비만은 암과 고혈압, 고지혈증 등 각종 대사질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 최근에는 비만한 사람이 코로나19 바이러스와 독감 바이러스에 더 쉽게 감염된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 그렇지만 일부 질병에서는 비만이 오히려 좋은 영향을 미친다는 ‘비만의 역설’이 종종 보고돼 왔다. 그런데 이번에는 국내 연구진이 비만이 성병 바이러스 감염을 차단해준다는 새로운 ‘비만의 역설’을 발견했다. 카이스트 의과학대학원, 건양대병원 공동 연구팀은 비만이 성병을 유발하는 2형 헤르페스 바이러스 감염에 대해 저항성을 보인다는 사실을 확인하고 그 메커니즘을 규명했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 2형 헤르페스 바이러스는 성병을 일으키는 바이러스로 여성이 남성보다 더 높은 감염률을 보이는 것으로 알려져 있다. 여성 생식기 내에는 젖산균을 포함한 공생미생물이 서식하고 있는 것으로 알려져 있는데 비만 여성과 마른 여성은 질내 공생미생물 조성이 다른 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 암컷 생쥐의 생식기 내에는 장에서 유래한 것으로 보이는 미생물들이 섞여 있는 것을 확인했다. 또 장에서 유래된 것으로 보이는 질내 유입균들은 아미노산 일종인 아르기닌을 활발하게 생산하고 있는 것이 관찰됐으며 이것들이 바이러스 초기 감염 예방에 중요한 역할을 한다는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 아르기닌이 생식기 내 감마델타 T세포의 항바이러스 면역반응을 강화하고 적응 면역세포가 활성화되는 시기보다 이른 시기에 바이러스 감염과 전파를 억제한다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 이를 통해 성병 예방을 위한 항바이러스 프로바이오틱스 개발과 아르기닌을 활용해 바이러스 예방을 할 수 있는 보조제 및 치료제 개발 실마리가 될 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 이흥규 카이스트 교수는 “이번 연구는 비만이 특정 감염성 질병에 도움이 될 수 있다는 사실을 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “이번 연구 결과를 근거로 한 분자 메커니즘을 응용해 항바이러스제 개발에 나설 것”이라고 설명했다.

공감은 다른 사람의 사고나 감정을 자기 내부로 옮겨 타인의 체험과 동질적 심리 과정을 만드는 일이다. 쉽게 말하면 ‘나는 당신의 상황을 알고 당신의 기분을 이해한다’는 식으로 다른 사람의 상황이나 기분을 함께 느낄 수 있는 능력이다. 세계적 미래학자 제러미 리프킨은 ‘공감의 시대’라는 책을 통해 공감은 인간의 생존에 있어서 중요한 수단이라고 평가하기도 했다. 그렇지만 최근에는 공감 능력이 떨어지는 이들도 적지 않게 눈에 띈다. 공감 능력을 갖도록 하고 어떤 방식으로 공감 능력이 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 공감 능력을 형성하는 뇌 신경회로에 관한 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 연구팀은 생쥐를 이용해 우뇌의 뇌파 동기화가 공감 기능을 유도한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 2일자에 실렸다. 이번 연구는 공감 능력 장애를 보이는 자폐스펙트럼장애, 사이코패스, 조현병 같은 정신신경질환 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다. 생쥐는 공포를 느끼면 동작을 멈춘다. 연구팀은 상자 모양의 실험 장치 속에 생쥐 두 마리를 넣고 한 쪽 생쥐에게만 전기 충격을 주고, 다른 쪽 생쥐는 이를 관찰하게 했다. 생쥐의 공포 공감 능력은 상대의 고통 관찰 시 동작을 멈추는 행동의 정도와 공포 기억 회상 정도로 나타난다. 생쥐의 공포 공감능력은 인간의 공감 패턴과 비슷한 것으로 알려져 있다. 광유전학적 기법과 뇌파 측정을 통해 생쥐가 공포 공감을 할 때 관여하는 우뇌 신경회를 발견했다. 생쥐 우뇌 대뇌피질-편도체 간에 연결된 신경회로를 억제하자 생쥐의 관찰 공포 행동이 감소하고 신경회로를 강화하면 관찰 공포 행동이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이를 통해 우뇌의 대뇌피질-편도체 상호 간에 연결된 뇌신경회로가 공감 기능에 관여한다고 설명했다. 또 생쥐의 관찰 공포 행동 중에 우뇌의 대뇌피질-편도체에서 5~7㎐ 진동수의 뇌파 동기화가 관찰됐다. 즉 해당 주파수의 뇌파를 억제하면 관찰공포 행동이 모두 억제된다는 것이다. 대뇌피질-편도체 뇌파의 근원은 해마 세타파라는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 뇌 해마 영역에서 관찰되는 세타파는 인지, 정서, 선천적 공포 불안장애 등 뇌기능과 관련돼 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 뇌신경 회로, 뇌파 수준에서 처음으로 규명했다”며 “추가 연구를 통해 공감 기능에 관여하는 유전자 및 유전자, 새로운 신경회로를 찾아내 뇌기능 장애 동물모델에 적용해 정신질환 치료에 기여할 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 면역세포의 일종인 T세포를 활용해 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 경희대 한의과대, 동아대 건강관리학과 공동 연구팀이 조절 T세포를 이용한 알츠하이머 치매 치료 메커니즘을 밝혀내고 치매 특이적 조절 T세포 주입을 통한 새로운 치료 전략도 제시했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단치료의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 알츠하이머는 뇌에 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 응집돼 쌓이면서 기억력 퇴행과 행동 장애 등을 유발시키는 퇴행성 뇌질환이다. 특히 치매의 70% 정도가 알츠하이머가 원인인 것으로 알려져 있다. 문제는 알츠하이머 치매를 근본적으로 치료할 수 있는 방법이 없다는 점이다. 조절 T세포는 대표적 면역세포로 면억억제를 유도하는 세포로 자가면역질환에 활용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 최근에는 조절 T세포가 중추신경계 면역 균형을 유지하는 역할도 한다는 연구결과가 나오면서 퇴행성 뇌질환 치료 물질로도 주목받고 있다. 연구팀은 치매 환자 뇌에 분포하는 아밀로이드 베타를 항원으로 하는 특이 조절T세포를 체외에서 생산하는 공정을 개발하고 이를 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 주사하는 실험을 했다. 그 결과 특이 조절T세포를 1회 정맥 주사하는 것만으로도 인지기능 개선과 아밀로이드 베타축적이 줄고 뇌대사가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다.이와 함께 특이 조절T세포는 기존 조절T세포보다 뇌로 이동하는 세포 수를 월등히 늘리고 뇌에 존재하는 미세아교세포 활성화를 억제해 신경염증을 줄이기도 했다. 배현수 경희대 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매에 대한 조절 T세포의 강력한 치료효과를 확인했고 알츠하이머 이외의 퇴행성 뇌질환에 대한 조절 T세포의 효과에 대해서도 확인했다는 점에 의미가 크다”고 설명했다.

