‘65세 미만’ 발병 원인의 10%는 음주 탓 최근 10년 새 환자 수 4배 가까이 늘어 치매 절반이 ‘혈관성’… 초기엔 치료 가능 젊어서 흡연·비만 등 피하면 예방할 수도 노인 치매, 최근 일 기억 못하며 증세 시작 매일 30분 속보 등 운동하면 예방 효과적2004년에 개봉한 영화 ‘내 머리 속의 지우개’는 이른 나이에 알츠하이머에 걸린 여인 ‘수진’의 이야기를 다룬다. 그저 단순한 건망증이라 생각했는데 마치 머릿속에 지우개라도 있는 듯 수진은 모든 기억을 잃어 간다. 영화 주인공처럼 치매는 65세 이상 고령층뿐 아니라 40~50대 비교적 젊은 나이에도 발병한다. 이렇게 65세 이전에 발병하는 치매를 ‘초로기 치매’라고 한다. 초로기 치매는 노인성 치매보다 더 빨리, 심각하게 진행되는 게 특징이다. 한창 사회생활을 하는 나이에 발병하기 때문에 실직으로 인한 경제적 어려움에 처할 수 있고, 이로 인해 환자와 보호자는 극심한 좌절감을 겪게 된다.젊은 치매 증상도 노인성 치매와 비슷하다. 다만 노인성 치매는 대개 기억력이 먼저 나빠지지만 젊은 치매는 성격 변화가 먼저 나타나는 사례가 많다.중앙치매센터의 ‘2018 대한민국 치매현황’을 보면 우리나라 전체 치매 환자 수는 73만명(2017년 기준)이며, 이 중 65세 미만 젊은 치매 환자는 약 7만명으로 전체의 9.7%를 차지하고 있다. 전체 환자 10명 가운데 1명이 젊은 치매인 셈이다. 젊은 치매 환자는 최근 10년 사이에 4배 가까이 늘었다. 초로기 치매의 상당수는 알츠하이머병이다. 가족력이 흔해 부모 중 어느 한쪽이 ‘알츠하이머병 유발 유전자’를 갖고 있으면 자녀에게 유전될 확률이 50%에 달한다. 이재홍 서울아산병원 신경과 교수는 “초로기 알츠하이머 치매는 노년기 알츠하이머보다 시공간 지각능력 손상과 두정엽의 아밀로이드 베타 단백질 침착이 보다 두드러지게 나타난다”고 설명했다. 특히 유전으로 인한 가족성 알츠하이머 치매는 초로기 알츠하이머 치매의 20%가량을 차지하는 것으로 알려졌다. 유전이 아닌 비(非)가족성 알츠하이머 치매보다 기억력 저하 등 병세가 더 빨리 진행되며, 더 어린 연령에서 발병한다. 또한 두통, 보행장애, 경련 등의 증상이 빈번하게 나타난다. 알츠하이머의 원인은 완전히 밝혀지지 않았다. 일부 알려진 바로는 건강했던 뇌 세포가 유전자 이상으로 이상 단백질을 만들어 뇌 세포에 독 작용을 함으로써 뇌 세포가 사망하게 된다. 또 최근 연구에 의하면 뇌 혈액 순환 장애가 알츠하이머병 환자에게서 치매 증상이 발생하는 중요한 원인으로 알려졌다. 학력이 높거나 지적인 작업에 종사하는 사람들에서는 발병률이 상대적으로 낮은 것으로 조사됐다. 윤영철 중앙대병원 신경과 교수는 “혈관성 치매와 마찬가지로 뇌혈관 관리를 잘해서 증상이 있는 뇌졸중 발생을 예방해야 한다”며 “외국어를 배운다든지 자격증을 취득하는 등의 적극적인 생활과 두뇌 활동을 계속하는 것이 병의 진행을 늦추고 발병을 막는 데 유용하다”고 강조했다. 초로기 치매의 또 다른 원인은 혈관성 치매다. 대개 뇌혈관이 막히거나 음주 등 나쁜 생활습관으로 발병한다. 어린 나이에 뇌졸중이 발생하고 전조 증상을 동반한 편두통이 흔하게 나타나며 뇌 자기공명영상(MRI) 검사를 했을 때 뇌백질의 병변이 더 광범위하고 다양하게 나타난다. 편두통이 통상 첫 번째 증상으로 나타나며, 평균 발생 연령은 30대다. 우리나라 치매 환자의 절반 정도를 차지하는 혈관성 치매는 뇌혈관이 좁아지고 막혀 뇌로 산소와 영양분이 공급되지 못해 뇌 세포가 죽는 것인데, 이로 인해 팔과 다리에 힘이 빠지기도 하고 얼굴이 돌아가고 발음이 어눌해지기도 한다. 또 삼키는 기능이 떨어지고, 중심 잡기가 힘들어지는 등 신경학적 증상이 동반된다. 아무런 신경학적 증상 없이 치매가 올 수도 있다. 이외에 우울증이나 의욕 저하가 나타나기도 한다. 혈관성 치매는 예방할 수 있다. 초기에 발견만 하면 더 진행되는 것을 막을 수 있고 치료할 수 있다. 혈관성 치매를 예방하려면 젊어서부터 혈관을 깨끗하고 건강하게 유지해야 한다. 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 심장병, 흡연, 비만, 운동부족 등 혈관 건강을 해치는 원인을 제거하는 것이 필요하다. 윤 교수는 “40대 이후 혈압, 혈당, 콜레스테롤 수치를 자주 확인해 조절하고 위험인자가 있는 사람은 뇌혈관 상태를 정기적으로 점검하는 것이 좋다”고 권했다. 전두측두엽 치매는 초로기 치매 원인질환 중 세 번째로 높은 비율을 차지한다. 평균 45세에서 65세 사이에 발병하는 것으로 알려졌으며 감정과 판단을 담당하는 전두엽 기능이 떨어져 알츠하이머 치매와 달리 초기부터 성격 변화와 이상행동을 보인다. 과다한 음주도 초로기 치매를 일으킨다. 초로기 치매 원인의 약 10%가 음주로 인한 치매다. 술을 마신 뒤 흔히 말하는 ‘필름이 끊긴 현상’(블랙아웃)이 반복된다면 초로기 치매 위험이 큰 것으로 봐야 한다고 전문가들은 진단한다. 조성훈 경희대병원 한방신경정신과 교수는 “과음 후 깨어났을 때 일정 기간의 일을 기억하지 못하는 ‘블랙아웃’은 음주가 새로운 기억을 저장하는 피질과 해마 부분을 손상시켜 발생한다”면서 “자주 술을 마시면 뇌의 감정과 충동을 조절하는 전두엽이 손상돼 폭력적인 성향으로 변하고 소뇌를 손상시켜 공간 감각 장애를 유발할 수 있다”고 지적했다. 알코올은 세포 내로 칼슘이 들어오는 것을 방해해 신경전달물질 분비를 억제하고 산소 전달을 방해한다. 특히 학습과 기억에 관련된 신경전달 물질의 효율성을 감소시키는 것으로 알려졌다. 알코올성 치매로 인한 뇌 위축은 50대부터 시작되며, 인지기능 저하가 정상 노화 과정보다 빨리 나타난다. 초로기 치매의 증상은 잘 다녔던 길을 갑자기 기억하지 못하거나 물건을 둔 곳이 기억나지 않는 등 노인성 치매와 크게 다르지 않다. 하지만 치매에 걸리기엔 젊다는 이유로 초기에 간과했다 진행되고 나서 병원을 찾는 일이 많다. 단순 건망증으로 여겨 치료 시기를 놓치는 경우가 태반이다. 이 교수는 “만약 발생한 상황 자체를 기억하지 못하거나, 어떤 상황을 인지하지 못하고 지나가는 경우가 있다면 반드시 전문가에게 상담을 받아 보는 게 좋다”고 조언했다. 초로기 치매가 진행 중이라면 점차 기억, 이해, 판단, 계산능력이 떨어지며 일상생활이 어려워진다. 일 처리도 느려진다. 전화번호나 사람의 이름을 기억하기 어려워지고 약속해 놓고 잊을 때가 잦아지며, 하고 싶은 말이나 표현이 금방 떠오르지 않는다. 갈수록 말수가 감소하고 뚜렷한 이유 없이 감정 기복이 심해지기도 한다. 노년기 알츠하이머 치매는 최근의 일을 기억하지 못하는 증상이 먼저 시작된 후 주의력과 언어, 시공간 능력이 떨어지다 마지막에 전두엽 행동장애가 나타난다. 하지만 초로기 알츠하이머 치매는 22~64%에서 초기부터 행동장애나 언어능력 저하가 나타나기도 한다. 젊은 나이에 치매라는 생각에 환자 자신도 쉽게 정신적으로 위축되고, 퇴행성 뇌 변화가 빠르게 올 수 있어 주변의 관심과 도움이 필요하다. 최근 연구를 보면 규칙적인 운동이 치매 예방 효과가 있다. 생활습관을 개선하는 것만으로 알츠하이머병 치매의 절반가량을 예방할 수 있다는 분석이다. 규칙적으로 운동하면 신경계 염증이 줄고, 뇌세포 손상률이 감소하며 뇌 세포를 보호하고 성장하도록 하는 뇌 영양인자가 많이 만들어진다. 매일 30분 정도 빠르게 걷는 운동이 효과적인 것으로 알려졌다. 