인체 항상성을 유지하는 시상하부를 조절해 체중을 조절할 수 있는 방법을 국내 연구진이 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 연구팀은 뇌의 시상하부 기능을 조절해 살을 빼는 새로운 비만 치료 후보물질을 찾았다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘EMBO 분자의학’에 실렸다. 뇌의 시상하부 내 궁상핵은 식욕 조절, 에너지 소비 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 시상하부 궁상핵의 신경세포 내 식욕을 촉진하고 억제하는 신경펩타이드 유전자 발현에 주목했다. 기존 비만 치료제는 식욕억제 원리를 기반으로 하고 있기 때문에 불안증, 구토증세와 함께 중추신경계를 교란하는 등 부작용이 크다. 또 혈당을 낮추면서 체중감소 효과를 보이는 치료제도 개발되고 있지만 주사라는 특성과 비싼 가격으로 접근성이 떨어진다. 연구팀은 시상하부 궁상핵에 존재하는 신경세포 내 식욕을 촉진하는 신경펩타이드와 식욕을 억제하는 신경펩타이드의 유전자 발현을 조절하는 방식을 새로운 비만 치료제 개발의 전략으로 삼았다. 연구팀은 약물 데이터베이스를 활용해 사람의 소장에서 만들어지는 올레산의 천연 대사산물로 식욕, 체중, 콜레스테롤의 자연 조절제인 ‘올레오일에탄올아미드’와 유사한 구조를 지난 2500여 개 저분자화합물 중 항비만 효과가 아직 알려지지 않았던 헥사메틸렌 비스아세타미드(HMBA)를 후보 물질로 선별했다. HMBA는 비정상 세포가 정상 세포로 바뀔 가능성을 보여준 세포분화제다. 연구팀은 고지방식을 계속 먹여 비만을 유발한 생쥐에게 HMBA를 정맥, 복강, 뇌 내실에 투여하는 실험을 했다. 그 결과 식욕을 촉진하는 신경펩타이드가 감소하고, 반대로 식욕을 억제하는 신경펩타이드는 증가하는 것이 관찰됐다. HMBA를 투여받은 비만 생쥐에서 식욕억제, 체내 지방량 감소, 갈색지방의 열 생산 증가, 에너지 소비 증가로 인한 체중감소, 당 대사와 인슐린 민감성 개선 효과를 확인했다. 연구를 이끈 김은경 교수는 “이번 연구는 기존에 알려지지 않은 HMBA의 효능과 신경세포 내에서 조절 메커니즘을 규명해 비만과 당뇨 등의 치료 전략에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

중국에서 마이코플라스마 폐렴을 비롯한 호흡기 질환이 확산해 전 세계가 긴장 상태다. 인접국인 인도는 상황을 예의주시하고 있고 세계보건기구(WHO)는 중국 당국에 관련 정보를 제출하라고 요구하는 등 공식 대응에 나섰다. WHO는 지난 22일(현지시간) “WHO는 호흡기 질환 증가와 어린이 폐렴 집단 보고에 대한 자세한 정보를 중국에 공식 요청했다”고 밝혔다. WHO가 국제보건규약(IHR) 메커니즘을 통해 공식적으로 요구한 정보는 ▲어린이 환자들에 대한 실험 결과 ▲추가적인 역학·임상 정보 ▲마이코플라스마 폐렴을 비롯한 호흡기 바이러스 확산 추이에 관한 정보 ▲현재 의료시스템 관련 정보 등이다. 최근 중국에서 마이코플라스마 폐렴에 감염된 어린이 환자가 늘면서 현지 소아과가 포화 상태에 이르고 있다. 중국 매체에 따르면 저장성 취저우 3개 중점 병원에서 지난 9월 이후 지금까지 이 폐렴에 걸린 걸로 진단된 어린이가 작년보다 17.8배 급증했다. 마이코플라스마는 바이러스와 세균의 중간 영역에 위치하는 미생물이다. 마이코플라스마에 감염됐을 경우 폐렴이나 관절염 등의 증상이 나타나는 것으로 알려졌다. 태국 황실은 지난해 12월 쓰러져 의식불명 상태에 빠진 태국 팟차라끼띠야파 나렌티라텝파야와디(44) 공주가 마이코플라스마에 감염됐다고 발표한 바 있다. 확산 속도가 빠르지만 예방 백신이 개발되지 않아 현지 시민들 불안감은 커지고 있다. 일부 학교는 임시 휴교에 들어갔으며, 감염자가 발생한 유치원이나 학교 학부모들은 전염을 우려해 자녀를 등교시키지 않는 경우도 빈발하는 것으로 알려졌다. 폐렴 치료제인 수입산 아지트로마이신 사재기 현상도 벌어졌다. 이는 코로나19 발생 당시 치료제를 구하지 못해 큰 혼란을 겪었던 경험에서 비롯된 것으로 보인다. 중국 인접국인 인도는 상황을 예의주시하고 있다. 지난 25일(현지시간) 인도 매체와 EFE통신에 따르면 인도 보건부는 전날 성명을 내고 “인도는 공공보건 비상사태와 같은 경우에 대비하고 있다”고 밝혔다. 이어 “중국에서 최근 돼지를 감염시키는 H9N2 조류 인플루엔자 환자가 발생하고, 중국 북부에서 어린이들이 각종 호흡기 감염병에 걸린 상황을 예의주시하고 있다”며 “인도 정부는 조류 인플루엔자의 인간간·동물간 감염 가능성 등에 대한 관찰을 강화하기로 했다”고 설명했다. 중국 보건당국은 WHO의 자료 요청에 부응하며 최근 호흡기 질환 증가가 인플루엔자, 마이코플라스마 폐렴, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 코로나바이러스(SARS-CoV-2)의 확산 등에 기인한다고 밝혔다. 또 새로운 병원체는 아니라고 강조했다. WHO도 새로운 병원체는 아닌 것으로 보고 있다. WHO는 발병이 비정상적으로 높지만, 겨울에 호흡기 질환이 많이 발생하는 것은 드문 일은 아니라고 설명했다. WHO는 폐렴에 노출되는 것을 줄이기 위해 마스크를 쓰고, 정기적으로 손을 씻는 등 기본적인 예방 조치를 취할 것을 권고했고, 현재로서는 어떤 여행 제한도 필요하지 않다고 덧붙였다. 마이코플라스마 폐렴은 우리나라에서도 최근 4주간 입원환자가 2배로 늘어나는 등 소아를 중심으로 유행하고 있어 질병관리청이 개인위생을 철저히 해달라고 당부한 바 있다.

