최근 나이에 비해 비정상적으로 성장이 빠르게 진행되는 성조숙증을 겪는 소아청소년들이 늘고 있다. 실제로 국민건강보험공단이 제공한 ‘18세 미만 성조숙증 현황’에 따르면 성조숙증 환자는 2018년 10만 1273명에서 2022년 17만 8585명으로 약 80%나 급증했다. 성조숙증은 유전적 또는 환경적 요인 등으로 인해 정상적이지 못한 성호르몬 분비 결과로, 최종 키가 작아지거나 또래와 다른 신체변화로 학교생활 적응이 힘들어지는 등 다양한 문제로 이어질 수 있다. 특히 우리 주변 곳곳에 널려 있어 ‘피할 수 없는 적’으로 불리는 환경호르몬은 성조숙증과 관련도가 매우 높다. 성조숙증은 예방 및 조기진단이 매우 어렵기에 이를 야기하는 환경호르몬을 미리 관리하는 게 좋다. 따라서 영유기때부터 환경호르몬 검사를 통해 성조숙증을 사전에 방지하는 것이 효과적이다. ■ 소아 성장을 방해하는 성조숙증의 주요 요인 ‘환경호르몬’… 성호르몬과 유사한 역할 성조숙증은 성호르몬이 이른 시기에 분비되어 생식기 발달 등 올바른 성장에 부정적인 영향을 미치는 상태다. 주로 만 8세 이전의 여아, 만 9세 이전의 남아에게서 2차 성징인 사춘기가 발생할 때를 말한다. 사상하부-뇌하수체-성선(난소 또는 고환)이 활성화되어 있으면 ‘잔성 성조숙증’, 활성화가 되어 있지 않으면 ‘가성 성조숙증’이라 한다. 대부분의 성조숙증은 남아보다는 여아에게 흔히 발생하지만, 심각한 병적 원인을 가지는 경우는 남아가 더 많다. 성조숙증의 대표적인 증상으로는 남녀 모두에게 음모가 발달하거나 8세 미만의 여아에서 유방 몽우리가 잡히는 경우, 9세 미만 남아에서 음경이 커지거나, 고환이 어른 엄지 손톱 정도 크기(4㎖) 이상 커지는 경우가 있다. 또, 부모들 사이에서 가장 큰 문제로 꼽히는 가파른 키 성장이 있다. 이는 일시적으로 키가 증가하여 또래에 비해 발육이 왕성하다고 오해할 수 있으나, 지속해서 골 성숙이 빨라지다 보면 성장판이 조기에 닫히면서 신체 발육에 악영향을 미칠 수 있다. 결국 성인이 되었을 때에는 평균 키에 미치지 못하는 경우가 많다. 성조숙증으로 나타나는 신체 변화는 개인마다 다양하기에 정기적으로 몸 상태를 체크하는 등 세심한 관찰이 요구된다. 성조숙증은 유전적 요인과 서구화된 식습관, 스트레스, 소아비만 등 환경적 요인 등 여러 원인이 복합적으로 작용하여 나타난다. 그 중 ‘환경호르몬’이 성조숙증의 주요 원인으로 꼽힌다. 환경호르몬은 외부 환경에서 우리 몸속으로 흡수되어 체내 정상적인 호르몬의 생성과 작용을 방해하는 내분비교란물질이다. 환경호르몬은 플라스틱 등 자연환경에 존재하는 화학물질로, 우리 몸에 들어와 성호르몬과 유사한 역할을 하며 내분비계 질서를 망가트린다. 체내에서 쉽게 분해되지 않고 고농도 노출 시 선천성 성기 기형, 성 조숙, 내분비 관련 암 발생, 발달 장애, 지능저하 등을 유발한다. 환경호르몬은 치료가 어렵기에 조기 검사를 통한 회피 및 예방 등 생활습관 개선을 통해 노출되는 빈도를 줄이는 것이 매우 중요하다. ■ 일상 속에 널려 있는 환경호르몬… 간단하게 노출 여부 확인할 수 있는 ‘소아청소년 내분비교란물질 종합검사’ 각광 환경호르몬은 아이들이 입는 옷, 가방, 학용품, 장난감을 비롯해 영수증, 반찬 용기 등 우리의 일상 속 깊숙하게 자리 잡고 있어 주의가 필요하다. 일상에서 쉽게 노출될 수 있는 대표적인 환경호르몬으로는 △비스페놀 △파라벤 △트리클로산 △프탈레이트 등이 있다. 비스페놀은 성조숙증과 가장 관계가 높으며, 어린 시기에 노출될 경우 추후 불임이나 난임, 당뇨병, 비만 등 만성질환을 유발할 수 있다. 파라벤은 화장품 및 제약 제품의 방부제를 통해 노출되며 피부노화, 피부암 등을 일으킨다. 트리클로산은 치약, 비누 세제 등의 향균제 역할을 하는 물질로 폐암, 간암, 유방암 등의 발암물질로 변성 가능성 있으며, 신생아의 테스토스테론 농도와 관련이 있다는 논문 보고가 있다. 