[파이낸셜뉴스] 척수신경세포가 한약재 여정실을 통해 활성화되는 효과를 입증했다는 결과나 나왔다.  이준선 자생한방병원 척추관절연구소 연구원 연구팀은 "산화 스트레스로 인해 손상된 척수신경세포가 한약재 여정실을 통해 활성화되는 효과를 입증했다"고 20일 밝혔다. 여정실 추출물은 세포의 사멸을 줄이고 활성산소종 및 산화 스트레스 발현을 크게 낮추는 것으로 나타났다.  척수 손상은 대개 낙상, 교통사고, 스포츠 등 외부에서 가해진 물리적 충격이 원인이 되며, 일시적이거나 영구적인 신경 기능 장애를 유발한다. 1차 손상은 골절과 파열 등의 외적인 손상을, 2차 손상은 각종 합병증으로 이어질 수 있는 척수 내 출혈, 세포 및 신경의 손상 등을 포함한다. 2차 손상의 주요 요인 중 하나는 활성산소종(ROS)의 과도한 생성으로 산화 스트레스가 증가하는 것이다. 척수손상 시 체내 항산화 시스템의 균형이 붕괴되는데, 이는 활성산소종의 과생성을 유발해 미토콘드리아 단백질, 지질, DNA 등에 손상을 일으키고 신경세포의 사멸을 초래한다. 일반적으로 산화 손상을 방지하고 신경계를 보호하기 위해 각종 항염증제와 항산화제가 사용되고 있다. 이러한 상황에서 기존 화학 물질에 비해 부작용이 적은 천연물 한약재가 척수신경세포를 보호하는 것으로 밝혀져 이목을 끌고 있다. 여정실은 여정자(女貞子)라고도 불리며 광나무 또는 넓은잎광나무(당광나무)의 열매를 뜻한다. 간신(肝腎)을 보음하고 체액을 보충하는 효능이 있어 한의학에서는 예로부터 한약재로 사용해 왔다. 실제 여러 연구를 통해 간 보호, 항염 및 항산화, 심장 기능 강화 등의 효과가 밝혀진 바 있다.  연구팀은 과산화수소를 활용해 산화 스트레스를 유발했다. 우선 배아 15일령의 실험쥐에게서 채취한 척수신경세포를 7일간 안정화 및 성숙시킨 다음 정상군과 과산화수소 500μM 투여군으로 나눴다. 이후 여정실 추출물을 △25μg/㎖ △50μg/㎖ △100μg/㎖ 농도로 나눠 과산화수소군과 동시 처리함으로써 농도에 따른 세포 변화를 비교·분석했다. 그 결과 여정실 추출물은 척수 세포의 생존률을 크게 높였다. 더불어 실험에서 투여한 최대 농도(100μg/㎖)를 투여해도 세포에는 유해한 영향을 미치지 않았다. 여정실 추출물 투여군의 세포는 과산화수소로 유발된 독성으로부터 보호됐으며, 투여량이 많을수록 세포 사멸률은 크게 줄어들었다. 또한 염증을 유도하는 효소인 iNOS와 활성산소종(ROS)의 과발현을 억제했다. 과산화수소로 인해 크게 증가한 활성산소종은 여정실 추출물에 의해 농도의존적으로 줄어들었는데, 여정실 100μg/㎖ 투여군에서 활성산소종 발현은 약 4배 감소했다. iNOS의 발현도 2배 이상 줄어 산화 스트레스에 대한 여정실 추출물의 방어 효과를 입증했다. 여정실 추출물은 엔알에프-2(Nrf2)와 헴산화효소를 활성화 시켜 척수 신경을 보호하고 항산화 효과도 높였다. Nrf2와 헴산화효소는 산화 스트레스로 인한 세포와 조직의 손상을 방지하는 항산화 작용에 중요한 역할을 한다. 여정실 추출물 투여 결과 둘 다 투여 농도에 따라 활성도가 높아졌고, 100μg/㎖ 투여군에서는 과산화수소 단독 투여군에 비해 2배 이상 증가했다.  이 자생한방병원 척추관절연구소 연구원은 “이번 연구를 통해 척수손상의 치료에 대한 천연물 한약재의 안정적인 효과를 확인할 수 있었다”며 “앞으로도 여정실을 비롯한 다양한 한약재의 효능이 과학적으로 입증되길 바란다”고 말했다.   camila@fnnews.com 강규민 기자

