백혈병이나 악성 림프종, 다발성 골수종 등 혈액암 환자나 재생 불량성 빈혈, 선천성 면역결핍증 환자 등에게는 건강한 다른 사람의 골수에서 조혈줄기세포를 채취해 이식하는 ‘골수이식’이 유일한 치료 방법이다. 골수는 다른 줄기세포처럼 실험실에서 배양되지 않기 때문에 필요할 때마다 채취해서 사용할 수밖에 없다. 현재 쓰이고 있는 채취방법으로는 골수가 몸 밖으로 나오면서 손상되는 경우가 많기 때문에 한 번에 많이 뽑아야 한다는 단점이 있다. 국내 연구진이 조혈줄기세포의 손상을 최소화하는 채취 방법을 개발, 골수이식 성공률이 높아질 것으로 예상된다. 한양대 의생명과학과 김계성 교수와 순천향대 이만렬 교수는 줄기세포 분야의 세계적 석학인 미국 인디애나의대 할 브록스마이어 석좌교수와 함께 낮은 산소압 상태에서 손상을 최소화하면서 조혈줄기세포를 뽑는 방법을 개발하는 데 성공했다. 이번 연구성과는 생명공학 분야 최고 권위지 ‘셀’ 11일자 온라인에 실렸다. 공기 중 산소농도는 21% 정도인데 반해 우리 몸속 각종 장기의 산소농도는 평균 1% 정도로 낮다. 그래서 기존의 방법으로 골수를 채취할 경우, 골수가 몸 밖으로 나오는 순간 갑자기 높은 산소농도에 노출되면서 활성산소가 발생해 파괴된다. 대기 중 산소농도에서 채취된 조혈줄기세포는 급속하게 손상을 받아 줄기세포로서 성질을 잃게 된다는 것이다. 조혈줄기세포 수가 줄고 기능도 떨어지기 때문에 골수 이식 후에 몸속에서 제대로 정착되지 못하면서 치료효과가 떨어진다. 연구팀은 생쥐를 공기 중 산소농도보다 낮은 저압산소탱크(챔버)에 넣고 조혈줄기세포를 추출한 결과, 기존의 방식보다 줄기세포 회수율이 10배 이상 늘어난 것을 발견했다. 뿐만 아니라 활성 세포물질 발생을 억제하는 ‘사이클로스포린 에이’라는 물질을 이용해도 조혈줄기세포가 파괴되지 않는다는 것을 확인했다. 이번에 개발된 기술을 이용할 경우 줄기세포 회수율이 높아지는 만큼 이전에 한 명에게 사용하는 골수량을 줄이고도 똑같은 효과를 기대할 수 있다. 또 기존에 한 명에게 사용하던 골수량으로 여러 명에게 사용할 수 있기 때문에 이식이 가능한 골수가 부족한 의료 환경 개선에도 도움이 될 것으로 보인다. 김 교수는 “이번에 개발한 기술은 이식 가능한 골수가 부족한 상황을 획기적으로 개선시키는 것은 물론 환자들의 불편함도 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘메르스 의사 상태’ ‘에크모 치료 중 사이토카인 폭풍’ ‘메르스 의사’ 상태가 위중한 것으로 전해졌다. 삼성서울병원 의사인 중동호흡기증후군(메르스) 35번 환자인 A(38)씨가 11일 위독하다고 서울대병원 관계자 등이 밝혔다. 노환규 전 대한의사협회장은 이날 자신의 페이스북에 “35번 의사 환자, 현재 ECMO(에크모·체외막산소화장치)를 달고 있고 매우 위중한 상황이라고 한다”고 전했다. 한때 한 매체가 서울시 관계자 말을 빌어 A씨가 뇌사 상태에 빠져 있다고 보도했지만 이는 사실이 아닌 것으로 확인됐다. A씨가 입원해 있는 서울대병원 관계자는 ”의료법 문제 때문에 환자의 상태에 대해 자세히 말하기 어렵지만 뇌사 상태에 빠진 것은 확실히 아니다”라고 전했다. A씨는 지난 5일 언론과 장시간 전화 인터뷰를 할 수 있을 정도로 증상이 심한 편이 아니었다. 그의 악화된 건강 상태는 중앙메르스관리대책본부가 10일 “산소호흡기를 착용하고 있다”고 밝히면서 처음 드러났다. 박원순 서울시장이 4일 밤 긴급기자회견을 열고 “A씨가 메르스 증상이 나타난 상태에서 지난달 30일 1565명이 모인 서울 양재동 재건축조합 총회에 참석했다”고 밝히면서 A씨와 논쟁이 붙기도 했다. A씨는 당시 “메르스 증상이 나타난 것은 31일 오전이고 스스로 자가격리를 했는데 메르스 전파를 말하니 황당하다”고 반박했다. 박 시장은 8일 “메르스 전염이 의사와 병원의 부주의 탓이라는 오해가 야기됐을 수 있다”며 사과했다. 그러나 아직 30대인데다 알레르기성 비염 외에 건강했던 A씨가 급격히 상태가 나빠진 것과 관련해 일부에서는 젊은 층에서 발생하는 면역력 부작용 이상인 ‘사이토카인 폭풍’ 가능성이 제기된다. 사이토카인은 병원체가 침투했을 때 면역체계를 가동해 대항하는 데 꼭 필요한 면역물질이다. 문제는 감염 초기 병원체가 특정 조직에서 과도하게 증식하면 면역세포들이 감염 부위에 몰려들어 무차별적으로 감염세포를 공격하다 살려야 할 장기 조직까지 마비시키기도 한다는 점이다. 이러한 자폭 현상을 의학계에서는 사이토카인 폭풍이라 부르고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

“아픈 상처에 그냥 붙이기만 하세요.” 국내 연구진이 피부는 물론 손상된 장기에도 갖다 붙이기만 하면 저절로 치료가 되는 ‘세포 스티커’ 기술을 미국 하버드대 연구팀과 공동으로 개발했다. 서강대 화학과 신관우 교수는 미국 하버드대 바이오질병연구소 연구진과 함께 손상된 장기나 피부에 붙이는 것만으로 치료가 가능한 세포 스티커 제작 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 연구팀은 동물실험에 성공한 상태다. 이번 연구결과는 신소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 최신호 표지 논문으로 실렸다. 기존에도 손상된 장기나 신경의 특정 부위에 세포를 자라게 해 치료하는 방법들은 상당수 연구돼 왔다. 그러나 대부분 금속이나 플라스틱으로 만들어진 보형물을 이용하는 수준이었다. 이 때문에 이식된 부분의 세포들이 인공조직과 제대로 접합되지 않고 거부 반응을 나타내거나, 보형물로 인해 조직의 형태가 틀어지는 등 부작용이 많았다. 연구진은 우선 이온을 포함하고 있는 고분자 물질로 그물망 형태의 단백질을 만들었다. 그 위에 정상 조직에서 추출해 낸 세포를 올려놓으면 스티커처럼 상처 부위를 감싸며 달라붙는다. 이렇게 형성된 세포-단백질 그물망은 스티커처럼 원하는 위치에 손쉽게 부착할 수 있고, 해당 장기를 빠른 시간 내에 원상복구 시킨다. 