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사람의 심장 닮은 모형 장기, 오염물질 독성 읽어내다

인체 유래 심장 모델로 6PPD의 심장 독성 반응 규명 6PPD 노출로 심장 박동수 증가하고, 전기적 신호 전달에 이상이 발생하는 사실 확인 국가독성과학연구소( 이하 ‘KIT’) 융합독성연구센터 현성애 박사팀

사람의 심장 닮은 모형 장기, 오염물질 독성 읽어내다

타이어 유래 오염물질이 사람의 심장 조직에 일으키는 변화를 확인할 수 있는 새로운 인체 생리 기반 연구모델이 제시되었다. 국가독성과학연구소(소장 허정두, 이하 ‘KIT’) 융합독성연구센터 현성애 박사팀은 인체 유래 심장 오가노이드*를 활용해 타이어 고무 산화방지제로 알려진 화학물질 6PPD**의 심장 독성을 규명했다. * 오가노이드는 줄기세포로부터 만들어지는 실제 장기를 닮은 3차원 세포 집합체이자 장기 유사체를 의미함 ▲(앞줄 왼쪽부터)박지혜 연구원, 현성애 선임연구원, (뒷줄 왼쪽부터)강선웅 책임연구원, 가민한 책임연구원. * 6PPD는 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민이라는 유기 화학물질로, 고무 산업에서 널리 사용되는 강력한 산화방지제이며 오존과 열화로부터 고무 제품을 보호하는 역할을 함 6PPD는 차량 운행 시 타이어 마모 과정을 통해 미세입자 형태로 지속적으로 환경 중에 방출된다. 이에 따라 인체 노출 가능성이 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 지금까지 이 물질이 인간의 심혈관계에 어떤 영향을 미치는지는 거의 알려지지 않았다. 이번 연구는 이러한 연구 공백을 메운 의미 있는 결과로, 환경오염 물질이 인체 심장 조직에 미치는 영향을 평가할 수 있는 새로운 인체 생리 기반 연구모델을 제시했다는 점에서 주목받고 있다. 연구팀은 유도만능줄기세포로부터 작은 심장 모형인 ‘심장 오가노이드’를 만들어 실험을 진행했다. 오가노이드를 일정 시간 동안 6PPD에 노출시키고, 심장 세포의 생존율 감소 및 세포사멸 증가 양상을 확인했다. 심장의 전기생리학적 기능을 평가한 결과, 6PPD 노출에 의해 심장 박동수가 증가하고, 전기적 신호 전달에 이상이 발생한다는 사실을 확인했다. 이러한 독성 기전을 규명하기 위해 유전자 발현을 분석한 결과, 저농도 노출 시에는 심장 수축 기능 및 발달을 억제하는 유전자가 발현했다. 반면 고농도 노출 시에는 세포 스트레스 반응 및 프로그램된 세포 사멸 활성화 관련 유전자의 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 우리가 일상에서 접할 수 있는 화학물질이 심장 세포의 기능을 예민하게 교란할 수 있음을 보여주는 중요한 연구 성과로 평가된다. 또한 기존의 세포 생존율 중심의 독성평가 기준보다 기능 중심의 새로운 독성평가 패러다임이 필요하다는 사실을 보여준다. 또한, 연구에 활용된 인간 유래 심장 오가노이드는 기존의 제브라피쉬나 설치류 등 동물실험 모델과 비교해 인체 생리학적 반응을 더 충실히 모사할 수 있다는 장점이 있다. 이에 동물실험을 대체할 수 있는 유효한 평가 도구로써 주목받고 있다. 연구진은 이번 성과가 단순한 실험실 수준의 발견을 넘어, 실제 환경 위해성 평가 및 정책 수립에도 중요한 과학적 근거를 제공할 것으로 기대하고 있다. 현성애 박사는 “이번 연구는 타이어 유래 오염물질이 사람의 심장 조직에 어떤 변화를 일으키는지를 인체 기반 모델로 직접 규명했다는 점에서 매우 의미가 크다”라며 “앞으로는 실질적인 인체 노출 시나리오를 반영한 추가 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다. 한편, 해당 연구는 기관고유사업인 ‘GIVIMP 기반 테스트베드 플랫폼을 활용한 차세대 독성평가 기술 개발’ 과제를 수행한 결과로, 독성학 분야 상위 10% 이내의 국제 학술지인 Ecotoxicology and Environmental Safety에 12월 게재되었다. KIT는 이번 성과를 통해 환경노출 물질의 인체 위해성 평가에 있어 ‘동물실험을 넘어, 사람 중심으로’라는 새로운 방법론적 전환을 제시했다. 향후 연구진은 저농도·장기 노출 모델과 오가노이드 성숙화 기술을 결합해, 실제 인체 반응에 근접한 정밀 독성평가 체계를 구축해 나갈 예정이다. [그림1] 연구결과 모식도 (여기서 Field potential duration이란 심장 오가노이드의 전기적 활동 지속시간을 나타내는 지표로, 심전도의 QT interval에 상응한다.) [그림2] 6PPD에 의한 심장 오가노이드 생존율 비교 이미지 (왼쪽 1열은 대조군이며, 오른쪽으로 갈수록 점점 더 높은 농도의 6PPD를 노출한 결과를 볼 수 있다. 2행을 보면, 심장 오가노이드의 붉은 색이 점점 짙어지는데, 이를 통해 6PPD 농도에 비례하는 세포의 사멸 양상을 확인할 수 있다.)