고기능성 참깨 ‘밀양74호’ 국내 개발비섭취 쥐 집단보다 기억력 4.5배↑ 개선뇌세포 재생은 비섭취 쥐보다 1.8배 향상치매치료제 섭취군과 유사 수준 기억력 향상‘기억력·항산화’ 리그난, 오미자·아마 3~4배 ↑특허 등록…“기술이전으로 보급 확대할 것”농촌진흥청 국립식량과학원이 항산화와 기억력 향상에 효과가 있는 리그난 성분 함량이 높은 참깨 ‘밀양74호’를 국내에서 처음으로 개발했다고 밝혔다. 오명규 농진청 남부작물부장은 23일 정부세종청사에서 열린 브리핑에서 “효과 검증을 위해 진행한 동물실험에서 일반 참깨보다 기억 능력 향상 효과가 뛰어난 것으로 확인했다”면서 “특히 치매치료제 ‘도네페질’ 섭취군과 유사한 수준의 장기기억 능력 향상 효과가 있었다”고 말했다. 치매치료제인 장기 복용이 불가능하지만 밀양74호 참깨로 만든 참기름 등은 꾸준한 섭취가 가능하다는게 농진청 판단이다. 국산 참깨는 병충해와 불리한 기상조건으로 생산량이 급감해 국산 소비 대부분을 중국, 인도 등 외국산에 의존하고 있다. 씨앗 색깔이 갈색인 밀양74호는 크기가 작아 일반 참깨와 확연히 구분된다. 물과 병충해에 강할 뿐만 아니라 리그난 함양이 3~4배 이상 높아 품질과 기능면에서 고기능성 참깨로 인정 받았다. 오 부장은 “국산 참깨 생산량이 급감해 자급률이 8.2%까지 떨어졌다”면서 “국산 참깨 소비를 촉진하고 국내 참깨 산업 활성화에 이바지하고자 기능성 성분인 리그난이 일반 참깨보다 4배 많은 밀양74호를 개발하게 됐다”고 설명했다. 밀양74호의 리그난 함량은 1g당 17.0㎎으로 일반 품종 ‘건백’의 4.1㎎보다 4.1배 많다. 리그난은 아마, 오미자 등에도 함유돼 있는데 밀양74호는 오미자나 아마씨보다 3~4배 더 리그난이 많이 포함돼 있다고 농진청은 전했다. 오 부장은 “6주 동안 생쥐에게 매일 밀양74호로 만든 참기름을 먹였더니 물과 병충해에 강한 ‘건백’ 참깨로 짠 참기름 쥐 집단보다는 2.4배, 아무런 처리를 하지 않은 쥐 집단보다는 4.5배 이상 장기 기억 능력 향상 효과가 있음을 확인했다”면서 “뇌세포 재생도도 밀양74호 참기름을 섭취한 쥐 집단에서 ‘건백’ 참기름 섭취 집단보다 1.8배 빠른 것으로 관찰됐다”고 말했다. 농진청은 밀양74호 품종과 기억력 개선 효능에 대한 권리를 각각 특허권으로 보호되고 있고 이를 생산·판매하기 위해서 한국농업기술진흥원의 기술이전을 받은 뒤에 재배해야 한다고 밝혀 보급화에는 상당 시일이 걸릴 것으로 예상된다.기능성이 강화된 만큼 가격도 일반 참깨로 잔 참기름보다 상대적으로 높게 책정될 예정이다. 농진청은 “농가 일부에만 보급돼 있어 가격 형성이 돼 있지 않지만 백화점에서 판매되는 수준과 비슷하게 500㎎에 2만~3만원 정도에 판매될 예정”이라면서 “성인 체중 60㎏ 기준 하루에 티스푼으로 5㎖ 섭취시 인지기능 개선 효과를 볼 수 있다”고 말했다. 오명규 부장은 “국내 최초 고기능성 품종인 밀양74호 품종은 병충해에 강하고 노지 재배도 충분히 가능해 가공업체와 연결해 보급이 잘 될 수 있도록 하겠다”면서 “기능성이 높은 참기름뿐만 아니라 제과, 제빵 등 다양한 제품으로 개발해 국내 참깨 산업 발전에 도움을 주고 기술 이전을 통해 보급을 확대하고 원료곡 생산단지 조성을 위한 기술지원도 확대할 것”이라고 강조했다.

한의에서는 ‘일침, 이약, 삼뜸’(一針, 二藥, 三灸)이라는 말이 있다. 침 한 번 맞는 것이 약 두 번 먹는 것이나 뜸을 세 번 뜨는 것과 똑같다는 말로 침이 가장 효과가 좋다는 의미이다. 한의학 연구자들이 침을 이용해 불면증과 카페인 중독을 완화시켜 줄 수 있다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의과학연구부는 침 치료의 수면장애 완화 효과를 확인하고 카페인에 의한 세포 소기관의 스트레스를 완화시킬 수 있다는 효능을 규명했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘생의학 및 약물치료’에 실렸다. 경혈을 자극하는 것은 우울증, 불면증, 불안증 같은 다양한 정서질환을 완화시키는데 도움이 된다고 알려져 있다. 특히 불안, 불면에는 경혈 자극이 효과가 높다는 것은 임상시험에서도 확인된 바 있다. 그렇지만 관련 의료기기를 개발하거나 임상 처방을 위해서는 과학적 치료 근거를 더 확보할 필요가 있다. 이에 연구팀은 생쥐에게 고함량 카페인을 투여해 과도한 각성 상태를 유도한 다음 신문혈(神門穴)에 해당하는 부위를 전침자극하는 실험을 했다. 신문혈은 손목 안쪽 주름의 내측 가장자리 끝에 위치한 부위로 뇌의 기능, 운동감각, 정서를 조절하는 것으로 알려져 있다. 실험 결과 수면에 영향을 주는 뇌 세포 내 소기관인 소포체의 스트레스를 줄이고 수면과 각성 패턴 변화, 운동성 회복 등이 확인됐다. 소포체에 스트레스, 카페인 섭취 같은 환경적 요인이 과하게 가해질 경우 면역반응, 신경전달물질 불균형 같은 문제를 일으켜 수면 장애로 연결될 수 있다. 연구를 이끈 서수연 박사는 “알코올이나 커피처럼 일상에서 쉽게 접할 수 있지만 남용할 경우 부작용이 큰 물질”이라며 “이번 연구에서 확인한 것처럼 침 치료는 부작용이 적은 비약물 치료법으로 이를 활용하면 다양한 원인에 의해 생기는 불면을 지속적으로 관리할 수 있을 것”이라고 말했다. 서 박사는 “불면 치료기기나 전자약 개발의 기초 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”며 “침 치료의 항상성 제어 기전에 관한 다양한 과학적 근거를 보여주는 연구를 이어갈 것”이라고 덧붙였다.

