된 남성은 크라이스트처치 단백질 변이는 없었지만 지금까지 발견되지 않은 새로운 변이체를 가진 것으로 조사됐다. 연구팀은 이번에 발견된 새로운 알츠하이머 차단 물질을 ‘릴린-콜보스 변이체’로 이름 붙였다. 연구팀은 생쥐와 인간 세포 실험을 통해 릴린-콜보스 변이체가 알츠하이머 진행을 차단하는 것을 확인했다. 연구진이 남성 사례에 특히 주목한 이유는 지금까지 알츠하이머 유발 핵심 원인으로 알려진 아밀로이드 베타 단백질 수치가 높고 뇌 일부에 타우 단백질까지 엉겨 있었음에도 중증 알츠하이머가 발생하지 않았기 때문이다. 남성의 뇌를 정밀 분석한 결과 기억과 학습에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 ‘내후각피질’이라는 부위에서 타우 단백질 엉킴이 거의 없었던 것으로 나타났다. 연구팀이 발견한 릴린-콜보스 변이체도 바로 내후각피질 부위에서 찾아냈다. 연구를 이끈 조지프 아르볼레다 벨라스케스 미국 하버드대 의대 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 예방과 치료제 개발에 새로운 전략을 세우는 데 도움을 줄 것”이라고 기대했다.

국내 연구진이 RNA 유전자 가위로 코로나19의 핵심 부위를 제거해 바이러스 증식을 억제하는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 카이스트 생명과학과, 전북대 인수공통전염병연구소 공동 연구팀은 RNA 유전자 가위로 코로나19 바이러스 유전체 내 특정 부위를 잘라내 바이러스 증식을 완벽하게 차단할 수 있는 방법을 찾아냈다고 1일 밝혔다. 또 동물실험을 통해 이 방법으로 코로나19 치료 효과까지 입증한 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘분자 치료’(Molecular Therapy)에 실렸다. 2019년 연말에 등장한 코로나19 바이러스는 지난 3년 동안 끊임없이 변이 바이러스를 만들어 인류를 괴롭혀 왔다. 최근에도 눈병을 동반한 변이 코로나19 바이러스가 확산세를 보인다. 이 때문에 많은 연구자가 신종, 변종 코로나바이러스 출현을 대비하기 위한 범용 코로나바이러스 감염병 치료제 개발에 나서고 있다. 코로나19 바이러스는 RNA 기반 바이러스다 보니 변이가 많고 세포 내 감염 후 빠른 속도로 바이러스 단백질을 복제하고 증식해 숙주 세포 기능을 완전히 망가뜨린다. 연구팀은 RNA 유전자 가위로 코로나바이러스 내 유전자 발현 조절 중추 역할을 하는 ‘슈도낫’이라는 단백질 부위를 잘라내면 99.9%로 바이러스 증식을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 슈도낫 부위는 코로나19는 물론 메르스 바이러스 유전체 내에서도 나타났으며 코로나19의 다양한 변이체에서도 같은 염기서열을 갖고 증식에 중요한 역할을 하는 부위라는 것도 파악했다. 이번 기술은 mRNA 기반으로 유전자 치료제를 전달하는 방식이기 때문에 DNA 기반 유전자 치료제보다 전달 효율이 높고 치료제 효과가 나타나는 시간도 빠르다. 실제로 동물실험을 통해 감염 세포에는 2시간 이내, 감염 동물에는 6시간 이내에 RNA 유전자 가위 기술 발현을 끌어낼 수 있다. 코로나19에 감염된 생쥐에게 이번 RNA 유전자 가위 기반 치료제를 투여하는 순간 빠르게 코로나19가 치료되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 허원도 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 바이러스 유전체 중 단백질 구성 유전자가 아닌 단백질 발현을 조절하는 유전자를 대상으로 했다는 점과 해당 부위를 공격하면 바이러스 증식 억제 효율이 더 뛰어나다는 것을 보여줬다는 데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 기반으로 mRNA 치료제를 개발해 미래에 출현할 바이러스 감염병에도 신속하게 대응할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