프탈레이트는 다양한 플라스틱 제품과 코팅제에 존재하며 대표적으로 아동의 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD)와 두뇌발달에 악역향을 미칠 수 있다. 환경호르몬은 사람에 따라 노출 빈도와 상관없이 적은 양에 노출되어도 그 노출 효과가 극대화되며 발병 반응은 각각 상이하다. 특히, 여러 모자 코호트 연구에 따르면 또는 임신 중 또는 생애 초기에 환경호르몬에 노출되었을 경우 여러 질환이 발생할 확률이 높아진다는 결과들이 지속적으로 보고되고 있어, 산모 또는 영유아 자녀를 둔 부모는 환경호르몬에 노출되지 않게 관리하는 등 특히 조심해야 한다. 최근에는 환경호르몬을 조기에 확인할 수 있는 ‘소아청소년 내분비교란물질 종합검사’가 주목받고 있다. 국내 유일 내분비계 특화 검사연구센터인 내분비물질분석센터(ESAC)를 운영하는 GC녹십자의료재단은 간단한 소변 검체로 체내의 17종 환경호르몬(비스페놀 4종, 파라벤 3종, 트리클로산 1종, 프탈레이트 9종)의 노출 여부를 진단할 수 있는 ‘우리 아이 생활 속 환경호르몬 검사(이하 우생몬)’를 제안한다. 우생몬 검사는 액체크로마토그래피(LC)와 질량분석기(MS)를 결합한 분석 기술인 LC-MS/MS 검사법으로 매우 민감하고 정확한 결과를 제공한다. 검사 결과는 연령별 참고치가 적용되어 자신의 환경호르몬 노출 위험도를 객관적으로 확인할 수 있고, 개인 상태에 맞는 생활개선 프로그램이 제시되어 맞춤형 해결책도 받아볼 수 있다. 조성은 GC녹십자의료재단 내분비물질분석센터 센터장(진단검사의학과 전문의)은 “소아청소년의 성조숙증을 일으키는 환경호르몬은 우리 일상 속 곳곳에 퍼져 있기에, 영유아 시기부터 환경호르몬 노출 정도를 파악해 노출 가능성을 낮추려는 노력이 필요하다”며 “산모이거나 영유아 자녀를 둔 부모는 ‘우생몬 검사’를 통해, 우리 아이가 생활 속 환경호르몬에 얼마나 노출되어 있는지 미리 확인해보고 주의하시길 바란다”고 말했다.

전북대학교병원(병원장 유희철)은 방사선종양학과 이선영 교수팀의 뼈전이 환자에게 방사선 치료와 온열치료의 병용 치료 결과에 대한 연구 논문이 과학기술논문인용색인(SCI)급 국제학술지에 게재되었다고 밝혔다. 연구팀은 척추 및 골반 뼈전이 환자에게 방사선과 온열치료를 병행했을 경우 치료 효과가 더 높다는 연구 결과를 발표했고 이러한 효과를 입증한 연구 논문이 종양학관련 저명한 국제학술지인 Cancers의 2024년 4월호에 게재되었다. ▲ 이 선영 교수 뼈 전이는 환자의 삶의 질(QoL)에 큰 영향을 미치는 질환으로 모르핀 등가 약물(MeM) 및 국소 방사선 요법(RT)과 같은 전통적인 치료법이 있지만 이러한 치료가 항상 효과적으로 전이된 뼈를 치료하는 것은 아니어서, 최근에는 치료 효과를 높이기 위해 온열요법(HT)을 병행하여 적용하고 있다. 이번 연구에서는 방사선 치료와 병행하여 온열치료를 시행한 결과 통증 조절이 방사선 치료를 단독으로 진행할 경우보다 효과적이었으며, 큰 부작용 없이 통증의 감소 유지 기간도 의미있게 증가되는 것이 확인되었다. 이러한 연구 결과는 방사선 치료에 저항성을 보이는 뼈전이 병변을 치료하기 위해 사용될 수 있는 하나의 치료법을 제시하였다는 데 의의가 있다. 한편, 방사선종양학과 이선영 교수는 2018년 재발성 자궁경부암 환자에 대한 항암- 온열 요법의 동시 치료 결과 분석에 대한 연구로 국제학회서 우수연구상을 수상하고 2021년 ‘직장대장암 환자 연구’를 진행하여 대웅재단 신진의과학자 학술연구지원 사업 과제에 선정되었으며, 2023년에도 ‘온열암치료기기 mEHT’에 대한 연구 논문을 Cancers 2023년 9월호에 게재하는 등 활발한 연구활동을 이어나가고 있다.