연구팀은 실제로 실험쥐의 심장을 손상시킨 뒤, 심장에서 떼어낸 세포로 세포 스티커를 만들었다. 세포 스티커를 손상된 심장 부위에 붙여 치료한 결과 심장이 정상적으로 기능하는 것을 확인했다. 이렇게 만들어진 세포 스티커는 심장 이외 다른 장기와 피부에도 사용 가능하다는 장점이 있다. 특히 이번 기술은 치료 대상자 본인의 세포로 만들기 때문에 거부 반응이 나타나지 않아 장기 및 신경세포의 안전한 치료방법으로 기대되고 있다. 신 교수는 “이번 연구 성과를 활용하면 가슴 성형 내부 보형물이나 심장 인공판막 등에서 나타나는 신체 거부반응을 대폭 줄일 수 있을 것”이라며 “기술 상용화 시기를 앞당기기 위해 하버드대 연구진과 함께 서강대 내에 공동연구센터를 만들어 운영 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계 최고의 줄기세포 전문가로 통하는 야마나카 신야(53) 일본 교토대 교수는 2012년 노벨 생리의학상을 받은 뒤 쏟아지는 언론의 관심을 애써 피해 다녀 ‘은둔의 과학자’로 통해 왔다. 그런 그가 9일 서울 강남구 삼성동 코엑스에서 열린 ‘2015 세계과학기자대회’ 개막식에 기조연설자로 나섰다. 야마나카 교수는 “내년부터 유도만능줄기세포(iPS)를 이용해 파킨슨병 환자를 치료하는 임상시험에 들어갈 계획”이라고 밝혔다. 그러나 그는 “많은 사람들이 줄기세포 치료에 대한 기대감을 갖고 있지만, 실제 상용화까지는 10년 또는 그 이상의 시간이 필요하다”며 “과학자로서 당장 줄기세포를 활용한 치료가 가능할 것이라고 기대감을 주는 것은 잘못된 태도”라고 말했다. 야마나카 교수는 만약 줄기세포를 이용한 치료제를 개발했다는 회사가 있다면 세 가지를 확인해야 한다고 충고했다. 연구 성과를 관련 저널에 논문으로 발표했는지, 회사 내부에 윤리위원회를 설치해 실제 운영하고 있는지, 동물 실험은 거쳤는지를 봐야 한다는 것이다. 야마나카 교수는 ‘줄기세포 은행’을 만들어 운영하겠다는 계획도 밝혔다. 일반적으로 체세포를 떼어내 iPS를 만드는 데 걸리는 시간은 6개월 정도이고, iPS 제작비용도 100만 달러(약 11억 1900만원)에 달한다. 이 때문에 건강한 사람으로부터 추출한 iPS를 저장해 놨다가 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 줄기세포 은행을 만들겠다는 것이다. 야마나카 교수는 약 140명으로부터 채취한 세포 정도면 일본 국민의 90%에게 이식할 수 있는 iPS세포를 만들 수 있을 것으로 예상했다. 그는 줄기세포 은행 설립을 위해 2012년 자신의 마라톤 완주를 조건으로 내걸고 크라우드 펀딩으로 1000만엔을 모았다고 소개하며 “마라톤을 통한 크라우드 펀딩을 통해 대중들이 줄기세포에 대해 얼마나 관심이 높은지 알게 됐다”고 설명했다. 야마나카 교수는 정형외과 의사에서 기초과학 연구자로 방향 전환을 하게 된 계기도 소개했다. “아버지께서 의대에 가라고 설득하셔서 의대에 갔습니다. 막상 임상의사가 됐지만 스스로 좋은 외과의사가 아니라는 것, 그리고 외과적으로 고칠 수 없는 질병이 너무 많다는 것을 알게 됐습니다.” 그는 “과학자로 성공하고 노벨상까지 받게 된 것은 여러 해 동안 나와 함께 한 동료들 덕분”이라면서 “훌륭한 과학자가 되기 위해서는 반드시 스스로 미래에 대한 비전을 갖고, 그것을 좇아야 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 데일리메일 등 외신들은 3일(현지시간) 매사추세츠 종합병원 연구팀이 세계 최초로 쥐의 ‘살아있는 앞발’을 만들어 이식하는데 성공했다고 보도했다. 관련 전문가들은 “공상과학이 현실이 됐다”며 앞으로 팔다리 이식 기술에 새로운 전기가 마련되지 않을까 조심스레 기대를 내비쳤다. 현재에도 인공 의수나 의족 기술이 발달하긴 했지만 움직임이 한정적이고 외관도 자연스럽지 않다. 다른 사람의 손이나 팔, 다리를 이식받을 수도 있긴 하지만 수술이 매우 복잡하고 환자는 평생 강력한 면역억제제를 복용해야 한다. 우리 신체는 다른 생물의 신체 조직이 내부에 들어오면 이를 침입자로 인식, 공격하기 때문에 면역 억제제를 복용하지 않으면 환자는 심각한 부작용을 겪게 된다. 반면 이번 기술은 환자 자신의 생체 조직을 이용하는 원리기 때문에 개발이 완료된다면 면역억제가 필요 없는 새로운 치료가 가능해질 전망이다. 실험 과정은 다음과 같다. 연구팀은 우선 다른 죽은 쥐에게서 팔을 떼어내 세척제로 팔을 지속적으로 씻어 냈다. 이를 통해 앞발의 부드러운 세포조직은 전부 제거되고 불활성 단백질 콜라겐 조직만 남아 전체적인 앞발의 ‘틀’을 완성했다. 그 다음 단계는 이런 기본 틀에 이식받을 쥐의 몸에서 채취한 세포들을 주입하는 것이다. 이 ‘틀’ 안에는 혈관, 힘줄, 근육, 뼈를 만드는 기본 구조가 그대로 살아있다. 틀을 배양기에 넣고, 콜라겐으로 만든 혈관을 심어 영양을 공급한 뒤 산소와 전기를 이용해 팔을 자극했다. 그 다음 근육세포를 팔에 주입했다. 2주 쯤 지나자 근육과 혈관이 완전히 '재건'됐다. 연구팀은 더 나아가 이미 개코원숭이를 상대로 실험을 시작했다. 하지만 최초로 인간 생체의수를 실험하기 위해서는 갈 길이 멀고 최소 10년은 기다려야 할 것이라고 연구팀은 전했다. 이번 발견은 분명 의료계의 진일보지만 아직 넘어야 할 장애물이 많다. 모세 혈관이나 신경조직과 같은 세밀한 조직들의 재건은 아직 큰 숙제로 남아있기 때문. 전문가들은 이 기술은 아직 학계에서 다루어야 할 단계이며 아직 의료적으로 접근해서는 안 된다고 말한다. 실제로 흡사한 기술을 사용해 호흡기를 만들어 이식한 사례가 있지만 이 수술을 받은 4명 중 2명은 사망했고 1명은 집중 치료 상태에 있다. 사진=ⓒ버나드 쟁크 박사/오트 연구소/매사추세츠 종합병원 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

