치주염이 원형탈모증 발생을 유의미하게 높인다는 연구 결과와 편도질환이 백반증 발생을 유의미하게 높인다는 연구 결과가 동시에 나왔다.

전북대병원 이비인후과 김종승 교수 연구팀과 피부과 박진-남경화 교수 연구팀의 공동 연구성과다. 연구팀은 국민건강보험공단의 표본 코호트(NSC) 데이터베이스를 분석해 치주염이 원형탈모증 발생을 유의미하게 증가시킨다는 연구결과를 유럽 피부과학회지 ‘Journal of the European of Dermatology and Venereology(Impact Factor 9.228)’ 온라인판 최신호에 게재했다.

연구 결과에 따르면 치주염으로 진단받은 환자들에게서 원형 탈모증 발생이 1.36배 더 증가하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 또 편도질환이 백반증 발생을 유의미하게 증가시킨다는 연구결과를 국제학술지 ‘Frontiers in Medicine(Impact Factor 5.058)’에 게재했다.

연구결과 편도질환으로 진단받은 환자들은 백반증 발생이 1.16배 더 증가하는 것으로 나타났다. 반대로 편도절제술을 받은 환자들은 백반증 발생이 0.82배로 낮아진다는 사실을 확인했다.

김종승 교수 연구팀은 2020년 2월 국립대학 최초로 의료정보학 교실을 개설하고 건보공단과 협약을 통해 의학 분야와 데이터 사이언스의 접목으로 질병 사이의 상관관계 및 병인 규명을 연구하고 있다.

 

국내 연구팀이 미토콘드리아 손상에 의해 발생하는 질환에 대한 원천치료 가능성을 제시했다. 미토콘드리아-금 메타나노입자 복합체 형성을 통해 미토콘드리아의 기능강화, 손상된 미토콘드리아의 기능회복 효과를 밝혀낸 것이다.

가톨릭대 의과대학 의생명과학교실 조미라 교수와 서강대 강태욱 교수 공동연구팀은 미토콘드리아의 표면전하 및 막구조 특성에 착안해 물리적 특성이 제어된 금 메타나노입자(gold nanoparticle, GNP)와 복합체를 형성하여 세포수준에서 미토콘드리아의 기능 조절 효과 조사를 진행했다.

미토콘드리아는 세포의 신진대사, 증식 및 세포사멸을 조절하여 세포의 운명을 조절하는 세포내 중앙 소기관이다.

미토콘드리아는 일련의 단백질 복합체 I-IV 산화환원 반응을 통해 NADH를 이용하여 산소를 생성하게 되는데, 이 과정에서 전자를 전달하는 미토콘드리아 내막의 전자전달계(electron transport chain, ETC)가 중요한 역할을 한다. 전자전달계의 단백질 복합체는 종종 미토콘드리아 DNA 돌연변이 또는 활성산소(reactive oxygen species, ROS)로 인해 기능 장애가 발생하게 된다.

결과적으로 기능 장애가 있는 전자전달계 복합체를 통한 전자 흐름이 강하게 억제되어 양성자 구배, 산소 소비 및 ATP(생체 내의 에너지 대사에 관여하는 물질) 생산과 같은 전자전달계의 활성이 감소하게 된다. 이러한 미토콘드리아의 기능 장애는 염증, 신경변성, 심혈관 질환을 포함하는 다양한 미토콘드리아 질환과 밀접한 관련이 있다.

정상적인 전자전달계에서도 이동되는 전자의 약 2%가 주변 분자 산소와 반응하여 전자전달계의 단백질 복합체에 산화적 손상을 일으키는 활성산소를 생성하는 것으로 알려져 있다.

손상된 전자전달계의 기능을 회복 시기키 위해 이데베논(idebenone), 메틸렌 블루(methylene blue)와 같은 물질들이 사용되고 있지만 세포 독성이 발생하는 등 그 기능이 제한되어 있다. 

