정상일 때 면역계는 뇌의 감염을 막고 상처 난 조직의 치유를 돕는다. 하지만 비정상일 땐 신경 퇴행의 원인인 염증이나 자가면역 질환을 일으킨다.
뇌의 면역세포가 '두 얼굴'을 가진 것처럼 행동하는 이유를 미국 워싱턴의대 과학자들이 밝혀냈다.
연구팀은 두개(頭蓋·머리뼈)의 골수에서 생성돼 혈액을 거치지 않고 직접 뇌막으로 이동하는 독특한 면역세포를 발견했다.
뇌를 건강하고 안정된 상태로 유지하는 건 바로 이 두개 골수 유래 면역세포였다.
이와 달리 혈액을 통해 뇌막으로 들어오는 면역세포 중 일부가 뇌에서 문제를 일으키는 것으로 나타났다.
이런 혈액 유래 면역세포는, 염증이나 자가면역 질환을 촉발할 수 있다는 걸 보여주는 유전적 특징이 존재했다. 또 나이가 들거나 질병·상처가 있을 땐 세포 수가 급증하기도 했다.
조너선 킵니스(Jonathan Kipnis) 워싱턴대학 의대 신경면역학 석좌교수 연구팀이 수행한 이 연구 결과는 최근 저널 '사이언스(Science)'에 논문으로 실렸다.
논문의 수석저자인 킵니스 교수는 "신경성 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)를 비롯해 알츠하이머병, 다발성경화증, 뇌 손상 등 거의 모든 신경 질환에 적용되는 지식엔 분명히 공백이 있었다"라면서 "면역세포가 이런 질환에 관여한다는 것만 알았지 그 유래는 알지 못했다"라고 말했다.
머리뼈 골수에서 생성되는 B세포
두개 골수에서 생성된 뒤 뇌막으로 이동한 B세포(녹색) [미국 워싱턴의대 Simone Brioschi / 재판매 및 DB 금지]
7일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 킵니스 교수팀은 지금까지 보고된 적이 없는 면역세포 생성 원(源)을 처음 확인했다.
그는 먼저 뇌막에 상주하며 뇌를 감시하는 면역세포가 존재한다는 걸 발견하고, 같은 대학의 로버트 록 벨리보 병리학 교수 등과 함께 이 면역세포의 생성 경로를 확인하는 연구에 착수했다.
이들은 작용 기제가 서로 다른 선천 면역과 적응 면역을 구분해 연구를 진행했다.
선천 면역 세포(Innate immune cells)는 우선 염증에 관여한다.
그런데 염증은 감염 방어와 상처 치유엔 도움을 주지만 뇌 조직을 손상해 알츠하이머병 같은 신경 퇴행 질환을 일으킬 수 있다.
적응 면역 세포(Adaptive immune cells)는 바이러스나 암 종양 등을 콕 집어 공격 표적으로 삼는다.
하지만 엉뚱하게 건강한 자기조직을 공격해 다발성 경화증 같은 자가면역 질환을 일으키는 것도 적응 면역 세포다.
연구팀은 먼저 적응 면역계의 항체 생성을 담당하는 B세포를 추적했다.
성숙 과정에서 B세포는 감염이나 질병 신호를 내보내는 외부 단백질과 정상 단백질을 구분하는 교육을 받는다.
뇌막에 존재하는 B세포는 대부분 두개 골수에서 발생한 뒤 중추신경계에서 이런 교육을 받는 것으로 나타났다.
B세포는 죽을 때까지 중추신경계의 경계 영역을 순찰하기 때문에 두개 골수에서 생긴 B세포 입장에선 중추신경계가 최적의 성숙 훈련장일 수 있다고 과학자들은 말한다.
문제는, 혈액을 통해 뇌막에 들어오는 B세포 무리는 중추신경계의 정상 단백질을 공격하지 못하게 하는 훈련을 거치지 않는다는 것이다.
이런 B세포 중 일부가 중추신경계의 정상 단백질을 외부 침입자로 오인해 공격 항체를 생성하는 것으로 연구팀은 추정했다.
게다가 뇌막의 혈액 유래 B세포는 나이가 들면서 증가하는 경향도 보였다. 고령자일수록 신경 면역 질환의 위험이 큰 이유를 짐작게 하는 대목이다.