올해 가장 주목받았던 드라마는 ‘이상한 변호사 우영우’일 것이다. 드라마의 주인공은 자폐스펙트럼 장애를 갖고 있는 변호사 우영우이다. 자폐스펙트럼 장애는 정확한 분자 진단법이 없어 조기 진단이 늦어 주로 아동기에 발견되는 경우가 많고 적당한 치료법도 없다. 이런 상황에서 경희대, 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대 의대, 한국기초과학지원연구원, 인하대병원, 건국대, 고려대, 미국 존스홉킨스대 의대 공동 연구팀은 자폐스펙트럼 장애를 유발시키는 세포 특이적 분자 네트워크를 밝혀냈다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’에 실렸다. 자폐스펙트럼 장애는 사회적 의사소통과 상호작용 관련 행동에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사나 흥미, 활동 범위가 제한적이고 반복적인 행동을 보이는 신경발달 장애이다. 영화나 드라마와 달리 대부분의 자폐스펙트럼 장애를 겪는 이들은 행동 장애와 함께 다른 발달 장애가 동반되는 경우도 많다. 연구팀은 생쥐에게 자폐스펙트럼 장애를 유발시킨 다음 뇌의 전전두엽 조직을 추출해 질량분석법 기반 정량단백체 및 대사체 통합 분석을 실시했다. 이를 근거로 기존에 알려진 자폐스펙트럼 장애 환자의 증상 및 유전자 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 흥분성 뉴런에서 물질대사와 시냅스 등 뇌신경 세포의 네트워크에 문제가 있다는 사실을 확인했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구에서 활용한 다중오믹스 통합 분석기술은 특정 자폐 유전자로 유도된 분자 수준의 세포 분화와 생체정보 등에 이르는 통합네트워크 발굴을 가능케 해줬다”며 “자폐스펙트럼 장애의 핵심 네트워크를 밝혀냄에 따라 이를 이용한 추가 연구를 통해 치료 타겟을 발굴할 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 많은 질병이 정복되고 있다. 그렇지만 암과 치매는 여전히 인간을 괴롭히고 있다. 특히 이들 질병은 진단과 치료 또는 관리를 위해 많은 시간과 비용이 투입된다. 국내 연구진이 암 진단과 치료까지 원스톱으로 가능한 물질을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터, 경희대 치대 공동 연구팀은 몸 속 깊은 곳에 숨어있는 암세포까지 정밀진단한 뒤 열을 이용해 치료까지 가능한 나노바이오 융합소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 암은 내시경 검사나 CT, MRI, PET 같은 영상촬영 이후 의심부위에 대한 조직검사를 시행해 진단하는 것이 일반적이다. 만약 이렇게 발견된 암은 외과수술, 방사선 치료, 항암 화학요법으로 치료한다. 최근에는 표적 항암치료, 면역 항암치료법도 개발되고 있지만 적용 대상이나 효과가 제한적이라는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 분자영상과 나노의약 기술의 발전으로 질병 진단과 함께 치료를 동시에 가능케 하는 ‘테라그노시스’ 기술에 대한 관심과 연구가 활발하다. 이런 상황에서 연구팀은 암세포를 발견하면 형광 신호, 자기 신호로 정밀진단을 할 수 있고 근적외선 파장의 빛을 열에너지로 변환시켜 암 조직을 없애는 광열치료도 가능한 나노바이오 소재를 개발했다.연구팀은 체내 신경전달물질인 도파민을 기반으로 형광물질을 만들어 망간염(鹽)과 결합시켜 자성을 띄도록 했다. 이 물질을 체내에 투입했을 때 암조직처럼 산성환경과 만난다면 형광이미지와 자기공명 이미지가 동시에 나타나 암 조직을 더 정밀하게 진단할 수 있다. 이렇게 발견된 암 부위에 근적외선을 쪼이면 빛 에너지를 받은 나노 복합체가 열 에너지를 방출해 고형암 조직을 태우며 암세포 성장을 억제하고 사멸시키는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서도 암세포를 발견하고 치료까지 할 수 있다는 사실을 확인했다. 교신저자로 연구에 참여한 이창수 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 암의 진단과 치료를 동시에 수행해 영상진단과 정밀치료에 드는 비용과 시간을 획기적으로 낮출 수 있도록 한 것”이라며 “후속 연구를 통해 다양한 종류의 암에 대응하고 인체 적용 가능성을 높일 것”이라고 말했다.

일본 연구진이 머리카락을 만드는 모낭 조직을 생쥐의 줄기세포로 만드는 실험에 성공했다. 사람에게 적용할 수 있는 방법을 찾는다면, 탈모 환자 자신의 세포로 배양한 머리카락을 이식하는 길이 열릴 것으로 기대된다. 일본 요코하마 국립대 후쿠다 준지 교수 연구진은 생쥐 배아 줄기세포 유형 2가지를 이용해 모낭 오가노이드를 만들고 털까지 자라게 했다고 NHK 방송 등이 22일 보도했다. 오가노이드는 줄기세포를 실제 장기와 같은 입체 구조와 세포 구성, 기능을 지니도록 배양한 작은 덩어리로, 미니 장기라고도 불린다.배아가 발달할 때는 피부의 외피인 표피층과 결합조직인 간엽 사이에 상호작용이 일어나면서 모낭의 형태가 형성된다. 사람의 신체조직이 발생하는 과정을 보면 내배엽과 외배엽, 중배엽이 분화하고 중배엽에서는 간엽이 분화한다. 간엽을 구성하는 중간엽 세포는 다시 조혈과 뼈, 연골, 결합 조직 등을 만든다. 과학자들은 지난 수십 년에 걸쳐 동물 모델 등을 사용해 모낭 생성의 메커니즘(기전)을 실행하려 했지만 실패를 거듭해 왔다. 후쿠다 교수 연구진은 시험관에서 표피와 간엽의 상호작용 조절을 통해 미세환경을 재프로그램(reprogram) 함으로써 온전한 모낭의 형태와 구조를 지난 '모낭 오가노이드'를 만들었다. 연구진은 “상호 작용하는 두 배아세포인 표피와 간엽 세포의 간격을 조절하는 방법을 통해 온전한 모낭의 형태를 만들 수 있었다”고 밝혔다. 모낭 오가노이드에서는 23일 만에 3㎜의 모발이 자랐다. 심지어 5㎜ 정도까지 자란 털을 생쥐 피부에 이식하면 정착하는 것으로 나타났다. 그후 털은 일단 빠졌지만 3주 정도 지나면 새로운 털이 다시 자랐다. 연구진은 이 모낭 생성 기술로 탈모 치료제 개발에 도전한다는 계획이다. 준지 교수는 “사람의 줄기세포로도 모낭을 만들 수 있다면 모발 이식 수술에 적용할 수 있어 획기적인 치료법이 될 것이다. 나중엔 머리카락이 생기는 모습도 재현할 수 있고 흰머리가 생기는 메커니즘을 해명하는 데도 응용할 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스’ 10월 21일자에 실렸다.

