조직마다 다른 골격계의 산소 농도를 반영할 수 있는 세포배양 시스템이 개발됐다.

연세대 의과대학 의학공학교실 성학준 교수, 하현수 강사, 김혜선 연구원 연구팀은 산소 농도에 따라 다른 분화 양상을 보이는 골격계 세포를 실제와 같이 배양할 수 있는 시스템을 만들었다.

산소는 신체 에너지 생산과 세포 분화 등에 관여한다. 대기 산소 농도는 21%이지만 체내에 들어와 폐와 혈관을 거쳐 신체 각 조직으로 퍼지면서 농도는 2~10%로 떨어진다. 골격계에서는 혈관 유무에 따라 조직마다 산소 농도가 다르다. 혈관이 없는 연골은 낮은 산소 농도를 가지는 반면 혈관이 존재하는 뼈 조직은 높은 산소 농도를 지닌다.

골격계 중 뼈 사이 공간을 채우고 있는 골수에서 유래한 중간엽줄기세포는 뼈와 연골 등으로 분화 가능한 생체 줄기세포 중 하나다. 중간엽줄기세포는 산소 농도에 민감한 만큼 다양한 산소 농도에서 중간엽줄기세포의 분화를 확인하는 연구가 진행되고 있다. 하지만 인체 혈관구조 모방이 힘들어 산소 농도에 민감한 실제 환경을 완벽하게 구현하기 힘들다는 한계가 있다.

연구팀은 다양한 산소 농도를 반영할 수 있는 세포배양 시스템을 개발하고 그 유효성을 확인하는 실험을 실시했다.

 

연구팀은 먼저 컴퓨터 시뮬레이션 기술인 전산유체역학과 함께 젤라틴 기반 고분자 물질인 하이드로겔을 활용해 세포배양 시스템을 만들었다. 개발 시스템에서는 과산화수소가 촉매와 만나 산소와 결합하고 수소와는 분리하는 산화환원을 일으켜 산소가 만들어진다. 산소는 배지를 지나 하이드로겔 안에서 확산해 다양한 산소 농도를 갖춘 공간 구성을 띈다. 세포배양 시스템 공간은 실제 신체 산소 농도의 상대 비율에 따라 높음(42.72%), 중간(17.33%), 낮음(9.67%)으로 구분했다.

여기에 배양한 세포들은 주변 화학 성분 농도 차이를 인식하고 이동하는 주화성 원리에 따라 스스로 배양 가능한 산소 농도를 찾아 이동한다. 다양한 산소 농도 공간을 갖는 시스템에 연골세포와 골세포를 각각 배양했을 때 실제와 같이 연골세포는 낮은 산소 농도로 골세포는 높은 산소 농도로 이동했다. 이어서 골수 유래 중간엽줄기세포를 배양시스템 내 배양했다. 

연구팀은 낮은 산소에서 배양했을 때는 연골세포로 높은 산소에서는 골세포로 분화하는 것을 확인했다. 저산소 중간엽줄기세포는 배양 시작 7~14일에 연골세포를 거쳐 골 분화로 이어졌다. 이렇게 중간엽줄기세포, 연골세포, 뼈로 이어지는 분화 과정을 ‘연골내 골분화’(endochondral osteogenesis)라고 한다. 고산소 중간엽줄기세포는 그대로 골세포에서 골로 분화하는 ‘막내 골분화’(intramembranous osteogenesis)를 거쳤다.

골수 유래 중간엽줄기세포를 연골, 골조직에 이식한 후에 실제 조직 분화와 세포배양 시스템 분화와 비교하며 개발 시스템의 유효성을 검증했다. 연골과 뼈(두개골)에 이식한 골수 유래 중간엽줄기세포는 각각 연골내 골분화, 막내 골분화를 겪으며 세포배양 시스템 분화와 같은 양상을 보였다.

