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물고기 모델로 ‘비후성 심근병증’ 발병 기전 규명

비후성 심근병증 발병 기전에서 ATF3 역할 밝혀 심장 3배 커지고, 심장 근섬유 구조 이상과 섬유화 증가하는 등 심장 조직 손상 관찰 질병관리청(청장 임승관) 국립보건연구원(원장 남재환) 연구책임자 국립보건연구원 만성질환융복합연구부 김원호 부장

물고기 모델로 ‘비후성 심근병증’ 발병 기전 규명

질병관리청(청장 임승관) 국립보건연구원(원장 남재환)은 스트레스 반응과 관련된 전사인자 ATF3*가 과도하게 증가할 경우 심장이 비정상적으로 커지고, 심장의 전기신호에도 이상이 생겨 비후성 심근병증**과 비슷한 특징을 보인다는 사실을 제브라피쉬 동물모델에서 확인했다. * 전사인자 ATF3(Activating Transcription Factor 3) : 세포가 스트레스 등 자극을 받을 때 발현이 증가하는 단백질로, 다른 유전자의 발현을 조절하는 역할 ** 비후성 심근병증(Hypertrophic Cardiomyopathy): 심장 근육이 비정상적으로 두꺼워져 심장 기능 저하를 일으키는 유전성 질환으로 500명 당 약 1명 발생하는 것으로 추정됨 ※ 이번 연구결과는 국제 학술지 「Scientific Reports」(2026년, 제16권 3143)에 게재 국립보건연구원은 제브라피쉬 동물모델을 활용해 유전성 심혈관질환의 원인이 되는 유전자를 찾고, 질환이 생기는 과정을 밝히는 연구를 수행하고 있다. ▲연구책임자 국립보건연구원 만성질환융복합연구부 김원호 부장 제브라피쉬는 사람 유전자와 약 70%가 비슷하고, 질병 관련 유전자의 약 82%가 보존되어 있어 질환 및 유전자 연구에 매우 유용한 모델이다. 특히 이번 연구에서는, ATF3가 과발현될 경우 심장비대 및 전기기능에 어떤 영향을 미치는지 연관성을 확인하였다. 연구진이 사람의 ATF3 유전자를 제브라피쉬 심장에서 발현하도록 유도한 결과, 정상에 비해 심장 크기가 약 2.5~3배 증가하고, 심근세포가 커지는 심장비대가 나타났으며, 심장 근섬유 구조 이상과 섬유화가 증가하는 등 심장 조직의 손상이 관찰되었다. 전사체 분석에서는 세포사멸 관련 유전자 발현은 감소하고, 세포 증식 관련 유전자 발현은 증가하는 것이 나타났다. 이는 ATF3 과발현이 심장세포의 비정상적인 증식을 동반한 심장비대와 연관될 수 있음을 보여준다. 연구책임자인 국립보건연구원 만성질환융복합연구부 김원호 부장은 “이번 연구는 제브라피쉬에서 ATF3에 의한 심장비대 및 기전을 처음으로 밝힌 것에 큰 의미가 있으며, 앞으로도 다양한 만성질환의 발병 기전과 치료 표적을 발굴하는 연구를 지속하겠다”고 밝혔다. 또한, “제브라피쉬 모델은 사람에서 발견된 유전자 변이의 기능을 빠르게 확인하고, 대규모 약물 스크리닝에도 활용할 수 있어 질환 연구에 매우 유용하다”며, “제브라피쉬를 활용한 전임상 연구 기반을 강화해 다양한 질환 극복을 위한 기초연구를 지속하겠다”고 밝혔다. 임승관 질병관리청장은 “이번 연구는 심혈관질환에 대한 이해를 한층 심화시키는 중요한 성과”라며, “질병관리청은 앞으로도 관련 연구를 적극 지원하고, 이러한 연구들이 실제 환자 치료에 도움이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

소아 조혈모세포이식 치명적 합병증 고위험군 ‘항암 전’ 예측 기술 개발

혈액 단백질 분석 통해 ‘간정맥폐쇄성질환’ 고위험군 92%의 예측 성능으로 판별 항암 치료 시작 전, 단 한 번의 혈액 검사로 선제적 예방 치료 기반 마련 서울대병원 소아청소년과 홍경택·강형진 교수 융합의학과 한도현 교수·유수완 전 연구원 공동 연구팀

