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폐 손상 일으키는 코로나19 면역세포 기원·특성 밝혔다국내 연구진이 폐 손상을 일으키는 신종 코로나바이러스 면역세포의 기원과 특성을 밝혀냈다. 한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 박수형 교수팀이 충북대 의대 최영기 교수, 지놈인사이트 이정석 박사팀과 함께 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 환자의 과잉 면역반응에 따른 폐 손상을 조절하는 방안을 제시하는 연구 결과를 내놨다고 4일 밝혔다. 공동연구팀은 동물모델을 이용해 코로나19 감염 초기부터 절정기, 회복기에 걸쳐 일어나는 폐 면역세포 변화를 단일세포 전사체 수준으로 정밀하게 관찰했다. 폐 면역세포의 대부분을 차지하는 대식세포 가운데 어떤 세포군이 폐 손상을 일으키는지도 분석했다. 연구팀은 코로나19 감염 이틀 뒤부터 혈류에서 활성화한 단핵구가 급격하게 폐 조직으로 침투(침윤)해 대식세포로 분화하며 양적으로 증가함을 확인했다. 특히 이런 혈류 기원 침윤 대식세포들은 염증성 대식세포의 성질을 강하게 나타내며 바이러스 제거에 기여하는 동시에 조직 손상을 일으키는 주범이 될 수 있음을 제시했다. 이런 대식세포 분화 양상은 중증 코로나19 환자들의 폐 조직에서 관찰되는 변화와도 높은 유사도를 보임을 규명했다. 연구팀은 현재 면역 억제제를 투약받은 코로나19 환자들의 면역반응 변화를 추적하며, 싸이토카인 폭풍 같은 치명적인 과잉 면역반응의 적절한 제어와 약물의 면역학적 효과를 규명하는 후속 연구를 진행하고 있다. 이번 연구의 제1 저자인 지놈인사이트 이정석 박사와 KAIST 고준영 박사과정생은 "이번 연구 결과는 코로나19 환자의 폐가 경험하는 선천 면역반응을 다각적으로 분석해, 바이러스 감염으로 발생하는 대식세포 면역반응의 이중성을 이해하는 중요한 자료"라고 설명했다. 충북대 최영기 교수는 "시간 경과에 따른 바이러스의 증식성 변화를 관찰하고 병리학적으로 분석한 이번 결과는 전반적인 바이러스 감염 및 회복에 관여하는 병인 기전을 이해할 수 있는 중요한 연구자료"라고 덧붙였다. KAIST 박수형 교수는 "코로나19 감염 직후부터 시간에 따른 변화를 감염 전과 비교해 정밀하게 규명한 것이 이 연구의 가장 큰 수확"이라며 "감염 후 폐 손상이 특정 염증성 대식세포에 의한 것임을 밝혀 중증 코로나19 환자에게 사용되는 면역억제 치료 전략을 정교하게 만들 수 있는 근거를 마련했다"고 강조했다. 이번 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications) 지난달 28일 자에 게재됐다. 폐 손상 유발 코로나19 면역세포 기원·특성 규명 연구 모식도. 연합뉴스
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美 백혈병 유전자치료 승인예상…각종암 적용법 개발경쟁 불붙어FDA 자문위, '급성 림프모구 백혈병 3-25세 환자'에 적용 승인 권고환자 혈액 아닌 탯줄에서 면역세포 추출 방법도 연구…고형암은 아직 반응 안해 미국에서 백혈병에 대한 유전자 치료법이 몇 개월 내 승인받을 것으로 예상됨에 따라 유방암, 전립선암, 난소암, 폐암, 췌장암 등 고형암을 포함해 다른 암들에 대해서도 유전자 치료법을 개발하기 위한 기업과 대학 연구소들의 경쟁이 불붙고 있다고 뉴욕타임스가 23일(현지시간) 전했다. 