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`외상성 뇌손상' 회복위한 새로운 치료 플랫폼 개발

저산소 조건 줄기세포 유래 세포외소포체와 생체적합 하이드로젤 결합해 뇌 기능 회복 유도 손상된 뇌 조직 병변 크기 40% 이상 감소, 신경 재생, 염증 억제, 운동 및 인지 기능 회복 분당차병원 신경외과 한인보 교수팀, 미국 럿거스대학교 이기범 교수 공동연구팀

`외상성 뇌손상' 회복위한 새로운 치료 플랫폼 개발

차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱) 신경외과 한인보 교수와 미국 럿거스대학교 이기범 교수 공동연구팀이 외상성 뇌손상(Traumatic Brain Injury, TBI)의 근본적 치료를 위한 새로운 치료 플랫폼을 개발했다. 연구팀은 ‘저산소 조건에서 배양한 줄기세포의 세포외소포체(Extracellular Vesicles, EV)’ 를 생체직교형 하이드로젤(bioorthogonal hydrogel, BIOGEL)에 손상된 뇌 부위에 지속적으로 전달하는 치료법을 제시했다. 이번 연구 결과는 ‘저산소 유도 EVs를 활용한 외상성 뇌손상 치료용 첨단 생체재료 전달 플랫폼(Advanced Biomaterial Delivery of Hypoxia-Conditioned Extracellular Vesicles(EVs) as a Therapeutic Platform for Traumatic Brain Injury)’ 제목으로 재생의학 분야의 세계적 학술지 ‘Advanced Science’에 게재됐다. ▲ 한 인보 교수 외상성 뇌손상은 1차 손상 이후 치료를 하더라도 손상된 뇌 내에서 신경염증, 혈관 기능 이상, 신경세포 및 지지세포 손실 등 다양한 2차 손상이 진행된다. 이는 정상조직의 세포까지 영향을 미쳐 회복을 더욱 어렵게 하는 주요 요인으로 꼽히며 결과적으로 운동·기억·인지 기능 저하로 이어진다. 수술이나 약물치료는 출혈, 부종, 염증을 완화해줄 수 있지만 손상된 신경 자체를 재생시키는 근본 치료는 거의 불가능했다. 한인보 교수팀은 인간 유도만능줄기세포(hiPSC)로부터 분화된 신경전구세포(Neural Progenitor Cells, NPC)를 저산소 유도제(Deferoxamine, DFO)로 처리해 손상된 뇌와 유사한 저산소 환경을 만들었다. 이를 통해 신경재생 및 혈관 신생에 중요한 단백질(VEGF)과 마이크로RNA(miRNA-9)가 풍부한 세포외소포체(EV)를 생산했다. 최근 줄기세포 연구에서 각광받고 있는 세포외소포체는 손상 조직 회복, 염증 조절에 뛰어난 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 세포외소포체 단독으로 사용했을 때는 효과적으로 전달되지 않거나, 유지시간이 짧거나, 활성도가 충분하지 않은 한계점이 있었다. 이 한계를 극복하기 위해 연구팀은 세포외소포체와 함께 젤라틴 기반의 생체적합 하이드로젤(BIOGEL)을 탑재해 손상된 뇌 부위에 주입했다. 하이드로젤(BIOGEL)은 뇌 조직과 유사한 탄성을 지니며, 손상 부위에 밀착되어 세포외소포체를 서서히 방출함으로써 손상된 부위에 오랜 시간 지속적으로 치료 신호가 전달되도록 돕는다 연구 결과, 외상성 뇌손상 모델에서 하이드로젤(BIOGEL)-EV 복합체를 주입한 결과, 손상된 뇌 조직의 병변 크기가 40% 이상 감소, 신경세포 재생과 축삭(신경 연결부) 재형성, 혈관 재생 및 염증 억제, 운동 및 인지 기능의 회복이 확인되었다. 한인보 교수는 “이번 연구는 외상성 뇌손상 치료의 핵심 문제인 2차적 염증 반응과 신경회복 실패를 동시에 해결할 수 있는 새로운 접근법을 제시했다”며 “저산소 조건에서 유래한 세포외소포체(EV)의 생물학적 신호를 생체적합적 전달체 하이드로젤을 통해 안정적으로 전달함으로써 임상적으로 적용 가능한 신경재생 치료 전략의 가능성을 입증했다”고 밝혔다. 또한 “이번 연구는 기존의 세포치료가 가진 면역학적 한계를 극복하고 비세포 기반의 나노 생체 치료제 개발의 기반이 될 것이며 향후 척수손상, 허혈성 뇌질환 등 다양한 신경계 질환 치료로 확장될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 한 교수는 그간 줄기세포 유래 생체소재 및 나노하이브리드 플랫폼을 이용한 중추신경계 재생 연구를 지속해 왔으며, 최근에는 국제학술지 ‘Bioactive Materials(IF: 20.3)’, ‘ACS Nano(IF: 16.1)’, ‘Biomaterials(IF: 12.9)’ 등에 연속 게재되는 등 세계적으로 주목받는 연구 성과를 이어가고 있다. 이러한 성과로 지금까지 ‘한국을 빛낸 사람들’에 11회 등재되며, 국내 척추재생 의학을 대표하는 연구자로 평가받고 있다. 이번 연구는 차의과학대학교 분당차병원과 미국 럿거스대학교의 공동 연구로 수행되었으며 한국연구재단 및 범부처재생의료기술개발사업의 지원을 받아 진행되었다.