연구팀은 금 메타나노입자가 미토콘드리아의 내부 막에 선택적으로 결합하여, 전자전달계를 대체함으로써 미토콘드리아 전자전달계 활성을 증가시킴으로써 효율적인 전자 전달 매개체로 활용될 수 있음을 밝혀냈다.

광학현미경을 통해 금 메타나노입자가 미토콘드리아에 결합하여 복합체가 형성되는 것을 실시간으로 확인하였고, 전자전달계에 근접하여 위치한다는 사실을 추가로 밝혀냈다. 건강한 마우스 비장세포에서 미토콘드리아-금 나노입자 복합체 이식은 미토콘드리아 단독 이식의 경우와 비교하였을 때, 미토콘드리아의 막전위가 증가하는 것을 확인하였으며, 산소 소비(oxygen consumption rate, OCR)가 증가하는 것도 확인했다.

연구팀은 또 미토콘드리아의 중요 기능 중 하나인 ATP 생산이 미토콘드리아-금 나노입자 복합체 이식에 의해 증가된다는 사실을 규명했다.  연구팀은 나아가 손상된 마우스 비장세포에 미토콘드리아-금 나노입자 복합체를 이식하게 되면 미토콘드리아 단독 이식 때와 비교하여 손상되었던 미토콘드리아의 기능(막 전위)이 회복되는 것을 확인했다.

연구팀 관계자는 헬스코리아뉴스에 “이번 연구에서 미토콘드리아-금 메타나노입자 복합체의 이식이 미토콘드리아 단독 이식과 비교하였을 때 건강한 세포의 미토콘드리아 기능을 더욱더 강화시켜 주는 것은 물론, 손상된 세포에서 기능이 저하된 미토콘드리아의 기능을 회복시켜줄 수 있음을 확인한 것”이라고 말했다.

 

 

국내 연구팀이 각종 신경질환을 진단할 수 있는 스마트 인공수정체 기술 개발에 성공했다.

이번 개발로 시력 개선 목적으로만 사용하던 인공수정체에 진단 센싱 능력을 탑재하며 눈을 통해 안과 질환뿐 아니라 퇴행성 뇌질환 등 각종 신경질환을 조기 진단할 수 있는 발판을 마련했다는 평가가 나온다. 스마트 인공수정체를 이용해 질병의 진행을 늦추거나 예방하고 적절한 치료 시기를 결정할 수도 있을 것으로 기대된다.

연세대학교 의과대학 용인세브란스병원 안과 지용우 교수, 강남세브란스병원 안과 이형근 교수, 연세대 공과대학 화공생명공학과 고원건 교수와 김세민 연구원, 한국기계연구원 나노공정 연구실 이재종 박사와 김기홍 박사 공동 연구팀의 성과다. 

연구팀은 뇌와 직접 연결되어 있으면서 그 내부를 들여다볼 수 있는 눈의 특성에 착안해 눈물, 방수 등 안구액을 통해 뇌질환을 조기 진단하기 위한 연구를 수년간 이어오고 있다. 안구를 통해 바이오마커를 검출하고 실제로 진단에 활용하려면 그에 걸맞은 바이오센싱 시스템이 필요한데, 이번 스마트 인공수정체 개발로 이를 현실화했다.

항체가 결합된 하이드로겔 패턴이 타깃 바이오마커와 반응하면 수축하게 되는데, 스마트 인공수정체는 수축으로 좁아진 패턴을 기준격자와 겹쳤을 때 생성되는 모아레 신호의 변화를 이용하는 원리로 바이오마커를 검출한다.

모아레 신호를 이용하는 경우 하이드로겔의 변화를 직접 관찰하는 방식과 비교해 나노 단위의 고감도 변화량 감지가 가능하다. 또한, 기존의 바이오센서가 사용하던 전기화학적 혹은 형광발현 표지자를 사용하지 않고도 직관적인 감지가 가능하며, 외부 전력이나 광원이 필요 없어 생체 내 삽입하는 센서로서 적합하다는 장점이 있다. 일선 진료실에서 사용하는 세극등현미경을 통해 모아레 신호를 관찰할 수 있어 수술 후 모니터링 또한 쉽다.