경기도경제과학진흥원이 오는 29일 수원컨벤션센터 컨벤션홀에서 ‘제5회 광교 바이오헬스 포럼’을 연다고 23일 밝혔다. 이번 바이오헬스 포럼에는 한국바이오경제학회, 메디바이오핵심소재 산업혁신기반구축 사업단, 힐링케어 실증지원 사업단, 성균관대 차세대 바이오헬스산업 혁신인재양성사업단, 아주대 4단계 BK21 켐바이오메디신 교육연구단 등이 참여한다. 바이오헬스 포럼은 1,2부로 나눠 진행된다. 1부에서는 ‘경기도 바이오클러스터 비전과 바이오스타트업 전망’, 2부에서는 ‘바이오 혁신기술의 산학협력 동반성장’을 주제로 각각 다룬다. 1부는 한국바이오경제학회 최성호 회장이 좌장을 맡는다. 한국공학대학교 최수진 교수는 ‘한국 바이오 벤처의 현재와 미래’를 주제로 발표에 나선다. 성균관대 이상원 교수는 ‘최근 신약 기술혁신과정의 특성과 바이오클러스터에 대한 시사점’을, KISTEP 김주원 센터장은 ‘경기 바이오클러스터의 위상과 향후 발전 방향’을 각각 발제한다. 2부는 아주대 김용성 교수가 좌장을 맡는다. 한양대 조용우 교수는 ‘엑소좀 치료제를 학계에서 산업계로 연구’(Taking Exosome Therapeutics from Academia to Industry)를 주제를 발표한다. 에스앤케이테라퓨틱스 최상돈 대표는 ‘톨 유사 수용체 : 면역반응의 지킬과 하이드‘(Toll-like Receptors : The Jekyll and Hyde of Immune Responses)를, 경북대 조동형 교수는 ’세포소기관 자가포식 제어 소재 개발 및 사업화 전략‘을 각각 발제한다. 자세한 내용은 경과원 바이오스타트업팀으로 문의하면 된다.

'이이제이'(以夷制夷)란 오랑캐로 오랑캐를 견제한다는 의미로 적들이 하나로 뭉치지 못하게 하고 서로 싸우게 만들어 이득을 보는 전술을 의미한다. 주변 이민족들에 대응하기 위한 중국의 기본적인 외교 전술이지만, 사실 동서고금을 막론하고 역사에서 비슷한 사례를 찾기는 어렵지 않다. 흥미로운 사실은 인체도 위험한 세균을 막기 위해 비슷한 전략을 이용한다는 것이다. 우리 몸에 살고 있는 수많은 미생물은 사실 이민족이나 다를 바 없다. 하지만 이들 중 상당수가 인간과 공생 관계에 있다. 장내 미생물의 경우 식이 섬유처럼 쉽게 분해되지 않는 물질을 분해해서 인간에게도 그 영양분을 일부 제공하고 나머지는 자신이 사용한다. 그리고 유용한 영양분을 제공하지 않더라도 다른 나쁜 미생물이 쉽게 정착할 수 없게 텃세를 부려 결과적으로 면역에 도움을 준다. MIT와 스위스 재료과학연구소(Empa) 과학자들은 여기서 한 걸음 더 나아가 상처를 감염시키는 세균을 다른 세균으로 막는 연구를 진행했다. 연구팀이 선택한 세균은 유산균으로 잘 알려진 세균인 락토바실루스(lactobacillus)균이다. 막대 모양으로 생긴 그람 양성 혐기성 세균이지만, 산소가 있는 환경에서도 잘 견디기 때문에 상처 소독용 드레싱에 적용할 수 있다고 본 것이다. 연구팀은 락토바실루스를 상업적으로 판매되는 하이드로겔 형태의 상처 보호용 드레싱 소재인 Bio-K+에 주입했다. 락토바실루스 균은 젖산간균이라고도 불리는데, 이름처럼 포도당을 분해해 젖산을 만들어 주변 환경을 산성으로 만든다. 그런데 이런 산성 환경은 다른 세균의 성장과 증식을 억제한다. 연구팀은 상처를 곪게 만드는 대표적인 세균인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)을 억제하기 위해 락토바실루스 드레싱을 사용했다. 인체 피부 조직을 이용한 연구 결과 락토바실루스가 포함된 드레싱은 녹농균의 99.999%가 줄어들었다. 더 놀라운 사실은 락토바실루스가 정상 피부 세포를 억제하거나 상처 치유를 방해하지 않고 반대로 상처를 회복하는 섬유아세포의 이동을 촉진했다는 점이다. 락토바실루스가 아무리 녹농균을 잘 억제해도 상처 회복을 방해하면 실제 환자에 적용하기 어렵다는 점을 생각하면 중요한 대목이다. 물론 현재는 전임상 단계의 기초 실험으로 사람을 대상으로 한 임상 시험에서 안전성과 효능을 확인해야 이 살아 있는 세균 드레싱을 의료 현장에서 사용할 수 있다. 긍정적인 결과를 얻어 세균으로 세균을 잡는 이이제이 치료법이 새로운 패러다임으로 자리 잡을 수 있을지 주목된다. 

과학기술의 발달로 기대수명이 점점 늘고 있는 현재 사람들을 가장 위협하는 질환은 다름 아닌 ‘존엄한 노년’을 방해하는 퇴행성 뇌신경질환이다. 가장 위협적인 질환은 알츠하이머 치매다. 치매의 50~70% 원인을 차지하는 알츠하이머는 정확한 발병 원인을 밝혀내지 못하고 있어 치료나 예방도 어렵다. 이런 가운데 국내 연구진이 알츠하이머 치매를 가속하는 단백질을 발견했다. 카이스트 화학과, 의과학 대학원, 한국기초과학지원연구원 바이오 융합연구부, 한국생명공학연구원 희귀 난치질환 연구센터 공동 연구팀은 알츠하이머 유발인자의 독성을 촉진하는 세포 내 단백질을 새로 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 11월 20일자에 실렸다. 알츠하이머 환자들의 뇌에서 가장 특징적으로 나타나는 현상은 아밀로이드 베타나 타우 단백질의 응집이다. 이들 응집체가 뇌세포 사멸을 가져온다고 알려져 있지만, 직접적인 상호 관계는 여전히 베일에 가려져 있다. 이 때문에 아밀로이드 베타 단백질 응집을 표적으로 삼는 치료제가 개발되고 있지만 기대만큼 효과는 거두지 못하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 알츠하이머에서 과발현되며 원인 미상의 신경세포 사멸을 유발하는 ‘아밀로이드 전구체 C 말단 절단체’라는 단백질이 아밀로이드 베타 단백질의 응집을 촉진한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체 자체는 물론 이들이 아밀로이드 베타 단백질과 결합한 복합체가 알츠하이머 증상을 심화시키는 것으로 해석한다. 특히 생쥐의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 신경세포 사멸을 유도하고 뉴런 손상, 염증 반응을 일으키는 것이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 더 증가하는 현상을 관찰했다. 연구를 이끈 임미희 카이스트 화학과 교수는 “이번 연구는 알츠하이머에서 기존에 알려지지 않은 생체 내 아밀로이드 베타 단백질 응집과 독성 촉진제를 발굴했다는 점에서 의미가 크다”라며 “알츠하이머 진단과 치료에 새로운 표적으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

