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국내 연구진 "노화된 관절에 특정 화합물 주사했더니…젊은 관절로 재생 확인"

노화된 관절을 젊은 관절로 회복시킬 수 있는 가능성이 제시돼 주목된다. 한국연구재단(이사장 홍원화)은 성균관대학교 생명과학과 남지호 대학원생과 양시영 교수, 중앙대학교 윤성일 교수로 구성된 연구팀이 퇴행성관절염을 촉진하는 'ZMIZ1'단백질의 작동 기전을 규명하고, 이 단백질의 활성을 조절할 수 있는 저분자 화합물을 발견했다고 27일 밝혔다. 퇴행성관절염은 관절 연골세포의 노화에서 시작되는 대표적인 신체 노화 질환이다. 우리나라 65세 이상 고령자 중 약 19.2%가 이 질환으로 고통받고 있다. 연구팀은 연골조직 내 유전자 시퀀싱 데이터셋을 이용, 연골세포 노화가 진행된 연골조직에서 'ZMIZ1' 단백질 발현이 증가하는 것을 발견했다. 또한, 'ZMIZ1'이 단백질 'GATA4'와 결합되면서 관절염 발병을 가속화한다는 사실도 확인했다. 연구팀은 "여기서 더 나아가 인공지능 기반 스크리닝 플랫폼을 활용해 저분자 화합물인 'K-7174'가 'ZMIZ1-GATA4'의 결합을 억제한다는 것도 밝혀냈다"고 설명했다. 연구팀은 퇴행성관절염 동물에 'K-7174'를 경구 또는 관절강 내에 주사한 결과 연골 손상 및 노화 관절이 건강하고 젊은 관절로 회복되는 것도 확인했다. 양시영 교수는 "쥐 실험의 경우 1주일에 1회씩 5회 정도 투여해 회복 결과를 얻었다"며 "인간의 경우에 적용하면, 1~2개월에 1회씩 투여한다고 보면 된다"고 설명했다. 양 교수는 또 “노화 연골세포 억제에 중요한 역할을 하는 새로운 인자들의 발견을 통해 더 나은 치료 방법을 개발하는 데 중요한 역할을 할 수 있을 것"으로 내다봤다. 연구결과는 국제학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)에 3월 5일 공개됐다.

2025.03.27 12:00박희범 기자

화학연, 꿈의 항암제 개발…폐암세포 대부분 파괴

국내 연구진이 혈액암이나 폐암 등의 암세포를 대부분 죽이거나, 먹어 치우는 새로운 꿈의 치료제를 개발했다. 한국화학연구원은 박지훈 책임연구원과 최지우 석사후연구원 연구팀이 인간 말초 혈액 유래 대식세포(Macrophages)에 항암 유전자를 안정적으로 삽입시키는 방법으로 '카-대식세포(CAR-M)' 생산에 성공했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 향후 혈액암 외에 고형암 치료에도 적용 가능할 것으로 기대했다. 기존의 '키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료법'은 환자의 면역 세포인 T세포를 신체 밖으로 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 주입해 암을 치료하는 기술이다. 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암 치료에는 한계가 있다. T세포는 고형암 내부 침투가 어렵기 때문이다. 연구팀은 이에 면역세포의 일종인 대식세포를 연구과정에 활용했다. 다만, 대식세포는 항암 유전자 변형이 짧은 기간만 이뤄져 치료 효과가 낮다. 연구팀은 답을 '렌티바이러스'에서 찾았다. 이를 유전자 전달책으로 삼아, 대식세포의 손상 없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는데 성공했다. 의약바이오연구본부 박지훈 책임연구원은 "렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 당초 1시간 30분에서 16시간으로 늘렸다"며 "그 결과 대식세포 손상없이 렌티바이러스의 전파가 당초보다 잘 일어났다"고 설명했다. 연구팀은 대식세포 분화상태에 따라 유전자 전달효율이 변하는 것도 확인했다. 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 7일을 기다려, 암세포 추적 유전자 전달률을 높이는데도 성공했다. 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈(유전부호)을 최적화해 유전자 전달력을 더 높였다. 박 책임은 "쉽게 말해 기존의 열쇠보다 다양한 문을 열 수 있는 마스터 열쇠를 만들고, 표면에 많이 자라도록 VSV-G 생성 명령어를 바꾼 것으로 이해하면 된다"고 말했다. 연구팀은 또 'EF1a'라는 DNA 서열에 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자를 포함시키는 방법으로 대식세포 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암 기능을 갖춘 'CAR 대식세포' 생산을 유지하는데 성공했다. 박지훈 책임연구원은 "'카 대식세포'가 대부분의 암세포를 삼켜 파괴한 것을 확인했다"며 "후속 연구를 통해 '카 대식세포' 대량생산 및 고효율 치료 적용 기술 개발을 진행할 계획"이라고 말했다. 박 책임은 “말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 말했다.