윤 교수는 “알츠하이머병이 있다고 해서 모두가 치매에 걸리는 것은 아니다”라면서 “뇌 역량이 충분하고 치매증상에 이르는 뇌 역량의 감소가 없다면 생을 마감할 때까지 치매 없이 건강하게 살 수 있다”고 말했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 기억력 감퇴, 행동 및 언어장애 같은 인지장애와 기억손상을 동반하는 퇴행성 뇌질환이다. 현재 국내에서만 65세 이상 노인 인구 중 치매 유병률은 열 명 중 한 명꼴인 10%에 이르며 고령화 사회로 급속히 진행하면서 2050년에는 300만명에 달하는 환자가 발생할 것으로 예상되고 있다. 이 때문에 과학자들은 알츠하이머 정복을 위한 다양한 방법을 찾고 있다. 문제는 알츠하이머가 뇌 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 축적되거나 신경세포 손상, 과도한 염증 반응 때문에 나타나는 것으로 알려져 있지만 발병과정과 원인이 정확히 확인되지 않아 치료방법을 찾는데도 어려움을 겪고 있는 상황이다. 국내 연구진이 분변 이식을 통한 장내 미생물을 조절해 알츠하이머 치매를 완화시킬 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 서울대 의대 묵인희 교수와 경희대 생물학과 배진우 교수 공동연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐 모델에서 장내 미생물 균형을 통해 알츠하이머 완화 가능성을 발견했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 위장병학회에서 발행하는 의과학 분야 국제학술지 ‘거트’에 실렸다. 자폐증이나 파킨슨병 같은 뇌신경질환들에서 장내 미생물이 뇌에 영향을 미칠 수 있다는 연구결과들이 나오고는 있지만 알츠하이머 발병과 장내 미생물과의 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 연구팀은 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐의 뇌 변화와 장내 미생물 변화를 관찰했다. 그 결과 알츠하이머가 심해질수록 정상 생쥐의 장내 미생물 구성이 크게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 장내 미생물 군집과 구성이 달라지면서 만성 장 염증 반응이 발생하고 이로 인해 장벽 기능이 약화돼 장내 독소가 혈액으로 흘러들어가면서 전신에 염증반응을 증가시킨다는 것도 추가로 밝혀냈다.이에 연구팀은 알츠하이머 치매 생쥐에게 건강한 장내 미생물을 가진 생쥐에게서 채취한 분변을 16주 동안 주기적으로 이식해 장내 미생물 변화와 알츠하이머 증상을 관찰했다. 정상적 장내 미생물을 이식받은 알츠하이머 생쥐는 혈액 내 염증성 면역세포 수가 정상 수준으로 회복되고 전신의 염증반응도 감소하는 것이 관찰됐다. 또 뇌에 알츠하이머 원인 단백질 축적이 줄고 신경세포의 염증반응이 완화되는 동시에 기억과 인지기능 장애도 회복된다는 사실이 관찰됐다. 묵인희 서울대 교수는 “이번 연구는 기존 치료제 개발 연구방법과는 달리 장내 미생물을 통한 장-뇌 축을 새로운 치료제 개발 표적으로 제시했다는데 의미가 있다”라며 “이번 연구결과가 임상에 활용된다면 알츠하이머 환자 개개인의 장내 미생물 분석과 장내 환경 검사를 통해 맞춤 치료가 가능하며 기존 치료제보다 더욱 안전하고 효과적인 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

간질성 폐렴환자, 폐 섬유화 4~9배 높아 국내 연구진이 간질성 폐렴과 같은 폐손상 3, 4단계 환자들도 가습기 살균제 노출과 직접적인 연관성이 있다는 연구 결과를 발표했다. 그동안 정부는 폐손상 3, 4단계 환자는 가습기 살균제와 질환 발생의 인과관계가 적다고 보고 정부의 피해보상에서 제외시켜 왔다. 인하대병원 직업환경의학과 임종한 교수팀은 폐손상 3, 4단계 환자도 가습기 살균제 노출로 간질성 폐렴의 발생 위험이 높아진다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이 같은 역학 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’에 실렸다. 연구팀은 폐손상 3, 4단계에 해당하는 간질성 폐렴환자 244명과 건강한 일반인 244명을 대상으로 역학 연구를 실시했다. 폐손상 3, 4단계의 간질성 폐렴 환자들이 하루에 가습기 살균제를 9~11시간 사용한 경우 하루 8시간 미만으로 사용한 사람들과 비교해 폐 섬유화 현상이 발생할 위험은 4.54배나 높아진다고 연구팀은 밝혔다. 또 14~24시간 사용한 경우는 8시간 미만 사용자들에 비해 폐 섬유화 발생 가능성이 9.07배까지 치솟는 것으로 조사됐다. 폐 섬유화는 간이 딱딱하게 굳는 간경변처럼 폐가 굳어가면서 호흡이라는 폐의 고유한 기능을 상실하게 되는 증상이다. 연구팀은 가습기에 들어가 나노 크기 입자로 변한 살균제는 폐 깊숙이 들어가게 되는데 폐포에서 가습기 살균제 물질이 제거되지 못하면서 폐포 상피 세포에서 염증이 발생하고 폐 섬유화로 이어진다고 보고 있다. 연구팀은 가습기 살균제 노출 시 폐 중심소엽이 섬유화되는 경향 이외의 다른 섬유화 패턴을 보이는 환자들도 가습기 살균제 노출의 영향으로 봐야 할 것이라고 추정했다. 폐손상 3, 4단계 환자는 1, 2단계 중증 환자들보다 상대적으로 나이가 많고 남성 환자가 많다는 특징이 있으며 이들의 가습기 살균제 누적 노출 시간이나 수면 중 누적 사용 시간은 1, 2단계 환자보다 길다고 연구팀은 설명했다. 임종한 교수는 “이번 연구는 폐손상 3, 4단계 환자들도 가습기 살균제 노출과 연관성이 있다는 사실을 역학 연구를 통해 처음으로 입증해 냈다는 데 의미가 있다”면서 “폐손상 3, 4단계 환자들에 대한 정부 지원의 근거가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 대장에 서식하는 세균 중 하나로 가장 먼저 발견된 장내 세균인 ‘대장균’을 이용해 대장암이나 장내 염증을 치료할 수 있는 기술이 개발됐다. 부산대 의과학과, 한국과학영재학교 공동연구팀은 염증성 장질환이나 대장암에서 나타나는 염증을 대장균을 이용해 완화시킬 수 있는 방법을 찾아냈다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션·인사이트’ 최신호(22일자)에 실렸다. 염증성 장질환에서는 장 속 염증이 지속적으로 발생하면서 장의 보호벽이 붕괴돼 마이크로바이오타라는 세균총이 침투하기 쉬워지면서 염증이 더욱 악화되는 경우가 많다. 장 속 염증 치료를 위해 소염제나 항생제를 이용할 경우는 부작용이 발생하거나 오래 사용할 경우 내성의 문제가 발생할 가능성이 크다. 이 때문에 생물학적 치료제를 이용하려는 시도도 있지만 복용했을 때 장까지 도달하지 못하고 분해되기 쉽고 장기간 투여시 종양을 키울 수 있다는 단점이 있었다.연구팀은 표피성장인자(EGF)를 만드는 유전자를 대장균에 삽입해 유전자 재조합함으로써 대장균이 표피성장인자를 안정적으로 생산하고 분비할 수 있도록 했다. 특히 대장균으로 궤양부위까지 안정적으로 전달될 수 있도록 해 장관으로 이동하는 동안 분해되는 위험을 줄였다. EGF는 상피세포 성장을 돕는 단백질로 인체 여러 세포와 조직에서 만들어져 분비되는 물질로 피부 궤양 치료를 위한 연고, 화장품은 물론 위궤양 치료 등에도 활용되고 있다. 연구팀은 동물실험을 통해 장 속에서 흔한 대장균을 활용해 표피성장인자를 염증부위에 주입해 크론병과 같은 염증성 장질환과 대장암으로 인한 장벽 손상을 복구할 수 있다는 사실을 확인했다. 특히 생쥐 장내 점막에 유전자 재조합 대장균을 삽입한 결과 표피성장인자를 1개월 이상 지속적으로 분비해 장내 점막의 줄기세포 성장을 촉진시켜 염증성 자극과 조직손상을 완화시킨다는 것을 관찰할 수 있었다. 문유석 부산대 의과학대 교수는 “이번 연구는 생물학적 치료제의 안정성 문제와 화학적 약물 치료의 부작용을 극복함으로써 장내 염증성 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 단초를 마련한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