-영국, 사용 허가...유럽 각국 승인 대기중 항암치료의 새 장을 열어줄 치료제가 공개됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신들이 최근 보도했다. ‘미국암학회’(ASCO)는 최근 시카고에서 열린 ASCO 연례 컨퍼런스에서 이 같은 성과를 발표했다. 전문가들에 따르면 이번 치료제는 '화학요법 이후 항암치료계의 최대 발견'이다. ‘면역요법’ (Immunotherapy) 이라 일컫는 이 치료법은 인간 면역체계가 암 세포를 인식하고 공격할 수 있도록 보조하는 것을 골자로 한다. 본래 인간 면역체계는 각종 종양에 맞서 싸우도록 되어있다. 그렇지만 암과 같은 악성 종양은 ‘위험하지 않은’ 조직으로 위장한 채 증식을 계속한다. 면역요법은 면역계가 이러한 위장에 속지 않고 암을 인식해 공격하게 해준다는 것이 전문가의 설명이다. 자세히 설명하면 다음과 같다. 면역세포의 일종인 T세포는 센서 역할을 하는 단백질 PD-1과 경보기 역할을 하는 단백질 B7.1을 통해 비정상 세포를 찾아내고 공격한다. 과학자들은 그동안 T세포가 암세포를 공격하지 않는 이유를 연구했다. 그리고 최근 암 세포 표면에서 발견되는 단백질 PD-L1이 PD-1 및 B7.1에 융합하여 그 기능을 마비시킨다는 사실을 알아냈다. 면역요법 치료제는 PD-L1의 융합 작용을 막아 T세포가 정상적으로 기능하게 해준다. 치료제는 이필리무밥(ipilimumab)과 니볼류맙(nivolumab) 2종으로 동일한 작용을 하며, 병행하여 사용했을 때 치료 확률이 커지는 것으로 알려졌다. 실제 치료는 몇 주에 한 번 꼴로 치료제를 소량 투여하는 방식으로 이루어지며 1년 총 치료비는 1억 7000만 원 정도다. 영국의 경우 보건의료당국 승인을 받았고 유럽 각지에서는 사용 승인 대기 중이다. -"화학요법 대신해 '표준 암 치료법' 될 것" 이 요법은 폐암, 피부암 등 가장 치명적인 암 질병에 효과가 있으며 그 외에도 치료가 극도로 어렵다고 알려진 신장암 방광암 두경부암 등에도 효과를 보였다. 영국 피부암 환자 950명을 대상으로 한 임상치료에서는 60%에 달하는 환자의 종양이 크게 축소되거나 통제 가능한 수준으로 호전되었다. “사실상 정상적인 삶을 되찾은 것”이라고 치료를 지켜본 의사는 전했다. 전문가들은 기타 암 질환의 경우에도 적어도 절반 이상 환자에게 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다. 이 치료법으로 목숨을 구한 전직 여교수의 사례도 알려졌다. 영국 여성 비키 브라운은 2006년 피부암을 진단받고 2013년에는 시한부 선고를 받았으나 같은 해 8월 임상치료에 참가해 불과 몇 주일 만에 완치되었다. 그녀는 “기적의 치료제 같았다”며 당시 소감을 밝혔다. 연구진은 이 치료법을 가능한 한 빠르게 확대 실시해야 한다고 주장한다. 발진이나 메스꺼움, 피로감 등의 부작용이 있지만 그 정도는 화학요법보다 심하지 않다는 것이다. 1970년대까지만 하더라도 화학요법은 보편적인 항암 치료법이 아니었다. 극도의 피로, 구토와 탈모를 유발하며 각종 감염에 취약하게 만드는 까닭에 현재도 많은 환자들이 화학치료를 중도 포기하곤 한다. 미국 예일 암센터 로이 허스트 교수는 “향후 5년 이내에 면역요법이 화학요법을 대신해 표준 암 치료법으로 자리 잡을 수 있다”며 “거대한 발견이다, 항암치료의 패러다임 전환이 찾아왔다”고 전했다. 사진=데일리메일 캡쳐 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

영국 데일리메일 등 외신들은 3일(현지시간) 매사추세츠 종합병원 연구팀이 세계 최초로 쥐의 ‘살아있는 앞발’을 만들어 이식하는데 성공했다고 보도했다. 관련 전문가들은 “공상과학이 현실이 됐다”며 앞으로 팔다리 이식 기술에 새로운 전기가 마련되지 않을까 조심스레 기대를 내비쳤다. 현재에도 인공 의수나 의족 기술이 발달하긴 했지만 움직임이 한정적이고 외관도 자연스럽지 않다. 다른 사람의 손이나 팔, 다리를 이식받을 수도 있긴 하지만 수술이 매우 복잡하고 환자는 평생 강력한 면역억제제를 복용해야 한다. 우리 신체는 다른 생물의 신체 조직이 내부에 들어오면 이를 침입자로 인식, 공격하기 때문에 면역 억제제를 복용하지 않으면 환자는 심각한 부작용을 겪게 된다. 반면 이번 기술은 환자 자신의 생체 조직을 이용하는 원리기 때문에 개발이 완료된다면 면역억제가 필요 없는 새로운 치료가 가능해질 전망이다. 실험 과정은 다음과 같다. 연구팀은 우선 다른 죽은 쥐에게서 팔을 떼어내 세척제로 팔을 지속적으로 씻어 냈다. 이를 통해 앞발의 부드러운 세포조직은 전부 제거되고 불활성 단백질 콜라겐 조직만 남아 전체적인 앞발의 ‘틀’을 완성했다. 그 다음 단계는 이런 기본 틀에 이식받을 쥐의 몸에서 채취한 세포들을 주입하는 것이다. 이 ‘틀’ 안에는 혈관, 힘줄, 근육, 뼈를 만드는 기본 구조가 그대로 살아있다. 틀을 배양기에 넣고, 콜라겐으로 만든 혈관을 심어 영양을 공급한 뒤 산소와 전기를 이용해 팔을 자극했다. 그 다음 근육세포를 팔에 주입했다. 2주 쯤 지나자 근육과 혈관이 완전히 '재건'됐다. 연구팀은 더 나아가 이미 개코원숭이를 상대로 실험을 시작했다. 하지만 최초로 인간 생체의수를 실험하기 위해서는 갈 길이 멀고 최소 10년은 기다려야 할 것이라고 연구팀은 전했다. 이번 발견은 분명 의료계의 진일보지만 아직 넘어야 할 장애물이 많다. 모세 혈관이나 신경조직과 같은 세밀한 조직들의 재건은 아직 큰 숙제로 남아있기 때문. 전문가들은 이 기술은 아직 학계에서 다루어야 할 단계이며 아직 의료적으로 접근해서는 안 된다고 말한다. 실제로 흡사한 기술을 사용해 호흡기를 만들어 이식한 사례가 있지만 이 수술을 받은 4명 중 2명은 사망했고 1명은 집중 치료 상태에 있다. 사진=ⓒ버나드 쟁크 박사/오트 연구소/매사추세츠 종합병원 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