난청 유발 유전자 변이 타깃 치료제 효과 확인

MPZL2 유전자 변이 마우스 모델 대상 최대 40dB 호전 확인 다빈도로 경중도 난청 유발하는 MPZL2 돌연변이에 효과적인 유전자 치료제 제시 세브란스병원 이비인후과 정진세 교수, 연세의대 약리학교실 지헌영 교수, 장승현 강사 연구팀

난청 유발 유전자 변이 타깃 치료제 효과 확인

MPZL2 유전자 변이가 야기하는 난청에 효과를 보이는 치료법이 개발됐다. 세브란스병원 이비인후과 정진세 교수, 연세대학교 의과대학 약리학교실 지헌영 교수, 장승현 강사 연구팀은 한국인 경중도 난청의 가장 흔한 원인인 MPZL2 변이에 사용한 유전자 치료의 효과를 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 분자치료학회지(Molecular Therapy, IF 12)에 게재됐다. 난청 발생의 주요 원인 중 하나는 유전자 변이다. 특히, MPZL2 유전자 변이는 동아시아인에서 26~55dB 이상의 소리여야 인지 가능한 경중도 유전성 난청의 흔한 원인이다. 현재 MPZL2 변이가 원인인 유전성 난청을 회복시키거나 진행을 예방하는 생물학적 치료제는 없다. 연구팀은 이전에 구축한 난청환자 코호트(Yonsei University Hearing Loss cohort) 데이터에서 유전체 분석을 거쳐 MPZL2 유전자 변이가 한국인 경중도 난청의 흔한 원인이라고 확인했다. 여기에서 나아가 소수의 조상에게서 처음 발생한 돌연변이가 세대를 거치며 그 집단 내에 비교적 높은 빈도로 퍼진 경우를 의미하는 창시자 돌연변이(founder variant)를 발견했다. MPZL2 유전자에서 단백질을 구성해야 할 74번째 아미노산 자리에 조기 종결 신호가 생겨 단백질 합성이 중간에서 멈추는 변이가 창시자 돌연변이로 한국인이 나타내는 가장 흔한 변이였다. 창시자 돌연변이를 유발한 마우스 모델을 제작해 바이러스 기반 전달체에 MPZL2 유전자를 태워 내이로 전달하는 유전자 치료를 시행했다. 마우스 모델은 일부 주파수에서 최대 40dB 정도 청각이 호전됐고 효과는 6개월 이상 지속했다. 정진세 교수는 “현재까지 경중도 난청의 안전하고 효과적인 치료법은 없었으나, 다빈도로 경중도 난청을 일으키는 모든 종류의 MPZL2 돌연변이에 효과적인 유전자 치료제를 제시했다”며 “향후 임상에 적용하기 위해 정밀한 표적세포 전달과 유전자 발현량 조절을 통해 치료의 안전성을 높이겠다”고 말했다. [그림] MPZL2 유전자 변이를 유발한 마우스에 유전자 치료를 시행하면 최대 40dB 청각 호전을 확인할 수 있었다.