방금 떠올린 것인데도 뭔지 기억이 안나거나, 공부를 할 때 자꾸 까먹을 때 누구나 한 번쯤은 기억력을 좋게 만들어주는 장치나 약이 있었으면 좋겠다는 생각을 한다. 동물실험 수준이지만 국내 연구진이 기억력은 물론 뇌의 특정 부위를 강화시키거나 약화시킬 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템 연구진은 뇌의 여러 부위에서 발생하는 신경신호를 동시에 측정하고 약물이나 빛을 전달할 수 있는 초소형 브레인 칩을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 실렸다. 최근 뇌과학 분야가 활발히 연구되면서 뇌의 이해를 높이기 위해 뇌에서 발생하는 신호를 세포 수준에서 정밀하게 측정하려는 시도들이 많아지고 있다. 뇌에 칩을 삽입하거나 영상장치를 이용해 신경신호를 측정하려는 것들이다. 이런 연구들은 신경신호를 통해 생각만으로 기계를 움직일 수 있는 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술 분야에서도 주목할만하다. 연구팀은 이에 머리카락 굵기의 40㎛(마이크로미터) 두께의 초소형 브레인 칩을 개발했다. 이전에도 브레인 칩들이 있었지만 뇌에서 나오는 신호를 읽을수만 있을 뿐 뇌에 신호를 보내는 양방향 소통은 사실상 불가능했다. 또 파킨슨병 환자 같은 퇴행성 뇌질환을 앓는 이들의 뇌 기능을 제어하기 위한 심부자극술 칩이 있었지만 뇌 회로의 정밀 자극이나 측정은 사실상 어려웠다. 연구팀은 이번에 개발한 초소형 브레인 칩을 활용해 기억에 관여된 해마 부위에 빛과 약물을 전달함으로써 뇌 회로를 강화하거나 약화시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 기존에 있는 브레인 칩과는 달리 삽입 시 뇌조직 손상이나 이식으로 인한 감염이 눈에 띄게 줄었다는 사실을 조직 면역반응 염색으로 알게 됐다. 또 기존 브레인 칩의 탐침과 비교했을 때 6분의 1~8분의 1 수준으로 작아진 탐침 4개와 32개의 전극이 내장돼 약물이나 빛을 수 초내에 원하는 부위에 직접 전달해 뇌 반응을 이끌어 낼 수 있다는 것도 확인했다. 조일주 KIST 박사는 “이번 기술은 뇌 기능을 정밀하게 조절할 수 있다는 것이 핵심으로 기존 뇌 회로 연구방법의 한계를 극복했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술이 실제 상용화되면 기억력을 강화하거나 나쁜 기억을 지우는 것에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“오늘날 사망 원인의 대부분을 차지하는 질병은 나쁜 생활습관 탓에 발생한다. 지금까지 그렇게 생각돼 왔다. 하지만 오늘날 증거가 가리키는 방향은 박테리아(세균)가 원흉이라는 것이다. 이는 의학의 혁명을 예고하고 있다.” 지난 7일 영국의 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’에 실린 특집의 도입부다. 제목은 ‘당뇨·뇌졸중·알츠하이머병의 진정한 원인을 우리는 찾아낸 것일까?’ 잇몸병을 일으키는 특정 세균이 만성 염증을 일으키며 이것이 성인병의 주된 원인일지 모른다는 내용이다. 이 같은 ‘세균 가설’의 주장을 따라가 보자. 수많은 생활습관병에 세균이 관련돼 있다는 사실은 최근에야 드러났다. 진행 과정이 매우 느리며 휴면 상태에 들어가 있거나 세포 내에 숨어 있기 때문이다. 이 탓에 실험실에서 배양하기가 어렵다. 하지만 이제는 DNA 염기서열 결정법이 나와 있다. 그 덕분에 예전에 존재하리라고 전혀 예상하지 못했던 장소에 세균이 있다는 사실이 드러났다. 가장 많은 질병에서 역할을 하는 것으로 보이는 최악의 원흉은 잇몸 질환을 일으키는 특정 세균이다. 잇몸병은 “인류에게 가장 널리 퍼져 있는 질병”이라고 홍콩대학의 모리지오 토네티는 말했다. 노화 관련 질병의 대다수는 잇몸병을 가진 사람에게 나타난다. 그런 사람은 증상이 더 심각한 경향이 있다. 그 이유는 우리의 면역계로 하여금 신체를 계속 공격하게 만들기 때문이라고 한다. 치아의 플라크(세균막)가 잇몸으로 뚫고 들어가면 염증을 일으킨다. 염증이란 면역 세포가 몰려들어 미생물과 이에 감염된 세포를 모두 파괴하는 반응을 말한다. 이것이 오래 지속되면 치아와 잇몸 사이의 공간에 몇몇 세균이 증식한다. 그중 한 종(포르피로모나스 진지발리스)은 특히 교활해서 염증이 계속되게 만든다. 염증은 병원균을 죽인 다음 종료되는 게 정상이다. 문제는 30~40대부터 염증이 만성화하는 현상이 일어나기 시작한다는 점이다. “이 세균은 실제로 염증 과정의 일부를 차단하는 분자를 만들어 낸다.” 미국 터프츠대학의 캐럴라인 젠코 박사가 하는 말이다. 약해진 염증은 인체 세포를 죽인다. 죽은 세포의 파편은 진지발리스의 좋은 먹을거리가 된다. 세포가 파괴되면 박테리아가 필요로 하는 철분도 방출된다. “이 균은 번식을 위해 숙주의 면역계와 상호작용을 스스로 조절한다.” 미국 펜실베이니아대학의 조지 하지셍갈리스의 말이다. 문제의 균은 혈류 속으로 숨어든다. 인체 면역계는 이에 대항하는 항체를 만들어 낸다. 이것은 세균으로부터 우리를 보호해 주는 것이 보통이다. 하지만 진지발리스의 항체는 세균이 통과했다는 신호에 가깝다. 이런 항체를 지닌 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 다음 10년 내에 사망할 확률이 실제로 높다. 또한 류마티스 관절염, 심근경색, 뇌졸중이 발생할 위험도 더 크다. 이 세균의 가장 큰 혐의는 알츠하이머의 원인이라는 것이다. 지금껏 아밀로이드와 타우 단백질이 지목돼 왔다. 하지만 이를 줄이는 요법으로 증상이 개선된 사례는 없다. 최근 생쥐 연구에서 문제의 세균이 구강에서 뇌로 이동하는 사실이 확인됐다. 이 세균은 심근경색과 뇌졸중을 일으키는 죽상동맥경화의 원인으로도 꼽힌다. 연관성은 성인형 당뇨병에서 더욱 명백하다. 잇몸병 치료의 효과는 당뇨약 한 종류를 추가하는 것과 동일한 수준이라고 미국 치주학아카데미는 밝히고 있다. 미국 코르텍사임사의 연구에 따르면 항생제는 생쥐의 해당 세균을 죽였지만 저항성이 빠른 속도로 나타났다. 지난 1월 이 회사는 미국 등의 8개 대학과 함께 진지발리스만이 만들어 내는 진지페인이라는 단백질 소화 효소를 발견했다. 해당 효소는 알츠하이머병으로 사망한 사람들의 뇌 표본 99%에서 발견됐으며, 병이 심했을수록 수치가 높았다. 이 회사는 진지페인을 차단해 알츠하이머를 막는 약을 개발 중이다. 생쥐는 저항성을 유발하지 않고도 알츠하이머 비슷한 뇌 손상을 회복시켰다. 현재 대규모 임상시험이 진행 중이다. 치료약이 나올 때까지 대책은 두 가지다. 치아를 잘 관리하고 좋은 생활습관을 유지한다. 음주와 흡연은 잇몸병을 부르며 운동은 염증을 줄여 준다. 건강한 식단은 혈액 내 철분 방출을 막아 세균의 증식을 방지해 준다.