3D 프린터 기술은 제조업만큼이나 의료 부분에서 주목받고 있다. 환자 맞춤형 임플란트나 스텐트 등 다양한 의료 기기를 3D 프린터로 출력하는 것은 물론 세포와 세포가 자랄 수 있는 배지를 섞어 만든 바이오 잉크를 3D 프린터로 출력해 조직이나 장기를 만드는 연구가 많은 연구 기관에서 진행 중이다. 독일 프라운호퍼 연구소와 하이델베르크 대학, 의공학 기업인 벨라세노는 독일 정부의 지원을 받아 뼈를 대체할 수 있는 생분해성 3D 프린터 기술을 개발했다. 바이오 3D 프린팅 기술이 살아 있는 세포가 들어 있는 바이오 잉크를 사용하는 것과 달리 이들이 개발한 생분해성 3D 프린터는 생활성 유리 (bioactive glass)와 폴리카프로락톤 (polycaprolactone) 폴리머를 잉크로 사용한다. (사진)생활성 유리는 이식된 뼈에서 pH를 높여 박테리아의 증식을 억제하고 새로운 뼈 생성을 촉진한다. 폴리카프로락톤와 유리 뼈대는 뼈세포와 조직이 자랄 수 있는 거푸집 역할을 해 주변이 진짜 뼈로 대체되도록 촉진한다. 시간이 지나면 플리카프로락톤은 저절로 분해되어 사라지고 생활성 유리 역시 뼈의 미네랄 성분과 비슷한 수산화인회석으로 변형되어 새로 자란 뼈와 합쳐진다. 결국 6-7년이 지나면 남는 것은 진짜 뼈다. 물론 이 과정까지는 상당한 시간이 걸리기 때문에 뼈가 충분히 자랄 때까지 고정이 필요하다. 그러나 일시적으로 잘 고정한 후 의도한 대로 뼈만 남기고 흔적 없이 사라진다면 가장 이상적인 인공 뼈가 될 것으로 기대된다. 또 3D 프린터로 출력하는 만큼 환자의 남은 뼈와 완벽히 맞는 인공 뼈 임플란트를 만들 수 있다는 것도 장점이다. 다만 실제 환자에서 의도한 대로 작동할 수 있을지 확인하기 위해서는 상당한 시간이 필요하다. 동물을 이용한 전임상 단계의 테스트와 사람을 대상으로 한 임상 시험을 통과해야 실제 임상에서 사용할 수 있는 기술이 될 것이다. 연구팀은 이미 전임상 단계 실험에 착수했다. 3D 프린터 기술이 뼈 이식과 치료에 새로운 혁신이 될 수 있을지 결과가 주목된다. 

희소병을 앓던 영국 아기가 연명치료를 중단한 지 하루 만에 8개월의 짧은 생을 뒤로하고 세상을 떠났다. 교황청이 운영하는 이탈리아 로마의 아동전문병원이 치료를 돕겠다고 나섰고 이탈리아 정부도 시민권을 부여했지만 연명치료를 이어갈 수 없었다. 영국 법원이 아기의 연명치료 중단을 결정했기 때문이다. 13일(현지시간) 이탈리아 안사(ANSA) 통신은 희소병을 앓던 영국 아기 인디 그레고리가 이날 새벽 1시 45분쯤 숨을 거뒀다고 밝혔다. 지난 2월 태어난 그레고리는 세포가 충분한 에너지를 생산하지 못하는 퇴행성 미토콘드리아병을 앓았다. 그레고리는 태어나자마자 영국 노팅엄에 있는 퀸스 메디컬센터에 입원해 집중 치료를 받아왔다. 병원 측은 지난 9월 그레고리에게 연명치료 중단을 권고했다. 생명유지장치가 그레고리의 생명을 짧게나마 연장할 수 있지만 그레고리에게 더 많은 고통을 줄 것이라는 판단에서였다. 그레고리의 부모는 딸의 생명을 포기할 수 없다며 병원을 상대로 법정 다툼을 벌였으나 영국 법원은 치료 가능성이 없다며 병원의 손을 들어줬다. 부모는 항소했지만, 법원의 판단은 같았다. 교황청 병원·伊정부 나섰지만…“중단하라” 이때 교황청이 운영하는 이탈리아 로마의 아동전문병원인 제수 밤비노 병원이 그레고리의 치료를 돕겠다고 나섰다. 프란치스코 교황은 “어린 그레고리와 그의 가족, 그리고 전쟁과 질병으로 고통받는 전 세계의 모든 어린이를 위해 기도하고 있다”고 전하기도 했다. 그러자 조르자 멜로니 이탈리아 총리는 지난 6일 오후 긴급 내각 회의를 열어 그레고리에게 이탈리아 시민권을 부여했다. 그레고리의 법정 대리인이 된 이탈리아 영사관은 그레고리가 로마에서 치료받을 수 있게 해달라고 영국 법원에 요청했다. 그러나 지난 10일 법원은 “그레고리를 로마로 옮기는 것도 최선의 이익이 아니라”며 연명치료를 중단하라고 판결했다. 집에서 죽음을 맞게 해달라는 그레고리의 부모의 요청 역시 “연명치료 중단은 집이 아닌 병원이나 호스피스 병동에서만 가능하다”며 받아들이지 않았다. 그레고리는 지난 11일 퀸스 메디컬센터에서 호스피스 병동으로 옮겨져 생명유지장치가 제거됐으며 이후 약 하루 만에 세상을 떠났다. “그레고리가 더 오래 살 기회 빼앗았다” 그레고리의 아버지 딘은 이날 성명을 내 “그레고리의 삶은 이날 새벽 1시 45분에 끝났다”며 “화가 나고 가슴이 아프고 부끄럽다”고 밝혔다. 이어 “국가보건서비스(NHS)와 법원은 그레고리가 더 오래 살 기회뿐만 아니라 그레고리가 살던 집에서 죽음을 맞을 존엄성도 빼앗아 갔다”고 덧붙였다. 멜로니 이탈리아 총리는 엑스(옛 트위터)를 통해 “우리는 할 수 있는 모든 일, 가능한 모든 일을 했다”면서도 “안타깝게도 그것만으로는 충분하지 않았다”고 말했다. 영국에서 연명치료 논쟁이 인 것은 이번이 처음은 아니다. 지난 2018년 희소병으로 영국 리버풀의 한 병원에 입원했던 알피 에번스의 부모는 연명치료 중단을 권고받고 법정 다툼을 벌였지만 패소했다. 그 뒤 제수 밤비노 병원이 연명치료 지원 의사를 밝히자 이탈리아 정부는 에번스에게 시민권을 발급했다. 그러나 영국 법원은 에번스에 대한 사법 관할권이 영국에 있다며 이송을 허용하지 않았다. 결국 에번스는 생명유지장치를 제거한 지 닷새 만에 사망했다.

넷플릭스 오리지널 시리즈 ‘사랑하는 작고 예쁜 것들’(Tiny Pretty Things)로 스타덤에 오른 배우 겸 발레리노 바튼 카우퍼스웨이트(31)가 뇌종양 진단을 받은 사실을 고백했다. 바튼 카우퍼스웨이트는 지난 10일(현지시간) 자신의 인스타그램에 “어제 신경교종 2기 진단을 받았다”는 장문의 글을 올렸다. 이어 “꽤 괜찮은 크기의 뇌종양이다. 종양세포가 뇌에서 발생해 암이 신체의 다른 곳으로 퍼지지는 않는다”면서 자신의 뇌 MRI 사진을 게재했다. 그는 “이런 것을 치료하는 유일한 방법은 뇌 수술”이라며 “의사들은 대부분의 종양을 제거할 수 있을 것이고 성공적인 수술과 약간의 재활 후 (놀랍고, 재능있고, 훌륭하고, 재미있는) 나 자신으로 지낼 수 있을 것”이라고 강조했다. 이와 함께 바튼 카우퍼스웨이트는 이번 달 안에 수술을 받을 계획을 전하며 반드시 돌아오겠다는 의지를 밝혔다. 한편 1992년생인 바튼 카우퍼스웨이트는 지난 2020년 공개된 넷플릭스 오리지널 시리즈 ‘사랑하는 작고 예쁜 것들’에서 오렌 레녹스 역으로 열연한 바 있다.