서울대병원 및 서울대 공동 연구팀이 인간의 피부에 부착해 건강상태와 움직임을 모니터링 할 수 있고, 착용 가능하면서 신축성 있는 ‘스트레인 센서’를 개발했다. 이 센서는 전도성 고분자 복합재(conductive polymer composites, CPC)를 사용해 제작되었으며, 높은 감도와 우수한 성능을 갖추고 있다. 특히, 맞춤형 건강관리 및 진단·모니터링 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 서울대병원 신경외과 백선하 교수 및 서울대 응용바이오공학과 박원철·장왕 교수 공동 연구팀이 CPC 스트레인 센서의 제조 방법, 작동 매커니즘 및 스트레인 감지 기능에 대한 연구를 통해 고감도와 우수한 신축성을 갖춘 센서를 설계·개발하고 이와 관련된 표준 및 가이드라인을 26일 제시했다. ▲(왼쪽부터) 서울대병원 신경외과 백선하 교수, 서울대 응용바이오공학과 박원철·장왕 교수 스트레인 센서는 물체의 변형이나 변위를 측정하는 장치이다. 주로 기계적인 스트레스나 압력이 가해진 때 그 변화량을 전기적 신호로 변환하여 측정한다. 예를 들어, 센서가 장착된 부분에 힘이 가해져 늘어나면 센서의 저항값이 변하고, 이를 통해 신호가 생성되어 변형의 정도를 측정할 수 있다. 개발된 CPC 스트레인 센서는 전도성 필러와 유연한 고분자를 혼합하여 제조됐으며, 다양한 부위에 부착해 심박수, 호흡, 근육 움직임 등을 정밀하게 모니터링 할 수 있다. 센서는 높은 게이지 인자를 통해 아주 미세한 변화까지 감지할 수 있으며, 착용감과 생체 적합성이 뛰어나다. 연구팀은 센서의 구조적 설계에서부터 제조 방법에 이르기까지 다양한 기술을 적용했다. 스트레인 감지 메커니즘에서는 구조 공학, 단절, 균열 전파 및 터널링 효과를 활용하여 높은 감도의 변형률 감지를 가능하게 했다. 이는 센서가 신체의 복잡한 움직임에도 민감하게 반응할 수 있도록 만든다. 센서의 제조 과정에서는 ‘혼합 도핑’과 ‘표면 개질’ 두 가지 기술이 활용됐다. 혼합 도핑은 전도성 나노필러를 용융 폴리머에 직접 섞는 방식으로 전도성 네트워크의 효과적인 제어를 가능하게 했다. 표면 개질은 전도성 필러를 폴리머 기판 표면에 선택적으로 개질하여 센서의 감도와 내구성을 향상시켰다. 박원철 교수(서울대 응용바이오공학과)는 “이번 연구를 통해 고성능 CPC 스트레인 센서를 개발한다면 첨단 건강 모니터링 시스템을 통해 일상생활 속에서 쉽게 건강을 관리하고, 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 백선하 교수는 “향후 이 센서가 건강 모니터링뿐 아니라 파킨슨병, 뇌졸중, 치매 등 다양한 뇌질환의 진단과 모니터링에도 유용하게 활용될 수 있기를 희망한다”고 말했다. 이 리뷰 논문은 국제 학술지 ‘나노 재료 과학(Nano Materials Science)’ 온라인에 게재됐다. ◆ CPC 스트레인 센서 제조공정, 작동 메커니즘 및 스트레인 감지 기능에 대한 개략도

