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  • 진준오 영남대 교수, ‘암면역치료’ 신기술 개발

    진준오 영남대 교수, ‘암면역치료’ 신기술 개발

    영남대 의생명공학과 진준오(39) 교수 연구팀이 암면역치료에 적용 가능한 신기술을 개발했다. 이번 연구논문은 중국 푸단대학교(Fudan university) 리 슈이(Li Xu) 석사와 영남대학교 대학원 의생명공학과 박해빈(24, 석사1기)씨가 공동 제1저자, 진 교수가 교신저자로 참여했으며, 암면역치료 분야 세계 최고 권위 학술지인 ‘암면역치료저널’(Journal for Immunotherapy of Cancer, 영향력지수(IF)=8.68) 2019년 8월호에 게재됐다. 진 교수 연구팀은 리포좀(Liposome, 내부에 공간을 가지는 인지질 이중층 구조, 물질 운반체로 이용 가능해 항생물질이나 암을 치료하는 항암제의 약물전달운반체로 활용)에 면역 활성제와 광열 치료제를 첨가하여 ‘면역 광열 치료용 리포좀’을 개발했다. 실험용 쥐를 대상으로 한 연구에서 쥐 체내의 1차 암 치료뿐만 아니라 전이된 암까지 찾아 제거할 수 있다는 것을 입증했다. 진 교수는 “광열 치료에 의해 발생된 암세포의 항원 물질과 리포좀에서 분비된 면역 증강제를 혼합함으로써 암 항원 특이적 면역 활성을 유도했다. 이로 인해 전이된 암까지 제거되는 것을 연구를 통해 확인했다”면서 “이번 연구로 암세포가 죽어서 발현하는 항원을 이용한 암면역치료가 가능할 것”이라고 기대했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • [정기석의 환경과 우리몸] 가을바람과 알레르기질환

    [정기석의 환경과 우리몸] 가을바람과 알레르기질환

    가을바람이 불기 시작하면 콧물, 재채기, 기침 등으로 고생하는 사람들이 생긴다. 가을철에 생장하는 산쑥, 환삼덩굴, 돼지풀 등의 잡초 꽃가루가 알레르기질환을 일으키는 것이다. 꽃가루는 미세먼지만큼 작아서 콧속은 물론 폐 속 깊은 곳까지 침투할 수 있다. 기후 온난화로 꽃가루가 늘면서 꽃가루 내 알레르겐 성분도 증가하고 있다. 꽃가루는 미세먼지와 결합해 상하기도 점막 자극, 점막 내 알레르겐 성분 침투 증가 및 염증 반응을 증폭시키기도 한다. 대기 중 이산화탄소 농도가 2배 증가하면 돼지풀 꽃가루 생산량이 61% 증가한다는 연구 결과도 있다. 또 농촌보다 이산화탄소의 농도가 짙은 도시에서 돼지풀이 더 빨리 성장하고 꽃도 더 빨리 피고 풀이 더 무성하며 꽃가루의 양도 많아진다는 연구 결과가 있다. 풀이 많은 농촌은 물론 앞으로는 도시에서도 꽃가루 알레르기질환이 계속 증가할 전망이다. 유럽 쪽 연구에 따르면 꽃가루의 생산뿐만 아니라 ‘Amb a’라는 단백질 항원의 RNA 유전자도 증가하는 것을 발견했다. 이는 알레르기질환을 직접 일으키는 핵심 성분으로 비만세포 표면에 있는 면역글로불린E와 결합해 제1형 과민증을 일으켜 알레르기 비염과 천식을 유발한다. 미국의 천식 유병률이 1980년 3.1%에서 2010년 8.4%로 증가한 것도 기후변화에 따른 꽃가루의 영향이 크다. 1970년 10명 가운데 1명이던 꽃가루 알레르기 환자가 2000년 10명에 3명꼴로 급격히 늘었다. 우리나라에서도 돼지풀과 같은 잡초 꽃가루가 늘면서 소아에게서 알레르겐 감작률이 증가하고 있다. 지표온도의 상승과 이산화탄소 증가 외에도 기후변화로 인해 생기는 폭우와 높은 습도가 식물의 성장과 꽃가루의 생산을 촉진시키고, 번개도 꽃가루 비산을 높인다. 꽃가루는 최대 600㎞를 비행하는 것으로 알려졌으며 제주도에만 있는 꽃가루가 중부지방에서도 발견된다. 전국이 동일한 꽃가루의 영향권에 있는 셈이다. 꽃가루 알레르기 피해를 줄이려면 정부기관의 ‘꽃가루 예보’를 참고해 꽃가루가 많이 날리는 날에는 야외활동을 피하거나 예방약을 사용하는 등의 예방 수칙을 지켜야 한다. 치료는 콧물과 가려움증을 완화하는 항히스타민제, 알레르기성 염증을 억제하는 류코트리엔 조절제와 흡입 스테로이드 등을 사용한다. 그래도 조절이 안 되는 심한 상태는 알레르기 유발 항원에 대한 항체를 형성해 주는 면역치료를 하거나 면역글로불린E나 IL5 등의 염증매개물질에 대한 단일클론항체를 주사한다. 필자도 가을철에는 꽃가루에 알레르기가 있어 스테로이드를 비강 내로 흡입하고 증상이 심할 것으로 예상되는 날은 항히스타민제를 미리 복용한다. 꽃가루 알레르기를 완화하려면 질병을 일으킬 수 있는 식물의 관리, 공해물질의 배출 감소, 더욱 정밀한 꽃가루 예보 등의 조치를 더 적극적으로 실행해야 한다.
  • 외로워 한잔! 편해서 한잔!… 매일 혼술하는 나, 혹시 알코올 중독?

    외로워 한잔! 편해서 한잔!… 매일 혼술하는 나, 혹시 알코올 중독?