아이들의 키 성장속도는 부모들의 큰 관심사 중 하나다. 사회적으로도 ‘큰 키’를 선호하는 분위기에서 교실 맨 앞줄에 앉아있는 아이들의 부모는 전전긍긍한다. 177㎝의 큰 키를 자랑하는 모델 한혜진은 최근 한 유튜브 채널에서 자신이 남들보다 키가 클 수 있었던 비결로 ‘이른 시간의 충분한 수면’을 꼽았다. 특히 오후 10시에서 오전 2시 사이 숙면을 취해야 한다고 언급했다. 한혜진은 “키 크는 팁은 이른 저녁에 침대로 가서 잠을 많이 자는 것”이라고 말했다. 진행자 이용주가 “솔직히 유전자 아니냐”고 반박하자, 한혜진은 “부모님이 키가 그렇게 크지 않으시고, 남동생도 나보다 조금 작다”며 “잠자는 게 키 잘크는 열쇠”라고 강조했다. 실제로 한혜진 어머니는 과거 한 방송에 출연해 “키는 158㎝다”고 밝힌 바 있다. 키는 흔히 유전적 요인에 의해 결정된다고 생각하기 쉽지만 영양, 수면, 운동, 스트레스 조절 등 환경적으로도 많은 영향을 받는다.“오후 10시 이전엔 잠자리에 드세요” 실제로 수면은 키 성장에 매우 중요한 역할을 한다. 수면호르몬인 멜라토닌이 성장호르몬 생산량과 반응성을 높이기 때문이다. 성장호르몬은 특히 자는 동안 왕성하게 분비되는데, 신체 조직과 세포를 회복시키고 새로 생성시키는 작용을 한다. 특히 성장호르몬은 오후 10시부터 오전 2시 사이 가장 활발히 분비되기 때문에, 되도록이면 오후 10시 이전에 잠자리에 드는 것이 좋다. 또 수면 환경이 밝으면 멜라토닌 생성이 억제돼 성장호르몬이 잘 나오지 않기 때문에 어두운 환경에서 잠을 자는 것도 중요하다. 실제 미국 콜로라도대 연구팀이 3~5세 미취학 아동을 대상으로 한 연구결과, 취침 전 1시간 동안 밝은 빛에 노출되면 멜라토닌 생성이 억제되고, 불을 끄고 나서도 그 상태가 약 1시간 동안 지속되는 것으로 나타났다. 이 밖에 야외활동 등 실외운동을 통해 햇볕을 쬐는 것도 중요하다. 실외운동에서 받는 따뜻한 햇볕은 비타민D를 합성시켜 멜라토닌 생성을 도와 성장호르몬 분비에 도움을 준다. “칼슘보충, 영양제보다 식품으로 ‘3회 이상’” 아이들의 식단에서 부족한 칼슘을 보충하려고 영양제 형태의 칼슘보충제를 선택하는 부모도 적잖다. 다만 영양제는 필수는 아니다. 칼슘은 영양제보다 우유·멸치 등 음식으로 주 3회 이상 섭취하면 충분하다.“성장호르몬 치료에 대한 효과, 아직 입증되지 않았다” 특히 최근엔 일명 ‘키 크는 약’, ‘키 크는 주사’로도 불리는 성장호르몬 치료제가 병원, 성장클리닉 등에서 활발하게 사용되고 있다. 국회 보건복지위원회 김영주 의원(더불어민주당)이 식약처, 국민건강보험공단, 건강보험심사평가원으로부터 받은 자료에 따르면, 2021년부터 2023년 9월까지 의료기관에 공급된 성장호르몬 의약품은 1066만개에 달한다. 이 중 건강보험 급여 대상은 3% 수준인 30만 7000개 뿐이다. 의료기관에 납품된 성장호르몬 의약품의 단가는 최소 1만 2521원, 최고 135만원이었다. 약 값만 연간 1000만원 들어가는 경우도 있는 것으로 알려졌다. 하지만 성장호르몬 치료에 대한 효과는 아직 입증되지 않았다. 한국보건의료연구원(보의연)의 ‘의료기술재평가보고서-소아청소년 대상 키 성장 목적의 성장호르몬 치료’에 따르면, 40편의 국내외 관련 연구논문을 분석한 결과 저신장과 관련한 질병이 없고, 키가 하위 3%에 속하지 않을 정도로 작지 않은 경우 성장호르몬 치료의 효과가 입증되지 않았다.

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 소속 학습 및 기억 연구그룹 강봉균 단장이 이끄는 연구팀은 특정 뇌 영역에 있는 신경 회로의 시냅스를 색깔별로 구분해 표시할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 이 기술을 활용해 기억 저장 세포와 주변의 억제성 신경세포가 공포 기억을 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 11월 9일자에 실렸다. 연구팀은 기저 외측 편도체의 억제성 신경세포 중 하나인 소마토스타틴 인터 뉴런 일부가 공포 기억을 형성할 때 특이하게 활성화되는 것을 확인했다. 강 단장은 “외상 후 스트레스 장애(PTSD) 같은 질환의 새로운 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

포항시가 연구중심의대와 스마트병원 설립에 ‘올인’하며 정부의 의대 정원 확대 방침에 대비한다. 현재 국내 의대생 중 의사과학자로 양성되는 인력은 연간 30여명에 불과하다. 정원의 1%도 채 안되는 셈이다. 반면 미국은 연간 1700여명의 의사과학자를 배출하고 있다. 이같은 현실에 윤석열 대통령도 지난달 19일 “임상 의사뿐만 아니라 관련 의과학 분야를 키우기 위한 의료인 양성을 해야 한다”고 밝히기도 했다. 이에 포항공대에 연구중심의대를 신설, 의사과학자를 중심으로 한 바이오헬스 도시로 거듭난다는 게 포항시의 속내다. 의사과학자는 기초과학과 공학을 기반으로 의학지식을 갖춰 과학이나 공학과 의학의 융합분야를 중심으로 연구하는 의사를 가리킨다. 진료보다는 임상을 통해 나타난 문제를 연구하고 환자 치료나 의약품·의료기기 개발에 성과를 내는 역할을 한다. 미국 보스턴, 스위스 바젤처럼 세계적인 바이오헬스 클러스터로 도약한 도시는 하버드대, 매사추세츠공대(MIT), 바젤대를 기반으로 우수한 연구인력인 의사과학자와 병원시설을 보유하고 있다. 포항시는 세계적 수준의 역량과 경쟁력, 바이오 기반 등이 연구중심의대 설립의 최적지라는 점을 간접적으로 증명한다고 본다. 포항에는 이미 연구 역량이 증명된 포항공대를 비롯해 가속기연구소, 세포막단백질연구소, 그린백신실증지원센터, 바이오오픈이노베이션센터 등 바이오 기반 시설이 밀집했다. 특히 포항시와 포항공대는 연구중심 의대와 함께 500병상 규모 첨단 의료시스템을 도입해 임상연구와 함께 경북도내에는 없는 상급종합병원 역할을 할 스마트병원을 동시에 설립한다는 구상이다. 최근 포항시 각계각층에서도 포항공대 연구중심 의대 설립에 목소리를 내고 있다. 포항발전협의회는 바이오헬스 관련 연구 인프라가 구축돼 있는 포항에 연구중심의 의과대학이 설립돼야 한다는 내용의 건의서를 대통령실과 교육부, 과학기술정보통신부, 보건복지부에 제출하기도 했다. KTX포항역, 터미널, 죽도시장 등 시내 주요 거점에도 시민의 간절한 바람을 담은 현수막이 곳곳에 붙어 있다. 이강덕 포항시장은 “연구중심의대 설립은 지역 의료 여건 개선을 넘어 대한민국 바이오산업 혁신에 이바지할 시급한 사명”이라고 말했다.