성학준 교수는 “이번에 개발한 세포배양 시스템은 골다공증, 관절염 등 골격계 질환에서 산소를 이용한 치료법 개발에 큰 도움될 것”이라며 “활용 범위가 골격계에 그치지 않고 심장, 폐, 뇌 등 다양한 기관 연구에 활용할 수 있는 확장성이 큰 장점”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances)에 게재됐다.

 

국내 연구진이 권위 있는 의학 학술지 Lancet에 제2형 당뇨병의 역학과 병태생리, 선별 및 진단, 합병증, 예방, 관리방법을 비롯해 최근 20년간 당뇨병 치료의 발전 양상과 향후 나아가야 할 방향까지 포괄적으로 담은 논문을 발표했다. 분당서울대병원 내분비대사내과 임수 교수 연구팀(교신저자: 영국 레스터대학 당뇨병연구센터 Melanie Davies 교수)의 성과다. 

2형 당뇨병은 전세계 당뇨 환자 약 5억 3700만명 중 90%를 차지할만큼 흔하게 발생하는 만성질환으로, 특히 청소년기부터 40세 이전까지 비교적 젊은 나이에 당뇨병이 발병하는 경우가 크게 늘고 있어 경각심이 필요하다.

이번 연구에 따르면 당뇨병의 합병증과 이로 인한 사망을 막기 위해서는 병을 조기에 발견하고, 사전에 예방하는 것이 중요하다. 특히 고위험군의 경우 병이 생기기 전에 식이요법, 운동 등을 통한 체중 감량으로 관리하면 당뇨병을 예방하거나, 지연시키는데 도움이 된다.

최근 정밀의학의 발전과 함께 당뇨병에 대한 이해가 높아진 것은 물론 새로운 치료법들이 개발되고 있고, 완치를 향한 표적치료로 이어질 가능성이 높아졌다. 치료의 패러다임도 단순 혈당 조절을 넘어 환자 개개인이 중심이 되는 전인적 치료로 변화하고 있다. 즉 새로운 당뇨병 치료 약제인 SGLT-2 억제제, GLP-1 유사체 등을 적극적으로 사용하도록 권고하고 있다.

다만 당뇨병 치료에 있어서 ‘임상적 타성’이 걸림돌로 남아 있는데, 이는 의료진이 새로운 치료법을 시행하기 꺼려하고 기존 방식에 고착하고자 하는 현상을 의미한다. 일례로 1677명의 의료진을 대상으로 한 글로벌 설문조사에 따르면 응답자의 67%가 새로운 혈당강하요법에 대해 발표된 데이터에 대해 알고 있었고, 81.6%가 조기에 해당 요법을 시행하면 임상적 이점이 있다는 데 동의했음에도 불구하고 46.1%는 이러한 치료법을 적극적으로 사용하지 않고 있으며 매우 늦은 시기에야 적용하는 것으로 보고됐다. 뿐만 아니라 출시된지 오래된 약제들 중 저혈당증이나 체중 증가의 위험을 증가시키는 제품을 아직도 많은 나라에서 사용하고 있는 점도 우려할만하다.

‘임상적 타성’은 진료시간 감소, 사용가능한 약물의 제한, 높은 의료비용이 실타래처럼 엮여 있는 복합적 문제이므로 이를 타개하기 위해 연구팀은 환자 중심의 다학제적 치료법을 활용하도록 제안한다. 의사와 환자가 적절한 치료지침을 공유하고, 환자치료를 위해 의사 뿐 아니라 간호사, 약사, 영양사 등 관계자들이 서로 협력해 다학제팀으로 일할 때 가장 효과적으로 임상적 타성을 완화할 수 있다고 보는 것이다.

최근에는 당뇨병 관리에 새로운 기술이 널리 사용되고 있는 추세로, 연속혈당측정기, 인슐린 자동 주입기 등이 1형 당뇨병 환자 뿐 만 아니라, 2형 당뇨병 환자에게로 확장되어 사용되고 있고, 웨어러블 기술을 이용한 신체 활동 모니터링, 식사 칼로리 계산, 체성분 분석 기기 들이 당뇨병 환자 관리에 널리 사용되고 있다.  