비정상적으로 발현된 암세포는 일반 세포와는 달리 생명력이 강해 외과수술 후에도 다량의 항암제와 방사선 치료가 필요하다. 하지만 과다한 항암제 투여는 암세포뿐만 아니라 정상 세포까지 파괴한다. 탈모나 구토, 빈혈 같은 부작용이 그래서 나타난다. 국내 연구진이 적은 양의 항암제만으로도 암세포를 죽게 만드는 단백질을 찾아냈다. 항암 치료의 부작용을 최소화할 수 있는 치료제 개발에 청신호가 켜진 것이다. 아주대 의대 김유선 교수팀은 항암제 저항성을 가진 암세포까지 죽일 수 있는 세포사멸 단백질 ‘RIP3’를 찾고, 이를 강화하는 방법까지 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 과학저널 ‘네이처’의 자매지인 ‘셀 리서치’ 온라인 최신호에 실렸다. 김 교수팀은 유방암 환자와 정상인 사이에서 RIP3 발현이 차이가 나고, 유방암 환자 중에서도 RIP3가 많이 발현되는 사람의 경우 치료 효과와 생존율이 높다는 점에 착안했다. 연구진은 이에 따라 RIP3 단백질을 인위적으로 늘릴 경우 항암 치료 효과가 높아질 것으로 봤다. 연구진은 생쥐에게 유방암이 생기게 한 뒤 두 그룹으로 나눠 한쪽에만 RIP3가 많이 발현될 수 있도록 약물을 주입했다. 이어 두 그룹 모두에 항암제를 주입했는데 RIP3가 발현되도록 한 그룹이 그렇지 않은 그룹보다 암 치료 효과가 높은 것으로 나타났다. 김 교수는 “이번 연구는 단백질을 이용해 암세포 자살을 유도하는 새로운 메커니즘을 찾아냈다는 데 의미가 있다”며 “RIP3 조절로 항암제 반응성을 높이는 것은 물론 새로운 개념의 암 치료제 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-미국암학회 "화학요법 이후 최대 발견" 항암치료의 새 장을 열어줄 치료제가 공개됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신들이 31일(현지시간) 보도했다. ‘미국암학회’(ASCO)는 최근 시카고에서 열린 ASCO 연례 컨퍼런스에서 이 같은 성과를 발표했다. 전문가들에 따르면 이번 치료제는 '화학요법 이후 항암치료계의 최대 발견'이다. ‘면역요법’ (Immunotherapy) 이라 일컫는 이 치료법은 인간 면역체계가 암 세포를 인식하고 공격할 수 있도록 보조하는 것을 골자로 한다. 본래 인간 면역체계는 각종 종양에 맞서 싸우도록 되어있다. 그렇지만 암과 같은 악성 종양은 ‘위험하지 않은’ 조직으로 위장한 채 증식을 계속한다. 면역요법은 면역계가 이러한 위장에 속지 않고 암을 인식해 공격하게 해준다는 것이 전문가의 설명이다. 자세히 설명하면 다음과 같다. 면역세포의 일종인 T세포는 센서 역할을 하는 단백질 PD-1과 경보기 역할을 하는 단백질 B7.1을 통해 비정상 세포를 찾아내고 공격한다. 과학자들은 그동안 T세포가 암세포를 공격하지 않는 이유를 연구했다. 그리고 최근 암 세포 표면에서 발견되는 단백질 PD-L1이 PD-1 및 B7.1에 융합하여 그 기능을 마비시킨다는 사실을 알아냈다. 면역요법 치료제는 PD-L1의 융합 작용을 막아 T세포가 정상적으로 기능하게 해준다. 치료제는 이필리무밥(ipilimumab)과 니볼류맙(nivolumab) 2종으로 동일한 작용을 하며, 병행하여 사용했을 때 치료 확률이 커지는 것으로 알려졌다. 실제 치료는 몇 주에 한 번 꼴로 치료제를 소량 투여하는 방식으로 이루어지며 1년 총 치료비는 1억 7000만 원 정도다. 영국의 경우 보건의료당국 승인을 받았고 유럽 각지에서는 사용 승인 대기 중이다. -'위장'한 암세포 찾아서 공격 이 요법은 폐암, 피부암 등 가장 치명적인 암 질병에 효과가 있으며 그 외에도 치료가 극도로 어렵다고 알려진 신장암 방광암 두경부암 등에도 효과를 보였다. 영국 피부암 환자 950명을 대상으로 한 임상치료에서는 60%에 달하는 환자의 종양이 크게 축소되거나 통제 가능한 수준으로 호전되었다. “사실상 정상적인 삶을 되찾은 것”이라고 치료를 지켜본 의사는 전했다. 전문가들은 기타 암 질환의 경우에도 적어도 절반 이상 환자에게 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다. 이 치료법으로 목숨을 구한 전직 여교수의 사례도 알려졌다. 영국 여성 비키 브라운은 2006년 피부암을 진단받고 2013년에는 시한부 선고를 받았으나 같은 해 8월 임상치료에 참가해 불과 몇 주일 만에 완치되었다. 그녀는 “기적의 치료제 같았다”며 당시 소감을 밝혔다. 연구진은 이 치료법을 가능한 한 빠르게 확대 실시해야 한다고 주장한다. 발진이나 메스꺼움, 피로감 등의 부작용이 있지만 그 정도는 화학요법보다 심하지 않다는 것이다. 1970년대까지만 하더라도 화학요법은 보편적인 항암 치료법이 아니었다. 극도의 피로, 구토와 탈모를 유발하며 각종 감염에 취약하게 만드는 까닭에 현재도 많은 환자들이 화학치료를 중도 포기하곤 한다. 미국 예일 암센터 로이 허스트 교수는 “향후 5년 이내에 면역요법이 화학요법을 대신해 표준 암 치료법으로 자리 잡을 수 있다”며 “거대한 발견이다, 항암치료의 패러다임 전환이 찾아왔다”고 전했다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

주부 A(61)씨는 요즘 들어 건망증이 심해져 다리미 사용 후 전원 플러그를 뽑지 않거나, 외출을 할 때마다 차 키를 찾지 못해 헤매는 일이 잦아졌다. 무엇을 꺼내려고 냉장고 문을 열었는지 생각이 나지 않고, 어제 나눈 대화 내용도 가물가물하다. A씨는 단순한 건망증일까, 치매일까. 보통 노인에게 나타나는 기억력 감소는 자연적인 노화 현상으로, 경험 일부를 잊어버리고 자신이 잊어버린 사실을 스스로 안다. 또한 일상생활에 지장이 없다. 반면 치매 환자는 뇌 손상이 원인이어서 경험한 것 전체를 잊어버리고 일상생활에도 지장을 받는다. 예를 들어 주말 저녁 7시에 식사하러 오시라는 며느리의 전화를 받은 두 명의 할머니가 있다면, 건망증이 있는 할머니는 약속 시간을 잊어도 며느리에게 다시 전화를 걸어 저녁 몇 시에 오라고 했느냐고 묻는다. 그러나 며느리가 전화한 것 자체를 기억하지 못하고 주말 저녁에 식사 준비를 하는 할머니는 치매를 의심해 볼 필요가 있다. 