간 속 지방 ‘직접 제거, 대사이상 지방간질환 치료제 개발

간 축적 지방과 염증 반응 뚜렷이 감소, 간 손상 지표 최대 84%까지 개선 치료제가 없는 대사이상 지방간질환 분야에서 새로운 돌파구 마련 기대, 한국과학기술연구원(KIST) 이현범·박진영 박사팀, 한양대학교 이준석·전대원 교수팀

간 속 지방 ‘직접 제거, 대사이상 지방간질환 치료제 개발

비만과 대사증후군 확산으로 대사이상 지방간질환(MASLD) 환자가 빠르게 늘어나면서 이를 효과적으로 치료할 수 있는 새로운 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 기존 치료는 주로 식이 조절이나 운동, 약물을 통해 지방 대사 과정을 간접적으로 조절하는 방식으로 간세포 안에 이미 쌓인 지방을 직접 제거하는 데에는 한계가 있었다. 이에 따라 질환의 원인을 직접적으로 해결할 수 있는 새로운 치료 접근이 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 이현범·박진영 박사팀은 한양대학교(총장 이기정) 이준석·전대원 교수팀과 함께 간세포 안에 쌓인 지방을 직접 제거하는 새로운 치료제를 개발했다. 이 치료제는 지방을 표적으로 인식해 붙잡은 뒤 분해하는 방식으로 작동해 지방 대사를 간접적으로 조절하던 기존 치료와 달리 원인 물질 자체를 제거한다. 연구팀은 간세포 안에 축적된 지방방울(lipid droplet)을 직접 줄이기 위해 지방을 인식하는 물질과 지방을 분해하는 효소를 하나로 결합한 치료제(Lipid Droplet Inhibitor, LDI)를 설계했다. 이는 간에 이미 쌓인 지방에 직접 작용하도록 만들어져 생활 습관 개선이나 대사 조절에만 의존하던 기존 방식과 뚜렷한 차이를 보인다. ▲표지 논문(Inside cover) 이미지 이번에 개발된 치료제는 지방간 유도 세포와 동물모델 실험을 통해 효과와 안전성이 검증됐다. 그 결과, 간에 축적된 지방과 염증 반응이 뚜렷하게 감소했으며 간 손상 정도를 나타내는 지표도 최대 84%까지 개선됐다. 또한, 독성이 관찰되지 않아 실제 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 확인했다. 이번 성과는 아직 승인된 치료제가 거의 없는 지방간 질환 분야에서 새로운 치료 플랫폼이 될 가능성을 보여준다. 지방을 직접 표적하는 방식은 기존 약물과 차별화된 신약 개발로 이어질 수 있으며, 빠르게 성장하는 글로벌 지방간 치료제 시장에서도 경쟁력을 가질 수 있다. 특히, 나노기술 기반 구조를 활용해 다른 대사질환 치료제로 확장할 수 있다는 점에서 산업적 활용성도 크다. KIST 이현범 박사는 “그동안 지방간을 치료 방법이 제한적이었지만, 이번 연구를 통해 간 건강 회복을 위한 새로운 방향을 제시했다”라며 “앞으로 실제 환자에게 적용할 수 있도록 치료제 개발을 계속해 더 많은 사람들이 건강한 삶을 누리는 데 기여하고 싶다”라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 배경훈)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 중견연구사업(2023R1A2C2003128, 2022R1A2C1092294) 그리고 식품의약품안전처사업(RS-2024-00332024 and 23212MFDS2023)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Materials」 (IF 26.8, JCR 분야 2.1%)에 표지논문(Inside cover)으로 선정됐다. [그림 1] 개발한 나노치료제의 이중 기능을 통한 지방간 개선 개발한 나노치료제의 지방포획 및 지방분해 기능을 통한 지방간 개선을 확인하였음. [그림 2] 비알코올성 지방간질환(MASLD) 모델에서 간 지방 축적 및 간 손상 평가 실험동물의 간 조직을 H&E(헤마톡실린·에오신) 염색법으로 관찰하여 지방 축적 정도와 조직학적 손상 양상을 평가했음. (대조군1) 생리식염수 투여군(saline group)은 지방증(steatosis) 및 염증 반응 등이 관찰되어 간 손상이 심각한 것으로 확인되었으며 (대조군 2) pSiO₂-BSA 투여군 역시 뚜렷한 간세포 손상과 광범위한 지질 축적을 보였으며, 생리식염수군과 비교했을 때 유의한 차이는 나타나지 않았음. 반면 LDI 처리군은 지방증 및 염증 반응이 현저히 감소해, LDI가 간 손상 완화 및 지질 축적 억제에 효과가 있음을 확인하였음.