인간의 림프구
[미 NCI(국립 암연구소) 홈페이지 캡처 / 재판매 및 DB 금지]
킵니스 교수가 이끈 별도의 그룹은, 선천 면역을 담당하는 뇌막 골수세포가 두개와 척추 골수에서 생성된 뒤 뼈를 관통하는 채널을 통해 직접 뇌척수막에 진입한다는 걸 확인했다.
연구자들은 다발성 경화증과 뇌척수 손상이 생기면 뇌척수막에 상주하던 골수 세포가 뇌와 척추로 떼지어 이동하는 걸 생쥐 실험에서 관찰했다.
그중에는 혈액으로부터 진입하는 골수 세포도 일부 있었는데 염증성이 더 강한 이들 세포를 적절히 제어하지 않으면 뇌 조직을 손상할 수 있다고 한다.
킵니스 교수는 "염증 관련 신경 질환에 대해 새로운 치료법을 디자인할 수 있게 됐다"라면서 "두개의 면역세포는 상대적으로 접근이 용이해 이들 세포의 행동을 수정하는 치료법 개발이 가능할 것 같다"라고 강조했다.
英, 印 변이 주류 부상, 화이자 백신 ‘보호 저하’
영국발 변이 따라 잡은 델타 변이, 접종자 항체 발생 ‘미미’
영국에서 코로나19 바이러스 인도발 변이가 주류로 부상한 가운데, 그에 대한 화이자 백신의 보호 효과가 떨어질 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.
영국 공중 보건국(PHE)의 지난 주간 코로나바이러스 변이 케이스 데이터에 따르면 현지 날짜 6월 3일을 기준으로 영국에서 인도발 델타(VOC-21APR-02) 변이는 한주 동안 5472건 증가해 총 1만2431건에 이르렀다.
이에 따라 PHE는 델타 변이가 원래 영국의 주류였던 알파(VOC-20DEC-01) 변이를 따라잡았다고 발표했다.
아울러 PHE는 아직은 더욱 확인이 필요하긴 하지만 델타 변이가 영국발 알파 변이에 비해 입원 위험이 더 높을 수 있다는 조기 근거도 나왔다고 덧붙였다.
또 델타 바이러스로 그 주에 278명이 응급실에 방문해 94명이 입원해, 그 전 주에 201명 방문과 43명 입원에 비해 늘어났으며 대부분이 백신을 접종받지 않은 환자였다.
이 가운데 화이자의 백신이 델타 변이에 보호 효과가 떨어진다는 런던 프랜시스 크릭 연구소의 연구 결과가 란셋에 발표됐다.
연구진은 화이자 백신 접종 후 3개월이 지난 33~52세 건강인의 혈액을 취해 5개 변이에 대한 중화 항체 수준을 비교 관찰한 결과 이같이 밝혔다.
그 결과 2회 접종을 마친 사람 가운데 항체의 농도는 인도발 변이에 대해서 원래 중국발 바이러스에 대한 항체 보다 6배 더 낮게 나타났다. 아울러 남아공 변이(B.1.351)는 5배, 영국발 변이는 2.6배 더 낮게 나왔다.
또한 1회 접종자 중 항체 반응의 경우 원래 중국발 바이러스의 경우 79%가 중화항체 보유한데 비해 그 비율은 영국발 변이의 경우 50%, 인도발 변이는 32%, 남아공 변이는 25%로 떨어졌다.
특히 항체는 나이가 많을수록, 시간이 지남에 따라 더욱 떨어져 올 가을에 부스터 접종이 필요할 수 있는 것으로 제시됐다.
한편, 영국에서 코로나19 백신은 성인의 75% 이상이 1회 접종을 마쳤고 절반 이상은 2회 모두 완료한 상태다.
"동공의 크기, 지능과 관계있다"
미 조지아공대 연구팀 "동공 클수록 지능 높다"
동공
[연합뉴스TV 제공]
(서울=연합뉴스) 한성간 기자 = 동공(눈동자)의 크기가 지능과 연관이 있다는 연구 결과가 나왔다.
미국 조지아공대 제이슨 추카하라 인지심리학(cognitive psychology) 교수 연구팀은 동공이 클수록 지능이 높다는 연구 결과를 발표했다고 영국의 데일리 메일 인터넷판이 5일 보도했다.
연구팀은 애틀랜타 주민 500명(18~35세)을 대상으로 시선추적 장치(eye-tracking device)를 이용, 기본적인 동공의 크기를 측정했다.
연구팀은 이들에게 편안히 쉬는 상태에서 4분간 빈 스크린을 응시하게 했다. 이때 이 장치는 고성능 카메라를 통해 동공과 각막에서 빛이 반사되는 것을 포착, 동공의 크기를 측정한다.
연구팀은 이와 함께 사고력, 주의력, 기억력 테스트를 시행했다.
그 결과 기본적인 동공의 크기가 클수록 사고력, 주의력, 기억력 테스트 성적이 모두 좋은 것으로 나타났다.
동공의 크기는 나이와 마이너스의 관계가 있는 것으로 나타났지만 동공의 크기와 지능 사이의 연관성은 나이와 무관했다.
연구팀은 동공의 크기가 지능과 관계가 있는 이유를 찾아봤다.
그 결과 동공의 크기는 뇌의 청반(靑斑·locus coeruleus)이라고 불리는 부위와 연관이 있었다.
뇌간(brain stem) 위쪽에 있으면서 나머지 뇌 전체에 신경망이 뻗어 있는 이 부위에서는 감각, 주의력, 기억력과 관련된 신경전달물질(neurotransmitter)을 방출한다.
이 부위는 또 서로 협력해 복잡한 작업을 수행하는 다른 뇌 부위들을 지원한다.
동공이 클수록 청반의 이러한 조절기능이 높아지면서 인지능력과 뇌 기능에 도움을 주는 것으로 보인다고 연구팀은 설명했다.
동공은 눈의 홍채(虹彩·iris) 한복판에 있는 검은색의 열린 공간으로, 외부에서 들어오는 빛을 받아 그 초점이 망막에 맺히게 한다.
홍채는 동공으로 들어오는 빛의 양에 따라 동공의 크기를 조절한다. 홍채에 있는 근육은 밤중처럼 들어오는 빛의 양이 적을 땐 동공을 확대해 더 많은 빛이 망막에 닿게 해 시력을 높여준다. 밝은 조건에서는 동공을 수축해 들어오는 빛의 양을 제한한다.
이 연구 결과는 과학전문지 '인지'(Cognition) 최신호에 실렸다.
미국 식품의약청(FDA)이 바이오젠(Biogen)의 노인성 치매(Alzheimer's disease) 치료제 아두카누맙(aducanumab)을 승인했다고 월요일 발표했다. FDA의 이번 결정은 치매 환자, 바이오테크와 제약사 주식들, 그리고 전체 제약 개발 분야에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다. FDA는 승인 사유를 설명하는 편지에서 아두카누맙이 주는 혜택이 위험 보다 크다는 결론을 내린 뒤 이 약에 대한 신속 승인을 결정했다고 밝혔다. 바이오젠 주가는 뉴욕 시간 월요일 오전 11시 19분 0.10% 오른 286.43달러를 가리켰다
KAIST, 코로나19 5분 내 진단 '중합효소연쇄반응' 기술 개발
나노 플라즈모닉 기판 이용해 유전자 증폭 효율 높여…"실시간 대응 가능"
나노 플라즈모닉 PCR 칩 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 바이오·뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 금속 나노 구조 기판을 이용해 바이러스를 실시간으로 진단할 수 있는 유전자 분석 방법인 '중합효소연쇄반응'(PCR) 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
현재 표준화된 코로나19 바이러스 진단 방법으로 '역전사 중합효소연쇄반응'(RT-PCR) 기술이 쓰이고 있다. 바이러스 내부 유전물질인 리보핵산(RNA)을 상보적 DNA로 역전사한 뒤 표적 DNA를 증폭시켜 형광물질로 검출하는 방식으로 이뤄진다.
정확도는 높지만 바이러스 검출을 위해 온도를 올렸다 내리는 과정에 시간이 오래 걸리고, 대형 장비를 갖춘 병원 등에 검체를 운송한 뒤 진단해야 해 실시간 현장 대응이 어려웠다.
최근 개발된 코로나19 자가검사 키트는 15∼20분 내 진단이 가능하지만, 항원-항체 결합 원리를 이용한 항원 검사 방식이어서 민감도가 떨어진다는 단점이 있다.
나노 플라즈모닉 PCR 칩 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
연구팀은 나노 플라즈모닉 구조(빛의 파장보다 작은 크기의 금속 나노 구조)의 기판을 이용해 소량의 검체를 신속하게 증폭하는 방법으로 바이러스를 단시간 내에 검출하는 데 성공했다.
가시광선 영역에서 높은 광 흡수율을 갖는 나노 플라즈모닉 기판에 백색 발광다이오드(LED)를 쪼여 기판의 온도를 유전자 증폭에 필요한 60도에서 98도까지 자유자재로 변화시키는 데 성공했다.
진공 유체 칩을 결합, 유전자 증폭 과정 동안 발생하는 미세 기포를 제거함으로써 효율을 높였다.
연구팀은 이 기술을 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 플라스미드 DNA(양성 검체로 사용되는 운반체 DNA)에 적용해 표적 DNA를 91%의 증폭 효율로 검출해내는 데 성공했다.
검출 시간은 5분 이내로, 1시간가량 걸리는 기존 RT-PCR 방식에 비해 매우 빠르고 증폭 효율도 높다.
RNA에서 상보적 DNA를 합성하는 단계를 거치더라도, 10분 안에 진단이 가능하다고 연구팀은 설명했다.
고가의 대형 장비 없이 초소형 분자기기를 이용해 유전자를 검출할 수 있는 '랩온어칩'(Lap-on-a-chip·칩 위의 실험실) 기술로, 다중이용시설이나 병원 등 방역 현장에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
나노 플라즈모닉 PCR 칩을 들어 보이는 KAIST 연구팀 [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
이번 연구 결과는 국제 학술지 '에이씨에스 나노'(ACSNano) 지난달 19일 자에 실렸다.
"고혈압·당뇨 환자, 코로나19 감염 후 사망 위험 1.5∼1.8배"
기저질환 있으면 코로나19 감염으로 인한 사망 위험 크게 상승
말기 신장질환 환자, 코로나19 감염으로 인한 사망 위험 5배 달해
(서울=연합뉴스) 김잔디 기자 = 고혈압, 당뇨 등 기저질환(지병)자의 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사망 위험이 높다는 사실을 국내 연구진이 재차 확인했다.
그동안 고혈압, 당뇨 등은 코로나19 감염 후 중증으로 악화할 확률을 높일 뿐만 아니라 예후에 부정적인 영향을 끼치는 요인으로 보고돼왔다.
서울대학교병원운영 서울특별시보라매병원 신장내과 이정표 교수와 서울대학교 보건대학원 김호 교수는 지난해 1월 20일부터 5월 15일까지 국내에서 코로나19 양성 판정을 받은 남녀 7천590명을 연구해 이런한 사실을 확인했다고 7일 밝혔다.
연구팀은 이들 중 관찰 기간 내 사망한 것으로 확인된 225명의 임상 데이터를 통해 기저질환별로 코로나19 사망 위험을 분석했다.
그 결과 고혈압과 당뇨병을 앓았던 코로나19 환자는 기저질환이 없는 코로나19 환자보다 사망할 위험이 각각 1.5배와 1.8배가량 높았다.
심부전증과 암, 만성 콩팥병 등을 앓아도 코로나19 감염으로 인한 사망 위험이 크게 상승하는 것으로 나타났다.
말기 신장질환 환자의 코로나19 감염으로 인한 사망 위험은 5배 이상 커져 각별한 주의가 요구됐다. 연구팀은 특히 신장과 관련한 기저질환이 코로나19 사망에 가장 큰 연관성을 가진 것으로 판단했다.
이 교수는 "체내 대사 폐기물을 여과하는 신장의 기능이 저하돼 면역력이 낮은 신장질환자는 코로나19로 인한 위험에 특히 취약한 것으로 확인됐다"고 밝혔다.
연구 결과는 '국제 환경연구 및 공중보건 저널'(International journal of environmental research and public health)에 게재됐다.
'한일 월드컵 영웅' 유상철 전 감독, 암 투병 끝에 숨져
투병 중 경기장 찾은 유상철 전 감독 [연합뉴스 자료사진]
(서울=연합뉴스) 안홍석 기자 = 2002년 한일 월드컵 영웅인 유상철 전 인천 유나이티드 감독이 췌장암 투병 끝에 7일 숨졌다. 향년 50세.