건망증은 시간이 지나면 다시 생각나거나 힌트를 얻어 사건을 유추할 수 있지만, 치매는 일반적으로 다시 기억나지 않으며 언어능력, 지남력(시간과 장소, 상황이나 환경 따위를 올바로 인식하는 능력) 등 다른 인지기능에 장애가 생긴다. 치매는 크게 뇌 부위에 있는 신경세포가 많이 줄고 베타아밀로이드 단백질이 축적돼 나타나는 알츠하이머 치매와 뇌혈관이 막히거나 좁아져 뇌 세포가 손상돼 생기는 혈관성 치매로 나뉜다. 이 중 알츠하이머 치매가 전체 치매 환자의 약 70%를 차지한다. 알츠하이머 치매가 오면 아주 가벼운 기억장애로 시작해 언어장애, 인지장애, 판단장애가 나타난다. 반면 혈관성 치매는 인지 능력이나 정신 능력이 조금 나빠졌다가 한동안 정체기가 지속되고, 또 갑자기 조금 나빠졌다가 정체되는 등 계단식으로 증상이 진행된다. 알코올성 치매는 균형을 잡는 소뇌의 세포가 먼저 파괴된다. 치매는 시간이 지날수록 점점 악화해 치료가 어렵다고 알려졌으나 치매의 10% 정도는 치료가 가능하다. 노인 우울증, 뇌의 경막을 통과하는 정맥이 손상된 경막하 출혈, 비타민 B12가 결핍돼 생기는 결핍성 질환, 알코올성 치매는 원인을 치료하면 치매 증상도 치료할 수 있다. 그러나 적절한 시기에 치료하지 못하면 뇌에 구조적 변성이 발생해 치료해도 증상이 좋아지지 않을 수 있다. 알츠하이머 치매도 약물로 치료하지만, 현재까지 허가된 치매 치료제는 원인을 치료하는 약물이 아니라 인지기능 악화 속도를 완화해 주는 약물이다. 허가된 약물 성분은 아세틸콜린 분해효소 억제제인 도네페질·리바스티그민·갈란타민과 메만틴 등이 있으며, 이 중 도네페질은 혈관성 치매에도 사용할 수 있다. 아세틸콜린 분해효소 억제제는 뇌 세포 파괴로 뇌신경 전달 물질인 아세틸콜린이라는 물질이 분해돼 감소하는 것을 막아 준다. 한 가지 약을 사용했을 때 효과가 없고 반응이 감소하거나 심한 부작용이 나타나면 다른 약물로 전환하는데, 이 약물들은 오심, 구토, 설사 등의 위장관계 부작용을 일으킨다. 특히 리바스티그민 성분을 체중 50㎏ 미만인 환자에게 투여하면 더 많은 이상 반응이 발생할 수 있어 주의해야 한다. 도네페질 성분 역시 저체중인 80세 이상 여성 환자에게 이상 반응을 자주 일으켜 1일 5㎎ 이상 투여해선 안 된다. 치매 약이 병을 근본적으로 치료하지 못한다고 낙심할 일은 아니다. 전 세계에서 치매를 극복하고자 노력을 쏟고 있어서다. 미국은 치매 관련 법을 제정하고 연구 투자를 늘렸으며, 일본도 후생노동성을 중심으로 치매 대책 5개년 계획을 수립했다. 우리나라도 2012년 치매법을 제정하고 중앙치매센터를 설립해 치매 환자와 가족을 지원하는 한편 연구개발 인프라를 구축하고 있다. 글로벌 기업들은 연이은 실패를 딛고 많은 제품을 개발하고 있다. 치매 환자의 뇌에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 약물, 이 단백질의 응집을 억제하는 약물, 신경 전달물질인 아세틸콜린, 도파민의 양을 증가시키는 약물, 현삼이나 백두옹 등 생약추출물, 줄기세포를 이용한 치매 치료제 개발도 국내외에서 활발히 이뤄지고 있다. 현재 식품의약품안전처에서 임상시험을 승인받은 성분은 모두 26개로, 이 중 16개 성분에 대한 임상시험이 진행되고 있다. 2014년을 기준으로 전체 신약 후보 물질 3107개 가운데 340개가 치매 치료제다. 10개 중 1개꼴이다. 식약처 관계자는 “알츠하이머 치매를 근본적으로 치료해 주는 약물이 곧 사용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 치매를 진단할 때는 우선 환자의 병력을 청취하고 치매 원인을 알아보고자 간기능, 신기능, 갑상선, 당뇨 등 기저질환이 있는지 검사한다. 그러고 나서 뇌의 구조나 기능을 확인하고자 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 검사를 한다. 이렇게 다양한 검사를 하는 이유는 신체 질환이 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있고, 동반 질환이 환자의 상태를 급격히 악화시키거나 이차적인 치매를 발생시킬 위험이 있어서다. 하지만 검사 비용이 비싸 부담이 될 수 있으므로 담당 의사와 상의해 어떤 검사가 필요한지 알아보고 결정하는 게 좋다. 가까운 보건소나 지역 치매지원센터를 방문해도 치매 검진을 받을 수 있다. 전문가들은 건강한 식사, 적절한 신체활동, 인지활동과 활발한 사회활동으로 치매를 예방할 수 있다고 조언한다. 오메가3 등의 좋은 지방이나 비타민, 항산화 식품으로 식단을 꾸리고 지나친 음주나 흡연은 피하는 것이 좋다. 조깅, 산책, 집안일 등 신체 활동도 꾸준히 해야 한다. 건강한 생활습관을 유지하면서 정기적으로 치매 조기 검진을 받고 발병 시 적극적으로 치료를 해야 치매 악화를 막을 수 있다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr ■도움말 식품의약품안전처

뇌진탕 같은 물리적 충격이나 심리적 요인으로 기억의 전부 또는 일부를 잃어버리는 것을 기억상실증이라고 한다. 지금까지는 주로 정신분석이나 최면요법 등으로 기억상실증을 치료했다. 그런데 최근 미국에서 빛을 쪼이는 것만으로 간단하게 기억을 되찾는 방법이 개발돼 비상한 관심을 모으고 있다. 1987년 노벨 생리의학상을 수상한 도네가와 스스무 교수가 이끄는 미국 MIT대 뇌인지·생물학과 연구진과 하워드휴즈 의학연구소 연구팀이 공동으로 기억상실증 환자에게 특정 파장의 빛을 쪼여 뇌세포를 자극함으로써 기억을 되찾을 수 있도록 하는 기술을 개발했다. 이번 연구성과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’ 지난 29일자에 실렸다. 연구팀은 실험쥐를 특정 공간에 들어가게 한 뒤, 가벼운 전기 충격을 줘 해당 공간에 대한 공포감을 갖도록 훈련시켰다. 그 다음 기억상실증을 유발시키는 약물을 주입시켜 전기충격의 기억을 잊게 했다. 실제로 쥐들은 전기충격을 받았던 곳에 가도 공포감을 느끼지 못했다. 연구팀은 기억상실증에 걸린 쥐들을 전기충격을 받았던 곳과 비슷하게 만든 공간에 넣은 뒤 특정 파장의 빛으로 공포 기억이 새겨진 뇌세포를 자극했다. 