HER2 양성 유방암 환자 생존율 향상 가능성 입증

HER2 양성 환자도 난소기능 억제제 추가로 긍정적인 예후 기대 가능성 확인 난소기능 억제제 추가하면 재발확률 32%, 사망률 38% 낮아져 강남세브란스병원 유방외과 안성귀·배숭준 교수팀

HER2 양성 유방암 환자 생존율 향상 가능성 입증

우리나라 여성암 발생율 1위를 보이는 유방암은 호르몬 수용체(Hormone Receptor : HR)와 사람 상피세포 성장인자 수용체 2형(Human Epidermal growth factor Receptor 2 : HER2) 유무에 따라 여러 종류로 나뉜다. 국내 연구진이 대규모 3상 임상시험 환자 데이터를 후향 연구하여 앞으로 특정 종류 유방암 환자 임상 진료 지침에 영향을 줄 수 있는 결과를 보고했다. 연세대학교 강남세브란스병원 유방외과 안성귀·배숭준 교수팀이 전체 유방암 환자의 약 10%를 구성하는 HR 과 HER2 모두 양성인 환자군 예후 개선에 관심을 지니고 참여한 연구 결과를 논문으로 발표했다. 유방암은 수술 치료 외에도 수용체 유무에 따른 약물 치료 방법이 여러 갈래로 나뉜다. 유방암 환자군의 70% 정도를 차지하는 HR양성/HER2음성 환자군은 타목시펜 혹은 아로마타아제 억제제 기반 항호르몬 치료를 주로 시행하며, 폐경 전 여성의 경우 난소기능 억제제를 추가하면 재발 확률이 낮아지는 것으로 알려져 있다. HR 과 HER2 모두 양성인 환자군은 항호르몬 치료와 HER2 표적 치료를 함께 시행한다. 연구팀은 이 과정에서 난소기능 억제제를 추가하면 예후에 긍정적인 효과가 있을지 확인하기 위한 연구를 시작했다. 연구팀은 HER2양성 환자군 치료에 보조요법으로 사용되는 표적치료제 트라스트주맙 효과를 입중한 대규모 3상 임상시험인 HEAR 환자 데이터를 이용했다. 연구팀은 임상시험 대상군 가운데 HR 과 HER2 모두 양성인 965명에 대한 데이터를 분석했다. 연구대상 군은 항호르몬 치료를 위해 타목시펜만 단독으로 투여받은 501명 그룹과 타목시펜 또는 아로마타아제 억제제로 구성된 호르몬제 치료에 더하여 난소기능 억제제를 받은 464명 그룹으로 나뉘었다. 연구 결과, 항호르몬제 치료와 난소기능 억제 치료를 동시에 받은 그룹이 항호르몬제 단독 치료 그룹보다 예후가 유의하게 양호하다는 결과가 나왔다. 환자 치료 후 10년 동안 재발 여부를 알아보는 ‘10년 무질병 생존율’에서 동시 치료 그룹은 70.9% 생존율을 보였고, 단독 치료 그룹은 59.6%에 그쳤다(P〈0.001). 환자가 치료 후 사망에 이르기까지 과정을 모두 살핀 ‘전체생존율’에서도 동시 치료 그룹은 84.7%, 단독 치료 그룹은 74.0%를 나타냈다(P〈0.001). 여러 변수 사이 복잡한 상호작용 영향을 고려한 다변량 분석에서도 난소기능 억제제 사용은 독립적인 예후 인자로 확인됐다. 다변량 분석으로 추출한 무질병 생존율에서 동시 치료 그룹은 단독 치료 그룹보다 재발확률이 32% 낮은 것으로 분석됐다(HR for DFS 0.68; P = 0.002). 전체생존율도 비슷했다. 동시 치료 그룹은 단독 치료 그룹보다 사망 가능성이 38% 낮은 것으로 분석됐다(HR for OS 0.62; P = 0.003). 연구팀은 병기가 높거나 고등급(G3)처럼 성질이 불량한 종양일 경우, 위와 같은 특성이 더욱 뚜렷하게 나타났다는 점도 보고했다. 연구를 주도한 안성귀 교수는 “지금까지 대규모로 진행된 유방암 환자 대상 주요 임상시험이 대부분 HER2 음성 환자 중심이라 호르몬 수용체와 HER2 인자를 모두 양성으로 지닌 조기 유방암 환자 치료 연구는 부족한 점이 있었다. 비록 후향적 연구이지만, HER2 양성 환자군 치료에 초점을 맞추었기에 임상적 의의가 크다. 호르몬 수용체와 HER2 인자를 모두 지닌 조기 유방암 환자에게도 난소기능 억제제 사용이 생존율 향상에 도움 됨을 대규모 임상 연구 코호트로 입증했다. 이 결과가 더욱 심화 연구되어 젊은 유방암 환자의 임상 진료 지침에 적극 활용되기를 바란다. 이는 특히 젊은 유방암 환자 비중이 높은 우리나라에서 매우 중요한 의미를 지닌다”고 말했다. 논문은 미국 국립종합 암 네트워크가 발간하는 『JNCCN (2024 IF=16.4)』 최신호에 「Ovarian Function Suppression in HR-positive, HER2-positive Breast Cancer: An Exploratory Analysis of the HERA Trial (호르몬 수용체 및 HER2 양성 유방암 환자에서 난소기능 억제 치료의 가능성: HERA 임상시험의 탐색적 분석)」 이라는 제목으로 수록됐다. ▲무병 생존율(DFS)(A) 및 전체 생존율(OS)(B)에 대한 Kaplan–Meier 곡선 그래프.