[파이낸셜뉴스] 줄기세포로 만든 3D 인간 폐조직(오가노이드)를 이용해 코로나19와 독감이 동시에 걸리면 폐 손상이 심해지는 과정을 국립보건연구원이 규명했다.  질병관리청 국립보건연구원은 이같은 연구 결과를 감염병 분야 세계적인 학술지 '신종 미생물과 감염(Emerging Microbes & Infections)' 온라인판에 게재했다고 25일 밝혔다.  코로나19와 독감에 동시에 걸린 환자는 중증화율과 치명률이 더 높지만 그 과정을 분석할 수 있는 생체모델은 제한적이라 연구에 한계가 있었다.  이 과정을 규명하기 위해 국립보건연구원 김정현 보건연구관과 최장훈 보건연구관은 줄기세포로부터 3D 인간 폐조직을 만들었다.  이번 연구에서는 줄기세포주를 이용해 실험실에서 배양이 가능한 3D 인간 폐조직을 제작, 코로나19와 독감에 동시에 걸릴 경우 중증도가 증가하는 원인을 밝혔다. 3D 인간 폐조직은 실험실에서 인간의 폐 발달 단계를 모사해 줄기세포를 3차원 폐조직으로 생산한 미니장기로, 인체 폐포와 생리적으로 유사하다.  연구팀은 3D 인간 폐조직으로 코로나19와 독감에 동시에 걸리는 경우 바이러스가 폐조직에 들어가기 위해 필요한 수용체를 상호 증가시켜 세포내 '사스코로나바이러스2(코로나19 바이러스)' 양이 10배 가량 증가하는 것을 확인했다.  또 이에 따른 염증반응 및 장기 손상이 증가하는 현상을 보여줘, 중증화율과 치명률이 높아지는 기전을 규명했다.  국립보건연구원은 “앞으로도 다양한 인간 조직 모델을 활용한 신종 감염병 및 만성질환 기초연구를 위해 기관 내·외부 연구자간의 적극적인 협력 연구를 지원하겠다”고 밝혔다. vrdw88@fnnews.com 강중모 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 코로나19 바이러스 감염 후 폐 손상을 일으키는 면역세포가 어떻게 생겨났으며, 어떤 특징이 있는지를 밝혀냈다. 이는 코로나19 환자에서 과잉 면역반응으로 발생하는 폐 손상을 조절할 수 있는 대상을 제시하는 연구 결과다. 한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 박수형 교수팀이 코로나19에 감염된 '페럿' 동물실험을 통해 감염 직후 시간에 따른 폐 손상 변화를 감염 전과 비교해 정밀하게 규명해 냈다고 4일 밝혔다. 박수형 교수는 "중증 코로나19 환자에서 사용되는 면역억제 치료 전략을 정교하게 만들 수 있는 근거를 마련했다"고 말했다. 공동연구진은 코로나19 바이러스의 페럿감염 모델을 이용해 감염 전, 감염 후 2일째, 감염 후 5일째에 걸쳐 추적관찰했다. 즉, 코로나19에 감염된 폐가 경험하게 되는 면역반응을 초기부터 절정기 그리고 회복기에 걸쳐 정밀하게 분석했다. 환자를 통해 하기 어려운 폐 속 면역세포에 대한 추적관찰을 실시해 감염과 면역반응이 일어나는 현장에서 초기부터 단계적으로 밝혀냈다. 공동연구진은 코로나19 회복 직후부터 혈액에서 활성화된 백혈구 일종인 단핵구가 급격하게 폐조직으로 스며드는 것을 포착했다. 이 단핵구들은 면역을 담당하는 대식세포로 성장하면서 양적으로 증가했다. 특히 이렇게 만들어진 대식세포들은 염증성 면역세포의 성질을 강하게 나타내며 바이러스를 제거했다. 뿐만 아니라 폐조직 손상을 일으키는 주범이 될 수 있다는 것도 관찰됐다. 급증한 대식세포는 중증 코로나19 환자들의 폐조직에서 관찰되는 변화와도 높은 유사도를 보였다. 최영기 한국바이러스기초연구소장은 "이번 결과는 전반적인 바이러스 감염과 회복에 관여하는 병리 현상을 이해할 수 있는 중요한 연구자료"라고 말했다. 따라서 이 연구는 코로나19 뿐만 아니라 폐 감염질환에서 급성 염증의 발생과 회복 과정을 대식세포의 변화를 통해 규명했다는 의미가 있다. 