스마트 인공수정체를 삽입하는 수술의 안전성 또한 입증됐다. 인공수정체 삽입은 백내장 수술의 일환으로 시행되는데, 백내장 수술은 전 세계에서 가장 많이, 그리고 가장 안전하게 이루어지는 수술이다. 국내에서도 연평균 수술 건수 1위를 기록하고 있다.

기술 개발에 사용한 모든 물질은 향후 의료 상용화를 염두에 두고 기존의 인공수정체 또는 다른 인체 삽입물에 사용해왔던 것들을 활용했다. 사람 안구 세포실험 및 돼지 안구 생체외실험, 살아있는 토끼를 이용한 전임상 생체내실험까지 거치며 생체 적합성, 안정성 및 바이오마커 검출 능력까지 확인했다.

 

 

국내 연구진이 간암으로 발전할 가능성이 높은 C형 간염 바이러스 신규 치료 방법 및 치료제 개발의 실마리를 찾았다.

C형 간염 바이러스는 현재까지 예방 백신이 개발되지 않아 사전 예방이 불가능하다. 혈액을 통해 주로 감염되는 C형 간염으로 인해 전 세계적으로 1억여 명의 환자가 고통 받고 있다. C형 간염은 만성 간염으로 이어지면 간경화 및 간암으로 발전할 가능성이 매우 높다.

국립암센터 김종헌 교수(암분자생물학연구과 수석연구원), 서유나 연구원(암분자생물학연구과), 박종배 교수(국립암센터 국제암대학원대학교 산학협력단장), 한국생명공학연구원 조성찬 교수(책임연구원) 공동 연구팀은 C형 간염의 바이러스 증식 핵심 메커니즘을 규명했다. 항바이러스 신약 후보 물질로 ‘리고세르팁’을 발굴해 C형 간염 바이러스의 증식을 억제할 수 있는 새로운 방법도 찾았다. 

C형 간염의 바이러스 증식 메커니즘 규명과 관련된 이번 연구는 지난 2020년 C형간염 바이러스 발견이 노벨상을 수상한 바가 있는 만큼 영향력이 큰 성과이며, 이번 연구는 특히 마이크로RNA(miRNA)와도 관련된 연구라 주목할 만하다.

이번 연구는 코로나19 예방 백신으로 널리 알려진 mRNA가 아닌, 마이크로RNA와 관련된 연구다. 일반적으로 21~23개 서열의 작은 RNA 조각인 마이크로RNA는 기존 RNA와는 기능이 크게 다르고 mRNA 등과 결합해 주로 단백질의 발현을 조절하는 역할을 한다. 

유전자 발현 억제가 주요 기능이지만 간에만 발현되는 마이크로RNA-122(miR-122)라 불리는 마이크로RNA는 기능이 다르다. miR-122는 간에서만 발현되는 22개 서열의 마이크로RNA로서, C형 간염 바이러스 RNA의 5′(5프라임) 끝 부분에 결합해 바이러스 RNA를 안정화시키고 단백질의 발현을 증폭시켜 바이러스의 증식에 도움을 준다. C형 간염 바이러스는 인간의 간에 존재하는 miR-122를 바이러스 증식에 매우 교묘하게 이용하는 것이다.

연구팀은 바이러스의 증식에 핵심적인 miR-122를 조절하는 상위 신호전달 PLK1(폴로 유사 단백질 인산화효소 1)-ELAVL1/HuR(인간 항원 R) 메커니즘을 밝혔다. 이 신호전달 메커니즘을 규명함으로써 신호전달 과정을 조절하는 항바이러스 신약 후보 물질로 ‘리고세르팁’을 발굴해냈다. 