2025.03.23 21:20박희범 기자

'세계 최초' 인간 뇌세포 사용한 바이오 컴퓨터 출시

호주 스타트업 코티컬 랩스(Cortical Labs)가 인간 뇌세포를 배양해 컴퓨터 칩에 연결한 세계 최초의 바이오 컴퓨터 'CL1'을 출시한다고 밝혔다고 기가진 등 외신들이 5일(현지시간) 보도했다. 공상과학(SF) 영화에나 나올 법한 '생물학적 인공지능'(SBI) 기술을 갖춘 CL1 시스템은 스페인 바르셀로나에서 열리는 MWC25에서 공개됐다. 이 기술은 과학 및 의학 연구의 게임 체인저가 될 것으로 기대된다. 이 시스템은 혈액 샘플로 만들어진 유도만능 줄기세포(IPS)에서 배양된 신경세포를 실리콘 칩 위에 배치해 신경망을 형성했다. 이는 외부 컴퓨터 없이 동작하는 최초의 생체 뉴런 시스템이라고 회사 측은 밝혔다. 실리콘 칩에 형성된 인간 세포 신경망은 끊임없이 진화하는 유기 컴퓨터로, 매우 빠르고 유연하게 학습해 챗GPT와 같은 기존의 대규모언어모델(LLM)을 학습하는 데 사용되는 기존 AI 칩을 앞지른다고 연구진은 설명했다. 컴퓨터 본체는 신발 상자보다 약간 크며 그 안에는 개미 크기의 뉴런들이 금속과 유리로 구성된 전극 위에 배치되어 네트워크를 형성하고 있다. 랙 하나에 30개 단위로 서버 유닛을 구성할 수 있으며, 소비 전력은 약 850~1000W, 가격은 1유닛당 3만5천 달러(약 5천만 원)다. 기존의 AI 시스템은 대량의 데이터로부터 학습이 필요하나 CL1과 같은 바이오 컴퓨팅 시스템은 소량의 데이터로부터 추론을 통해 복잡한 판단을 내릴 수 있다. 이는 사람이 소량의 데이터에서 추론할 수 있는 능력과 유사하다고 회사 측은 설명했다. 또, 기존 AI 시스템보다 전력 효율성도 뛰어나다. CL1은 원격으로 접근할 수 있는 플랫폼을 통해 클라우드 연결도 가능하며, 올해 말까지 4개의 서버 스택을 상용 클라우드 시스템에서 가동시킬 계획이다. 이 회사는 2022년 사람의 신경세포를 사용해 고전 아케이드 게임인 '퐁'(Pong)을 플레이하는 '디시브레인'(DishBrain)을 개발해 화제가 됐던 곳이다. 배양 접시에서 키운 뇌세포인 디시브레인을 컴퓨터에 연결해 게임을 플레이하도록 학습시켰는데 기존 AI은 학습에 90분이 걸린 반면 디시브레인은 5분 만에 게임 하는 방법을 익혔다.

2025.03.06 16:26이정현 미디어연구소

쥐오줌풀 뿌리 특허 활용한 피부개선 화장품 나온다

환경부 산하 국립호남권생물자원관(관장 박진영)은 쥐오줌풀 뿌리(길초근)의 피부개선 효과에 대한 특허를 활용한 화장품 시제품을 최근 개발했다고 6일 밝혔다. 쥐오줌풀은 마타리과에 속하는 여러해살이 식물로 말린 뿌리는 전통적으로 심신불안·불면증·진통제 등으로 사용됐다. 이 식물은 특유의 향이 쥐 오줌 냄새와 비슷해 '쥐오줌풀'이라는 이름이 붙었다. 제주도와 전남 섬 지역을 포함한 전국 각지에서 자생하고 있으며 중국 동북부·일본·러시아 사할린 등에 분포한다. 호남권생물자원관은 쥐오줌풀 뿌리 추출물이 피부세포의 산화적 스트레스를 완화하는 피부손상개선(안티폴루션) 효과와 멜라닌 색소 억제 효과가 있음을 확인하고 지난해 6월 관련 특허를 출원한 바 있다. 호남권생물자원관 연구진은 올해 초 쥐오줌풀 뿌리 추출물을 활용해 잠자기 전에 바르는 크림 형태 화장품 시제품을 개발하고, 길초근 추출물 상용화를 위한 원료 표준화와 유효성 평가를 진행하고 있다. 연구진은 이르면 올해 안으로 관련 기업에 기술을 이전하고 시제품 상용화를 지원할 예정이다. 박진영 국립호남권생물자원관장은 “이번 시제품 개발은 우리 기관이 섬 생물자원 상용화를 위해 꾸준히 노력해 온 결실”이라며 “기업과 협력을 통해 상호 발전을 이뤄 국가의 생물소재 활용 경쟁력 강화에 기여하겠다”고 밝혔다.