조직에서 세포를 추출해 배양하는 기술은 꽤 오래전부터 연구되어 왔다. 따라서 배양한 세포를 이용해서 다시 환자에게 이식하면 손상된 조직과 장기를 쉽게 복구할 수 있을 것 같지만, 현실은 그렇지 간단하지 않다. 조직은 여러 종류의 세포가 복잡하게 3차원적으로 얽혀서 다양한 기능을 담당하는 유기적인 집단이지 단순히 세포가 모인 것이 아니기 때문이다. 벽돌을 모아 놓았다고 해서 집이 될 수 없는 것과 마찬가지다. 따라서 과학자들은 다양한 세포를 3차원적으로 출력하는 바이오 3D 프린터 기술을 연구했다. 현재 기술 단계에서 이식에 필요한 조직을 완벽하게 출력하는 일은 어렵지만, 이미 질병 연구 모델에서 동물 실험이나 인체 조직을 대신하는 용도로 활용되고 있다. 그리고 언젠가 기술이 발전하면 바이오 3D 프린터로 출력한 조직과 장기를 이식하는 날이 올지도 모른다. 그런데 캐나다 워털루 대학 과학자들은 바이오 프린터 기술을 조금 다른 목적으로 사용했다. 연구팀의 목적은 여러 종류의 세포가 들어 있은 잉크를 이용해서 더 진짜 같은 암 조직을 만드는 것이다. 조금 엉뚱한 소리처럼 들리지만, 여기에는 그럴 만한 이유가 있다. 지난 50년 이상 암을 연구하는 과학자들은 암세포를 배양해서 여러 가지 항암 약물 후보를 개발했다. 하지만 이렇게 만든 약물 중 상당수는 만족할 만한 성과를 거두지 못했다. 암 조직은 패트리 접시에 배양된 2차원 세포 집합이 아니기 때문이다. 연구의 주저자인 나피세흐 모그히미와 동료들은 더 현실적인 암 조직 모델을 만들 필요성을 느끼고 암세포는 물론 정상 세포와 미세 혈관의 혈류 흐름까지 구현한 칩 위의 암(cancer-on-chip)을 출력하는 바이오 프린팅 3D 종양 모델을 만들었다. (사진) 정상 세포가 필요한 이유는 암세포가 자기 자리에만 있는 게 아니라 결국 정상 조직을 침투하면서 세포를 파괴하고 다른 곳으로 전이하기 때문이다. 그리고 암세포가 성장하고 전이하는 과정에서 혈관은 매우 중요한 역할을 한다. 항암제를 투여할 때도 혈관을 타고 전달되기 때문에 이를 배제한 암 조직 모델은 현실성이 떨어질 수밖에 없다. 연구팀은 우선 유방암 세포를 이용한 3차원 암 종양 연구 모델을 만들어 기술적 타당성을 검증하고 있다. 앞으로 더 현실적인 암 연구 모델을 만들 수 있다면 더 효과적인 암 치료제 개발에 도움이 될 뿐 아니라 실험 동물을 불필요하게 희생하는 일도 줄어들 것이다. 바이오 프린터 기술이 암과 다른 질병 연구에 획기적인 전기를 마련할 수 있을지 후속 연구가 주목된다. 

“원래부터 동물들의 먹이인 식물 기반 백신을 접종하면 부작용이 적고 면역 효과도 좋습니다.” 세계 최초로 식물에서 나오는 항원단백질을 재조합해 만든 돼지열병 백신 ‘허바백’을 생산하는 바이오앱이 위치한 포항테크노파크를 찾은 지난달 21일 이 회사 최보화 본부장은 밀폐형 식물공장을 안내하며 이렇게 말했다. 의약품 연구실답게 세균을 차단하는 ‘전실’을 거쳐 들어간 무균실 내부 재배대에선 에볼라바이러스 치료제를 만들었던 식물 원료인 ‘니코티아나 벤타미아나’가 자라고 있었다. 24시간 항온·항습기가 돌아가는 이 무균실은 연구 착수 10년 만인 2019년 허바백을 탄생시킨 장소다. 허바백은 그린바이오 산업의 성과물로 꼽힌다. 농업생명자원에 생명공학기술을 더하는 그린바이오 산업은 식품, 사료, 친환경 소재뿐 아니라 각종 의약품으로 개발되고 있다. 허바백은 탄생 2년 뒤 캐나다 수출길에 올랐다. 허바백 백신을 맞혀야 세계동물보건기구(WOAH)로부터 돼지열병 청정국 지위를 인정받을 수 있고, 그래야 돼지 수출이 가능해지기 때문에 수요국이 더 적극적으로 원한다. 그린바이오 기술이 축산 수출 산업의 성패를 좌우하는 셈이다. 물론 한국 역시 돼지열병 청정지역 복귀를 위해 바이오앱 허바백을 제주에 보급하는 전략을 펴고 있다.박민희 바이오앱 식물배양팀장은 “연구하는 질병의 유전자를 아그로박테리아균에 넣어 식물에 주입(감염)하고 나흘이 지나면 식물이 항체를 만들면서 단백질을 채집할 수 있다”며 “같은 원리로 뎅기열, 지카바이러스 백신 등 6~7종의 제품화를 추진하고 있다”고 전했다. 동물 백신에 비해 윤리적으로 비판 가능성이 적을 뿐 아니라 개발 과정에서 경제성이 뛰어나다는 점도 식물 백신의 장점이다. 동물 백신 개발에 약 석 달이 걸리는 데 비해 식물 백신 개발 기간은 한 달 전후로 짧다. 사육 면적 3.3㎡당 동물 백신 생산량이 2200도스로 1회 접종분에 그치는 데 반해 식물 백신이라면 같은 면적에서 5만~30만 도스를 생산할 수 있다. 대량생산 체계에 힘입어 지난해 13억원의 매출을 기록한 바이오앱은 올해 매출 목표를 20억원으로 높여 잡았다. 허바백 개발 원년인 2019년 식물공장형 그린백신은 바이오 미래유망기술로 선정됐다. 농림축산식품부는 경북 포항의 그린백신실증지원센터와 전북 익산의 동물용의약품 효능·안전성 평가지원센터를 거점으로 기술 개발에 나서고 있다. 이 중 포항에선 동물의약품 개발의 본거지가 될 ‘그린바이오 벤처 캠퍼스’를 350억원을 투입해 만들고 있다. 배기범 포항테크노파크 그린바이오확산팀 선임연구원은 “담뱃잎을 이용한 돼지열병 백신, 당근 세포를 이용한 고세병 치료제, 딸기 성분을 이용한 반려견 치은염 치료제 등의 제품화에 이어 단백질 소재들을 공급해 배양육을 만들거나 인공 장기를 만드는 플랫폼을 구축하고 있다”고 말했다.