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겨울철 숙면 위한 3대 환경 조건 ‘온도, 습도, 조도’ 체크
겨울에는 다른 계절보다 수면장애를 호소하는 환자들이 많다. 기온이 급격히 낮아지면서 외부 환경에 대응하기 위해 실내 난방이 필수적이지만, 겨울철 과도한 난방으로 실내 온도가 지나치게 높아지면 말초혈관이 지나치게 확장돼 신체 열 방출이 이뤄지지 못한다. 결과적으로 심부체온이 높게 유지되고, 입면(잠들기 시작하는 순간) 지연, 야간 각성 증가, 깊은 수면단계의 감소로 이어진다. 특히 겨울철에는 일조량 감소로 인해 낮 동안의 세로토닌 합성이 줄어들고, 이는 밤에 수면을 유도하는 멜라토닌 호르몬 분비의 불균형으로 이어져 잠을 자도 피곤이 쉽게 풀리지 않을 수 있다. 이에 환경 요인 관리가 더욱 중요할 수밖에 없다. 심부체온은 우리 몸 안쪽에 위치한 심장, 폐, 간, 신장 등 신체 내부 장기가 깊숙한 곳에서 유지하는 체온이다. 심부체온은 깨어 있는 동안은 에너지 소비를 위해 체온이 높고, 잠들기 직전에는 체온이 내려가면서 신체가 안정 상태로 들어간다. ▲ 손 여주 교수 건강한 수면을 위해서는 24시간을 주기로 하는 생체리듬인 일중리듬에 따라 저녁에 심부체온이 0.5~1℃ 감소하는 과정이 필수적이다. 이러한 심부체온의 자연스러운 감소 과정에서 멜라토닌 분비가 촉진돼 수


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‘K-Pharma, 대한민국의 건강한 미래’ ‘비전 2030’ 실현
​노연홍 한국제약바이오협회 회장 2026년 신년사 2026년 , 병오년( 丙午年) 새해가 밝았습니다 . 올 한해도 제약바이오산업의 발전과 더불어 제약인 여러분의 가정에 건강과 행복이 가득하기를 기원합니다. 새해를 맞으며, 우리나라 제약바이오산업이 이루어낸 성과를 돌아봅니다. 국내개발신약이 글로벌 시장에 진출해 성과를 내고 , 기술수출은 최대실적을 갱신했습니다. 첨단 모달리티 ·AI 신약개발 등 혁신 생태계 구축이 본격화되며, ‘제약바이오강국 ’이라는 목표에 한 걸음 더 다가섰습니다. 그러나 우리 앞에 놓인 환경은 결코 녹록지 않습니다. 최근 정부가 발표한 약가제도 개편안은 산업 전반에 커다란 파장을 예고하고 있습니다. 연구개발 투자 여력의 위축 , 고용 감소에 대한 우려는 물론, 채산성이 낮은 필수의약품의 공급 불안 등으로 인해 보건안보가 흔들릴 것이라는 우려가 확산하고 있습니다. 여기에 더해 글로벌 경기 둔화, 대외 환경 변화에 따른 공급망 불안, 관세와 고환율 문제까지 겹치며 그 어느 때보다 복합적이고 거센 난관과 마주하고 있습니다. 불확실성이 확대되는 지금 , 우리는 그 어느 해보다 냉철하고 치밀한 대응 전략을 요구받고 있습니다. 우리 제약바이오산업은

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