공동연구진은 현재 면역억제제를 투약받은 코로나19 환자들의 면역반응 변화를 종적으로 추적하고 있다. 또한 '싸이토카인 폭풍'과 같은 치명적인 중증 코로나19의 과잉 면역반응을 적절히 제어하고 약물의 면역학적 효과를 밝혀내는 후속 연구를 진행중이다. 이번 성과는 박수형 교수팀이 현 한국바이러스기초연구소장인 최영기 충북대 교수와 지놈인사이트 이정석 박사팀과 공동연구를 통해 국제 저명 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 7월 28일자에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

신장 손상에 따른 기능 저하로 발생한 신성빈혈(신장 기능 장애로 에리스로포이에틴이 결핍돼 적혈구의 분화와 증식이 잘 이루어지지 않음으로써 발생하는 빈혈)은 환자의 삶의 질을 크게 낮출 뿐 아니라, 심혈관계 합병증을 유발해 사망률을 높이는 위험인자가 된다. 국내 연구팀이 동물실험을 통해 신성빈혈을 효과적으로 개선 시킬 수 있는 새로운 치료제 개발의 실마리를 제시했다. 연세대학교 강남세브란스병원 신장내과 박형천·최훈영 교수팀은 만성신부전증에서 자주 발생하는 신성빈혈에 '에리스로포이에틴 발현 신장 줄기세포 및 신장 줄기세포 유래 미세입자' 치료가 결정적으로 기여 한다는 사실을 밝혀냈다. 신장 줄기세포로부터 유래 된 미세입자의 역할에 관한 연구는 국내에서는 처음이다. 신장기능에 장애가 발생하면 에리스로포이에틴 부족 현상이 오며 이는 적혈구 결핍으로 이어져 신성빈혈을 초래한다. 유전자 재조합 에리스로포이에틴 주사제는 신성빈혈의 보편적 치료로 주목받았다. 하지만 부족한 에리스로포이에틴을 간헐적으로 공급해 줄 뿐이며 천문학적 의료비 증가를 불러와 경제적 부담을 증가시켰다. 연구팀은 '신장 유래 줄기세포주에서 에리스로포이에틴이 발현되며 신장 유래 줄기세포주에서 미세입자를 추출해 신장병 동물 모델에 투여하면 신장 손상 개선 효과가 있다'는 사실을 기반으로 동물(마우스) 연구에 돌입했다. 연구팀은 에리스로포이에틴 발현 신장 줄기세포주와 신장 줄기세포 유래 미세입자를 조작된 마우스 복강에 투입했다. 연구팀은 실험 2주 후, 에리스로포이에틴 발현 신장 줄기세포 및 신장 줄기세포 유래 미세입자를 투여받은 마우스 집단군에서 빈혈을 나타내는 헤모글로빈 수치가 대조군으로 지정된 마우스 집단과 비교할 때 현저하게 개선됐음을 확인했다. 에리스로포이에틴 발현 신장 줄기세포 투여군과 신장 줄기세포 유래 미세입자 투여군의 헤모글로빈 수치는 각각 11.7±0.2g/dL, 11.5±0.2g/dL 로 어떠한 처치도 하지 않은 대조군의 수치 10.1±0.2g/dL 와 비교할 때 빈혈 정도가 눈에 띄게 개선되었음을 보였다. 연구를 주도한 박형천 교수는 "만성 신장 질환자 치료 분야에서 새로운 카드로 주목받는 신장 유래 중간엽 줄기세포 활용에 한 걸음 더 다가서게 만든 연구 결과"라면서 "지금까지 국내에서는 시행된바 없던 유전자조작 신장 줄기세포 유래 미세입자 효능에 대해 구체적 수치를 획득했다는 점은 연관 연구 발전에 큰 원동력이 될 것으로 보인다. 줄기세포 유래 미세입자를 활용한 새로운 신성 빈혈 치료제 개발 촉진의 신호탄으로 작용할 것"이라고 말했다. 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단 연구비 지원으로 이뤄진 박형천·최훈영 교수팀의 연구 결과는 줄기세포 연구 분야 유명 국제학술지인 Stem cell reviews and reports (IF : 5.739)에 게재됐다. 홍석근 기자

[파이낸셜뉴스] GC녹십자웰빙이 개인 맞춤형 프로바이오틱스 균주 개발에 박차를 가하고 있다. GC녹십자웰빙은 프로바이오틱스 균주의 '미세먼지로 인한 호흡기 세포 손상을 완화 또는 치료' 효과에 대한 연구 논문이 SCI급 국제학술지 '라이프(Life)' 10월호에 등재됐다고 25일 밝혔다. 이번 연구는 미세먼지로 증상을 악화시킨 천식 마우스 모델에서 효능을 평가하는 방식으로 진행됐다. 사용된 균주는 총 3종으로, '락토바실러스 플란타럼(GCWB1001)', '페디오콕커스 액시디락티시(GCWB1085)', '락토바실러스 람노서스(GCWB1156)' 등이다. 각각 김치, 치즈 및 유아의 분변에서 분리된 3종의 균주는 마우스 폐 대식세포(MH-S 세포주)에서 세포독성을 나타내지 않았다. 또 염증성 사이토카인 'TNF-alpha'와 친섬유성 사이토카인 'TGF-beta'의 분비를 감소시키는 효과를 나타냈다. 실제 동물실험에서 산화 스트레스와 단백질분해요소인 'MMP-9'의 발현을 억제해 염증반응에 관여하는 면역세포의 폐 조직 및 기관지 내 침착을 막고, 점액질, 단백질과 콜라겐의 과다 생성을 억제해 진해·거담 효과와 만성호흡기 질환에서의 폐기능을 개선하는 효과를 보였다. 이번 연구결과는 지난 8월 SCIE급 국제 저널 '마이크로오거니즘'에 게재된 '락토코커스 락티스(GCWB1176)' 균의 면역 증진 효과에 이은 연구 성과로, GC녹십자웰빙은 모든 균주에 대한 국내 특허를 지난 9월 취득한 바 있다. GC녹십자웰빙 관계자는 "신장 기능 개선에 이어 면역기능 증진, 이번 미세먼지에 이은 호흡기 질환 치료까지 자체 개발한 프로바이오틱스의 기능적 효과 검증을 활발히 진행 중"이라고 말했다. 한편, GC녹십자웰빙은 이번 연구성과와 특허를 활용해 유산균 전문 브랜드 '프로비던스(PROVIDENCE)'의 신제품을 2021년 상반기에 출시할 계획이다. 프로비던스는 유산균(Probiotics)와 증거(Evidence)의 합성어로 '좋은 유산균이 내 몸에 남기는 좋은 증거'라는 컨셉의 유산균 전문 브랜드로 현재까지 총 6종의 제품이 출시됐다.   pompom@fnnews.com 정명진 기자

메디포스트는 줄기세포를 이용한 연골 손상 치료용 조성물에 관한 멕시코 특허를 취득했다고 11일 공시했다. 이번 특허의 명칭은 '줄기세포의 세포 활성과 연관된 TSP-1, TSP-2, IL-17BR 및 HB-EGF 및 이들의 용도'다. 이 특허는 연골손상, 연골퇴행, 연골결손 및 퇴행성 관절염의 예방 또는 치료를 위한 조성물 특허로서, 이 조성물에는 TSP-2를 발현하는 세포가 포함된다. 메디포스트는 이미 한국을 포함해 미국, 유럽, 중국, 일본, 싱가포르 등에서도 이번과 유사한 특허를 취득한 바 있다. 또 한국에서 생산 중인 '카티스템'에 이를 적용하고 있다. 한편 '카티스템'은 퇴행성 또는 반복적 외상에 의한 골관절염 환자의 무릎 연골 결손 치료제로, 지난 2012년 세계 최초의 동종 제대혈 유래 줄기세포 치료제로서 허가를 받았다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

술을 마시면 알코올 성분이 단 6분 만에 뇌 세포에 도착해 손상을 입히는 것으로 나타났다. 독일 하이델베르크 대학 신경방사선학 연구팀은 남자 8명과 여자 7명을 대상으로 맥주 세 잔 혹은 와인 두 잔을 마시게 한 뒤 자기공명영상(MRI)으로 뇌의 변화를 관찰했다. 이 정도 술을 마시면 혈중 알코올 농도가 0.05~0.06%가 되는데, 운전은 할 수 없지만 심하게 취하지는 않은 상태가 된다. 그 결과 음주를 한 뒤 약 6분 가량이 지나면 뇌에서 세포를 보호하는 크레아틴 농도가 감소하고, 세포막을 형성하는 콜린 역시 줄어들기 시작했다. 연구팀 아민 빌러 박사는 "이는 알코올이 뇌 세포막에 변화를 일으킨다는 것"이라고 설명했다. 또 일반적으로 여성이 남성보다 알코올에 취약할 것이라 여겨지지만 이러한 뇌의 변화에 남녀 차이는 없었다. 빌러 박사는 "술이 깨면 이런 현상은 사라지지만 알코올 중독자들에게는 이런 현상이 지속적으로 반복되면서 영구적 손상이 일어날 수 있다"고 경고했다. 이 연구 결과는 국제 학술지'뇌혈액순환과 대사'에 올라있으며, 미 라이브사이언스 등이 보도했다. imne@fnnews.com 홍예지 기자

메디포스트는 TSP-2를 발현하는 제대혈 유래 간엽 줄기세포를 이용한 연골손상치료에 대한 미국 특허를 취득했다고 29일 공시했다. 이 특허는 TSP-2를 발현하는 제대혈유래 간엽줄기세포가 포함된 조성물을 투여해 연골손상, 변성, 상실, 결함, 관절염으로 구성된 그룹 중 하나를 치료하는 방법에 관한 기술이다. maru13@fnnews.com 김현희 기자

세포치료제 전문기업 에스바이오메딕스는 연세대 김동욱 교수 및 하윤 교수팀, 바이넥스와 공동으로 배아줄기세포 유래 척수손상치료제 공동개발에 나선다고 8일 밝혔다. 이번 척수손상치료제 개발에는 배아줄기세포로부터 분화된 신경전구세포를 척수손상 부위에 이식하여 신경조직의 재생을 유도하는 기술이 적용된다. 분화된 신경전구세포 중 미분화된 세포를 원천적으로 분리함으로써 종양발생 부작용을 차단해 미분화된 세포의 종양유발을 해결했다. 회사 측은 그동안 배아줄기세포를 신경전구세포로 분화시킨 세포치료제에서 이식 시 종양이 유발되는 부작용이 있었으나 연세대 김동욱 교수팀은 이러한 부작용 원인에 대해서도 규명했다고 설명했다. 또 종양이 유발되지 않는 안전한 세포만을 선별하여 동물에 이식했을 때 암 등 이상 조직이 전혀 생성되지 않는 안전성을 입증했다는 것이 회사 측의 설명이다. 에스바이오메딕스 강동호 대표는 "김동욱 교수의 원천기술 및 에스바이오메딕스의 세포치료제 연구개발 노하우를 기반으로 공동 개발하게 됐다"며 "내년 초 전임상을 앞두고 있으며, 2년 이내 임상시험 돌입을 목표로 하고 있다"고 말했다. 이어 "암 유발 가능성을 완전히 차단해 세계최초로 성공적인 배아줄기세포 유래 척수손상치료제로써 상용화할 예정"이라면서 "파킨슨, 척수 손상 등 난치성 신경계 질환치료 가능성을 한 단계 높일 것"이라고 덧붙였다. mkchang@fnnews.com 장민권 기자

서강대 신관우 교수 연구진이 손상된 장기와 피부에 붙여 회복을 돕는 '세포 스티커' 제작 기술을 개발했다. 대면적으로 단백질 그물망(protein network)을 조성하고 동물의 장기에서 세포를 추출하여 배양한 결과 세포가 그물망 위에서 정상적인 장기 조직의 기능을 갖고 성장하는 것으로 확인됐다. 이러한 세포-단백질 그물망은 스티커처럼 원하는 위치에 손쉽게 부착할 수 있어 인체 거부반응이 없는 안전한 장기와 신경 세포 치료가 기대된다. 현재 손상된 장기와 신경의 특정 부위에 세포를 자라나게 해 손상을 회복시키는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 대부분 금속이나 플라스틱으로 제작된 보형물을 활용하기 때문에 인체에 거부 반응을 일으킨다. 특히 조직 내 세포들이 인공조직과 원활히 접합하여 계속 성장하는 것이 중요하하지만 인공물이기 때문에 자연적 접합이 불가능한 실정이다. 신 교수는 "지난 2012년에 시작된 연구가 오랜 연구과정을 거쳐서 결실을 맺게 됐고 올해 6월부터는 하버드대학 연구진이 서강대로 파견돼 이번 연구를 이용한 피부재생용 세포스티커의 실용화 연구에 착수한다"고 밝혔다. cynical73@fnnews.com 김병덕 기자