도시 괴담 중에 어떤 젊은 사람이 실수로 혼자 외딴곳에 있는 어두운 창고에 갇혔는데 다음 날 사람들이 발견했을 때 불과 몇 시간 만에 머리카락이 하얗게 세고 파삭 늙어버렸다는 이야기가 있다. 괴담이니까 가능한 이야기겠지만 실제로 며칠 동안 벼락치기 밤샘 공부나 잦은 야근을 하고 난 뒤 거울을 보곤 깜짝 놀랄 때가 있다. 며칠 사이에 몇 년은 늙어버린 듯한 느낌을 받기 때문이다. 생명과학자와 의학자들이 생물학적 노화의 근본적 원인을 찾고 노화의 시간을 되돌릴 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 미국, 헝가리, 스웨덴 3개국 14개 연구 기관 연구자가 참여한 국제 공동 연구팀은 생물학적 나이는 다양한 형태의 스트레스에 대한 반응으로 급격하게 증가할 수 있으며 스트레스에서 회복된다면 다시 줄어들 수 있다고 밝혔다. 이 같은 후성유전학적 노화 시계의 변동은 며칠 또는 몇 달의 비교적 짧은 기간에 발생할 수 있는 것으로도 확인됐다. 이번 연구에는 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원, 듀크대 의대, 듀크 분자생리학 연구소, MIT-하버드 브로드 연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 샌디에이고 알토스연구소, 헝가리 컴퓨터과학·통제 연구소, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카 의학연구소 부설 환경의학 연구소, 스톡홀름 직업·환경의학 연구센터 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 4월 22일자에 실렸다. 지금까지 유기체의 생물학적 나이는 생애 과정에서 꾸준히 증가하는 것이 통설이었다. 최근 들어 동물과 인간을 대상으로 한 연구에서 생물학적 나이가 질병, 약물 치료, 생활 습관, 환경 등 요인에 영향을 받을 수 있다는 증거들이 늘고 있다. 게다가 생물학적 연령의 단기 변동 가능성도 꾸준히 제기돼 왔지만 변동 요인과 가역성 가능성에 대해서는 명확히 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 각각 생후 3개월과 생후 20개월의 생쥐에게 다양한 스트레스 자극을 가하고 생체 나이를 측정했다. 또 둘을 외과적으로 한 몸으로 결합했다가 다시 분리하는 실험도 했다. 그 결과 노화된 생쥐의 혈액에 노출될 경우 어린 생쥐의 나이가 급격히 증가한다는 사실이 확인됐다. 또 다양한 스트레스에 노출될 경우 짧은 시간 동안 생물학적 나이가 증가할 수 있음을 확인했다. 그렇지만 외과적으로 하나로 결합했다가 다시 분리하면 어린 생쥐는 다시 생물학적 나이를 회복하는 것도 관찰됐다. 스트레스로 인해 생물학적 나이가 증가한 경우도 스트레스 요인이 사라지면 다시 원상복구 되는 것이 확인됐다. 연구팀은 사람의 경우 큰 수술을 받거나 임신, 코로나19 같은 중증 감염병에 걸릴 경우 생물학적 나이가 빨라진다고 설명했다. 외상환자들은 응급 수술 후 생체 나이가 급격히 증가한다고 덧붙였다. 극심한 스트레스를 받을 경우 쉽게 병에 걸리거나 사망 가능성을 높이는 것도 생물학적 연령 증가와 관련이 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 주도한 바딤 글래디세프 하버드대 의대 교수는 “생체 나이가 어느 정도 가변적일 것이라는 사실은 인정되고 있지만 그런 변화를 유발하는 요인은 여전히 알려지지 않았다”라며 “이번 연구는 생물학적 나이의 가변성 요인을 밝혀냄으로써 단방향으로 증가한다는 오랜 개념을 확실히 반박하는 것”이라고 말했다.

