국내 연구진이 퇴행성 뇌 질환과 암 등을 유발하는 ‘쓰레기 단백질’(단백질 응고체)의 생성 원리와 변이 과정을 세계 최초로 규명했다. 이에 따라 관련 치료제 개발에 청신호가 켜졌다. 한국생명공학연구원 난치질환치료제연구센터 김보연(왼쪽) 박사와 서울대 권용태(오른쪽) 교수 공동 연구팀은 인체 내 세포가 스트레스를 받을 때 만들어지는 유해 단백질의 생성 및 분해 원리와 변화 과정을 규명하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 생물학 분야의 국제적 권위지인 ‘네이처 셀 바이올로지’ 15일자 온라인판에 실렸다. 세포 내 단백질이 수명을 다하거나 손상되면 인체는 이를 분해해 폐기하는 ‘유비퀴틴-프로테아좀 시스템’과 불필요한 부분만 제거해 재활용하는 ‘자가 포식 시스템’을 자동으로 작동시킨다. 이런 세포 처리 시스템은 면역계를 활성화하고 체내에 침입하는 바이러스나 박테리아 같은 이물질을 막아내는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 노화나 유전적 변이, 바이러스 침입 같은 세포 스트레스로 두 시스템이 제대로 작동하지 않으면 폐기 처리돼 밖으로 배출돼야 할 단백질이 체내에 쓰레기처럼 쌓이게 된다. 이렇게 누적된 쓰레기 단백질은 세포 손상을 일으켜 광우병, 헌팅턴병, 파킨슨병, 루게릭병 등의 신경계 질환은 물론 알코올성 간염 및 간암, 심근경색까지 유발하는 것으로 알려져 있다. 마치 청소차가 고장 나 쓰레기가 넘쳐나면서 주변 환경이 오염되고 각종 질병의 원인이 되는 것과 같은 원리다. 김 박사 등 연구팀은 단백질이 ‘p62’라는 물질과 결합하면 리소좀으로 이동한다는 사실에 착안했다. 리소좀은 단백질 분해 효소를 갖고 있는 세포 내 작은 주머니로, 못 쓰게 된 세포 소기관을 파괴하거나 외부에서 들어온 이물질을 파괴하는 긍정적인 역할을 한다. 연구팀은 세포에 스트레스를 줘 단백질을 응고시킨 뒤 p62를 인위적으로 결합시킨 결과 단백질 응고체가 제거되는 것을 발견했다. 연구팀은 “연구 결과를 바탕으로 헌팅턴병의 원인 물질인 헌팅턴 단백질 응고체를 제거할 수 있는 p62 저분자 화합물을 최근 개발했으며 이를 이용해 쓰레기 단백질을 제거하는 실험에도 성공했다”고 밝혔다. 연구진은 추가로 이 물질이 다른 퇴행성 신경 질환, 암, 염증 질환, 심혈관 질환을 치료하는 데도 적용될 수 있는지 실험을 진행 중이다. 김 박사는 “이번 연구는 퇴행성 신경 질환이나 암, 면역계 질환을 치료하기 위해서는 축적된 쓰레기 단백질을 제거하는 것이 중요하다는 사실을 밝혀낸 것”이라며 “변성 단백질의 비정상적 축적으로 인해 생기는 각종 질환의 치료제를 개발하는 데 크게 기여할 것으로 보인다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루에 땅콩(씨앗)을 비롯한 견과류를 10g만 섭취해도 암과 심장질환으로 사망하는 것을 막을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 네덜란드 마스트리흐트대 연구진이 55~69세 남녀 12만 명 이상을 대상으로 한 네덜란드 코호트 연구 자료를 분석해 땅콩과 견과류를 매일 최소 10g씩 섭취하면 암이나 심장질환 같은 주요 질환으로 사망할 위험이 낮아지는 것을 밝혀냈다. 하지만 이런 효과는 땅콩버터를 섭취하는 경우에서는 나타나지 않았다. 이에 대해 연구진은 “땅콩과 견과류에는 여러 비타민과 식이섬유, 항산화물질, 불포화지방산이 풍부하게 들어 있어 사망률을 낮출 수 있지만, 땅콩버터에는 소금과 트랜스 지방이 들어있어 효과가 억제될 수 있다”고 설명했다. 이번 분석에서 남녀 모두에게서 가장 크게 사망률이 감소한 질환은 호흡기 질환과 신경퇴행성 질환, 당뇨병이며 뒤이어 암과 심혈관 질환으로 나타났다. 연구진은 참가자들의 섭취 습관을 땅콩과 견과류, 땅콩 버터로 나누고 양과 빈도에 따라 분석했다. 그 결과, 규칙적으로 땅콩과 견과류를 섭취한 사람들은 더 젊고, 더 많은 교육을 받았으며, 술은 더 마시지만 과일과 채소를 더 많이 먹고 되도록 보충제를 섭취하려 하며 고혈압은 아닌 경향이 있는 것으로 나타났다. 또 이런 견과류를 먹는 여성은 보통 날씬했으며 흡연하지 않고 당뇨병으로 진단받은 경우가 적었다. 연구를 이끈 피에트 반덴브란트 역학 교수는 “이번 연구결과는 주목할 만하다”면서도 “견과류를 더 많이 섭취한다고 사망 위험이 더 낮아지는 것은 아니었다”고 말했다. 또 그는 “이 결과는 또 네덜란드 코호트 연구를 이용한 암과 사망에 관한 기존 연구결과를 뒷받침한다”고 말했다. 한편 이번 연구결과는 ‘국제 역학 저널’(International Journal of Epidemiology)에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