    가족과 떨어져 사는 A(39)씨는 퇴근 후 술을 마시며 TV를 보는 게 유일한 낙이다. 이번 추석 때도 집에서 홀로 사흘간 술 10병을 비웠다. 이젠 ‘혼술’(혼자 마시는 술)이 습관이 돼 냉장고에 술이 없으면 허전하고, 술 없인 잠도 잘 오지 않는다.1인 가구가 늘면서 혼자 밥 먹고, 혼자 술을 마시는 ‘나 홀로’ 문화가 자리잡았지만 친목이나 사회생활을 위해 술을 마시는 것과 달리 ‘술’ 자체를 목적으로 한 혼술은 알코올 의존증으로 이어질 위험이 크다. 아무리 적은 양이더라도 술을 계속 혼자 마시면 음주가 습관화되고, 편안하게 술을 마실 수 있는 대신 주변 시선을 의식하지 않게 돼 음주량과 술 마시는 빈도가 늘게 된다. 처음에는 적은 양으로도 즐거움과 행복감을 느끼지만 나중에는 알코올에 내성이 생겨 더 많은 양의 술을 원하는 중독 상태에 빠지게 된다. ●“나를 달래 주는 건 너뿐”… 술 의존도 높아져 보건복지부 지정 알코올 질환 전문 다사랑중앙병원의 이무형 원장은 15일 “혼술은 대화 상대가 없어 술에만 몰입하게 돼 술만이 나를 달래 주는 유일한 친구처럼 느껴져 더욱 의지하게 된다”며 “과음하지 않더라도 습관적으로 술을 자주 마신다는 것은 이미 뇌가 조건반사를 통해 계속 술을 찾게 하는 알코올 의존 시작 단계에 해당한다고 볼 수 있다”고 말했다. 2016년 식품의약품안전처 조사를 보면 20~40대 국민 중 최근 6개월 내 주류 섭취 경험이 있는 2000명(남자 1028명, 여자 972명) 가운데 66.1%가 혼술을 한 적이 있는 것으로 나타났다. 이 가운데 25.5%는 6개월 전에 비해 혼술이 늘었다고 답했다. 주종별 1회 평균 혼술 음주량은 맥주(200㎖) 4잔, 소주(50㎖) 5.7잔, 과실주(100㎖) 2.6잔, 탁주(200㎖) 2.7잔, 위스키(30㎖) 3.1잔이었다. 음주량은 여럿이 마실 때보다 혼자 마실 때 더 적었지만, 응답자의 37.9%는 혼술을 하며 세계보건기구(WHO)가 제시한 고위험 음주량 이상을 마셨다. 고위험 음주량은 알코올 도수 4.5%인 맥주(200㎖)를 기준으로 남자 8.3잔, 여자 5.6잔에 해당한다. 혼술 경험자들은 혼술로 대인 관계가 나빠질 것(14.2%)과 건강 악화(27.4%)를 우려했다. 그럼에도 혼술을 하는 이유로 가장 많은 62.6%가 ‘편하게 마실 수 있어서’를 들었고, 17.6%는 ‘스트레스를 풀기 위해’라고 답했다. ‘함께 마실 사람이 없어서’(7.7%), ‘비용 절감’(5.2%) 등 지갑이 얇고 외로워 어쩔 수 없이 혼자 술을 마시는 이들도 있었다. 홀로 사는 이들의 혼술이 더 위험한 이유는 술 마시는 행위를 제어할 사람이 주변에 없기 때문이다. 이 원장은 “1인 가구는 주변의 참견이 없는 사각지대에 놓여 있기 때문에 알코올 문제가 발견됐을 때는 이미 증상이 심각해진 경우가 많다”고 말했다. 게다가 TV나 스마트폰을 보며 술을 마시면 무의식중에 계속 마시게 돼 과음하기 쉽고 자신이 술을 얼마나 마셨는지 판단하기 어렵다. 정석훈 서울아산병원 정신건강의학과 교수는 “항상 만취해 지내는 경우가 아니라면 중독이 아니라고 생각할 수도 있지만, 거의 매일 술을 마시는 사람이나 평소에는 술을 안 마시다가 한번 술을 마시기 시작하면 폭음을 하면서 스스로 멈추지 못하는 사람도 중독에 해당한다”고 말했다.많은 양은 아니지만 매일 술을 마시는 사람은 자신이 술 조절력을 상실한 상태인지 모르다가 술을 끊어야 할 때 금단증상을 느끼고서야 비로소 알코올에 중독됐다는 것을 깨닫게 된다. 취하려면 더 많은 양의 술이 필요한 알코올 내성, 갑자기 술을 끊었을 때 불안·불면·식은땀 등의 증상이 생기는 금단현상, 음주 조절력 상실 등이 반복되면 알코올 의존으로 진단한다. 한번 술을 마시면 적당히 마시지 못하고 과음이나 폭음을 반복하거나 술 때문에 주변 사람들로부터 비난을 받고 이 때문에 죄책감을 느끼며 아침에 해장술을 찾아도 마찬가지다. 알코올 의존이라는 것은 장기간 술을 마셔 문제 행동이 빈번히 나타나고, 금단 또는 내성이 신체적 증상으로 나타나는 상태를 말한다. ●폭음 반복·아침 해장술 찾는다면 중독 증세 음주 후 기억의 일부분이 사라지는 ‘블랙아웃’ 현상도 위험신호다. 소위 ‘필름이 끊긴다’고 말하는 이 현상은 알코올이 기억력을 담당하는 신경세포인 해마에 영향을 미쳐 뇌의 정보 입력 과정을 방해할 때 생긴다. 기억을 잃은 게 아니라 애초부터 저장된 정보가 없으니 출력할 정보도 없다. 필름이 끊겼다던 사람이 무사히 집에 찾아오는 것은 예전에 뇌에 저장됐던 정보를 출력해 사용했기 때문이다. 블랙아웃이 6개월에 2회 이상 나타나면 이미 술 때문에 인지 기능의 저하가 시작됐다고 볼 수 있다. 남궁기 연세대 세브란스병원 정신건강의학과 교수는 “경미한 수준까지 포함하면 전 국민의 8~10%가 알코올에 중독된 상태고, 그 가운데 20% 정도는 반드시 치료가 필요한 중증에 속한다”고 말했다. 실제로 한국보건사회연구원이 2015년 성인 남녀 1만 230명을 대상으로 음주 경험을 조사해 발표한 ‘약물 및 알코올 중독 현황과 대응방안’ 연구보고서를 보면 83.4%(8532명)가 술을 마신 경험이 있었고, 이 가운데 87.3%(7452명)는 정상군이었지만 5.9%(502명)는 고위험 음주군이었다. 또 6.8%(578명)는 알코올 사용 장애(알코올 중독) 음주군으로 나타났다. 즉 10명 중 1명(12.7%) 이상은 알코올 중독 위험군이었다. 알코올 중독 위험군에 속할 가능성은 남성이 여성의 3.4배다. 국민건강보험공단이 건강보험 빅데이터를 활용해 2014~2018년 알코올 사용 장애 환자를 분석한 결과 2018년 기준 남성 환자는 5만 7692명, 여성 환자는 1만 7010명이었다. 연령별로는 50대(26.5%) 환자가 가장 많았고 40대(20.4%), 60대(18.7%), 30대(12.3%)가 뒤를 이었다. 특히 여성 환자는 40대(22.8%)가 가장 많았고, 남성은 50대(28.2%) 환자가 많았다. 이덕종 국민건강보험 일산병원 정신건강의학과 교수는 “과다한 알코올 섭취로 여러 어려움이 겉으로 드러나고 환자의 건강과 사회적 문제가 심각하게 발현되는 연령대가 50·60대”라며 “알코올이 뇌 기능을 떨어뜨려 통제력, 집중력, 인지 기능이 낮아진 후에야 알코올성 치매를 걱정해 병원을 찾는 경우가 많다”고 말했다. 알코올이 신체와 뇌 건강에 끼치는 해로움은 축적된다. 젊었을 땐 이를 잘 인지하지 못하다가 신체의 저항력이 점차 약화하면 건강에 심각한 문제가 발생한다. 이 교수는 “여성 환자 비중은 적지만, 여성은 술을 분해하는 효소가 남성보다 적고 체내 지방조직에 비해 알코올을 희석할 수 있는 수분 비중이 작아 임상 양상이 더 심각한 경우가 많다”고 설명했다. 술을 즐기고 싶다면 스스로 술 마시는 횟수와 양을 정하고 자신의 음주 상태를 의식적으로 확인하며 마셔야 한다. 부모 중 어느 한쪽이라도 알코올 의존증이 있었다면 같은 질환을 앓게 될 확률이 4배나 커 더욱 조심해야 한다. 유전적 요인이 알코올 중독 발생 위험도의 60% 정도를 차지한다고 한다. 환경적 요인은 40% 정도다. 남궁 교수는 “선대에 환자가 있다든지, 술을 마시면 금방 기분이 좋아진다든지, 술 마신 전후로 됨됨이가 달라지는 이들은 애당초 술을 입에 대지 않는 게 좋다”며 “어느 사회, 어떤 조직이든 구성원을 평가하는 척도는 음주량이 아니라 능력이라는 점을 기억해야 한다. 술을 마셔야 사회생활을 잘할 수 있다는 건 스스로 만들어 낸 착각에 지나지 않는다”고 강조했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
  • 변 이식으로 장내 미생물 조절해 알츠하이머 잡는다

