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유전자 가위 기반 초고감도 진단 기술 개발

진단 기술의 검출 성능을 획기적으로 향상 시키는 새로운 유전자 가위 개발 핵산 기반 검출 기술 민감도 대폭 향상시켜, 현장에서 신속 정확하게 감염병 진단하는 것이 핵심 다양한 감염병에 신속히 대응할 수 있는 진단 기술 혁신 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단 이상화 교 연구팀

유전자 가위 기반 초고감도 진단 기술 개발

가톨릭대학교 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단 이상화 교수(교신저자, 의과대학 의생명과학교실) 연구팀이 기존의 감염병 진단 기술을 획기적으로 발전시킬 수 있는 새로운 크리스퍼 유전자 가위(Cas12a 변이체) 기반 진단 기술을 개발했다. 감염병 조기 진단에 중요한 핵산 기반 검출 기술의 민감도를 대폭 향상시켜, 현장에서 신속하고 정확하게 감염병을 진단하도록 한 것이 이번 연구의 핵심이다. 고도화된 크리스퍼 유전자 가위 기반 진단 기술로 검출 성능을 획기적으로 향상함으로써 감염병 확산을 보다 효과적으로 제어할 수 있는 길이 열린 것이다. ▲ 이 상화 교수 이번 연구에서는 Cas12a 유전자 가위의 DNA 기질 고친화성 변이체를 개발하여 진단 효율을 획기적으로 높이는 동시에, 반응 과정에서 염 농도를 조절하는 2단계 희석 기법을 도입해 기존 방식보다 약 40배 이상 증대된 신호를 검출할 수 있도록 했다. 이 기술은 이번에 입증된 B형 간염 바이러스를 포함해 다양한 감염병의 신속 진단에 활용이 가능하다. 2020년 노벨 화학상을 받은 크리스퍼 유전자 가위 기술은 최근 미국과 영국에서 FDA 승인을 받은 최초의 유전자 편집 기반의 유전자 치료제인 카스게비의 핵심 기술로, 유전자 치료제 분야는 물론 감염병 진단 분야에서도 중요한 역할을 해왔다. 특히, 코로나19 팬데믹을 거치며 감염병 진단 기술로도 활용되어 다양한 진단 제품이 미 FDA의 승인을 받았다. 그러나 이때 개발된 크리스퍼 기반 감염병 진단 기술은 극소량의 바이러스 핵산을 검출하는 데 한계가 있어, PCR과 같은 증폭 과정이 필요했다. 이러한 복잡한 절차 때문에 현장 진단 속도가 느려진다는 문제점이 있었다. 이러한 점에서, 이번에 개발된 새로운 유전자 가위 변이체와 염 농도 희석 기법을 활용한 새로운 기술은 별도의 증폭 과정 없이도 감염병을 신속하게 진단할 수 있도록 하여 문제를 해결할 것으로 기대된다. 그림】(이 기술에서는 새롭게 개발한 DNA 기질 고친화성 크리스퍼 유전자 가위 변이체와 반응 조건 염 농도 희석 기법을 동시에 사용해 핵산 검출 신호를 최대 40배 이상 증대하여 크리스퍼 유전자 가위 기반 진단 기술의 검출 성능을 획기적으로 증대했다.) 이상화 교수는 “이번 연구는 이미 코로나 19 바이러스를 비롯한 다양한 감염병의 분자 진단 기술에 활발하게 활용되고 있는 크리스퍼 유전자 가위 기반 진단 기술의 검출 성능을 독자적인 전략을 통해 획기적으로 향상시킨 연구로, 향후 다양한 감염병의 현장 신속 진단 분야에 응용될 예정이다”라고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 유전자편집 · 제어 · 복원기반기술개발사업 및 우수신진연구지원사업, 기초연구실지원사업, 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단의 지원을 받았으며, 바이오센서 분야 세계적 권위지인 바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스 《Biosensors and Bioelectronics》 (IF=10.7, JCR 상위 2.1%) 온라인판에 최근 게재됐다.


뇌경색 후유증 치료를 위한 혁신적 세포치료법 개발

뇌경색 후유증에서 성장인자 다량 분비 유도 성상교세포를 이용한 신경가소성 증강 연구 신경조직 손상을 신경세포 보호 및 신경가소성 증강 기전 통해 효율적으로 치료 가능한 기술 제공 차세대 줄기세포 치료제 개발의 기반 기술 확보 및 경제·산업적 부가가치 창출에 기여할 것으로 기대 서울대학교 치의학대학원 장미숙 교수 한양대학교 의과대학 고성호 교수 공동 연구팀