실내 중금속, 반려견 아토피피부염 악화시킨다

사람과 반려동물이 함께 생활하는 실내 환경의 유해성 규명 아토피피부염 반려견의 경우 미세먼지 농도가 높을수록 중금속 농도도 함께 상승 전남대학교 수의과대학 김하정 교수 연구팀

실내 중금속, 반려견 아토피피부염 악화시킨다

실내 환경 유해 인자 중 중금속이 반려견의 아토피피부염 증상을 악화시킬 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음으로 확인되었다. 한국연구재단(이사장 홍원화)은 전남대학교 수의과대학 김하정 교수 연구팀(제1저자 한정우 석사과정)이 사람뿐 아니라 반려동물의 아토피피부염에 실내 환경 유해 인자 중 중금속이 나쁜 영향을 준다는 사실을 규명했다고 밝혔다. ▲김하정 교수(왼쪽) 한정우 석사과정 산업화와 도시화의 가속, 그리고 지구온난화로 인한 기후변화에 따라 실내 환경 인자의 구성이 변화하면서 사람의 아토피피부염 유병률이 꾸준히 증가하고 있다. 이러한 변화는 사람과 생활공간을 공유하는 반려동물의 아토피피부염 발병 증가에도 영향을 미치고 있다. 현재 다양한 치료제가 사용되고 있으나 여전히 치료에 한계가 있으며, 특히 국내 반려견 대부분이 실내에서 생활한다는 점을 고려할 때 실내 환경의 질적 관리의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 실내 환경 유해 인자 중 하나인 중금속은 공장 배출가스나 화석연료 매연 등을 통해 외부 공기로부터 실내로 유입될 뿐 아니라, 가정 내 노후화된 수도관, 페인트, 배터리 등의 생활 자재를 통해서도 노출될 수 있다. 이러한 중금속 노출 증가는 사람에서 심혈관계․신경계 질환 및 알레르기 질환 등을 유발하는 요인으로 알려져 있다. 연구팀은 선행연구에서 실내 미세먼지와 곰팡이독소의 농도가 높을수록 반려견의 아토피피부염 증상이 악화되는 경향을 확인한 바 있다. 이에 실내 환경 유해 인자에 해당하는 중금속 또한 반려동물에서 다양한 질환을 유발할 수 있다는 근거를 바탕으로 후속 연구를 진행하게 되었다. 연구팀은 전남대학교 동물병원에 아토피피부염으로 내원한 반려견과 건강한 반려견을 대상으로 ▲실내 환경조사(주거환경 설문지, 실내 공기질 분석), ▲피부 임상증상 평가, ▲혈중 알레르기 염증 관련 바이오마커 분석을 실시했다. 또한 반려견의 털을 채취해 털 중 중금속 농도를 함께 측정했다. 분석 결과, 검출된 중금속 농도는 환경부 기준상 정상 범위 내였으나, 아토피피부염이 있는 반려견의 경우 미세먼지 농도가 높을수록 중금속 농도도 함께 상승하는 경향을 보였다. 이는 미세먼지 내 중금속이 질병 악화에 영향을 미쳤을 가능성을 시사하며, 중금속 농도의 증가는 아토피피부염의 증상 악화에 관여하는 것으로 확인되었다. 김하정 교수는 “이번 연구는 실내 환경 유해 인자인 중금속이 반려견의 아토피피부염을 악화시킬 수 있음을 규명한 것으로, 향후 지속적인 연구를 통해 반려동물 아토피피부염의 새로운 예방 및 관리방안 마련에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 의학 분야 국제학술지 ‘알레르기(Allergy)’에 10월 20일 온라인 게재되었다. (그림) 납(Pb) 농도와 아토피피부염 중증도 지표(CADESI, PVAS, TEWL) 간의 상관관계