‘리고세르팁’은 세포 내 PLK1의 인산화 효소 기능을 억제하고 최종적으로 PLK1 하위 신호전달과정(ELAVL1/HuR-miR-122)을 저해해 C형 간염 바이러스 증식을 억제한다. 연구팀은 신약 후보 물질인 ‘리고세르팁’의 항바이러스 효능을 간암 세포주·동물실험을 통해 확인했다. 발굴된 C형 간염 바이러스 신약 후보 물질 ‘리고세르팁’은 현재 항암제 후보로서 임상 3상 평가 중이다.

김종헌 교수는 “miR-122와 관련해 발굴해낸 신약 후보 물질인 ‘리고세르팁’이 향후 간암 발생과 밀접한 관련이 있는 C형 간염 바이러스 증식을 억제하는 새로운 방식의 치료제 후보가 될 것으로 기대한다”며 “이번 연구를 통해 발굴된 ‘리고세르팁’은 기존에 길리어드 사이언스사에서 개발한 블록버스터 신약 ‘소포스부비어’의 아킬레스건인 RNA 바이러스 변이 저항성을 극복할 수 있는 대안이 될 것이다”고 말했다.

이번 연구 결과는 세계적 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 논문으로 게재됐다. 국립암센터 공익적 암 연구사업, 한국연구재단 중견연구자 지원사업, 한국생명공학연구원 연구사업의 지원으로 수행됐다. 

연구팀은 C형 간염 바이러스 증식과 마이크로RNA-122의 조절을 동시에 민감하게 감지할 수 있는 발광 센서 시스템에 대해 현재 특허 출원을 마쳤고 기초연구, 신약개발 및 발굴을 위한 추가 연구도 진행 중이다.
 

 

아주대병원이 국내에서 F-18 FACBC(F-18 플루시클로빈) PET/CT(양전자방출단층촬영/전산화단층촬영) 검사 첫 사례를 시행해 전립선암 재발 의심환자의 골반 림프절 전이를 발견했다. 

아주대병원 비뇨의학과 김선일 교수, 핵의학과 박용진 교수 주도로 지난해 11월 전립선암 재발 의심환자 A씨가 새로운 전립선암 진단 방사성의약품 ‘F-18 FACBC’ 첫 투여 후 PET/CT 검사를 받았으며, 검사결과 골반 림프절 전이가 발견됐다.

과거 전립선암을 진단받은 바 있는 A씨는 최근 혈액검사에서 전립선특이항원(PSA) 수치가 상승해 재발이 의심되는 상황이었으나 기존 진단검사에서 전이 및 암병변을 발견하지 못했다. 이에 의료진은 국내에서는 아직 시행하고 있지 않지만, 미국 및 유럽 등에서 보다 정확한 진단을 위해 시행하고 있는 F-18 FACBC PET/CT 검사를 시행키로 결정했다. 그 결과 기존 진단검사에서 찾지 못한 골반 림프절 전이를 조기에 발견할 수 있었다.

이번에 첫 도입한 F-18 플로시클로빈 또는 악슈민으로 알려진 F-18 FACBC는 전립선암 재발환자를 대상으로 한 진단용 방사성의약품이다. 2016년 미국 FDA, 2017년 유럽 EMA 등 전세계 35개국에서 승인된 방사성의약품으로 현재까지 약 19만 6,000명의 전립선암 재발환자에게 사용됐다.

A씨처럼 재발 소견이 보이나 기존 진단검사로 특이 소견을 발견하지 못한 환자군의 57%에서 새로운 전이 병변을 찾았다는 연구결과가 있다.

국내에서는 전립선암의 재발이 의심되는 경우, 주로 PSA, MRI, CT, 뼈스캔 등의 진단검사를 시행하고 있으나 전이 및 암병변을 정확하게 발견하는 데 한계가 있었다.

김선일 비뇨기암센터장은 “고령화 추세에 따라 국내 전립선암 환자가 꾸준히 증가하고 있는 가운데, 이번 F-18 FACBC PET/CT 첫 시행을 계기로 전립선암 재발 의심 환자들이 조기에전이 및 암병변을 발견함으로써 치료율 및 생존율을 높이는 데 기여하기를 바란다”고 밝혔다.