소아 조혈모세포이식 치명적 합병증 고위험군 ‘항암 전’ 예측 기술 개발

소아 조혈모세포이식 과정에서 발생하는 치명적인 간 합병증의 고위험군을 항암 치료가 시작되기 전부터 미리 선별해 내는 인공지능(AI) 예측 모델이 개발됐다. 기존에는 이식 당일이나 그 이후에야 위험 평가가 가능했으나, 이번 연구로 이식을 앞둔 소아 환자가 고독성 항암제를 견딜 수 있는지 사전에 파악해 선제적으로 대응할 기반이 마련된 것이다. ▲(왼쪽부터) 서울대병원 소아청소년과 홍경택·강형진 교수, 융합의학과 한도현 교수 서울대병원은 소아청소년과 홍경택·강형진 교수 및 융합의학과 한도현 교수·유수완 전 연구원 공동 연구팀이 소아 조혈모세포이식 환자의 ‘간정맥폐쇄성질환(VOD)’ 고위험군을 조기에 선별하는 핵심 표지자를 발굴하고, 이를 적용한 머신러닝 예측 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 백혈병 등 중증 질환 소아 환자의 조혈모세포이식에는 병든 골수를 비우는 고강도 항암 치료가 필수다. 이때 투여하는 고독성 부설판 항암제 등은 간 미세혈관을 손상시켜 ‘간정맥폐쇄성질환’을 유발하기도 한다. 이 질환은 간 비대, 복수, 혈소판 감소 및 간·신장 기능 저하 등을 초래하며, 이식을 받는 소아 환자의 15~30%에서 발생해 중증 진행 시 사망률이 최대 80%에 달하는 심각한 합병증이다. 이에 연구팀은 고위험군 환자를 조기에 선별해 선제적인 예방 치료를 시행할 수 있도록, 항암 치료 전 단계에서 고위험군을 가려내는 새로운 혈액 표지자 발굴에 나섰다. 이를 위해 연구팀은 반일치 공여자를 이용한 동종조혈모세포이식을 앞두고 부설판 기반의 고강도 전처치를 받은 소아 환자 51명을 대상으로 항암 전후 혈액 내 단백질 720개를 정밀 분석했다. 대상자는 중증 간정맥폐쇄성질환이 발생한 26명과 발생하지 않은 대조군 25명으로 구성됐다. 그 결과, 합병증이 발생하지 않은 대조군 환자들은 항암 전부터 간에서 독소를 해독하는 효소(GCLC) 수치가 높아 고독성 항암제를 씻어낼 ‘청소 도구’를 충분히 갖추고 있었던 것으로 나타났다. 반면, 동일한 치료를 받았음에도 질환이 발생한 환자들은 항암 치료를 시작하기도 전부터 이 해독 효소가 부족했을 뿐만 아니라, 간의 ‘기초 체력’을 담당하는 특정 단백질(FBP1)의 발현도 유의미하게 낮아 초기부터 독성 자극에 매우 취약한 상태였음을 확인했다. 이를 바탕으로 연구팀은 질환 발생을 예측하고 고위험군을 선별해 내는 15개 초기 표지자를 찾아 머신러닝 모델을 개발했다. 이후 임상 현장에서의 실용성을 높이기 위해 예측력이 가장 뛰어난 5개 핵심 단백질(HRNR, FBP1, DCD, GCLC, LSAMP)로 패널을 압축해 적용한 결과, 이 지표들만으로도 고위험군을 매우 높은 수준으로 판별해 내는 우수한 예측 성능(AUC 0.922, 1에 가까울수록 우수)을 보였다. 홍경택 교수(소아청소년과)는 “이번 연구로 간정맥폐쇄성질환 발생 환자는 항암 전부터 이미 명확히 다른 혈액 단백체 패턴을 보인다는 점을 확인했다”며 “새롭게 확인된 단백체 양상이 고위험군 환자의 효과적인 예방과 안전한 이식 치료를 이끄는 중요한 전환점이 될 것”이라고 평가했다. 연구 결과는 미국조혈모세포이식학회(ASTCT)의 공식 학술지인 ‘이식과 세포치료(Transplantation and Cellular Therapy)’ 최신 온라인판에 게재됐다. [그림] 혈액 단백질 분석을 통한 간 합병증 고위험군 조기 선별. 조기 선별. 합병증 발생 환자는 항암 전(T1)부터 핵심 단백질 수치가 낮게(푸른색) 나타나, 단 한 번의 검사만으로도 고위험군 선별이 가능함을 입증함.

뇌 속 별세포에서 복잡하고 정교한 움직임의 비밀 찾았다

소뇌 별세포가 운동 협응 능력을 높이는 원리 규명 AI·계산 모델링·신경과학 결합해 뇌 발달 개념 확장, 로봇·피지컬 AI 분야에 활용 기대 기초과학연구원(IBS) 기억 및 교세포 연구단 인지 및 교세포과학 그룹 이창준 단장 홍성호 연구위원 연구팀

뇌 속 별세포에서 복잡하고 정교한 움직임의 비밀 찾았다

오늘날 사람처럼 걷거나 달리는 로봇은 등장했지만, 빙판이나 모래사장처럼 다양한 환경에 실시간 대응하며 유연하게 움직이게 하는 것은 매우 어렵다. 인간의 운동은 각 부위의 안정적이면서도 유연한 움직임이 환경에 맞춰 정교히 조합된 결과이기 때문이다. 이 같은 ‘운동 협응’은 소뇌가 관장하며 성장 과정에 걸쳐 더욱 정교해진다. 그런데 소뇌의 신경회로 구조는 어린 시기 대부분 완성되는데도 청소년기 동안 운동 협응 능력이 계속 발달하는 원리는 명확히 밝혀지지 않았다. 기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕) 기억 및 교세포 연구단 인지 및 교세포과학 그룹 이창준 단장과 홍성호 연구위원 연구팀은 별모양의 비신경세포 ‘별세포(astrocyte)’가 소뇌에서 복잡하고 정교한 움직임을 가능케 하는 메커니즘을 규명했다. AI 기반 데이터 분석·계산 모델링·신경과학 실험을 결합한 최초의 다학제적 별세포 연구로서, 파킨슨 등 운동장애 치료뿐 아니라 로봇·피지컬 AI·인공신경망 분야에 확장 적용될 것으로 기대된다. ▲(왼쪽부터) 이창준 단장, 홍성호 연구위원 소뇌에는 뇌 전체 신경세포의 70% 이상이 모여 있으며 그중 대부분은 과립세포(cerebellar granule cell)다. 소뇌 과립세포는 억제성 신경신호 전달물질 가바(GABA)에 의해 지속적으로 억제(tonic inhibition)됨으로써 활성이 조절되고 정보를 안정적으로 처리한다. 연구진은 성장에 따라 억제 신호 조절 방식에 변화가 있을 것으로 가정, 전기생리학(ex vivo)·대규모 컴퓨터 시뮬레이션(in silico)·AI 기반 행동 분석(in vivo)을 통합해 이를 검증했다. 먼저 어린 생쥐(3~4주령)와 성체 생쥐(8~12주령)의 소뇌 과립세포를 비교·분석한 결과, 어린 생쥐에서는 억제성 신경세포가 방출한 가바가 지속적 억제를 주로 담당했다. 반면 성장 이후에는 별세포가 ‘베스트로핀-1(Bestrophin-1)’이란 통로를 통해 가바를 직접 공급하며 억제를 주도했다. 즉 지속적 억제가 어린 시기에는 신경세포 중심이었다면, 성장 과정에서 신경세포-비신경세포(별세포) 공동 운영 체제로 변화하는 것이다. 특히 성체에서는 세포 외부의 가바를 다시 내부로 회수하는 가바 수송체(GATs)의 활성이 증가하면서, 세포 외 공간에 가바를 지속 공급하는 별세포의 기여가 두드러지는 한편 신경세포 유래 가바의 영향은 줄었다. 연구진은 이러한 변화가 신경회로 기능에 미치는 영향을 살펴보기 위해 약 100만 개의 신경세포를 포함하는 ‘대규모 소뇌 신경회로 계산 모델’을 구축했다. 시뮬레이션 결과 지속적 억제 조절의 중심축이 신경세포에서 별세포로 전환되면서 각 부위의 움직임을 담당하는 과립세포 간 간섭을 줄여, 이들 세포가 보다 독립적으로 정보를 처리할 수 있게 됨을 확인했다. 별세포가 소뇌 과립세포의 지속적 억제를 주도할수록 여러 신체 부위의 움직임을 유연하게 조합할 수 있는 운동 협응 능력이 형성되는 것이다. 나아가 ‘딥러닝 기반 3차원 행동 분석 시스템(AVATAR 3D)’을 활용해 실제 생쥐의 미세한 움직임 변화를 정량 분석했다. 정상 성체 생쥐에서는 사지 움직임이 독립적이고 자유로워 다양한 움직임 조합이 관찰됐던 반면, 어린 생쥐와 베스트로핀-1 유전자가 결손된 성체 생쥐에서는 움직임 다양성이 현저히 감소했다. 소뇌 별세포의 억제 조절이 운동 협응 능력 성숙의 핵심임을 세포 수준을 넘어 동물 실험에서도 검증한 것이다. 이창준 단장은 “이번 연구는 기존의 신경세포 중심으로만 이해돼 온 뇌 발달 과정에서 신경세포와 별세포의 상호작용 중요성을 새롭게 밝혀낸 성과”라며, “발달성 및 퇴행성 운동 조절 장애 연구뿐 아니라 뇌 원리 기반의 로봇·피지컬 AI의 운동 제어 기술 개발에도 널리 활용되리라 기대한다”고 전했다. 이번 연구 결과는 네이처(Nature) 자매지 ‘실험분자의학(Experimental & Molecular Medicine, IF 12.8)’에 2월 18일 온라인 게재됐다. [그림 1] 성장에 따른 소뇌 회로 변화와 운동 협응 차이를 나타낸 개념도 [그림 2] 성장기 지속적 억제의 분자・세포 수준에서의 전환을 보여주는 모식도 [그림 3] AI 기반 3차원 행동 분석을 통한 별세포 유래 가바의 운동 협응 기능 검증

암세포를 초소형 항암제공장으로 바꾸는 나노플랫폼 개발

세포 내부서 항암제 직접 합성, 대장암치료 새 패러다임 제시 실제 대장암 마우스 모델 실험에서 전신 독성 없이 종양 성장 억제와 뚜렷한 종양 퇴행 유도 효과 확인 전남대학교 의과대학 박인규 교수 연구팀

암세포를 초소형 항암제공장으로 바꾸는 나노플랫폼 개발

전남대학교 연구진이 암세포 내부를 항암제를 만들어내는 ‘초소형 제약 공장’으로 바꾸는 기술을 개발했다. 완성된 항암제를 몸에 투여하는 기존 방식과 달리, 독성이 없는 물질을 암세포 안으로 보낸 뒤 그 안에서 항암제를 직접 합성하도록 만드는 새로운 치료 전략이다. 전남대학교 의과대학 박인규 교수 연구팀은 대장암 세포 내부에서 표적 항암제를 합성하도록 유도하는 독창적인 나노플랫폼 ‘HMOI(Hybrid Metal?Organic Interface)’를 개발했다. ▲전남대학교 의과대학 박인규 교수 이번 연구 성과는 약물 전달 분야의 세계적 권위 학술지인 Journal of Controlled Release(피인용지수 11.5, JCR 상위 3.3%)에 게재됐다. 대장암은 강력한 항산화 방어 기전을 구축하고 있어 기존 화학 항암제의 효과가 제한되는 대표적인 난치성 암으로 꼽힌다. 최근 철 의존적 세포 사멸 기전인 페로토시스(Ferroptosis)가 새로운 치료 전략으로 주목받고 있으나, 기존 치료제는 낮은 생체 이용률과 전신 독성 문제로 임상 적용에 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 ‘원위치(in situ) 생체 직교 촉매 합성’ 기반의 새로운 접근 방식을 제시했다. 독성이 없는 두 가지 화학적 전구체를 나노입자에 담아 암세포로 전달한 뒤, 종양 미세환경의 산성도와 고농도 글루타치온(GSH)을 방아쇠로 삼아 암세포 내부에서 항암제를 직접 합성하도록 하는 방식이다. 이번 연구의 핵심인 HMOI 나노플랫폼은 표면의 히알루론산(HA) 코팅을 통해 대장암 세포를 정밀하게 표적한다. 암세포 내부에 들어가면 플랫폼 구조의 구리 이온(Cu²?)이 환원되며 촉매 반응을 유도하고, 비활성 전구체들을 강력한 페로토시스 유도제 SLZC96으로 즉각 조립한다. 이렇게 생성된 SLZC96은 암세포 내 산화 스트레스를 급격히 증가시켜 치명적인 세포 붕괴를 유도한다. 특히 이번 연구는 약물 전달 구조 자체가 면역 항암 효과를 동시에 유도하도록 설계됐다는 점에서도 주목된다. 입자 골격 형성에 사용된 부티레이트(Butyrate)는 약물 합성 과정에서 방출되며 수지상세포의 성숙을 촉진하고 항종양 면역 반응을 활성화하는 역할을 수행한다. 실제 대장암 마우스 모델 실험에서 이 나노플랫폼은 전신 독성 없이 종양 성장을 억제하고 뚜렷한 종양 퇴행(regression)을 유도하는 효과를 보였다. 연구를 주도한 박인규 교수는 “이번 연구는 완성된 약물을 전달하는 기존 방식에서 벗어나 암세포 내부에서 항암제를 직접 합성하도록 하는 새로운 정밀 의학 전략을 제시한 것”이라며, “유방암, 췌장암 등 다양한 난치성 고형암 치료는 물론 환자 맞춤형 정밀 의학 플랫폼으로 확장될 가능성이 있다”고 밝혔다. 이번 연구는 “Bioorthogonal Cu-MOF Nanocatalyst Enables GSH-Triggered in Situ Drug Synthesis for xCT-Driven Ferroptosis in Colorectal Cancer”라는 제목으로 Journal of Controlled Release에 게재됐으며, 한국연구재단 기초연구사업 중견연구, 골다공증 토탈 솔루션 선도연구센터, 심혈관 리모델링 질환 혁신 제어 의과학연구센터, 보건복지부 디지털 바이오 스마트 임상지원 플랫폼 구축 사업, 중소벤처기업부 창업성장기술개발(TIPS) 사업의 지원을 받아 수행됐다.



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소아 복통, 응급수술이 필요한 질환이 원인일 수 있다
아이가 ‘배가 아파요’라고 말하면 부모는 큰 병은 아닌지 걱정하게 된다. 실제로 소아 복통은 매우 흔하게 나타나는 증상이다. 건강보험심사평가원이 발행한 생활 속 질병 진료행위 통계에 따르면 2024년 소아청소년이 응급실 이용 질병 1위는 기타 및 원인 미상의 열 6만9,170명, 2위는 감염성 및 상세불명 기원의 기타 위장염 및 결장염 5만7,088명 3위는 복부 및 골반통증 3만6,311명이었다. 2위와 3위 순위를 합치면 9만3,399명으로 소아청소년 응급실 내원 주 증상은 복통이 가장 많은 비중을 차지한다. ▲분당제생병원 소아청소년과 김아리 과장 소아복통은 단순한 변비나 장염, 기능성 복통일 수 있지만 드물게는 만성질환이나 응급수술이 필요한 질환이 원인일 수도 있기에 주의가 필요하다. 대진의료재단 분당제생병원(병원장 나화엽) 소아청소년과 김아리 과장은 “소아 복통의 대부분은 심각한 질환과 관련이 없는 경우가 많은데 아이가 복통을 호소하더라도 잘 먹고, 잘 놀며 일상 활동에 큰 변화가 없다면 기능성 복통이나 변비, 일시적인 장염과 같이 비교적 흔한 원인일 가능성이 크고, 이러한 경우에는 특별한 치료 없이 시간이 지나면 자연스럽게 호전되는 경우가 많지만 아

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약가 인하 포함한 약가제도 개편안 재검토 강력히 촉구
존경하는 국민 여러분. 우리 국민의 소중한 건강과 생명을 지켜내야 할 보건안보의 한 축으로서 한국 제약산업이 처한 생존 위기와 현실을 간절한 심정으로 밝히고자 합니다. 지난해 11월 말 정부의 일방적인 약가인하 등 개편안 발표 이후 국내 제약바이오 산업 관련 5개 단체는 ‘산업발전을 위한 약가제도 개편 비상대책위원회’를 출범했습니다. 비대위는 국산 전문의약품을 주요 대상으로 한 약가인하가 강행되면 ▲연구개발 및 품질혁신 투자 위축 등 산업기반 붕괴 ▲필수의약품 생산 중단 등 국민건강 위협 ▲일자리 감축 등을 초래하기에 재고해 줄 것을 간곡히 요청해왔습니다. 또한 ▲급격한 약가인하 중단 및 개편안 의결 유예 ▲R&D 등 혁신에 대한 확실하고 강력한 지원방안 마련 ▲산업 육성과 약가 제도를 실질적으로 논의하는 정부와 산업계 간 의사결정 체계 구축 등을 촉구해 왔습니다. 산업계는 물론 학계, 노동계, 시민단체 등의 문제 제기에도 불구하고 지금까지 합리적 대안은 마련되지 않고 있습니다. 중동사태 등 복합 위기속 약가인하 강행은 산업 붕괴를 초래할 것입니다 최근 발발한 중동사태로 국제 유가와 환율이 급등하면서 산업의 원가 부담이 폭증하고 있습니다. ‘4차 오일

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