지미 옌추 린 박사, AI신기술 소개“AI 플랫폼과 화학 등 연결점 주목”유동근 루닛 CAIO “암 진단·치료하나로 통합된 AI 모델 개발돼야” 생성형 인공지능(AI) ‘챗GPT’가 미국과 일본에서 의사 면허시험을 통과했다는 소식은 의료계에 충격을 줬다. 환자가 증상을 쓰면 챗GPT가 수초 내 진단해 준다. 물론 답이 의학적으로 적절한지는 여전히 갑론을박이지만 AI가 의학·제약 산업을 근본적으로 바꿀 거란 전망 자체는 분명해졌다. 의사가 부족해 의대 정원을 늘리려는 논의가 활발한 한국 상황에서 AI 도입 이후 의료 현장은 어떻게 바뀔까. 25일 서울 중구 웨스틴조선호텔에서 열린 ‘2023 서울미래컨퍼런스’의 첫 번째 세션은 ‘AI+ 의료: 생명 연장 꿈의 시작’이라는 주제로 첨단 AI 기술이 의학·제약 산업에 어떻게 활용되고 있는지 엿볼 수 있었다. 첫 번째 연사로 나선 이는 글로벌 AI 신약 개발 기업 ‘인실리코 메디슨’의 자회사 인실리코 메디슨 타이완의 최고경영자(CEO) 지미 옌추 린이다. 스위스 취리히 연방공대에서 약학박사 학위를 받은 그는 현재 대만 국립 양명교통대학교 전임 조교수로도 재임하고 있다. 린 박사는 ‘AI와 신약 개발 혁명’이라는 제목의 강연을 통해 차세대 AI 시스템과 생물학, 화학, 임상시험 분석의 연결점을 찾는 신기술의 여정을 소개했다. 린 박사는 “예전에는 신약 개발을 위해서는 10년 이상의 시간과 18억 달러(약 2조 4000억원) 정도의 비용을 쏟아부어야 했다”면서 “AI 기술을 신약 물질 발굴에 투입한 뒤로는 플랫폼을 활용해 시간·비용을 모두 획기적으로 줄일 수 있게 됐다”고 설명했다. 린 박사에 따르면 생성형 AI 플랫폼을 신약 개발에 활용하면 통상 5년 정도 걸리는 임상 1상시험 단계를 30개월 이내로 줄일 수 있다. 국내 AI 솔루션 기업 ‘루닛’의 공동 창업자 유동근 최고인공지능책임자(CAIO) 이사는 AI 솔루션을 활용해 암을 조기에 진단·치료하는 방법을 소개했다. 이날 유 이사는 2018년 폐암으로 사망한 환자 A씨가 건강검진에서 찍은 엑스레이 사진을 가지고 나왔다. 2013~2015년까지 A씨의 엑스레이 사진에 특이한 점은 없었다. 그러다 2016년 갑자기 작은 점이 관찰되기 시작했는데, 정밀검사 결과 폐암 3기로 판명돼 2년 뒤 사망했다. 유 이사는 같은 사진을 AI로 분석했을 때는 2013년 사진에서 이미 폐 쪽에 작은 암 덩어리를 발견했다고 설명했다. 암 진단뿐만 아니라 치료에서도 AI는 다양하게 활용할 수 있다는 게 유 이사의 생각이다. AI는 암 환자를 수술할 때 채취하는 조직 세포 사진을 분석해 암세포, 면역세포를 구분하고 그것들이 어떻게 분포돼 있는지 파악한다. 이는 면역세포를 활용한 항암치료 기법인 ‘면역항암치료’에 환자가 어떻게 반응하는지 의사가 판단하는 데 도움을 줄 수 있다는 것이다. AI 헬스케어가 활성화되기 위해서 정부의 역할도 중요하다. 보안이 까다로운 의료 정보에 개별 기업들이 접근하는 것은 현재로선 매우 어려운 일이라서다. 유 이사는 “예전에는 AI를 연구할 때 번역기 모델과 대화형 모델에 따로 접근했지만 챗GPT에서 볼 수 있듯 번역과 대화가 한번에 가능한 ‘파운데이션 모델’이 활용되고 있다”면서 “헬스케어 쪽에서도 진단과 치료를 따로 보는 게 아니라 하나로 통합해 정확도를 높여 주는 파운데이션 모델이 개발돼야 한다”고 강조했다. 그는 “이를 위해서는 많은 양질의 데이터가 필요한 만큼 정부에서도 기업들이 합법적으로 데이터를 확보할 수 있도록 제도적 뒷받침을 해 줘야 할 것”이라고 덧붙였다.

국내에서 가장 흔한 급성 바이러스 간염은 ‘급성 A형 간염’인 것으로 나타났다. 일반인에게 다소 낯선 ‘급성 E형 간염’이 그 뒤를 이었다. 급성 바이러스 간염은 바이러스가 원인이 되어 간 조직에 염증을 일으키는 질환이다. 감염되면 잠복기를 거쳐 발열, 구토, 복통, 황달 등의 증상이 나타나며, 대부분의 환자는 치료를 통해 회복되지만 만성 간 질환이 있거나 면역력이 약할 경우 드물게 간 기능이 상실되는 간부전이 나타나거나 사망에 이를 수도 있다. 분당서울대병원 소화기내과 최광현, 정숙향 교수 연구팀은 국내에서 발생하는 급성 바이러스 간염의 병인 및 임상적 특징을 파악하기 위해 2020년부터 2021년까지 국내 12개 대학병원에서 급성 바이러스성 간염 환자 데이터를 수집했다. 연구기간 동안 등록된 총 428명의 급성 간염 환자 중 37.4%인 160명이 “급성 바이러스 간염”으로 진단됐다. 연구팀이 바이러스 간염의 원인을 분석한 결과, 급성 A형 간염이 78.8%로 가장 높은 비율을 차지했으며, 뒤이어 급성 E형 간염(7.5%), 엡스테인-바 바이러스 간염(3.1%), 급성 B형 간염(3.1%), 급성 C형 간염(1.9%), 거대세포바이러스 간염(1.2%), 헤르페스-심플렉스 바이러스 간염(0.6%) 순으로 나타났다. 이 중 입원 치료한 환자 비율은 86.7%, 투석치료를 받은 환자 비율은 3.2%, 중환자실에 입원한 환자 비율은 0.6%로 나타났으며 1.3%의 환자는 간부전을 보였지만 간이식을 받거나 사망한 환자는 없었다. 또한 A형 간염 환자의 40.5%는 익히지 않은 조개와 굴을, E형 간염 환자의 27.8%는 말린 과일을, 11.1%는 맷돼지의 혈액 및 담즙을 섭취한 것으로 보고됐다. A형 및 E형 간염은 오염된 음식물을 통해 감염될 수 있어 예방하기 위해서는 음식을 높은 온도에 가열해 충분히 익혀 먹어야 하며 생고기, 육가공식품, 조개류 등의 섭취에 각별한 주의가 필요하다.A형 간염에는 예방 백신이 있어 만성 간 질환자의 경우 접종이 필수적이며, 항체가 없는 20대~40대에게도 접종이 권장된다. 다만 E형 간염에 대해서는 아직 백신이 없으므로 평소 손 씻기, 음식 익혀먹기, 물 끓여마시기 등 개인위생 관리를 통해 예방해야 한다. 최 교수는 “급성 바이러스 간염 중 국내에서 가장 빈번하게 나타나는 급성 A형 간염에 대해서는 항체 형성률이 낮은 20대에서 40대가 가장 취약한 것으로 알려져 있어 주의가 필요하다”며 “그 뒤를 잇는 급성 E형 간염에 대해서는 일반인은 물론이고 의료인 사이에서도 인지도가 낮아 조금 더 경각심을 가져야 한다”고 전했다. 정 교수는 “사회·경제적 요인이 빠르게 변화하는 시대이므로 급성 간염의 발생률에도 언제든 변화가 나타날 수 있어 지속적으로 모니터링하는 것이 중요하다”고 강조했다. 한편 이번 연구는 질병관리청 국립보건연구원의 지원을 받아 진행됐으며, 국제학술지 Scientific Reports에 게재됐다.

