췌장에는 알파, 베타, 세타 등 3가지 세포가 서로 다른 호르몬을 분비한다. 알파 세포는 혈당이 너무 떨어질 때 글루카곤 호르몬을 분비해 혈당을 올리고 베타 세포는 혈당이 너무 올라갈 때 인슐린 호르몬을 방출해 혈당을 내리게 한다. 델타 세포는 소마토스타틴 호르몬으로 알파 세포와 베타 세포의 활동을 조절한다. 인슐린은 혈당이 올라갈 때 혈당을 적절히 떨어뜨리고 글루카곤은 반대로 혈당이 너무 내려가면 혈당을 적절히 올려서 체내의 혈당 균형을 맞추어 주는 역할을 한다. 베타 세포가 손상되거나 줄어 인슐린이 충분히 만들어지지 못하면 2형(성인) 당뇨병이 발생한다. 그런데 당뇨병은 인슐린 분비가 적은 것만이 아니고 혈당이 올라갈 때는 나오지 말아야 할 글루카곤마저 과잉 분비돼 혈당 조절이 더욱더 어렵게 된다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 스웨덴 웁살라대학의 세바스티안 바르그 세포생물학 교수 연구팀은 당뇨병 환자의 알파 세포는 인슐린 저항성(insulin resistance)이 있어 혈당이 올라가도 글루카곤을 계속 분비한다는 연구 결과를 발표했다고 사이언스 데일리(ScienceDaily)가 20일 보도했다. 당뇨병 환자의 알파 세포를 분리, 췌장의 조직 상황(tiss
한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 김윤경·임성수 박사 연구팀은 21일 치매 유발 원인으로 알려진 타우 단백질의 응집을 초기 단계부터 관찰할 수 있는 동물모델을 개발했다고 밝혔다. 이 신규 플랫폼을 활용하면 치료제 개발연구를 가속화하고, 새로운 치매 기전을 규명할 수 있을 것으로 기대된다. 가장 흔한 퇴행성 뇌 질환인 알츠하이머성 치매는 뇌 속의 베타-아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 응집되는 것이 주요 원인으로 여겨지고 있다. 특히 베타-아밀로이드의 응집은 뇌 기능이 손상되는데 10년 이상이 걸리고 심지어 병변이 나타나지 않는 때도 있어 최근 타우 단백질이 치매의 새로운 치료 표적으로 급부상하고 있다. 타우 단백질이 응집되기 시작하면 단백질이 뭉친 형태인 올리고머 형태가 되는데 이는 신경세포 독성을 일으키고 알츠하이머성 치매를 비롯한 다양한 퇴행성 뇌 질환을 전이시키는 매개체로 작용한다. 타우-BiFC 생쥐모델의 뇌에서 노화에 따른 타우 응집 정도 모니터링 [KIST 제공] 이에 KIST 연구진은 세포에서 타우 올리고머의 형성을 관찰할 수 있는 플랫폼인 '타우-BiFC 플랫폼'을 확립해 이를 동물모델로 확장한 '타우-BiFC 생쥐모델'을 개발
신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 심해지면 급성 호흡곤란 증후군(ARDS), 폐렴 및 광범위한 폐 손상, 기도의 짙은 가래, 혈전 등 증상이 나타난다. 병세가 위중한 코로나19 환자는 인공호흡기를 쓰다가 나중엔 에크모(ECMO·체외막형 산소화 장치)까지 동원하지만, 상당수가 결국 생명을 잃는다. 에크모는 심장과 폐가 멈춘 환자의 몸에서 피를 뽑아 산소를 공급한 뒤 돌려보내는 장치로 환자를 살리는 마지막 수단으로 쓰인다. 그런데 ARDS 등 코로나19의 위중한 증상들이, 백혈구의 일종인 호중구(neutrophils)의 과잉 활성화에서 비롯될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 박테리아 등 병원체가 발견되면 호중구는 DNA를 방출해, 독성 효소를 함유한 DNA 망(web)으로 병원체를 집어삼킨다. 그런데 급성 호흡곤란 증후군이 생긴 경우에는 '호중구 세포외 트랩(NETs)'이라는 이 DNA 망이 폐와 다른 주요 기관에 심한 손상을 가한다는 것이다. 호중구는 전체 백혈구의 55~70%를 차지하는 과립구 세포로서 선천 면역의 핵심 역할을 한다. 이 연구는 미국의 콜드스프링하버 연구소·페인스타인 의학 연구소·텍사스대 MD 앤더슨 암 센터, 캐나다의 맥길대 보건센터