    변 이식으로 장내 미생물 조절해 알츠하이머 잡는다

    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
  • “성장호르몬·당뇨약 투여하니 1년만에 신체나이 2.5세 젊어져”

    “성장호르몬·당뇨약 투여하니 1년만에 신체나이 2.5세 젊어져”

    성장호르몬과 두 가지 당뇨약을 혼합한 약제가 노화를 늦출 뿐만 아니라 심지어 되돌릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 등 연구진이 51~65세 백인남성 9명을 대상으로 1년간 이같은 혼합제를 투여하는 임상시험을 시행해 이들의 생물학적 나이가 최소 2년6개월 젊어졌다고 국제학술지 ‘에이징 셀’(Aging Cell) 5일자에 발표했다. 연구진은 ‘후생유전학적 생체시계’를 이용해 이들 참가자의 생물학적 나이를 측정했다. 연구 공동저자인 스티브 호바스 UCLA 유전학과 교수가 6년 전 개발한 이 생체시계는 시간이 지남에 따라 DNA를 화학적으로 바꾸는 DNA 메틸화를 추적해 신체 조직의 노화 수준을 측정하는 것이다. 이들 연구자는 성장호르몬이 인간의 가슴샘(흉선) 조직을 안전하게 재생할 수 있는지에 주목하고, 이번 임상시험을 설계했다. 가슴샘은 폐와 가슴뼈 사이에 있는 데 골수에서 생성된 백혈구를 감염이나 암과 싸우는 면역세포인 T세포로 성숙하게 해 면역기능에 꼭 필요하지만, 사춘기 이후 기능이 떨어지는 것으로 알려졌다. 그런데 기존에 동물을 대상으로 한 일부 연구에서 성장호르몬이 가슴샘의 재생을 촉진하지만, 당뇨병 마저 유발할 수 있는 것으로 나타나 이번 시험에서는 성장호르몬과 함께 당뇨 치료제로 널리 쓰이는 디하이드로에피안드로스테론(DHEA)과 메트포르민 2종을 동시에 투여했다고 연구진은 설명했다. 이른바 ‘가슴샘 재생, 면역복구, 인슐린 경감’(TRIIM·Thymus Regeneration, Immunorestoration and Insulin Mitigation)으로 불리는 이 시험은 2015년 5월 미 식품의약국(FDA)으로부터 승인을 받았고, 참가자들을 모집해 몇 달 뒤 캘리포니아주 팰로알토에 있는 스탠퍼드 의료센터에서 시작됐다. 연구진은 참가 남성 9명이 약물을 투여받는 동안 정기적으로 흉골 조직 검사를 시행했다. 그 결과 참가자 모두 흉선의 DNA에서 메틸이 줄어든 것으로 나타났다. 이는 생물학적으로 최소 2년6개월 더 젊어진 것이라고 연구진은 설명했다. 심지어 이중 7명은 흉선에서 새 조직이 생겼고 가슴샘의 지방도 줄어들었다. 또 시험 종료 뒤 혈액 표본을 제공한 참가자 6명은 그 후 6개월 동안 효과가 지속된 것으로 나타났다. 이에 대해 호바스 교수는 “생체시계가 느려질 것이라고 예상했지만, 되돌려지는 것까지는 아니었다”면서 “약간 미래에 온 것 같은 느낌이었다”고 말했다. 하지만 이 연구는 참가자가 매우 적고, 51세부터 65세까지 백인 남성만 조사했으며 약물을 복용하지 않은 비교 집단(대조군)을 이용하지 않았다는 점에서 한계를 드러낸다. 다른 전문가들 역시 “효과는 있겠지만 연구가 소규모이고 통제된 것이 아니었으므로 확고한 결과라고 말할 수 없다”는 회의적인 반응을 보였다. 이는 연구진 역시 인정하는 부분이다. 이에 대해 연구를 주도한 LA 소재 노화 연구회사 ‘인터빈 이뮨’(Intervene Immune)의 최고과학책임자(CSO) 겸 공동설립자인 그레고리 페이 박사는 다양한 나이와 인종 그리고 여성까지 포함한 대규모 임상시험을 앞으로 시행해 나갈 것이라고 밝혔다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 115세 VS 150세... 인간 최대수명 뜨거운 논쟁

    115세 VS 150세... 인간 최대수명 뜨거운 논쟁

    기네스북에 122세... “125세 한계다”생명공학계 “최대 150세” 반론도IT기업 등 생명연장 기술 연구 활발 한국 사회도 100세 시대로 접어들었다. 한국인의 평균 수명은 1960년 남성 51세, 여성 54세였던 것이 2019년 남성 79.7세, 여성 85.7세로 늘었다. 미국도 평균 수명이 해마다 늘면서 ‘인간이 최대 얼마나 살 수 있을까’에 과학계의 관심이 커지고 있다. 현재 기네스북에 기록된 최고 장수한 사람은 1875년에 태어나 1997년 122세로 사망한 프랑스의 잔 칼망 여사다. 따라서 인간의 최대 수명은 125세를 넘을 수 없다는 주장이 제기됐다. 하지만 생명공학계를 중심으로 인간이 150세까지 살 수 있다는 반론도 만만치 않다.5일(현지시간) 사이언스 데일리에 따르면 생명공학 IT 기업을 중심으로 인간의 수명을 늘리기 위한 다양한 연구가 진행되면서 인간의 최대 수명이 크게 연장될 것이란 기대감이 커지고 있다. 미 과학계는 체세포 배아줄기세포 복제와 역분화줄기세포 발견, 젊은 피 수혈을 통한 노화 억제 등의 임상 시험 등이 성공적으로 끝난다면 인간은 100세 시대를 넘어 150세 시대를 맞이하게 될 것으로 전망하고 있다. 한 생명공학 기업 관계자는 “배아줄기세포 복제 이후 각종 인간 생명 연장 실험이 진행되고 있다”라면서 “몇 년 내에 인간의 수명을 충분히 20~30년을 늘릴 수 있다”고 주장했다. 하지만, 일각에서는 실제 인간의 최대 수명이 122세였다는 것은 근거로 인간은 125년 이상 살기가 불가능하다는 주장도 제기됐다. 최근 앨버트 아인슈타인 의대 과학자들이 1900년 이후 100세 이상 고령자들이 많은 미국과 영국, 프랑스, 일본 등의 수명 자료를 분석한 결과, 100세를 지나면서 인간의 생물학적 기능이 크게 쇠퇴하면서 인간 수명에 대한 잠재적 한계를 드러냈다고 주장했다. 최고령 사망자 나이는 1970~1990년대 초 매년 0.15세씩 증가하다가 1990년대 중반 들어 114.9세를 정점으로 상승을 멈췄다. 따라서 이들은 유전자에 입력된 수명의 한계가 115세라고 주장했다. 아인슈타인 의대의 한 관계자는 “각종 전염병과 만성질환 등을 치료할 수 있는 생명공학이 발달하면서 인간의 평균 기대 수명을 늘릴 수 있을지는 몰라도 최대 수명을 늘리기는 어렵다.”라면서 “인간은 115세 이전에 사망하는 것이 보통이고 최대로 125세를 넘기지 못한다”고 말했다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr
  • 인간 넘는 인공지능

