생명/의료

저장대 의학원 중국인뇌은행 구축

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최근 저장대학 의학원이 뇌과학 연구의 수요에 부응해 신경과학, 인체해부학, 병리학 및 기타 관련 학과의 전문가·역량을 통합하여 다학문적 견본플랫폼인 중국인뇌은행(아래 저장대 뇌은행)을 구축하였다. 저장대 뇌은행은 2012년 11월에 최초로 기증받은 대뇌를 수집한 후 국제 표준작업 프로세스에 따라 총 176개의 신선한 인간 전뇌 조직견본을 수집·저장하였다. 해당 조직견본은 노인성 치매, 파킨슨병, 조현병, 무도증(chorea) 등 흔히 볼 수 있는 정신질환, 신경질환, 노인퇴행성질환과 관련한 다양한 연령대의 중국인 뇌조직 견본을 포함한다. 저장대 뇌은행은 중국 유일의 체계적이고 완전하게 정신·신경계 질환자의 뇌조직 견본을 수집하고 있는 뇌은행이며 또한 현재 중국에서 가장 많은 질병 유형, 가장 규범적인 처리, 가장 완전한 임상데이터, 가장 완전한 신경병리학 진단자료를 보유하고 있고 국제표준과 완벽하게 연계되는 뇌조직 샘플은행이다. 현재 저장대 뇌은행은 다수 국가중점연구개발계획, 국가자연과학기금 중대특별프로젝트 등을 포함한 중국 25개 과학연구 프로젝트에 3,600여 건 인간 뇌조직 견본을 제공하는 등 중국인 뇌조직 견본 관련 연구 가동을 위해 효과적인 지원·서비스를 제공하고 있다. 2019년 4월에 저장대 뇌은행과 저장대학 의학원 부속제1병원의 협력·공동구축협의서 공식 체결을 계기로 병원플랫폼/투입을 효과적 결합했고 견본 제공원을 더욱 확충하였으며 견본 품질을 향상시켰다. 2019년 6월 5일에 과기부와 재정부는 국가과기자원공유서비스플랫폼 최적화 조정 리스트를 발표했는데 그중 저장대 뇌은행이 입선되어 국가급자원플랫폼 "국가 건강과 질병 인간뇌조직 자원풀"로 되었다.

베이징중의약대학 제3부속병원, 침자로 항암화학요법 약물 유도

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최근, 베이징중의약대학 제3부속병원 침구미세침습종양과 황진창(黃金昶) 연구팀은 중국 전통적 침자요법으로 항암화학요법 약물을 유도하여 집결시킬 수 있음을 발견했다. 해당 연구성과는 "Frontiers in Oncology"에 온라인으로 게재됐다. 연구팀은 종양 주변 위자(圍刺)가 삼중음성유방암 생쥐 종양의 택솔(Taxol) 농도 분포에 미치는 영향을 탐구함과 아울러 분자 수준에서 관련 종양의 모세혈관 및 미세환경 변화를 관찰했다. 연구 결과, 전기침에 의한 종양 주변 위자와 택솔을 결합하여 중재한 후 2시간 시점에서 종양 모세혈관 및 미세환경 조절을 통하여 종양 국소적 약물농도 농축을 촉진할 수 있다. 침자 결합 화학요법 연구 분야에서 연구팀은 임상에서 침자 결합 저위 직장암(Low rectal cancer) 새 보조 화학요법에 의한 병기축소(Downstaging) 항문 보존, 침자 결합 폐암 화학요법에 의한 병기축소 수술 및 침자 결합 난치성 난소암 화학요법 효과 증가 등 연구를 수행했으며 또한 현재 순조롭게 진척되고 있다. 침자는 전통적인 중의요법의 중요한 구성 부분으로서 중국에서 수천 년 내려오면서 현재 전세계 여러 국가로 보급되고 있으며 또한 중요한 비약물요법으로 종양치료에 광범위하게 이용되고 있다.

허혈성 뇌졸중을 표적화 치료 미셀 약물전달시스템 구축

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최근 푸단대학 약학학원 장천(蔣晨) 연구팀과 상하이의약공업연구원 루웨이건(陸偉根) 연구팀은 공동으로 뇌부 병소의 신경혈관유닛을 재구성하고 급성 허혈성 뇌졸중을 치료하며 혈전용해 후 부작용을 방지할 수 있는 신형 고분자 미셀(polymeric micelles) 약물전달시스템을 개발했다. 해당 성과는 "Advanced Materials"에 온라인으로 게재되었다. 신경혈관유닛은 신경세포, 뇌혈관내피세포, 미세아교세포 등 다양한 뇌속 세포 유형을 포함한다. 뇌졸중 혈전용해 치료시 재관류손상 과정에서 산화스트레스, 신경염증, 혈관손상 등 다양한 병리 메커니즘을 유발하는 캐스캐이드 반응은 해당 구조의 다양한 세포로 하여금 동시에 불량영향 후 대사/표현형/기능 이상 발생으로 인한 불가역적인 뇌부 손상을 입게 한다. 연구팀은 "신경혈관유닛"을 기본구조로 하는 뇌 병리 메커니즘 탐구모델을 제안함과 아울러 허혈병소 혈관 속 미세혈전을 표적화 치료할 수 있는 미셀 약물전달시스템을 설계 및 구축했다. 동 시스템은 세포 스트레스 경로 조절이 가능한 약물인 라파마이신(rapamycin)을 담지하므로 "신경혈관유닛" 내 다양한 세포에 대한 동시적 조절을 구현한다. 한편 동 약물전달시스템은 미세혈전과의 결합을 통해 손상된 혈뇌장벽을 더한층 뛰어넘어 허혈병소로 진입할 수 있고 또한 미세환경에서 고수준의 활성산소종(reactive oxygen species)의 자극에 의해 약물을 방출한다. 해당 시스템에 담지된 약물은 이외에도 신경세포의 자가포식 수준 상향조절, 허혈 스트레스 상태 저항, 세포 복원도 가능하다.

레지오넬라 뉴모필라에 의한 레지오넬라증 발병 메커니즘 규명

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최근 푸젠사범대학 어우양쑹잉(歐陽松應) 연구팀과 미국 퍼듀대학(Purdue University) 뤄자오칭(羅招慶) 연구팀은 공동으로 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila) 이펙터단백질 SidJ가 인체 숙주세포에 침입한 후 숙주세포의 칼모듈린(calmodulin, CaM)을 이용해 자체 글루탐산 수식효소를 활성화시킴으로써 SdeA 기능을 조절하는 분자 메커니즘을 발견했다. 해당 성과는 "Nature"에 온라인으로 게재되었다. 속칭 "에어컨 폐"라고도 불리는 레지오넬라증은 무더운 여름날 에어컨을 켠 방안에 "숨어" 있는 레지오넬라 뉴모필라에 기인한 것으로서 인체 중증 폐렴증상을 유발한다. 다수 병원균은 인체에 침입한 후 숙주세포와의 장기적 게임과정에서 진화를 통해 다양한 방식으로 숙주에 관여하는 유비퀴틴 수식 시스템을 형성한다. 이로써 감염효율을 증대시킴과 아울러 숙주의 면역 "감시"를 회피하는 목적을 달성한다. 레지오넬라 뉴모필라는 300여 개 이펙터단백질을 숙주세포에 분비해 숙주의 각종 신호경로를 조절·교란시킴으로써 숙주세포에서 자신의 증식을 돕는다. 연구팀은 병원성 레지오넬라 뉴모필라 이펙터단백질 SidJ가 숙주 단백질 CaM을 이용해 글루탐산화 수식을 수행함으로써 숙주반응을 조절하는 분자 메커니즘을 상세하게 해석했다. 해당 연구는 글루탐산 수식효소의 촉매 메커니즘 탐구에 새 시스템을 제공함과 아울러 레지오넬라증 임상치료 약물 개발에 새 표적을 제공했다.

세포핵 속 바이러스 DNA 식별 분자 발견

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최근 난카이대학 차오쉐타오(曹雪濤) 연구팀은 세포핵에 바이러스 DNA를 특이적으로 식별할 수 있는 자연면역수용체 분자가 존재하며 해당 분자가 바이러스에 대한 "강반격"을 작동시킬 수 있음을 발견했다. 해당 성과는 연구논문(Research Article) 형식으로 "Science"에 온라인으로 게재되었다. 해당 새 메커니즘의 핵심은 이질 핵 리보핵산단백질A2B1(hnRNP-A2B1)이라 불리는 단백질 분자이다. hnRNP-A2B1은 평상시 mRNA 수송을 담당하다가 바이러스 공격시 단백질 "융합", 메틸화 등 변화를 통해 세포핵으로부터 세포질로 이동해 자연면역 신호경로를 활성화시킴과 아울러 항바이러스 효과를 작동시킨다. 연구팀은 먼저 핵심 바이러스 DNA 식별 분자를 확실시한 다음 면역기능을 활성화시키는 세포경로를 점차적으로 "끄집어"냈다. 연구팀은 비오틴으로 표지한 바이러스 DNA를 "미끼"로 하여 세포핵추출물에서 DNA 결합단백질을 "낚아"냈다. 다음 질량분석 및 2차원 전기영동 선별을 통해 세포핵에서 바이러스 감염 후 세포질로 이동하는 단백질 분자를 더한층 확실시했다. 일련의 세포기능 및 동물시험을 통해 23개 후보 분자 가운데서 최종적으로 hnRNP-A2B1가 핵심적인 핵내 DNA 자연면역 식별 수용체임을 감정했다. 이어서 연구팀은 동 단백질의 평시/전시 역할 승화과정은 이합체화(2개 분자 중합) 후 226번 부위 아르기닌에서의 탈메틸화 발생에서 비롯됨을 규명했다. 바이러스 공격에 대비한 식별분자는 세포핵에서 세포질로 이동해 인터페론 발현 관련 경로를 활성화시킨다. 이외 hnRNP-A2B1은cGAS, IFI16, STING 등 DNA 식별 수용체 mRNA의m6A 수식 및 핵외로의 이동을 촉진시킴으로써 세포질의 이미 알려진 상기 자연면역 분자의 효능을 증폭·증강시킴을 발견했다. 해당 발견은 세포핵 속 단백질 분자의 자연면역 식별 관여 및 신호전달의 새 메커니즘을 규명함으로써 항바이러스 치료 및 염증질환 치료에 새 아이디어와 잠재적 약물개발 표적을 제공했다.

인간 뇌구조의 계층적 모듈화 특성 발견

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최근 시안교통대학 우주항공학원 우잉(吳瑩) 연구팀은 4년간 연구 끝에 인간 대뇌구조의 계층적 모듈화(Layered Modular) 특성을 발견해 미래 뇌유사지능기계 개발에 중요한 시사점을 주고 있다. 해당 연구성과는 "뇌구조 계층적 연결모드와 임계거동 협동적 뇌기능 다양성 최대화"란 제목으로 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 왜 대뇌가 복잡한 동역학적 거동을 발생할 수 있고 또한 풍부한 대뇌 인지기능을 형성하는지, 그리고 상대적으로 안정적인 대뇌구조와 어떠한 관계를 가지는지 등 문제는 뇌신경과학 및 복잡계 네트워크 동역학(complex network dynamics) 분야의 관심 과제이다. 연구팀은 고유모드(eigenmode) 이론 및 복잡계 네트워크 동역학 분석방법에 기반한 연구를 통해 대뇌구조의 계층적 모듈화 특성은 대뇌에 고유의 기능성 분리 및 통합 능력을 제공함을 발견했다. 또한 대뇌가 구비한 임계동역학(critical dynamics) 특성은 이러한 고유능력을 최대화 여기시킬 수 있어 대뇌로 하여금 최상의 기능성 분리 및 통합을 발생시켜 대뇌의 복잡하고 다양한 기능을 유지한다. 해당 연구는 대뇌구조, 동역학 특성 및 복잡 기능 간의 관계를 통합함으로써 물리과학, 신경과학 및 네트워크 동역학적 차원에서 대뇌 작동 메커니즘에 대한 이해를 촉진시키는 등 미래 뇌유사지능기계 개발에 중요한 시사점을 준다.

베이징대, 신형 유전자 편집기술 발표

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최근 베이징대학 연구팀은 최초로 신형 리보핵산(RNA) 단일 염기 편집기술을 개발함과 아울러 해당 기술을 사용해 일련의 질병 관련 유전자 전사체(transcript)에서의 고효율적 정밀 편집을 구현했다. 동 기술의 확립은 생명과학 기초연구 및 질병 치료에 참신한 도구를 제공했다. 해당 논문은 "Nature Biotechnology"에 온라인으로 게재되었다. 최근년래 CRISPR/Cas9를 대표로 하는 유전체 편집기술은 생물의학 등 많은 분야에 심원한 영향을 가져다주고 있다. 세균 특유의 면역계 및 일종의 Cas9라 명명한 효소를 이용해 표적세포 DNA 서열을 수정하는 방식으로 유전자 결함으로 인한 질병을 효과적으로 치료할 수 있다. 하지만 일련의 현존 문제로 이러한 기술의 임상치료 응용은 어려움을 겪고 있다. 예를 들면 단백질 과발현에 의해 유도되는 DNA/RNA 수준의 오프타겟효과(Off-Target Effect), 외인성 단백질 발현으로 유발되는 생체 면역반응 및 손상 등이 존재한다. 문제의 근원은 현재의 유전자 편집시스템이 외인성 편집효소 또는 이펙터단백질의 발현에 의존한다는 점이다. 따라서 외인성 단백질 발현에 의존하지 않는 신형 유전자 편집도구 개발이 시급하다.

각막렌즈로의 고활성 세포 접종으로 망막 "재건" 가시화

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최근 중난대학 아이얼안과(愛爾眼科)학원 탕스보(唐仕波) 교수와 아이얼안과연구소 천젠쑤(陳建蘇) 교수가 이끄는 연구팀은 유도만능줄기세포(induced Pluripotent Stem Cell) 조정배지(conditioned medium)를 사용해 증식력이 강하고 활성이 높으며 양호한 기능을 보유한 망막색소상피세포를 배양함으로써 망막 변성 등 실명질환 치료에 희망을 가져다주었다. 해당 연구성과는 "유도만능줄기세포 조정배지 및 펨토초 각막렌즈를 사용한 고활성 망막색소상피세포(RPE) 연합구축 연구"란 제목으로 "Acta Biomaterialia"에 온라인으로 게재되었다. 안구뒷벽 안쪽면의 감광성 조직인 망막은 한 층의 유연하고 투명한 박막이다. 인간의 안구를 카메라에 비유하면 망막은 감광판에 해당한다. 망막은 감광 및 이미지 형성을 담당한다. 망막 병변은 환자의 영구적 시력상실을 초래할 수 있다. 망막 변성 질환은 중국의 50세 이상 인구에서 발병률이 가장 높은 안과질환으로서 환자수는 3,000만 명을 초과한다. 연구팀은 유도만능줄기세포 조정배지의 혈소판유래성장인자AA(PDGF-AA), 인슐린유사 성장인자 결합단백질2(IGFBP-2) 등 인자를 유도해 대량의 고활성 망막색소상피세포를 획득할 수 있음을 발견했다. 심층 연구를 통해 환자 뇨액, 혈액의 체세포를 이용해 유도만능줄기세포로 전환시킬 수 있고 나아가 망막색소상피세포를 유도생성할 수 있음을 발견했다. 연구팀은 이들로 형성된 한 층의 매우 얇은 망막자연구조유사 편상조직을 환자의 망막 뒷면에 이식함으로써 시력 회복을 시도하였다. 유도만능줄기세포는 환자의 자가세포에서 유래한 것이므로 비자기(nonself) 세포 이식으로 인한 면역거부반응을 회피할 수 있다. 뿐만 아니라 연구팀은 완전 펨토초 레이저 근시교정수술에서 박리한 렌티큘(Lenticule, 각막실질조각)을 재활용하였다. 연구팀은 망막색소상피세포를 렌티큘에 접종하고 유도만능줄기세포 조건배양액으로 배양함으로써 망막색소상피세포시트로 하여금 더 많은 줄기세포 특성 및 완비한 섬모조립 등 기능을 보유하게 하였다.

SLE치료 후보 신약 RC18 임상연구 마치고 곧 출시 예정

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2019년 7월 12일 룽창생물(榮昌生物)회사 국가 "중대신약창제" 과기중대특별프로젝트 연구팀은 Ⅱb 임상시험 데이터를 발표함과 아울러 전신성면역질환 치료 후보 신약—RC18(타이타시푸·泰它西普)이 핵심 임상연구단계 작업을 순조롭게 마치고 2019년 하반기에 신약 출시를 신청할 예정이라고 밝혔다. RC18은 세계 독창적인 신약이다. 이번 연구는 주요 임상 종말점(clinical endpoint)에 도달했고 주요 임상 지표는 기존 약물에 비해 대폭 향상되었는바 이는 전신홍반루푸스(SLE) 치료에서 거둔 획기적 성과이다. RC18은 BLyS/APRIL를 표적으로 하는 이중 표적화 바이오신약으로서 매우 중요한 의미를 지닌다. SLE는 일종의 전신성자가면역질환이다. 중국 역학조사 보고서에 따르면 SLE 유병률은 10만 명당 70명인데 전세계 500만 환자 중 중국이 약 100만 명을 보유하고 있다. 현재 임상에서 일반적으로 사용하는 약물로는 글로코코르티코이드, 면역억제제, 항말라리아제, 생물제제 등이 포함되는데 이러한 약물은 보편적으로 부반응을 동반한다. 특히 글로코코르티코이드의 장기적 사용은 인체에 매우 해롭다. SLE 새 치료약물에 대한 임상적 수요가 많은데 비해 최근년간 세계 다수 프로젝프가 실패로 끝나는 등 신약 개발은 큰 어려움을 겪고 있다. 1955년 하이드록시클로로퀸 출시 이후 미국 식품의약국은 지난 60여 년 동안 SLE 치료 신약 출시를 단 1건밖에 허가하지 않았다. 이번에 발표된 RC18은 룽창생물회사가 자체적으로 개발한 국가생물1급 신약이다. RC18은 주로 전신홍반루푸스, 류머티스 관절염 등 자가면역질환 치료에 사용된다. 현재 RC18이 획득한 임상 데이터는 세계적으로 개발 중인 SLE 치료 약물 가운데 가장 뛰어나다.

중국 첫 HPV 관련 질병 면역예방 전문가 콘센서스 발표

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2019년 7월 13일 중화예방의학회는 베이징에서 "자궁경부암 등 인유두종 바이러스 관련 질병 면역예방 전문가 콘센서스"(이하 "HPV전문가 콘센서스")를 발표했다. 이는 중국 첫 HPV 관련 질병 면역예방 분야 전문가 콘센서스이다. 2018년 5월, 세계보건기구 테드로스 아드히놈 게브레예수스 사무총장은 자궁경부암을 퇴치할 것을 전세계에 호소하였다. 중국도 객관적/체계적/전향적이며 중국 실정에 맞는 전문가 콘센서스 형성이 시급하다. 아울러 기술적 차원에서 접종의사, 질병통제 전문요원, 임상의사를 지도하여 규범적/과학적으로 자궁경부암 및 HPV 관련 질병 예방통제에 참여하며 특히 HPV 백신 접종사업을 추진하는 것이 시급해졌다. "HPV전문가 컨센서스"에 따르면 자궁경부암은 주로 고위험성 인유두종 바이러스(HPV)의 지속적 감염에 의해 초래되며 99.7% 자궁경부암에서 모두 고위험성 HPV가 검출되었다. 국제암연구기관(IARC)에 따르면 2018년 전세계적으로 새로 발견된 자궁경부암 환자는 약 57만 명이고 사망자 수는 31만여 명에 달한다. 2018년에 중국에서 새로 발견된 자궁경부암 병례는 약 11만 건이고 사망자 수는 약 5만 명에 이른다. 중국의 HPV 감염 역학적 특성은 세계적인 유행 추세와 달리 광범위하게 유행되는 HPV 16,18형 외에 HPV 52,58형이 중국 자궁경부암 환자에서 차지하는 비율이 뚜렷이 높다. 이외 중국 멀티센터, 인구집단 기반 연구에 따르면 중국 여성의 HPV 감염률은 연령에 따른 이중 피크 분포를 나타내는데 첫 번째 피크기는 17~24세이고 두 번째 피크기는 40~44세이다. 1년에 거쳐 편집된 "HPV전문가 콘센서스"는 다학문 분야를 망라시켰을 뿐만 아니라 HPV 관련 질병 예방통제와 관련한 WHO 및 기타 국가·지역의 건의를 정리했으며 현지 상황과 결합해 중국의 예방통제 전략 및 시급히 해결해야 할 연구 과제를 제기했다. 중국질병예방통제센터, 중국의학과학원 종양병원, 베이징대학 인민병원, 베이징대학 제1병원, 중화예방의학회 등 기관의 30여 명 임상의학 및 질병예방통제 전문가가 "HPV전문가 콘센서스"의 편집 및 심사를 담당하였다. 해당 콘센서스는 중국 임상의사, 질병 예방통제 및 예방접종 담당자에게 권위적 이론·실천 지침을 제공했다.