최근 장내 미생물이 장 건강뿐만 아니라 각종 면역체계와 뇌건강에까지 영향을 미친다는 사실이 알려지면서 장내 미생물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 처음으로 사람의 장을 흉내낸 인간 장 오가노이드를 이용해 새로운 유산균을 찾아냈다. 한국생명공학연구원 연구팀은 인간 장 오가노이드를 이용해 장 발달 촉진과 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환을 막아줄 수 있는 유산균을 새로 발견했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학분야 국제학술지 ‘장내 미생물’(Gut microbes)에 실렸다. 오가노이드는 폐, 간, 뇌를 비롯해 사람 장기의 복잡성과 기능성을 근접하게 모방하기 위해 만들어진 3차원(3D) 다세포 및 줄기세포 유래 미세조직이다. 최근에는 약물개발이나 새로운 치료법을 개발할 때 동물 실험 대신 오가노이드를 이용하는 경우가 많다. 출생 직후 장 성숙은 생후 2년 동안 벌어지는데 장 상피장벽과 면역체계의 확립, 미생물 군집형성과 안정화를 포함해 장의 장상적 발달과 생리기능에 중요한 역할을 한다. 장 상피 기능을 강화하기 위해서는 적절한 양으로 숙주에게 건강상 이점을 주는 살아있는 미생물인 프로바이오틱스, 포스트바이오틱스를 투여해야 한다. 그렇지만 기존 연구에서는 종양에서 유도한 세포나 생쥐 모델을 사용하기 때문에 인간의 정상적 장 상태를 모사하기 힘들고 그로 인해 프로바이오틱스 조절능력을 정확히 파악하지 못하고 있다. 연구팀은 전분화능 줄기세포를 이용해 장 오가노이드를 만들어 다양한 프로바이오틱스 균주 배양액으로 처리해 반응을 살폈다. 그 결과 리모실락토바실러스 루테리 DS0384가 장의 성숙과 발달에 특히 탁월한 효과가 있다는 것을 확인했다. 특히 다른 루테리 균주와 비교해서 루테리 DS0384에서 나오는 NCG라는 물질이 장 오가노이드 성숙과 발달에 효과가 있다는 것이다. 연구팀은 루테리 DS0384 균주와 대사산물을 아기 생쥐에게 먹여본 결과 실제로 장이 건강하게 발달하고 기능도 우수한 것으로 관찰했다. 이와 함께 루테리 DS0384는 유용한 물질을 생산할 뿐만 아니라 산성이나 담즙에도 강해 장까지 살아서 가고 장내 부착 및 정착능력이 높아 실제 유산균 개발까지 쉽게 연결될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구를 이끈 손미영 생명연 박사는 “이번 연구는 인간 전분화능 줄기세포로 만든 장 오가노이드가 인체 유용 미생물 발견에 활용될 수 있음을 보여주고 있다”며 “새로 발굴된 루테리 유산균이 유아의 장 발달과 염증성 장 질환을 사전에 예방할 수 있음도 확인했다”고 말했다.

21세기 접어들면서 가장 눈부시게 발전한 연구 분야는 다름 아닌 뇌과학 분야이다. 뇌과학 연구가 활발하면서 그동안 베일에 싸여있던 뇌 작동 메커니즘이 하나 둘씩 풀리고 있다. 그렇지만 우리가 알고 있는 부분보다 모르는 부분이 더 많다. 이 같은 상황에서 뇌신경과학자들이 마치 SF에서나 볼 수 있는 것처럼 육체에서 분리해 따로 떼어놓은 뇌세포로 컴퓨터 게임을 작동시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 호주 합성생물학기업 코티컬 랩스, 허드슨 의학연구소, 모나쉬대 재료과학과, 인공지능·데이터과학과, 터너 뇌·정신보건연구소, 모나쉬 의생명영상학센터, 멜버른대 의생명공학과, 영국 런던대(UCL) 신경학연구소, 캐나다 고등과학연구소 공동 연구팀은 실험용 접시에 담은 인간과 생쥐의 뇌세포가 단순한 컴퓨터 게임을 할 수 있다는 것을 확인했다. 접시에 담긴 뇌세포조차 시간이 지남에 따라 행동을 수정하는 지능을 나타낼 수 있다는 의미이다. 이 같은 놀라운 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 배양접시에 쥐의 뇌 세포와 인간 뇌 세포를 추출해 뇌 세포의 움직임을 읽을 수 있는 미세전극 배열 위에서 배양했다. 연구팀은 이들 뇌세포에 약한 전기자극을 가해 예전 오락실에서 볼 수 있는 ‘퐁’이라는 공 주고받기 게임을 할 수 있는지 실험했다. 특히 게임을 진행하면서 뇌 세포내 신경세포(뉴런)이 상호작용을 통해 세포를 변화시킬 수 있는지 관찰했다. 그 결과 게임을 처음 시작할 때는 전기자극을 통해 컴퓨터 화면에 공이 어느 쪽에 있고 얼마나 떨어져 있는지 신호를 가했는데 시간이 지날수록 신경세포간 상호작용을 통해 스스로 게임을 진행하는 놀라운 현상을 발견했다. 일반적으로 동물을 이용해 뇌신경, 또는 행동실험을 할 때는 보상, 처벌을 통해 학습을 시키기 때문에 뇌의 상호관계와 발달정도를 정확히 파악하기 어려웠다. 연구팀은 한 발 더 나아가 뇌 세포가 있는 배양접시에 농도가 다른 에틸알코올을 가해 약물이나 알코올이 뇌에 미치는 영향을 관찰했다. 알코올이 가해지면 뇌세포의 게임 능력이 현저하게 떨어지는 것이 확인됐다. 사람이 술을 마시면 뇌 활동이 둔감해지는 것과 같은 원리라는 것이다. 연구팀은 이번 연구 결과가 신약개발 과정에서 동물실험 없이 뇌 독성이나 작용메커니즘을 파악하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 또 인공지능(AI) 기술 개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 연구를 이끈 코티컬 랩스의 최고과학책임자(CSO) 브랫 케이건 박사는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지, 뇌전증이나 치매 같은 뇌질환이 어떻게 발생하게 되는지 이해시켜주는 새로운 통찰력을 제시하고 있다”라고 말했다. 케이건 박사는 또 “그동안 인공지능 연구자들은 실리콘 기반의 칩을 이용해 인간의 뇌와 비슷한 전자뇌를 만들려는 시도를 했는데 이번 연구를 통해 실리콘 기반 시스템과 실제 인간의 뇌세포는 전혀 다른 방식으로 작동한다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다.

국내 연구진이 자기장을 이용해 혈액에서 바이러스나 박테리아 같은 질병 원인을 제거하는 기술을 개발했다. 동물실험을 통해 다제내성균(항생제 내성균)과 사람의 분변에 존재하는 박테리아 135종을 이 기술로 99% 이상 제거할 수 있음을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 자성을 가진 나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 ‘혈액세포막-자성나노입자’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 가수 신해철을 사망에 이르게 한 원인으로 알려진 패혈증은 미생물, 바이러스, 균류에 감염되면서 온 몸에 염증반응이 나타나 주요 장기에 장애를 일으키는 증상이다. 또 코로나19 감염 후 증상을 악화시키는 것도 사이토카인 폭풍이라는 과도한 면역 반응이 원인이다. 패혈증이나 사이토카인 폭풍 등에 대응할 수 있는 항생제, 항바이러스제, 백신 등은 개발된 상태이지만 항생제 내성을 가진 새로운 슈퍼박테리아나 코로나19 같은 새로운 병원균까지는 신속 대응이 어렵다. 이 때문에 효과적이고 많은 병원균에 적용할 수 있는 범용적 감염증 치료법이 필요하다. 이에 연구팀은 혈액세포 중 적혈구와 백혈구 세포 표면에서 병원체와 결합하는 혈액세포막을 자기력을 갖는 나노입자 표면에 덮는 방식으로 혈액세포막-자성나노입자를 개발했다. 병원체 포집은 혈액세포막을 이용하고 이것을 몸 밖으로 빼내는데는 자성나노입자를 이용하는 것이다. 이 기술을 이용한 혈액 정화치료 효과는 여러 종류의 항생제에 내성을 갖고 있어 항생제 치료가 어려운 다제내성균에 감염시킨 생쥐로 확인했다. 병원균에 감염된 생쥐에게 이번에 개발한 물질을 투입한 뒤 자석을 이용해 회수하는 방식으로 치료를 하면 몸 속 병원균을 효과적으로 제거할 수 있다는 것이다. 실제로 기존 항생제로는 치료가 어렵다고 알려진 메타실린 내성 황색포도상구균, 카바페넴 내성 대장균 치료 효과를 확인했다. 치료 받은 생쥐는 모두 일주일 뒤 면역체계가 정상화되고 생존에도 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 패혈증이나 중환자실 내 2차세균 감염환자 치료와 병행해 사용할 경우 효과가 클 것으로 기대했다. 연구를 이끈 강주헌 UNIST 교수는 “이번에 개발된 기술은 인체가 갖고 있는 면역대응 원리를 흉내내 많은 종류의 감염원을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다”며 “앞으로 나타날 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라 반복적으로 혈액 정화를 한다면 병원균 감염에 따른 장기부전 치료에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