세계에서 두 번째로 유전자를 편집한 돼지 심장을 이식받은 미국 메릴랜드주의 환자 로런스 포셋(58)이 한 달이 지났는데도 별다른 부작용 없이 웃는 모습을 선보였다고 AP 통신이 21일(현지시간) 전했다. 메릴랜드 대학 병원은 산소호흡기를 연결한 채 희미하나마 미소짓는 그의 모습이 담긴 동영상을 전날 공개했다. 포셋은 심장이 아주 열악한 상태였고, 전통적인 심장 이식 수술 방법이 통하지 않아 이 병원이 제안한 매우 실험적인 수술을 하겠다고 나설 수 밖에 없었다. 지난달 20일 이식수술을 받은 뒤 병원 측이 한 달 만에 제공한 동영상을 보면 크리스 웰스 테라피스트가 페달을 돌려보는 재활 훈련을 하면서 웃어 보라고 강권하는 모습이 나온다. 포셋은 “힘들겠지만 해낼 것”이라며 힘겹게 숨을 내쉬며 미소를 지어 보인다. 지난해 같은 병원 의료진은 세계 최초로 유전자가 편집된 돼지 심장 이식 수술을 데이비드 베넷에게 실시했지만 두 달이 채 안 돼 돼지 바이러스들이 장기에까지 파고든 사실을 미리 파악하지 못해 결국 숨졌다. 이에 따라 포셋에게 실시한 두 번째 수술을 앞두고는 더 나은 바이러스 검사가 가능하도록 유전자를 다르게 편집하기에 이르렀다. 동물 장기를 인간에게 이식하는 시도들을 ‘xenotransplants’라 칭하는데 인류는 수십년 동안 실패만 해왔다. 인체 면역 시스템이 곧바로 바깥에서 들어온 세포들을 파괴하기 때문이다. 이에 따라 과학자들은 장기들을 조금 더 인간의 것과 닮게 만드는 유전자들을 변형시키는 데 돼지를 이용하려 하고 있다. 동영상 속에서 의료진은 돼지 심장이 어떤 거부반응도 보이지 않았다고 말한다. 무함마드 모히우딘 박사는 “그의 심장은 모든 일을 스스로 해내고 있다”고 말했다. 병원 대변인은 메릴랜드주 프레데릭에 사는 포셋이 서 있을 수 있고 물리치료사들이 걷는 데 필요한 완력을 기를 수 있는 훈련을 시키고 있다고 전했다. 과학자들은 언젠가 인간 장기 부족 현상을 동물들의 것으로 대체하는 날이 찾아올 것이라고 믿고 있다. 미국에서는 신장 이식을 기다리며 명단에 이름을 올린 이가 10만명에 이르고 몇천명이 기다리다 생을 마감한다. 현재 열 손가락으로 꼽을 만한 연구진이 돼지 신장과 원숭이 심장을 인체에 이식하는 방안을 실험하며 미국 식품의약국(FDA)이 정식 연구로 인정해주길 바라고 있다.

김영록 전라남도지사는 18일 서울에서 방문규 산업통상자원부 장관과 면담을 하고, 국가첨단전략산업 특화단지 추가 지정과 해상풍력 산업생태계 조성을 위한 정책 확대 등 지역 현안을 건의했다. 김영록 지사는 이날 면담에서 첨단산업 혁신거점 조성을 위해 국가첨단전략산업 특화단지 2차 공모 시 이차전지 분야의 추가 공모를 요청하고 바이오 분야 첨단전략기술에 메신저 리보핵산(mRNA), 면역세포치료 등 핵심기술 추가를 각각 요청했다. 또 해상풍력 산업생태계 조성을 위해 해상풍력 특별법 제정 관련 지자체 역할 강화와 8.2GW 해상풍력 집적화단지 지정, 해상풍력 송‧변전설비 적기 구축 지원 등을 건의했다. 해남 재생에너지100(RE100) 산업단지 조기 조성을 위한 한국전력공사 전력망(변전소, 송전선로) 적기 구축과 태양광 집적화단지 지정도 요청했다. 이와 함께 데이터센터의 지역 분산 촉진을 위해 비수도권 입지 기업 부담 시설공사비 지원 확대(50%→75%)와 재생에너지 발전설비가 가장 많은 전남권에 양수발전소 공모 선정(2개소), 분산에너지 정의 확대 등 분산에너지 활성화 특별법 시행령 반영도 함께 부탁했다. 이에 대해 방문규 산업통상자원부 장관은 전남의 해상풍력 등 현안 사업에 대해 깊은 관심을 표명하고 전남도와 지속적으로 협력하겠다는 뜻을 내비쳤다.