2분 만에 글림프 시스템 측정 가능한 MRI 진단법 개발

대한신경두경부영상의학회 추계학술대회 우수논문상 수상 (고려대 안암병원 영상의학과 김병준·유성혜 교수 연구팀) 빠르고 안전하게 글림프 시스템 기능 확인해 알츠하이머병 발병 위험성 예측 가능 기존 알츠하이머병 후기 단계에서만 활용되던 MRI의 역할을 질환 초기 영역까지 확장

2분 만에 글림프 시스템 측정 가능한 MRI 진단법 개발

고려대학교 안암병원 영상의학과 김병준 교수, 유성혜 교수 연구팀이 11월 14일 개최된 대한신경두경부영상의학회 추계학술대회에서 우수논문상을 수상했다. 연구팀은 글림프 시스템을 MRI 기반으로 빠르게 측정할 수 있는 새로운 영상 진단법에 대한 연구 ‘A Novel Early Imaging Biomarker for Glymphatic Function: Cerebral Cortical Arterial Pulsatility Index from 2-Minute Phase-Contrast MRI’의 우수성을 인정받아 수상의 주인공이 됐다. 글림프 시스템은 뇌 속 노폐물을 제거하는 역할을 한다. 글림프 시스템 기능이 저하되면 알츠하이머병의 유발 요인인 아밀로이드 단백이 축적돼, 조기 진단의 중요성이 강조돼 왔다. 하지만 기존 측정법은 조영제 주입 후 여러 차례 MRI 촬영이 필요해 환자의 부담이 컸다. 김병준 교수는 이러한 문제점을 해결하기 위해 조영제를 사용하지 않고, 2분 만에 글림프 시스템을 측정할 수 있는 MRI 진단법을 개발했다. 글림프 시스템의 핵심 동력인 뇌내 원위부 동맥의 박동성을 분석하는 방식으로, 빠르고 안전하게 글림프 시스템 기능을 확인함으로써 알츠하이머병 발병 위험성에 대한 예측이 가능하다. 유성혜 교수는 “글림프 기능 측정을 통해 알츠하이머병으로 진행될 위험이 있는 환자들을 조기에 발견할 수 있는 방법이 마련돼 기쁘다”며 “운동, 수면 질 개선 등 글림프 기능을 향상시키는 생활습관 전략과 연계해 질환의 진행을 예방하는데 기여할 수 있기를 바란다”고 말했다. 김병준 교수는 “이번 연구에서 개발된 시퀀스를 통해 기존에 알츠하이머병 후기 단계에서만 활용되던 MRI의 역할을 질환 초기 영역까지 확장했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 강조했다.