그러자 쥐들은 전기충격을 받았던 공간이 아닌데도 갑자기 전기충격의 기억이 되살아나면서 공포반응을 보였다는 것이 연구진의 설명이다. 도네가와 교수는 “기억상실증은 기억이 저장되지 않는 상태가 아니라 저장된 기억을 제대로 꺼내지 못하는 현상”이라면서 “이번 연구성과는 뇌진탕 같은 외상이나 치매, 충격적 사건으로 닫혀버린 기억의 문을 빛으로 쉽게 열 수 있다는 것을 보여줬다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-미국암학회 "화학요법 이후 최대 발견" 항암치료의 새 장을 열어줄 치료제가 공개됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신들이 31일(현지시간) 보도했다. ‘미국암학회’(ASCO)는 최근 시카고에서 열린 ASCO 연례 컨퍼런스에서 이 같은 성과를 발표했다. 전문가들에 따르면 이번 치료제는 '화학요법 이후 항암치료계의 최대 발견'이다. ‘면역요법’ (Immunotherapy) 이라 일컫는 이 치료법은 인간 면역체계가 암 세포를 인식하고 공격할 수 있도록 보조하는 것을 골자로 한다. 본래 인간 면역체계는 각종 종양에 맞서 싸우도록 되어있다. 그렇지만 암과 같은 악성 종양은 ‘위험하지 않은’ 조직으로 위장한 채 증식을 계속한다. 면역요법은 면역계가 이러한 위장에 속지 않고 암을 인식해 공격하게 해준다는 것이 전문가의 설명이다. 자세히 설명하면 다음과 같다. 면역세포의 일종인 T세포는 센서 역할을 하는 단백질 PD-1과 경보기 역할을 하는 단백질 B7.1을 통해 비정상 세포를 찾아내고 공격한다. 과학자들은 그동안 T세포가 암세포를 공격하지 않는 이유를 연구했다. 그리고 최근 암 세포 표면에서 발견되는 단백질 PD-L1이 PD-1 및 B7.1에 융합하여 그 기능을 마비시킨다는 사실을 알아냈다. 면역요법 치료제는 PD-L1의 융합 작용을 막아 T세포가 정상적으로 기능하게 해준다. 치료제는 이필리무밥(ipilimumab)과 니볼류맙(nivolumab) 2종으로 동일한 작용을 하며, 병행하여 사용했을 때 치료 확률이 커지는 것으로 알려졌다. 실제 치료는 몇 주에 한 번 꼴로 치료제를 소량 투여하는 방식으로 이루어지며 1년 총 치료비는 1억 7000만 원 정도다. 영국의 경우 보건의료당국 승인을 받았고 유럽 각지에서는 사용 승인 대기 중이다. -'위장'한 암세포 찾아서 공격 이 요법은 폐암, 피부암 등 가장 치명적인 암 질병에 효과가 있으며 그 외에도 치료가 극도로 어렵다고 알려진 신장암 방광암 두경부암 등에도 효과를 보였다. 영국 피부암 환자 950명을 대상으로 한 임상치료에서는 60%에 달하는 환자의 종양이 크게 축소되거나 통제 가능한 수준으로 호전되었다. “사실상 정상적인 삶을 되찾은 것”이라고 치료를 지켜본 의사는 전했다. 전문가들은 기타 암 질환의 경우에도 적어도 절반 이상 환자에게 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다. 이 치료법으로 목숨을 구한 전직 여교수의 사례도 알려졌다. 영국 여성 비키 브라운은 2006년 피부암을 진단받고 2013년에는 시한부 선고를 받았으나 같은 해 8월 임상치료에 참가해 불과 몇 주일 만에 완치되었다. 그녀는 “기적의 치료제 같았다”며 당시 소감을 밝혔다. 연구진은 이 치료법을 가능한 한 빠르게 확대 실시해야 한다고 주장한다. 발진이나 메스꺼움, 피로감 등의 부작용이 있지만 그 정도는 화학요법보다 심하지 않다는 것이다. 1970년대까지만 하더라도 화학요법은 보편적인 항암 치료법이 아니었다. 극도의 피로, 구토와 탈모를 유발하며 각종 감염에 취약하게 만드는 까닭에 현재도 많은 환자들이 화학치료를 중도 포기하곤 한다. 미국 예일 암센터 로이 허스트 교수는 “향후 5년 이내에 면역요법이 화학요법을 대신해 표준 암 치료법으로 자리 잡을 수 있다”며 “거대한 발견이다, 항암치료의 패러다임 전환이 찾아왔다”고 전했다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

중증의 건망증이나 치매 또는 사고로 인한 기억상실 증상을 보이는 환자에게 희소식이 될 만한 연구결과가 공개됐다. 최근 매사추세츠공과대학교(이하 MIT) 연구진은 쥐를 이용한 실험에서, 광유전학적 빛(광펄스)을 이용해 쥐의 잃어버린 기억을 되찾게 하는데 성공했다고 밝혔다. 학계는 지금까지 알츠하이머 등 기억과 관련한 뇌 질환이 뇌의 특정 세포가 파괴돼 기억이 저장되지 않아 생기는 증상이라고 판단해 왔다. 하지만 MIT연구진은 애초에 기억이 저장되지 않는 것이 아니라 기존에 저장된 기억을 불러내는 과정, 즉 '기억의 인출 과정'에 문제가 발생하기 때문이라고 주장한다. MIT연구진은 실험용 쥐를 특정 공간에 들어갔을 때 가벼운 전기충격을 가했고, 이를 통해 해당 공간에 들어가면 전기 충격의 기억만으로 몸이 얼어붙는 것처럼 긴장하도록 훈련시켰다. 이 과정에서 기억을 형성하는데 주된 역할을 하는 해마의 ‘기억 코드’ 세포에 유전적인 꼬리표를 달아놓고, 특정 기억과 관련해 해당 부위가 어떻게 변하는지 관찰했다. 이후 완벽하게 훈련된 쥐들에게 기억을 상실하게 하는 아니소미신 약물을 주입했다. 그러자 특정 공간에 다시 들어가도 전기충격을 떠올리지 못해 몸이 긴장하는 증상이 나타나지 않았다. 연구진은 이 쥐들은 완전히 새로운 공간에 넣은 뒤 푸른빛의 광펄스로 ‘기억 세포’만 골라 자극했다. 그러자 쥐들은 해당 공간이 전기충격을 줬던 공간이 아님에도 불구하고 당시의 기억이 되살아나 공포에 떠는 등 긴장도가 급격하게 높아졌다. 광유전학을 이용한 이번 실험은 기억형성 과정을 관장하는 특정 세포(뉴런)를 자극하면 기억을 되살리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 것이라고 연구진은 설명한다. 연구를 이끈 토마스 라이언 박사는 “이번 연구가 노화로 인한 치매 또는 교통사고 등 뇌의 외상으로 인한 기억 상실을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학매체인 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