 

담도암의 진행과 전이를 억제해 치료경과를 향상시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 담도암은 수술을 포함한 치료를 하더라도 5년 생존율이 20~30%에 머무는 악성질환이다. 담도암의 치료경과가 이처럼 안 좋은 이유는 증상 발현이 늦고, 초기에 전이를 일으키기 때문이다. 

한림대동탄성심병원 소화기내과 이진 교수 연구팀은 간 또는 담석 질환에서 큰 부작용 없이 널리 사용되고 있는 우루소데옥시콜린산이 담도암세포의 표피성장인자 수용체(EGFR)를 억제하는 것을 확인했다. 우루소데옥시콜린산은 암의 진행과 전이에 결정적인 영향을 끼치는 암세포의 ‘상피-간엽성 전환’ 과정을 강력하게 저지한 것으로 나타났다. 

암세포는 초기에 안정적인 상피성 세포형질을 가지고 있다가 유전자적 변이를 일으키며 간엽성 세포형질로 변화한다. 이때 공격성과 전이성이 증가하고, 인근 조직과 및 림프관으로 쉽게 침투한다. 우루소데옥시콜린산은 담도암세포의 상피-간엽성 전환을 일으키는 표피성장인자 수용체를 억제함으로써 암의 진행과 전이를 억제한다.

우루소데옥시콜린산은 직접적으로 담도암세포의 증식을 막았으며 기존의 표적치료제인 게피티니브(gefitinib)와 함께 사용할 경우 항암효과가 증대됐다.

이진 교수는 앞서 2021년에도 국제학술지 ‘Molecular Biology Reports’에 우루소데옥시콜린산이 담도암 세포의 세포자멸사를 유도하고, 종양 억제 유전자를 활성화하며 암 증식에 관여하는 여러 단백질을 억제해 항암효과가 있음을 발표한 바 있다.

이진 교수는 “담도암 환자는 수술을 하더라도 조기에 재발하고 항암제에 반응이 좋지 않다”며 “이번 연구를 통해 우루소데옥시콜린산을 단독 또는 다른 항암제와 병합해 투여함으로써 담도암의 재발과 진행을 억제할 수 있는 가능성이 높음을 확인했다”고 설명했다. 

이어 “담도암 발생의 위험이 큰 만성담도염 및 담도담석 환자에게 담도암 발생을 예방할 수 약제로서의 가능성도 충분하다”며 “현재 세포연구 단계로 추가적인 동물실험과 임상시험을 준비 중이다”고 말했다.

 

유방암 치료시 항암화학요법 적용을 줄이고도 생존율을 유지할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 

고려대학교 안암병원 정승필 교수 연구팀이 유방암 항암화학요법을 받은 환자의 비율은 점차 감소하였으나 유방암 생존율에는 차이가 없다는 것을 밝혀냈다. 

유방암의 항암화학요법은 삼중음성 유방암, Her-2 양성 유방암에서 탁월한 효과가 있다. 특히 전체 유방암 환자의 70%를 차지하는 호르몬수용체 양성 유방암이 진행한 경우에도 전신치료시 적용하는 중요한 치료법 중 하나다. 그러나 항암화학요법은 탈모, 조기폐경, 체형변화, 구역, 구토 등의 여러 부작용으로 환자들이 두려워하는 치료법으로 인식되고 있다.

연구팀은 2000년 1월부터 2018년 12월까지 유방암학회에 등록된 7만 5730명의 수술환자의 데이터를 확인했다. 이 중 호르몬수용체 양성 유방암 환자 4만 938명을 대상으로 빅데이터 분석을 시행한 결과 2000년에는 유방암 수술환자 중 80%가 항암화학요법을 받았으나 2018년에는 20%의 환자만 항암화학요법을 받았으며, 나이, 병기등을 보정한 다변량분석에서 5년 생존율 90% 이상으로 차이가 없다는 것을 확인했다. 