인공와우 이식, 치매 위험 낮춘다

인공와우 이식 환자, 치매 진단율 비이식 환자의 3분의 1 수준 치매 위험을 낮주는 이유는 청각 재활이 난청으로 인한 ‘인지적 부담’을 줄이기 때문 인제대학교 상계백병원 이비인후과 장영수 교수 공동연구팀

인공와우 이식, 치매 위험 낮춘다

심한 난청 환자에게 인공와우(청각보조이식기)를 이식하면 치매 발병 위험이 크게 낮아진다는 연구 결과가 나왔다. 인제대학교 상계백병원 이비인후과 장영수 교수 연구팀은 원주세브란스기독병원(이비인후과 서영준 교수)·가톨릭대학교 서울성모병원(이비인후과 박경호 교수) 연구진과 함께 국민건강보험공단과 장애등록시스템 데이터를 활용한 빅데이터 분석을 통해 인공와우(Cochlear Implant) 이식이 청력 회복뿐 아니라 인지 기능 유지에도 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 확인했다. ▲상계백병원 이비인후과 장영수 교수 이번 연구는 인공와우가 단순한 청력 재활을 넘어 노년기 치매 예방에 실질적인 도움을 줄 수 있음을 국가 단위의 대규모 데이터를 통해 입증한 국내 최초의 연구다. 연구팀은 국민건강보험공단과 국내 장애등록시스템 데이터를 활용해 2010년부터 2020년까지 장애 등록 기준을 충족하는 중등도 이상의 난청을 진단받은 환자 39만 1,195명을 분석했다. 모든 연구 대상자는 처음 난청 진단 당시 치매를 진단받은 이력이 없는 상태였다. 분석 결과, 인공와우 이식 환자 5,814명 중 추적 기간 중 치매 진단율은 4.9%였고, 인공와우를 하지 않은 환자(38만 5,381명)는 추적 기간 중 16.1%로 나타났다. 이식 환자의 치매 진단율이 비이식 환자보다 약 3분의 1 수준으로 낮았다. 50세 이상 환자군(35만 6850명)에서도 인공와우 이식 군의 치매 진단율은 11.2%, 비이식 군은 17.5%로 차이를 보였고, 70세 이상 고령층에서도 각각 18.4%, 21.8%로 고령자에서도 유사한 경향이 확인됐다. 특히 난청 진단 후 치매가 발생하기까지 걸린 기간은 인공와우 이식 환자가 평균 1,886.9일(약 5.2년), 비이식 환자는 587.7일(약 1.6년)로 인공와우 이식 군의 치매 발병 시점이 3배 이상 늦은 것으로 나타났다. 연구팀은 인공와우 이식이 치매 위험을 낮추는 이유로 청각 재활이 난청으로 인한 ‘인지적 부담(cognitive load)’을 줄이기 때문이라고 설명했다. 난청이 심할수록 뇌는 소리를 구별하고 이해하기 위해 더 많은 에너지를 쓰게 되고, 이로 인해 기억력이나 판단력 등 다른 인지 기능에 사용할 여력이 줄어든다. 인공와우는 이러한 뇌의 과부하를 덜어주어 인지 자원을 효율적으로 재분배하게 돕는다. 장영수 교수는 “난청은 수정 가능한 치매 위험 요인 중 가장 높은 비중을 차지할 뿐 아니라, 치료를 통해 적극적으로 개선할 수 있는 영역이다” 며 “난청의 치료방법 중 하나인 인공와우 이식술은 단순히 소리를 듣게 하는 기기가 아니라, 뇌의 인지기능을 지키는 중요한 치료 수단임을 이번 연구로 확인했다” 고 말했다. 이어 “70세 이상에서도 효과가 확인된 만큼 고령의 난청 환자에서도 청력 치료는 청력 회복을 넘어 치매 예방의 새로운 접근이 될 수 있다”라고 덧붙였다. 연구팀은 향후 무작위 대조시험(Randomized Controlled Trial)을 통해 청각 재활이 인지 기능 유지에 미치는 구체적 생리학적 원리를 밝힐 계획이다. 이번 연구는 국제학술지 Otology & Neurotology 최근호에 게재됐다.