위는 식도와 소장을 잇는 소화기관 중 하나이지만 음식물을 섭취하는데 있어서 가장 중요한 장기이다. 위 내부 위점막층 상피는 위장 중에 가장 두꺼운 부분으로 음식물이 지나가고 소화되는 과정에서 주기적으로 손상되지만 위 줄기세포의 세포 재생기능으로 손상부위를 복구된다. 위점막층 상피 손상이 복구되지 않는 경우 각종 위장병에 걸리게 된다. 그렇지만 정확한 발병 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 영국 케임브리지대, 랭커스터대, 대구경북과학기술원(DGIST), 독일 칼 구스타프 카루스 의대, 막스플랑크 분자세포생물학및유전학연구소, 오스트리아 분자생명공학연구소, 일본 게이오대 의대, 네덜란드 우트레흐트대 의대 공동연구팀은 위궤양이나 위염, 위암의 발병원인을 찾고 새로운 치료법을 개발하는데 도움이 될 위 줄기세포의 특성을 규명했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템 셀’ 최신호(15일자)에 실렸다. 지금까지 많은 연구자들이 위 줄기세포를 관찰한 결과 상피 내 위샘 상부에만 줄기세포가 있는 것으로 파악하고 있었지만 최근 위샘 아랫쪽인 기저부에서도 줄기세포가 추가로 발견돼 위 손상 복구에 대한 정확한 메커니즘을 파악하지 못했다. 이는 위샘에서 줄기세포를 명확히 구분해 낼 수 있는 마커 유전자의 정확도가 떨어졌기 때문이다. 연구팀은 마커 유전자 대신 세포 특성에 따라 위치를 파악할 수 있는 ‘다색 마우스 색종이 리포터 시스템’이라는 기술을 이용해 생쥐의 위 상피세포를 파악하는데 성공했다. 연구팀은 유방암 예방제로 알려진 타목시펜을 생쥐에게 투약한 다음 현미경으로 세포분열과 이동을 관찰했다. 다색 마우스 색종이 리포터 시스템은 약물을 투여했을 때 줄기세포별로 색깔이 달라지는 것에 착안해 세포를 구분해 내는 기술이다. 연구팀은 이 기술을 바탕으로 위샘 하부와 상부에서 서로 다른 종류의 위 줄기세포를 찾아냈다. 분석 결과 위 상부 줄기세포는 빠르게 분열하는 반면 하부 줄기세포는 느리게 분열한다는 사실과 함께 각각 위치에 따라 위샘 재생을 담당한다는 것도 확인했다. 김종경 DGIST 뉴바이올로지전공 교수는 “이번 연구는 서로 역할과 특성이 다른 위 줄기세포의 위치와 분자적 특성을 규명했다는데 의미가 크다”라며 “위샘 재생은 위점막층 복구에 영향을 줘 각종 위장질환과 위암 발병원인을 좀 더 정확하게 이해하고 새로운 개념의 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 뉴바이올로지전공 김종경 교수팀이 한국, 오스트리아, 영국이 함께하는 공동연구에 참여, 위 줄기세포의 특성을 규명했다. 앞으로 위장질환, 위암 등의 발병원인 규명과 치료법 개발에 활용될 것으로 기대가 높다. 위 내부 위점막층의 상피는 음식이 지나가며 손상되지만, 상피 내 위샘에 위치한 위 줄기세포가 세포 재생을 통해 손상부위를 복구한다. 과학자들이 위 줄기세포 관련 연구를 진행한 결과, 상피 내 ‘위샘’ 상부에만 줄기세포가 있는 것으로 파악됐다. 그런데 최근 위샘의 하부인 ‘기저부’에서 줄기세포가 추가로 발견되는 등 정확한 위치 식별이 매우 어려웠다.위샘에서 줄기세포를 구분할 수 있게끔 하는 마커 유전자의 정확도가 떨어지기 때문이다. 연구진은 마커 유전자 대신 분열하는 세포의 특성으로 위치 식별이 가능한 ‘다색 마우스 색종이 리포터 시스템(Multi-Color Mouse Confetti Reporter System)’을 이용해 생쥐의 위상피세포 계통 추적에 성공했다. 원리는 줄기세포를 색으로 구분하는 것이다. 생쥐에 타목시펜을 투약하고 현미경으로 세포 분열과 이동을 관찰하면, 줄기세포는 네 가지 색상 중 하나로 표시된다. 특히 줄기세포가 분열·이동하며 생성된 딸세포가 원래의 줄기세포와 같은 색상을 띄어, 여러 색종이 조각들을 이어붙인 모자이크 같은 위샘의 모습을 관찰할 수 있다. 이러한 원리를 이용해 연구팀은 위샘 상부와 하부에서 서로 다른 두 종류의 위 줄기세포를 규명했다. 이는 관련 분야에서 해결하지 못했던 난제를 해결한 것으로 의미가 크다. 또 연구팀은 상부, 하부에 있는 위 줄기세포들의 분자적 특성을 ‘단일 세포 전사체 분석’을 이용해 규명했다. 특히 상부 줄기세포가 갖는 빠른 분열로 위샘 상부의 재생을 담당하는 성질과, 하부 줄기세포가 갖는 느린 분열로 위샘 하부의 재생을 담당하는 특성을 각각 파악하는데 성공했다. 이러한 위샘의 재생은 위점막층 재생에 영향을 줘, 관련 질병 원인의 규명과 치료에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 김종경 교수는 “이번 연구를 통해 역할과 특성이 서로 다른 두 가지 종류의 위 줄기세포의 위치와 분자적 특성을 규명했다”며 “위장질환과 위암의 발병 원인이해와 치료법 개발 등에 유용하게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구는 DGIST 뉴바이올로지전공 이은민 연구원이 공동2저자로 참여했으며, 오스트리아 Institute of Molecular Biotechnology(IMBA)의 구본경 박사, 영국 캠브리지대(Univ. of Cambridge) Benjamin D. Simons 교수와 함께 연구를 진행했다. 연구결과는 줄기세포 분야의 국제학술지 셀스템셀(Cell Stem Cell)에 15일 발표됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

무더위가 수그러들며 낮과 밤의 기온 차가 10도 이상 벌어지는 환절기가 다가오고 있다. 환절기에는 몸의 면역력이 크게 떨어지면서 몸에 잠복해 있던 수두 바이러스가 활성화돼 대상포진에 걸리기 쉽다. 대상포진이 발생한 부위에 따라 뇌수막염, 실명, 안면마비, 청력손실, 근력저하와 같은 합병증도 발생할 수 있어 특히 노약층은 더 주의해야 한다. 18일 건강보험공단에 따르면 최근 5년간 대상포진으로 병원을 찾은 환자는 2014년 64만명에서 2018년 72만명으로 12.4%(연평균 3.0%) 증가했다. 연령별로 보면 지난해 50대 환자(24.5%)가 가장 많았고 60대(21.1%), 40대(15.7%) 등 주로 중고령층 환자의 비중이 컸다. 하지만 20~30대 젊은 환자(약 18%)도 적지 않은 비중을 차지했다. 대상포진은 흔히 중고령층이 많이 걸리는 질병으로 알려졌으나 최근에는 젊은 환자들이 증가하는 추세다. 30대(4.0%), 40대(3.6%)가 전 연령대를 통틀어 인구 10만명당 연평균 증가율이 가장 높다.국민건강보험 일산병원 마취통증의학과 조정구 교수는 “면역력 저하를 일으키는 스트레스가 30~40대에 더욱 커짐에 따라 대상포진 증가율이 높아지는 것으로 보인다”고 분석했다. 대상포진은 매우 심한 통증이 있는 수포(물집)가 군집돼 띠 모양의 분포를 보이며 발생하는 바이러스 질환이다. ‘수두·대상포진 바이러스’가 신경을 따라 내려가면서 한쪽 방향으로 피부 병변이 나타난다. 어렸을 때 수두를 앓으면 수두를 일으켰던 수두 바이러스가 없어지지 않고 신경 속에 오랜 기간 잠복한다. 그러다 스트레스, 과로, 당뇨 같은 만성 질환으로 면역력이 약해지면 이 바이러스가 다시 활동한다. 바이러스는 처음 수두를 일으켰을 때와 달리 자신이 숨어 있던 신경에 손상을 줘 감각저하, 신경병성 통증, 이상감각을 일으키며 그 신경을 타고 나와 피부에 발진, 수포 등을 일으킨다. 