임수 교수는 “이번 논문은 최근 20년간 발표된 2형 당뇨병 관련 연구들을 집대성한 것으로 향후 당뇨병 치료가 나아가야 할 방향을 기술해 의미가 크다”며 “환자 개개인의 특성에 초점을 맞춘 다학제 진료로 치료의 패러다임이 변화하길 기대하며 앞으로도 당뇨병 환자의 합병증을 예방하고 삶의 질을 개선하기 위한 연구를 계속하겠다”고 전했다.

이번 연구는 세계적인 SCI 학술지 란셋(Lancet)에 게재됐다.

 

 

척추관 협착증을 동반한 골다공증 환자는 일반적인 골다공증 환자에 비해 골밀도 개선을 위한 치료 효과가 떨어지고, 투여 약제에 따라 치료 결과도 다른 것으로 나타났다.

은평성모병원 정형외과 이준석 교수, 박형열 교수 연구팀은 골다공증 치료를 위해 경구용 비스포스포네이트(Bisphosphonate) 계열의 약물을 사용한 346명의 여성 환자를 대상으로 척추관 협착증과 골다공증 치료의 연관성에 대한 연구를 시행해 이 같은 사실을 확인했다.

골다공증 1차 치료제로 광범위하게 사용되는 비스포스포네이트 계열 악물들은 우리 몸에서 뼈를 파괴하는 파골세포의 기능을 억제해 뼈의 소실을 막는 것으로 알려져 있다. 척추 및 대퇴골의 골밀도를 5~10% 증가시켜 골절을 예방하는데 도움을 주는 것으로 보고되고 있다.

연구팀은 환자를 ▲그룹1-골다공증만 있는 환자군(178명)과 ▲그룹2-골다공증과 척추관 협착증이 함께 있는 환자군(168명)으로 나눠 두 그룹의 골밀도 증가량을 3년간 추적 관찰했다.

그 결과, 골다공증과 척추관 협착증을 함께 가지고 있는 그룹2 환자들보다 골다공증만 있는 그룹1 환자들에서 연간 골밀도 및 3년간 총 골밀도 증가량이 더 높았다. 특히, 3년간 총 골밀도 증가량은 그룹1과 그룹2에서 약 2배 차이가 나는 것으로 나타났다.[자료그림1 참고]

 

연구팀이 그룹2 환자가 복용한 비스포스포네이트 계열 3가지 약제인 ▲이반드로네이트 ▲알렌드로네이트 ▲리제드로네이트의 치료 효과 비교를 위해 시행한 추가 분석에서는 이반드로네이트 성분의 약제가 가장 좋은 골밀도 개선 결과를 보였다.[자료그림2 참고]

연구팀은 지난 2021년 시행한 선행 연구에서 신경학적 통증을 일으키는 척추관 협착증이 신체활동을 감소시켜 골다공증 환자의 골밀도 상승을 저해한다는 사실을 의학적으로 처음 규명한 바 있다.

이번 연구를 통해서는 선행 연구결과를 뒷받침 하는 근거를 더욱 강화함과 동시에 척추관 협착증이 있는 환자에게 효과적인 골다공증 1차 치료제를 찾기 위한 실마리를 제시하는 성과를 거뒀다.  

이준석 교수는 “척추관 협착증 치료가 골다공증 치료를 위해서도 중요하다는 점을 확인하고 1차 치료제로서 적합한 약제를 찾았다는 데 의의가 있다”면서 “새로운 약제들이 연이어 개발되고 있는 만큼 보다 다양한 약제들과의 비교 연구 및 골절 예방 효과에 대한 후속 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다.  

이번 연구 결과는 권위 있는 임상의학 분야 국제 학술지 Journal of Clinical Medicine 최신호에 게재됐다.

 

호중구감소증으로 항암치료를 중단해야하는 유방암 환자에게 ‘롤론티스(성분명 Eflapegrastim)’가 안전하고 효과적임이 확인됐다. 분당차병원 암센터 혈액종양내과 문용화 교수, 외과 김승기∙이승아 교수 연구팀이 3상 임상시험을 통해 확인했다.