이식 가능한 심장 오가노이드에 한 걸음 더 가까워졌다. 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 나노의학 연구단 조승우 연구위원(연세대학교 생명공학과 교수) 연구팀은 가톨릭대학교 의과대학 박훈준 교수 연구팀과 공동으로 복합적인 심장 미세환경을 체외에서 구현하는 심장 오가노이드 제작·배양 기술을 개발했다. 나아가 약물 평가, 질환 모델 구축, 재생치료와 같은 폭넓은 응용성을 검증해 머지않아 임상에도 적용이 가능할 것으로 보인다. 오가노이드란 줄기세포와 조직공학 기술을 통해 인공적으로 만든 장기유사체로, 신약 유효성·안전성 평가 등 다양한 활용이 가능해 전 세계적으로 주목받고 있다. 다양한 심장 구성 세포로 이뤄진 심장 오가노이드는 심장의 3차원 구조와 생리적 기능을 구현해, 2차원으로 배양된 기존 세포 모델보다 우수한 점이 많다. 하지만 아직 개체 간 크기·기능의 편차가 크며, 분화도·성숙도·기능성 등이 실제 심장 수준 ▲ 조 승우 연구위원 ▲ 박 훈준 교수 에 미치지 못한다. 이는 약물 평가의 정확도를 떨어뜨리고 이식 후 조직 재생 효과를 보장할 수 없어 실질적인 응용에 어려움이 있었다. 이를 극복하고자 연구진은 심장의 물리적·생화학적 미세환경을 오가노이드에 구현해 기존 오가노이드의 한계를 효과적으로 개선했다. 우선, 장기 맞춤형 조직공학 기술을 개발해 새로운 형태의 심장 오가노이드를 제작했다. 실제 심장의 다양한 세포 구성을 그대로 구현하고자 인간 유도만능줄기세포로부터 분화된 심근세포 외에도 심장 섬유아세포, 혈관내피세포까지 세 종류의 세포를 혼합했다. 이후 혼합된 세포를 심장 조직 유래의 세포외기질 지지체 내에 배양해 심장 오가노이드를 제작했다. 이로써 실제 심장 조직 내 존재하는 다양한 세포 간 상호작용뿐만 아니라, 세포 및 세포외기질 간 상호작용도 구현하는 심장 오가노이드를 제작할 수 있었다. 또한, 심장 내 혈류가 흐르며 산소와 영양분이 공급되는 동적 미세흐름을 구현하고자 미세유체 칩(microfluidic chip)을 활용한 동적 배양법을 개발했다. 미세유체 칩은 오가노이드 챔버와 배양액 챔버가 마이크로 크기의 채널들로 연결돼있으며, 이를 교반기 위에 올려놓는 방식으로 간단히 미세흐름을 제공할 수 있다. 이 배양법으로 기존의 정적 배양법과 달리 산소와 영양분을 오가노이드 내부까지 끊임없이 공급할 수 있었다. 이는 오가노이드의 생존율을 높이고 장기배양을 가능케 했다. 이어 연구진은 제작된 오가노이드의 응용 가능성을 검증했다. 먼저, 약물의 유효성 및 심장 기능에 이상을 일으키는 심독성을 예측하는 플랫폼으로 활용 가능하다. 부정맥 유발 위험도가 있는 약물을 오가노이드에 실험한 결과, 약물 반응이 기존 임상 데이터와 유사한 양상을 보였다. 또한, 오가노이드를 활용해 심장 섬유증, 긴 QT 간격 증후군 등 심장질환 모델 제작에도 성공했다. 그뿐만 아니라 심근경색을 유발한 쥐에 심장 오가노이드를 이식해 심장 재생치료 가능성을 확인했다. 오가노이드가 이식된 쥐의 심장은 수축 기능 향상, 섬유화 감소, 그리고 손상된 조직이 정상 조직과 유사한 수준으로 재생되는 효과를 보였다. 또한, 심장 조직 내 안정적으로 생착한 오가노이드는 심근세포끼리 유기적으로 연결돼 수축 관련 신호가 원활히 전달되도록 했다. 이는 향후 부정맥 유발 가능성을 줄이는 치료제로 활용될 수 있음을 의미한다. 조승우 교수는 “이번 연구의 오가노이드는 향후 체외 모델 플랫폼으로써 신약 개발의 효율성을 높이고, 심장 조직을 근본적으로 재건하는 재생치료제로 활용 가능할 것으로 보인다”며, “개발한 조직공학 기술은 다른 장기 오가노이드에도 접목해 추후 바이오산업 및 임상 치료에 적용될 것으로 기대된다”고 전했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 16.6)’ 온라인판에 3월 22일 게재됐다. ◆〔그림〕 기능적인 심장 재생 치료제로서의 가능성 확인