백혈병 환자의 골수 세포. [위키피디아 제공]유전자 치료법은 환자의 면역세포들을 개량·활성화해 암세포를 공격, 사멸케 하는 방법으로, 말 그대로 '생약' 즉 '살아있는 약(living drug)'인 셈이다. 미국 식품의약국(FDA) 자문위원회는 지난주 백혈병 같은 혈액암 치료법으로 유전자 치료법을 초기 치료법으로 승인할 것을 권고했다. 지난달 7일 영국 일간 텔레그래프에 따르면, 펜실베이니아대 과학자들은 백혈병 환자들에 대한 유전자 치료법을 통해 9명의 환자 가운데 1명을 제외하고는 환자 골수에서 백혈병의 흔적이 완전히 사라진 것을 확인했다. 필라델피아어린이병원의 암 면역치료프로그램 국장을 맡고 있는 스테판 그룹 펜실베이니아대 소아과 교수는 "유전자 치료법은 혈액암 분야에서 완전히 변혁적인 치료법"이라며 "고형암에도 이 치료법이 듣는다면 전체 암 치료에 완벽한 변혁을 가져올 것"이라고 말했다. 존 매케인 미 상원의원이 진단받은 '교모세포종(Glioblastoma)'이라는 악성 뇌종양에 대해서도 유전자 치료법이 연구되고 있으나, 지난 19일 발표된 펜실베이니아대의 한 연구 결과는 아직 확정적이지 않다. 환자 10명 가운데 1명은 "안정적인" 상태로 18개월 이상 생존해 있고 2명에게선 암이 진행됐으며 나머지는 사망했다.백혈병에 대한 유전자 치료법은 다각도로 연구되고 있다. 초기 단계 백혈병을 가진 어린이에게 과거보다 이른 단계에서 세포치료법을 다른 치료법과 병행함으로써 새로운 유형의 세포치료법을 찾는가 하면, 사람을 대상으로 해선 이제 시작 단계이긴 하지만, 환자 혈액이 아닌 생모로부터 기증받은 탯줄에서 면역세포를 추출, 치료에 활용하는 방법도 연구하고 있다.미국에선 매년 170만 명이 암 진단을 받는 가운데 새로운 유전자 치료법을 초기에 적용할 수 있는 종류의 혈액암 환자는 약 8만 명에 이른다.새 치료법은 비용이 수십만 달러(수억 원)에 이를 뿐 아니라 위험도 따른다. 연구를 처음 시작했을 때는 환자들이 사경을 헤맬 정도로 극심한 발열, 저혈압, 폐 폐색 등 부작용에 시달렸다. 이런 부작용 제어법이 나오긴 했으나, 전문가들은 이론적으론 유전자공학에 의해 무력화된 바이러스가 장기적으로 다른 부위에 2차 암을 일으킬 수 있는 가능성을 배제하지 않고 있다. 아직 실제 사례는 없다. 새로운 백혈병 치료법은 면역체계의 전사들이라고 할 수 있는 T세포로 불리는 백혈구를 환자 혈액에서 분리해 암을 식별해 사멸시킬 수 있도록 유전학적으로 가공하고 수를 늘려서 다시 환자에게 주입하는 방식이다.이렇게 개량된 T세포는 키메릭 항원 수용체 T(CAR-T)세포라고 불리는데, 고형암 치료에는 잘 듣지 않는다. 그러나 흉막·복막·심막 등의 표면을 덮고 있는 중피에서 발생하는 암인 중피종, 난소, 유방, 전립선, 췌장, 폐 등의 암에 적용하는 방법들도 여러 연구기관에서 연구되고 있다. "고형암은 포트 녹스(미 연방 금괴 저장소가 있는 군 기지)처럼 T세포의 침입을 허용하지 않기 때문에 CAR-T 외에 다른 방법을 조합해야 하는데 그 다른 게 뭔지 찾아낼 때까지는 혈액암에서와 같은 효과를 보기 어려울 것"이라고 펜실베이니아대 그룹 교수는 말했다.FDA 자문위가 승인토록 권고한 백혈병 환자의 범위는 매우 국한돼 있다. 기존 치료법에 반응하지 않거나 재발한 B세포 급성 림프모구 백혈병을 가진 3-25세 환자들로, 미국에선 매년 수백 명 진단된다. 이들 환자는 생존율이 낮은데 T세포 치료법을 한 차례 시행했는데도 많은 환자에서 암세포가 줄어들거나 일부는 치료되기도 했다.