약 20년 사이 항암화학요법이 없어도 유방암 치료가 가능해졌다는 것은 항암치료를 두려워하는 유방암환자들에게는 희망적인 소식이다.

정승필 교수는 “유방검진으로 인한 조기 발견, 항호르몬치료제의 발전과 누적된 연구, 그리고 항암치료효과 예측을 위한 유전자 검사법의 발달로 인해 항암치료를 점차 줄이고 항호르몬치료만으로도 생존율을 유지할 수 있었던 것으로 분석된다”고 설명했다.

유방암의 종류 중, 호르몬수용체 양성 유방암은 여성호르몬에 노출될 경우 재발이나 전이로 진행될 수 있기 때문에 여성호르몬 억제제를 복용하며, 필요한 경우에는 항암화학요법을 병행한다. 암의 병기, 분화도, 폐경여부, 유전자 검사 등을 종합하여 항암화학요법의 적용여부를 결정한다.

정 교수는 “유방암 환우들이 두려워하는 항암치료를 최대한 피하면서도 안전한 치료법을 사용하고자 노력하고 있지만, 병기가 높고 전이와 재발의 위험이 높은 경우 항암화학요법을 통한 전신치료가 반드시 필요하다”며 “정기적인 유방검진으로 유방암의 조기발견과 더불어 정확한 치료방향 결정이 가장 중요하다”고 강조했다.

 

국내 연구진이 비알코올성 지방간질환을 가진 근감소성 비만 환자의 간섬유화와 심혈관질환의 위험도를 분석한 연구 결과를 최초로 발표했다.

세브란스병원 소화기내과 김승업 교수, 이대서울병원 소화기내과 이민종‧전호수 교수는 소화기내과 분야 유명 학술지 중 하나인 Clinical Gastroenterology and Hepatology 온라인판 최근호에 ‘비알코올성 지방간질환을 가진 근감소성 비만 환자에서 간섬유화와 심혈관질환의 고위험군 분류를 위한 새로운 선별 모형 개발’에 대해 발표했다.

비알코올성 지방간질환을 가진 근감소성 비만 환자란 술을 전혀 안 마시거나 소량을 마실 뿐인데도 지방간이 있으면서 근육량과 근력, 근육기능이 모두 감소하고 비만이 동시에 존재하는 근감소성 비만이 있는 환자를 말한다. 최근 비만, 당뇨병 등의 대사질환이 늘어나면서 이러한 환자들의 수가 늘고 있다.

연구팀은 지난 2014년부터 2020년까지 이대서울병원과 이대목동병원, 신촌 세브란스병원에서 건강검진 프로그램에 참여해 체성분분석기로 사지근육량 평가를 받은 2만 3889명의 비알코올성 지방간질환 환자를 대상으로 근감소성 비만 환자의 특성을 평가했다.

간섬유화‧심혈관질환 위험도와 독립적인 연관성을 가지는 변수들(나이, 남성, 근감소증 정도, 대사증후군)을 이용해 위험도 분류 선별 모형을 개발했다. 대상자의 69.5%인 1만 6601명이 남성이었고, 대상자의 평균연령은 50세였다.

연구 결과, 전체 대상자의 5.4%(1297명)에서 근감소성 비만이 확인됐고, 그중 선별 모형을 통한 간섬유화와 심혈관질환 발생 고위험군은 37.5%(487명), 저위험군은 62.5%(810명)로 나타났다.

고위험군은 근감소성 비만이 없는 군에 비해 간섬유화와 심혈관질환의 위험도가 각각 2.98배, 4.41배 높았으나 저위험군은 근감소성 비만이 없는 군과 위험도의 차이가 없었다.

실제 근감소성 비만 환자들의 추적 관찰 시(중간 추적 기간: 36.4개월) 고위험군은 간섬유화, 심혈관질환, 간경변증의 누적발생률이 저위험군에 비해 유의미하게 높았으며 생존율은 낮았다.