아드레날린이나 코르티솔 같은 스트레스 호르몬 분비에 이상이 생기면 우울증, 불안증, 외상후 스트레스 증후군(PTSD) 등이 올 수 있다. 미국 매사추세츠 공대(MIT) 과학자들이 자성 나노입자로 스트레스 호르몬 분비를 원격 제어 하는 기술을 개발했다. 자성을 띤 나노입자를 부신(adrenal gland)에 주입해, 약한 자장에서 반응하는 나노입자의 열로 이온 채널을 자극함으로써 호르몬 분비를 촉진하는 것이다. 이 대학의 폴리나 아니케바 재료공학 및 뇌 인지과학 교수팀은 관련 논문을 20일 저널 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 발표했다. 연구팀은 '시상하부 뇌하수체 부신 축(HPA axis)'에서 칼슘의 부신 세포 유입을 제어하는 이온 채널을 실험 표적으로 정했다. 이 채널을 통해 칼슘이 흘러 들어가면 부신 세포는 호르몬 분비를 시작한다. 다시 말해 호르몬 분비를 조절하려면 부신 세포로의 칼슘 유입을 제어할 수 있어야 한다는 뜻이다. 연구팀은 열에 민감한 이 채널을 자극하기 위해 자철석(magnetite) 소재의 나노 입자를 디자인했다. 인간 머리카락의 5천분의 1 두께로 자기적 결정을 형성하는 산화철 타입을 사용했다. 이 나노입자를
기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 김은준 단장 연구팀은 뇌 속 시냅스 접착 단백질이 새로움을 인식하는 데 기여한다는 사실을 밝혀냈다고 20일 밝혔다. 뇌는 수많은 신경세포(뉴런)로 이뤄져 있으며, 신경세포의 연접 부위인 '시냅스'를 통해 소통한다. 앞 시냅스가 신경전달물질을 내보내면 뒤 시냅스가 수용체를 통해 이를 감지하게 된다. 이때 앞뒤 시냅스가 올바른 신경회로를 만들도록 시냅스 접착 단백질이 제 짝을 찾아주는데, 이 단백질의 다른 기능에 대해서는 구체적으로 알려진 바가 없었다. 연구팀은 앞 시냅스에 위치한 PTP시그마(σ)라는 접착 단백질이 뒤 시냅스의 NMDA 수용체 양을 증가시켜 기억 형성에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 실험 결과 PTPσ가 결여된 생쥐는 시냅스 형성 자체에는 문제가 없었음에도 새로움을 인식하지 못하는 것으로 나타났다. 같은 방 안에 다른 생쥐와 함께 있을 때 사회적으로 상호작용하는 데는 문제가 없었지만, 상대를 낯선 생쥐로 바꿔도 이를 알아차리지 못했다. 김은준 단장은 "PTPσ가 단순한 접착제가 아니라 새로운 자극에 대한 인식 능력을 조절하고 관련 신경회로를 활성화하는 물질임을 밝혀냈다"며 "NMDA 수용체에
콧물로도 알레르기를 진단할 수 있는 손쉬운 방법이 개발됐다.… 현재 알레르기 진단에는 혈액검사와 피부 단자검사(skin prick test) 검사가 사용된다. 혈액검사는 혈액 속을 순환하고 있는 특정 면역 글로불린(IgE) 항체의 수치를 측정해 알레르기 여부를 진단한다. 피부 단자검사는 특정 항원을 소량 피부에 올려놓고 그 부위를 침으로 살짝 찔러두면 그 부위가 부어오르고 빨간 발진이 나타나는데 그 정도에 따라 알레르기 반응 양성 또는 음성으로 판단하게 된다. 이런 번거로운 방법 말고 콧물로 알레르기를 진단할 수 있는 검사법이 개발됐다. 독일 헬름홀츠 연구소(Helmholtz Zentrum Munchen) 산하 환경의학연구소장 클라우디아 트라이들-호프만 교수 연구팀은 바이오칩 기술(biochip technology)을 이용, 콧물을 면봉에 묻혀 알레르기를 진단할 수 있는 방법을 개발했다고 UPI 통신이 18일 보도했다. 이 콧물 면봉 검사법은 정확도가 기존의 혈액검사법과 차이가 없다는 사실이 임상시험 결과 확인됐다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 먼지 진드기와 각종 풀 가루와 꽃가루 등 공기 속의 알레르기 항원들에 민감하거나 민감하지 않은 사람들을 대상으로 콧물
성인 당뇨병인 2형 당뇨병의 가장 큰 위험요인은 비만이라는 연구 결과가 나왔다. 덴마크 코펜하겐대학 의대 기초대사연구소의 테레시아 슈누르 박사 연구팀은 비만은 유전적 소인 등 그 어떤 다른 위험요인보다 월등히당뇨병 위험을 높일 수 있다는 연구 결과를 발표했다고 메디컬 익스프레스(MedicalXpress)가 17일 보도했다. '식습관-암-건강 코호트 연구'(Diet-Cancer-Health Cohort Study)에 참가한 당뇨병 환자 4천729명과 당뇨병이 없는 5천402명을 대상으로의 평균 14.7년에 걸쳐 진행된 추적 조사 자료를 분석한 결과, 이 같은 사실이 확인됐다고 연구팀은 밝혔다. 이들은 평균연령이 56.1세, 49.6%는 여성이었다. 21.8%는 비만, 43%는 과체중, 35.2%는 정상 체중이었다. 연구팀은 당뇨병과 연관된 193개 변이 유전자를 근거로 이들의 유전위험점수(GRS: genetic risk score)를 산출, 점수에 따라 5그룹으로분류했다. 또 흡연, 음주, 신체 활동량, 식습관 등으로 구성되는 생활습관 점수를 '상'(양호), '중'(중간), '하'(나쁨)로 매겨 GRS, 비만, 생활습관점수와 당뇨병 위험 사이의 연관성을 분석했
신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 주요 특징 가운데 하나는 중증 환자의 과도한 면역 반응이다. 과학자들 사이에서 '사이토카인 폭풍(cytokine storm)'으로 통하는 이 면역 반응은 폐에 극심한 손상을 가해 생명을 위협한다. 이런 사이토카인을 스펀지처럼 흡수해 사이토카인 폭풍을 차단하는 인공 수용체 단백질을 미국 매사추세츠 공대(MIT) 과학자들이 개발했다. 부분적으로 항체와 비슷한 구조를 가진 이 물질은 세포 실험에서 사이토카인을 대폭 줄이는 것으로 나타났다. 이번 연구는 MIT 미디어랩 산하 '분자구조 실험실'의 장 수 광 수석연구원과 MIT 코흐 연구소의 칭 루이 연구원이 주도했다. 이들은 논문의 공동 수석저자이기도 하다. 관련 논문은 17일 국제 학술지 'QRB 디스커버리(Quarterly Review of Biophysics Discovery'에 실렸다. 사이토카인은, 염증과 다른 면역반응을 자극하는 신호전달물질(단백질)이다. 그런데 사이토카인은 세포의 표면 수용체와 결합해야 작용한다. 사이토카인 폭풍은 신종 코로나 외에 에이즈 바이러스(HIV), 간염 바이러스 등의 감염으로 촉발된다. 또한 각종 세균 감염이나 암 면역치료의 부작용으로
아프리카 서부 지역을 중심으로 에볼라 바이러스가 창궐한 건 대략 2013년부터 2016년까지다. 이 바이러스의 감염으로 생기는 에볼라 출혈열(Ebola virus disease)은 평균 약 50%의 치사율을 보이지만, 최근 일부 지역에선 거의 90%까지 치솟기도 했다. 이처럼 치명적인 에볼라 바이러스의 유행에 맞서 국제 보건 의료계는 에볼라 백신 개발에 박차를 가하고 있다. 그 결과로 나온 게 콩고(옛 자이르) 에볼라 바이러스의 당단백질을 살아 있는 바이러스 매개체로 조작한 재조합형 에볼라 백신이다. 이런 생백신(live vaccine)을 투여하면, 에볼라 바이러스의 당단백질에 대한 면역 반응을 일으켜 바이러스의 공격을 막는 효과가 생긴다. 그런데 지금까지 발견된 에볼라 바이러스 4개 종을 모두 중화시키는 보편적 백신이 머지않아 개발될 수 있을 거 같다. 미국 신시내티 아동병원 메디컬센터의 과학자들은 이런 전임상 실험 결과를 담은 논문을, 미국 미생물학회가 발행하는 '바이러스학 저널(Journal of Virology)'에 17일 발표했다. 이 후보 백신은 에볼라 바이러스를 단독 방어할 수 있는 잠재성을 갖췄고, 아울러 개별 에볼라 바이러스 종에 대해 임상
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