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"1형 당뇨병, BCG 백신으로 완치 가능"1형(소아) 당뇨병은 결핵 예방에 쓰이는 BCG 백신으로 완치가 가능할 수 있는 것으로 임상시험 결과 밝혀졌다. 1형 당뇨병은 인슐린 생산이 부족하거나 세포가 인슐린을 활용하는 기능이 떨어져 발생하는 2형(성인) 당뇨병과는 달리 면역체계가 인슐린을 만드는 췌장의 베타세포를 공격, 인슐린이 극히 적게 생산되거나 아예 생산되지 않아 발생하는 일종의 자가면역질환이다. 소아 당뇨[게티이미지뱅크 제공]미국 매사추세츠 종합병원 면역생물학연구소장 데니스 파우스트만 박사 연구팀이 2년 전부터 5년간 예정으로 1형 당뇨병 환자 150명을 대상으로 진행하고 있는 임상시험의 중간결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 10일 보도했다. BCG 백신은 1형 당뇨병을 영구적으로 되돌릴 수 있는 것으로 나타났다고 파우스트만 박사는 밝혔다.BCG 백신은 인슐린을 만드는 췌장의 베타세포를 공격하는 비정상 백혈구 생성을 차단하는 한편 면역체계가 자체 조직을 공격하지 못하게 막는 조절 T세포(Treg: regulatory T cells)의 기능을 회복시키는 것으로 밝혀졌다고 그는 설명했다.조절 T세포는 다른 면역세포에 적군인지 우군인지를 구분해 공격할 대상인지 아닌지를 알려주는 '평화유지군'과 비슷한 역할을 수행하는 면역세포다.BCG 백신은 유전자 발현을 조절하는 후성유전학적 메커니즘을 통해 조절 T세포 유전자의 발현을 회복시키는 것으로 나타났다고 파우스트만 박사는 밝혔다. 중간결과의 더 자세한 내용은 금년 말에 발표될 예정이다.이 임상시험은 BCG 백신이 체내의 종양괴사인자(TNF: tumor necrosis factor)를 증가시켜 자체의 세포나 조직을 외부물질로 오인해 공격하는 잘못된 자가 면역세포를 감소시키고 정상적인 면역세포를 증가시킨다는 사실에서 착안한 것이다.실제로 이 백신은 1상 임상시험에서 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.1형 당뇨병 환자(평균병력 15년) 6명을 두 그룹으로 나누어 BCG 백신과 가짜 백신을 투여한 결과 진짜 백신이 투여된 3명 중 2명이 자가 면역세포가 감소하면서 인슐린 생산되는 증거가 나타났다.2상 임상시험 참가자는 그 일부에게 첫해엔 2번, 그다음 해부터는 매년 한 번씩 BCG 백신이 투여되고 있다.만약 BCG 백신이 효과가 있는 것으로 확인된다면 1형 당뇨병만이 아니라 다발성 경화증, 셀리악병, 건선, 자가면역성 갑상선질환 등 다른 자가면역질환에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.BCG 백신은 지난 90년 동안 결핵 예방에 사용됐기 때문에 그 안정성은 이미 입증되고도 남았다.2상 임상시험 중간결과는 샌디에이고에서 개막된 미국 당뇨병 학회(American Diabetes Association) 77차 연례학술회의에서 발표됐다.
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"치매 발병, 뇌척수액 특정 단백질로 7년 전에도 예측 가능"뇌척수액 속의 특정 단백질을 검사하면 치매 증상이 실제 나타나기 최대 7년 전에도 치매가 발병할 것인지를 예측할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 16일 사이언스데일리 등에 따르면, 독일 신경퇴행성질환센터(DZNE)와 루트비히 막스밀리안대학병원 연구팀은 가장 흔한 치매 종류인 알츠하이머에 걸릴 가능성을 'TREM2'라는 단백질의 농도로 예측할 수 있다고 발표했다.크리스티안 하스 교수가 이끄는 연구팀은 유전적으로 알츠하이머에 걸릴 가능성이 큰 사람 127명을 대상으로 장기 추적 조사한 결과 실제 증상이 나타나기 7년 전부터 뇌 속에서 비정상적인 면역반응이 일어나는 것을 발견했다. 이는 뇌의 면역세포인 소신경교세포가 보이는 일종의 염증 대응 과정으로 일어난다. 연구팀은 이 반응은 통상 치매 유발 주범으로 알려진 뇌세포 속 독성 단백질 찌꺼기 베타 아밀로이드 플라크가 아니라 '죽어가는 뇌세포'에 반응해 일어난다고 밝혔다. 이런 이상 면역반응은 증상이 나타나기 오래전부터 시작되며, 소신경세포에서 분리된 단백질의 농도로 면역반응 증가를 알 수 있었다고 설명했다.이 단백질 농도는 부분마취를 한 뒤 척추 아랫부분에 바늘을 꽂아 골수를 뽑아내는 요추천자술로 분석할 수 있었다. 하스 교수는 유전성 알츠하이머와 이보다 훨씬 흔한 이른바 '산발적 변종'들 사이엔 유사성이 많다면서 "따라서 유전성 여부와 관계없이 TREM2 단백질 농도가 알츠하이머 진행 과정을 추적할 유력한 생체지표가 될 수 있다"고 주장했다.이를 활용하면 조기 발견과 치료 등 대응에 획기적 개선을 이룰 수 있다고 강조했다. 알츠하이머는 통상 걸린 지 10년이 지나서야 증상이 나타난다. 지금까지 진단은 환자 병력, 검진, 뇌 신경 속 유해 단백질 아밀로이드 영상 검사 등으로 해왔으나 조기에 정확하게 진단하기가 쉽지 않다.혈액검사로 가벼운 인지장애 환자가 1년 뒤 치매로 발전할지를 진단하거나 코 상피세포의 특정 RNA 발현량으로 치매 전 단계를 구분하는 방법 등의 연구 성과도 나온 바 있다.그러나 수년 전에 예측하고 정확하게 조기 진단하는 방법은 아직 상용화된 것이 없다.연구팀은 이 단백질은 약물에 대한 인체 반응을 측정하는 치료의 지표로도 사용될 수 있다면서 관련 약물의 탐색 연구도 시작했다고 덧붙였다.이 연구결과는 학술지 '사이언스 과학 기반 의학'(Science Translational Medicine) 온라인판에 14일 실렸다.