2025.02.06 12:00주문정 기자

세포바이오, 골세포치료제 'CF-M801' 유럽 희귀의약품 지정

세포바이오의 동종 탯줄유래 골모세포치료제 'CF-M801'이 16일 유럽의약품청(EMA)으로부터 희귀의약품으로 지정됐다. CF-M801은 하이드로겔 3차원 분화플랫폼 기술이 적용됐다. 관련해 비외상성 대퇴골두 골괴사는 치료제가 없는 진행성 질환이다. 현재로선 인공고관절 전치환술(THA)이 유일한 치료법이다. 해당 질환은 30대~50대에서 주로 발생한다. 세포바이오는 범부처재생의료기술개발사업단의 지원을 받아 국내에서 임상시험 제1상을 마치고, 작년 9월 임상 2상 승인을 받았다. 지난 2022년 7월 식품의약품안전처로부터 개발단계 희귀의약품으로 지정됐고, 이듬해 10월 한국보건산업진흥원 보건신기술(NET) 인증을 받았다. 유럽에서 희귀의약품으로 지정되면 연구개발과 프로토콜 지원을 비롯해 각종 개발 비용이 공제되는 등 허가 관련 지원을 받을 수 있다. 개발사는 현지 시장 출시 이후 10년 동안 유럽 시장에서 독점권을 갖게 된다. 글로벌 시장조사기관 더 인사이트 파트너스는 골괴사증 치료 시장 규모가 2022년 6억3천700만 달러에서 연평균 6.08% 성장, 오는 2030년 10억2천192만 달러에 이를 것으로 전망했다. 박현숙 세포바이오 대표는 “이번 지정을 계기로 근골격계 질환으로 고통받는 환자들에게 신속한 치료 옵션을 제공할 수 있도록 개발에 더욱 매진할 것”이라며 “일본 및 북미 시장을 포함하여 유럽까지 글로벌 임상을 확대할 수 있는 기반이 마련되어 중장기적으로 사업화 대상 국가를 확대할 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 조인호 범부처재생의료기술개발사업단장도 “CF-M801이 유럽 희귀의약품으로 지정된 것은 국내 재생의료 기술의 국제적 경쟁력을 입증하는 성과”라며, “앞으로도 재생의료 분야 연구개발을 적극 지원하겠다”라고 전했다.

2025.01.24 14:40김양균 기자

아모레퍼시픽 에스트라, 미국 진출…'세포라'서 판매

아모레퍼시픽의 더마 뷰티 브랜드 에스트라(AESTURA)가 미국 시장에 본격 진출하며 글로벌 사업 확장을 가속화한다고 22일 밝혔다. 최근 미국 시장에서는 더마 스킨케어에 대한 관심과 수요가 증가하고 있다. 에스트라는 이에 대응하고자 화장품 편집숍 세포라와 독점 파트너십을 맺고 전략적 협력 관계를 형성했다. 오는 2월을 시작으로 미국 전역 400여개 이상의 세포라 매장과 온라인 세포라닷컴을 통해 미국 고객들을 만날 예정이다. 이번 미국 시장 진출에서 에스트라는 대표 라인인 아토베리어365 라인을 가장 먼저 선보일 예정이다. 에스트라 베스트셀러인 아토베리어365 크림을 비롯해 버블 클렌저, 하이드로 에센스, 로션, 수딩크림, 미스트 등 6개 제품과 베스트셀러 트라이얼 키트를 출시한다. 에스트라 관계자는 “이미 미국 고객들 사이에서 입소문 난 에스트라 제품을 공식적으로 선보일 수 있어 기쁘다”며 “피부 전문가와의 협업을 통해 습득한 노하우와 40여 년의 연구 역량을 기반으로 K-뷰티 더마 브랜드로서의 인지도를 높일 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