생명체가 가지고 있는 유전 정보 전체를 우리는 그 생물체의 유전체라고 부른다. 우리 몸을 구성하고 있는 세포 각각에 DNA 형태로 유전체 정보가 담겨 있다. ‘인간 게놈 프로젝트’ 결과 사람의 유전체 DNA는 약 30억개의 염기쌍으로 구성되고 2만 5000개 정도의 유전자를 가지고 있다는 것을 알게 됐다. 질병 중 유전체 내의 유전 정보인 유전자가 잘못돼 발생하는 질환을 유전병이라 부른다. 이런 경우 질환은 유전 정보를 따라 자손 세대에서도 계속 나타날 수 있다. 혈우병이나 낭포성섬유증 등 인간에게 치명적인 질환 중에는 약 2만 5000개 유전자 중 단 하나의 유전자가 제대로 작동하지 않아 발생하는 경우도 많다. 그래서 1980년대 이후 DNA를 임의로 조작할 수 있는 기술인 DNA 재조합 기술이 보급되기 시작하면서부터 과학자들은 질병을 유발하는 잘못된 유전자를 고치고자 하는 ‘유전자 치료’를 꿈꾸게 됐다. 그러나 몇 년 전까지도 우리는 30억개의 DNA 염기쌍 중 의도하는 특정 유전 정보만을 정확하게 수정하는 방법을 알지 못했고 유전자 치료의 상용화는 계속 먼 미래의 이야기였다. 2013년부터 특정 유전자 염기서열을 인식해 자르는 ‘유전자 가위’를 포함해 유전체 DNA 정보를 의도적으로 자르고 붙이고 고치는 유전체 교정 기술인 CRISPR이 본격적으로 개발되기 시작하면서 상황은 급변했다. 이 기술은 자신의 몸에 침입한 바이러스의 DNA를 절단해 자신의 유전체 내에 저장해 가지고 있다가 다음에 다시 같은 유전 정보를 갖는 바이러스가 침입하면 저장된 정보로부터 침입한 DNA를 인식해 잘라 버리는 등 무력화하는 세균의 면역 반응 시스템에서 유래했다. 이 시스템은 특정 염기서열을 찾아내는 표적 부분과 찾아낸 DNA를 절단하는 기능이 짝을 이루어 수행되는데, 이미 이 기술을 이용해 세균뿐 아니라 인간과 동물, 식물 등 모든 종류의 세포에서 효율적으로 유전체 교정을 수행할 수 있음이 밝혀졌다. 또한 이 기술을 쥐, 소, 양, 돼지 등 동물의 수정란에 적용해 우리의 의도대로 유전체 정보가 변환된 생명체를 쉽게 만들 수 있었다. 이는 인간에게도 유전체 교정을 적용할 수 있는 기술적 토대가 만들어졌음을 시사한다. 난치병 치료 및 의료, 농업, 축산업 등에 미치는 엄청난 파급 가능성으로 CRISPR 유전체 교정 시스템은 2013년 사이언스지가 선정한 그해 가장 영향력 있는 과학적 성과였다. 또한 2014년 MIT 테크놀로지리뷰는 유전자 교정을 10대 혁신기술로 선정하고 이를 활용한 ‘맞춤 아기’ 탄생이 멀지 않았다고 예측했다. 실제로 이 기술을 수정란에 적용해 문제가 있는 질병 유전자를 모두 교정한 후 시험관 아기 시술로 자궁에 착상하면 유전 정보에 전혀 이상이 없는 완벽한 ‘맞춤 아기’를 얻을 수 있다. 이것이 과연 우리가 원하는 미래인가에 대해 세계적으로 윤리적 논란이 뜨겁다. 올 3월 최고의 권위를 가진 과학 잡지 사이언스와 네이처에는 인간의 생식세포나 수정란에서의 유전체 교정 기술 적용을 금해야 한다는 과학자들의 우려의 목소리가 실렸다. 이 기술을 인간에게 적용하는 문제에 대한 득과 실, 안전성을 놓고 세계가 고민 중이다. 우리가 원하든 원하지 않든 이미 인류는 유전체 교정의 시대를 향해 가고 있다. 내가 더 두려운 것은 이렇게 인간의 미래에 영향력이 큰 과학에 대해 아무 논의도 없이 조용한 우리 사회의 과학에 대한 태도다.

중증의 건망증이나 치매 또는 사고로 인한 기억상실 증상을 보이는 환자에게 희소식이 될 만한 연구결과가 공개됐다. 최근 매사추세츠공과대학교(이하 MIT) 연구진은 쥐를 이용한 실험에서, 광유전학적 빛(광펄스)을 이용해 쥐의 잃어버린 기억을 되찾게 하는데 성공했다고 밝혔다. 학계는 지금까지 알츠하이머 등 기억과 관련한 뇌 질환이 뇌의 특정 세포가 파괴돼 기억이 저장되지 않아 생기는 증상이라고 판단해 왔다. 하지만 MIT연구진은 애초에 기억이 저장되지 않는 것이 아니라 기존에 저장된 기억을 불러내는 과정, 즉 '기억의 인출 과정'에 문제가 발생하기 때문이라고 주장한다. MIT연구진은 실험용 쥐를 특정 공간에 들어갔을 때 가벼운 전기충격을 가했고, 이를 통해 해당 공간에 들어가면 전기 충격의 기억만으로 몸이 얼어붙는 것처럼 긴장하도록 훈련시켰다. 이 과정에서 기억을 형성하는데 주된 역할을 하는 해마의 ‘기억 코드’ 세포에 유전적인 꼬리표를 달아놓고, 특정 기억과 관련해 해당 부위가 어떻게 변하는지 관찰했다. 이후 완벽하게 훈련된 쥐들에게 기억을 상실하게 하는 아니소미신 약물을 주입했다. 그러자 특정 공간에 다시 들어가도 전기충격을 떠올리지 못해 몸이 긴장하는 증상이 나타나지 않았다. 연구진은 이 쥐들은 완전히 새로운 공간에 넣은 뒤 푸른빛의 광펄스로 ‘기억 세포’만 골라 자극했다. 그러자 쥐들은 해당 공간이 전기충격을 줬던 공간이 아님에도 불구하고 당시의 기억이 되살아나 공포에 떠는 등 긴장도가 급격하게 높아졌다. 광유전학을 이용한 이번 실험은 기억형성 과정을 관장하는 특정 세포(뉴런)를 자극하면 기억을 되살리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 것이라고 연구진은 설명한다. 연구를 이끈 토마스 라이언 박사는 “이번 연구가 노화로 인한 치매 또는 교통사고 등 뇌의 외상으로 인한 기억 상실을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학매체인 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리나라의 성인 사망 원인 1위인 암은 세포의 성장과정을 무시하고 무제한 증식하는 비정상적 세포 때문에 발생한다. 세포의 성장과 사멸을 조절하는 것은 마이크로 RNA라는 물질이다. 유전질환도 20% 이상이 RNA 결함 때문에 발생하는데, 그 핵심에 마이크로 RNA가 있다. 국내 연구진이 이처럼 질병 발병 여부를 좌우하는 물질인 마이크로 RNA가 만들어지는 과정을 세계 최초로 밝혀냈다. 