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세포사멸 조절인자 찾았다…암·자가면역질환 등 치료연구 기여연세대 송재환 교수팀, '네이처 셀 바이올로지'에 발표 (대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 각종 질병 유발 메커니즘의 하나로 주목받는 네크롭토시스(necrotopsis·세포사멸)를 조절하는 단백질의 작용과정을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다.연세대는 1일 생화학과 송재환 교수팀이 다양한 종양억제 인자를 제어해 세포자살(apoptosis)에 영향을 미치는 유비퀴틴화 부착 단백질(CHIP)이 광범위한 면역반응을 일으키는 새로운 메커니즘인 네크로톱시스를 조절한다는 사실을 규명했다고 밝혔다. 네크로톱시스는 세포괴사(네크로시스)와 세포자살을 합친 말로 생명체의 항상성 유지에 매우 중요하며, 이 메커니즘이 잘못되면 암, 자가면역질환, 감염성 질환 등 많은 질환을 일으키는 것으로 알려졌다. 네크로톱시스는 병원체 감염 등 외부의 물리적 자극에 의해 수동적으로 일어나는 세포괴사와는 달리 세포 내 신호전달 체계를 통해 조절되는 새로운 형태의 세포사멸 메커니즘이다.네크로톱시스는 세포자살을 피할 수 있는 바이러스나 박테리아에 감염됐을 때 면역세포가 개체 보호를 위해 분비하는 물질인 사이토카인에 의해 주로 유발된다고 알려졌으나 조절인자나 조절과정은 밝혀지지 않았다.연구진은 네크로톱시스에 작용하는 것으로 알려진 단백질인 'RIPK1'과 'RIPK3'가 분해 대상 물질에 유비퀴틴(ubiquitin)이라는 단백질 조각을 결합해 분해가 잘되게 하는 'CHIP' 단백질에 의해 조절된다는 사실을 밝혀냈다.CHIP 단백질은 그동안 종양억제인자를 제어해 세포자살에 영향을 미치는 것으로 알려졌었으나 네크로톱시스에서 어떤 역할을 하는지는 밝혀지지 않았다.실험결과 CHIP 단백질이 없는 배아섬유아세포(MEF)는 네크로톱시스 자극에 반응해 세포사멸이 더 빠르게 일어났으며 이들 세포에는 정상세포보다 RIPK1과 RIPK3이 크게 증가한 것으로 나타났다.또 유전자 조작으로 CHIP를 만들지 못하는 생쥐는 몸집이 정상 쥐보다 작게 태어나고 2개월을 채 살지 못했다.그러나 CHIP가 없는 생쥐와 RIPK3이 없는 쥐의 교배로 태어난, CHIP와 RIPK3가 모두 없는 생쥐는 정상적으로 생존하며, 처음에는 몸집이 작지만 점차 일반 쥐와 큰 차이가 없이 자랐고, CHIP가 없는 쥐에서 나타나는 소장의 융털 붕괴현상 등 이상 부작용도 나타나지 않았다.연구진은 이에 대해 CHIP가 많이 발현되면 RIPK3가 분해돼 줄면서 세포사멸이 감소하는 반면 CHIP가 없으면 RIPK3가 증가해 세포사멸이 활발하게 일어나는 것으로 분석했다.송 교수는 "이 연구로 CHIP 단백질이 네크롭토시스의 주요 억제 인자라는 사실을 분자생물학적, 병리·생리학적 측면에서 규명했다"며 "이 결과는 앞으로 이용해 암, 자가면역 질환, 바이러스·박테리아 감염에 따른 패혈증 등의 새로운 치료법 연구에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.송 교수팀이 한국연구재단 리더연구자 창의사업 지원을 받아 벨기에 겐트대 피터 반데나빌 교수팀, 서울대 성제경 교수팀, 한국과학기술연구원(KIST) 이철주 교수팀과 함께 수행한 이 연구 결과는 국제저널 '네이처 셀 바이올로지'(Nature Cell Biology, 2월 23일자)에 게재됐다. 연세대 생화학과 송재환 교수 <<연합뉴스 자료사진>>