뇌경색 후유증 치료를 위한 혁신적 세포치료법 개발

서울대학교 치의학대학원 장미숙 교수 연구팀이 한양대학교 의과대학 고성호 교수 연구팀과 공동연구를 통해 세계적 권위의 과학 학술지 Molecular Therapy에 논문을 발표하였다 (제목: “Neuroplasticity-enhancing therapy using glia-like cells derived from human mesenchymal stem cells for the recovery of sequelae of cerebral infarction”). 장미숙 교수 연구팀은 유전자 조작 없이 화학적 리프로그래밍 (chemical reprogramming)을 통해 치료 효능이 향상된 줄기세포 치료제 (인간 중간엽 줄기세포 유래 유도 성상교세포, glia-like human mesenchymal stem cells, ghMSCs)를 세계 최초로 개발하고, 이를 이용한 뇌경색 후유증 치료법의 효과를 입증하였다. 성상교세포는 뇌에서 신경세포 생존과 기능에 필요한 뇌 조직 환경을 조성하는데 매우 중요한 세포이다. 뇌경색은 심혈관 질환에 이어 전 세계적으로 사망 원인 2위를 차지하는 질병으로, 특히 허혈성 뇌경색은 전체 뇌경색의 80% 이상을 차지한다. 현재 혈전용해제와 같은 치료법이 존재하지만, 이러한 치료법은 발병 초기 단계에서만 효과적이며 약 50%의 환자는 기대한 치료 효과를 보지 못하고 있다. 또한, 기존 치료법은 이미 손상된 뇌 조직의 회복을 촉진하지 못하기 때문에 많은 환자가 신경학적 후유증에 시달리고 있다. ▲ 장 미숙 교수 ▲ 고 성호 교수 성인의 뇌는 손상 이후 재생 능력이 제한적이므로 뇌 조직 기능을 보존하거나 손상된 조직을 복구할 수 있는 혁신적 치료법 개발이 필요하다. 이에 따라, 여러 병리 기전을 동시에 타겟할 수 있는 줄기세포 기반 치료법이 유망한 대안으로 주목받고 있다. 그러나, 현재의 줄기세포 치료법은 경제성이 낮고 만성 질환에서는 치료 효과가 미미하므로, 국제 기준을 충족하기 어렵고 글로벌 시장 진출에도 한계가 있다. 따라서, 안전성과 치료 효과를 모두 갖춘 효율적인 줄기세포 치료법 개발이 시급한 상황이다. 서울대학교 치의학대학원 장미숙 교수 연구팀은 한양대 의대 고성호 교수 연구팀과의 기존 공동 연구 (Son et al., Glia-Like Cells from Late-Passage Human MSCs Protect Against Ischemic Stroke Through IGFBP-4. Molecular Neurobiology. 2019)에서 ghMSCs가 급성 뇌경색 동물 모델에서 뛰어난 치료 효과를 보이는 것을 확인한 바 있다. 이번 연구에서는 뇌경색이 지속되어 후유증을 나타나는 아급성~만성 뇌경색 동물 모델에서 ghMSCs를 이용해 신경세포의 재생과 회복을 촉진하고, 신경가소성을 증강함으로써 새로운 치료법을 제시하는 데 목표를 두었다. 장미숙 교수 연구팀은 ghMSCs의 분화 방법을 확립하고, 유전자 발현 분석을 통해 약 300개의 ghMSC 차등 발현 유전자를 확인했으며, 그중 8개의 성상교세포 관련 마커와 약 20개의 세포 보호 및 성장인자 관련 유전자를 발굴했다 (서울대 의과대학 김종일 교수 연구팀과 공동연구). 그리고, 발굴된 표적 분자인 CXCR2를 통해 ghMSCs 이식 후 산소-포도당 결핍 뇌 조직 절편에서 세포 보호와 신경 재생 효과를 확인했다. 또한, 한양대학교 고성호 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 뇌경색 후유증 동물 모델에서 ghMSCs가 뇌 조직 재생과 신경 회로 회복에 미치는 효과를 MRI 및 행동 실험을 통해 입증했다. ghMSCs는 뇌 경색 부위를 최대 4주간 감소시키고, 신경 손상을 완화해 동물 행동 개선 효과를 보였다. 또한, CXCR2 억제제를 사용했을 때 이러한 효과가 감소하는 것을 통해 CXCR2 신호전달이 ghMSCs의 치료 핵심 역할을 한다는 점을 확인했다. 이번 연구는 장미숙 교수 연구팀이 개발한 “성상교세포 특성을 가진 치료 효능 강화 줄기세포(ghMSCs)”가 기존 중간엽 줄기세포에 비해 우수한 신경 보호 및 재생 효과를 가지며, CXCR2 경로를 통해 뇌 조직 재생과 신경가소성 증강 기능을 발휘함을 입증하였다. ghMSCs는 손상된 조직에서 신경 보호, 성장인자 분비, 수상돌기 성장 촉진 등을 통해 뇌 손상 회복과 신경학적 후유증 개선 효과를 보였다. 이는 유전자 조작 없이 기능이 강화된 안전하고 효율적인 세포치료법으로, 뇌경색 후유증으로 고통받는 환자들에게 효율적인 치료법을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어, 차세대 줄기세포 치료제 개발의 기반 기술을 확보하고, 향후 경제적·산업적 부가가치 창출에도 기여할 것으로 기대된다. 이 연구는 보건복지부 산하 보건산업진흥원 첨단의료기술개발사업 (과제명: 성장인자 다량 분비 성상교세포로 분화 유도된 치료효능 강화 중간엽 줄기세포를 이용한 뇌경색 후유증 치료제 개발 및 허가용 기업주도 Phase I/IIa 임상시험계획 승인)의 지원을 받아 수행되었으며, 해당 연구는 세계적 권위의 MEDICINE, RESEARCH & EXPERIMENTAL 분야의 최상위 국제 학술지 Molecular Therapy (IF=12.1)에 게재되었다. ◈그림】 뇌경색 후유증 뇌 조직 절편 모델에서 ghMSC 이식 후 CXCR2 신호 전달을 통한 세포 보호 효과 ◈그림】 뇌경색 후유증 동물 모델에서 ghMSC 이식 후 뇌경색 부위 감소(위) 및 신경학적 후유증 완화(아래) 효과