대상포진의 특징은 피부병변보다 통증이 먼저 나타난다는 것이다. 이 때문에 신경통이나 오십견 등으로 오인하는 일이 많다. 처음에는 파스를 붙이고 생활하다 이상 증상을 호소하며 병원을 찾는 환자가 많다고 한다. 통증은 따가움, 찌르는 듯한 통증, 찌릿함, 쑤심, 타는 듯한 느낌 등 다양한 형태로 나타난다. 중앙대병원 피부과 김범준 교수는 “얼굴에 대상포진이 발생하면 두통으로 생각하기 쉽고 옆구리에 발생하면 요로결석이나 담석으로, 사지를 침범하면 몸살, 근육통, 디스크 등으로 오해하기 쉽다”며 “몸의 특정 부위에 국한적으로 통증이 발생하거나 살이 스치기만 해도 아프고 최근 피로하거나 무리한 후 발생했다면 대상포진을 의심해 볼 필요가 있다”고 말했다. 피부 병변이 나타나기 4~5일 전부터 동통(쑤시고 아픈 증상), 압통, 감각이상이 발생하고 가벼운 자극에도 과민 반응이 나타나며 극히 일부에서 두통, 권태감, 발열 등이 동반될 수 있다. 통증이 나타나고서 1~10일이 지나면 피부 반점과 물집이 생기고 점점 뭉치면서 띠 모양이 된다. 1~2주 후에 껍질이 딱딱해져 딱지가 떨어진다. 피부 병변이 클수록 환자는 더 심한 통증을 느낀다. 특히 고령 환자가 더 심각한 통증을 호소한다. 연세대 세브란스병원 피부과 오상호 교수는 “아이를 낳는 고통보다 더하다고 표현하는 사람도 있지만 가려움 혹은 별 통증을 못 느끼는 환자도 있다. 발병 부위에 따라 가슴통증, 복통 등을 호소하기도 하며 감각 신경에 이상이 생기기도 하고 운동 신경이 마비되기도 한다”고 설명했다. 간혹 안면신경 마비나 항문 부위에서는 배뇨장애가 나타나며 일시적으로 사지의 힘이 빠지기도 한다. 대상포진이 꼭 피부에만 나타나는 것은 아니다. 점막과 폐, 간, 뇌와 같은 내부 장기에도 나타날 수 있다. 경희대병원 피부과 신민경 교수는 “안구 신경에 대상포진이 발생하면 포도막염과 각막염, 결막염, 망막염, 시신경염, 녹내장, 안구돌출, 외안근 마비 등을 동반할 수 있으며 청(聽)신경을 침범하면 이명, 안면마비, 귀 통증 등이 발생하고 전정기관에 나타나면 현기증과 감각신경성 난청이 발생할 수 있다”고 말했다. 가장 심한 합병증은 ‘대상포진 후 신경통’이다. 김 교수는 “대상포진 피부 병변이 치유되고 나서도 바이러스에 의해 신경세포가 파괴돼 신경에 상처를 남겨 ‘포진 후 신경통’이 남게 될 수 있다”고 말했다. 이런 신경통은 몇 주나 수개월, 혹은 수년까지도 지속될 수 있다. 김 교수는 “40세 이하에서는 비교적 드물지만 60세 이상에서는 환자의 50% 정도에서 발생한다”며 “통증 외에도 수면장애, 만성통증에 따른 피로, 우울증 등이 동반될 수 있어 진통제를 적극적으로 사용해 통증을 조절해야 한다”고 조언했다. 대상포진을 예방하려면 면역력을 떨어뜨릴 수 있는 과로와 스트레스를 피하고 운동으로 체력을 유지해야 한다. 예방접종도 효과가 있다. 60세 이상 성인 3만 9000명을 대상으로 무작위 임상실험을 한 결과 대상포진 예방접종을 한 집단이 위약(가짜 약)을 사용한 집단보다 대상포진 발생 빈도가 51.3% 감소했다. 중앙대병원 마취통증의학과 신화용 교수는 “예방접종 자체가 대상포진의 발생을 완전히 막을 수는 없지만 대상포진 후 신경통으로 이행하는 것을 66.5% 감소시키는 것으로 보고됐다”고 말했다. 60대에 접종하면 약 60%의 예방 효과가 있다. 그러나 70대가 되면 40%, 80대가 되면 20%로 떨어진다. 적지 않은 예방접종 비용을 고려하면 비용 대비 효과가 가장 큰 60대에 예방접종을 하는 게 좋다. 대상포진은 전염성이 약하지만 환자로부터 수두가 전염될 수 있다. 특히 대상포진 발생 후 일주일까지는 물집이나 고름에서 바이러스가 분리돼 나올 수 있어 환자와의 접촉을 피해야 한다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

치매의 주요 발병원인인 알츠하이머는 베타아밀로이드가 뇌에 쌓이거나 타우단백질로 인해 뇌세포가 손상되면서 나타나는 퇴행성 뇌질환으로 알려져 있다. 그렇지만 정확한 원인이 밝혀지지 않아 근본적 치료법이 개발되지 않고 있다. 이 때문에 알츠하이머 치매를 완화시키기 위해서는 조기 진단하는 것이 무엇보다 중요하다. 이에 한국원자력의학원 RI융합부, 인하대병원 공동연구팀은 양전자방출단층촬영(PET)으로 학습과 기억에 관여하는 뇌 신호전달물질인 글루타메이트의 변화를 측정해 조기진단할 수 있는 방법을 찾아냈다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경학 분야 국제학술지 ‘노화 신경생물학’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 글루타메이트가 뇌 신경전달물질 중 가장 많지만 신경독소에 취약하기 때문에 베타아밀로이드 단백질이 침착되면서 발생시키는 독소가 측정함으로써 알츠하이머의 진행과 변화를 측정할 수 있다는데 착안한 것이다. 이를 위해 연구팀은 태어날 때부터 알츠하이머가 나타나 진행되도록 조작한 생쥐를 이용해 생후부터 9개월 동안 뇌 속 글루타메이트의 연속적 변화를 측정했다. 연구팀은 글루타메이트와 결합되는 방사성의약품을 주사한 뒤 PET를 실시한 결과 생후 5개월에 방사성의약품 흡수가 가장 낮고 7개월 때 가장 높아지는 것으로 확인됐다. 실제로 알츠하이머 생쥐 모델에서 기억손상과 행동이상이 7개월 때부터 나타났다. 최재용 원자력의학원 박사는 “이번 연구는 기억감퇴, 언어장애, 운동장애 같은 알츠하이머의 증상이 드러나기 전에 글루타메이트PET를 이용해 조기 진단할 수 있다는 것을 보여줬다는데 의미가 크다”라면서 “지금까지 자기공명영상(MRI) 같은 영상으로 알츠하이머를 쉽게 감별하기 어려웠지만 이번 기술을 바탕으로 알츠하이머 조기 진단과 치료 근거를 얻을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

혈압약이 알츠하이머 위험을 낮춘다는 사실을 또 다시 입증하는 새로운 연구결과가 나왔다. 미국국립보건원(National Institutes of Health)이 혈압으로 인한 심장질환 위험이 높은 50세 이상 성인 9300명을 대상으로 2010년부터 추적관찰을 시작했다. 연구진은 이중 고혈압 환자 449명 두 그룹으로 나눈 뒤, 한 그룹은 수축기 혈압(최고혈압)을 140mmHg 이하로 낮추는 표준 치료를, 다른 그룹은 120mmHg 이하로 떨어뜨리는 공격적 치료를 시행했다. 동시에 실험 시작 전과 후에 MRI뇌 촬영을 통해 뇌의 백질에 나타난 병번 부위의 총 용적의 변화를 비교했다. 일반적으로 대뇌는 피질(겉부분)과 수질(속부분)으로 나눠져 있으며, 피질은 회색을 띠고 있어 회백질, 수질은 흰색을 띠고 있어 백질로 부른다. 이중 백질은 수많은 신경섬유로 구성돼 있고, 백질에 변병이 발생할 경우 MRI에서 밝은 하얀색으로 나타난다. 백질의 병변 용적이 증가할 경우 알츠하이머와 치매 등의 위험이 높아진 것으로 판단하는데, 추적연구 결과 표준치료를 받은 그룹은 밸질 병변 용적이 평균 평균 1.45㎤ 증가한 데 비해 공격적 치료 그룹은 0.92㎤에 그쳤다. 백질 병변은 신경세포를 보호하는 아교세포의 손상이 늘고 뇌혈관이 누출되는 것과 연관이 깊고, 이러한 증상들은 모두 고혈압과도 연관이 깊다. 연구진은 공격적인 혈압 약물치료가 병변의 증가를 억제할 수 있으며, 이것이 알츠하이머의 위험을 낮추는 것에도 도움이 될 것으로 판단했다. 