2025.01.22 10:41김민아 기자

단맛이 커피 쓴맛 어떻게 억제할까...국내 연구진 첫 규명

단맛이 커피나 약의 쓴맛을 미각 신경세포를 통해 어떻게 억제시키는지가 규명됐다. 한국뇌연구원은 신경·혈관단위체 연구그룹 강경진 박사 연구팀이 미각 신경세포들의 상호작용 일부를 처음 발견했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 이번 발견이 '전기연접 억제' 현상을 이용한 미각 신경세포의 분자적 기전이라고 설명했다. '전기연접 억제'는 신경세포의 활성에 따라 발생된 전기장이 시냅스와 상관없이 인접한 신경세포의 활성을 억제하는 현상이다. 뇌의 신경망은 신경세포 간 소통을 통해 기억, 학습, 감각 같은 정보를 저장하거나 처리한다. 신경망 작동에는 시냅스를 이용한 화학적·전기적 소통 방식이 잘 알려져 있다. 하지만, 신경세포 활성으로 생성된 미세한 전기장이 인접한 신경세포의 활성을 조절하는 전기연접 전달 방식도 뇌내 정보처리의 한축을 담당한다. 그러나 전기연접 전달 방식에 대한 분자적 기전이 아직 잘 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 초파리의 미각 신경세포를 대상으로 전기생리학, 광유전학 및 행동유전학적 연구를 진행한 결과 미각 신경세포 간 소통에 전기연접 억제 현상이 작용하고 있음을 처음으로 밝혀냈다. 미각 신경세포 간 전기연접 억제 현상으로 단맛을 느끼는 신경세포가 쓴맛을 느끼는 신경세포 활성을 억제한다는 것이다. 강경진 박사는 “단맛이 커피나 약물의 쓴 맛을 줄이거나 과일주스를 마실 때 불쾌할 수 있는 신맛을 덜 느끼게 하는 등, 사람에서도 확인되는 단맛과 다른 미각 간 조절 현상을 이런 원리로 설명할 수 있을 것”이라고 해석했다. 김 박사는 또 "단맛 세포에 존재하는 채널인 '과분극 활성화 고리형 뉴클레오티드 개폐통로(HCN 채널)가 쓴맛 세포에서 보내는 억제신호를 차단한다는 사실도 확인했다"고 덧붙였다. 한국뇌연구원 이민혁 박사후연수연구원이 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 '미국국립과학원회보 (PNAS)' 최신호에 게재됐다.

2025.01.20 10:26박희범 기자

"동결세포 90% 원상복구 성공"...배터리 결빙방지에 활용 가능할까

국내 연구진이 동결 세포 기능을 90% 이상 회복시킬 소재를 개발하는데 성공했다. 냉동식품이나 배터리 결빙방지 등의 분야에서 활용 가능할 전망이다. 이 연구에는 고려대학교 화공생명공학과 안동준 교수와 연세대학교 화학과 김병수 교수 공동 연구진이 참여했다. 고려대는 3일 이 연구결과가 복합 자연 과학 분야 국제학술지 '어드밴스트 머터리얼즈'에 온라인(2024.12.26)으로 게재됐다고 밝혔다. 생체 시료는 냉‧해동 과정을 거치며 얼음 형성과 변이로 세포에 심한 손상이 발생한다. 이를 막기 위한 방안으로 동결보존제와 함께 얼음 표면과 수소결합을 이용한 방법을 주로 썼다. 그러나 이는 생체 동결보존 등의 효과가 제한적이었다. 이를 극복하기 위한 방안으로 화학 용매 다이메틸 설폭사이드(DMSO)도 쓴다. 그러나 이 DMSO도 독성 때문에 활용에 제한적인 한계가 있다. 공동 연구팀은 DMSO대신 생물학 시료에 보편적인 염 이온인 나트륨(Na) 이온에 주목했다. 생체 적합 고분자의 3차원 구조(수지형)를 정교하게 제어하는 방법으로 나트룸 이온과 복합체를 형성해 새로운 이온 복합-고분자 소재를 만들어낸 것. 이 소재는 나트륨 이온의 탈착과 동시에 얼음 계면의 수소결합을 촉진, 세포 내‧외부 얼음 성장을 억제한다. 연구진은 "기존 DMSO 대비 약 150%에 가까운 세포 생존율을 얻었다"며 "세포 간 네트워크 형성 기능 역시 해동 후에도 90% 수준으로 유지되는 높은 동결보호 효과를 달성했다"고 설명했다. 이 새로운 고분자 소재는 해동 후에 세포에서 자발적으로 제거되는 특성이 있어 활용성이 매우 높다는 것이 연구진 설명이다. 안동준 화공생명공학과 교수는 "통상적으로 염이 포함된 용액에서 세포를 동결저장하고 있는 바이오 의약품, 냉동식품 산업을 한 단계 업그레이드할 기반 기술"이라며 "베터리 등에서도 이 고분자가 결빙 문제를 해소할 것"으로 기대했다. 이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 중소기업기술정보진흥원과 한국보건산업진흥원의 지원을 받았다.

2025.01.03 17:50박희범 기자

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