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남성배뇨기능연구회 초대 회장 선임, 순천향대 부천병원 비뇨의학과 이광우 교수
순천향대학교 부천병원 비뇨의학과 이광우 교수가 대한배뇨장애요실금학회 산하 남성배뇨기능연구회 초대 회장으로 선임되었다. 임기는 2026년 12월까지 2년간이다. 남성배뇨기능연구회는 남성의 배뇨 기능과 관련된 학문적 발전과 관련 질환에 대한 연구와 치료, 예방을 목적으로 설립되었다. 지난 11월 23일 고려대학교 의과대학 제1의학관 6층 대강의실에서 창립기념 심포지엄을 개최했다. 이번 심포지엄은 남성 요실금, 요도협착 그리고 전립선비대증의 치료법에 대한 강의와, 인공 괄약근 수술 및 전립선 수술에 대해 논의하는 시간으로 진행되었다. 이광우 신임 회장은 비뇨의학과 전문의로서 전립선암, 신장암, 방광암 등 비뇨기 종양 수술과 전립선비대증 수술을 전문 진료하며, 대한배뇨장애요실금학회를 비롯한 대한비뇨기과학회, 대한비뇨기종양학회, 대한요로생식기감염학회 등에서 활동하며 의료계 발전에 이바지해왔다. 이광우 회장은 “최근 초고령화 사회로 진입하며 전립선비대증으로 배뇨장애를 호소하는 남성 환자들이 증가하고 있으며, 전립선암 수술 후 발생하는 요실금 등 남성 배뇨 기능 문제에 대한 사회적 관심과 요구가 높아지고 있다”며 “앞으로 남성배뇨기능연구회를 통해 치료하는 의사와 치료받는


정책

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항혈전제 복용 여부 쉽게 확인할 수 있다
건강보험심사평가원(원장 강중구, 이하 심사평가원)은 지난 11월부터 시범 운영하고 있는‘경구용 항혈전제 투약이력 조회 서비스’를 오는 12월 11일(수)부터 정식 오픈한다고 밝혔다. 항혈전제는 심혈관계 질환 등의 예방 및 치료에 사용되는 약물이나 출혈위험성으로 시술이나 수술 전 복용을 중단하기도 한다. 그간 의료진은 환자의 진료 및 상담에서 항혈전제 복용 여부 확인 등에 어려움이 있어왔는데, 이번 심사평가원 서비스 오픈으로 항혈전제 복용 여부를 쉽게 확인할 수 있게 됐다. 심사평가원은 기존에 전체 의약품 투약이력 정보를 제공하는‘내가 먹는 약! 한눈에’서비스를 활용해 항혈전제 투약이력만 별도로 조회할 수 있는 화면을 개발했다. 서비스 개발 과정에서 항혈전제 범위의 규정을 위해 대한의사협회, 대한약사회, 한국병원약사회 등 관련단체의 의견을 수렴했다. 전문가 자문 등을 거쳐 경구제 28개 성분이 선정됐으며, 요양기관 업무포털을 통해 해당 경구용 항혈전제 성분 목록을 공개했다. ‘경구용 항혈전제 투약이력 조회 서비스’는 심사평가원 누리집에서 11일부터 조회가 가능하며, 의료기관은 환자의 동의를 받은 후 진료 시 처방화면에서 조회가 가능하게 된다. 심사평가원 임상희

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