18세기 프랑스 법률가였던 장 앙텔름 브리야사바랭은 미식가로도 유명했다. 말년에 쓴 ‘미식 예찬’이라는 책에서 “당신이 무엇을 먹는지 말해 보라, 그러면 나는 당신이 누군지 말할 수 있다”라는 유명한 말을 남겼다. 당시에는 단순히 미식 차원에서 한 말이겠지만 현대 과학의 관점으로 보더라도 브리야사바랭의 말은 근거가 있다. 면역체계나 장내 미생물에 따라 선호하는 음식이 달라지고 그 사람의 건강을 파악할 수 있기 때문이다. 따뜻한 기운이 느껴지는 봄이 되면 많은 사람이 맛있는 음식을 찾아 나선다. 다른 사람이 아무리 맛있다고 하더라도 장내 미생물의 영향으로 내 입맛에 맞지 않으면 맛없는 음식일 수밖에 없다. 음식 선호와 건강에 큰 영향을 미치는 장내 미생물에 관한 새로운 연구 결과들이 잇따라 나와 주목받고 있다. 덴마크 코펜하겐대 보건·의학부 연구진을 중심으로 한 프랑스, 스웨덴, 벨기에, 독일, 핀란드, 영국 등 7개국 19개 연구 기관이 참여한 국제 공동 연구팀은 신경성 식욕부진, 흔히 거식증이라고 부르는 섭식 장애가 장내 미생물과 장내 미생물이 만드는 대사 산물과 관련이 있다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 4월 18일자에 실렸다. 소장과 대장에 있는 장내 미생물은 식욕 조절은 물론 뇌에도 영향을 미치는 생리활성 대사산물을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 덴마크 건강 코호트에서 거식증을 앓고 있는 여성 77명과 건강한 일반 여성 70명을 골라 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 거식증 환자의 장내 미생물은 일반인과 비교하면 뇌 기능과 기분에 영향을 미치는 화학물질을 빠르게 분해하고 포만감을 유도하는 것으로 알려진 대사물질을 많이 분비하는 것으로 나타났다. 또 연구팀은 거식증 환자의 장내 미생물을 정상 생쥐에게 이식하는 실험을 한 결과 거식증 환자에게서 나타나는 증상이 그대로 드러나는 것도 확인했다. 그런가 하면 우주 시대를 맞아 장내 미생물이 우주인의 건강에도 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 치의대, 하버드대 치대 포사이스 연구소를 중심으로 한 미국 17개 연구 기관 연구진이 참여한 공동 연구팀은 우주 공간처럼 거의 중력이 없는 미세 중력 상황에서는 장내 미생물 군집이 변화해 골밀도와 근육 감소에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 생명 과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 4월 20일자에 발표됐다. 2016년 12월 과학 저널 ‘사이언스’는 우주여행의 다섯 가지 걸림돌을 제시했는데 그중 하나가 미세중력이다. 미세중력은 우주인의 뼈와 근육을 약화해 각종 디스크 질환을 일으키고 시신경과 안압에도 영향을 미쳐 시력 약화를 가져온다. 연구팀은 미세중력에 장기간 노출되면 장내 미생물 군집이 어떻게 변하는지, 골밀도에는 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 생쥐 20마리를 국제우주정거장(ISS)에 올려 보냈다. 10마리는 4.5주 후 지구로 돌아왔고 나머지 10마리는 9주 동안 우주에 머문 뒤 귀환했다. 연구팀은 발사 전, ISS 거주 중, 지구 귀환 직후, 귀환 후 일정 시간이 지난 뒤 장내 미생물 군집을 조사했다. 그 결과 장내 미생물의 군집이 지상에 있을 때와 달리 더 많아지고 복잡해진 것으로 확인됐다. 그렇지만 유익한 세균들은 오히려 줄어들고 뼈와 근육을 약화하는 데 영향을 미친 것으로 분석됐다.