    인간 넘는 인공지능

    2016년 3월 구글의 인공지능(AI) ‘알파고’와 이세돌 9단의 바둑 대국이 알파고의 압승으로 끝나면서 많은 사람들은 ‘AI 시대’가 눈앞으로 다가왔음을 실감했다. AI 기술 발전은 운전자가 필요 없는 자율주행차 시대를 눈앞에 다가오도록 만들었다. 또 AI 기자, 소설가, 음악가, 미술가, 펀드매니저가 등장해 사람과 비슷하거나 오히려 뛰어난 능력을 보여 주는 수준이 됐다. 얼마 전에는 수백만개의 논문을 스캔해 비교하는 것만으로 새로운 과학 지식을 발견할 수 있는 AI 과학자가 개발됐다는 소식이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실리기도 했다. 과학자들이 이번에는 AI로 세상에 없던 새로운 물질을 합성하는 데 성공했을 뿐만 아니라 수학적 방법론을 활용해 기존의 것보다 한 단계 업그레이드된 AI 개발 가능성까지 제시했다.●수학적 방법 적용, 데이터 학습시간 절반으로 포르투갈 샴펄리머드연구센터, 이탈리아 볼로냐대 수학과, 고등전자시스템연구센터, 국립 정보과학기술연구소 신경과학자와 수학자들로 구성된 공동연구팀은 위상기하학(토폴로지)을 이용하면 현재 AI 기술을 한 단계 발전시킬 수 있다는 연구결과를 AI 분야 국제학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 ‘위상기하학적 데이터 분석’(TDA)이라는 수학적 방법론으로 현재 AI의 신경망 학습을 보완할 수 있음을 제시했다. 현재 AI의 신경망 학습 방법으로 얼굴을 인식할 때는 수많은 사람 얼굴 사진을 학습해 이미지 픽셀값을 디지털화한 뒤 눈, 코, 입 등 얼굴 윤곽을 구분해 내는 방식이었다. 문제는 똑같은 얼굴이라도 뒤집어 놓거나 거꾸로 놓으면 AI가 제대로 인식하지 못하는 경우가 생긴다. 그렇지만 위상기하학적 신경망 학습 기법을 활용하면 복잡한 이미지들 사이에서 오류 없이 원하는 얼굴을 쉽게 찾을 수 있게 된다. 동시에 사전 학습에 필요한 데이터 양과 학습 시간이 절반으로 줄어든다는 장점이 있다고 연구팀은 설명했다. 마티아 베르고미 샴펄리드연구센터 박사는 “이번 연구는 AI의 궁극적인 목표 중 하나인 인간의 뇌와 상호작용이나 통합을 위한 새로운 형태의 신경망 구조를 만드는 데 단초를 제시했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다.●섬유증 치료 후보물질 개발기간 획기적 단축 한편 홍콩 인실리코 메디슨, 중국 상하이 우시 앱테크, 캐나다 토론토대 화학과, 컴퓨터과학과, 캐나다고등과학연구소, AI벡터연구소 공동연구팀은 딥러닝(심층학습) 기술을 활용해 섬유증 치료에 도움이 되는 새로운 분자를 만들어 동물 실험까지 성공적으로 끝냈다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 딥러닝 기술로 섬유증 관련 질환 치료에 도움이 되는 ‘DDR1 인산화효소 억제제’ 역할을 할 수 있는 6가지 새로운 분자를 설계했다. AI가 만들어 낸 신약 후보물질 분자 6개 중 4개는 생화학적 활성이 확인됐고 2개는 세포 기반 실험에서 약효가 검증됐다. 연구팀은 이 중 유력한 후보물질 1종을 선택해 생쥐를 이용한 동물 실험을 실시한 결과 약효를 확인했다. 신약 후보 물질 발굴에서 동물 실험까지 일반적으로 2~3년 이상 걸리는 시간을 2개월로 획기적으로 단축시킨 것이다. 이번 연구를 주도한 알렉스 자보론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구 결과를 바탕으로 AI를 신약 개발 전 과정에 적용할 경우 10년 이상 걸리는 개발 기간을 절반으로 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘아내의 맛’ 박명수, 폐암 투병 김철민 찾은 이유 “암세포 날리자”[종합]

    ‘아내의 맛’ 박명수, 폐암 투병 김철민 찾은 이유 “암세포 날리자”[종합]

    ‘아내의 맛’이 가족 그리고 친구와 서로의 부족함을 채워주는 따뜻한 시간으로 안방극장을 사로잡았다. 3일 오후 방송된 TV CHOSUN 예능 프로그램 ‘세상 어디에도 없는, 아내의 맛’(이하 ‘아내의 맛’) 62회는 닐슨코리아 기준 전국 시청률 7.554%로 동시간대 지상파-종편 종합 시청률 1위 왕좌를 수성하며, 화요일 최강자의 면모를 과시했다. 이날 방송에서는 새옹지마를 함께 헤쳐 나가는 부부와 친구들의 ‘힐링 케미’가 웃음과 뭉클함을 선사했다. 무엇보다 이날 방송에서는 MC 박명수가 지난달 폐암 말기 판정 소식을 알렸던 대학로의 전설, 웃음 전도사 김철민이 있는 요양원을 찾는 모습이 담겼다. 투병 중에도 밝은 미소로 맞이해 주는 김철민과 마주한 박명수는 몸 상태를 물었고, 김철민은 고비가 지나기를 기도하고 있고, 뇌로는 아직 번지지 않았다며 근황을 알렸다. 박명수는 “내가 돈을 못 버는데 김철민 형은 대학로에서 공연 하니까 용돈 생기면 내게 돼지갈비도 사줬다. 둘이 나이트도 간 기억이 난다. 없는 살림에 자기가 산다고 했다. 그때 내 주머니에 3천원 있었다”며 김철민과의 기억을 떠올렸다. 이어 “근래에 형이 콘서트하는 걸 못 봤으니 작은 무대라도 여러 곡을 하진 못 하지만 한 두 곡이라고 자기 무대라도 갖게 해주면 기운을 내지 않을까 한다. 동료들을 초대해 격려해주는 그런 시간을 가는 것도 괜찮을 것 같다”라고 제안했다. 김철민은 주위 사람들과 요양원의 도움으로 방 두칸을 임시로 얻었다. 박명수는 야윈 모습으로 나타난 김철민에게 “병원에서 봤을 때보다 살이 빠진 것 같다”고 걱정했다. 김철민은 “6kg 정도 빠진 것 같다. 항암제 때문에 밥이 안 넘어간다. 체중이 줄 수밖에 없다. 먹어도 설사로 다 나온다. 수액이나 비타민 정도 맞는 거다. 병원에서는 수술도 안 되고 약 처방밖에 해줄 수 있는 게 없다고 한다. 폐 사진을 보여주더라. 암이 번져 있었다. 방사선 치료도 불가능하다. 마지막 단계가 온 건데 치유를 잘하면 좋아질 거라고 한다. 그 정도다. 하루하루 기도하며 사는 거다. 여기서 이번 고비만 넘기면 어느 정도 갈 수 있는데 고비가 있다. 난 밤에 아프더라. 아무도 내 옆에 없다. 싸워야지”라고 말했다. 이어 “거리에서 30년 정도 있었는데 이 정도는 아무것도 아니라는 마음으로 하루하루를 보낸다. 그래도 다행히 뇌로는 암이 안 번졌다고 한다. 의학적으로는 힘들지만 정신력으로 이겨내야 한다”며 의지를 드러냈다. 박명수도 “정신력으로 다 이겨낼 수 있다. 버텨내 이겨내야 한다”며 독려했다. 김철민은 간암으로 먼저 세상을 떠난 친형 너훈아 얘기를 꺼냈다. “(폐암 확진 전) 한 달 전에 너훈아 형이 나타난 거다. 장마 때문에 물이 불어난 거다. 내 본명인 철순을 부르며 강을 건너오라고 한다. 안 건너갔다. 사람들에게 물었더니 안 건너가 잘했다고 한다. 아플 때마다 꿈을 꾼다. 형도 나타나고 가족도 나타나니까 희망을 잃어가나 해서 무섭다. 새벽에 눈을 뜨면 살았구나 감사합니다 한다. 오늘도 건강한 하루 되게 해달라고, 노래를 부를 수 있는 힘을 달라고 기도한다”라고 털어놨다. ‘버스킹의 아이콘’으로 불리는 김철민은 힘들어도 대학로에서 공연을 한 번이라도 다시 하고 싶다는 바람을 드러내면서도 “마음은 그렇지만 노래가 안 나온다”고 했다. 이에 박명수는 “노래를 안 하더라고 옆에 있어보지 않겠냐. 박수 받고 기운 받고 암세포 날려버리자. 한 번 준비를 해보겠다”고 약속했다. 김철민은 “내게는 생명의 은인이다”라며 고마워했고, 박명수는 “1년 후에 그 얘기해라. 파티하자”고 말했다. 김철민은 “그러고 싶다. 살고 싶다”며 삶에 대한 의욕을 전했다. 이후 김철민은 기타를 치며 박명수에게 노래를 들려줬다. 힘들어서 이내 노래를 중단한 그는 눈물을 훔쳤다. 박명수는 기타를 건네받아 답가를 불러주며 뭉클함을 안겼다. 한편 홍현희는 지난번 캐나다를 다녀온 이후 영어 공부를 해야겠다고 결심, 전화 영어 수업을 시작했다. 그러나 선생님과 통화에서 제대로 된 영어 회화를 이어가지 못했고, 이후 영어 회화가 가능한 제이쓴에게 하루 동안 영어를 가르쳐 달라고 부탁, 한국어를 했을 시 딱밤을 맞기로 했다. 하지만 홍현희는 제이쓴의 간단한 질문에 좀처럼 답을 이어가지 못했고, 아침을 먹으며 상황극 영어 수업까지 돌입했지만, 끝내 한국말을 내뱉어 딱밤 세례가 이어지는 웃픈 전개가 이어졌다. 다음날 홍현희가 대화를 나눌 때마다 과장된 손짓과 표현을 쓴다는 이유로 희쓴 부부는 예절학교에 가게 됐고, 누가 보아도 예절 포스가 풍기는 훈장님과 만나게 됐다. 과연 희쓴 부부는 예절 학교에서 1박 2일 동안 어떤 생활을 하게 될지 궁금증을 증폭시켰다. 송가인 부모님은 ‘미스트롯’ 콘서트를 가기 전 우중충한 날씨를 뚫고 미리 주문해 놓은 떡을 찾았다. 그리고 부모님은 집으로 찾아온 일꾼 진구와 콘서트에 같이 갈 마을 주민들에게 나눠줄 주전부리를 포장했다. 부모님은 송가인으로부터 우천으로 인한 ‘미스트롯’ 콘서트 취소 소식을 듣게 되자 잠시 속상해했지만, 다음날 드디어 진행된 콘서트를 보러 가며 아버지는 버스에 울려 퍼지는 노래에 맞춰 주민들과 응원 연습을 하는 등 설레는 마음을 드러냈다. 공연장에 도착한 부모님과 앵무리 주민들은 연습한 응원에 맞춰 비가 쏟아지는 와중에도 콘서트를 한껏 즐겼다. 이후 부모님과 주민들이 송가인이 특별히 준비한 식당에 자리 잡은 가운데, 송가인이 함께한 동료들을 데리고 와 인사를 올렸고, 출연자들은 부모님이 이전 콘서트 당시 맛있는 음식을 해주셨던 보답으로 선물을 건넸다. 또한 콘서트 때 자리가 멀어 잘 즐기지 못했을 주민들을 위해 식당 한구석 콘서트로 흥겨운 시간을 선사했다. 함소원 진화 부부는 혜정이의 통장 개설을 위해 은행에 방문했다. 함소원이 은행원과 상담에 푹 빠진 사이 슬슬 눈치를 보던 진화는 다른 은행 창구로 향해 외국인도 통장 개설이 가능하다는 것을 알게 됐고, 함소원 몰래 비상금 통장 만들기에 돌입했다. 그러나 주소 입력 실패로 함소원이 일을 마치기 전 통장을 만들지 못했고, 캐묻는 함소원에게 금리와 환율을 물어봤다고 둘러대며 집으로 무거운 발걸음을 옮겼다. 그런가 하면 함소원 어머니는 혜정이가 커가면서 책임감이 생긴 진화가 착실히 사업을 진행하는 모습을 보고 함소원에게 앞으로 돈을 두둑이 챙겨주라고 조언했던 터. 이에 함소원은 진화와 함께 철학관을 찾아가 고민하고 있는 부부의 미래에 대해 물어봤다. 역술가는 소심한 성격의 진화 사주는 무엇을 해도 꼼꼼히 살피기 때문에 사업을 해도 괜찮다는 개인 의견을 전했고, 경제권을 나누는 것에 대해서는 아내가 관리하는 게 좋다고 조언했다. 더욱이 함진 부부는 2020년이 위기의 해지만, 궁합이 좋은 만큼 서로를 이해하고, 양보하며 살아가면 문제없을 것이라는 좋은 견해를 전달, 사주도 인정한 원앙 부부임을 입증했다. ‘아내의 맛’은 매주 화요일 오후 10시에 방송된다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]벌레로 장 건강 회복시켜주는 물질 만든다

    [달콤한 사이언스]벌레로 장 건강 회복시켜주는 물질 만든다

    불규칙한 식사습관이나 채소보다는 육류 위주의 식단, 하루 종일 앉아있는 생활습관 등 때문에 항상 속이 불편하거나 변비로 고생하는 이들이 많다. 장에 좋다는 건강보조식품을 먹고 채소 중심의 식단을 꾸미고 물을 마셔도 나빠진 장 건강이 금새 회복되는 것 같지는 않다. 그런데 국내 연구진이 벌레를 이용해 장질환 개선효과를 빠르게 측정하고 장 건강에 도움이 되는 물질을 발굴했다고 해서 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소 천연물인포매틱스연구센터 연구진은 생물학 실험에서 흔히 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’이라는 벌레를 이용해 장건강을 개선시킬 수 있는 후보물질을 발굴하는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘농업·식품화학 저널’에 실렸다. 많은 현대인들이 만성 장질환에 시달리고 있는데 이를 개선하기 위한 다양한 식품과 의약품 개발이 활발하다. 상용화를 위해서는 이들 물질의 장질환 치료효능과 잠재적 독성을 빠르게 검증할 수 있어야 한다. 식품이나 의약품 상용화를 위해서는 사람을 대상으로 하는 임상시험 이전에 동물실험, 흔히 전임상실험이라고 해서 생쥐나 원숭이 등 포유동물을 이용해 효능평가와 독성실험을 한다. 문제는 포유동물을 이용할 경우 시간과 비용이 너무 많이 든다. 이에 연구팀은 포유동물 대신 예쁜꼬마선충이라는 벌레를 이용해 후보물질의 장질환 개선효과를 평가하는 방법을 개발했다. 예쁜꼬마선충이라는 귀여운 이름을 갖고 있는 곤충은 흙 속에서 사는 1㎜ 정도 크기의 투명한 벌레이다. 900여개의 체새포, 300여개의 신경세포, 2만개 정도의 유전자로 구성돼 있으며 꼬마선충 유전자 중 40%가 인간에게도 있는 것으로 알려져 세포사멸, 노화 등 연구에 활용되고 있다.실제로 연구팀은 사람들의 장건강에 악영향을 미치는 유해 장내 세균을 벌레에 주입하면 투명하게 보이던 장이 불투명하게 보이게 되고 수명도 급격히 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 장 건강에 도움을 줄 것으로 보이는 여러 식품과 천연물 소재를 벌레에 주입해 장 건강 회복을 관찰하는데도 성공했다. 이를 통해 브로콜리, 케일, 배추 등 채소의 소화과정에서 나타나는 천연물 대사물질인 ‘3,3-다이인돌릴메탄’이라는 물질이 장누수 증후군과 염증성 장질환 개선에 도움을 주는 것을 밝혀냈다. 강경수 KIST 박사는 “이번 연구는 장내미생물과 질병과의 상관관계를 규명해낸 기초적 연구뿐만 아니라 장질환 개선용 식품이나 의약품을 개발할 수 있는 산업원천 기술로도 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [열린세상] 약속하는 과학에서 경청하는 과학으로/광주과학기술원 기초교육학부 교수

    [열린세상] 약속하는 과학에서 경청하는 과학으로/광주과학기술원 기초교육학부 교수

    이달 초 ‘첨단 재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률’이 국회 본회의를 조용히 통과했다. 줄기세포와 같은 세포치료제 등의 연구개발을 정부가 체계적으로 지원하고 이를 안전하게 사용하도록 규제하는 것이 주 내용이다. 그동안 무분별하게 남용되던 줄기세포 시술을 규제의 틀 안으로 들여오려는 의미도 있다. 어떻게 보면 정부가 나서서 특정 분야를 지원하도록 명문화한 것이라 특혜 시비가 일 수도 있는데, 이 법은 무엇보다 난치병과 불치병 환자들에게 치료 기회를 보장한다는, 쉽사리 반박할 수 없는 명분을 밝히고 있다. 하지만 시민단체들이 곧바로 성명서에서 반발했듯이 이 법률은 난치병 환자들을 새로운 위험에 노출하는 측면도 있다. 화학적으로 제조된 일반 의약품과 달리 살아 있는 세포나 유전자로 만든 치료제들은 복잡한 우리 몸 안에서 어떤 일을 할지 과학적으로 모두 예측할 수 없다. 장기적으론 암과 같은 부작용을 가져올 가능성도 있어 국제적으로 재생의료를 시행할 때는 여러 안전장치를 두고 있다. 그런데 이 법률은 ‘조건부 허가’를 통해 임상시험을 통과하지 않은 치료제를 환자들에게 적용할 수 있도록 하고 있다. 안전성과 유효성이 확실히 검증되지 않은 것이라도 희귀질환을 겪거나 대체 치료제가 없는 절박한 환자들에게 시행할 수 있다. 물론 일부 환자들은 완벽하게 검증되기 이전의 치료법을 마지막 수단으로 스스로 원할 수 있다. 하지만 절박한 처지에 선 이들이 손쉬운 실험 대상자로 착취당하지 않으려면 한 가지 조건이 충족돼야 할 것 같다. 무엇보다 과학기술에 직접적 영향을 입는 환자들에게 적절한 권한을 줘야 한다. 과학기술 진흥을 목적으로 하는 법률들이 대개 그렇듯이 이 법률 또한 과학기술의 영향을 받는 이들, 즉 환자들을 위한다면서도 정작 이들을 철저하게 수동적인 수혜자로만 규정한다. 이들은 치료법을 원하는 이들, 과학기술자들이 자신들의 몸과 삶을 복원해 주길 고대하는 이들로만 한정하고 있다. 예전에 만난 한 척수장애인은 황우석 교수에게 협력했던 과거 경험을 반성하면서 장애인이 믿고 참조할 수 있는 정보들이 있어야 한다고 역설했다. 당시 척수장애인들은 황 교수가 자신들의 몸을 치료해 줄 것이라는 희망을 품고 황 교수가 벌이는 행사 때마다 휠체어를 타고 입장했다. 줄기세포 연구가 어떻게 진행되는 것인지, 그것이 실제로 얼마나 가능한 것인지 제대로 알지 못한 채 황 교수의 연구를 정당화하는 데 이용당한 것이다. 이들이 원하는 것은 믿을 만한 정보다. 과장하지 않은 채 연구의 실제 진행 경과를 상세하게 공개하는 공청회 개최나 연례 보고서 발간 등을 원한다. 연구자들은 임상시험, 임상연구와 장기추적 조사 연구 등의 결과들을 가감 없이 관련 환자들에게 공개하고 일반인의 시각에서 이해할 수 있도록 설명할 필요가 있다. 환자들에게 정보를 공개하는 것뿐만 아니라 이들의 목소리를 적극적으로 청취해야 한다. 난치병, 불치병 환자들로 뭉뚱그려 표현하고 있지만, 사실 이들은 질병의 종류와 기간, 경제적 수준 등에 따라 바라는 바가 다르다. 근육의 퇴행을 겪는 루게릭병 환자들은 척수장애로 10년 이상을 살아온 환자보다 훨씬 더 치료를 갈구한다. 반면 오랜 세월 척수장애를 겪어 온 이들은 치료법을 기다리며 현재의 삶을 소진하기보다는 일상을 개선하는 기술을 더 원한다. 불확실한 치료법보다는 장애의 증상을 개선하거나 적응을 도와주는 기술을 원한다. 일테면 일어나서 걷는 것보다 통증을 줄여 주거나 대소변 욕구를 느낄 수 있도록 도와주는 기술을 원하는 것이다. 우리에겐 희귀병과 난치병 환자들의 고통을 자연화하면서 이들의 고통을 덜어 줄 것이라고 호언장담하는 과학보다는 이들의 고통과 요구가 무엇인지 적극적으로 청취하는 과학이 필요하다. 치료와 복원만이 질병의 유일한 해결책인 것처럼 약속하기보다는 현재의 과학 수준을 솔직하게 공개하고, 이들의 바람을 겸손하게 경청하며, 이에 맞게 노력하는 과학이 필요하다. 사실 이것은 재생의료와 같이 국가의 지원을 받으면서 희망을 생산하는 과학기술이 마땅히 져야 할 책임이기도 하다.
  • 암 제거하고 몸 속에서 녹아 없어지는 로봇 개발