얼마 전 종영한 ‘이상한 변호사 우영우’ 때문에 자폐스펙트럼증후군에 대한 관심이 높아졌다. 자폐스펙트럼증후군은 질병 이름처럼 증상의 범위가 무척 넓다. 자폐스펙트럼증후군 환자 중에는 드라마 주인공처럼 특정 분야에 재능을 보이는 아스퍼거증후군을 보이는 경우도 있지만 많지 않다. 자폐스펙트럼증후군은 치료가 쉽지 않은 질병으로 알려졌지만 국내 연구진이 유년기에 자폐를 조기 진단하고 집중적 약물 치료를 하면 증상을 완화시킬 수 있다는 가능성을 보이는 연구를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환연구단, 카이스트 생명과학과, 경북대 치과대 공동 연구팀은 자폐 조기 진단과 유년기 치료의 중요성을 보이는 연구 결과를 21일 발표했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 잇따라 실렸다. 자폐스펙트럼장애는 전 세계 인구의 약 2%에서 나타나는 뇌 발달장애 중 하나로 사회적 상호작용 결여, 행동의 강박적 반복 등이 대표적 증상이다. 주로 어린시절 시작돼 성인기까지 이어지는데 원인이나 치료법은 아직 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 MYT1L이라는 유전자에 변이를 만들어 자폐를 유발시켰다. MYT1L 유전자가 변이된 생쥐는 다른 생쥐와 교류하지 않고 우리 안에서 이유없이 여기저기 뛰어다니는 등 사람과 비슷한 자폐 증상을 보였다. MYT1L에 문제가 생긴 어린 생쥐는 뇌 전전두엽에서 흥분성 시냅스의 숫자와 신호전달이 눈에 띄게 감소됐다. 시냅스는 흥분성, 억제성 두 가지 종류로 구성돼 있는데 두 시냅스의 균형이 깨지면 뇌에 문제가 발생한다. MYT1L 결손 생쥐는 청소년기에는 자폐 증상이 일시적으로 완화됐다가 성인이 되면서 억제성 시냅스의 숫자와 신호전달이 폭발적으로 증가했다. 유년기와 성년기의 자폐가 다른 메커니즘으로 발생한다는 것이다. 연구팀은 자폐증상을 유발시키는 뇌의 변화가 유년기에 시작된다는 점에 착안해 또 다른 자폐 유발 유전자인 ‘ARID1B’ 단백질 이상으로 자폐증을 유발시킨 어린 생쥐에게 흥분성 시냅스를 억제하는 약물 ‘플루옥세틴’을 생후 3주 동안 투여했다. 그 결과, 유년기에 약물 치료를 받은 돌연변이 생쥐는 성체가 되서도 일반 생쥐와 비슷한 수준의 사회성과 행동을 보이는 것이 관찰됐다. 시냅스의 수와 신호전달 양상도 정상화된 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 두 건의 연구로 성장과정에서 나타나는 자폐 발생 메커니즘을 규명하고 유년기에 집중 약물치료를 받으면 추가로 약물 투여를 않더라도 평생 자폐증상이 완화될 수 있음을 확인했다”며 “자폐증상은 다양한 유전자가 원인이 되는 만큼 다른 유전자로 인한 자폐증도 유년기 진단과 약물치료로 완화될 수 있는지, 사람에게도 적용이 가능한지 후속연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

나이가 들면 피부 탄력이 줄어들고 머리카락의 굵기도 얇아지고 더 많이 빠진다. 그렇지만 유독 머리가 다른 사람보다 많이, 빨리 빠지는 사람들이 있다. 점점 넓어지는 이마를 보면서 한숨도 늘어난다. 그래서 탈모인들은 가발이나 머리를 심는 방법을 고민한다. 가발 기술이 좋아졌다고는 하지만 답답할 것 같고, 머리 심는 것는 비용이 만만찮다. 그런데 국내 연구진이 와인의 떫은 맛을 만들어 내는 성분이 탈모인들에게 도움이 되는 방법을 찾아냈다. 카이스트 화학과, 생명화학공학과 공동 연구팀은 와인의 떫은 맛을 내는 ‘탄닌산’과 생체적합성 고분자를 섞어 모발을 붙일 수 있는 생체친화적 접착제를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지’에 실렸다. 이번 연구를 주도한 이해신 카이스트 화학과 교수는 폴리페놀을 이용해 의료용 접착제, 지혈제를 개발하고, 최근 흰 머리 색깔을 바꿔주는 갈변 샴푸를 개발한 주역이기도 하다. 탄닌산은 식물이 만들어 내는 폴리페놀이라는 화합물 중 하나로 과일 껍질, 견과류, 카카오 등에 많이 들어 있다. 탄닌산은 접착력과 코팅력이 강해 다른 물질과 빠르게 결합하는 특성이 있다. 와인을 마시면 떫은 맛이 느껴지는 이유는 탄닌산이 혀의 미뢰에 붙기 때문이다. 탄닌산과 물에 녹는 고분자를 섞으면 젤리처럼 끈적이는 작은 액체 방울인 ‘코아세르베이트’가 만들어진다. 생체적합성 고분자를 사용하면 독성이 낮아 의료용 접착제로 사용할 수 있다. 그렇지만 코아세르베이트는 액체에 가깝기 때문에 접착력에는 한계가 있다. 이에 연구팀은 물에 잘 녹는 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 물에 녹지 않는 폴리락틱산(PLA)를 조합해 접착력을 높였다. 특히 PEG와 PLA을 탄닌산과 넣고 금속을 열처리 하는 것처럼 온도를 올렸다 내렸다하는 과정을 반복하면 탄성계수나 접착력이 100배 이상 향상되는 것이 관찰됐다.연구팀은 이번에 개발한 생체적합성 무독성 접착제를 모발 끝에 바른 뒤 생쥐의 피부에 심는 실험을 했다. 접착제를 바른 모발을 피하주사를 통해 이식해 고정하는 방식이다. 모낭을 포함한 모발을 이식하는 기존 모발 이식은 여러 번 시행이 어렵지만 이번 기술은 반복 시술이 가능하다. 두 가지 방식으로 15 가닥의 모발을 이식한 뒤 하루가 지난 상태에서 관찰하면 접착제를 사용한 경우는 12 가닥이 남았지만 기존 방식은 하나도 남지 않은 것으로 확인됐다. 또 피부에 견고하게 이식돼 쉽게 빠지지 않는 것도 관찰됐다. 생쥐에게 이식되 남은 12 가닥 중 3 가닥만으로도 생쥐 몸 전체를 들어올릴 수 있을 정도로 견고하다고 연구팀은 밝혔다. 이해신 카이스트 교수는 “이번에 개발한 기술은 모발 이식 뿐만 아니라 다양한 의료용 접착제로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