●갑상선암 초음파로 쉽게 진단 갑상선은 목 전면에 나비 모양을 한 내분비기관으로 체온 등 인체 기능을 유지하는 역할을 한다. 이곳에 생기는 암을 통틀어 갑상선암이라고 부른다. 갑상선 호르몬을 정상보다 과다하게 만들어 내면 갑상선기능항진증, 정상보다 부족하게 만들어 내면 갑상선기능저하증이라고 한다. 갑상선 질환은 현저한 이상이 없는 경우를 제외하고는 스스로 느끼기가 쉽지 않다. 갑상선 기능이 떨어지면 몸이 붓는다. 물론 5㎏ 이상 붓는 사람은 거의 없다. 해조류와 갑상선 질환도 관계가 없다. 한국인은 해조류를 많이 먹기 때문에 요오드가 부족해서 문제가 되는 사례는 드물다. 과거에는 갑상선암이 발생하고도 오랜 기간 커지지 않다가 손으로 만져질 정도가 되어서야 발견하는 사례가 많았지만 지금은 초음파 기술 덕분에 손으로 만져지지 않는 갑상선암을 진단할 수 있다. 이제는 초기, 심지어는 예전에는 죽을 때까지 모를 수도 있었던 걸 발견하기도 한다. 이런 변화가 갑상선암 발생률에 영향을 미쳤을 수 있다. 최근 발견하는 갑상선암은 대부분 크기가 직경 1㎝보다 작은 유두암이다. 급하게 수술하기보다는 예후를 지켜보는 것도 괜찮다. ●척추측만증 책가방·운동 부족 탓 돌리긴 무리 측만증은 똑바로 서 있어야 할 척추가 옆으로 휘는 병이다. 전체 환자의 85% 정도는 청소년기에 발견되는 ‘특발성 측만증’ 환자이다. ‘특발성’이란 ‘원인을 잘 모른다’는 뜻이다. 자녀가 측만증으로 진단받으면 부모는 대부분 평소 생활습관 때문에 척추가 휘었다고 생각한다. 하지만 자세 불량과 척추가 휘는 것은 아무런 인과 관계가 없다. 간혹 ‘책가방이 너무 무겁고 책걸상이 조잡해 척추가 휘니까 빨리 책가방을 가볍게 해 주고 책걸상의 구조를 바꾸어야 한다’고 주장하기도 하지만 이 역시 사실과는 거리가 멀다. 무거운 책가방, 조잡한 책걸상은 요통을 일으킬 수는 있지만 측만증의 원인은 아니다. 운동 부족으로 척추가 휜다고 볼 수도 없다. 미국과 유럽 의학자들이 과거 수십년간 연구해도 밝히지 못한 측만증의 원인을 단순히 책가방, 책걸상, 운동부족 탓으로 돌리는 것은 무리다. 특발성 측만증이 생기면 크게 관찰, 보조기 치료, 수술 치료 등으로 대처한다. 활 모양으로 휘는 만곡이 20도 미만인 환자는 일단 정기적 관찰을 한다. 보조기 치료는 20~40도 사이의 만곡인 환자에서 성장이 1~2년 이상 남아 있는 경우에만 효과가 있다. 40~60도 만곡은 환자의 성장 상태나 만곡 부위 등에 따라 수술 여부를 결정한다. ■도움말 서울아산병원 내분비내과 송영기 교수, 정형외과 이춘성 교수

하루에 땅콩(씨앗)을 비롯한 견과류를 10g만 섭취해도 암과 심장질환으로 사망하는 것을 막을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 네덜란드 마스트리흐트대 연구진이 55~69세 남녀 12만 명 이상을 대상으로 한 네덜란드 코호트 연구 자료를 분석해 땅콩과 견과류를 매일 최소 10g씩 섭취하면 암이나 심장질환 같은 주요 질환으로 사망할 위험이 낮아지는 것을 밝혀냈다. 하지만 이런 효과는 땅콩버터를 섭취하는 경우에서는 나타나지 않았다. 이에 대해 연구진은 “땅콩과 견과류에는 여러 비타민과 식이섬유, 항산화물질, 불포화지방산이 풍부하게 들어 있어 사망률을 낮출 수 있지만, 땅콩버터에는 소금과 트랜스 지방이 들어있어 효과가 억제될 수 있다”고 설명했다. 이번 분석에서 남녀 모두에게서 가장 크게 사망률이 감소한 질환은 호흡기 질환과 신경퇴행성 질환, 당뇨병이며 뒤이어 암과 심혈관 질환으로 나타났다. 연구진은 참가자들의 섭취 습관을 땅콩과 견과류, 땅콩 버터로 나누고 양과 빈도에 따라 분석했다. 그 결과, 규칙적으로 땅콩과 견과류를 섭취한 사람들은 더 젊고, 더 높은 교육을 받았으며, 술은 더 마시지만 과일과 채소를 더 많이 먹고 되도록 보충제를 섭취하려 하며 고혈압은 아닌 경향이 있는 것으로 나타났다. 또 이런 견과류를 먹는 여성은 보통 날씬했으며 흡연하지 않고 당뇨병으로 진단받은 경우가 적었다. 연구를 이끈 피에트 반덴브란트 역학 교수는 “이번 연구결과는 주목할 만하다”면서도 “견과류를 더 많이 섭취한다고 사망 위험이 더 낮아지는 것은 아니었다”고 말했다. 또 그는 “이 결과는 또 네덜란드 코호트 연구를 이용한 암과 사망에 관한 기존 연구결과를 뒷받침한다”고 말했다. 한편 이번 연구결과는 ‘국제 역학 저널’(International Journal of Epidemiology)에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

벨기에의 한 20대 여성이 10대 시절 떼어내 냉동보관했던 자기 난소를 재이식해 출산에 성공한 사실이 알려져 화제다. 지금까지 성인 여성이 성숙한 난소를 재이식한 후 출산에 성공한 사례는 있었으나 미성숙 난소를 성인에게 이식해 아이를 낳은 경우는 처음이다. 각국의 불임 전문가들은 이번 연구결과에 대해 “의료계의 새로운 이정표가 될 것”이라며 반겼다. 10일 영국 가디언지 등 외신에 따르면 콩고 공화국 출생의 벨기에 이민자 여성(27)이 지난해 11월 3.1㎏의 건강한 사내아이를 출산했다. 그의 이야기를 대대적으로 보도한 이유는 어린 시절부터 앓아온 유전병 치료 과정에서 떼어낸 난소를 10년 만에 다시 이식받아 자연임신과 출산에 성공했기 때문이다. 이 여성은 5세 때부터 흑인 유전병의 일종인 ‘겸상 적혈구 빈혈증’을 앓았다. 11세 때 벨기에로 건너와 골수 이식을 받고서 13세부터 화학요법 치료를 받아왔다. 화학요법은 악성 빈혈증이 있는 아동의 혈액 생성을 돕지만 영구적 난소 손상의 위험이 있다. 불임을 우려한 의료진은 치료 전 그의 오른쪽 난소에서 조직을 떼어 얼려 놨다. 당시 2차 성징은 나타났지만 월경 시작 전이었다. 10여 년이 지난 후 아이를 갖고 싶다는 그의 요청에 따라 의료진은 냉동보관했던 난소 조직을 원래 난소에 재이식했다. 이 여성은 5개월 후 정상적으로 배란을 시작해 자연임신을 하고 무사히 아이를 낳았다. 모든 과정을 주도한 브뤼셀 에라스메 병원 산부인과 이자벨 데메스테레 박사는 “이번 사례는 미성숙한 난소 조직을 성인에게 이식해도 정상적으로 기능한다는 걸 처음 보여준 것”이라며 “어린 시절부터 암 등으로 화학요법이나 방사선치료를 받은 여성들이 출산할 수 있는 길을 열어 기쁘다”고 말했다. 이번 사례는 유럽에서 발간되는 생식학회지인 ‘휴먼 리프로덕션’에 자세히 실렸다. 박상숙 기자 alex@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