암이나 유전질환의 치료 가능성을 한층 높인 것이다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 생명과학부 중견석좌교수) 단장 팀은 마이크로 RNA를 만드는 단백질 복합체인 ‘드로셔 단백질’의 구조와 기능을 규명하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 마이크로 RNA 분야의 세계적인 석학으로 꼽히는 김 단장은 이번 연구 결과를 생명과학분야 권위지 ‘셀’ 28일자 온라인판에 발표했다. 1993년 처음 발견된 마이크로 RNA는 동식물 세포에 포함된 물질로, 사람의 몸에도 2000여 종류가 들어 있다. 특히 몸속에서 필요한 단백질을 만드는 과정에 관여해 특정 유전자가 과도하거나 부족하지 않도록 조절하는 역할을 한다. 세포의 분화와 성장, 사멸을 조절하는 물질이기 때문에 마이크로 RNA가 제대로 작동하지 않을 경우 당뇨나 암 등 각종 질병이 발생할 수 있다. 2002년 마이크로 RNA 생성 과정을 밝혀내 주목받기 시작한 김 단장은 2003년에는 세계 최초로 마이크로 RNA를 만드는 드로셔 단백질을 처음 발견했다. 이후 12년 만에 처음으로 드로셔 단백질의 구조와 기능을 밝혀내는 데 성공했다. 연구진은 드로셔 단백질이 1개의 드로셔와 2개의 DGCR8 분자로 구성돼 있음을 규명했다. 드로셔는 마이크로 RNA를 만드는 재료물질을 자르는 역할을 하고, DGCR8은 드로셔가 재료를 정확히 잘라 낼 수 있도록 도와주는 물질이라는 것도 입증했다. 김 단장은 “마이크로 RNA로 단백질 합성을 인위적으로 조절할 수 있게 된다면 암이나 유전질환 등의 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중증의 건망증이나 치매 또는 사고로 인한 기억상실 증상을 보이는 환자에게 희소식이 될 만한 연구결과가 공개됐다. 최근 매사추세츠공과대학교(이하 MIT) 연구진은 쥐를 이용한 실험에서, 광유전학적 빛(광펄스)을 이용해 쥐의 잃어버린 기억을 되찾게 하는데 성공했다고 밝혔다. 학계는 지금까지 알츠하이머 등 기억과 관련한 뇌 질환이 뇌의 특정 세포가 파괴돼 기억이 저장되지 않아 생기는 증상이라고 판단해 왔다. 하지만 MIT연구진은 애초에 기억이 저장되지 않는 것이 아니라 기존에 저장된 기억을 불러내는 과정, 즉 '기억의 인출 과정'에 문제가 발생하기 때문이라고 주장한다. MIT연구진은 실험용 쥐를 특정 공간에 들어갔을 때 가벼운 전기충격을 가했고, 이를 통해 해당 공간에 들어가면 전기 충격의 기억만으로 몸이 얼어붙는 것처럼 긴장하도록 훈련시켰다. 이 과정에서 기억을 형성하는데 주된 역할을 하는 해마의 ‘기억 코드’ 세포에 유전적인 꼬리표를 달아놓고, 특정 기억과 관련해 해당 부위가 어떻게 변하는지 관찰했다. 이후 완벽하게 훈련된 쥐들에게 기억을 상실하게 하는 아니소미신 약물을 주입했다. 그러자 특정 공간에 다시 들어가도 전기충격을 떠올리지 못해 몸이 긴장하는 증상이 나타나지 않았다. 연구진은 이 쥐들은 완전히 새로운 공간에 넣은 뒤 푸른빛의 광펄스로 ‘기억 세포’만 골라 자극했다. 그러자 쥐들은 해당 공간이 전기충격을 줬던 공간이 아님에도 불구하고 당시의 기억이 되살아나 공포에 떠는 등 긴장도가 급격하게 높아졌다. 광유전학을 이용한 이번 실험은 기억형성 과정을 관장하는 특정 세포(뉴런)를 자극하면 기억을 되살리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 것이라고 연구진은 설명한다. 연구를 이끈 토마스 라이언 박사는 “이번 연구가 노화로 인한 치매 또는 교통사고 등 뇌의 외상으로 인한 기억 상실을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학매체인 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중증의 건망증이나 치매 또는 사고로 인한 기억상실 증상을 보이는 환자에게 희소식이 될 만한 연구결과가 공개됐다. 최근 매사추세츠공과대학교(이하 MIT) 연구진은 쥐를 이용한 실험에서, 광유전학적 빛(광펄스)을 이용해 쥐의 잃어버린 기억을 되찾게 하는데 성공했다고 밝혔다. 학계는 지금까지 알츠하이머 등 기억과 관련한 뇌 질환이 뇌의 특정 세포가 파괴돼 기억이 저장되지 않아 생기는 증상이라고 판단해 왔다. 하지만 MIT연구진은 애초에 기억이 저장되지 않는 것이 아니라 기존에 저장된 기억을 불러내는 과정, 즉 '기억의 인출 과정'에 문제가 발생하기 때문이라고 주장한다. MIT연구진은 실험용 쥐를 특정 공간에 들어갔을 때 가벼운 전기충격을 가했고, 이를 통해 해당 공간에 들어가면 전기 충격의 기억만으로 몸이 얼어붙는 것처럼 긴장하도록 훈련시켰다. 이 과정에서 기억을 형성하는데 주된 역할을 하는 해마의 ‘기억 코드’ 세포에 유전적인 꼬리표를 달아놓고, 특정 기억과 관련해 해당 부위가 어떻게 변하는지 관찰했다. 이후 완벽하게 훈련된 쥐들에게 기억을 상실하게 하는 아니소미신 약물을 주입했다. 그러자 특정 공간에 다시 들어가도 전기충격을 떠올리지 못해 몸이 긴장하는 증상이 나타나지 않았다. 연구진은 이 쥐들은 완전히 새로운 공간에 넣은 뒤 푸른빛의 광펄스로 ‘기억 세포’만 골라 자극했다. 그러자 쥐들은 해당 공간이 전기충격을 줬던 공간이 아님에도 불구하고 당시의 기억이 되살아나 공포에 떠는 등 긴장도가 급격하게 높아졌다. 광유전학을 이용한 이번 실험은 기억형성 과정을 관장하는 특정 세포(뉴런)를 자극하면 기억을 되살리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 것이라고 연구진은 설명한다. 연구를 이끈 토마스 라이언 박사는 “이번 연구가 노화로 인한 치매 또는 교통사고 등 뇌의 외상으로 인한 기억 상실을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 과학매체인 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr