비아그라가 알츠하이머 치매 예방에 도움이 될 수도 있다는 의학계의 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 실데나필을 성분으로 하는 비아그라는 남성의 발기부전 치료제로 알려져 있다. 비아그라와 치매의 관계에 관한 연구 결과는 영국 과학전문지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호에 게재됐다. 6일(현지시간) UPI통신에 따르면 미국 클리블랜드 클리닉 유전체 의학 연구소의 청페이슝(Feixiong Cheng) 교수 연구팀은 700여만명의 의료보험 급여 자료를 통해 비아그라 사용자와 비(非)사용자의 치매 발생률을 컴퓨터 모델링을 통해 분석했다. 그 결과 비아그라를 복용한 사람은 그렇지 않은 사람보다 치매 발생률이 69% 낮았다. 특히 관상동맥 질환(심장병), 고혈압, 2형 당뇨병 등 치매 위험과 연관이 있는 기저질환을 지니고 있는 사람은 비아그라를 사용하면 치매 위험이 낮아지는 경향을 보였다. 기저질환이 없는 사람도 비슷한 효과가 있는 것으로 나타났다. 청 교수 연구팀은 비아그라 외에도 지금까지 치매 예방에 도움이 되는 것으로 알려진 혈압약 로사르탄, 딜티아젬, 당뇨약 메트포르민, 글리메피리드의 사용자와 비사용자의 치매 발생률도 입수해 비교했다. 그 결과 비아그라 사용자의 치매 위험은 로사르탄 사용자보다 55% 낮은 것으로 나타났다. 또 메트포르민보다 63%, 딜티아젬보다 65%, 글리메피리드보다 64% 각각 낮은 것으로 분석됐다. UPI 보도에 의하면 청 교수 연구팀이 줄기세포 배양으로 만든 치매 환자의 뇌세포를 시험관에서 비아그라에 노출했더니 뇌세포의 성장이 촉진되는 것으로 나타났다. 또 치매와 관련된 뇌 신경세포의 비정상 단백질타우가 줄어든다는 사실이 확인됐다. 알츠하이머 치매는 로널드 레이건(1911∼2004) 전 미국 대통령이 생애 막바지에 걸려 곤욕을 치른 질병으로 널리 알려져 있다. 신경세포 사이사이 공간에 있는 표면 단백질 베타 아밀로이드와 신경세포 안에 있는 타우 단백질이 잘못 접혀 응집되거나 엉키면서 제 기능을 수행하지 못해 발생한다는 것이 학계의 설명이다. 그동안 이 두 가지 비정상 단백질을 줄이는 약이 숱하게 개발됐다. 그러나 임상시험에서 효과가 확인된 것은 아직 없는 게 협실인다. 인류의 치매 정복이 요원하다는 비관론이 제기되는 이유이기도 하다. 이번 연구의 전체적 결과는 비아그라와 치매 위험 감소 사이에 어떤 연관성이 있음을 확실히 보여준다는 게 청 교수 연구팀의 설명이다. 현재 연구팀은 이같은 ‘가설’을 입증하기 위한 임상시험을 준비 중인 것으로 전해졌다.

올해 노벨 생리의학상은 온도와 촉각 수용체를 발견한 공로로 데이비드 쥴리어스 미국 샌프란시스코 캘리포니아대 세포·분자약학과 교수와 아르뎀 파타푸티언 미국 스크립스 연구소 교수에게 돌아갔다. 고추를 먹고 왜 통증과 뜨거움을 느끼는지와 같은 간단한 호기심에서 출발한 연구가 노벨상 수상으로 이어졌다는 점에서 우리 기초과학에도 시사하는 바가 크다는 평가다. 4일 의료계에 따르면 수상자 중 한명인 줄리어스 교수는 지난 1997년 고추의 주성분인 캡사이신에 대한 연구를 통해 매운맛과 열, 통증이 하나의 센서에 의해 감지된다는 사실을 알아냈다. 그가 발견한 이온 채널 단백질 'TRPV1'은 온도가 43도를 넘거나 캡사이신이 달라붙으면 통증과 열을 느끼게 하는 것으로 밝혀졌다. 우리몸에서 온도를 느끼는 센서 분자를 처음으로 발견한 것이다. TRPV1은 지금도 통증 치료 연구에서 중요한 역할을 하고 있다. 외상으로 캡사이신 유사 물질이 분비되면 CRPS(복합부위 통증 증후군) 등의 통증 질환과 작열통이 발병할 수 있다. TRPV1 관련 연구는 약물에도 많이 활용되고 있다. TRPV1의 이동통로를 차단해 신경 통증 자극을 줄여주는 리도카인, 나트륨 채널 차단제, 칼슘 채널 차단제, 스테로이드 등 통증치료제에 폭넓게 활용되고 있다. 파타푸티언 교수는 후속 연구를 통해 기계적 감각과 위치 감각을 분자적 수준에서 규명했다. 파타푸티안 교수가 발견한 PSO1은 기계적 자극을 알아내는 센서, PSO2는 위치와 자세를 알아내는 센서다. 서울아산병원 신경과 김광국 교수는 이들의 연구 업적에 대해 "이들의 발견으로 감각을 통한 느낌이 어떻게 작동하는지 더 깊이 이해할 수 있게 됐으며 만성 통증 치료제 개발에 새로운 가능성이 열렸다"고 평가했다. 서울성모병원 진단검사의학과 제갈동욱 교수는 "두 교수의 업적은 사람의 온도를 느끼는 센서를 만들어 인간생활의 편리함과 더 나은 삶을 영위하는데 이용되고, 또 위치 감각 등은 4차 산업혁명 시대의 세상을 변화시키고 촉진시키는 로봇공학, 가상공학, 컴퓨터공학에 이용될 수 있을 것"이라고 설명했다. 특히 고추가 가져다주는 매운맛·열감과 같이 일상에서 쉽게 볼 수 있는 현상에 대한 연구가 노벨상 수상으로 이어진 점이 주목할 만 하다. 황응수 서울대 의대 교수(미생물학)는 이날 한국 과학기술단체총연합회(한국과총) 주최로 열린 2021 노벨생리의학상 수상자 발표 기자간담회에서 "굉장히 기초적인 연구에 노벨상을 수여했다는게 굉장히 인상적이었다. 기초의학의 입장에서는 큰 의미가 있다고 생각한다"고 말했다. 한희철 고려대 의대 교수(생리학)는 "특정 목적을 갖고 하는 연구도 있지만 이렇게 순수한 호기심 때문에 하는 연구도 있다. 기초연구는 이런 연구를 하게 해 줘야 하는데 우리나라는 연구비를 주면 결과를 내야한다는 생각 때문에 기다리지 못한다. 이런 분야를 연구해도 노벨상을 받을 수 있다는 점을 알게된 만큼 꾸준한 투자가 필요하다"고 강조했다. 올해 노벨 생리의학상이 코로나19 백신 개발에 기여를 한 mRNA(메신저 리보핵산) 관련 연구에 주어질 것이라는 전망도 있었지만 예상하지 못했던 결과가 나왔다. 박병주 서울대 의대 교수(예방의학)는 "노벨상을 선정하는 과정을 보면 1년 전부터 시작한다. 올해 수상자는 지난해 9월부터 신청을 받아서 전 세계 3000명에게 의견을 묻고 선정하는 과정을 거쳤다. 지난해 9월은 코로나19 백신이 초미의 관심사가 되기 전이었다. (mRNA 관련 연구는) 내년이나 후년에 거론되지 않을까 싶다"고 언급했다.

흉부 절개 수술 후 껌을 씹으면 수술로 인한 장 기능 마비를 막을 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 미국 펜실베이나아 크로저-체스터(Crozer-Chester) 메디컬센터 흉부외과 전문의 시리반 셍 교수 연구팀은 개심술(open heart surgery) 후 흔히 나타날 수 있는 마비성 장폐색은 껌을 씹는 것으로 예방할 수 있다는 연구 결과를 발표했다고 의학 뉴스 포털 '뉴스 메디컬 라이프 사이언스'(News Medical Life Sciences)가 13일 보도했다. 개심술은 가슴 부위를 절개하고 심장을 연 상태에서 심장의 근육, 판막, 동맥 등 심장 부위를 수술하는 것을 말한다. 장 폐색이란 소장이나 대장의 일부가 여러 요인에 의해 부분적으로 또는 완전히 막혀서 장의 내용물(음식물, 소화액, 가스)이 빠져나가지 못하여, 배변과 가스가 장내에 축적되어 장애를 일으키는 현상이다. 마비성 장 폐색은 특정 수술 후에 흔하게 발생하는 부작용으로, 이때는 "수술 후 장 폐색"(postoperative ileus)이라고 한다. 선택적(elective) 개심술, 대동맥판 치환술(aortic valve replacement), 승모판 성형/치환술(mitral valve repair/replacement) 환자 총 837명을 대상으로 진행한 연구 결과 이 같은 사실이 확인됐다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 2017~2020년 개심술을 받은 후 무가당 껌을 씹은 환자 341명과 2013~2016년 비슷한 개심술을 받았지만 수술 후 껌을 씹지 않은 환자 496명의 수술 후 장 폐색 발생률을 비교했다. 그 결과, 수술 후 껌을 씹은 환자는 장폐색 발생률이 0.59%로 껌을 씹지 않은 환자의 3.43%보다 훨씬 적었다. 심장 수술 후 환자의 최대 5.5%에서 나타나는 장 폐색은 소화기관이 일시적으로 정지되는 상태로 큰 문제는 없으나 복부 경련, 팽만, 오심, 구토, 변비로 인해 수술 회복이 느려지고 입원이 길어질 수 있다고 연구팀은 말했다. 캐나다 위니펙 세인트 보니 페이스 병원의 라세시 아로라 흉부외과 전문의는 수술 후 껌을 씹으면 장으로 하여금 마치 음식물이 들어오는 것으로 믿게 하는 효과가 있다면서 이를 '가짜 먹이'(sham feeding)라고 한다고 설명했다. 이 연구 결과는 미국 흉부외과학회(Society of Thoracic Surgeons) 연례 학술회의에서 발표됐다.

수정란이 어떻게 인체 조직과 장기로 자라는지에 대한 비밀을 국내 연구진이 풀어냈다. 한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 주영석 교수팀이 경북대 의대 오지원 교수팀과 함께 인간 발생과정을 규명하는 데 성공했다고 26일 밝혔다. 인간 배아에 존재하는 소수의 세포가 총 40조개의 인체 세포를 어떻게 구성하고 각각의 장기로 언제 분화하는지 체계적으로 이해하기 위한 세계 최대 규모의 연구 결과다. 연구진은 기증받은 7명 시신의 단일세포 334개와 조직 379개를 활용해 단일세포 전장유전체 분석을 수행했다. 인체 형성과정을 밝히는 연구는 필연적으로 배아의 파괴를 동반하기 때문에 그동안 예쁜꼬마선충이나 초파리, 생쥐 같은 동물을 이용해 이뤄졌다. 하지만 종 간의 차이 탓에 이들에 대한 연구로 인체 형성과정을 근본적으로 이해하는 데는 한계가 있었다. 연구진은 수정란이 세포 분열을 하는 과정에서 무작위적 디옥시리보핵산(DNA) 돌연변이가 각 세포에 누적되는 것을 확인하고, 전신에 분포한 단일세포의 DNA 돌연변이를 추적해 세포들의 움직임을 고해상도로 재구성했다. 연구진은 인간 배아 발생과정에 나타나는 현상들을 규명하는 한편 배아 내 세포들이 발생 초기부터 서로 동등하지 않다는 것을 발견했다. 예를 들어 2세포기의 두 세포 중 한 세포가 다른 세포보다 항상 더 많은 자손세포를 남기고, 그 비율은 사람마다 달라 인체 형성과정의 개인 간 변동성이 높다는 사실이 확인됐다. 수정 후 사흘 내 배아에서도 인체의 좌우 조직에 대한 배아 세포의 비대칭적 분포가 나타나기 시작하며, 이어 3배엽 분화에 대한 비대칭성과 각 조직·장기에 대한 비대칭성이 차례로 형성되는 것도 관찰됐다. 이번 연구는 전장유전체 빅데이터를 이용해 배아 파괴 등 윤리적인 문제 없이 인간의 초기 배아 발생과정 추적이 가능하다는 것을 증명해냈다는 데 의미가 있다고 연구진은 강조했다. 이를 응용하면 희소질환 예방, 선별검사 및 정밀치료 시스템 구축에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다. KAIST 주영석 교수는 "인간 게놈 프로젝트 완성 20년 만에 단일세포 유전체에 존재하는 돌연변이를 정확히 규명할 수 있을 만큼 발전한 유전체 기술의 쾌거"라며 "기술혁신을 기반으로 지속해서 더 높은 해상도의 인간 배아 발생과정 추적이 가능할 것"이라고 말했다. 경북대 오지원 교수는 "죽음에 이른 신체로부터 인간 생명의 첫 순간을 규명할 수 있다는 것을 보여준 놀라운 연구"라며 "숭고한 희생정신으로 본인의 신체를 기증한 분들이 없었다면 이번 연구는 불가능했을 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구는 국제 학술지 '네이처'(Nature) 25일 자 온라인판에 소개됐다.

뇌혈류의 변화와 속도를 정량적으로 측정할 수 있는 광영상 기술이 개발됐다. 지스트(광주과학기술원)는 의생명공학과 정의헌 교수팀이 레이저 광선을 뇌에 조사해 생기는 간섭무늬인 스페클을 분석, 대뇌표면에 뇌경색이 발생했을 때 뇌혈류의 변화와 속도를 정량적으로 측정할 수 있는 시스템 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 레이저 스페클(laser speckle)은 레이저 광선을 생체조직 같은 물체에 조사할 때 입자와 레이저 광의 상호 작용에 의해 발생되는 얼룩 반점모양의 간섭무늬로, 생체조직의 경우 혈구세포 움직임 등의 정보가 연속적인 스페클 영상에 반영되게 하는 것이다. 뇌 혈류의 변화와 속도를 측정하는 것은 대뇌 대사와 뇌혈관 병리를 이해하는데 매우 중요하다고 연구팀은 설명했다. 기존 연구 방법에서는 혈류가 이동한 전후의 변화를 볼 수는 있어도 혈류의 속도를 측정하는데 한계가 있었다. 연구팀은 이 같은 근본적인 문제를 수학적 모델링이나 보정없이 스페클 분석만으로 실시간으로 변화하는 혈류의 속도를 정량적으로 측정할 수 있는 방법을 개발했다. 이번 연구는 살아있는 생체조직에서 혈관 속 혈구세포들의 실시간 움직임이 레이저 스페클에 반영되는 원리를 활용했다. 이를 위해서는 극히 짧은 카메라 노출시간이 필요한데 연구진은 광학음향변조기를 이용해 구현함으로써 동물 질환모델에 응용할 수 있었다고 연구팀은 밝혔다. 정의헌 교수는 "이번 연구는 기존 레이저 스페클 영상의 한계를 극복해 생체혈류 속도를 정량적으로 분석할 수 있는 방법론을 제시함으로써 향후 동물모델에 기반한 뇌졸중 치료법 개발과 혈관질환 임상연구에 응용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 정의헌 교수(교신저자)가 주도하고 의생명공학과 모신 쿠레쉬(제1저자) 박사과정 학생이 수행했다. 한국연구재단 중견연구자지원사업과 지스트 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 수행됐다. 관련 논문은 광학분야 저명 학술지인 옵티카(Optica)에 지난 8월13일자 온라인 게재됐다.

아녹타민1(ANO1) 단백질의 활성을 억제하면 난치성 피부질환인 건선 치료에 효과가 있다는 연구결과가 나왔다. 경기도 지역협력연구센터는 4일 차의과학대학교 양영덕 교수팀과의 공동연구를 통해 이같은 사실을 규명했다고 밝혔다. 건선은 피부 표피의 각질이 증가하고 염증이 나타나는 난치성 질환으로 몸의 면역기능 이상으로 발생한다. 연구팀은 생체 내에 존재하는 이온 통로 중 하나인 아녹타민1 이온통로의 활성을 효과적으로 억제하면 발진, 홍반, 인설(하얀 각질) 등 건선의 주요 증상과 건선을 일으키는 염증 유발 물질이 감소하는 결과를 확인했다. 이에 따라 건선이나 암 등 난치성 질환 치료를 위한 새로운 아녹타민1 저해제 개발 등 연구 범위를 확대해 나갈 계획이다. 아녹타민1은 염소 이온이 세포 안팎으로 드나들 수 있는 통로 역할을 하는 막단백질이다. 양영덕 교수는 "건선은 원인이 밝혀지지 않아 치료가 까다롭고 재발이 잘되는 난치성 피부 질환"이라며 "이번 연구 사례는 건선 치료법 개발에 새로운 돌파구로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '인터내셔널 저널 오브 몰레큘러 사이언스'(international Journal of Molecules Sciences) 7월호에 실렸다.

소주 한 잔과 같은 가벼운 음주도 암으로 인한 사망 위험을 증가시킨다는 연구 결과가 나왔다. 강북삼성병원 가정의학과 성은주·고현영 교수와 코호트연구센터 류승호·장유수 교수 연구팀은 2011∼2015년 건강검진을 받은 약 33만 명을 2017년까지 추적·분석해 이런 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 음주는 암 발생과 사망에 영향을 미치는 주요 위험인자로 잘 알려져 있으나 '가벼운' 음주도 건강에 해로운지에 대해서는 아직도 논의가 분분하다. 연구팀은 이들을 ▲ 평생 비음주자(태어난 이후로 제사 밀 종교 행사를 제외하고는 음주를 하지 않은 사람) ▲ 과거 음주자(과거에는 음주했으나 현재는 음주하지 않는 사람) ▲ 하루에 0.1ｇ 이상 10ｇ 미만 음주자 ▲ 하루에 10ｇ 이상 20ｇ 미만 음주자 ▲ 하루에 20ｇ 이상 40ｇ 미만 음주자 ▲ 하루에 40ｇ 이상 음주자로 분류했다. 하루 알코올 섭취량 10ｇ은 알코올 함량 20%의 소주를 보통 크기의 소주잔 1잔에 마시는 정도다. 보통의 맥주잔과 와인잔으로 4%의 맥주와 12%의 와인을 1잔 마실 때도 알코올 10ｇ을 섭취하게 된다. 이후 연구팀은 평생 비음주자를 기준으로 음주량과 암 사망 위험의 연관성을 파악하는 연구를 했다. 그 결과 평생 비음주자와 비교해 과거 음주자는 암으로 인해 사망할 위험이 2.75배 컸다. 하루에 소주 기준으로 1잔 미만을 마실 경우 1.67배, 소주 1잔 이상 2잔 미만은 2.41배, 소주 2잔 이상 4잔 미만 음주자는 2.66배 위험이 커졌다. 하루에 소주를 4잔 이상 마실 경우에는 암으로 인한 사망 위험이 평생 비음주자보다 2.88배까지 커졌다. 성 교수는 "가벼운 음주도 암으로 인한 사망 위험이 증가하는 원인으로 확인됐다"며 "2014년 유럽의 음주 가이드라인도 암 예방을 위해서는 전혀 마시지 않도록 하고, 국내 암센터 가이드라인에서도 하루 한두 잔의 소량 음주도 피하도록 권고하고 있다"고 밝혔다. 그러면서 "과거에 음주하던 사람의 암으로 인한 사망 위험(2.75배)이 1∼2잔 소량의 음주자보다 크다고 해서 술을 끊는 것보다 소량의 음주가 낫다고 결론 지어선 안 된다"며 "과거 음주자들은 끊기 전까지 많은 양의 술을 마셔서 소량 음주자 보다 누적된 알코올 소비량이 클 가능성이 높다"고 지적했다. 이번 연구는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports) 최신호에 게재됐다.

임신 중 비스페놀A(BPA)에 노출되면 태아의 뇌 인지기능이 저하되고 행동 장애까지 유발할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 안전성평가연구소는 임신한 동물 실험을 통해 BPA 노출이 독성 반응을 일으켜 뇌 신경세포의 생성과 기능에 악영향을 미친다는 것을 확인했다고 14일 밝혔다. BPA는 플라스틱 제품을 제조하는 데 사용되는 화학 물질로, 대표적인 내분비계 교란 물질 중 하나이다. BPA를 낮은 수치로 실험동물에 노출한 결과 당뇨병, 유방암, 생식계 이상, 비만 등을 일으킨다는 연구 결과도 보고되고 있다. 연구팀은 임신한 생쥐를 대상으로 태아의 뇌 발달 단계에서 BPA가 미치는 독성을 분자생물학적·전기생리학적·행동학적 실험을 통해 확인했다. 분자생물학적 시험 결과 임신 중 BPA 노출로 태아의 뇌에서 신경세포(뉴런) 생성이 억제돼 신경세포 수가 감소하고, 시냅스(신경세포 간 연결부위) 기능이 저하된 모습이 확인됐다. 또 정상군의 대뇌피질 두께보다 얇아진 모습이 관찰됐다. 이는 발달장애로 인한 뇌 신경 질환, 인지기능과 학습 능력 저하 등으로 이어질 수 있다. 또 전기생리학적 연구를 통해 BPA 노출이 신경 신호 활성에 미치는 영향을 평가한 결과, 신경세포의 신호 전달 활동이 감소하는 것을 확인했다. 행동학적 연구 분야에서는 과잉 행동과 낯선 상대가 있는 장소에는 짧게 머무르는 반응 등을 보였다. 이는 청소년기 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)로 이어질 수 있음을 시사한다고 연구팀은 설명했다. 가민한 박사는 "이번 연구를 통해 BPA의 직접 노출뿐만 아니라 임신 중 태아 노출과 같은 간접 노출에 의한 위해성 평가의 필요성을 제시했다는 점에서 의미가 있다"고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '세러브럴 코텍스(Cerebral Cortex)' 지난달 호에 실렸다.

천식, 1형 당뇨병, 크론병과 같은 자가면역 질환은 미국과 유럽의 아동·청소년에게 유난히 많이 발생한다. 사하라 사막 남쪽 아프리카 등 소득 수준이 낮은 지역에선 상대적으로 이런 사례가 적다. 자가면역 질환의 발생 위험은 대체로 유아기에 결정되는 것으로 알려져 왔다. 사람들은 대개 유아기에 항생제를 많이 쓰면 천식 위험이 커지고, 모유 수유가 자가면역 질환 예방에 좋다고 알고 있다. 아기에게 모유를 먹이면 왜 자가면역 질환이 덜 생기는 걸까? 스웨덴 카롤린스카 의대 과학자들이 모유 수유가 이런 효과를 내는 메커니즘을 밝혀냈다. 열쇠는 장의 미생물 총이 쥐고 있었다. 아기의 장내 균이 모유에 풍부한 HMO(모유 올리고당)를 잘 분해하면 혈액 및 장의 염증이나 면역 기능 이상이 훨씬 덜 생겼다. 미국의 UC 데이비스(캘리포니아대 데이비스 캠퍼스), 네브래스카대, 네바다대 등과 협력해 진행한 이번 연구 결과는 17일(현지 시각) 저널 '셀'(Cell)에 논문으로 실렸다. 이 연구의 초점은 신생아의 면역계가 출생 후 수개월 내에 노출되는 박테리아, 바이러스 등의 환경 요인에 어떻게 적응해 구체화하는지 규명하는 데 맞춰졌다. 원래 신생아는 복합 당분인 HMO를 스스로 소화해 흡수하지 못한다. 그런데도 모유에 HMO가 많이 들어 있는 건 면역계에서 중요한 역할을 하는 특정 장 박테리아의 진화적 이익과 관련이 있다. 비피더스균(Bifidobacteria)도 그런 세균 종 가운데 하나다. 실제로 자가면역 질환 발생률이 낮은 국가의 모유 수유 아기는 대체로 장에 비피더스 유산균이 많다는 연구 보고도 나왔다. 논문의 교신저자인 카롤린스카 의대의 페테르 브로딘 소아 면역학 교수는 "비피더스균은 HMO를 특별히 잘 분해할 뿐 아니라, 모유를 먹는 아기의 장에서 증식해 면역계 발달에 유익한 영향을 미친다"라고 설명했다. 브로딘 교수팀은 2014~2019년 카롤린스카 대학병원에서 태어나 모유를 수유한 신생아 208명의 혈액 샘플로 면역계 발달 상태를 분석했다. 캘리포니아대가 시험한 대조군의 경우 모든 아기에게 모유를 먹이면서 절반만 HMO를 잘 분해하는 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis EVC001) 균주를 보충했다. 모유와 함께 비피더스균 보충제를 먹은 아기는 장의 ILA((indole-3-lactic acid)와 Galectin-1 수치가 더 높게 나왔다. ILA는 HMO를 영양분으로 바꾸는 데 필요한 젖산 성분이고, Galectin-1은 염증을 억제하는 장내 유익균을 보존하는 데 핵심 역할을 했다. 브로딘 교수는 "(아기 때) 면역계의 조절 메커니즘이 자리 잡으면 커서도 알레르기, 천식, 자가면역 질환 등의 위험을 줄일 수 있다"라면서 "이번에 발견한 메커니즘의 일부는 예방적 차원을 넘어서 그런 질병의 치료법으로 개발될 수도 있다"라고 강조했다. 브로딘 교수와 동료 과학자들은 이번 연구에 참여한 유아들에게 아토피성 습진, 천식, 알레르기 등이 어느 정도 생겼는지 더 긴 시간을 잡고 추적 연구할 예정이다. 또 알레르기 발생률이 훨씬 낮은 사하라 이남 아프리카 지역의 유아를 대상으로 면역계 발달 과정을 비교 연구하는 것도 중장기 계획에 들어 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 서성배 교수와 뉴욕대 오양균 박사 연구팀이 충분한 음식을 섭취한 초파리에서 과잉 섭식 행동을 억제하는 신호를 발견했다고 15일 밝혔다. 동물의 뇌 속에는 미각 신경이 생기기 전부터 영양분 감지 신경세포가 존재해 왔다. 서 교수가 포함된 뉴욕대 연구팀은 선행 연구에서 초파리가 영양분을 필요로 하는 상황에 놓이면 신경세포 'DH44'가 체내 당분의 농도를 감지해 영양가 있는 음식을 선택하는 행동 변화를 일으키는 것을 확인했다. 이번 연구에서는 초파리 체내에 영양분이 많을 때 DH44 신경세포를 특이적으로 억제하는 상위 조절 신호를 발견했다. 연구팀은 DH44 신경세포가 단순히 초파리의 음식 선호를 조절하는 것을 넘어서서, 영양분이 필요한 상황에서 탄수화물류에 대한 섭식 행동을 증가시킴을 확인했다. 이어 배가 부르게 되면 DH44 신경세포에 대한 억제 신호가 초파리 뇌 밖 주변 장기에서 전해져 과식을 막게 된다. 연구팀이 신호가 어떤 장기에서 유래하는지 파악하기 위해 초파리의 뇌와 연결된 말단 장기들을 하나씩 제거하며 실험한 결과, 초파리의 위에 해당하는 장기 '크롭'(Crop)과 척수에 해당하는 '복부 신경중추'(VNC)에서 DH44 억제 신호가 발생하는 것으로 나타났다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 위에 신경 가지를 뻗어 음식물 섭취에 의한 장기의 물리적 팽창 신호를 '피에조 채널'을 통해 인지함을 확인했다. 피에조 채널은 특정 세포나 조직에 가해지는 물리적 팽창을 감지할 수 있는 센서로 포유동물의 호흡, 혈압 조절 등에 중요한 역할을 한다. 초파리에게서는 소화 기관의 물리적 팽창을 감지해 DH44 신경의 기능을 억제함으로써 추가적인 탄수화물 섭취를 막고, 과도한 팽창으로부터 내장 기관을 보호하는 기능을 한다고 연구팀은 설명했다. 또 초파리의 복부 신경중추에 있는 '후긴' 신경세포는 체내 영양분의 농도가 높을 때 이를 감지, 후긴 수용체를 발현하는 DH44 세포의 신경 활성을 억제한다. 이를 통해 체내 에너지가 높은 상태일 때 소화기관에 부담을 줄 수 있는 추가적인 섭식 행동을 차단하게 된다. 서성배 교수는 "동물 뇌 속 영양분 감지 신경세포가 상위 신호전달 체계에 의해 억제될 수 있음을 처음으로 입증했다"며 "식이장애와 비만 연구에 기여할 것"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '뉴런'(Neuron) 지난달 19일 자에 실렸다.