한편 연구진은 이번 연구에 앞서 고혈압의 공격적인 치료가 치매로 이어질 수 있는 경도인지장애의 위험도 낮출 수 있다는 연구결과를 발표했었다. 자세한 연구결과는 미국 의사협회 저널(Journal of American Medical Association) 최신호(8월 13일 자)에 게재됐다. 사진=123rf.com(자료사진) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리나라 성인 남녀 1인당 1개씩은 갖고 있다는 스마트폰을 이용해 뇌신경회로를 조절해 치매나 파킨슨병 같은 뇌신경질환을 치료할 수 있는 방법이 개발됐다. 카이스트 전기및전자공학부와 미국 워싱턴대 마취학및약리학부 공동연구팀이 스마트폰 어플리케이션(앱)을 이용해 약물과 빛을 뇌의 특정 부위에 전달해 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 6일자에 실렸다. 이번 기술은 신약개발시 장기간 동물실험이 필요할 때나 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환을 치료할 때도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 빛을 이용해 특정 뇌신경세포를 자극하는 광유전학 기술이나 약물을 이용해 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 뉴런이나 신경을 제어할 수 있는 신경약물학은 현재 뇌신경질환 치료나 연구에 활용되는 전기자극기술보다 효과가 뛰어나다는 장점이 있다. 문제는 사용 기기의 크기가 커 뇌 조직을 손상시키거나 정교하게 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 또 광섬유나 약물주입관 때문에 뇌 이식한 다음에는 행동 제약이 생긴다. 이에 연구진은 플라스틱과 같은 중합체로 만들어진 미세유체관과 마이크로 LED를 결합시켜 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들었다. 이 장치를 소형 블루투스 기반 제어회로와 교환 가능한 약물카트리지와 결합시킨 뒤 스마트폰 앱을 이용해 무선으로 제어할 수 있는 2g 남짓한 뇌 이식장치를 만들었다. 연구팀은 이 장치를 생쥐의 뇌 보상회로에 이식하고 도파민 활성물질과 억제물질이 든 카트리지를 결합시켰다. 그 다음 스마트폰 앱을 이용해 도파민을 제어하거나 활성화시켜 쥐의 행동을 조정하는데 성공했다. 또 생쥐의 뇌에 빛에 반응하는 단백질을 주입해 빛에 반응하도록 해 쥐가 특정 장소를 좋아하고 싫어하도록 조종할 수 있음을 확인했다.정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번 기술은 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”라며 “추가 연구를 통해 두개골 내에 완전히 이식할 수 있고 반영구적으로 사용가능한 형태로 디자인할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강한 사람의 ‘젊은 피’가 알츠하이머 환자의 기억 손실을 늦추는데 도움이 된다는 주장이 나왔다. 글로브뉴스와이어 등 미국 현지 언론의 4일 보도에 따르면 캘리포니아에 본사를 둔 스타트업 기업은 젊은 사람의 혈액에 존재하는 단백질 중 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌 질환을 완화시키는 성분이 있을 것이라는 가설을 세우고 연구에 돌입했다. 우선 해당 기업 연구진은 젊고 건강한 쥐의 혈액을 알츠하이머 증상을 가진 늙은 쥐에게 주입하자, 늙은 쥐의 인지능력과 뇌세포의 신경 발생이 활발해지는 것을 확인했다. 연구진에 따르면 지금까지 확인된 혈장 단백질 중 일부는 나이가 들어감에 따라 감소하며, 이는 혈류를 통해 체내에서 단백질이 순환하는 동안 노화와 세포손상이 가속화 될 수 있다. 이러한 혈장 단백질이 꾸준한 양으로 유지될 경우 알츠하이머를 포함해 노화로 인한 질병을 막을 수 있다는게 해당 기업의 주장이다. 이 기업은 동물실험의 긍정적인 결과를 토대로 ‘젊은 피’에 존재하는 단백질 400여 종을 여과시켜 만든 혈장 성분의 약을 개발했고, 최근에는 임상시험 결과를 발표하기에 이르렀다. 치매 초기단계에 있는 알츠하이머 환자들에게 해당 약을 주입한 결과, 치료 시작 후 6개월 동안 인지기능 저하가 거의 없거나 예상보다 훨씬 적다는 사실을 확인했다. 일각에서는 이 스타트업 거업의 치료제가 흡혈귀를 연상케 한다는 지적을 내놓기도 했지만, 해당 기업 측은 확실한 효과를 담은 보고서를 FDA(미국식품의약국)에 제출할 것이라고 밝혔다. 젊은 피를 이용한 알츠하이머 치료제가 실제로 FDA의 승인을 받을 수 있을지 여부는 불투명하다는 것이 전문가들의 의견이다. 또 만약 해당 치료제가 판매 승인을 얻을 정도로 효과를 보인다면, 치료제 제조에 필요한 ‘젊은 피’를 어디서 구할 것인지에 대한 새로운 문제에 직면할 것이라는 예측도 있다고 현지 언론은 전했다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

병든 장기를 새것으로 ‘교체’할 수 있는 미래가 얼마 남지 않았다. 전 세계에서는 다양한 대체장기를 연구하고 있는데, 여기에는 동물의 유전자와 인간의 줄기세포를 이용해 인공장기를 만드는 방법과 3D바이오프린팅 기술을 이용하는 방법 등이 포함돼 있다. 미국 카네기 멜론대학 연구진은 이중 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 가장 중요한 인체 장기 중 하나인 심장을 만들 수 있는 새로운 기술의 문을 열었다. 연구진에 따르면 ‘프레쉬’(FRESH, Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)로 명명된 이 기술은 인체의 주요 성분인 단백질의 콜라겐에서 3D 생체인쇄가 가능한 조직 표본을 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 심장과 같은 인체의 장기는 세포외기질(ECM)로 불리는 구조로 구성돼 있다. 세포외기질은 세포의 구조적 지지와 세포간의 연결을 담당할뿐만 아니라 신호전달을 비롯해 세포와 세포 사이의 소통을 위한 역할, 배아의 발생과 세포의 분화 등에 중요한 영향을 미친다. 지금까지는 세포외기질을 인공적인 방법으로 재구축하는 것이 불가능했지만, 이번 연구를 수행한 연구진은 3D 바이오프린팅 기술과 세포 및 콜라겐을 재료로 이용해 세포외기질을 재현하는 방법을 찾았다고 설명했다. 이를 이용하면 심장 판막이나 심실처럼 실제로 기능이 가능한 심장의 일부분을 프린팅할 수 있으며, 작게는 심장 세포를, 크게는 성인에게 이식이 가능할 정도의 심장을 재현할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. ‘프레쉬’ 3D 바이오프린팅 기법은 콜라겐을 젤로 만든 틀 안에 겹겹이 쌓아 굳힌 뒤 이를 대체장기의 외벽을 감싸는 틀로 활용한다. 이후 장기가 필요한 환자의 해부학적 구조나 건강 데이터를 고려한 세포 등을 프린팅하고, 외부 콜라겐은 체온 정도의 열로 녹이면 3D프린팅한 장기의 손상을 막을 수 있다는 장점도 있다. 전문가들은 10년 안에 세계적인 수준의 병원에서 3D 바이오프린팅 기술이 적용될 것이며, 이는 점차 일상적인 수준으로 확대될 것이라고 예측했다. 자세한 연구결과는 세계적인 국제학술지 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