지중해식 식사가 여성의 자궁암 발병 위험을 절반 이상 낮춘다는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 약리학 연구소(IRCCS)의 크리스티나 보세티 박사팀이 자국 여성 5000명 이상을 대상으로, 지중해식 식사와 자궁암의 관련성을 분석했다. 여기서 지중해식 식사는 채소와 과일, 견과류, 콩류, 곡물류, 감자류, 생선류, 올리브유(단일불포화지방)의 섭취는 높이고 육류와 우유, 유제품은 낮추고 술을 적당하게 마시는 식습관으로, 예로부터 균형 잡힌 건강 식사로 주목받아왔다. 연구팀은 우선 이런 식단을 서로 다른 9가지 식품군으로 분류하고 이를 얼마나 유지하는지 조사했다. 그 결과, 지중해식 식사에 들어가는 식품군 가운데 7~9개를 꾸준하게 섭취하고 있는 여성 그룹은 자궁암에 걸릴 위험이 절반 이상(57%) 낮은 것으로 나타났다. 또 이런 식품군 가운데 6개를 유지한 그룹은 자궁암 위험이 46% 낮았고 5개만이라도 실천한 그룹은 3분의 1(34%) 정도 낮았다. 반면 지중해식 식사를 5개도 유지하지 못한 그룹은 이를 전혀 실천하지 않는 여성들과 별반 차이가 없었다. 이에 대해 보세티 박사는 “이번 연구는 건강에 좋은 균형 잡힌 식사가 여성의 자궁암 위험을 낮출 수 있는 것을 보여준다”면서 “이는 매일 우리가 무엇을 먹고 어떤 활동을 할지 선택하는 것에 따라 암 위험의 영향이 달라질 수 있음을 보여주는 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘영국 암 저널’(British Journal of Cancer) 27일 자에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

녹차가 남성의 전립선암을 예방하고 진행을 늦추는 데 효과가 있다는 것이 마침내 임상시험으로 확인됐다. 미국 모피트 암센터의 나기 쿠마르 박사팀은 전립선암으로 진행할 가능성이 있는 전암성 병변을 가진 남성들을 대상으로 녹차 추출물인 카테킨이 들어있는 캡슐을 복용하게 해 전립선암의 진행을 늦추고 예방할 수 있는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 카테킨 중에서도 가장 항암 효과가 높은 ‘에피갈로카테킨 갈레이트’(EGCG)가 대부분인 캡슐(폴리페논E)을 전암 병변이 있는 남성 49명에게 1년 동안 매일 2정(EGCG 4mg)씩 복용하게 했다. 또 같은 증상이 있는 남성 48명에게는 위약(플라시보)을 복용하게 했다. 이 실험에 참가한 모든 남성은 ‘고도의 상피 내 종양’(HGPIN)이나 ‘비전형적 작은 꽈리 증식증’(ASAP)이 있었는데 EGCG 복용 여부에 따라 이런 전암 병변의 중증도에는 차이가 인정됐다. EGCG를 복용한 HGPIN 증상이 있는 남성은 전립선암으로 진행하는 다음 단계인 ASAP로 진행하거나 전립선암으로 진단받는 비율이 현저하게 적었다. 또 전립선암의 종양표지자(경과 관찰에 지표가 되는 물질)로 사용되는 전립선 특이항원(PSA)의 수치도 낮았다. 이번 결과로 EGCG가 가지는 전립선암의 예방 효과가 입증됐을 뿐만 아니라 지금까지 쥐 실험에서만 지적됐던 녹차의 항암 작용이 우리 인간에게도 유효하다는 것이 확인된 것이다. 한편 이번 연구결과는 미국 암연구회(AACR) 학술지 ‘암 예방 연구’(Cancer Prevention Research) 온라인판(4월2일자)에 실렸으며, 지난 1일 미국 시카고에서 열린 2015년 미국임상종양학회(ASCO) 연례회의에서도 발표됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@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

-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

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

지중해식 식사가 여성의 자궁암 발병 위험을 절반 이상 낮춘다는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 약리학 연구소(IRCCS)의 크리스티나 보세티 박사팀이 자국 여성 5000명 이상을 대상으로, 지중해식 식사와 자궁암의 관련성을 분석했다. 여기서 지중해식 식사는 채소와 과일, 견과류, 콩류, 곡물류, 감자류, 생선류, 올리브유(단일불포화지방)의 섭취는 높이고 육류와 우유, 유제품은 낮추고 술을 적당하게 마시는 식습관으로, 예로부터 균형 잡힌 건강 식사로 주목받아왔다. 연구팀은 우선 이런 식단을 서로 다른 9가지 식품군으로 분류하고 이를 얼마나 유지하는지 조사했다. 그 결과, 지중해식 식사에 들어가는 식품군 가운데 7~9개를 꾸준하게 섭취하고 있는 여성 그룹은 자궁암에 걸릴 위험이 절반 이상(57%) 낮은 것으로 나타났다. 또 이런 식품군 가운데 6개를 유지한 그룹은 자궁암 위험이 46% 낮았고 5개만이라도 실천한 그룹은 3분의 1(34%) 정도 낮았다. 반면 지중해식 식사를 5개도 유지하지 못한 그룹은 이를 전혀 실천하지 않는 여성들과 별반 차이가 없었다. 이에 대해 보세티 박사는 “이번 연구는 건강에 좋은 균형 잡힌 식사가 여성의 자궁암 위험을 낮출 수 있는 것을 보여준다”면서 “이는 매일 우리가 무엇을 먹고 어떤 활동을 할지 선택하는 것에 따라 암 위험의 영향이 달라질 수 있음을 보여주는 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘영국 암 저널’(British Journal of Cancer) 27일 자에 게재됐다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

고령화 사회로 접어들면서 많은 사람들이 암보다도 치매를 더 걱정하고 있다. 치매로 인한 사회적 비용은 암이나 심장질환, 뇌졸중을 모두 합한 것보다 많다는 연구결과까지 나와 있다. 이런 가운데 치매를 유발하는 ‘알츠하이머’ 병이 인류 지능 발달의 대가라는 주장이 나왔다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 중국과학원 상하이 생명과학연구원 연구팀이 “알츠하이머 같은 뇌 질환은 인류의 지능 발달과 함께 진화됐다”는 연구 결과를 내놨다고 보도했다. 알츠하이머는 동물 중에서 유일하게 사람만 걸린다. 인간과 유전적으로 가장 가까운 영장류인 침팬지조차 알츠하이머를 앓지 않는다. 연구팀은 여기에 착안했다. 연구팀은 지능이 진화한 증거를 찾아내기 위해 아프리카, 아시아, 유럽계 조상을 가진 현대인 90명의 게놈을 분석했다. 현대인의 DNA를 분석하면 진화에 의한 뇌 구조의 변화를 추정해 볼 수 있기 때문이다. 그 결과 연구진은 5만~20만년 전 뇌의 폭발적 성장을 가져와 인류를 똑똑하게 만들어준 것으로 보이는 6개의 유전자를 발견했다. 이 유전자들은 알츠하이머에 관여하는 유전자와 겹친다는 것도 알아냈다. 뇌의 성장은 뇌 신경의 신호 전달에 관여하는 뉴런의 연결망이 복잡해진다는 것을 의미한다. 그러면 필요한 에너지와 처리할 정보도 늘어나 뇌에 큰 부담을 주게 된다. 연구를 총괄한 쿤탕 박사는 “지능 향상에 따른 과부하로 뇌가 시달리게 되면서 언어능력, 기억력 같은 각종 인지 기능의 장애가 나타나는 것으로 보인다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 18일 미국 국립과학원(NAS)과 국립의학원(NAM)은 ‘인간 유전체 조작’에 대한 주요 가이드라인을 제시했다. 세계 과학계를 주도하는 미국, 그중에서도 리더 역할을 하는 과학자들이 모인 두 단체에서 이런 발표를 한 것은 사실상 전 세계 과학자들에게 가이드라인을 제시한 것과 같다. 이 때문에 세계적인 과학저널인 ‘네이처’는 이 소식을 긴급 뉴스로 알렸다. 미국 과학계가 인간 유전체 실험에 대한 가이드라인을 서둘러 발표한 것은 중국 과학자들 때문이었다. 지난달 말 중국 중산대 과학자들이 인간 수정란에서 빈혈을 일으키는 유전자를 제거하고 정상 유전자로 바꾸는 데 성공했다는 연구결과를 국제학술지 ‘단백질과 세포’에 발표했던 것. 중국 연구진은 동식물 세포에서 특정 유전자만 찾아 잘라내는 효소인 ‘크리스퍼 유전자 가위’ 기술로 불임 클리닉으로부터 얻은 수정란 86개에서 빈혈을 일으키는 변이 유전자를 잘라내고 정상 유전자를 자라게 한 것이다. 이렇게 유전자를 바꾼 수정란을 착상시키면 태어나는 아이는 빈혈이 생기지 않는다는 것. 중국 과학자들은 “치료 목적”이라고 이야기하고 있지만, 과학계에서 금기시해 왔던 ‘인간 유전자 조작’을 통해 원하는 인간을 만들 수 있는 상황까지 이르게 됐다는 게 많은 과학자들의 생각이다. 그렇다면 유전자 조작을 통해 질병을 치료할 수 있는 기술은 어디까지 와 있는 걸까. 히포크라테스 시대부터 인류는 질병을 정복하기 위해 끊임없이 노력을 해 왔다. 1950년대 이후 분자생물학이 급속히 발전하면서 질병의 대다수가 유전자 이상에 의해 발생한다는 사실이 밝혀지고 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 증상을 치료하는 것이 아니라 유전자 자체를 치료해 질병을 없애려고 시도하면서 ‘유전자 치료’가 시작됐다. 인체는 유전자로부터 정보를 받아 생산된 단백질이 정상적으로 기능을 수행하면 ‘건강한 상태’이고, 유전자에 이상이 생겨 비정상적 단백질을 생산하면 ‘병든 상태’가 된다. 유전자 치료는 이상이 생긴 세포에 정상 유전자를 삽입하거나, 비정상적 유전자를 제거해 정상 유전자로 교체하는 형태로 이뤄진다. 1990년 미국에서 선천성면역결핍증 환자를 대상으로 인류 첫 유전자 치료가 시도된 이후 다양한 질환에 시도되고 있다. 현재는 암과 같은 악성 종양에 대한 치료가 가장 많이 시도되고 있다. 현재 유전자 치료 분야에서 가장 주목받고 있는 기술은 ‘유전자 가위’ 기술이다. 말 그대로 ‘가위’를 이용해 DNA를 자르고 붙이는 편집을 가능케 하는 유전체 교정기법이다. 유전병의 원인이 되는 사람의 유전자는 1만개에 이르고, 신생아의 1% 정도가 유전적 질환을 갖고 태어난다. 이런 경우 배아 상태에서 유전자 가위로 치료해 유전질환을 원천 봉쇄하자는 것이다. 유전자 가위 기술은 유전병 치료뿐만 아니라 특정 병균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있어 생명공학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’인 셈이다. 2003년 1세대 유전자 가위인 ‘징크 핑거 뉴클레이즈’가 나온 이후 2011년 말에는 2세대 유전자 가위인 ‘탈렌’, 2013년 초에는 3세대 ‘크리스퍼 유전자 가위’ 기술이 개발됐다. 3세대 가위는 김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정연구단장(서울대 화학과 교수)이 미국 연구진과 함께 개발해냈다. 3세대 크리스퍼 유전자 가위 기술은 ‘Cas9’이라는 단백질과 가이드 RNA로 구성돼 있다. 크리스퍼 유전자 가위는 인간과 동식물 세포에서 특정 유전자의 DNA 일부를 잘라 문제되는 유전체를 교정할 수 있는 효소다. 크리스퍼 유전자 가위는 Cas9 단백질은 그대로 두고 필요한 DNA의 위치로 데려가는 가이드 RNA만 교체할 수 있기 때문에 상대적으로 저렴하고 대량생산이 가능한 것은 물론 진정한 맞춤형 치료가 가능하다는 장점이 있다. 크리스퍼 유전자 가위는 이론상으로는 완벽한 유전자 치료방법이지만, 원하는 유전자를 정확히 제거할 수 있는지 측정할 방법이 없어 안전성 문제가 끊임없이 제기돼 왔다. 이에 김진수 단장은 인간 유전체 중 한군데에서만 작용하는 정교한 유전자 가위를 만드는 데 성공했고, 이 정교한 가위로 인간 DNA를 처리한 다음 크리스퍼 유전자 가위로 잘리는 표적과 비표적 염기서열을 찾는 방법까지 개발해 안전성 논란을 불식시켰다. 이 기술은 지난 2월 생명과학 및 화학분야 권위지인 ‘네이처 메소드’에 ‘2015년 기대되는 중요한 실험 방법’ 중 하나로 소개되기도 했다. 원하는 유전자를 잘라 없애거나, 붙여 넣는 이 기술이 비정상적인 유전자만 쏙쏙 골라내 정상 유전자로 바꿔 인류를 ‘질병에 대한 공포’에서 벗어나게 해줄 것이라는 기대감과 동시에 부모가 원하는 ‘맞춤형 아기’를 생산하는 등 유전자 조작으로 또 다른 차별을 만들어내는 재앙이 될 것이라는 불안감도 만만치 않다. 실제로 미래창조과학부도 기술의 중요성만큼 사회적·윤리적 논란 가능성이 크다고 판단하고 매년 시행하는 기술영향평가의 올해 대상기술로 선정한 상태다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　힘든 상황에서도 어떤 사람은 잘 극복하고 적응하지만, 또다른 사람들은 이를 잘 이겨내지 못해 심하면 좌절감과 우울증 등 각종 스트레스성 질환으로 악화되는 경우를 흔히 볼 수 있다. 이처럼 지금까지 막연하게 개인의 성격차이로만 여겨졌던 개인별 ‘스트레스 회복력(Resilience)’이 뇌 속 스트레스 회복물질의 활성화 차이에서 비롯된다는 연구 결과가 나왔다. 　연세대 의대 김동구·김철훈(이상 약리학)·강지인(정신과학)’ 교수팀은 사람의 뇌 속에서 신호전달 물질을 받아들이는 수용체 중 하나인 ‘mGluR5’(대사성 글루타메이트 수용체5)가 부족하면 스트레스 회복력이 크게 감소한다는 사실을 확인했다고 26일 밝혔다. 　이 연구 결과는 세계적 권위의 뇌과학 학술지인 네이쳐 뉴로사이언스지 26일자 온라인판에 게재됐다. 　연구팀은 ‘학습과 기억에 관여하는 mGluR5 수용체가 스트레스 회복력에서도 큰 역할을 담당할 것’이라는 가설을 전제로 연구를 시작했다. 이 사실을 확인하기 위해 연구팀은 유전자 조작을 통해 mGluR5을 제거한 실험용 쥐와 일반 실험용 쥐를 대상으로 스트레스 상황을 부여했다. 　몸집이 큰 쥐가 작은 쥐에게 공격적인 적대 행위를 통해 서열을 정하는 이른바 ‘위계(Hierarchy)스트레스’는 물론 전기자극 스트레스, 행동구속 스트레스 등을 그룹 별로 부여했으며, 이런 스트레스 상황이 해소된 안정된 상황에서 각각 쥐들의 행동을 관찰했다. 　그 결과, mGluR5가 제거된 쥐들은 그렇지 않은 일반 쥐들에 비해 실험용 케이지 한쪽 구석에만 머무는 등 지속적으로 행동이 위축된 스트레스 상황을 보여주었다. 　연구팀은 이와 함께 이 행동실험 결과를 토대로 실험용 쥐의 뇌 속 물질을 분석한 결과, 스트레스 상황을 잘 극복한 쥐의 mGluR5가 그렇지 않은 쥐에 비해 활성화되어 있었으며, 이에 비례해 ‘델타포스B(ΔFosB)’라는 스트레스 회복 물질이 발현된 사실도 함께 확인했다. 　연구팀 강지인 교수는 “mGluR5를 인위적으로 활성화시키면 스트레스 회복물질인 델타포스비의 발현을 촉진, 스트레스를 인위적으로 조절할 수 있는 가능성을 세계 최초로 확인한 것”이라고 의미를 부여했다. 강 교수는 이어 “스트레스가 어떻게 우울증을 일으키는 지에 대한 생물학적 기전을 찾아낸 것은 물론 뇌 안에서 이를 회복시킬 수 있는 치료기전까지 규명함으로써 새로운 우울증 치료제 개발의 토대를 마련할 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 　김동구 교수는 “스트레스 회복인자를 통해 개개인의 스트레스를 통제할 수 있는 가능성을 확인한 결과”라면서 “향후 우울증, 불안장애, 외상 후 스트레스장애 등 각종 정신질환과 암을 비롯한 생활습관병 등 각종 질병에 관여하는 스트레스에 대해 과학적인 대처법을 확립할 수 있는 계기”라고 평가했다. 이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행됐다. 　심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

전자 현미경은 현대 과학에 큰 혁명을 불러일으킨 장비이다. 기존의 광학 현미경으로는 볼 수 없었던 작은 바이러스나 미세구조라도 전자 현미경을 이용하면 그 모습을 세밀하게 확인할 수 있다. 전자 현미경 기술은 지금도 계속해서 발전하며 미시세계를 연구하는 결정적인 도구 역할을 하고 있다. 최근 미 국립 암 연구소의 스리람 수브라마니암 박사(Sriram Subramaniam)와 그의 동료들은 냉동 전자 현미경(cryo-electron microscopy (cryo-EM))이라는 신기술을 이용해서 단백질 분자 한 개의 사진을 생생하게 찍는 데 성공했다. 그 분해능은 2.2옹스토롬(Å, 100억분의 1m를 의미)에 불과하다. 하지만 단순히 분해능만 높여서는 단백질의 구조를 100% 이해할 수 없다. 단백질은 3차원적인 구조로 되어 있기 때문이다. 작은 단백질 분자 하나의 사진을 찍는 것도 어려운 일이지만 연구팀은 이를 3차원적으로 생생하게 재구성하는 데 성공했다. 이것이 가능한 것은 여러 각도에서 사진을 찍었기 때문이다. 이를 위해서 연구팀은 단백질이 든 시료를 액체 질소를 이용해서 영하 196도에서 210도 사이의 극저온 상태로 만든 후, 움직이지 못하게 고정된 단백질 분자를 찍은 사진을 여러 각도에서 확보해서 이를 다시 컴퓨터로 재구성했다. 연구팀이 냉동 전자 현미경을 통해서 연구한 단백질은 박테리아에 있는 작은 단백질인 베타-갈락토시다아제(beta-galactosidase)이다. 이 단백질과 PETG란 약물이 결합하는 과정을 상세하게 연구하기 위해서다. 과학자들은 단백질 분자의 구조를 이해해서 이 단백질에 작용하는 약물이 어떻게 효과를 나타내는지 알 수 있다. 이를 이용하면 더 효과가 좋은 약물을 개발하는 데 큰 도움을 받을 수 있다. 물론 그 외에도 응용 영역은 매우 무궁무진하다. 앞으로도 미시 세계를 연구하기 위한 노력은 계속될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

전자 현미경은 현대 과학에 큰 혁명을 불러일으킨 장비이다. 기존의 광학 현미경으로는 볼 수 없었던 작은 바이러스나 미세구조라도 전자 현미경을 이용하면 그 모습을 세밀하게 확인할 수 있다. 전자 현미경 기술은 지금도 계속해서 발전하며 미시세계를 연구하는 결정적인 도구 역할을 하고 있다. 최근 미 국립 암 연구소의 스리람 수브라마니암 박사(Sriram Subramaniam)와 그의 동료들은 냉동 전자 현미경(cryo-electron microscopy (cryo-EM))이라는 신기술을 이용해서 단백질 분자 한 개의 사진을 생생하게 찍는 데 성공했다. 그 분해능은 2.2옹스토롬(Å, 100억분의 1m를 의미)에 불과하다. 하지만 단순히 분해능만 높여서는 단백질의 구조를 100% 이해할 수 없다. 단백질은 3차원적인 구조로 되어 있기 때문이다. 작은 단백질 분자 하나의 사진을 찍는 것도 어려운 일이지만 연구팀은 이를 3차원적으로 생생하게 재구성하는 데 성공했다. 이것이 가능한 것은 여러 각도에서 사진을 찍었기 때문이다. 이를 위해서 연구팀은 단백질이 든 시료를 액체 질소를 이용해서 영하 196도에서 210도 사이의 극저온 상태로 만든 후, 움직이지 못하게 고정된 단백질 분자를 찍은 사진을 여러 각도에서 확보해서 이를 다시 컴퓨터로 재구성했다. 연구팀이 냉동 전자 현미경을 통해서 연구한 단백질은 박테리아에 있는 작은 단백질인 베타-갈락토시다아제(beta-galactosidase)이다. 이 단백질과 PETG란 약물이 결합하는 과정을 상세하게 연구하기 위해서다. 과학자들은 단백질 분자의 구조를 이해해서 이 단백질에 작용하는 약물이 어떻게 효과를 나타내는지 알 수 있다. 이를 이용하면 더 효과가 좋은 약물을 개발하는 데 큰 도움을 받을 수 있다. 물론 그 외에도 응용 영역은 매우 무궁무진하다. 앞으로도 미시 세계를 연구하기 위한 노력은 계속될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

약초란 약으로 쓸 수 있는 식물의 총칭이다. 서양에서는 허브, 동양에서는 약초로 불렸다. 이 가운데 열매는 가장 손쉽게 얻을 수 있는 식량이자 약용 부위다. 세계 약용식물 중 열매가 10% 정도를 차지한다. ‘대한민국약전’과 ‘대한민국약전외한약(생약) 규격집’에 등록된 한약재 540여종에서 열매 이용 약재는 68개 품목이다. 이 열매들은 서양에서 건강기능성 식품과 천연물 신약 소재로 인기가 많다. 반면 국내에서는 합성 약제에 밀려 단순한 산야초로 여겨지는 경우도 있다. 동의보감 과실 편에는 열매와 그 열매가 있는 나무(풀)를 이용하는 수많은 약재를 소개하고 있다. 그중에서도 복분자와 오미자, 구기자, 산수유를 가장 친숙한 약용열매로 꼽고 있다. 약용열매의 ‘4대 천왕’이라고 부른다. 국내 약용작물의 총 재배 면적은 2013년 1만 3958㏊ 수준이다. 오미자 2367㏊, 복분자 1907㏊, 산수유 253㏊, 구기자 121㏊로 전체 재배 면적의 33%를 4대 약용열매가 차지하고 있다. 약재뿐 아니라 서민에게도 친숙한 건강기능성 식품이다. 한신희 농촌진흥청 약용작물과 농업연구사 ■문의 golders@seoul.co.kr ■기운 팍팍…달콤하고 약효도 강한 ‘복분자’ 남성의 정력을 높여 주는 것으로 유명하다. 갱년기 치료에도 효험이 높아 여성에게도 도움을 주는 귀한 과실이다. ‘요강이 소변에 뒤집힌다’고 해서 붙은 이름으로, 익지 않은 열매를 ‘복분자’라고 한다. 익으면 ‘복분자 딸기’라고 해서 식용으로 활용하고 있다. 한의학 ‘본초서’에는 복분자를 기운이 나게 하고 머리털이 희어지지 않게 하며, 자양강장에 효능이 있는 열매라고 소개돼 있다. 여성에게 좋은 에스트로겐 성분을 공급해 여성의 갱년기를 늦추고 호르몬 부족에 의한 불임과 자궁 이상 증상 개선에도 도움을 준다. 동의보감에서는 불임을 예방하는 약재로 쓰고 있다. 복분자는 호르몬 촉진뿐 아니라 항산화 및 항암 효과, 기억력 개선까지 도와주는 팔방미인형 약재다. 항산화 작용을 하는 폴리페놀이 다량 함유돼 노화를 방지한다. 항암 효과가 있고 심장병 완화에도 좋다. 상처 치유에 효과가 있는 ‘엘라직산’도 다량 함유한 것으로 알려져 있다. 노화가 많이 진행된 쥐에게 복분자 투여 실험을 했더니 기억력 감퇴 개선에 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 복분자 산지로 유명한 고창군은 천혜의 환경과 ‘비가림 기술’을 활용해 당도가 높은 복분자를 생산하고 있다. 복분자와 산딸기는 어떻게 구별할까. 복분자는 익기 전부터 빨갛고 다 익으면 검붉은 색으로 변한다. 약간 신맛이 있는 반면 산딸기는 다 익었을 때 빨간색을 띠며 단맛이 강한 것이 특징이다. 또 복분자의 줄기는 하얗고 넝쿨성인 데 비해 산딸기의 줄기는 붉은 갈색을 띠며 곧게 자라는 것이 차이점이다. ■기침 훌훌…맛 만큼이나 기능성 다양한 ‘오미자’ 빨간색 오미자의 다섯 가지 맛에 반하다 보면 자연스레 건강에 도움이 되는 효능에도 반한다. 느껴지는 맛이 과실 부위(과육, 종실)에 따라 다르다. 달고 신맛은 주로 과육 부분, 쓴맛과 매운맛은 주로 종실에 함유돼 있다. 음양오행 철학에서 오미의 신맛은 간장, 쓴맛은 심장, 단맛은 비장, 매운맛은 폐, 짠맛은 신장의 기운을 보한다고 보고 있다. ‘향약집성방’에 따르면 오미자는 기침병과 천식에 좋고, 갈증을 풀어주고 간장을 보호하며 소변을 자주 보는 증상 등에 이용된다고 했다. 요즘은 간 보호와 혈압 강하, 항산화 작용, 항균·항노화, 주름 개선 등에도 효과가 있다고 알려져 있다. 국내 오미자의 재배 면적은 2013년 2367㏊로 약용작물 가운데 1위다. 서양에서도 항산화제, 항염증제, 간장 보호제, 피부 노화, 기억력 증진 등의 효과를 지닌 다양한 건강기능 식품으로 판매되고 있다. 경북 문경과 전북 무주, 경남 거창 등이 오미자의 새로운 산지로 떠오르고 있다. 2000년대 초에는 강원 인제군이 오미자의 주산지였지만 2006년 문경시가 오미자 산업특구로 지정되면서 최대 산지로 됐다. 2012년 문경을 포함한 경북 지역이 전국 오미자 생산량의 68%를 차지하고 있다. 문경에서는 숙박과 세미나 시설을 갖춘 ‘오미자 체험촌’과 축제를 통해 관광객을 유치하고 제품의 홍보 무대로 활용하고 있다. ■노화 비켜…장수·동안의 비밀 간직한 ‘구기자’ 구기자는 한·중·일 삼국에서 모두 장수와 동안(童顔)을 위한 약재로 쓰였다. 동의보감에는 구기자를 오래 먹으면 추위와 더위를 이겨 내며 장수한다고 기록돼 있다. 특히 땅의 ‘정’(精)을 의미하는 구기자를 하늘과 사람의 정을 뜻하는 창출, 오디와 함께 삼정환(三精丸)으로 먹으면 늙지 않고 동안이 된다고 알려졌다. 중국 왕실에서 불로장수의 처방으로 내려온 오로환동환, 칠보미발단, 연령고본환 등의 약재에도 구기자가 빠지지 않는다. 머리가 하얗게 세는 것을 막아주는 등 노화 예방에도 좋다. 일본 헤이안 시대의 ‘정사요략’에는 55대 천황인 몬토쿠가 구기자를 먹고 121세까지 살았다는 기록이 있다. 실제로 구기자는 오렌지보다 비타민C 함유량이 500배나 많다. 암, 동맥경화 등 성인병을 예방하고 피부 건강 유지에 효과가 있는 ‘베타카로틴’은 당근보다 많다. 몸에 있는 지방(셀룰라이트)을 제거하는 항산화 효과도 뛰어나다. 구기자는 사계절 내내 아낌없이 주는 열매다. 봄에 딴 잎은 천정초(天精草), 여름에 피는 꽃은 장생초(長生草), 가을의 열매는 구기자, 겨울의 뿌리 껍질은 지골피(地骨皮)라고 불린다. 잎은 초조함을 가라앉히는 효능이 있다. 꽃은 금방 시들기 때문에 싱싱할 때 바로 먹으면 특유의 향을 느낄 수 있다. 열매와 뿌리 껍질은 지방간 치료에 효과가 있고 간 세포가 빨리 만들어지도록 도와줘서 피로 회복에 도움이 된다. 우리나라에서는 충남 청양이 구기자로 유명하다. 전국 생산량의 80%가 청양에서 나온다. 청양군은 구기자 진액을 이용해 과립차, 액상차 등을 개발해 농가 소득을 높이고 있다. 전남 진도에서도 구기자가 많이 난다. 진도에서는 구기자가 진돗개, 돌미역과 함께 ‘삼보’(三寶)로 꼽힌다. 구기자는 서양에서도 인기를 끌고 있다. 건강에 좋다는 연구 결과가 알려지면서 서양에서도 고지 베리, 울프 베리 등으로 팔린다. ■면역 쑥쑥…항암 효과 두루 갖춘 약재 ‘산수유’ ‘남자한테 참 좋은데, 표현할 방법이 없네’라는 광고로 잘 알려진 산수유는 예로부터 성(性) 기능을 높여 주고 오장을 편하게 해주는 약재로 꼽혀 왔다. 간과 신장을 보호하고 뼈도 튼튼하게 한다. 민간에서 노인의 요실금이나 어린이가 잠자리에 오줌을 누는 야뇨증을 치료하는 데 썼다. 최근에는 산수유가 당뇨를 막아 주고, 콜레스테롤을 낮춰 주는 효능이 있다는 연구 결과가 나왔다. 피부암인 흑색종이 생기는 것을 막는 등 면역력과 관련된 T세포를 증가시켜 암세포를 없앤다. 산수유의 주성분인 ‘코르닌’은 인삼에 많은 사포닌의 일종인데 스트레스 호르몬이 많이 분비되는 것을 막아줘 스트레스를 억제해 준다. 전남 구례군 지리산 자락의 산수유 마을이 관광지로 인기다. 봄에 산수유 나무 전체가 노란색 꽃으로 뒤덮여 장관을 이루기 때문이다. 구례는 우리나라에 최초로 산수유가 전래된 곳으로 국내 생산량의 60%를 차지한다. 구례 산수유는 일조 시간이 길어서 고운 빛깔을 띤다. 다른 지역에 비해 가격도 높다.

　국가암정보센터에 따르면 우리나라에서 모든 암의 연령표준화 발생률은 1999년 10만명 당 219.9명이던 것이 2012년에는 319.5명으로 조사됐다. 연평균 3.5%씩 증가한 규모다. 　이들 암 환자들이 치료 목적으로 주로 사용하는 항암제의 주요 성분 중의 하나가 바로 ‘시스플라틴(Cisplatin)’이다. 이 중에서도 시스플라틴은 난소, 방광, 머리, 목 등에 생긴 고형암에 주로 쓰인다. 　이처럼 암 치료에 유용한 시스플라틴이지만, 부작용도 만만치 않다. 구토, 오심, 무기력 등은 물론 신장독성을 가져 급성 신부전이 유발될 있다. 급성 신부전은 항암제 사용, 신장 혈류량 감소, 사구체신염 등에 의해 발병하며, 사구체 여과율의 저하, 질소 노폐물의 축적에 의한 고질소혈증, 체액과 전해질의 불균형 등을 수반, 급속한 신장기능 저하를 초래하는 임상증후군이다. 특히 급성 신부전의 신장기능 장애는 초기 원인제거에 의한 치료에 실패할 경우 회복이 매우 어려운 만성 신부전으로 이행될 위험이 높다. 　이처럼 시스플라틴의로 유발된 급성 신부전을 홍삼의 특정 성분이 완화시킨다는 연구 결과가 제시됐다. 　 충남대 수의과대학 정주영(사진) 교수팀은 모두 42마리의 실험동물(Sprague-Dawely Rat)을 6마리씩 7개 그룹으로 나눠 시스플라틴으로 유발된 급성신부전에 대한 홍삼의 치유 및 보호 효능을 평가했다. 　실험군은 항암제의 일종인 시스플라틴만 투여한 그룹, 고혈압 치료제의 일종인 캡토프릴(Captopril)을 28일간 투여하고 시스플라틴을 투여한 그룹, 홍삼을 농도에 차이를 둬 28일간 투여하고 시스플라틴을 투여한 그룹, 시스플라틴 대신 식염수를 투여한 그룹, 시스플라틴과 식염수를 투여하지 않은 그룹 등으로 분류했으며, 급성 신부전 유발을 위해 실험동물의 최종 희생일 5일 전에 시스플라틴을 투여했다. 　연구팀은 이 실험군을 대상으로 체중 및 소변량의 변화 양상, 혈장 내 신장기능 지표, 신장 내 생체활성 항산화 효소 및 과산화물 제거효소의 변화, 세포산화물 형성, 세포단백질(p53) 유도 정도, 세뇨관 괴사 정도, 전해질 변화 양상을 비교 분석했다. 　그 결과, 홍삼 투여군이 시스플라틴만 투여한 그룹과 비교해 체중감소 정도가 경감되었으며, 신장 내 조직손상 정도를 나타내는 세포산화물 형성, 세포단백질 유도 정도, 세뇨관 괴사 정도도 홍삼 투여군에서 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 　또 홍삼 투여군에서 혈장 내 신장기능 지표 및 소변량의 급격한 증가가 개선되었고, 신장 내 산화 스트레스 조절을 위한 필수 요소인 생체활성 항산화 효소와 과산화물 제거효소도 증가하여, 급성 신장 손상에 있어 홍삼의 신장기능 보호효과가 확인되었다. 　정주영 교수는 논문에서 “이번 연구를 통해 천연 제제인 홍삼을 사용한 치료제 개발 가능성이 확인되었다”면서 “이번 연구에서 암 치료에 쓰이는 시스플라틴으로 인한 신장 기능 감퇴가 홍삼 투여로 개선되는 효과가 입증되었으며, 급성 신부전 외 다른 종류의 신장병 치료에도 홍삼의 효능에 대한 추가적인 연구가 진행될 필요가 있다”고 밝혔다. 　급성 신부전의 치료에는 혈압강하제, 이뇨제, 스테로이드 제제 등 임상증상 완화를 위한 제제가 사용되고 있으나, 근본적인 치료제는 아직 개발되지 않고 있다. 이 연구 결과는 독일에서 발행되는 SCI급 국제 의학학술지인 ‘플란타 메디카(Planta Medica)’ 최근호에 게재되었다. 심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr　 　[용어해설] 　1.고형암(Solid Cancer)=혈액암을 제외한 덩어리로 이뤄진 모든 암. 　2.급성 신부전(Acute Renal Failure)=급격한 콩팥의 배설기능 저하에 의하여 수분, 염분, 그리고 체내 질소대사산물인 요소와 크레아티닌의 급속한 상승을 초래한 병태를 말한다. 빈뇨와 무뇨가 나타나는 특징을 보이며, 급성 신부전을 유발하는 원인을 초기에 제거하면 신장기능이 정상화 될 수 있으나, 병의 기간이 길어질수록 회복에 많은 시간이 걸리거나 만성화하기 쉽다. 　3.혈중요소질소(BUN)=혈액 속의 요소를 말한다. 이 요소는 단백질이나 아미노산의 최종 산물로, 간에서 생산되어 신장으로 배출된다. 인간에게 필수적인 단백질과 아미노산의 산물이어서 모든 사람에게는 항상 일정량이 생산되지만, 신장기능이 나쁠 경우 배설되지 못하고 몸속에 축적돼 신장기능 측정에 주로 이용된다. 　4.크레아티닌(Creatinine)=근육, 뇌, 심장 등에 존재하여 에너지를 보관하는 역할을 하는 효소. 대개 혈액이나 근육에 존재하며, 신장을 통해 몸 밖으 로 배설됨. 혈중에 존재하는 크레아티닌의 농도는 특별한 병변이 없는 한 근육량에 비례하며, 다른 경로 없이 단지 신장을 통해서만 배출이 되므로 신장기능을 평가하는데 많이 사용된다. 　5.생체항산화효소(Glutathione, GSH)=글리신, 글루타민, 시스테인 세 가지 아미노산이 결합된 트리펩타이드로, 체내에서 자연적으로 생산되며, 체내에서 해독기능, 면역기능, 항산화 기능을 수행한다.