호구감소증은 백혈구 가운데 40~70%를 차지하는 호중구가 비정상적으로 감소해 감염에 취약해지는 질환이다. 세포독성 화학요법(항암 화학요법)을 받는 암 환자에서 호구감소증이 발생하면 항암 치료를 연기 또는 중단해야 한다. 이에 호중구감소증의 치료 및 예방 용도로 투여되는 치료제 개발이 절실하게 요구됐다.

연구팀은 2016년 8월부터 2019년 12월까지 조기 유방암 환자를 대상으로 호중구감소증 예방이 가능한 국내 약제인 롤론티스에 대해 다국적 3상 임상을 진행했다. 이번 임상에는 국내 최다 환자인 14명이 참여했으며 아시아인 54명의 데이터도 분석했다.

그 결과 4등급 호중구감소증이 지속되는 기간이 기존 치료제 뉴라스타를 투여했을 때는 0.44일에서 롤론티스 투여 시에는 0.17일로 짧아진 것을 확인했다. 롤론티스의 호중구감소증 예방 효과는 서양인에 대한 임상 결과와 동일하게 나타났다. 가장 흔한 부작용은 근골격계 통증이 기존 치료제 대비 7.2%p 높게 나타났으나 진통제로 조절이 가능해 유효성과 안정성도 확인했다.

문용화 교수는 “신약개발은 후보물질 발굴부터 FDA 승인까지 평균 10~15년이 소요된다. 임상시험은 신약 개발에 중요한 요소로, 연구기관의 인프라와 공동연구자의 협업, 책임연구자의 역랑이 매우 중요하다”며 “특히, 이번 3상 임상에서 국내 최다 피험자를 등록해 연구를 진행함으로써 우리나라 식약처는 물론 미국 FDA 승인 받은 호구감소증 신약 개발에 기여한 것은 분당차병원 임상시험팀의 위상을 다시 한 번 입증했다는 점에 큰 의의가 있다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 의학 학술지 ‘Cancer Research and Treatment’ 최신호에 게재됐다. 롤론티스는 한미약품이 개발해 미국 FDA 승인까지 받아낸 호중구감소증치료제이다. 

 

부적절한 체중조절은 심한 생리통의 위험도를 높이는 것으로 나타났다. 질병관리청 산하 국립보건연구원(원장 직무대리 장희창)은 24일 “부적절한 체중조절 행동은 월경곤란증(생리통) 위험을 높일 수 있다”는 내용의 연구결과를 최근 전문학술지에 발표했다.

이번 연구는 국립보건연구원에서 시행한 ‘한국 여성의 생애주기별 건강인식조사 및 이슈 발굴(2016)’ 조사에 참여한 14~44세 청소년 및 성인 가임기 여성 5829명을 대상으로 했다.

연구 결과, 부적절한 체중조절 행동을 한 여성은 22%였으며, 이들에서는 경증 월경곤란증 위험이 1.2배, 중증** 월경곤란증 위험이 1.5배 높았다. 경증 통증평가척도(Visual Analog Scale, VAS)는 10점 중 6점 이하, 중증(Visual Analog Scale, VAS)는 10점 중 7-10점을 말한다.

이 중 단식 또는 끼니 거르기를 한 여성은 1.4배, 승인되지 않은 다이어 트 보조제를 섭취한 여성은 1.6배 중증 월경곤란증 위험이 높았다. 또한 ‘지난 1년 간 체중변화가 3kg 이상으로 큰 경우’, ‘주 5회 이상 외식이나 배달음식을 섭취하는 경우’에도 월경곤란증 위험을 높일 수 있다고 보고했다.

다만, 해당 연구결과가 인과관계를 명확히 할 수 없는 단면연구인 만큼 추후 인과성을 입증하기 위한 추적조사가 필요하다고 연구팀은 강조했다.

연구결과는 대한의학회 공식학술지 4월 온라인 판에 게재되었다.