알츠하이머나 파킨슨 같은 퇴행성 뇌 질환은 물론 뇌종양까지 뇌에 생기는 질병을 약물로 치료하기란 쉽지 않다. 바로 혈액-뇌 장벽(BBB) 때문이다. BBB는 뇌세포를 둘러싸 뇌혈관을 통해 외부 물질이 뇌에 침입하는 것을 막아주는 역할을 한다. 평소는 문제없지만 질병이 발생했을 때 뇌에 전달되어야 할 약물까지 막는다는 문제가 있다. 국내 연구진이 퇴행성 질환 치료제가 BBB를 통과할 수 있도록 돕는 나노 운반체 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST), 포스텍 공동 연구팀은 BBB는 손상하지 않고 체내 약물 투과 효율은 높일 수 있는 나노 운반체를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴시즈 인 콜리드 앤드 인터페이스 사이언스’에 실렸다.BBB는 뇌 대사 활동과 신경 기능을 유지하는 데 중요하기 때문에 이 막을 손상하지 않고 약물을 뇌로 전달하는 것이 중요하다. 이 때문에 치료용 약물이 혈액-뇌 장벽으로 손쉽게 투과할 수 있는 방법을 찾는 연구가 활발하다. 연구팀은 고분자 나노 운반체의 크기, 모양, 표면 전하가 혈액-뇌 장벽 투과 능력에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 혈액-뇌 장벽 투과에 적합한 나노입자 크기는 50~150㎚(나노미터)이고 표면 전하는 –1~-45㎷(밀리볼트) 범위라는 사실을 확인했다. 또 막대 형태는 같은 구형 나노 운반체에 비해 더 효과적으로 BBB를 통과할 수 있다는 것도 밝혀냈다. 이와 함께 항체, 압타머, 펩타이드 같은 물질을 사용하면 약물 손실을 최소화하고 혈액-뇌 장벽 손상 없이 쉽게 통과할 수 있다는 점도 확인했다. 연구를 이끈 이강택 GIST 교수는 “이번 연구 결과는 퇴행성 신경 질환의 약물 치료 효과를 극대화하기 위한 뇌 내 투과 효율을 높여 새로운 치료제 개발 가능성을 제시했다는 것에 의미가 크다”라고 말했다. 이 교수는 “추가 연구를 통해 나노 전달체 안전성을 높여 염증 발생을 막고 임상에 활용하는 방법을 찾을 것”이라고 덧붙였다.

뇌에 생기는 암인 뇌종양은 흔히 치료가 어려운 것으로 알려져 있다. 그중 교모세포종은 가장 흔한 악성 뇌종양으로 외과수술, 화학요법, 방사선요법을 모두 사용해도 평균 생존 기간이 15개월 정도에 불과할 정도로 치료가 어렵다. 그런데 비교적 간단한 방법으로 뇌종양 성장을 억제하고 치료 효과를 높일 수 있다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 카이스트 의과학대학원 연구팀은 고함량 포도당 음료 보충으로 뇌종양 성장을 억제한다는 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 또 이런 효과는 장내 미생물의 특정 균주 변화로 암세포 증식을 억제하는 항종양 면역반응이 나타났기 때문이라는 것도 확인했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 최근 많은 연구에서 장내 미생물은 인체와 밀접한 관련이 있으며 악성종양에 대한 항종양 면역반응을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 실제로 흑색종 같은 암종에서는 효과에서 확인됐지만 뇌종양에서는 이번 처음 확인됐다. 연구팀은 교모세포종 뇌종양을 일으킨 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한쪽에는 고함량 포도당 음료를 공급하고 다른 쪽에는 물만 먹이고 생존율을 비교했다. 그 결과 고 포도당 음료를 마신 생쥐가 더 오래 살았다. 연구팀은 또 장내 미생물을 완전히 제거한 무균 생쥐로 똑같은 실험을 진행한 결과 생존율에서 차이를 보이지 않는다는 점을 발견했다. 장내 미생물이 뇌종양 억제에 영향을 미친다는 점을 확인한 것이다. 분석 결과 장내 미생물 중 디설포비브리오나세(Desulfovibrionaceae)가 고 포도당 음료 복용으로 증가하고 이것이 뇌종양 생쥐의 수명을 늘린다는 것이다. 특히 PD-1 항체 물질을 함께 투여할 경우 상승작용이 나타나 암세포에 독으로 작용하는 유전자를 발현시킨다는 말이다.교모세포종 치료에서 면역관문억제제 효과가 미미했던 것을 장내 미생물과 장내 미생물 유래 대사체, 균주 유래 물질의 복합 처리를 통해 항종양 면역기능을 높이고 이를 통해 뇌종양 치료가 가능하다는 것을 보여준 연구라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 김재호 카이스트 박사는 “이번 연구는 그동안 알려지지 않은 장내 미생물 분석으로 뇌종양 성장을 억제할 수 있는 균주를 확보했다는 데 의미가 크다”라면서 “면역관문 치료제와 장내 미생물 균주의 복합 치료로 뇌종양 억제 가능성을 확인한 만큼 추가 연구를 통해 새로운 항암제 치료제 개발 가능성도 커졌다”라고 말했다.

경기 성남 분당서울대병원은 비뇨의학과 이상철 교수와 카이스트 기계공학과 전성윤 교수가 체내 항암제 전달 과정을 구현할 수 있는 3차원 생체칩 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 3차원 생체칩 개발로 암·혈관세포의 배양 시기와 위치 조절이 가능해 환자별 최적의 항암제 효능을 평가할 수 있을 것으로 기대된다. 생체칩이란 투명한 실리콘재질로 만든 USB 크기의 작은 실험 공간으로, 세포외기질, 세포 등을 칩 내부에 배양해 실제 인체 조직과 유사한 형태와 기능을 갖도록 하는 것이다. 그동안 항암제 효능평가를 위해 2차원 생체칩이 이용되고 있었으나 혈관세포 고려 없이 암세포만 배양했고, 샘플회수를 위해서는 칩을 파괴해야 하는 등 결과 분석에 어려움이 있었다. 이에 이상철·전성윤 교수팀은 암세포와 혈관세포를 3차원으로 공동배양 할 수 있는 상부개방형 생체칩을 개발했다. 이 시스템은 혈관세포로 뒤덮인 생체칩을 이용해 약물과 영양소가 혈관을 통해 전달되는 과정을 관찰할 수 있어 체내에서 항암제가 전달되는 과정을 제대로 재현해냈고, 암과 혈관세포의 배양 시작시기와 배양 위치조절도 가능하고 샘플회수와 분석이 편리한 장점을 가졌다. 연구팀은 이를 활용해 항암제 내성을 가진 암세포와 기존 암세포에 대한 항암제 효능을 분석했고, 그 결과 혈관이 항암제를 전달하는 첫 매개체로 항암제 효능을 악화시킨다는 것을 발견했다. 그동안 혈관세포는 항암제 효능을 낮추는 요인으로 주목받지 못했지만 새로운 생체칩을 이용해 항암제가 혈관을 통해 암세포로 전달되는 과정을 분석한 결과, 혈관세포가 암 조직에 도달해야 하는 항암제의 양을 감소시키고, 특히 항암제 내성을 가진 암조직에서는 혈관세포가 더욱 항암제 효능을 떨어뜨리는 것으로 확인했다. 전 교수는 “이번 연구는 생체칩을 이용한 암 환경을 실제 체내 환경과 유사하게 3차원으로 구현하고 암세포와 혈관을 함께 배양하여 혈관을 통해 약물을 전달하는 과정을 관찰하고 약물의 효능을 평가할 수 있는 플랫폼을 개발했다는데 그 의의가 있다.”고 말했다. 이 교수는 “그동안은 항암제 내성과 약물저항에 혈관세포의 영향에 대해 중요하게 다루어지지 않았으나, 이번 연구를 통해 항암제 효능평가에서 혈관세포의 역할에 대한 고려가 필요함이 밝혀졌다”며 “이번에 개발한 혈관이 포함된 3차원 생체칩은 암종별 항암제 효능을 더욱 정밀하게 평가할 수 있어 환자 맞춤형 치료전략을 세우는데 적극 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다”고 밝혔다. 한편 이번 연구는 SCI 저널인 ‘Biofabrication’(피인용지수 9.0)에 게재됐다.