경희대학교는 본교 한의과대학 김선광 교수 연구팀이 서울대학교 의과대학 김상정 교수 연구팀과 함께 ‘뉴로이미징-AI 융합기술’을 활용해 세계 처음으로 생쥐가 느끼는 통증을 실시간 측정하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 한국연구재단의 지원으로 진행된 이번 연구는 ‘Development of a spontaneous pain indicator based on brain cellular calcium using deep learning’이란 제목의 논문으로 지난달 18일 의학(연구·실험) 분야 저널 중 하나인 ‘실험분자의학(Experimental & Molecular Medicine, EMM)’의 온라인판에 게재됐다. ‘만성통증’은 전 세계에서 수백만명의 환자가 보고되는 난치성 질환이다. 별다른 외부 자극 없이 통증이 지속적으로 나타나는 ‘자발통’은 만성통증의 가장 중요한 임상 문제 질환으로 꼽힌다. 김선광 교수 연구팀에 따르면 최신 현미경 기법인 ‘생체 내 다광자 칼슘 이미징(In Vivo Multi-photon Calcium Imaging)’을 활용해 깨어 있는 생쥐의 대뇌피질에서 수백 개의 신경세포 활동을 동시에 기록하고 딥러닝 알고리즘인 ‘AI-bRNN’ 기술로 분석해 생쥐가 언제 얼마나 아픈지를 객관적으로 정량화하는 데 성공했다. 이 뇌신경-AI 융합기술을 기존 진통제의 효능평가에 적용한 결과, 임상에서 나타나는 결과와 가장 유사한 결과가 나타났다는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀은 딥러닝을 활용한 뇌 신호 분석기법을 다양한 뇌 영역과 세포 타입에도 적용할 수 있을지도 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 소뇌(Cerebellum) 버그만 글리아세포(Bergman glia)의 칼슘 신호 데이터를 기반으로 딥러닝 모델을 학습했다. 이 딥러닝 모델은 캡사이신으로 유도된 통증을 성공적으로 측정했다. 통증과 구별되는 체성감각피질에서 나타나는 가려움(Itch) 신호도 판정할 수 있는지도 파악했다. 김선광 교수는 “이번 연구를 통해 전임상 동물 모델에서 통증을 실시간으로 측정하는 세계 유일의 뇌신경-AI 융합 원천기술을 확보했다”며 “향후 만성통증의 진단 및 진통제 혁신 신약 개발에 광범위하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

교대근무나 야근이 잦은 직장인들은 생체리듬이 깨져 두통과 불면증 같은 각종 질병에 시달리는 경우가 많다. 국내 연구진이 교대근무나 야근이 잦은 경우는 반드시 비타민D를 챙겨 먹는 것이 좋다는 연구 결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 분당서울대병원 공동 연구팀은 비타민D가 수면장애를 개선할 뿐만 아니라 치매 예방에도 도움이 된다는 사실을 확인했다고 24일 밝혔다. 수면장애 개선 관련 연구 결과는 영양학 분야 국제학술지 ‘뉴트리언츠’, 치매 예방에 도움이 된다는 연구 결과는 의생명과학분야 국제학술지 ‘바이오메디신즈’에 실렸다. 연구팀은 우선 대학병원 내 교대(150명)-비교대(203명) 근무자를 대상으로 비타민D와 체내 칼슘 농도를 측정하고 손목시계 형태의 액티그래피라는 장치로 수면 패턴을 조사했다. 일주기 리듬은 흔히 생체리듬이라고 불리는 데 수면-각성리듬과 체온, 호르몬 등 생리 주기를 조절한다. 불규칙한 생활습관으로 일주기 리듬이 깨져 늦게 잠들고 늦게 일어나는 식으로 맞춰지면 피로감을 호소하는 수면위상지연증후군이 나타나기도 한다. 실제로 2교대 또는 3교대식으로 교대 근무를 하거나 야근이 잦은 사람은 비교대 근무자에 비해 불규칙한 생활패턴을 갖게 되고, 이 때문에 생체리듬이 깨져 불면증, 수면장애, 만성피로, 우울증, 심혈관 질환 같은 건강문제가 발생하는 경우가 많다. 그 결과, 근무자 집단 모두에서 비타민D가 낮을수록 혈중 칼슘 농도가 낮았다. 비타민D와 칼슘 농도가 낮은 교대 근무자의 수면 장애는 비교대 근무자보다 더 심한 것으로 조사됐다. 칼슘 농도가 낮은 교대근무자의 경우는 잠자리에 누운 시각부터 실제 잠든 시각(수면 잠복기)과 실제 잠든 시각부터 깬 시각(총 수면시각)이 모두 긴 것으로 조사됐다. 혈중 칼슘 농도가 정상 범위에 있더라도 비타민D가 부족하면 수면 효율이 떨어지고 일주기 리듬의 지연이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 또 연구팀은 생쥐실험을 통해 비타민D 결핍 상태가 다양한 유전적 발현의 병적 변화를 통해 알츠하이머를 유발시키는 베타아밀로이드 단백질 응집을 높이는 것으로 확인했다. 비타민D 결핍 상태에 있는 생쥐는 베타아밀로이드 단백질 응집체가 증가하고 기억력이 저하되는 것이 관찰됐다. 이 때 비타민D를 보충하면 베타아밀로이드 단백질 응집체가 줄어들고 기억력이 호전되는 것이 확인됐다. 김태 GIST 교수는 “이번 연구는 비타민D 결핍이 수면장애는 물론 알츠하이머 치매를 유발시키고 악화시킬 수 있는 요인이라는 것을 임상실험과 생쥐실험으로 밝혀냈다는 점에 의미가 있다”며 “비타민D는 현대인 건강을 위협하는 수면장애와 치매를 동시에 치료할 수 있는 1석 2조 효과를 가진 물질”이라고 설명했다.