여름을 맞아 몸매관리에 열을 올린 중국의 10대 2명이 신장에 심각한 손상을 입고 병원 치료를 받았다. 중국 현지 매체인 차이나프레스의 최근 보도에 따르면 이름이 알려지지 않은 10대 소녀 2명을 최근 몸매관리를 위해 경쟁적으로 스쿼트 운동을 시작했다. 스쿼트는 허벅지가 무릎과 수평이 될 때까지 앉았다 섰다 하는 동작으로, 가장 기본적인 하체 운동이다. 두 사람은 각각 1000회가 될 때까지 스쿼트를 멈추지 않았고, 둔근이 부풀어 오르는 것이 눈에 보인 후에야 경쟁적인 운동을 멈췄다. 하지만 이틀 후, 두 명 중 한 소녀는 갑자기 두 다리가 따끔거리는 듯한 통증을 느꼈고, 다리가 구부러지지 않는다는 사실을 깨달았다. 뿐만 아니라 소변 색깔이 갈색으로 변하는 등 이상증상이 계속돼 결국 병원을 찾았다. 진단 결과 이 소녀의 증상은 횡문근 융해증(Rhabdomyolysis)으로 밝혀졌다. 횡문근은 팔이나 다리 등 움직이는 부위에 붙어 있는 가로무늬 근육인데, 이 근육이 녹아내리는 증상이 바로 횡문근 융해증이다. 일반적으로 오랜시간 고강도 운동을 하다 보면 에너지 소모량이 커지면서, 근육으로 공급돼야 할 에너지가 필요량보다 부족해진다. 이 과정에서도 지속적으로 근육이 수축과 팽창을 반복하면 세포막이 손상돼 세포 속 물질이 세포 밖으로 터져 나와 혈액에 녹아들어 문제가 발생한다. 이 소녀 역시 지나친 스쿼트 운동으로 횡문근 융해증이 유발됐고, 녹은 근육 속 물질 중 하나인 마이오글로빈이 신장 세뇨관 세포를 죽여 급성 신부전증으로 이어졌다. 제때 치료하지 않거나 증상이 심한 경우 만성으로 이여져 혈액 투석을 해야 하는 상황에 이를 수 있다. 얼마 뒤 함께 운동했던 다른 소녀에게서도 유사한 증상이 나타났다. 두 사람은 곧바로 중환자실에서 집중 치료를 받았으며 현재 건강을 회복 중인 것으로 알려졌다. 미국 FBI 군의관인 브루스 코헨 박사는 과학전문매체 라이브사이언스와 한 인터뷰에서 “스쿼트는 본질적으로 위험한 운동이 아니다. 때문에 누군가는 스쿼트 1000회를 했어도 별다른 이상 증상이 나타나지 않을 수 있다”면서 “하지만 경쟁 심리는 신체적 한계를 무시하게 하며, 이는 결국 위험한 상황에 이르게 할 수 있다”고 경고했다. 전문가들은 횡문근 융해증으로 인한 신장 손상을 막기 위해서는 적은 양의 운동이라도 꾸준히 하는 것이 좋으며, 자신의 몸 상태에 맞는 운동강도를 선택하는 것이 좋다고 강조했다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 사고나 질병 등으로 손상된 신경세포를 되살리는 단백질을 발견해 손상된 뇌나 척수 신경을 재생하는 치료제 개발에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다. 울산과기원 민경태 생명과학부 교수팀은 23일 세포 안에서 소기관들을 연결하는 단백질인 ‘Grp75’(Glucose regulated protein 75)가 손상된 신경을 재생시키는 원리를 규명했다고 밝혔다. 신경세포(neuron)는 인간의 뇌와 몸을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절하는 역할을 한다. 이 세포는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기(axon)를 가지고 있으며 이곳이 손상되면 쉽게 재생되지 않는다. 특히 중추신경계인 뇌나 척수를 심하게 다치면 사지 마비 등 장애로 이어진다. 그러나 신경세포 재생 능력에 대한 분자·세포학적 연구나 재생 능력을 회복하는 방법을 제시한 연구는 지금까지 미미했다. 민 교수팀은 신경세포가 손상된 뒤 나타나는 재생 과정을 살피면서 이 과정에서 핵심 역할을 하는 단백질을 찾아냈다. 신경세포가 손상되면 재생을 위한 여러 세포 반응이 나타난다. 먼저 세포 속 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동한다. 소포체는 찢어진 막을 복구하고, 미토콘드리아는 세포 반응에 필요한 에너지를 제공하는 역할을 하기 위해서다. 이때 필요한 에너지 수요보다 공급이 충분하지 않아 신경세포 재생이 원활하게 이뤄지지 않는다. 민 교수팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목해 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 늘어나 세포 재생 활동에 도움을 준다는 가설을 세우고 실험했다. 연구진은 좌골신경이 손상된 실험 쥐에 Grp75 단백질의 과발현을 유도해 운동·감각 능력을 회복하는 등 신경세포 재생을 확인했다. 민 교수는 “Grp75 단백질이 많이 만들어지자 소포체와 미토콘드리아 접촉막이 늘어났다”면서 “그 결과 미토콘드리아 에너지 생성 능력이 향상되고, 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공됐다”고 설명했다. 그는 “다른 외부 물질을 도입하지 않고 세포 자체 능력을 향상해 신경 재생을 촉진한 연구였다”며 “척수 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경에 손상을 입어 회복이 어려운 환자들을 치료하는데 새로운 실마리를 제공할 것’이라고 기대했다. 민 교수팀의 이 연구내용은 자연과학 분야 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 23일 자에 실렸다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇 가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 사지마비나 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 대전대 한의과대 공동연구팀은 세포 내에서 소기관들을 연결하는 ‘Grp75’라는 단백질이 손상된 신경을 재생시킬 수 있다는 것을 알아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸다. 지금까지 신경세포의 재생 능력에 대한 분자차원이나 세포차원에서 작동원리는 밝혀지지 않았다. 신경세포가 손상되면 세포 속 소기관 중 하나인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동하게 된다. 소포체는 찢어지거나 상처난 막을 복구하고 미토콘드리아는 세포반응에 필요한 에너지를 제공하기 위해서이다. 문제는 세포에서 필요로 하는 에너지 수요보다 공급이 충분치 못해 신경세포 재생이 원활하지 못하다. 연구팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목하고 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 활발해지면서 세포 재생 활동에 도움을 줄 것으로 예상했다. 실제로 연구팀은 허벅지를 지나는 신경인 좌골신경을 손상시킨 쥐에게 Grp75 단백질이 많아지도록 한 결과 신경세포가 재생되는 것을 볼 수 있었다. 소포체와 미토콘드리아의 접촉막이 늘어나면서 미토콘드리아의 에너지 생성 능력이 커지고 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공된 것이다.