    암 제거하고 몸 속에서 녹아 없어지는 로봇 개발

    몸 속 암조직을 뜨거운 열로 없애거나 약으로 치료한 뒤 저절로 사라지는 마법 같은 마이크로 로봇 기술을 국내 연구진이 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 최홍수 교수팀은 원하는 부위에 고열치료나 약물방출 조절이 가능한 생분해성 마이크로로봇을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’ 최신호(22일자)에 실렸다. 암을 치료하기 위해서는 외과 수술, 다양한 종류의 항암제, 방사선, 고열치료 등 다양한 방법이 활용되고 있다. 항암제를 이용한 치료는 외과수술과 함께 가장 많이 사용되고 있지만 특정 부위에 정확한 양을 전달하기가 쉽지 않다. 또 고열치료는 부작용이 적어 활발하게 활용되려는 분위기이지만 암 발생 부위에 정확히 열을 가하기 어렵다는 단점도 갖고 있다. 연구팀은 3D 레이저 리소그라피라는 기술을 이용해 자성을 띠는 나노입자와 약물을 탑재할 수 있는 3차원 생분해성 마이크로 로봇을 개발했다. 특히 마이크로 로봇을 생분해성 폴리머로 만들어 암 치료라는 목표를 달성한 다음에는 회수 작업 없이 체내에서 자연스럽게 분해될 수 있도록 했다.연구팀이 개발한 마이크로 로봇은 외부에서 자기장을 이용한 무선제어방식으로 체내에서 빠르고 정밀하게 약물을 전달할 수 있다. 원하는 부위에 도달한 로봇에게 고주파의 자기장을 걸어주면 로봇 안에 있는 자성나노입자에서 발생한 열이 주변 온도를 올려 암조직을 고열로 제거할 수 있다. 또 자기장 강도와 노출시간을 조절함으로써 약물 방출과 열발생도 정확하게 조절할 수 있도록 설계됐다. 최홍수 교수는 “마이크로 로봇으로 몸 밖에서 배양한 암세포에 대한 고열치료가 암세포 제거에 유의미한 효과가 있다는 것을 확인했다”라며 “기존 암세포 치료방법의 단점을 개선시켜 암세포 치료 효율을 높이고 부작용도 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 체내에서 녹는 생분해성 항암치료 마이크로로봇 개발

    DGIST 최홍수 교수 연구팀이 원하는 부위에서 고열치료 및 약물방출 조절이 가능한 생분해성 마이크로로봇을 개발했다. 고열치료를 통한 암세포치료 뿐만 아니라 치료약물도 정교하고 체계적으로 조절 가능해, 항암치료의 효율과 안전성을 높일 것으로 기대된다. 최 교수 연구팀은 3D레이저 리소그라피 3D 레이저 리소그라피 공정으로 자성나노입자와 약물을 탑재할 수 있는 3차원 생분해성 마이크로로봇을 개발했다. 마이크로로봇을 체내에서 직접 사용하려면 마이크로로봇이 사용 후에는 체내에서 분해되거나 회수되어 추가적인 유해효과를 최소화시켜야 한다. 이에 연구팀은 마이크로로봇의 소재를 생분해성 폴리머로 제작하여 제 할 일을 다 한 로봇이 부작용 없이 체내에서 생분해될 수 있도록 설계했다. 또한 외부자기장을 이용한 무선제어방식으로 체내에서 빠르고 정밀하게 약물을 이송 가능한 것도 장점이다. 특히 원하는 부위에 도달한 로봇에 고주파의 교반자기장(Alternating magnetic field)을 걸어주면 마이크로로봇에 탑재된 자성나노입자로부터 발생된 열이 주변의 온도를 올려 국부 고열치료를 수행할 수 있도록 설계했다. 추가로 교반자기장의 강도와 노출시간을 조절하여 약물 방출을 정확하게 조절할 수 있도록 설계한 점이 이번 연구의 큰 성과다. 연구팀은 개발된 마이크로로봇이 체외에서 배양한 암세포에 마이크로로봇을 사용한 고열치료가 암세포 치료에 유의미한 효과가 있음을 확인했으며, 교반자기장으로 인해 조절된 각각의 다른 약물방출모드의 치료적인 효능을 확인하는 것에 성공했다. 최 교수는 “이번 연구결과를 통해 기존의 암세포 치료방법의 단점을 개선시켜 암세포 치료의 효율을 높이고 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다” 며 “앞으로도 지속적으로 병원 및 관련 기업과 후속 연구를 진행해 실제 의료 현장에서 활용될 수 있는 마이크로로봇 기반 정밀치료 시스템을 개발하는데 노력하겠다”고 말했다. 이번 연구는 로봇공학전공 박종언 학위연계과정학생이 제1저자로, DGIST-ETH 마이크로로봇 연구센터 김진영 선임연구원이 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 세계적인 국제과학학술지인 ‘Advanced Healthcare Materials’에 22일자 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 산업통상자원부의 지원으로 수행됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr
  • “마두카나무 씨앗에서 탈모 완화 물질 발견”

    “마두카나무 씨앗에서 탈모 완화 물질 발견”

    충북산학융합 본부와 충북대학교 의과대학 공동연구팀이 마두카 씨앗에서 얻어진 물질의 탈모증상 완화 효능을 세계 최초로 밝혀냈다. 마두카는 인도 산악지역에 자생하는 나무다. 26일 공동연구팀에 따르면 마두카 씨앗 오일을 발효해 만들어진 계면활성제인 ‘소포로리피드’가 탈모방지에 효과가 있다. 연구팀이 진행한 탈모환자 모발수 변화 실험결과 ‘소포로리피드’가 함유된 시험물질을 24주간 투여한 시험군은 두피 1㎠ 당 176개에서 183개로 증가했다. 반면 투여하지 않은 대조군은 173개에서 171개로 감소했다. 모발 생성 및 성장과 밀접한 인간모유두세포 성장효능 평가에서는 도포형 탈모치료 물질인 미녹시딜보다 4~5%정도 더 우수한 결과를 얻었다.두피혈관을 좁게하고 모공을 막아 모근 영양공급을 어렵게하는 활성산소 억제효능평가에서는 대표적인 항산화 물질인 레스베라트롤과 비슷한 수준인 4~5%의 효능을 보였다. 이번 연구결과는 충북산학융합본부에 입주해 있는 바이오업체에 기술이전돼 최근 샴푸와 토닉으로 출시됐다. 공동연구팀 김태명 박사는 “인도 북동부 사바르칸다 주민들이 기원전부터 질병치료, 피부관리, 두피관리 등에 마두카 나무 열매와 꽃을 활용한 사례를 주목했다”며 “마두카 열매가 항균, 항산화, 면역증강 등 약리학적 효능이 있다는 연구결과도 있다”고 밝혔다. 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr
  • ‘이이제이’ 대장균으로 대장암, 장내염증 잡는다

    ‘이이제이’ 대장균으로 대장암, 장내염증 잡는다

    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
  • 킬러 세포 능력 극대화시켜 암세포 잡는다

    킬러 세포 능력 극대화시켜 암세포 잡는다

    NK세포로 알려진 자연살해세포는 기존에 알려진 면역세포인 T세포가 갖고 있는 단점을 보완해 질병을 치료하는데 도움을 줄 것으로 기대되는 물질이다. 그렇지만 필요한 외부 유전자를 세포 내부로 도입하는 것이 쉽지 않아 유전자 편집 등의 기술로 항암면역기능을 강화하는데 어려움을 겪고 있다. 그런데 국내 연구팀이 나노기술을 활용해 이 같은 자연살해세포의 단점을 보완하고 기능을 강화시킬 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 차의과학대 의생명과학과 연구팀은 생체재료를 기반으로 한 나노기술을 이용해 암세포에 구멍을 내 죽이는 NK세포의 능력을 극대화할 수 있는 세포치료제 제작기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 인체 내 선천적으로 존재하는 NK세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 선택적으로 인식해 즉각 파괴하는 기능을 갖고 있다. 더군다나 다른 면역세포들과 달리 면역거부 반응도 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 이식해 사용할 수도 있다. 그러나 NK세포의 자체방어체계 때문에 암세포만을 더 잘 포착할 수 있도록 하는 ‘암세포 인식강화 유전자’를 삽입하기가 쉽지 않다.연구팀은 기존에 바이러스를 사용하는 방식 대신 자성을 띤 나노입자를 암세포 인식강화 유전자와 결합시켜 삽입함으로써 NK세포 내에 이 유전자가 보다 쉽게 전달될 수 있도록 했다. 연구팀은 고분자 생체재료를 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중코팅 방식을 통해 NK세포이 자체방어체계를 피해 보다 효과적으로 세포 내에 전달될 수 있도록 한 것이다. 그 결과 NK세포 표면에 암세포 인식강화 단백질이 정상적으로 만들어지고 악성암세포벽에 구멍을 내 파괴하는 능력이 높아지는 것을 확인했다. 실제로 연구팀은 유방암을 유발시킨 생쥐에게 이번 기술을 적용해본 결과 그렇지 않은 생쥐보다 종양크기가 4분의 1로 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 박경순 차의과대 교수는 “이번 기술은 차세대 항암면역세포로 주목받고 있는 NK세포를 자유자재로 엔지니어링할 수 있는 기술을 개발한 것”이라며 “나노입자가 자성을 띄는 물질을 포함하고 있어서 자기공명영상과 광학형광영상기법으로 NK세포 위치나 치료효과를 관찰할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘불타는 청춘’ 김민우, 사별한 아내 생각에 눈물 “허망하게 보냈다”

    ‘불타는 청춘’ 김민우, 사별한 아내 생각에 눈물 “허망하게 보냈다”

    ‘불타는 청춘’의 김민우가 아내와의 사별 고백으로 시청자를 울렸다. 지난 20일 방송된 SBS ‘불타는 청춘’에서는 지난주에 이 김민우와 함께하는 여행이 이어졌다. 이날 김혜림은 민어탕을 끓였다. 이연수는 민어탕을 맛있게 먹는 김민우에게 “민어탕을 원래 좋아하냐”고 물었다. 이에 김민우는 “아내가 가장 잘하는 음식이 민어탕이었다. 누나가 끓인 게 비슷한 맛이 난다. 묘한 기분이 든다. 유일하게 잘해준 음식이어서 자주 민어를 들고 가서 끓여달라고 했다”고 말문을 열었다. 김민우는 2년 전 아내를 떠나보내게 된 사연을 꺼냈다. 그는 “어느 날 갑자기 목이 아프다고 해서 병원을 갔는데 목에 이상이 없다고 했다. 다음날이 됐는데도 열이 계속 올라서 또 병원에 갔다. 폐렴 치료에도 염증 수치가 계속 높아서 큰 병원을 가라고 하더라”고 전했다. 김민우는 “아내가 ‘혈구 탐식성 림프조직구증’이라는 희소병에 걸린 거였다. 몸에 바이러스가 들어오면 건강한 면역력을 가진 세포들이 움직이면서 물리치는데 정상적인 기관들까지 공격하는 병”이라고 설명했다. 이어 “6월 24일 저녁에 입원해서 7월 1일에 세상을 떠났다. 그렇게 허망하게 보냈다”라고 말하며 눈물을 보였다. 김민우는 자신의 곁을 지켜 준 딸 민정에 대한 고마운 마음도 전했다. 그는 “장례를 치른 후 딸의 첫 마디가 ‘세탁기 사용하는 법을 알려주면 아빠 와이셔츠를 내가 다려주고 싶다’고 했다. 초등학교 2학년인데”라며 “지금은 더 많이 컸고 씩씩해졌다. 아빠를 위해서 피아노 연주도 해주고, 공부도 스스로 열심히 한다. 철이 빨리 든 거 같다”고 말해 모두를 울컥하게 했다. 민우의 사연을 듣고 눈물을 흘리던 김혜림은 “김민우가 여행 올 상황이 아니라고 그랬는데 이렇게 와줬다. 예능 프로그램이 떠들고 웃으니까 나오면 안된다고 생각했는데 용기 내어 나와서 즐기는 모습 보니까 눈물이 났다”며 고마움을 전했다. 사진=SBS ‘불타는 청춘’ 방송 캡처 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr
  • [열린세상] 당뇨·뇌졸중·치매의 원인이 잇몸 세균이라고?/조현욱 과학과 소통 대표

    [열린세상] 당뇨·뇌졸중·치매의 원인이 잇몸 세균이라고?/조현욱 과학과 소통 대표

    “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.
  • 인공유방 부작용 3년 동안 5000건 넘어

    인공유방 부작용 3년 동안 5000건 넘어

    2016년 661건→2018년 3462건으로 희귀 암 유발 ‘엘러간’ 1389건 보고돼미국 엘러간의 거친 표면 인공유방 보형물을 이식한 환자 중 희귀 암인 역형성 대세포 림프종(BIA-ALCL) 발병 사례가 국내에 처음 보고된 가운데 최근 인공유방 부작용 사례가 급증하고 있는 것으로 나타났다. 19일 식품의약품안전처가 국회 보건복지위원회 남인순 더불어민주당 의원에게 제출한 ‘인공유방 부작용 사례 접수 현황’을 보면 2016년부터 지난해까지 3년간 모두 5140건의 부작용이 보고됐다. 이 기간 인공유방 부작용 사례는 2016년 661건에서 2017년 1017건, 2018년 3462건으로 크게 늘었다. 지난해 기준 인공유방 부작용 3462건 중에서는 파열 1661건으로 가장 많았고, 삽입물 주변에 두꺼운 피막이 생겨 딱딱하게 굳는 구형구축 현상이 785건으로 뒤를 이었다. 특히 희귀 암 유발 가능성이 제기된 엘러간 인공유방의 경우 최근 3년간 부작용 사례 보고가 1389건에 달했다. 10건 중 3건꼴이다. 현재 엘러간의 거친 표면 인공유방 보형물은 수입사가 자진 회수 중이다. 이번에 문제가 된 엘러간의 인공유방 유통량은 2007년부터 지난해까지 11만 4365개에 달하는 것으로 집계됐다. 회수 대상이 아닌 인공유방도 3751건의 부작용 사례가 접수됐다. 남 의원은 “인공유방 등 인체이식 의료기기의 허가, 유통 사용 및 환자관리 등 안전관리 전반에 대한 대책을 마련해야 한다”며 “우리나라에서도 인공유방 부작용 조사 등을 위한 환자 등록 연구를 본격적으로 실시하고 인과관계를 밝혀 부작용 발생으로 인한 피해 보상 등에 대한 대책을 수립해야 한다”고 강조했다. 식약처는 현재 엘러간과 함께 부작용 발생으로 인한 치료비 보상 대책을 세우고 있다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
  • 속쓰림 일으키는 위염, 위궤양 원인 밝혀냈다

    속쓰림 일으키는 위염, 위궤양 원인 밝혀냈다

    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
  • 위 점막 재생하는 줄기세포 규명

    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
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