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방치하면 통증 만성화되는 오십견' 초기에 잡아야
오십견은 어깨 관절을 둘러싼 관절낭이 딱딱하게 굳으며 염증과 통증을 일으키는 질환이다. 대표 증상은 어깨의 전반적인 뻣뻣함, 팔을 뒤로 돌리는 동작의 제한, 야간통 등으로 나타난다. 초기에는 잠을 잘못 잤다거나 일시적인 근육통으로 오해해 대수롭지 않게 넘기는 사례가 많다. 최근 3년간 건강보험 진료 통계에 따르면 오십견으로 병원을 찾는 환자 중 50~60대가 가장 많은 비중을 차지했다. 주로 중장년층에서 많이 나타나는 이유는 노화로 인해 어깨 주변 조직의 탄성이 떨어지고 염증이 누적되기 쉬워지기 때문이다. 여기에 장시간 컴퓨터 작업, 가사 노동, 무거운 물건 운반 등 반복적인 어깨 사용 습관도 발병 위험을 높인다. 또한, 당뇨병이나 갑상선 질환 같은 대사 질환이 있는 사람에게서 더 흔하게 나타나는 것으로 알려져 있다. ▲ 김 현곤 교수 대부분의 환자는 약물, 물리치료, 스트레칭 등 비수술적 치료로 호전을 보인다. 통증이 심할 때는 소염진통제와 관절 내 스테로이드 주사가 도움이 되며, 통증이 다소 가라앉으면 본격적인 관절 운동이 필요하다. 대표적인 운동으로는 벽을 타고 손을 올리는 ‘벽 타기’, 팔을 아래로 늘어뜨린 채 원을 그리는 진자운동, 수건을 이용한 내

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국내 최초 타액 기반 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 선보여
정신건강 디지털 헬스케어 전문기업 마인즈에이아이(대표 석정호)가 국내 최초로 타액 내 호르몬을 활용한 우울증 진단 보조 소프트웨어 의료기기 ‘마인즈내비(Minds.NAVI)’의 식품의약품안전처(식약처) 허가를 획득했다고 밝혔다. ‘마인즈내비’는 사용자의 자가보고식 심리 설문 평가와 함께, 타액 내 Cortisol(코르티솔) 및 DHEA(디하이드로에피안드로스테론) 농도 분석을 결합하여 우울증 진단을 보조하는 소프트웨어 기반 의료기기다. 이는 생물학적 지표를 활용한 우울증 진단 보조 기기로는 국내 최초이자, 세계적으로도 상용화된 사례가 없는 혁신적인 시도다. 마인즈에이아이는 연세대학교 강남세브란스병원 정신건강의학과 석정호 교수가 설립한 기업으로, 기존의 심리학적 평가 도구를 재구성한 ‘PROVE Battery’를 기반으로 ‘마인즈내비’를 개발했다. 이 소프트웨어는 사용자가 심리 설문을 완료한 후, 정해진 시간에 타액을 채취해 진단 기관으로 보내면 알고리즘이 이를 분석해 우울증 여부를 보조 진단하는 방식으로 작동한다. 특히, 123명의 피험자를 대상으로 진행된 확증 임상시험에서 ‘마인즈내비’는 민감도 97.22%, 특이도 95.24%라는 높은 진단 정확도를 기록하

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