민경태 UNIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 외부에 특정 물질을 주입하지 않고도 소포체-미토콘드리아 접촉막을 늘림으로써 세포 자체의 치유 능력을 향상시켰다는데 의미가 크다”라며 “척추 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경이 손상돼 회복이 어려운 환자를 치료하는 단초가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 여러 종류의 줄기세포를 결합시켜 심근경색으로 망가진 심장근육을 되살리는 획기적인 방법을 개발했다. 가톨릭대 서울성모병원 줄기세포치료센터, 바이오벤처 티앤알바이오펩, 건국대 의대, 포스텍, 중국 홍콩시립대 공동연구팀은 기능이 다른 두 종류의 줄기세포를 활용해 심근경색으로 손상된 심장 기능을 회복시키는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(18일자)에 실렸다. 심장은 3개의 관상동맥에 의해 산소와 영양분을 받고 활동하는데 3개 중 하나라도 혈전이나 혈관의 빠른 수축 등에 의해 급성으로 막혀 심장의 전체나 일부에 산소와 영양 공급이 급격하게 줄어 심장 근육의 조직이나 세포가 죽는 증상이 심근경색이라고 한다. 특히 심근경색이 발생하면서 나타난 심장근육과 혈관이 손상되면 자체적 재생이 불가능하기 때문에 심장 이식을 받거나 인공 심장이라는 인공펌프를 이식한다. 보다 근본적 치료를 위해 줄기세포를 이식해 손상된 심장을 재생하려는 연구들이 많았지만 이식 후 줄기세포가 생존하지 못하는 경우가 대부분이었다.연구팀은 심장을 재생시킬 수 있는 유도만능줄기세포와 이 줄기세포가 주변조직에 붙어 계속 생존할 수 있도록 돕는 중간엽줄기세포를 결합시키는 전략을 활용했다. 중간엽줄기세포에서 세포를 보호하고 성장시키는 요소가 계속 분비되면서 유도만능줄기세포가 심장조직에 붙어 재생을 촉진시킬 수 있도록 하는 것이다. 연구팀은 돼지 심장에서 얻은 세포외기질과 인간중기엽줄기세포를 이용해 3D프린팅으로 심장패치를 제작하고 인간유도만능줄기세포를 이용해 심근세포를 생산했다. 생쥐에게 심근경색을 유발시키고 심장패치는 심장조직 외벽, 심근세포는 심장내벽에 각각 이식했다. 8주가 지난 뒤 생쥐의 심장 기능이 크게 향상되고 손상된 근육과 혈관 대부분이 재생되는 것이 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 특성과 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 창의적이고 혁신적인 방법을 제시한 것으로 줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새로운 패러다임을 보였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

그리스 신화 속 새벽의 여신 에오스(오로라)는 트로이 왕 라오메돈의 아들 티토노스를 사랑했다. 미소년을 너무나 사랑한 에오스는 제우스에게 티토노스를 ‘영원히 살게 해 달라’고 빌었다. 문제는 ‘늙지 않도록 해 달라’는 부탁은 까먹은 것이다. 결국 영원히 살지만 늙어서 몸을 가눌 수 없어진 티토노스가 보기 싫어진 에오스는 그를 방에 가둬버렸다. 한참을 지나 방을 열어 보니 티토노스는 매미로 변해 있었다. 불로불사(不老不死)는 오랜 인류의 희망이었다. 오래 살 것인가, 건강하게 살 것인가 둘 중 하나를 선택할 수 있는 것은 아니지만 고령화 사회가 되면서 점점 삶의 질이 수명보다 더 중요하다는 목소리가 높아지고 있다. 미국 피츠버그대 의대, 피츠버그 메디컬센터(UPMC) 아동병원, 뉴욕주립대 공동연구팀은 건강하게 사는 것과 오래 사는 것을 분리해 조절하는 분자 스위치를 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 세포분화과정 연구에 많이 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’을 이용해 실험했다. 연구팀은 장수와 번식에 중요한 역할을 하는 ‘TCER1’이라는 단백질에 주목했다. 많은 동물에게서 장수유전자는 감염과 같은 스트레스 요인에 대한 대응력을 갖게 만들기 때문에 TCER1을 제거하면 예쁜꼬마선충들이 금세 죽을 것으로 예상했다. 그런데 DNA를 손상시키는 방사선이나 고온, 박테리아 등에 노출됐을 때 TCER1이 제거된 예쁜꼬마선충들이 일반 예쁜꼬마선충들보다 잘 견뎌 내는 것이 관찰됐다. 나이가 들수록 이동성이 향상되고 퇴행성신경질환을 일으키는 단백질 덩어리도 줄어들었다. 반면 TCER1이 정상 수준보다 많은 예쁜꼬마선충들은 면역 방어 기능이 떨어지면서 질병이나 각종 감염에는 취약해지지만 일반 선충들보다 수명이 길어진다는 것이 확인됐다. 프랜시스 암릿 간디 UPMC 박사는 “이번 결과를 인간에게 그대로 적용할 수는 없겠지만 노화에 대한 분자적 이해를 높이는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

학교성적, 취업문제, 승진문제, 건강 등 현대인은 태어나면서부터 스트레스에 둘러 싸여 산다고 할 정도로 주변 곳곳에 스트레스 요인들이 산적해 있다. 물론 ‘모든 것을 내려놓고 살아야 한다’라고 이야기하는 사람들이나 책들도 많지만 일반인들에게는 쉽지 않은 일이다. 이렇듯 생활 곳곳에서 발견되는 스트레스는 만성화돼 심각한 개인적, 사회적 문제를 야기시킨다. 암이나 우울증, 조현병 같은 각종 정신질환의 원인이 되기도 하고 싶할 경우 치명적인 퇴행성 뇌질환이나 뇌손상 위험을 높이는 것으로 알려져 있지만 스트레스와 뇌기능 손상 사이의 메커니즘이 정확히 알려져 있지 않다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀은 만성 스트레스로 인해 성체 해마신경줄기세포가 사멸되는 과정과 자가포식 사멸과정을 조절할 수 있는 방법을 찾아냈다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호(6월 24일자)에 실렸다. 기존 다수의 동물실험 연구에서도 스트레스를 겪는 동물은 새로운 신경세포를 생성하지 못하다는 사실은 알려져 왔다. 연구팀은 만성 스트레스로 인한 각종 뇌질환이 성체 해마신경줄기세포 사멸로 인해 성체 신경발생 감소가 나타나기 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 성체 신경발생은 학습과 기억, 정서조절을 담당하는 해마 부위 신경줄기세포에서 가능한 것으로 퇴행성 뇌질환, 신경발달 질환과 관련이 깊은 것으로 알려져 있다. 자가포식 세포사멸은 세포가 세포 내부 물질을 자기 스스로 먹어치워 제거함으로써 자신을 보호하는 반응이다. 연구팀은 생쥐의 신경줄기세포와 유전자 조작 생쥐를 이용해 세포사멸 유전자 중 하나인 Atg7을 제거하면 신경줄기세포의 사멸이 방지되고 스트레스 증상에도 정상적인 뇌기능을 유지하는 것을 확인했다. 이와 함께 SGK3라는 유전자가 자가포식 세포사멸을 유도한다는 사실을 밝혀내고 이 유전자를 제거하면 신경줄기세포가 스트레스에도 줄어들거나 제거되지 않는다는 것을 입증했다. 유성운 DGIST 교수는 “이번 연구는 만성 스트레스로 의한 신경줄기세포의 자가포식 세포사멸 메커니즘을 명확하게 밝혀냈다는데 의미가 있다”라며 “추가적 연구를 통해 우울증, 치매 등 뇌신경질환 치료방법이나 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr