몇 년 전 일까지도 생생하게 기억하던 사람들도 나이가 들면서 기억력이 예전같지 않고 자꾸 ‘깜박깜박’하는 경우가 잦아진다. 나이들면서 인지기능이 떨어지는 것을 막기 위해 규칙적인 운동이나 독서가 권장되고 있지만 뇌기능의 퇴화를 예방하거나 막을 확실한 방법은 아직까지 없다. 그런데 한국인 과학자가 포함된 영국 케임브리지대, 리즈대, 이탈리아 신경과학연구소, 플로렌스대, 일본 고베약학대, 네덜란드 왕립 신경과학연구소, 싱가포르 국립대병원, 캐나다 웨스턴대, 체코 실험의학연구소 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 노화로 인해 발생하는 기억력 감퇴를 줄이고 예방할 수 있는 방법을 찾았다고 23일 밝혔다. 케임브리지대 뇌치료센터의 한인 과학자 양수정 박사가 제1저자 겸 교신저자로 참여해 연구를 주도했다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 최신호에 실렸다. 뇌신경가소성은 뇌가 새로운 것을 배우고 적응하며 기억을 유지할 수 있게 돕는 능력인데 나이가 들면서 뇌신경가소성이 서서히 저하된다. 특히 뇌신경가소성이 내외부적 요인으로 인해 급격하게 저하될 경우는 각종 퇴행성 뇌질환을 앓을 가능성이 높아지는 것으로 알려져 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 뇌 신경세포인 뉴런을 둘러싸고 있는 ‘뉴런주위망’(PNNs) 속 화학 성분을 변화시키면 신경가소성이 회복되고 노화에 따른 기억력 감퇴를 늦추거나 막을 수 있다는 사실을 생쥐실험으로 밝혀냈다. 연구팀은 생후 20개월된 생쥐와 생후 6개월된 생쥐의 기억력과 판단력을 측정한 결과 인간처럼 나이가 들수록 인지기능이 퇴화된다는 것을 확인했다. 연구팀은 20개월 된 생쥐의 PNNs 속 화학 성분을 변화시킨 다음 미로찾기를 비롯한 각종 인지능력 측정을 한 결과 6개월된 생쥐와 비슷한 수준으로 회복된 것을 관찰했다. 연구에 참여한 제임스 포셋 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 생쥐를 대상으로 진행됐지만 인간의 뇌 속 분자와 구조가 설치류와 비슷한 점이 많다는 점에 주목해야 한다”며 “이번 방법을 이용하면 사람에게서 나타나는 노화로 인한 기억력 감퇴도 예방하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

델타변이 급속 확산에 돌파 감염 증가거리두기 4단계에도 국민 이동량 늘어전문가 “자정~새벽 4시 통행 금지해야”AZ·얀센 ‘길랭·바레 증후군’ 주의 당부사회적 거리두기 최고 단계인 4단계도 코로나19 바이러스의 거침없는 몸집 불리기엔 역부족이다. 28일 0시 기준 신규 확진자(1896명)가 1900명대에 육박하자 정부는 다음주까지 확산세가 꺾이지 않는다면 사적 모임 제한을 더 강화하거나 시설 통제 조치까지도 추가로 내놓기로 했다. 4단계가 기대만큼 효과를 발휘하지 못하는 이유로는 델타 변이 확산, 국민 피로감, 휴가철 이동량 증가 등이 꼽힌다. 정재훈 가천대 예방의학과 교수는 “국내 델타 변이의 전파 능력이 기존 바이러스 대비 1.7배”라면서 “거리두기 4단계도 확진자를 감소시키기엔 부족하다”고 말했다. 이대로라면 지난 27일부터 시행된 비수도권 거리두기 3단계도 효과를 내기 어렵다는 우려가 나온다. 18~24일 국내 감염 사례의 주요 변이 바이러스 검출률은 54.8%였으며, 이 중 델타형 변이의 검출률은 48%였다. 잉글랜드 공중보건국에 따르면 델타 변이의 감염재생산지수(R)는 5.0 이상이다. 이는 전체 인구의 80% 이상이 백신을 맞아야 집단면역을 이룰 수 있는 수준을 의미한다. 당초 정부가 계획한 9월까지 70% 접종을 달성하더라도 유행을 통제하기엔 부족할 수 있어 고민을 깊게 한다. 4차 대유행의 한복판에서도 지난주(19~25일) 국민 이동량은 직전 주보다 0.8%(수도권 1.0%, 비수도권 0.7%) 늘었다. 손영래 중앙사고수습본부 사회전략반장은 “거리두기가 장기화돼 국민의 피로감이 크고, 휴가철 여행·이동 증가도 영향을 미친 것으로 보인다”고 분석했다. 돌파감염 추정 사례 779건(22일 기준) 중 30대가 45.3%인 것 역시 활동량과 연관된다. 정기석 전 질병관리본부장은 “‘조용한 감염’이 걷잡을 수 없이 늘어 유행을 끌고 갈 연료가 충분한 상황”이라며 “자정부터 새벽 4시까지 통행을 금지하는 더 강력한 조치가 필요하다”고 말했다. 사실상의 록다운(봉쇄) 조치다. 봉쇄까지 가지 않으려면 확진자 증가세를 꺾어 코로나19 백신 접종률을 높이기 위한 시간을 버는 수밖에 없다.방역 당국조차 앞으로 얼마나 확진자가 더 늘어날지 확신하지 못하는 분위기다. 박영준 중앙방역대책본부(방대본) 역학조사팀장은 “아직 언제가 정점이고 확진자가 얼마나 될지 제시하기 어렵다”고 밝혔다. 다만 그는 “수도권의 경우 4단계 적용이 2주 지난 시점에서 유행이 더는 증가하지 않는 것으로 확인되고 있다. 2주가 지났는데도 예전만큼의 감소 폭이 나타나지 않는 이유에 대해서는 좀더 분석해야 한다”면서 “4차 대유행 이전 확진자 규모(700명대)로 줄이는 게 1차 목표”라고 말했다. 한편 코로나19 예방접종대응추진단은 백신 가운데 아스트라제네카, 얀센 등 바이러스 벡터 계열의 백신을 접종한 뒤 드물게 ‘길랭·바레 증후군’이 나타날 수 있다면서 주의를 당부했다. 길랭·바레 증후군은 면역체계가 신경세포를 손상시켜 근육 약화나 마비를 유발하는 드문 신경학적 장애다.

초미세먼지(PM 2.5)가 알츠하이머 치매와 연관이 있음을 입증한 논문 3편이 새롭게 발표됐다. 모두 온라인으로 진행된 미국 알츠하이머병 협회(Alzheimer‘s Association) 연례 학술회의에서 발표된 논문들로, 초미세먼지에 계속 노출될수록 치매의 원인으로 지목되는 뇌신경 세포의 비정상 단백질인 ‘베타 아밀로이드 플라크’가 증가하고, 초미세먼지 노출이 줄면 치매 위험도 낮아진다는 내용이다. 영국의 데일리메일 인터넷판은 26일(현지시간) 논문 3편의 내용을 정리해 소개했다. “공기오염 물질 노출 길수록 치매유발 단백질 농도 높아”미국 워싱턴대 의대 역학과 연구팀은 처음엔 모두 치매가 없었던 3000여명을 대상으로 베타 아밀로이드 플라크(Aβ1-40)의 혈중 수치를 측정하고 그 이전 최장 20년간 이들이 거주한 곳의 평균 공기오염도를 조사했다. 이를 통해 연구팀은 베타 아밀로이드 플라크와 공기오염 노출 사이의 연관성을 분석했다. 그 결과 초미세먼지(PM 2.5), 미세먼지(PM 10), 이산화질소(NO₂) 등 3가지 공기오염 물질 모두와 베타 아밀로이드 플라크 사이에 강력한 연관성이 있는 것으로 나타났다고 연구를 주도한 크리스티나 파크 연구원은 설명했다. 이 3가지 공기오염 물질에 대한 노출 기간이 길수록 베타 아밀로이드 플라크의 혈중 수치는 더욱 높아졌다. 이는 공기오염 노출이 치매의 중요한 위험요인이 될 수 있음을 보여주는 것이라고 파크 연구원은 설명했다. 알츠하이머 치매는 신경세포와 신경세포 사이 공간에 있는 표면 단백질인 베타 아밀로이드와 신경세포 안에 있는 타우 단백질이 잘못 접혀 응집(plaque)하거나 엉키면서(tangle) 제 기능을 수행하지 못해 발생하는 것으로 알려져 있다. “공기 좋아지자 치매발생률 감소…인지테스트 성적 향상”미국 서던 캘리포니아대학 의대 신경과 전문의 왕신후이 교수 연구팀은 뇌 건강 연구에 참여한 노인 여성 2200여명(74~92세)의 장기간(2008~2018)의 조사 기록을 분석했다. 이들은 매년 치매 진단검사와 함께 인지기능 테스트를 받았다. 최근 연구가 시작되기 전 10년 동안은 공기의 질이 전반적으로 크게 개선된 것으로 조사됐다. 참가자들의 거주 지역의 초미세먼지가 1.2μg/㎥(세제곱미터 당 마이크로그램) 감소할 때마다 치매 발생률이 14% 줄어드는 것으로 나타났다. 또 산화질소가 5.3ppb(10억분의 1g) 줄어들 때마다 치매 발생률은 26% 감소했다. 공기오염 가소와 함께 참가자들의 작업 기억, 삽화 기억, 주의력-집행 기능 테스트 성적도 향상됐다. 작업 기억이란 뇌로 들어온 여러 가지 정보를 한꺼번에 저장해 두고 필요할 때 꺼내 사용하는 능력, 즉 단기 기억을 말한다. 삽화 기억이란 개인적으로 경험한 일이 언제 어디서 일어났고 서로 어떠한 관계인지를 기억하는 것이다. 이러한 효과는 연령, 교육 수준, 거주지역, 심혈관 질환 병력과 무관하게 나타났다고 연구팀은 밝혔다. “초미세먼지 줄 때마다 모든 치매 발생률 감소” 미국 샌디에이고 캘리포니아대 의대 노에미레텔리에 역학 교수 연구팀은 65세 이상 노인 7000여명을 대상으로 공기오염과 치매 위험 사이의 연관성을 연구했다. 그 결과 초미세먼지가 1μg/㎥ 줄어들 때마다 알츠하이머 치매 발생률은 17%, 모든 형태의 치매 발생률은 15% 줄어드는 것으로 나타났다.

DGIST 뇌·인지과학전공 고재원 교수, 엄지원 교수 공동연구팀이 뇌 신경회로 내 억제성 시냅스 신경전달을 조절해 불안장애를 교정할 수 있는 신규 후보표적을 발견했다. 이번 연구 성과는 불안장애를 수반하는 뇌 정신질환인 우울증이나 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 등 신규 치료제 개발을 위한 새로운 연구 방향을 제시할 것으로 기대된다. 고재원?엄지원 교수 공동연구팀은 지난 2016년 억제성 시냅스 단백질인 IQSEC3를 최초 발굴했다. 또한 지난해에는 IQSEC3가 기억, 학습 등 뇌의 고등기능을 매개하는 부위인 해마 치아이랑(hippocampal dentate gyrus)의 신경회로 활성과 소마토스타틴(somatostatin) 펩타이드 양을 조절해, 억제성 시냅스 발달을 조절하는 핵심 인자임을 규명한 바 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로 이번 연구에서는 IQSEC3 단백질이 외부자극에 반응해 억제성 시냅스 발달을 매개하는 핵심 전사인자인 Npas4 단백질의 하위 인자로 작동하면서, 뇌의 해마영역 내 소마토스타틴을 분비하는 특정 억제성 신경세포의 시냅스 신경전달을 조절함을 증명했다. 또 연구팀은 화학유전학(chemogenetics) 기법을 통해 상위 인자인 Npas4와 하위인자인 IQSEC3의 작동경로가 뇌 속 억제성 신경세포 활성을 관장해 불안 행동을 조절함을 규명했다. 특히 IQSEC3 단백질이 신경세포들의 활성을 억제하는 신경전달물질인 가바(GABA)의 분비를 촉진하여 해마 내 네트워크 활성 조절을 통한 특정 행동을 제어하는 신규 메커니즘을 제시했다. 고 교수는 “엄지원 교수팀과의 지속적인 공동연구를 통해 IQSEC3 단백질이 뇌 억제성 신경회로 활성을 조절하는 일관된 단서들을 꾸준히 확보하고 있다”라며, “본 연구는 IQSEC3이 흥분성-억제성 균형을 유지하는 핵심 인자로서 작동하는 새로운 규칙을 규명해, 불안장애 등 뇌정신질환의 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”으로 소감을 밝혔다. 이번 연구성과는 DGIST 뇌·인지과학전공 김승준, 박동석, 김진후 석박사통합과정생이 공동 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 ‘셀 리포트(Cell Reports)’에 20일자 온라인 게재됐다. 아울러 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 ‘뇌과학원천기술개발사업’, ‘중견연구사업’, 그리고 대구경북과학기술원의 ‘미래선도형특성화연구’의 지원을 받아 수행됐다.

연초 다양한 종류의 코로나19 백신이 개발돼 많은 나라들에서 접종이 시작되면서 많은 이들이 코로나19와 인류의 전쟁이 곧 끝날 것이라는 기대를 품었다. 그렇지만 1년 넘게 인류를 괴롭혀 온 바이러스는 쉽게 포기하지 않고 변이를 만들어 반격에 나섰다. 국내에서도 최근 델타변이의 확산과 방역 피로감까지 겹치면서 4차 대유행이 진행 중이다. 4차 대유행이 시작됐지만 여전히 인류는 코로나19에 대해 모르는 것이 많다. 특히 코로나19 바이러스가 사람의 뇌신경에 어떤 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태였다. 이 같은 상황에서 의과학자들이 코로나 바이러스의 침투전략과 확산 과정에 대해 새로운 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 신경과학과, USCD 의대 소아과, 샌디에고 래디 아동병원 유전자의학연구소, 럿거스대 의대 면역·염증연구센터, 위스콘신-메디슨대 화학생명공학과, 위스콘신-메디슨대 의대 신경외과 공동연구팀은 줄기세포를 이용해 코로나19 바이러스가 인간의 뇌에 어떻게 침투해서 영향을 미치는지 과정을 규명했다고 18일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 9일자에 실렸다. 연구팀은 줄기세포로 뇌신경 오가노이드를 만들어 코로나19를 일으키는 바이러스(SARS-CoV-2)에 노출시켰다. 오가노이드는 다양한 형태의 줄기세포를 이용해 3차원(3D) 형태로 재조합하거나 배양해 만든 장기유사체이다. 연구팀은 ‘주피’(Pericytes)라고 불리는 혈관주변세포가 오가노이드에 형성되도록 해 보다 정교한 형태의 뇌신경세포를 만들었다. 실험 결과 사람의 신경세포(뉴런)은 코로나19 바이러스의 직접적인 공격에 대해서는 저항성을 보이는 것으로 확인됐다. 그렇지만 코로나19 바이러스는 ‘트로이 목마’처럼 뇌신경세포를 직접 공격하는 것이 아니라 인체에 무해한 것처럼 세포를 속여 뇌신경 주변 주피를 먼저 감염시키는 것으로 나타났다. 뇌신경세포 주변 혈관을 감염시킨 뒤 코로나19 바이러스는 성상교세포로 알려진 ‘별아교세포’를 주요 공격대상으로 삼는 것으로 확인됐다. 성상교세포는 신경세포의 이온농도조절, 신경세포의 지지, 노폐물 제거, 식세포작용 등 다양한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있다. 보통 뇌-혈관장벽 때문에 혈액을 통해서 약물이나 병원균이 뇌에 쉽게 침투하지 못하지만 코로나19 바이러스는 혈액이 아닌 혈관세포를 직접 감염시켜 뇌로 침투한다는 설명이다. 연구팀에 따르면 이처럼 뇌신경 혈관주변세포가 코로나19 바이러스에 감염되면 혈관염증을 유발해 가볍게는 편두통에서 혈액응고, 뇌졸중, 뇌출혈 같은 증상을 유발시킨다는 것이다. 실제로 코로나19 중증환자는 편두통과 뇌졸중, 뇌출혈 등 증상이 빈번히 나타나는 것으로 알려져 있다. 연구를 주도한 조셉 그리슨 UCSD 의대 교수는 “이번 연구를 통해 코로나19가 유발시키는 합병증 중 하나인 뇌신경질환을 효과적으로 설명할 수 있게 됐을 뿐만 아니라 감염병과 다른 뇌신경질환을 이해하는데 도움을 받을 수 있게 됐다”라고 설명했다.

미국의 식품의약국(FDA)과 질병통제예방센터(CDC)가 “미국 내 1280만명의 얀센 백신 접종자 중에서 100건의 ‘길랭·바레 증후군’이 발생했다는 예비 보고가 들어왔다”고 12일(현지시간) 발표했다. 이 가운데 95명은 증상이 심각해 입원했고, 한 명은 사망했다. ‘길랭·바레 증후군은 면역계가 알 수 없는 이유로 말초신경계의 건강한 신경세포를 공격하는 자가면역질환이다. 아직 치료제가 개발되지 않았다. 누구에게나 발생할 수 있지만 아동보다는 성인, 여성보다 남성에게서 발생률이 높고 전 세계적으로 1년에 10만명당 0.34~1.34명꼴로 발병하는 것으로 알려져 있다. FDA는 “얀센 백신과 증후군의 연관성을 확정 짓기에는 불충분하다”고 했고, 뉴욕타임스는 “얀센 백신 접종자들의 발병률이 3~5배 더 높게 나타났다”고 보도했다. 증상은 약한 마비부터 호흡이 불가능한 중증 사례까지 범위가 넓다고 한다. CDC는 “길랭·바레 증후군이 나타나도 대부분은 완치되지만 일부는 영구적 신경 손상을 입을 수 있고 50세 이상의 연령대가 위험이 크다”고 설명했다. 이번 미국 사례에서 발병자의 대부분은 50세 이상 남성으로 대체로 백신 접종 2주 후 증상을 호소했다. 앞서 FDA는 지난 4월 혈전증 유발 가능성으로 얀센 백신의 사용을 중지했다가 50세 미만 여성에 대한 혈전증 경고 문구를 넣고 사용을 재개했었다. 지난달에는 메릴랜드주 볼티모어 지역 생산공장에서 발생한 혼합 사고로 얀센 백신 7500만회분이 폐기되기도 했다. 유럽에서는 아스트라제네카 백신과 길랭·바레 증후군의 연관성 문제가 제기됐었다. 워싱턴포스트는 “이번 발표는 1회 접종으로 편리성이 강점이었던 얀센 백신에 또 다른 타격이 될 수 있다”면서 “데이터상으로 화이자나 모더나 백신은 길랭·바레 증후군과의 연관성이 나타나지 않았다”고 보도했다. 미국 내 백신 접종 인구 중 약 8%가 얀센 백신을 맞았다. FDA는 이번에도 “얀센 백신의 잠재적 위험보다 접종으로 인한 이득이 훨씬 크다”고 강조했다.

시험을 앞두고 벼락치기로 열심히 외운 문제가 나왔는데도 기억이 나지 않아 시험을 망친 기억이 누구나 한 번쯤은 있을 것이다. 열심히 공부하고 외웠는데도 기억이 나지 않는 경우가 있는가 하면 잊혀진 줄만 알았던 기억이 갑자기 떠오른 경우도 있다. 국내 연구진이 이런 독특한 기억 형성에 대한 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 수많은 뇌신경세포(뉴런)와 이들 사이의 시냅스 연결로 구성된 복잡한 신경망에서 기억을 형성하는 뉴런이 선택되는 원리를 규명했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 1949년 캐나다 신경심리학자 도널드 헤브는 두 뉴런이 시간상 동시에 활성화되면 뉴런간 시냅스연결이 강화되는 시냅스 가소성이 생길 것이라는 아이디어를 제시했고 이후 실험을 통해 학습, 경험 등으로 특정 시냅스가 장기강화(LTP)가 일어난다는 것이 증명됐다. 수업을 들은 직후 배운 것을 한 번 훑어보는 것만으로도 기억이 오래 지속될 수 있기 때문에 학습에서 복습이 강조되는 것이다. LTP가 기억의 핵심이라는 것은 알려져 있지만 LPT가 기억을 인코딩하는 뉴런을 어떻게 정하는지 아직까지 규명되지 않았다. 실제 경험과 학습은 기억이라는 형태로 뇌에 저장돼 필요할 때 불러오게 되는데 이 같은 기억은 뇌 전체 중에 극히 적은 수의 뉴런들에 인코딩되고 저장된다고 알려져 있다. 그런데 기억 담당 뉴런이 정해져 있는 것인지, 아니면 특정 과정에 의해 선택되는지는 불확실했다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용한 생쥐 실험으로 이 같은 비밀을 파헤쳤다. 연구팀은 생쥐의 뇌 편도체 부위 중 자연적 학습조건에서는 LPT가 생기지 않는 시냅스를 자극하거나 차단함으로써 기억을 인코딩하는 뉴런이 달라지는지를 본 것이다.연구팀은 생쥐에게 기억과 관련없는 시냅스를 미리 자극해 LTP가 형성되기 쉽게 만든 뒤 공포체험을 시키면 공포기억이 원래 기억에 관여하는 시냅스가 아닌 자극된 시냅스에 장기기억이 만들어진다는 것을 확인했다. 또 공포기억이 형성된 뒤 광유전학 기술로 해당 시냅스 연결을 약하게 만들면 기억이 형성되지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 시냅스 강도를 인위적으로 조작하면 기억이 새겨지는 뉴런이 바뀔 수 있다는 것이다. 한진희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 LTP에 의해 뉴런들 사이에서 새로운 연결패턴이 만들어지고 경험이나 학습에 연관된 특이적 세포집합체가 뇌에 새롭게 만들어짐을 보여줌으로써 기억형성원리를 규명한 것”이라며 “기억이 뇌에 어떻게 형성되는지를 알려줌으로써 치매는 물론 조현병 같은 기억형성 관련 질환을 치료하는 단초를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 치매원인물질이 스스로 잡아먹어 치매를 차단할 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 이화여대 약대 공동연구팀은 베타아밀로이드 단백질과 함께 치매 유발 주요 원인으로 꼽히는 타우단백질을 자가포식으로 분해하는 원리를 발견했다고 27일 밝혔다. 자가포식은 세포 스스로가 불필요한 세포 성분이나 세포소기관, 단백질을 분해시켜 에너지원으로 재생하는 현상이다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 치매환자 증가율은 연평균 16%로 65세 이상 노인 10명 중 1명이 치매를 앓고 있다. 더군다나 최근에는 60세 미만에서도 환자 수가 꾸준이 늘고 있을 뿐만 아니라 20~30대에서도 치매증상을 보이는 이들이 나타나고 있어 치매 예방과 치료에 대한 기술 개발이 시급하다. 치매의 주요 원인은 알츠하이머로 알려져 있으며 보통 뇌신경세포 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 비정상적으로 증가해 뭉치면서 신경세포를 파괴해 인지기능과 기억력 상실을 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 알코올이나 뇌졸중 같은 다른 원인으로 발생하는 경우도 많다. 이처럼 다양한 원인과 정확한 발병원인을 알 수 없기 때문에 일단 치매가 발생하면 치료할 수 있는 방법이 없는 상황이다. 이달 초 미국식품의약국(FDA)는 치매 진행을 늦출 수 있는 아두카누맙이라는 알츠하이머 치매 치료제에 대한 임상4상 시험을 조건부로 승인하기는 했지만 효과에 대해서 전문가들은 상반된 의견을 내고 있다. 기존에는 대부분 단백질 분해효소인 프로테아좀이라는 물질로 치매 원인물질인 타우단백질 제거를 유도하고 있지만 이 역시 효과가 확실치는 않다. 연구팀은 치매를 유발시킨 초파리와 생쥐에게 mRNA 유전자를 조작해 ‘UBE4B’라는 단백질을 증가시키면 타우단백질이 스스로 분해되는 자가포식현상이 촉진돼 타우단백질의 비정상적 응집이 감소하며 치매 증상이 완화되는 것을 확인했다. 특히 기존 프로테아좀을 이용해 분해하는 것보다 자가포식 작용이 타우단백질을 더 효과적으로 제거할 수 있다는 사실을 알게 된 것이다. 연구팀은 UBE4B를 이용한 타우단백질 분해조절 인자에 대해 특허 출원을 진행 중이다. 연구를 이끈 류훈 KIST 박사는 “이번 연구결과는 치매원인 물질 중 하나인 타우단백질 분자가 자가포식작용에 의해 분해될 수 있다는 사실을 밝혀냈다”라며 “이번에 발견된 타우단백질 분해 메커니즘은 생쥐를 이용한 실험에서도 확인된 만큼 사람의 치매에 대응할 수 있는 새로운 방법을 제시해줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

코로나19 바이러스가 뇌의 회색질을 줄이는 것으로 나타났다. 영국 바이오뱅크가 394명의 코로나19 완치자와 388명의 건강한 사람 뇌를 스캔해 비교한 결과 코로나 바이러스가 대뇌 피질에 중대한 영향을 끼치는 것으로 확인됐다. 이러한 연구 결과는 ‘코로나19 전과 이후의 뇌 이미지’란 제목의 논문으로 생물의학 데이터베이스인 바이오뱅크에 지난 11일 발표됐다. 연구진은 논문을 통해 “대뇌 피질에서 회색질은 후각기관과 미각과 직접적으로 관련되어 있으며, 코로나 바이러스가 회색질의 용적을 줄어들게 한다”고 주장했다. 뇌의 회색질은 정보처리에 중요한 역할을 하며, 회색질에 이상이 발생하면 신경세포의 기능과 신호전달에 영향을 받을 수 있다. 이러한 연구 결과는 이미 미국 조지아주립대 신경영상·데이터 과학 연구센터 빈스 칼훈 박사 연구팀이 코로나 환자 58명의 뇌를 CT 촬영해서 지난 5월 발표한 분석과 일치한다. 뇌의 회색질이 줄어드는 것은 또 기억력과도 관련이 있어 장기적으로 치매나 지적 장애가 생길 가능성을 높인다. 바이오뱅크 연구에 참여한 코로나 환자들은 대부분 경미하거나 증상이 없는 환자들이었다. 하지만 회색질이 줄어드는 것이 코로나 바이러스가 뇌에 퍼진 것에 따른 결과인지 아니면 다른 질환에 의한 것인지는 확인하지 못했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

㈜지엔티파마가 뇌졸중 치료제로 개발 중인 ‘넬로넴다즈’의 3상 임상시험계획서를 식품의약품안전처에 제출했다고 21일 밝혔다. 국내에서 뇌졸중 치료제의 임상 3상 신청은 이번이 처음이다. 이번 임상 3상의 목표는 발병 후 12시간 이내에 혈전 제거 수술을 받는 급성 허혈성 뇌졸중 환자에게서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과와 뇌신경세포 보호 효과를 검증하는 것이다.뇌졸중 3대 평가 척도인 mRS(장애 평가), BI(일상생활 평가), NIHS(뇌졸중 환자의 신경학적 장애 평가)로 장애개선효과를 검증하며, MRI영상으로 뇌신경세포 보호 효과를 확인하게 된다. 임상3상은 서울아산병원을 비롯한 23개 대학병원 뇌졸중 센터에서 중증도 이상의 뇌졸중 환자 496명을 대상으로 진행한다. 현재 뇌졸중 치료에는 1995년 허가된 tPA(정맥 투여용 혈전용해제)와 2015년 도입한 혈전 제거 수술법이 사용된다.혈전 제거 수술이 뇌졸중의 표준 치료법으로 도입되면서 장애 개선에 기여하고 있지만, 치료 후 발생할 수 있는 재관류 손상과 출혈 등의 부작용은 여전히 사망과 장애의 원인이 되고 있다. 워싱턴대학교 의과대학 산하 보건계량분석연구소(IHME) 보고서에 따르면 2017년 기준 전 세계 뇌졸중 환자 수는 1억 명이 넘었으며 520만 명이 사망했다. 사망에 이르지 않더라도 마비, 인지기능장애, 언어장애 등 심각한 후유증이 따를 수 있다.뇌졸증으로 뇌혈관이 막히면 뇌에서 흥분성 신경전달물질 글루타메이트가 과량 방출돼, NMDA수용체(뇌에서 신경세포의 사멸을 조절)를 자극해 뇌신경세포 사멸을 유발한다. 또 혈관 재개통 후 생성되는 유해산소인 활성산소에 의해 뇌신경세포가 사멸하면서 환자는 영구장애나 사망에 이르게 된다. 그동안 많은 다국적 제약사가 NMDA 수용체 또는 활성산소 가운데 하나만을 대상으로 한 단일표적 뇌신경세포 보호 약물을 개발해 동물모델에서 약효를 입증한 후 뇌졸중 환자를 상대로 임상시험을 진행했지만 모두 실패했다.기대를 모았던 NMDA 수용체 억제 약물들은 사람에게 정신병 증상 등의 예기치 않은 부작용을 유발하기도 했다. ㈜지엔티파마 관계자는 “넬로넴다즈는 NMDA 수용체 활성을 억제하고 동시에 활성산소를 제거하는 신물질로, 뇌졸중 후 뇌신경세포의 사멸을 방지하는 세계 최초 ‘다중표적’ 뇌신경세포 보호 약물”이라고 밝혔다.과학기술정보통신부와 경기도 등의 지원을 받아 개발했으며 미국 및 국제특허(PCT) 출원도 완료했다. 넬로넴다즈의 안전성은 미국과 중국에서 165명의 정상인을 대상으로 완료한 임상 1상, 한국과 중국에서 447명의 뇌졸중 환자를 대상으로 완료한 임상 2상에서 이미 확인됐다는 게 지엔티마파 측 설명이다. 특히 8시간 이내에 혈전 제거 수술을 받은 209명 뇌졸중 환자를 대상으로 진행했던 국내 임상 2상에서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과는 뇌졸중 약효의 3대 평가 지표인 장애 평가, 일상생활 평가, 신경학적 평가에서 플라시보(위약)와 비교해 확연하게 개선된 것으로 나타났다.심층분석에서 넬로넴다즈의 장애 개선 효과는 중증 뇌졸중 환자에게서도 확인됐다. 임상 3상 총괄 책임자인 서울아산병원 신경과 권순억 교수(대한뇌졸중학회 이사장)는 “넬로넴다즈는 급성 허혈성 뇌졸중에서 신경세포를 보호하는 효과를 가진 약물로서 이번 연구를 통해 그 유용성과 안전성이 입증될 것으로 기대되며, 이는 급성 허혈성 뇌졸중 치료의 새로운 전기가 될 것으로 생각한다”며 임상 참여 이유를 설명했다. 지엔티파마는 뇌졸중 환자의 치료에 대한 다국가 임상시험을 여러 건 성공적으로 수행한 권 교수와 뇌졸중 중개연구의 세계적 석학인 스토니브룩 의과대학 신경과 데니스 최 교수의 자문을 받아 임상 3상을 준비했다. 지엔티파마 곽병주 대표(연세대 생명과학부 겸임교수)는 “447명의 뇌졸중 환자를 대상으로 한 임상 2상을 통해 넬로넴다즈의 안전성과 약효를 확인했다”면서 “전 세계 뇌졸중 중개 및 임상 연구를 선도하고 있는 연구진과 함께 글로벌 기준의 임상 3상을 성공적으로 완료해 넬로넴다즈가 뇌졸중 환자의 장애와 사망을 획기적으로 줄이는 최초의 신약이 될 수 있도록 하겠다”고 말했다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

국내 연구진이 탄수화물 중독이나 비만을 부르는 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 공동연구팀은 동물실험을 통해 신체의 과식 억제 시스템을 처음 발견했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 배고픈 상황에서는 ‘DH44’라는 호르몬 단백질을 분비하는 DH44 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 촉진한다는 사실을 확인했다. 즉 DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 탄수화물 섭취를 늘리게 되고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다. 이 시스템에 문제가 생기면 폭식과 탄수화물 중독이 발생할 수 있다는 것이다. 연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 해부실험을 했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장 부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 가진 것이 확인됐다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하고 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕을 억제시키게 된다. 또 초파리의 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 음식물을 더 먹지 않도록 한다는 것이다. 연구를 이끈 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만 예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스트레스를 잔뜩 받은 날, 배가 부른데도 자꾸 음식을 입에 넣는 자신을 발견하는 경우가 종종 있다. 이런 현상은 소위 ‘먹방’을 보면서 음식을 먹을 때도 나타나기도 한다. 국내 연구진이 과식을 억제할 수 있도록 하는 신경전달체계와 호르몬 단백질을 발견해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소 세포생물학과, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 세포생물학과 공동연구팀은 초파리를 이용한 실험을 통해 두 개의 독립적인 과식 억제 시스템을 처음으로 발견했다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 사람을 포함한 동물은 자연상태에서는 일정 수준 이상으로 음식을 섭취하게 되면 섭식행동을 억제하는 신경전달체계가 작동하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 아직 이 같은 과식방지를 위한 신경망에 대한 연구는 충분치 않은 상태이다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 상황에서 ‘DH44’라는 물질을 분비하는 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 행동변화를 일으킨다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 음식선택 행동을 조절하는데 그치지 않고 영양분이 필요한 상황에서 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 증가시킨다는 사실을 확인했다. DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 식사량을 늘리고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다는 것이다.연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 방식의 해부실험을 실시했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 갖고 있는 것을 확인했다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하면서 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕 억제를 유발시킴으로써 물리적 팽창을 차단해 내장기관을 보호한다는 것이다. 또 초파리의 복부신경중추에 있는 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 소화기관에 부담을 줄 수 있는 추가 섭식행위를 중단시킨다는 것이다. 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 동물의 뇌 속에 존재하는 영양분 감지 신경세포가 다양한 신호전달체계에 의해 작동된다는 것을 증명한 첫 번째 사례”라며 “과식을 막는 신호전달체계가 문제가 생길 경우 과다한 영양섭취가 이뤄지게 되는 것을 알 수 있으며 이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마들은 자식을 위해 위험한 상황에 과감하게 몸을 던지는 경우가 많습니다. 진화생물학자 리처드 도킨스 교수는 저서 ‘이기적 유전자’에서 부모가 자신의 생명을 잃을 수 있는 위험한 상황에서도 자식을 구하는 데 망설이지 않는 것은 자신의 유전자를 오랫동안 이어질 수 있도록 하는 최선의 방법이기 때문이라고 해석하고 있습니다. 이런 진화론적 설명 말고는 부모의 희생에 대해 명확히 설명해 주는 연구는 없었습니다. 그런데 엄마가 아이를 구하기 위해 위험을 무릅쓰는 이유를 뇌과학과 유전학적 측면에서 분석한 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. ●뇌 속 특정단백질 ‘칼시토닌 수용체’ 때문 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터, 리켄 생물시스템동역학연구센터, 뇌회로·행동생리학연구실, 행동유전학연구실, 센슈대 자연과학연구소, 국립 수의·생명과학대 동물과학과, 도쿄대 의대, 농업생명과학대학원, 도쿄대 고등과학연구소, 후쿠시마의대 공동연구팀은 엄마가 아이를 위해 위험을 감수하는 행동을 하는 이유는 뇌 속 특정 단백질 때문이라고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 시상 아래쪽, 입천장 바로 위쪽에 존재하는 ‘시상하부’, 그중 ‘중심 내측전시각중추영역’(cMPOA)에 주목했습니다. 아몬드 크기 정도로 작지만 먹고 마시는 행위, 체온 조절, 호르몬 분비, 감정 조절 등에 관여하는 자율신경계 중요 부위로 알려져 있습니다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 cMPOA에 있는 7종의 주요 뇌신경세포(뉴런) 중 양육과 관련된 20개의 후보 단백질을 찾아냈습니다. 그중 칼시토닌 수용체라는 단백질이 양육 행동의 핵심이라는 사실을 밝혀냈습니다. 칼시토닌은 혈액 속 칼슘량을 조절하는 갑상선 호르몬인데 칼시토닌 수용체는 칼시토닌을 받아들이고 결합하는 단백질을 말합니다. 연구팀에 따르면 칼시토닌 수용체를 갖고 있는 cMPOA의 뉴런 숫자는 새끼를 낳은 경험이 있는 암컷 생쥐가 짝짓기를 하지 않은 암수 생쥐나 짝짓기를 한 수컷 생쥐들보다 훨씬 많습니다. 또 출산 경험이 있는 암컷 생쥐는 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성화 정도가 높고 다른 뇌 부위와의 연결성도 활발하다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 출산 경험이 있는 암컷 생쥐에게 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성을 낮추거나 차단하자 양육에 관심을 보이지 않고 새끼들을 방치하는 것으로 나타났습니다. ●cMPOA 뉴런 차단한 암컷 생쥐, 새끼 방치 또 연구팀은 생쥐들이 공포감을 느끼는 높이에 새끼들을 올려놓고 어미 생쥐의 행동 관찰실험도 했습니다. 실험 결과 칼시토닌 수용체를 가진 cMPOA 뉴런 활성도를 낮춘 어미 생쥐들은 고소공포증 때문에 새끼를 구하려 하지 않았지만 정상적인 어미 생쥐들은 새끼들을 찾아 나서는 것으로 확인됐습니다. 자식에 대한 사랑이나 희생 같은 단어들로 표현되는 양육 행위의 이면이 궁금하기도 하지만 이런 과학연구 결과들을 보면 도킨스 교수가 이야기한 것처럼 ‘유전자의 조종’이나 ‘양육 기계’로 설계된 것 같다는 생각이 들어 씁쓸한 기분이 드는 것도 사실입니다. 그렇지만 수많은 도덕적, 윤리적 행위들의 과학적 배경을 알게 됐다고 해서 그것들의 가치가 폄하되거나 인간으로서 존엄성이 사라지는 것은 결코 아닐 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

초파리는 매우 작은 곤충이지만, 탁월한 비행 능력과 상황에 맞는 적절한 행동으로 크기의 불리함을 극복하고 크게 성공한 생물이다. 초파리를 이용해 뇌의 비밀을 연구한 과학자들은 초파리의 영리함과 복잡한 행동에 여러 차례 경탄했다. 미국 존스홉킨스 의대의 크리스토퍼 포터 교수가 이끄는 연구팀은 이 작은 곤충의 뇌에 얼마나 많은 뉴런(신경세포)이 들어 있는지 조사했다. 연구팀은 다른 곤충과 비교를 위해 질병을 옮기는 대표적인 모기인 이집트 숲모기를 포함한 모기 3종의 뇌와 초파리의 뇌를 같이 분석했다. 그런데 초파리가 아무리 작다고 해도 뇌는 절대 단순하지 않다. 초파리의 뇌 역시 사람이 셀 수 없을 만큼 많은 뉴런과 이를 지지하는 세포로 이뤄져 있기 때문에 일일이 수작업으로 숫자를 세는 것은 불가능하다. 따라서 연구팀은 우선 초파리와 모기의 뇌를 적출해 이를 용액에 녹인 후 다시 세포가 균일하게 분포하게 용액을 잘 혼합했다. 그리고 난 후 용액의 일부를 표본 추출해 숫자를 계산했다. 그 결과 초파리의 뇌는 대략 20만 개의 뉴런을 지닌 것으로 나타났다. 다른 모기 3종의 숫자도 22~23만 개 수준으로 거의 동일했다. 절지동물의 경우 중앙 뇌 외에 시각 정보를 처리하는 시신엽을 지니고 있는데, 뉴런의 숫자는 각각 절반 정도인 것으로 나타났다. 종합하면 초파리나 모기처럼 비행 능력이 뛰어난 곤충도 뉴런의 숫자는 20만 개 정도에 불과했다. 참고로 인간의 뇌는 860억 개 정도의 뉴런을 가지고 있으며 소형 포유류인 쥐도 120억 개 정도의 뉴런을 지니고 있다. 따라서 초파리나 모기의 뇌는 크고 고등한 포유류의 뇌와는 비교할 수 없을 만큼 적은 수의 뉴런을 지닌 셈이다. 그래도 이 곤충들은 놀랄 만큼 복잡한 3차원 비행이 가능하고 여러 가지 상황에 맞춰 적절한 행동이 가능하다. 초파리의 뇌는 인간이나 다른 포유류 실험동물보다 훨씬 단순하면서도 충분히 복잡한 구조를 지니고 있기 때문에 뇌를 연구하는 과학자들에게 인기 있는 대상이다. 앞으로도 과학자들은 초파리의 작은 뇌에서 또 다른 우주라고 불리는 뇌의 비밀을 계속해서 밝혀낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19로 인해 집에서 지내는 시간이 많아지면서 TV나 각종 온라인동영상서비스(OTT)의 이용률이 늘고 있다. 아동, 청소년의 경우 TV, 동영상 과다 시청이 시청이 자존감을 낮추고 우울증이 발생하기 쉽다는 연구결과들이 있다. 그런데 미국 의과학자들이 성인들도 TV, 동영상을 과다시청할 경우 인지기능을 떨어뜨리고 치매를 유발시킬 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 컬럼비아대 의대, 존스홉킨스대 의대, 노스캐롤라이나대 의대, 앨라바마대 의대 공동연구팀은 동영상 시청시간이 긴 중년은 동영상 시청을 않는 또래보다 인지기능이 낮고 노년에 치매가 발생하기 쉽다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회가 20~21일 온라인으로 개최하는 ‘2021 역학·예방·라이프스타일·심혈관대사 연례컨퍼런스’에서 3편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 미국 내 지역사회에서 의료서비스와 심혈관질환, 뇌인지기능 관련 질환 발병상태를 장기추적 조사한 ‘지역사회 죽상동맥경화위험 및 신경인지 코흐트 연구’(ARIC-NCS)에 참여했던 사람들 중 30~70대 남녀 약 1만 2900명을 무작위로 선정했다. 연구팀은 이들을 대상으로 TV 및 동영상 시청습관, 식습관, 음주, 흡연 여부를 조사하고 인지기능 측정과 뇌 자기공명영상(MRI)을 정기적으로 촬영해 비교분석했다. 그 결과 TV나 동영상을 보지 않거나 1주일에 1회, 1시간 미만으로 시청하는 사람보다 매일 2시간 30분 이상 시청하는 사람은 인지기능이 7% 가량 더 낮은 것으로 조사됐다. 인지기능의 저하는 지속적으로 이어지면서 동영상 시청시간이 긴 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 치매발병률도 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 함께 주당 평균 동영상 시청시간이 1시간 늘어날 때마다 뇌의 회백질 부피가 0.5%씩 줄어드는 것으로 확인됐다. 회백질은 신경세포가 집중돼 있는 부분으로 뇌의 주요활동이 이뤄지는 곳이다. 연구팀에 따르면 동영상 시청은 한 자리에서 움직이지 않고 이뤄지는 수동적 행위이기 때문에 신체적, 정신적 운동이 줄어들면서 인지기능을 떨어뜨리는 것으로 볼 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 앨라바마대 보건대 켈리 피티 가브리엘 교수는 “TV, 동영상의 장시간 시청이 뇌와 신체 건강에 미치는 잠재적 영향에 대해서는 생각만큼 많이 알려져 있지 않다”라면서 “아동, 청소년 뿐만 아니라 중년기에도 한 자리에서 오랜 시간 화면을 쳐다보고 있는 것보다는 독서나 가벼운 운동 같은 건강한 행동을 하는 것이 나이들어서도 건강한 뇌를 유지할 수 있는 비결”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 알고 있듯 암세포는 정상세포와는 달리 비정상적으로 무한증식한다는 특징이 있다. 외과수술, 화학적 항암요법, 방사선치료 등으로도 쉽게 죽지 않고 살아남아 환자를 괴롭히는 경우가 있다. 국내 연구진이 암세포가 외부 스트레스에도 끄떡없이 빠르게 증식하는 이유를 밝혀내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 세포 분열 중 발생하는 DNA 복제 스트레스를 해소시켜 암세포가 죽지 않고 살아남게 만드는 단백질을 발견했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’에 실렸다. 세포가 분열해 중식할 때는 세포 속 DNA가 함께 복제된다. DNA를 이루는 약 30억쌍의 염기물질이 복제되는 과정 중에는 다양한 원인 때문에 오류가 발생하는데 이 오류를 제때 교정되지 못하면 복제스트레스가 발생해 세포가 죽게 된다. 복제스트레스는 복제 과정에서 발생하는 오류 때문에 DNA 복제가 멈춰 세포 분열과 증식도 멈추게 만드는 역할을 한다. 연구팀은 살아있는 세포에서 실시간으로 단백질 위치를 확인할 수 있는 단초점 세포형광이미징 기술을 활용해 암 세포의 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 핵 내부에서 DNA 복제 스트레스 때문에 DNA 복제가 멈춘 위치로 NSMF 단백질이 빠르게 이동하는 것이 관찰됐다. NSMF 단백질은 신경세포 이동을 촉진해 뇌의 발달과 형성에 관여하는 것으로 알려져 있었는데 이번 연구를 통해 암세포의 생존과 확산에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. NSMF 단백질은 PRP19, ATR 같은 DNA 복제스트레스를 해소하는 역할을 하는 단백질들을 복제 오류가 발생한 지역으로 이동시켜 복제오류를 수정해 DNA 복제가 다시 이뤄지도록 한다는 것이다. 실제로 정상세포와 비교해 암세포에서는 NSMF 단백질 발현량이 특히 높았는데 이는 NSMF 단백질이 암세포 성장과 분열, 전이를 촉진시키는 역할을 한다는 의미이다. 연구팀은 유전자가위 기술을 이용해 관련 유전자를 제거해 NSMF 단백질 발현을 억제시키면 DNA 복제오류가 누적돼 DNA 복제가 멈추면서 암세포가 성장하지 못하고 죽는 것을 관찰했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 이 같은 사실을 입증하는데 성공하기도 했다. 채영찬 교수는 “지금까지 암세포의 복제스트레스 대응 과정은 미지의 상태로 남아있었다”라며 “이번 연구를 통해 뇌발달에 관여한다고 알려졌던 NSMF 단백질이 세포 복제스트레스 해소에도 참여한다는 새로운 사실이 밝혀져 암세포 복제 스트레스 대응방식을 교란시켜 암세포를 죽이는 방식의 4세대 표적항암제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자폐스펙트럼증후군은 자신의 세계에 갇혀 타인과 상호관계가 형성되지 않는 발달장애로 아동 1000명 중 1명에게서 나타나는 흔한 신경정신질환이다. 자폐증 아동은 행동, 심리치료와 함께 약물치료가 병행되는데 자폐치료제를 장기간 복용할 경우 소아비만이 발생하는 경우가 많다. 국내 과학자가 중심이 된 연구팀이 이같은 항정신성약물로 인한 비만의 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 텍사스주립대 사우스웨스턴메디컬센터 공동연구팀은 도파민 및 세로토닌 수용체에 결합해 뇌 신경전달물질 작용을 차단하는 비정형 항정신성 약물로 인해 발생하는 비만의 원인을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘실험의학저널’에 실렸다. 비정형 항정신성 약물은 자폐스펙트럼장애를 비롯해 조현병, 양극성장애 등 신경정신질환을 치료하기 위해 널리 사용되는 치료제이다. 비정형 항정신성 약물은 다른 정신성 약물에 비해 운동 부작용은 적지만 식욕을 과도하게 자극해 비만을 유발시키는 부작용이 발생한다. 과학자들은 이 같은 문제의 근본 원인을 찾아내기 위해 동물실험을 실시했지만 사람과 같은 비만증상이 유도되지 않는 경우가 많아 원인 규명이 어려웠다. 연구팀은 조현병을 유발시킨 생쥐에게 리스페리돈이라는 약물을 먹이에 섞어 먹이는 방식을 통해 비만을 유도하는데 성공했다. 이를 통해 비정형 항정신성 약물이 뇌의 시상하부에서 식욕을 억제하는 신경전달물질인 멜라노코르틴에 대한 반응성이 줄여 비만을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 지난해 미국 식품의약국(FDA)에서 승인받은 식욕억제제를 비정형 항정신성 약물과 동시에 투약하면 비만과 신경정신과 치료효과를 동시에 얻을 수 있다는 것을 확인했다. 손종우 카이스트 교수는 “이번 연구는 비정형 항정신성 약물에 의한 식욕증가와 비만 원인을 신경세포와 분자수준에서 처음으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “비정형 항정신성 약물을 처방받는 환자들에게 발생하는 비만을 예방할 수 있게 해줘 질병치료에 집중하게 도와줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기도내 신약개발업체 ㈜지엔티파마가 세계 최초로 개발한 반려견 인지기능장애증후군(치매) 치료제를 출시한다. 지엔티파마와 유한양행은 농림축산검역본부로부터 품목허가를 받은 반려견 인지기능장애증후군 치료제 ‘제다큐어 츄어블정’의 공급에 관한 협약을 체결했다고 12일 발표했다. 이번 협약 체결을 통해 유한양행은 ‘제다큐어 츄어블정’의 국내 프로모션, 마케팅, 공급 및 판매 권한을 위탁받게 됐다. 두 회사는 ‘제다큐어 츄어블정’의 국내 출시를 앞두고 전날 오후 서울 중구 웨스틴조선호텔 그랜드볼룸에서 런칭 심포지엄을 개최했다. 수의대 교수, 수의사, 양사 임직원 등 100여명이 참석한 가운데 열린 심포지엄에서는 ‘제다큐어 츄어블정’의 약효 성분인 ‘크리스데살라진(Crisdesalazine)’의 임상시험 결과가 발표됐다. 지엔티파마가 과학기술정보통신부와 경기도 등의 지원을 받아 발굴한 크리스데살라진은 알츠하이머 치매 등 퇴행성 뇌질환의 발병과 진행에 중요한 역할을 하는 ‘활성산소’와 ‘염증’을 동시에 막도록 고안한 세계 최초 ‘다중표적’ 뇌신경세포 보호 합성신약이다. 일명 강아지 치매로 알려진 인지기능장애증후군에 걸린 반려견은 주인을 몰라볼뿐 아니라 방향감각 상실, 밤과 낮의 수면 패턴 변화, 잦은 배변실수, 식욕변화 등의 증상을 보인다. 9세 이상 반려견중 22.5%에서 발생한다. 크리스데살라진은 알츠하이머 치매 세포배양모델과 쥐모델에서 알츠하이머 치매의 원인으로 알려진 아밀로이드 플라크, 타우병증, 뇌신경세포의 사멸을 억제하는 효과가 입증됐고, 동물과 사람에게서 안전성이 확인됐다. 크리스데살라진의 허가용 임상시험 책임자인 서울대 수의과대학 윤화영 교수는 “반려견 인지기능장애증후군은 뇌에서 알츠하이머 치매의 바이오마커인 아밀로이드 플라크, 타우 단백질 병증, 신경세포 사멸이 그대로 재현된다. 노령견 인지기능장애 증후군 임상시험에서 크리스데살라진을 복용한 반려견의 인지기능과 행동기능이 현저하게 개선되고 치료 효과도 나타나 전 세계가 주목하고 있다”며 제다큐어 효과에 큰 기대를 나타냈다. 이날 협약체결을 계기로 두 회사는 뇌질환치료제 개발에 긴밀한 협력체계를 구축할 것으로 기대된다. 유한양행 조욱제 대표이사는 축사를 통해 “제다큐어는 인지기능장애로 고통받는 반려견과 보호자의 반려생활 질을 높여줄 혁신적인 신약”이라며 “향후 반려견 인지기능장애증후군에 대한 올바른 인식을 반려인들과 수의학계에 전달하기 위해 다양한 마케팅 활동을 전개해 나갈 것”이라고 밝혔다. 지엔티파마 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 “뇌질환 치료제 개발에 전문성을 갖춘 지엔티파마와 최고의 제약 마케팅 역량을 보유한 유한양행의 협력으로 제다큐어는 세계 최초의 반려견 인지기능장애증후군 치료 블록버스터 신약으로 성장할 수 있을 것”이라며 기대감을 나타냈다. ‘제다큐어 츄어블정’은 이달 하순 전국의 동물병원에서 수의사 처방을 통해 구매할 수 있다. 지엔티파마는 제다큐어 국내 시판을 시작으로 전 세계 반려견 치매치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 앞서 지난해 크리스데살라진의 동물용의약품에 대한 미국 및 PCT 국제특허 출원을 완료했으며 현재 글로벌 동물용 의약품 제약회사와 전 세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 올해 안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

자폐증은 타인과 의사소통에 곤란을 겪고 반복적 행동과 제한된 관심만을 보이는 일종의 뇌신경질환으로 전 세계 인구 중 2%가 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 이런 자폐증상과 함께 지적 장애, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 뇌성마비, 조현병 등 비정상적 뇌발달로 유발되는 뇌신경질환들은 뇌발달장애라고 부른다. 뇌발달장애는 전 세계 인구의 15% 정도가 앓고 있을 정도로 흔하다. 뇌의 발달은 뇌세포 내 다양한 신호전달체계에 의해 조절된다는 사실은 잘 알려져 있지만 구체적으로 뇌발달장애를 일으키는 원인이나 발생 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 특정 단백질이 자폐를 비롯해 뇌발달장애를 유발시킨다는 사실을 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스뇌질환 연구단은 ‘TANC2’라는 단백질 결손이 자폐증이나 뇌발달장애를 촉발시킨다는 사실을 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 11일자에 실렸다. ‘mTOR 신호전달’ 체계는 세포의 사멸과 생존, 단백질 생산 등을 조절하는 뇌세포 신호전달 시스템 중 하나로 신호전달체계에 이상이 생길 경우 자폐나 뇌발달장애를 유발하는 단백질의 돌연변이를 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 신경계에서 mTOR 조절 메커니즘은 알려지지 않았다. 연구팀은 앞서 TANC2 단백질이 정상적인 뇌 발달에 필수적이라는 사실을 밝혀내고 이 단백질이 mTOR 신호전달체계를 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 TANC2 단백질 발현이 절반으로 줄어든 자폐증 생쥐를 만들어 관찰했다. TANC2 단백질 결손은 mTOR 신호전달을 지나치게 활성화시켜 시냅스 연결을 줄이고 기억과 학습 같은 뇌 기능을 떨어뜨리는 것을 확인했다. 연구팀은 mTOR 저해 약물인 ‘라파마이신’을 투여하면 시냅스와 뇌인지기능이 정상으로 회복되는 것이 관찰됐다. 이와 함께 인체 신경세포에서도 실험생쥐에서처럼 TANC2가 줄어들면 mTOR 신호전달체계가 비정상적으로 활성화된다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 연구를 통해 최근 자폐 및 뇌발달장애 원인으로 지목받고 있는 TANC2 단백질의 발병 메커니즘을 확인할 수 있었다”라며 “추가 연구를 통해 mTOR 신호전달 억제제를 이용하면 TANC2 유전자 돌연변이로 인하 발생하는 자폐, 뇌발달장애 치료에 활용할 수 있음을 확실히 밝혀낼 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

백신 맞고 사지마비 간호조무사“급성파종성뇌척수염 가능성”“백신 인과성 인정 어려워”“인과성 평가 근거 자료가 불충분” 코로나19 백신을 접종한 뒤 40대 간호조무사가 사지마비 등의 증상을 보인 사례와 관련해 방역당국이 백신 접종과의 인과성을 인정하기 어렵다고 밝혔다. 10일 코로나19 예방접종대응추진단은 정례브리핑에서 이같은 내용의 11차 심의 결과를 발표했다. 예방접종피해조사반은 지난 11차 회의에서 사망 및 중증 재심의 사례 각 1건, 신규 사례 32건(사망 12건, 중증 20건) 등 총 34건을 심의했다. 이중 40대 간호조무사 사례 등 재심의 사례 2건은 모두 예방접종과의 인과성이 인정되지 않았다. 당국 “인과성 평가 근거 자료가 불충분” 조사반은 “임상 경과와 영상의학 검사 등을 종합할 때 급성파종성뇌척수염 가능성이 있는 것으로 평가했다”며 “국내외에서 사례와 근거를 검토한 결과 백신 인과성은 인정되기 어렵지만, 인과성 평가를 위한 근거 자료가 충분하지 않다고 평가했다”고 설명했다. 인과성 평가를 위한 근거 자료가 충분하지 않다는 전문가들의 평가에 따라 해당 환자는 정부가 추진하는 ‘중증환자 의료비 지원사업’의 대상자가 될 것으로 보인다. 정은경 추진단장(질병관리청장)은 “현재까지 국내외에서는 이런 사례의 인과성을 평가할 수 있는 정보가 충분치 않은 것으로 평가됐다”며 “이번에 만든 진료비 지원 대상으로 분류될 것으로 판단한다”고 했다.A씨 남편 B씨 “아내, 기저귀 차고 생활” 앞서 경기도의 한 병원에서 근무하는 여성 간호조무사 A씨는 지난 3월 12일 아스트라제네카 백신을 접종했다. 이후 그는 두통, 고열, 양안복시(시야가 좁아지는 증상) 등을 겪었고, 같은 달 31일 병원 입원 후 사지마비 증상과 함께 의식을 잃었다. 한 뒤 면역 반응 관련 질환인 ‘급성 파종성 뇌척수염’을 진단 받았다. 이는 항체가 신경세포에 존재하는 단백질을 바이러스로 오인해 파괴하는 희귀질환인 것으로 전해졌다. A씨는 지난달 24일 병원에서 퇴원한 것으로 알려졌다. 현재 다소 호전된 상태이지만 방광 쪽 신경 등이 손상돼 현재 기저귀를 차고 생활하고 있는 것으로 파악됐다. 간호조무사의 남편 B씨는 지난달 20일 청와대 국민청원 게시판에 ‘AZ 접종 후 사지 마비가 온 간호조무사의 남편입니다’라는 청원글을 올려 치료·간병비 부담과 관계 기관 간 떠넘기기, 당국의 부작용 안내 부족 등을 지적한 바 있다. B씨는 현재 A씨가 통원치료를 통해 안과, 신경과 등 6가지 진료에 재활치료를 받아야 하는 상황이라고 전했다. 한편 추진단은 오는 17일부터 백신 예방접종 후 중환자실에 입원하거나 이에 준하는 질병이 발생했지만 근거 자료가 부족해 인과성을 인정받지 못한 환자를 대상으로 1인당 1000만원까지 의료비를 지원하는 사업을 한시적으로 시행한다고 밝혔다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr