뼈와 연골을 동시에 재생할 수 있는 기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다. 이 기술이 실용화되면 인간의 수명이 한층 더 연장될 것으로 기대된다.

한양대학교 생명공학과 신흥수 교수 연구팀은 골과 연골로 분화하는 인공조직을 만들고, 이를 실제 조직과 유사한 수준으로 재생시키는 데 성공했다. 줄기세포들이 응집된 지름 수백 밀리미터 크기 구형 구조체들의 자가조립을 통해 이중층의 인공조직을 유도해 낸 것이다. 

연구팀은 줄기세포들이 구형으로 응집된 구조체 내부에 골과 연골 분화인자를 전달하고, 분화효율을 2배 이상 높여 외부인자 없이 자발적으로 골과 연골로 분화될 수 있도록 했다. 

이를 통해 실제 골-연골 조직과 유사한 이중층 구조로 구현하는 데 성공했다. 21일에 걸친 장기배양에도 줄기세포 구조체는 본래의 골 및 연골세포 성질을 특이적으로 유지한 것으로 확인됐다.

연구팀은 이렇게 만들어진 구조체를 활차구 골-연골 조직이 없는 토끼모델에 이식했다. 그 결과, 골 재생이 대조군 대비 2배 이상 높았고, 국제연골재생평가기준의 2.5배에 달하는 성숙한 연골이 형성됐다. 활차구(trochlea)란 무릎 부위 슬개골과 대퇴골이 만나는 경계에 존재하는 오목한 도르래 모양의 골이다. 연골로 구성된 완충작용을 수행하는 해부학적 구조물이다.

신흥수 교수는 이번 연구와 관련 "손상 부위 이식 연구는 물론 약물 유효성 및 독성평가에 쓰일 수 있는 오가노이드 개발에도 실마리가 될 것"이라고 기대감을 표했다. 오가노이드란 줄기세포로부터 자가재생 및 자가조직화를 통해 형성된 모델 장기의 특이적 세포를 포함하고 있는 3차원 세포집합체를 말한다. 

 

 

뇌혈관장벽을 개방해 알츠하이머 약물 전달을 막는 시술의 치료 효과와 안전성이 확인됐다. 약물 외에 치료법이 없는 알츠하이머에서 약물 전달률을 높여 알츠하이머 극복에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

세브란스병원 신경외과 장진우 교수, 신경과 예병석 교수 연구팀은 2020년 3월부터 8월까지 중증 알츠하이머 환자 5명을 대상으로 뇌혈관장벽 개방술을 3개월 간격으로 2차례 실시했다. 개방술은 환자에게 조영제 투입 후에 전두엽 뇌혈관장벽에 초음파를 집적해 뇌혈관장벽을 20㎤ 정도 광범위하게 여는 술기다. 개방술이 임상에서 쓰인 것은 이번이 세계 처음이다.

환자들은 개방술을 받은 6개월 동안 약을 복용했고 연구 중에 아밀로이드 침착을 확인하는 PET 검사를 시술 전후로 2번 진행했다. 연구팀은 PET 검사 수치를 보정해 ‘표준화 섭취계수율’로 아밀로이드 감소 정도를 파악했다. 보호자를 대상으로는 행동과 심리를 기반으로 치매 중증 정도를 파악하는 CGA-NPI(Caregiver-Administered Neuropsychiatric Inventory)을 실시했다.

연구 결과, 마지막 검사의 표준화 섭취계수율은 환자 평균 0.986으로 첫 검사 결과인 1.002보다 0.016 하락해 아밀로이드가 감소한 것으로 나타났다. CGA-NPI 점수는 8점에서 2점으로 떨어지며 보호자가 느끼는 환자 문제 행동도 호전됐다. 연구 기간 동안 참여자 모두에게서 어떠한 부작용이 발견되지 않아 시술의 안전성도 확인됐다. 

알츠하이머는 뇌에 아밀로이드 단백질이 쌓여 발생한다. 수년 간 축적이 진행되며 기억력부터 언어 기능, 시공간 인지 능력까지 다양한 영역에서 저하를 야기한다.

현재 치매를 치료하는 방법은 약물 외에는 없다. 미국 식품의약국(FDA) 허가를 받은 아밀로이드 제거 약물은 아두카누맙이 유일하나 아직 효과가 제한적이다. 이 밖의 약제는 진행을 늦추는 역할에 그친다.

약물 치료의 걸림돌 중 하나는 뇌혈관장벽이다. 뇌혈관장벽은 뇌를 보호하기 위해 뇌의 항상성을 조절하는 분자만 받아들일 뿐 나머지 물질은 필터링한다. 이러한 필터링 기능이 치매 약물의 전달 효능을 감소시킨다.

연구팀은 치매 약물 전달률을 높이기 위한 뇌혈관장벽 개방 시술의 효과와 더불어 안전성을 연구했다.

 

 

고령의 당뇨환자일수록 인지기능장애가 나타날 위험이 높은 것으로 나타났다. 당뇨를 진단받은 고령자는 혈당 관리와 함께 인지기능을 주기적으로 확인해 볼 필요가 있을 것으로 보인다.

서울대학교병원운영 서울특별시보라매병원 정신건강의학과 오대종·이준영 교수, 핵의학과 김유경 교수 연구팀은 보라매병원 기억장애 클리닉을 방문한 비치매 노인 74명을 대상으로 ▲임상적인 특징 ▲혈액검사 ▲인지기능검사 ▲뇌 MRI 검사 결과를 종합적으로 분석해 당뇨병이 인지기능장애 발병에 미치는 영향과 기전을 연구했다.

연구진은 대상자를 제2형 당뇨병, 당뇨병 전단계, 정상 대조군 등 세 군으로 분류했다. ‘화소기반 분석기법(voxel-based morphometry)’을 통해 각 군의 3D-MRI 뇌 영상과 대뇌 백질 구조를 살펴볼 수 있는 확산텐서영상(diffusion tensor imaging)을 비교 분석했다.

분석 결과, 고령의 당뇨 환자는 정상 노인에 비해 뇌 양측 소뇌 회백질과 전두엽 백질의 부피가 감소해 있었고, 뇌 백질 미세구조에서 광범위한 손상이 관찰됐다. 당뇨병 전단계 그룹의 경우에도 정상 대조군에 비해 왼쪽 앞뇌섬염과 전두엽의 회백질 부피가 감소한 것으로 확인됐다.

제2형 당뇨병이나 당뇨병 전단계와 같이 이상혈당증이 있는 노인은 당화혈색소(HbA1c) 및 인슐린저항성 수치가 높을수록 이에 비례해 소뇌와 전두엽 회백질의 위축과 전두엽 백질의 미세구조 손상이 증가하는 것으로 나타났다.

인지기능검사 결과, 이상혈당증이 있는 노인은 전두엽 및 소뇌의 손상으로 인해 기억력과 언어능력, 반응속도, 집행기능과 같은 다양한 인지기능 저하가 확인됐다.

연구팀 관계자는 헬스코리아뉴스에 “고령자에서 당뇨가 인지기능장애 발병의 유의한 위험인자인 것으로 판단된다”고 밝혔다.

 

 

평균 음주량뿐만 아니라 음주 빈도가 소화기암 발생의 주요 위험요인이 된다는 연구결과가 나왔다. 폭음뿐만 아니라 소량이지만 매일 음주를 할 경우 암 발생 위험을 높인다는 것이어서 애주가들이 눈여겨 보아야할 것으로 보인다.  

서울대학교병원 강남센터 가정의학과 유정은 교수, 삼성서울병원 신동욱 교수 공동연구팀은 2009년부터 2011년까지, 국가건강검진에 참여한 수검자 중 암 진단 이력이 없는 만 40세 이상의 성인 약 1100만 명을 대상으로 음주 패턴에 따른 소화기암 발생을 2017년까지 추적 관찰했다.

연구팀은 연구대상자의 주당 알코올 섭취량에 따라 ▲비음주군 ▲경도 음주군(0-104g/주) ▲중등도 음주군(105-209g/주) ▲과음군(≥210g/주)으로 구분했다. 그리고 주당 음주 횟수(음주 빈도)와 1회 음주량 등 음주 패턴에 따른 소화기암 발생 위험도를 비교했다.

그 결과, 소화기암 발병 위험도는 음주량, 음주빈도와 비례하는 모습을 보인다. 비음주군의 소화기암 발병 위험도를 1로 보았을 때, 과음군과 매일 음주하는 경우 위험도는 각각 1.28, 1.39로 높아졌다. 반면 1회 음주량을 기준으로 5~7잔까지는 위험도가 증가하지만 그 이상 늘어나더라도 위험도가 증가하지 않았다. 

이는 결국 음주량보다 음주 횟수가 암 발병에 더 영향을 미친다는 의미로 풀이된다.

연구팀 관계자는 헬스코리아뉴스에 “‘음주 빈도’가 1회 음주량보다 소화기암 발생에 더 중요한 요인임을 시사한다”며 “이러한 결과는 소화기암의 발생 부위별(식도, 위, 대장, 간, 담도, 췌장)로 나눠 보았을 때에도 거의 일치하는 결과를 보였다”고 설명했다.

 

 

사람의 뇌를 모사한 혈관-뇌 장벽 칩이 개발돼 주목된다. 혈관-뇌 장벽은 뇌로 이물질이 침입하는 것을 막는 기능을 한다. 개발된 혈관-뇌 장벽 칩은 뇌종양 연구와 치료제 발굴, 효능 검사 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원 김홍남・최낙원 박사, 서울대학교 이강원 교수 공동 연구팀은 건국대학교 나승열 교수와 협력으로 혈관-뇌 장벽을 모사한 체외 플랫폼을 선보였다. 입체적인 장기 칩 형태로 혈관-뇌 장벽을 모사한 것이다. 장기 칩이란 특정 장기를 구성하는 세포를 플라스틱, 고무 등으로 제작된 칩 상에 배양, 해당 장기의 특성과 기능을 모방하는 기술을 말한다. 

연구팀은 혈관-뇌 장벽을 구성하는 3종 세포(뇌혈관 세포, 성상교세포, 혈관주위세포)를 하이드로겔 기반으로 공배양해 실제와 유사한 혈관-뇌 장벽을 칩 상에 구현했다. 여기에 3차원 형태의 뇌 암세포를 함께 배양, 실제와 유사한 암 미세환경이 모사된 뇌종양 모델을 구현했다. 이를 통해 이들 3종 세포가 존재할 경우 뇌 암세포가 주변 조직으로 침윤하는 특성과 항암제에 대한 약물 저항성이 커지는 것을 알아냈다.

나아가 연구팀은 혈관-뇌 장벽을 개방시키는 약물인 진토닌과 만니톨을 이용해 일시적으로 혈관-뇌 장벽을 개방시켰을때, 혈관-뇌 장벽 비투과성 항암제의 전달 효과가 증대되는 것을 확인, 모델의 검증에도 성공했다.

김홍남 박사는 "사람과 상이한 약물반응을 보일 수 있는 동물모델이나 실제 암 미세환경을 모사하기 어려운 암세포 단독 세포배양 모델보다 높은 신뢰도로 약물의 반응결과를 얻을 수 있을 것"이라며 "환자 유래의 세포를 이용하여 환자 개인별로 약물 반응을 예측하고 약물 조합군을 찾아내는 개인맞춤의학(personalized medicine)에도 응용될 수 있을 것"이라고 전망했다. 

연구팀은 "이번 연구에서는 뇌 암 세포주를 이용했지만, 추후 정상인 및 환자에서 확보한 세포를 이용한다면 장기 맞춤형 특징을 모사한 모델로도 이용할 수 있을 것"이라고 기대감을 표했다.

 

 

고온다습한 기후로 인해 탈수가 심해지는 여름철에는 경계성 양수 과소증 발생 빈도가 증가한다는 사실이 밝혀졌다. 양수 양이 적은 양수 과소증의 경우, 신생아 입원 및 사망으로 이어질 수 있어 임산부의 충분한 수분섭취가 중요하다는 얘기다.   

인제대학교 상계백병원 산부인과 양승우 교수 연구팀은 2005년부터 2019년까지 우리나라의 월평균 기온과 습도에 따른 6438명의 임산부에 대한 1만 9724건의 양수량 측정결과를 비교·분석했다.

연구 결과, 임신 3분기(임신주수 28주 이상)일 경우 여름철(7~8월)에 경계성 양수과소증(양수지수 AFI 5-8)의 발생 빈도가 증가하는 것으로 나타났다. 경계성 양수과소증 산모에서 출생한 신생아의 합병증은 유의미하게 증가하지 않았으나 출생체중은 감소하고 신생아 중환자실 입원 빈도는 증가했다. 

양승우 교수는 “현재까지 우리나라 산모 양수량의 연중변화에 대한 연구가 이루어지지 않았다. 특히 경계성 양수감소증의 경우 신생아 및 산모의 예후에 대한 연구가 부족해 이번 연구가 도움이 될 것으로 보인다”며 “여름철 산모의 충분한 수분 섭취를 권장하고 정기적인 산전관리에도 노력을 기울여야 할 필요성이 있다”고 말했다.

 

 

주말과 주중 수면이 불규칙한 한국인 중, 특히 은퇴 이후 경제활동이 없는 60세 이상 노인 남성의 비만위험이 더 높다는 연구결과가 나왔다. 은퇴 후 경제활동의 유무에 따라 비만 위험성이 달라질 수 있어 주목된다. 

고려대 안암병원 가정의학과 김양현 교수 연구팀은 2016년 국민건강영양조사(KNHANES) 데이터를 통해 총 5684명의 대상자(남성 2453명, 여성 3231명)를 연령, 성별, 근로상태에 따라 소집단으로 분류했다. 그리고 수면 불일치 상위 그룹(주중과 주말 간 수면시간의 차이가 90분 이상)과 하위 그룹의 오즈비(Odds Ratio)를 비교분석해 비만과 수면불일치 간의 연관성을 분석했다.

연구결과, 주말과 주중의 수면불일치를 겪는 한국인 중 경제활동이 없는 남성의 경우, 비만 위험의 증가가 수면불일치와 관련이 있는 것으로 나타났다. 특히 은퇴 등으로 경제활동이 없는 60세 이상 노인 남성의 경우, 비만이 나타날 확률은 2.89배 더 증가했다. 반면, 60세 이상 여성은 비만이 될 확률은 높아졌지만, 비만 위험이 통계적으로 유의하게 증가하지 않았다.

김양현 교수는 “수면 불규칙의 개념을 일상적인 수면 불규칙에서 주말과 주중 사이의 수면불규칙으로 확대해 한국인의 수면 불규칙과 비만 사이의 연관성에 대한 또 다른 증거를 제시할 수 있는 연구”라며 “사회경제적 관점에서, 본 연구의 결과는 남성 노인의 경제활동이 수면과 더불어 사회 전반의 건강증진에도 도움이 될 수 있음을 시사하는 것”이라고 말했다.

 

 

위염 치료제를 한 달 이상 복용하면 위암 발생이 2배 이상 높아진다는 연구결과가 나왔다. 임상 시험 없이 약물사용과 만성질환 발생의 연관성을 확인할 수 있는 분석코드를 개발해 이를 통해 밝혀낸 것이다. 

한림대학교 신운건, 서승인 교수 연구팀은 분석코드를 활용해 공통데이터모델로 변환된 120만 명의 건강보험공단 샘플 코호트를 바탕으로, 양성자펌프억제제 장기 사용과 위암발생 위험의 연관성을 분석했다. 양성자펌프억제제는 양성자를 세포 밖 또는 세포 소기관 밖으로 수송하는 체내 단백질인 양성자펌프를 억제해 역류성 식도염, 위·십이지장 궤양, 헬리코박터 감염의 치료에 사용하는 약물이다. 

연구 결과, 양성자펌프억제제를 30일 이상 복용한 복용군은 복용하지 않은 대조군에 비해 위암발생의 위험도가 2.37배 높았다. 위암발생의 발암인자로 알려진 헬리코박터 파일로리를 제균한 환자에서도 180일 이상 양성자펌프억제제를 장기 복용한 경우 위암발생의 위험도가 2.22배 높은 것으로 나타났다. 

양성자펌프억제제는 위식도역류질환의 치료, 소화성 궤양 또는 소염제와 관련된 궤양의 치료와 예방, 헬리코박터 파일로리 감염의 치료 등에 효과적인 약물로 널리 사용돼 왔다. 하지만 장기간 복용할 경우 치매, 골다공증, 콩팥기능장애, 위암 등 여러 가지 만성 질환을 일으킬 수 있다는 단편적인 연구 결과들도 꾸준히 발표돼 왔다.

일반적으로 약물의 부작용과 만성 질환과의 인과관계를 규명하기 위해서는 잘 계획된 임상시험이 필요하다. 하지만 약물 부작용의 빈도가 낮고, 많은 수의 임상시험대상자가 필요해 장기간의 연구기간, 윤리적인 문제가 있어 실제로 임상시험을 진행하는 데에는 어려움이 있다.

이번 연구는 근거창출 신뢰성이 높다고 알려진 무작위배정 임상시험과 유사한 분석 환경을 조성하고 공통데이터모델로 변환된 대규모의 환자 기록을 아틀라스 플랫폼을 이용해 설계했다. 이후 연령, 성별, 약물, 질환 등 기본으로 설정되어 있는 1만 4578가지의 요소를 보정하는 성향점수매칭을 시행하고, 90개의 음성대조군 질환을 분석했다.

 

 

모든 사람의 희망인 장수(長壽). 손톱보다 작지만 우리와 유전자를 83% 공유하는 예쁜꼬마선충에 대한 연구를 통해 장수에 영향을 미치는 새로운 항노화 단백질이 있다는 사실이 밝혀졌다.

세포 내에서 생성된 단백질을 목적에 따라 변형시키거나 분류해 필요한 위치로 배송하는 세포 내 우체국과 같은 역할을 하는 골지체에 존재하는 단백질(MON2)은 기존에 주로 물질 수송을 조절하는 핵심 인자로 알려져 있었다. 골지체란 세포소기관(세포속 특별한 기능을하는 작은 기관) 중 하나로, 단백질 혹은 지질의 변형 장소 혹은 다른 기관으로 수송하기 위한 분류를 위한 장소이다.

한국과학기술원 이승재 교수, 한국과학기술연구원 이철주 박사, 포항공과대학교 박승열 교수 연구팀은 MON2 단백질이 자가포식을 통해 장수를 유도하는 과정을 규명했다. 

연구팀은 세포 내 에너지 공장인 미토콘드리아의 기능이 조금 둔화됐을 때 장수가 유도된다는 기존 연구결과들을 토대로 연구를 진행했다. 물질 수송과 단백질 변형 등이 일어나는 골지체 및 미토콘드리아와 노화의 관계에 주목했다. 미토콘드리아란 세포소기관 중 하나로, 세포 호흡을 해 에너지를 생산한다. 

연구팀은 단백체학 기술을 활용, 미토콘드리아 호흡이 저하돼 수명이 길어진 돌연변이 예쁜꼬마선충에서 정상 선충과 달리 특이적으로 많이 생성되거나 적게 생성되는 골지체 단백질 MON2를 포함, 단백질 1000여 종을 발굴했다. 

이후 이들 돌연변이 모델의 수명변화를 살펴봤다. 그 결과, 골지체 단백질 MON2가 미토콘드리아 돌연변이뿐만 아니라 식이 제한된 예쁜꼬마선충의 장수에 필요하다는 것을 알아냈다. 

이승재 교수는 “미토콘드리아, 골지체, 오토파고좀의 세 가지 세포소기관의 유기적인 소통이 장수와 관련 있음을 제시한 연구”라며 “이번 연구는 장수유도단백질 MON2를 활성화시킬 수 있는 물질 발굴 등을 위한 기초자료가 될 것으로 생각한다”고 말했다.