여전히 낮에는 무더위가 기승을 부리지만 아침저녁으로는 선선함이 느껴지고 가을 풀벌레 소리까지 들리고 있다. 선선한 바람이 불기 시작하면 야외활동도 자연스럽게 늘어난다. 올해는 추석 연휴도 예년보다 빨라 9월 초에 성묘객, 벌초객이 늘 것으로 보인다. 야외활동이 늘어나는 계절, 가을이 되면 ‘4대 열성 전염병’으로 불리는 신증후군출혈열(유행성출혈열), 쓰쓰가무시병, 렙토스피라증, 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 환자도 늘어난다. 지난 15일에는 제주시에 거주하는 한 70대 남성이 골프를 치고 집 마당 잔디를 깎는 등 야외활동을 한 후 일주일 정도 지난 뒤 SFTS 증상이 나타나 병원 치료를 받다가 숨졌다. 올해 첫 SFTS 사망자로 기록됐다. 4대 열성 전염병 모두 코로나19의 대표적 증상인 발열과 두통, 근육통 등이 나타나기 때문에 코로나와 헷갈려 치료 시기를 놓칠 위험도 큰 만큼 주의가 필요하다. SFTS는 9~10월에 환자가 많이 발생하는 열성 전염병이다. 야외활동 중 SFTS에 감염된 참진드기에게 물려 발생하는 질병으로 증상이 나타날 때까지 잠복기는 1~2주 정도다. 발열, 근육통, 식욕부진, 오심, 두통 등의 증상과 함께 환자의 4분의1이 의식혼탁(혼수상태)에 빠지기도 한다. 그러나 가을 열성 전염병 중 가장 흔한 것은 진드기티푸스, 덤불티푸스, 초원열, 잡목열 등으로 불리는 쓰쓰가무시병이다. 쓰쓰가무시는 ‘작고 위험한 것’이라는 뜻의 일본어로 들과 산 등에서 야외활동을 하는 중 ‘오리엔티아 쓰쓰가무시’라는 리케차에 감염된 털진드기에게 물리면서 생기는 질병이다. 리케차는 세포 내에 기생해 살아갈 수 있는 미생물로 세균보다 약간 작고 막대 모양, 알 모양 등 다양한 형태를 갖는다. 리케차가 혈액과 림프액을 통해 전신에 퍼져 발열을 일으키고 혈관염증을 유발한다. 쓰쓰가무시는 아시아 전역에서 광범위하게 발생하는 열성 전염병으로 국내에서는 가을철인 9~11월에 전국적으로 발생한다. 밤 줍기, 성묘, 벌초, 텃밭 가꾸기, 등산, 캠핑 등 야외활동 후 1~3주가 지난 뒤 40도에 가까운 고열과 오한, 두통, 근육통 등 심한 몸살 및 감기 증상, 림프절 비대와 함께 온몸에 붉은 반점이 나타나는 것이 특징이다. 또 진드기에게 물린 곳엔 수포, 궤양을 거쳐 직경 5~20㎜의 검은색 딱지인 가피(痂皮·eschar)가 만들어진다. 가피는 쓰쓰가무시병 환자의 50~93%에서 나타난다. 겨드랑이, 오금처럼 피부가 겹치고 습한 부위에 자주 생기며 배꼽, 귓바퀴 뒤, 두피 등 찾기 어려운 곳에도 가피가 생기기 때문에 철저한 조사가 필요하다. 아직 개발된 예방 백신이 없는 탓에 야외활동을 할 때 진드기에게 물리지 않도록 주의하는 것이 최선의 예방법이다. 서울시 서남병원 김형욱 가정의학과 전문의는 “쓰쓰가무시는 사람 간 전파가 되지 않기 때문에 환자를 격리할 필요가 없고, 항생제로 치료하면 하루이틀 만에 눈에 띄게 증상이 호전된다”며 “적절한 치료를 받지 못할 경우 합병증 때문에 중환자실에서 치료해야 하고, 악화될 경우 사망에 이를 수 있는 만큼 유사 증상이 있을 때는 반드시 의사와 상의해야 한다”고 말했다. 유행성출혈열은 고 이호왕 박사가 발견한 한탄바이러스, 서울바이러스 등에 의해 발생하는 급성 열성 감염증이다. 한국에서는 1951년 이후 매년 수백명의 환자가 신고되고 있으며 치명률도 7% 정도로 높다. 유행성출혈열은 들쥐의 배설물이 건조돼 사람의 호흡기를 통해 침투해 발생한다. 들쥐, 집쥐, 시궁쥐는 물론 깨끗한 환경에서 관리되는 실험실 생쥐도 바이러스의 매개체가 될 수 있다. 야외활동이 많은 군인, 농부 등에게 잘 감염되며 다른 열성 감염병과 달리 어린아이들도 감염될 수 있는 치명적 질병이다. 잠복기는 2~3주이며 5단계로 증상이 진행된다. 1단계인 발열기에는 3~5일 동안 발열, 식욕부진, 두통 등의 증상이 나타난다. 2단계 저혈압기는 1~3일 정도 진행되며 혈압이 떨어지고 심할 때는 착란, 섬망, 혼수 증상을 보인다. 3단계 핍뇨기에는 3~5일간 소변이 쉽게 나오지 않고 오심, 구토, 뇌부종, 폐부종 증상이 나타난다. 4단계 이뇨기는 7~14일 정도 이어진다. 이때는 신장 기능이 회복되면서 하루 3~6ℓ 정도의 많은 소변이 나와 극심한 탈수 현상이 발생한다. 마지막 회복기는 1~2개월 정도 진행된다. 예방 백신이 있지만 고위험군에서만 접종하고 있다. 감염 후 완치되면 항체가 생기고 수십년 뒤까지 이어지기 때문에 재감염 위험은 없는 것으로 알려져 있다. 렙토스피라증은 인수공통전염병으로 9~11월 들쥐의 소변을 통해 전파되며 초기 증상이 감기몸살과 비슷해 치료 시기를 놓치는 경우가 특히 많다. 한국에서는 1984년 처음 인체 감염이 보고된 이후 매년 가을에 100~300명의 환자가 발생했다. 1987년에 백신이 개발돼 환자 발생이 줄어들었지만 최근 다시 증가 추세를 보이고 있다. 병원균에 감염된 동물의 소변에 오염된 풀, 흙, 물 등이 점막 및 상처 난 피부에 닿거나 오염된 물에 간접적으로 노출되면 감염되기 때문에 흙이나 물과 직접 접촉하는 사람은 장화나 장갑을 착용하는 것이 좋다. 잠복기는 7~12일로 갑작스러운 발열, 두통, 오한, 근육통, 안구출혈, 뇌막염, 흉통, 호흡곤란, 황달 등의 증상이 나타난다. 페니실린, 테트라사이클린 같은 항생제로 치료가 가능하지만 문제는 다른 열성 전염병들과 마찬가지로 몸살, 감기 증상과 비슷해 진단이 쉽지 않다. 정진원 중앙대병원 감염내과 교수는 “가을철 열성 질환에 걸리지 않기 위해서는 유행 지역 산이나 풀밭에 가는 것을 피하고 야외활동을 할 때는 피부 노출을 최소화하는 것이 중요하다”며 “외출 뒤 감기 증상이나 피부 발진, 벌레 물린 흔적이 발견되면 가볍게 넘기지 말고 반드시 병원을 찾아야 한다”고 말했다.

휴대전화를 바로 옆에 놔두고도 한참 찾거나, 검색을 위해 인터넷 창을 열고 뭘 찾으려고 했는지 기억이 나지 않아 SNS에 시간을 보내는 경우도 있다. 건망증은 40대 이후 주로 나타나지만, 요즘은 20~30대에서도 건망증 때문에 머리를 쥐어뜯는 사람들이 있다. 이런 건망증이 어쩌면 휴대전화 케이스나 영수증 때문일 수도 있다. 안전성평가연구소 유전체손상연구그룹은 흔히 ‘환경호르몬’으로 불리는 내분비계 교란 물질에 만성 노출되면 불안감 증가, 기억력 저하가 생길 수 있다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 병리학 분야 국제학술지 ‘질병 모델 및 메커니즘’(Disease Models & Mechanisms) 표지논문으로 실렸다. 비스페놀A(BPA)는 휴대폰 케이스, 식품의 용기나 포장재, 영수증 등 일상 생활에서 흔히 접할 수 제품을 만들 때 사용하는 화학물질이다. 문제는 생명체가 BPA에 지속적으로 노출될 경우, 내분비계의 정상적 기능을 방해하거나 혼란을 준다는 점이다. 연구팀은 생활환경 유해물질인 BPA가 신경세포에 미치는 영향을 평가하기 위해 생쥐가 오랜 시간 BPA에 노출되도록 한 다음 대뇌 피질과 기억에 관여하는 해마의 시냅스 형성과 기능 변화, 행동 실험을 했다. 그 결과, BPA에 장기 노출된 생쥐는 시냅스 형성에 주요 역할을 하는 수상돌기가시의 숫자가 그렇지 않은 생쥐보다 30% 가량 적은 것이 관찰됐다. 또 하나의 신경세포가 다른 신경세포를 흥분시키거나 억제 시키는 흥분성 시냅스와 억제성 시냅스의 균형이 맞지 않는 것도 확인됐다. 연구팀은 이번 연구가 BPA 만성노출이 시냅스를 구성하는 단백질 감소를 일으키고 시냅스 형성 장애와 기능 저하를 유발시켜 불안감을 증가시키고 학습, 기억능력을 떨어뜨리는 등 인지기능에 부정적 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다고 강조했다. 이병석 안전성평가연구소 독성기전연구부 부장은 “이번 연구 결과는 유해화학물질 장기 노출이 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있다는 점을 구체적으로 검증했다는 점에서 의미가 크다”며 “일상에서 흔하게 접하는 비스페놀류와 같은 유해물질을 대체할 수 있는 친환경 소재 개발이 시급하다”고 설명했다.

알츠하이머 치매는 노년을 힘겹게 만드는 대표적인 퇴행성 질환이다. 최근에는 청장년층에서도 알츠하이머 치매가 발생하는 경우도 늘고 있다. 아직까지 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 방법이나 치료제가 없어 많은 연구자들이 치매 정복에 나서고 있다. 국내 연구진이 당뇨와 같은 대사질환을 잡는 단백질로 치매 치료 가능성을 확인했다. 포스텍 생명과학과, 신약개발업체 노브메타파마, 경북대 약대 공동 연구팀은 대사질환 표적 단백질인 ‘페록시솜 증식체 활성화 수용체’(PPAR)를 활성화시키면 알츠하이머 치매 치료가 가능할 것이라는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로테라퓨틱스’에 실렸다. 알츠하이머 치매는 뇌 조직에 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질 같은 비정상적 단백질 응집체가 만들어지고 만성 염증반응이 생겨 신경세포가 손상되면서 인지기능과 기억력이 감퇴하는 질환이다. 당뇨 역시 체내에 지방이 과다하게 쌓여 인슐린 저항성이 높아져 대사 작용이 이상이 생기고 체내 만성염증도 늘어나면서 생긴다. 알츠하이머 치매와 당뇨 발생 메커니즘이 비슷하다. 이 때문에 알츠하이머 치매를 제3형 당뇨로 부르며 대사질환 연관성을 밝히는 연구들이 속속 나오고 있다. 연구팀은 이 같은 공통점에 착안해 비만이나 이상지질혈증, 당뇨의 치료 표적으로 연구됐던 PPAR에 주목했다. 연구팀은 컴퓨터 가상 스크리닝과 세포 기반 스크리닝 기법을 활용해 PPAR 단백질과 결합하는 활성물질을 개발했다. 연구팀은 이 화합물을 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐에게 3개월 동안 경구투여했다. 그 결과, 치매로 인해 저하된 기억력과 인지기능이 일반 생쥐와 비슷한 수준으로 회복됐으며 뇌 조직에 쌓인 베타아밀로이드 응집체와 신경교증이 줄어든 것이 확인됐다. 이와 함께 뇌 면역세포에서 만성 염증이 감소됐고 약물이 뇌-혈관 장벽을 통과해 뇌 조직에 효과적으로 전달된 것도 관찰됐다. 연구를 이끈 김경태 포스텍 교수는 “이번 연구는 독성검사, 구조-활성 관계 분석을 통해 알츠하이머 치매 치료에 최적화된 약물을 개발할 것”이라고 설명했다.

“왜 근육에는 암이 없을까?” 영남대학교 체육학부 지현석 교수가 이 질문에 대한 해답에 접근할 수 있는 연구 결과를 발표했다. 최대 심박수의 90%에 달하는 고강도 유산소 운동이 어떻게 대장암세포 증식을 효과적으로 억제하는지에 대한 것이다. 연구팀은 동물실험 중 ▲운동을 하지 않은 건강한 군(그룹) ▲고강도 유산소 운동을 한 건강한 군 ▲운동을 하지 않은 암 걸린 군 ▲고강도 유산소 운동을 한 암 걸린 군 등 총 4개의 그룹을 관찰했다. 연구팀은 이 네 그룹의 근육 유전자 발현상태를 분석해 고강도 유산소 운동에 의해 조절되는 골격근에서 유래하는 4개의 암 억제 인자를 찾아냈다. 이 암 억제 인자의 발현조절을 통해 대장암세포의 증식을 20%까지 억제시킬 수 있다는 것을 연구를 통해 확인했다. 특히, 이번 연구에서는 초기 연구 디자인 단계에서 유산소운동을 통해 체력을 키워놓은 상태의 마우스(생쥐) 암모델을 만들고 실험을 수행했다는 점에 주목할 필요가 있다. ‘운동의 생활화’에 대한 효과 검증을 위해서다. 지 교수는 “이번 연구 결과로 운동의 생활화, 최적 운동의 필요성과 효과에 대한 인식을 전환하는 계기가 될 수 있을 것이다. 또한 이번에 찾아낸 골격근 유래 암 억제 인자가 운동프로그램 개발, 신약개발후보물질 발굴, 임상시험 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 지 교수가 제1저자 및 교신저자, 카이스트 생명화학공학과 김유식 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 ‘고강도 유산소 운동에 의한 골격근 유래의 암 억제 인자를 조절하는 메카니즘과 관련하여’라는 제목의 논문으로 저명 국제학술지 <프론티어스 인 몰레큘러 바이오사이언스>(Frontiers in Molecular Biosciences, 영향력지수(IF) 6.113)에 게재됐다.

국내 연구진이 암세포가 스스로 죽게 만드는 자살유도물질의 효과를 더 강화해 암을 확실히 없앨 수 있는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 세포 자살을 유도하는 ‘트레일’이라는 단백질의 생체 내 효과를 극대화할 수 있는 단백질 나노 복합체를 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약리학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리즈’에 실렸다. 암조직을 없애기 위해서는 외과수술 이외에 화학항암요법, 방사선치료, 표적치료, 면역치료 등 다양한 방법이 활용되고 있다. 최근에는 암세포가 스스로 터져서 죽게 만드는 세포자살유도 단백질을 이용한 치료법도 많이 연구되고 있다. 트레일 단백질은 여러 세포자살유도 단백질 중에서 암 조직 성장을 억제하는데 탁월한 것으로 알려졌다. 문제는 ‘EGF수용체 신호경로’가 트레일의 세포자살유도 효과를 억제하는 경우가 많다는 점이다. EGF수용체는 세포를 계속 생존하고 분열하라는 신호를 보내 암조직을 계속 유지시킨다. 이에 연구팀은 EGF수용체와 쉽게 결합하는 나노물질을 이용해 신호전달을 차단하는 인공단백질을 만들었다. 또 연구팀은 암세포에 쉽게 침투시키기 위해 일종의 단백질 상자를 제작해 인공단백질과 트레일 단백질을 고정시켰다. 연구팀은 이렇게 만들어진 단백질 나노 복합체를 피부암을 일으킨 생쥐와 사람의 피부암 조직에 투여한 뒤 관찰했다. 그 결과, 피부암 생쥐의 암세포는 물론 사람의 피부암 조직 모두 절반 이하로 줄어든 것이 확인됐다. 김은희 UNIST 교수는 “이번에 개발한 단백질 나노 복합체는 생체 내 다양한 신호조절인자를 제어할 수 있어 암 뿐만 아니라 여러 질환을 치료할 때 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.