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'무엇을 공격해야 할 것인가'를 면역시스템에 가르치는 백신과는 반대로 '무엇을 공격해서는 안 되는가'를 가르쳐 자가면역질환을 치료할 수 있는 가능성이 있는 기술이 과학지· Nature Biomedical Engineering에 발표되었습니다.

Synthetically glycosylated antigens for the antigen-specific suppression of established immune responses | Nature Biomedical Engineering
https://www.nature.com/articles/s41551-023-01086-2

“Inverse vaccine” shows potential to treat multiple sclerosis and other autoimmune diseases | Pritzker School of Molecular Engineering | The University of Chicago
https://pme.uchicago.edu/news/inverse-vaccine-shows-potential-treat-multiple-sclerosis-and-other-autoimmune-diseases

면역계가 정상인 체내에서는 바이러스 등의 침입자나 암으로부터 몸을 지키기 위해 T세포라는 면역세포가 병원체나 악성세포의 표면에 존재하는 항원을 식별해 공격합니다. 그러나 자가면역질환 환자의 체내에서는 T세포가 정상세포에 존재하는 분자인 '자가항원'을 표적으로 하여 건강한 세포가 면역에 의한 공격에 노출되어 버립니다.

그 일례가 다발성 경화증으로 T세포가 뉴런의 보호막인 Myelin을 공격해 버려 다양한 신경장애가 발생합니다. 이 밖에 인슐린을 만드는 세포가 면역계에 파괴되어 버리는 1형 당뇨병이나 관절의 조직이 공격대상이 되는 류마티스 관절 등 현재 많은 사람이 자가면역질환에 시달리고 있습니다.

한편 혈액을 여과하고 세균 등 위험한 외래성 항원과 음식과 체세포 유래의 자기항원을 구별해야 하는 간에는 무해한 항원을 T세포에 제시해 공격대상이 아니라고 가르치는 '말초성 면역관용'이라는 기능이 있습니다.

시카고대학 프리츠카 분자공학대학원의 제프리 A. 하벨 씨는 이전 연구에서 N-아세틸 갈락토사민(pGal)이라는 당의 일종으로 분자를 태그하면 그 분자가 간으로 보내져 안전하다고 인정된다는 사실을 발견했습니다.

게다가 하벨 씨는 이번 연구에서 다발성 경화증을 일으킨 마우스의 Myelin 단백질을 pGal과 결합시키는 실험을 실시했습니다. 그 결과 면역계에 의한 Myelin에 대한 공격을 정지시키는 데 성공했습니다. 하벨 씨에 의하면 염증이 이미 진행된 후에도 치료할 수 있다는 것이 실험에서 나타났다고 합니다.

현행 자가면역질환의 치료에는 면역을 억제하는 약제가 사용되지만 감염증에 대항하기 위해 필요한 면역반응도 차단되어 버리기 때문에 부작용의 위험이 수반됩니다. 한편 이번 연구에서 개발된 '역백신'은 특정 항원의 면역만을 억제하기 때문에 부작용이 적은 치료법이 될 것으로 기대되고 있습니다.

이 연구에 근거한 '당쇄 수식 항원 치료제'는 밀이나 보리 등에 포함되는 글루텐이 원인이 되는 셀리악병 환자의 임상시험에서 안전성이 나타나고 있고 다발성 경화증을 대상으로 한 제I상 안전성 시험도 진행되고 있습니다.

하벨 씨는 “임상적으로 승인된 역백신은 아직 없지만 우리는 이 기술을 전진시키는 데 매우 흥분하고 있다”고 소감을 밝혔습니다.

우울증과 2형 당뇨병 사이에는 관련성이 있는 것으로 알려져 있었는데 우울증 환자의 활동량 저하가 생활습관병으로 이어지는지, 반대로 몸의 부진이 정신건강의 악화에 연결되는 것인지는 밝혀지지 않았습니다. 유전자에 착안한 새로운 연구에서 우울증이 2형 당뇨병의 위험인자가 된다는 인과관계가 밝혀졌습니다.

New study reveals depression is a risk factor for type 2 diabetes | University of Surrey
https://www.surrey.ac.uk/news/new-study-reveals-depression-risk-factor-type-2-diabetes

Depression can play direct role in developing type 2 diabetes, says study | Diabetes | The Guardian
https://www.theguardian.com/society/2023/sep/07/depression-can-play-direct-role-in-developing-type-2-diabetes-says-study

Depression a 'Direct Risk Factor' for Type 2 Diabetes
https://www.medscape.co.uk/viewarticle/depression-direct-risk-factor-type-2-diabetes-2023a1000l16

우울증과 2형 당뇨병은 피로감과 수면시간 이상, 집중력 저하 등 공통적인 증상을 갖기 때문에 우울증과 2형 당뇨병 사이에 인과관계가 있는지, 혹은 다른 요인이 2개의 질병의 공통의 원인이 되고 있는지는 지금까지 불분명했습니다.

영국의 샐리대학의 잉가 프로코펜코 교수 연구팀은 이미 기능을 알고 있는 유전자를 단서로 질병의 위험인자를 조사하는 멘델 무작위화라는 수법을 이용한 연구를 실시했습니다.

연구팀은 먼저 영국과 핀란드의 의료데이터베이스에서 2형 당뇨병 환자 1만 9344명, 우울증으로 진단받은 환자 5262명, 우울증이라고 자기신고한 사람 15만 3079명의 기록을 추출했습니다. 그리고 유전정보와 건강정보를 바탕으로 우울증이나 2형 당뇨병이 된 사람이 다른 증상을 일으킬 위험을 분석했습니다.

그 결과 우울증이 2형 당뇨병의 발병위험을 높이는 직접적인 원인인 것이 처음으로 판명되었고 2형 당뇨병과 우울증 모두에 기여하는 7개의 유전자 변이도 확인되었습니다. 이러한 변이는 뇌, 췌장, 지방조직에서 인슐린 분비 및 염증과 관련이 있기 때문에 이러한 생물학적 과정의 문제가 우울증으로 인한 2형 당뇨병 위험의 증가로 이어지는 것으로 연구팀은 보았습니다.

연구팀은 이 가설의 근거로 2형 당뇨병에 대한 우울증 영향의 37%는 BMI치로 설명할 수 있고 항우울제가 체중의 증가를 일으켜 2형 당뇨병을 일으키며 우울증에 의한 스트레스 호르몬의 분비량 증가가 인슐린 저항성을 악화시킨다는 점 등을 들었습니다.

우울증이 2형 당뇨병의 원인이 되는 것으로 밝혀졌지만, 반대로 2형 당뇨병이 우울증의 발병으로 이어진다는 직접적인 증거는 없었습니다. 그러나 두 질병 사이의 간접적인 관계까지는 부정되지 않는데, 예를 들어 2형 당뇨병과의 투병 부담이 우울증의 원인이 될 가능성이 있다고 생각됩니다.

프로코펜코 교수는 “이 발견은 우울증 환자가 2형 당뇨병을 일으키는 것을 예방하기 위한 추가 검사의 필요성을 보여주며, 우울증을 앓고 있는 환자와 의료제공자 모두에게 중요한 지식이 될 것"이라고 평가했습니다.

피부의 상재균인 여드름균이 비정상적으로 증식함으로써 발생하는 여드름에 많은 십대가 괴로워하고 있습니다. 남호주대학의 연구자들은 항생제 narasin을 이용하여 여드름을 효과적으로 치료하는 방법을 발견했을 가능성이 있다고 보고했습니다.

Scientists Say Powerful New Molecule Could Be a Game-Changer For Acne : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/scientists-say-powerful-new-molecule-could-be-a-game-changer-for-acne

Antibiotic breakthrough for acne sufferers - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=YRTpmDEo4jk

여드름은 세계의 십대에게 공통된 고민입니다. 항생제나 미생물의 먹이가 되는 피지를 줄이는 호르몬을 이용함으로써 세균의 증식을 억제할 수 있지만 대부분 부작용이 수반되거나 세균이 적응하여 효과가 떨어집니다.

남호주대학과 애들레이드대학, 프랑스 엑스마르세유대학의 연구자들은 최근 항생제인 narasin을 이용한 치료법이 실험실 조건 하에서 여드름균에 효과적임을 제시했습니다.

연구팀에 따르면 narasin을 나노미셀이라는 머리카락의 1000분의 1이라는 작고 부드러운 나노입자에 봉입하여 겔상으로 하면 물과 혼합한 경우보다 더 피부의 안쪽까지 침투한다는 것을 알게 되었고 용해도의 향상 정도는 100배 이상이었다고 합니다.

실험은 돼지의 귀의 피부가 사용되었고 인간에게 어떻게 작용하는지는 향후의 과제이지만 초기의 징후는 유망하다는 것. 또 겔상으로 한 치료제는 실온에서 4주간 안정되었다고 합니다.

남호주대학의 생제이 가그 씨는 “피부층에 침투할 수 없었던 화합물 용액에 나노미셀을 사용하면 여드름의 표적부위에 narasin을 효과적으로 전달할 수 있다”고 설명했습니다.

장은 "제2의 뇌"라고 표현할 정도로 뇌와의 관계가 깊은 것으로 알려져 있으며, 지금까지의 연구에서는 건강에 해로운 식사가 인지기능에 영향을 미치는 것과 서양형 식생활이 알츠하이머병의 발병위험을 높이는 것으로 밝혀졌습니다. 최근 배변과 인지기능의 관계를 분석한 새로운 연구에서 만성적으로 계속되는 3일 이상의 변비가 인지기능의 저하와 관련성이 높은 것으로 밝혀졌습니다.

Constipation Associated with Cognitive Aging & Decline | alz.org
https://aaic.alz.org/releases_2023/constipation-gut-health-alzheimers-dementia-risk.asp

Constipation linked with cognitive decline, research finds | CNN
https://edition.cnn.com/2023/07/19/health/constipation-cognitive-decline-gut-health-wellness/index.html

세계 인구의 약 16%가 변비에 시달리고 있다고 알려져 있으며, 특히 노인은 식이섬유 부족과 운동 부족, 다른 질병으로 복용하는 약의 부작용 등으로 변비 위험이 높아지는 경향이 있습니다. 또한 3일 이상 지속되는 증상으로 정의되는 '만성 변비'는 불안증이나 우울증 등과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다.

이번에 변비문제와 인지기능에 대해 연구한 매사추세츠대학 아머스트교의 영양학자인 차오란 마 씨는 2023년 7월 네덜란드 암스테르담에서 온라인 개최된 알츠하이머병협회 국제회의에서 “만성적 변비로 고민하는 사람은 주관적인 인지기능 저하의 위험이 73% 높았다”고 발표했습니다.

이 연구에서는 여성 의료종사자를 대상으로 한 2개의 대규모 연구인 '간호사 건강조사(Nurses' Health Study)'와 '간호사 건강조사 II(Nurses' Health Study II)'라는 남성을 대상으로 한 '의료종사자 추적조사(Health Professionals Follow-up Study)'에 참가한 11만 2000명으로부터 2012~2013년까지의 배변 빈도의 데이터, 2014~2017년까지의 인지기능의 자기평가 데이터, 2014~2018년까지의 객관적인 인지기능의 측정데이터를 모아 그 관계를 분석했습니다.

그 결과 변비인 사람은 하루에 한 번 변통이 있는 사람에 비해 인지력이 현저하게 저하되었으며, 특히 배변이 3일 이상인 사람은 3살 노화에 필적할 만큼 인지력이 쇠약해졌다는 것을 알게 되었습니다. 또한 변비가 아니면 좋다는 것이 아닌 것이, 하루에 2회 이상 배변하는 사람도 인지기능이 낮은 확률이 37% 높았다고 합니다.

마 씨는 “우리의 연구는 배변 빈도를 광범위하게 조사한 세계 최초의 근거를 제공했다. 특히 배변 횟수가 적은 사람은 인지기능 저하 위험과의 관련성이 매우 높아 놀라웠다"고 말했습니다.

또한 알츠하이머병 협회의 의료과학관계 담당 부회장인 헤더 스나이더 씨는 “우리 몸의 시스템은 모두 서로 연결되어 있기 때문에 한 시스템에 장애가 발생하면 다른 시스템에 영향을 미칠 것"이라고 보았습니다.

이번 알츠하이머병 협회의 회의에서는 장의 부조가 뇌에 영향을 주는 메커니즘에 대한 연구결과도 보고되었습니다. 텍사스대학 건강과학센터 샌안토니오교의 야닉 와도프 씨는 중년의 입원환자 140명으로부터 대변샘플과 뇌 스캔데이터를 수집하여 장내세균과 알츠하이머병의 지표가 되는 물질 축적 상황을 비교했습니다.

그 결과 알츠하이머병의 바이오마커의 수준의 높이는 장내에 있는 부티르산균의 일종인 Butyricoccus속과 루미노코커스속의 수준의 낮음과 관련되어 있는 것을 밝혀냈습니다. 부티르산균은 장내의 식이섬유 등으로부터 부티르산을 만들어 내고 유해한 균의 증식을 억제하는 기능을 가지기 때문에 유산균 등과 함께 좋은 균으로서 주목받고 있습니다.

와도프 씨는 “우리의 장과 뇌의 구체적인 관계가 점차 밝혀지고 있습니다. 예를 들어 특정 장내세균의 감소에 의해 장의 투과성이 높아져 뇌에 도달하는 유해한 대사물질이 증가해 버린 결과, 알츠하이머병과 관련성이 있는 아밀로이드 베타나 타우 단백질이 뇌에 축적되어 버릴 가능성 있습니다”라고 설명했습니다.

전 세계 많은 사람이 충치와 플라크와 관련된 문제에 시달리고 있습니다. 대책으로서는 치약이나 양치질, 정기적인 치과 검진을 들 수 있지만 1회로 해결되는 문제는 아닙니다. 이스라엘의 네게브 벤그리온 대학의 연구팀은 사천대학과 싱가포르 국립대학의 공동연구를 통해 자연계에 존재하는 분자가 충치나 플라크의 원인이 되는 바이오필름을 90% 감소시키는 것을 확인했습니다. 이 논문은 검토와 함께 오픈 액세스되는 국제 저널 Antibiotics에 게시되었습니다.

Antibiotics | Free Full-Text | 3,3′-Diindolylmethane (DIM): A Potential Therapeutic Agent against Cariogenic Streptococcus mutans Biofilm
https://www.mdpi.com/2079-6382/12/6/1017

90% Reduction: Scientists Discover Natural Molecule That Eradicates Plaques and Cavities
https://scitechdaily.com/90-reduction-scientists-discover-natural-molecule-that-eradicates-plaques-and-cavities/

충치의 주요 원인으로 여겨지는 것은 충치균이라는 뮤탄스 연쇄상구균입니다. 이 균은 식후의 달고 습한 입안에서 치아를 덮고 있는 바이오필름(미생물 집합체)에서 증식합니다. 바이오필름은 플라크(치구)를 생성하고 에나멜질을 공격하여 충치를 초래합니다.

이번 네게브 벤그리온 대학 등의 연구팀은 3,3'-Diindolylmethane(DIM)이 바이오필름을 90% 파괴함으로써 뮤탄스 연쇄상구균이 증식할 기회가 없어지는 것을 발견했습니다.

조사에 의하면 이 3,3'-Diindolylmethane은 독성이 낮아서 치약이나 양치질액에 첨가하는 식으로 치아의 위생상태를 대폭 개선할 수 있다고 합니다.

덧붙여서 3,3'-Diindolylmethane은 항발암성이라는 특성이 있다고도 알려져 있습니다.

최근에는 인간의 장기나 기관을 배양한 줄기세포로부터 만들어내는 연구가 진행되고 있으며 발생 초기의 인간배아를 인공적으로 합성하는 시도도 이루어지고 있습니다. 새롭게 이스라엘 와이츠만 과학연구소의 제이콥 한나 교수 연구팀이 배양한 줄기세포로부터 발생 1주일 후의 인간배아의 모델을 작성해 발생 2주일 후의 단계까지 배양하는 데 성공했다고 보고했습니다.

Human Embryo Models Grown from Stem Cells - Life Sciences | Weizmann Wonder Wander - News, Features and Discoveries
https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/human-embryo-models-grown-stem-cells

‘Complete’ models of human embryos created from stem cells in lab | Stem cells | The Guardian
https://www.theguardian.com/science/2023/sep/06/complete-models-of-human-embryos-created-from-stem-cells-in-lab

줄기세포를 이용하여 인공적으로 장기와 기관을 만들어내는 연구는 최근 급속히 진전되고 있습니다. 한나 교수 연구팀은 몸을 구성하는 거의 모든 세포로 분화할 수 있는 다능성 줄기세포를 재프로그래밍하여 더욱 미분화된 '나이브형 인간 줄기세포'라고 불리는 상태로 되돌리는 방법을 개발했습니다.

연구팀은 이 나이브형 인간 줄기세포를 화학처리함으로써 배아로 성장하는 것을 의도한 세포군이나 태반이나 난황낭, 배체외 중배엽 등으로 성장하도록 의도한 세포군을 만들어 냈습니다. 그리고 이들 세포군을 최적화된 조건으로 혼합하면 세포는 덩어리를 형성하고 그 중 약 1%가 완전한 배아형 구조에 배치되었다고 합니다.

이 갓 만든 모델 배아는 발생 1주일 후 인간배아에 해당하는 구조를 가지고 있으며, 자궁 밖에서 8일간 정상적으로 발달하여 발생 2주 후 인간배아에 해당하는 발생단계에 이르렀습니다. 연구팀에 따르면 발생 1주일 후에 상당하는 단계의 모델 배아는 약 120개의 세포로 구성되었고 크기는 0.01mm 정도였지만 발생 2주 후 상당한 단계에서는 약 2500개의 세포가 모여 크기는 0.5mm 정도까지 성장했다고 합니다.

한나 교수는 “배아는 정의상 자기구동형으로, 무엇을 해야 하는지를 지시할 필요는 없고 내부적으로 인코딩된 가능성을 해방할 뿐입니다. 먼저 적절한 종류의 세포를 혼합하는 것이 중요합니다. 이것은 발생 제한이 없는 나이브형 줄기세포에서만 유래합니다"라고 설명했습니다.

이 모델 배아는 태반이나 난황낭 등 같은 연령의 인간배아와 같은 구조적 특징을 가지고 있으며 구조나 지지구조가 올바른 위치에 있을 뿐만 아니라 크기나 형상도 적절했다고 합니다. 또한 임신검사의 판단 기준이 되는 호르몬을 만드는 세포까지 존재해 실제로 임신검사 키트는 모델 배아로부터의 분비물을 검출하여 양성(임신)이라고 판정했다고 연구팀은 보고했습니다.

인간배아는 발달로부터 3~4주 동안 신체기관을 포함하는 구조화된 배아가 되지만, 발달 초기 인간배아는 윤리적 및 기술적 문제로부터 연구하기가 어렵습니다. 한나 교수는 “임신의 큰 드라마는 첫 1개월에 있고 나머지 8개월은 주로 성장 단계입니다. 이번에 작성된 모델은 초기 인간배아가 태아로 성장하는데 필요한 과정을 에뮬레이트한 것으로, 수수께끼에 싸인 발생 초기 인간배아의 연구에 도움이 될 것으로 기대되고 있습니다"라고 설명했습니다.

한나 교수는 “임신 실패의 대부분은 발생 초기 몇 주 동안 발생하며, 이는 종종 여성이 임신 중임을 알기 전입니다. 발생 초기에는 또한 많은 선천성 결손증이 발생합니다 때때로 그것들은 아주 늦게 발견되는 경향이 있습니다. 우리의 모델은 이 초기단계에서 적절한 발달을 보장하는 생화학 및 기계적 신호와 발달이 작동하지 않는 이유를 명확하게 하는데 사용할 수 있습니다”라고 말했습니다.

실제로 이번 실험에서는 인간배아발생으로부터 10일 후에 상당하는 단계에서 배아가 올바르게 태반형성세포에 싸여 있지 않으면 난황낭 등의 내부구조가 적절하게 발달하지 않는 것도 알게 되었습니다.

영국의 바브라함 연구소에서 인간배아에 대해 연구하고 있으며 이번 연구에는 관여하지 않은 피터 래그암 박사도 이번 연구는 확실히 중요한 것으로 인정했습니다. 게다가 태반의 전구물질인 영양막은 적절히 조직화되어 있지 않은 등 완전한 인간배아를 재현한 것이 아닌 점에는 주의가 필요하다고 지적했습니다. 또 자궁내막에 착상하기 위해서 필요한 단계를 우회하고 있기 때문에 모델 배아를 자궁에 이식했다고 해도 발달할 수 없다고 전했습니다.

유전자 편집기술인 CRISPR(CRISPR-Cas9)을 이용하여 소아에서 볼 수 있는 횡문근육종의 암세포를 건강한 근육세포로 바꾸는 실험에 미국의 생물의학연구소인 콜드 스프링 · 하버 연구소 등의 연구팀이 성공했습니다.

Once rhabdomyosarcoma, now muscle | Cold Spring Harbor Laboratory
https://www.cshl.edu/once-rhabdomyosarcoma-now-muscle/

CRISPR used to 'reprogram' cancer cells into healthy muscle in the lab | Live Science
https://www.livescience.com/health/cancer/crispr-used-to-reprogram-cancer-cells-into-healthy-muscle-in-the-lab

횡문근육종은 향후 골격근(횡문근)이 될 세포로부터 발생하는 암이며, 소아와 젊은이에서 100만 명당 4~5명 정도의 비율로 발병한다는 것. 환자의 약 70%는 6세 미만의 소아이며 고위험으로 간주된 사례의 생존율은 50% 미만인 위험한 암 중 하나입니다. 그런 횡문근육종의 치료법을 개발하기 위해 콜드 스프링 하버 연구소의 분자생물학자인 크리스토퍼 바콕 교수 연구팀은 암세포를 건강한 세포로 재프로그램하는 'differentiation therapy(분화요법)'이라는 치료법에 대해 연구했습니다. 분화요법은 약물 등을 이용하여 미성숙한 암세포를 성숙시켜 건강한 세포로 분화시킴으로써 암을 치료한다는 수법입니다.

분화요법은 이미 골암이나 혈액암 등으로 테스트되고 있으며 미 식품의약국(FDA)은 백혈병의 분화요법을 위해 4종류의 약을 승인했습니다. 이들 약은 일반적으로 암세포 내의 특정 단백질을 저해함으로써 기능한다는 것.

분화란 줄기세포가 체내에서 다양한 역할을 하는 근육세포나 지방세포 등으로 변화하는 과정이지만 횡문근육종 환자에서는 유전자변이에 의해 PAX3-FOXO1이라는 특수한 단백질이 생산되어 횡문근 세포에서의 분화가 정지한다는 것. 그 결과 세포가 횡문근이 되는 대신 암조직이 형성되어 버린다고 합니다.

그래서 바콕 교수의 연구팀은 CRISPR을 사용하여 다양한 유전자를 무효화하고 어떤 유전자가 PAX3-FOXO1과 연동하여 세포분화를 정지시키는 단백질을 생산하는지를 조사했습니다. 그 결과 횡문근육종의 세포가 유전자 발현을 조절하는 NF-Y라는 단백질을 만드는 능력을 잃으면 암세포가 근육세포로 분화되는 것으로 판명되었습니다.

바콕 교수는 성명에서 "세포는 말 그대로 근육으로 바뀌고 종양은 암으로서의 모든 속성을 잃습니다. 암세포는 단지 자신을 늘리려는 세포에서 수축에 전념하는 세포로 전환했습니다"라고 전했습니다.

또한 유전자편집을 하지 않고 PAX3-FOXO1과 NF-Y를 불활성화해도 같은 효과가 있지만, 이들 단백질은 물리적으로 상호작용하고 있는 것이 아니라 NF-Y가 특정 DNA 서열에 결합함으로써 PAX3-FOXO1을 만드는 유전자를 켜고 있다는 것. 그 때문에 NF-Y를 만드는 유전자를 차단하는 것만으로 PAX3-FOXO1의 생산도 차단할 수 있다고 연구팀은 보고했습니다.

이 연구결과가 실제로 횡문근육종의 치료에 적용되기 전에는 다양한 문제를 해결해야 합니다. 극복해야 할 장애물 중 하나는 NF-Y가 신진대사와 세포주기와 같은 세포의 건강한 과정에도 관여한다는 것입니다. 그러나 횡문근육종의 세포는 PAX3-FOXO1 발현의 변화에 ​​매우 민감하기 때문에 암세포가 근육세포로 분화하기에 충분하더라도 건강한 조직이 손상될 정도로 길지는 않은 최적인 기간이 있다고 연구팀은 보았습니다.

바콕 교수는 '이 기술을 통해 어떤 암세포라도 분화시키는 방법을 찾을 수 있습니다. 이것은 분화요법을 보다 활용하기 쉽게 할 수 있는 중요한 단계일 수 있습니다”라고 기대했습니다.

군인이나 소방관은 다른 직업에 비해 고환암으로 진단되는 비율이 높습니다. 소화제의 거품에 포함되는 '영원한 화학물질(Forever Chemical)' PFAS(유기 불소화합물)과 관련이 있음이 연구에서 처음으로 밝혀졌습니다.

Pioneering Study Links Testicular Cancer Among Military Personnel to ‘Forever Chemicals’ | KFF Health News
https://kffhealthnews.org/news/article/pioneering-study-links-testicular-cancer-among-military-personnel-to-forever-chemicals/

고농도의 PFAS에 대한 노출이 발암위험과 관련되어 있다는 것은 지금까지의 연구에서 알려져 있었지만, 군관계자에 대한 영향은 알 수 없었습니다.

미국 국립암연구소 등이 참가한 연구팀은 1988년부터 2017년 사이에 수집된 공군의 혈청샘플을 이용하여 혈청의 PFAS 농도와 고환배아세포종양과의 관계를 조사했습니다.

A Nested Case–Control Study of Serum Per- and Polyfluoroalkyl Substances and Testicular Germ Cell Tumors among U.S. Air Force Servicemen | Environmental Health Perspectives | Vol. 131, No. 7
https://doi.org/10.1289/EHP12603

조사의 결과, 음용수 중의 PFAS 농도가 높은 기지에 근무하고 있던 사람이나 방화임무에 종사하는 사람의 혈류 중의 PFAS 레벨이 높아져 고환암을 앓고 있던 사람은 암으로 진단되지 않은 사람보다 혈청 중의 PFAS의 일종인 PFOS(퍼플루오로알킬 화합물)의 수준이 높았습니다.

연구의 공동저자인 마크 버듀 씨는 “이 연구는 내가 아는 한 미국 군인의 PFAS 수준을 측정하고 집단에서 암의 엔드포인트와의 관련을 조사한 최초의 연구로, 새로운 증거가 나왔다”고 평가했습니다.

PFAS는 1974년 국방부에 의한 조사에서 물고기에 치명적인 영향이 있음을 알 수 있으며, 1983년에는 공군의 조사에서 쥐에 대해서도 치명적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.

그러나 항공기의 추락이나 선박 화재 등 극도의 고온이 되는 화재에 대해서 유효했기 때문에 국방부는 계속 사용해 왔습니다.

실제로 트래비스 공군기지에서 거품 소화제를 사용하는 사진은 위험한 것을 다루는 것처럼 보이지 않습니다.

DVIDS - Images - Flurry of foam released at Travis [Image 4 of 15]
https://www.dvidshub.net/image/1025639/flurry-foam-released-travis

공군에서 37년에 걸쳐 소방관을 맡았던 게리 프룩 씨는 2000년 45세 때 암으로 고환절제와 화학요법이 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 프룩 씨는 다른 수백 명의 사람들과 함께 소화제 및 소화제에 사용되는 화학물질을 제조하는 기업을 상대로 소송을 제기했습니다.

프룩 씨와 마찬가지로 공군 소방관이었던 케빈 페라라  씨는 공군으로부터 위험성에 대한 경고가 있었지만 가벼웠다며 자신은 고환암이 아니지만 PFAS를 원인으로 한 다른 건강상의 우려가 있다는 것.

의회의 PFAS 특별위원회를 맡고 PFAS의 영향을 받은 사람들에게 장애급여를 제공하도록 의무화하는 법을 마련한 댄 킬디 하원의원은 “연방정부는 PFAS 노출로 인한 위협에 대처가 너무 느렸다"며 "이 상황은 용납할 수 없다”고 지적했습니다.

체중이나 기왕력 등 특별한 검사를 필요로 하지 않는 기초적인 의료 데이터를 바탕으로 적어도 진단의 3년 이내에 특정 종류의 암을 정확하게 예측할 수 있는 AI 툴의 개발에 성공했다고 미국 미시간 대학의 연구팀이 발표했습니다.

Predicting Incident Adenocarcinoma of the Esophagus or Gastric Cardia Using Machine Learning of Electronic Health Records - Gastroenterology
https://doi.org/10.1053/j.gastro.2023.08.011

AI can predict certain forms of esophageal and stomach cancer | Michigan Medicine
https://www.michiganmedicine.org/health-lab/ai-can-predict-certain-forms-esophageal-and-stomach-cancer

“검진으로 암의 전조가 되는 증상을 조기 발견할 수 있으면 수단을 취할 수는 있지만, 특정 암에 걸린 많은 환자는 대부분 암검진조차 받지 않았다"고 미시간 대학 의학부의 교수인 조엘 루벤스타인 씨는 전했습니다. 미국을 비롯한 구미 국가에서는 식도암과 위암이 급증하고 있으며, 그중에서도 식도선암(EAC)이나 식도에서 위로 이어지는 입구에 발생하는 위분문부선암(GCA)은 특히 치사율 높은 암입니다.

이러한 암은 위산이 식도에 역류하는 위식도 역류증 등이 원인이 되어 발병하는 '바렛식도'가 방아쇠가 되는 경우가 많기 때문에 검진으로 이 증상을 특정하는 것이 권장되고 있습니다. 그러나 이 진단은 환자나 의료관계자에게도 생소한 상황이라고 합니다.

루벤스타인 씨는 “우리는 10년 이상 전에 발렛식도 환자를 확인하기 위한 도구를 개발했습니다. 이 도구는 환자의 엉덩이 크기와 허리 크기를 측정해야 하나 이러한 측정은 일상적으로 수행되지 않습니다. 의학자가 이 도구를 사용하려면 전용 웹사이트를 사용하여 환자의 위험을 계산해야 했습니다”라고 밝혔습니다.

그래서 이번에 루벤스타인 연구팀은 AI를 이용해 미국의 퇴역군인 1000만 명 이상의 EAC와 GCA의 발생률에 관한 데이터를 분석해 의료정보로부터 이러한 암을 특정하는 AI툴 'K-ECAN(Kettles Esophageal and Cardia Adenocarcinoma predictioN tool)'을 개발했습니다.

기존의 암진단 툴과 달리 K-ECAN은 환자의 체중이나 통계적인 정보, 과거의 진단력, 일상적인 검사결과 등 전자의료기록(EHR)으로부터 용이하게 입수할 수 있는 데이터를 이용해 EAC와 GCA의 위험을 정확하게 파악합니다.

연구팀이 실제로 K-ECAN의 정확성을 테스트한 결과, K-ECAN은 기존 지침과 이전에 검증된 예측도구보다 정확하며 진단 3년 전에 암을 정확하게 예측했습니다. 게다가 K-ECAN은 전자의료기록에 내장된 자동화 툴로서 기능하기 때문에 암의 특정이 지금까지 보다 용이해질 것으로 기대되고 있습니다.

루벤스타인 씨는 “위식도 역류증의 증상은 식도암의 중요한 위험인자로 암환자의 절반은 위식도 역류증을 경험한 적이 없기 때문에 위식도 역류증의 증상이 있거나 없더라도 암 위험이 높은 사람을 확인할 수 있는 K-ECAN은 특히 유용하다"고 설명했습니다.

고기나 생선 등의 신선식품이나 냉장고에 보존하던 요리를 먹을 때에 냄새로 안전한지 확인하려고 한 경험이 있는 사람이 많습니다. 그러나 쿼드럼 연구소에서 리스테리아에 대해 연구하고 있는 매튜 길모어 씨는 냄새로 식중독균의 유무를 확인하는 것은 불가능하다고 경고했습니다.

The sniff test is not reliable for food safety – here's why
https://theconversation.com/the-sniff-test-is-not-reliable-for-food-safety-heres-why-211808

식중독의 대부분은 살모넬라균이나 노로바이러스와 같은 병원체에 의해 유발됩니다. 그러나 길모어 씨에 따르면 병원체를 냄새로 검출하는 것은 불가능하다는 것.

빵 만들기에 사용하는 효모가 증식함에 따라 좋은 향기가 나는 등 박테리아 중에는 냄새를 발생시키는 것도 존재합니다. 그러나 살모넬라균이나 리스테리아 등 식중독의 원인이 되는 세균은 냄새를 발생시키지 않는다는 것. 또한 살모넬라균은 식재료 내부에 잠복하고 있기 때문에 비록 세균의 냄새를 구분하는 것이 가능했다고 해도 살모넬라균의 검출은 불가능하다고 길모어 씨는 설명했습니다.

한편 재료의 썩은 냄새는 쉽게 냄새로 구분이 가능합니다. 낫토나 치즈 등의 발효식품이 존재하듯 썩은 냄새가 난다고 해서 식품이 안전하지 않은 상태라고는 할 수 없습니다. 그래도 길모어 씨는 야채나 우유 등 식재료의 안전성을 확인할 때는 냄새를 맡는 것도 유용하다고 합니다.

길모어 씨에 의하면, 식중독의 대부분은 썩은 식재료가 아니라 병원체가 포함된 식재료가 원인으로 발생한다며  이 때문에 식재료를 안전하게 즐기려면 '냄새를 맡기보다는 적절한 온도에서 보존하고 적절한 시간 가열하는 등의 대책이 중요하다고 길모어 씨는 조언했습니다.

덧붙여 식약청은 세균성 식중독을 예방하는 원칙으로서 세균을 음식에 묻히지 않고 음식에 부착한 세균을 늘리지 않으며 음식이나 조리기구에 부착한 세균을 죽이는 조치를 권장했습니다.

심신에 장기적인 영향을 미치는 3가지 질병인 정신장애, 당뇨병, 울혈성 심부전을 조사한 연구에서 이 3개의 질병에 걸리는 순서가 다르면 평균 여명에 최대 10년 이상의 차이가 날 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

Effect on life expectancy of temporal sequence in a multimorbidity cluster of psychosis, diabetes, and congestive heart failure among 1·7 million individuals in Wales with 20-year follow-up: a retrospective cohort study using linked data - The Lancet Public Health
https://doi.org/10.1016/S2468-2667(23)00098-1

The order in which you acquire diseases could affect your life expectancy – new research
https://theconversation.com/the-order-in-which-you-acquire-diseases-could-affect-your-life-expectancy-new-research-209925

영국에서는 성인의 25% 이상이 2개 이상의 장기적인 건강상태 문제를 안고 있는 것으로 알려져 있으며, 이 비율은 65세 이상이 되면 65%, 85세 이상에서는 82%에 달합니다. 영국 스완지 대학 의과대학부의 리아넌 오웬 씨는 장기적인 건강상태 문제를 일으키는 3가지 질병을 조사하고 어느 질병이 평균 여명에 어떤 영향을 미치는지를 연구했습니다.

오웬 씨는 25세가 넘는 성인 약 160만 명의 지난 20년간에 걸친 병력과 건강기록을 모아 대상자가 정신장애, 당뇨병, 울혈성 심부전을 발병한 차례와 시기 그리고 그와 관련된 평균 여명에 대한 영향을 조사했습니다.

그 결과, 이들 질환을 발병한 순서가 평균 여명에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 그중에서도 당뇨병, 정신질환, 울혈성 심부전 순으로 발병한 사람의 평균 여명이 가장 짧았고 평균 여명이 약 13년이라는 수치를 도출했다는 것.

같은 질환을 발병하고 있어도 발병의 순서가 다른 사람은 크게 결과가 달랐는데, 예를 들어 평균적인 빈곤지역에 사는 50세의 남성 여럿을 비교해 보면, 3개의 질병을 발병하는 순서에 따라 평균 여명에 10년 이상의 차이가 생길 가능성이 있다는 것을 알게 되었다고 합니다.

조사를 통해 오웬 씨는 “처음에 당뇨병을 발병하고 다음에 정신질환, 마지막으로 울혈성 심부전을 발병한 사람은 장기적 질환을 발병할 위험이 높고 마지막 진단 5년 이내에 사망할 위험이 높았다”고 설명했습니다.

그러나 발병하는 질환의 수가 많을수록 사망 위험이 높아지는 것은 아니다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어 정신질환과 당뇨병이 발병한 것으로 진단된 사람은 정신질환만 발병한 사람보다 평균 여명이 길었음을 알 수 있는데, 이 결과에 대해 오웬 씨 연구팀은 “당뇨병 환자가 당뇨병 클리닉 등을 통해 의료전문가와 정기적으로 교류함으로써 전체적인 건강상태가 개선되었을 것”이라고 추측했습니다.

오웬 씨는 “발병의 순서는 평균 여명에 큰 영향을 미칠 수 있지만, 이 관계는 복잡하고 질병의 발병이 반드시 수명을 줄이는 것은 아니며, 이 접근법은 신종 코로나 바이러스 감염증의 장기적인 후유증이 생활의 질에 미치는 영향 등 다른 병태의 조합에 대해서도 재현 가능하다”고 보았습니다.

젊음의 추구를 위해 지금까지 젊은이의 피를 수혈하는 연구나 항노화 호르몬 '클로토(klotho)'를 동물에 주사하는 실험 등이 이루어져 왔습니다. 이러한 젊어짐에 관한 수많은 연구에 공통되는 인자의 특정으로 이어지는 3개의 논문이 2023년 8월 16일자의 Nature, Nature Aging, Nature Communications에서 발표되었습니다.

Platelet factors are induced by longevity factor klotho and enhance cognition in young and aging mice | Nature Aging
https://doi.org/10.1038/s43587-023-00468-0

Platelet-derived exerkine CXCL4/platelet factor 4 rejuvenates hippocampal neurogenesis and restores cognitive function in aged mice | Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39873-9

A Secret in the Blood: How PF4 Restores Youth to Old Brains | UC San Francisco
https://www.ucsf.edu/news/2023/08/425981/secret-blood-how-pf4-restores-youth-old-brains

"젊은 혈액, 클로토, 그리고 운동은 뇌의 기능을 개선한다"고 캘리포니아대학 샌프란시스코교 바카르 노화 연구소의 부소장인 솔 빌레다 씨는 말했습니다.

젊은 마우스의 혈액으로 늙은 마우스의 능력을 회복시키는 연구를 하던 빌레다 씨 팀은 출혈했을 때에 혈액을 응고시키는 기능을 가지는 혈소판 제4인자(PF4)가 뇌의 기능을 회복시킨다는 것을 찾아냈습니다.

게다가 빌레다 씨와는 다른 접근법으로 노화연구에 임하고 있던 두 팀도 마찬가지로 PF4에 도달했기 때문에 연구자들은 다른 각도에서 PF4에 초점을 맞춘 3개의 연구결과를 동시에 공개하기로 결정했습니다.

◆젊은 피
2014년, 빌레다씨는 젊은 마우스의 혈액으로부터 적혈구를 제외한 혈장이 연로한 마우스의 뇌 기능을 회복시키는 것을 발견했습니다. 그 후도 연구를 계속했던 빌레다 씨는 젊은 혈액의 혈장에는 늙은 혈액보다 많은 PF4가 포함된다는 사실을 밝혀냅니다.

그래서 연구팀이 PF4만을 노령의 마우스에 투여한 결과, 젊은 마우스의 혈장을 주사했을 때와 거의 같은 효과가 발휘되었고 노령의 마우스는 학습력이나 기억력을 묻는 테스트에서 우수한 성적을 거두었습니다. 연구팀은 PF4가 노화된 면역체계를 개선시키고 그것이 뇌의 염증을 억제함으로써 인지기능을 회복시키는 것으로 추측했습니다.

빌레다 씨는 “PF4는 면역계를 젊어지게 합니다. 우리는 인간으로 치면 70대에 해당하는 생후 22개월의 마우스를 PF4로 능력을 30대 후반부터 40대 전반까지 젊어지게 했습니다”라고 설명했습니다.

◆클로토
클로토는 그리스 신화에 등장하는 운명의 세 여신 중 하나인 클로토의 이름을 따서 명명된 호르몬입니다.

캘리포니아대학의 데나 듀발 씨는 이전에 '클로토'를 주사함으로써 나이가 든 원숭이의 뇌가 활성화되었음을 보고했지만, 클로토 자체는 혈액뇌장벽을 돌파하지 않기 때문에 왜 뇌가 젊어지는지 확실하지 않았습니다.

그래서 연구팀이 주목한 것이 혈액 중에 포함되는 요인입니다. 클로토를 투여하여 인지기능이 향상된 마우스의 혈액을 분석한 듀발 씨는 클로토에 의해 혈액에 포함된 혈소판이 활성화되어 이에 따라 혈소판에서 PF4가 방출되는 것을 확인했습니다.

듀발 씨가 PF4를 마우스에 투여하는 실험을 실시한 결과, 늙은 마우스와 젊은 마우스 모두 학습력과 기억력이 향상되는 등 PF4는 젊은 뇌의 인지기능의 개선에도 도움이 될 가능성 보였습니다. 듀발 씨는 또한 PF4가 결손된 마우스도 클로토로 인지력이 향상되는 것을 확인했는데 이는 PF4 이외에도 인지기능을 개선시키는 요인이 존재하고 있을 가능성을 나타낸다고 합니다.

클로토가 PF4의 증가를 통해 뇌의 기능을 회복시키는 메커니즘이 규명된 것 외에도 인지기능의 개선으로 이어지는 미발견 인자의 존재도 시사되었기 때문에 듀발 씨는 “이상적으로는 생물의학의 가장 큰 문제 중 하나인 인지기능장애에 부작용은 최소한으로, 효과가 최대한이 되는 치료법을 여러 개 준비할 수 있도록 하는 것”이라고 보았습니다.

◆운동
운동이 심신의 건강에 좋다는 것은 잘 알려져 있는데, 호주 퀸즐랜드 뇌연구소의 타라 워커씨 연구팀은 새로운 연구에서 운동으로 마우스의 혈액 중에 PF4가 방출되고 이것이 뇌세포의 신생을 촉진시켜 인지력을 개선시키는 것을 발견했습니다.

PF4는 운동에 의해 방출되는 정보전달 물질의 일종으로도 알려져 있습니다. 이전의 연구에서 운동의 인지기능 개선에도 관여하고 있는 것이 판명되었는데 이번 연구에서는 PF4를 홀로 투입하는 것으로 운동에 필적하는 인지기능 개선 효과가 확인되면서 이 메카니즘에는 혈소판 유래의 CXCL4인 PF4가 관여하고 있는 것이 확인되었습니다.

이 성과에 대해 워커 씨는 “건강이나 운동능력에 문제가 있는 사람이나 노인은 운동을 할 수 없기 때문에 약리학적 개입은 중요한 연구분야입니다. 우리는 이번에 혈소판을 표적으로 한 치료로 신경신생을 촉진하고 인지기능을 강화시켜 노화에 따른 인지기능 저하에 대항할 수 있음을 확인했고 부족하지만 운동을 할 수 없는 사람의 인지기능 개선에 도움이 될 가능성이 있습니다”라고 설명했습니다.

지금까지의 연구에서 과도한 흡연을 계속하는 사람은 뇌졸중의 리스크가 높고 뇌가 위축되는 등의 연구결과가 알려졌습니다. 여기에 더해 청소년기의 뇌를 스캔하여 흡연습관과 비교한 새로운 연구에서 흡연 개시 전부터 뇌의 특정 부위 용량이 적은 10대의 젊은이는 담배에 손을 대기 쉬운 것으로 나타났습니다.

Association between vmPFC gray matter volume and smoking initiation in adolescents | Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40079-2

Reduced grey matter in frontal lobes linked to teenage smoking and nicotine addiction – study | University of Cambridge
https://www.cam.ac.uk/research/news/reduced-grey-matter-in-frontal-lobes-linked-to-teenage-smoking-and-nicotine-addiction-study

최근 영국 캠브리지 대학과 워릭대학, 중국의 복단대학이 중심이 된 국제연구팀은 청소년을 대상으로 한 MRI를 사용한 뇌스캔이나 약물이나 알코올 사용 등 다양한 설문조사를 실시하는 IMAGEN 프로젝트에서 수집한 데이터를 분석해 뇌의 두 영역과 흡연습관의 관계를 조사했습니다.

분석대상은 영국·독일·프랑스·아일랜드 유럽 4개국에 사는 건강한 남녀 807명으로 조사는 대상자가 14세·19세·23세 때에 이루어졌습니다. 또한 각 조사시점에서 2회 이상 담배를 피운 적이 있는 사람은 흡연자로 분류되었습니다.

이 연구의 결과, 14세까지 흡연을 시작한 사람은 비흡연자에 비해 뇌의 복내측 전두전야라고 하는 부분의 좌측에 있는 회백질이 현저하게 적은 것을 알게 되었습니다.

좌전두전야는 의사결정과 규칙과 관련된 부위이고 회백질은 정보를 처리하는 뉴런의 모음입니다. 이를 통해 연구팀은 좌전두전야의 회백질 감소로 인하여 인지기능이 저하되고 물건을 생각하는 기능이 제한되는 것으로부터 생기는 탈억제, 즉 충동적인 규칙위반이 일어나고 이에 인해 젊은 시기에 담배 등에 손을 댈 가능성이 높아지는 것으로 의심했습니다.

니코틴은 뇌에 유해하기 때문에 좌전두전야의 용량이 적은 것만으로는 흡연으로 뇌의 발달이 방해되었을 가능성을 배제할 수 없습니다. 그러나 19세 시점에 흡연을 시작한 사람은 14세의 시점에서 이미 좌전두
전야의 회백질이 감소하고 있었다고 합니다. 이것은 뇌의 크기가 작은 것이 흡연의 시작으로 이어진다는 인과관계를 시사합니다.

연구는 또한 뇌의 같은 부위의 오른쪽, 즉 우전두전야의 용량의 감소가 흡연습관의 지속과 관련되어 있음을 발견했습니다. 중요한 것은 19세 이전에 흡연을 시작한 사람은 14세 시점에서는 비흡연자와 같은 용량의 회백질을 가지고 있었다는 것. 이것은 우전두전야의 감소가 흡연으로 이어지는 것이 아니라 흡연이 우전두전야의 급격한 감소를 초래했을 가능성을 시사합니다.

연구팀은 좌전두전야의 크기 감소가 흡연의 시작과 관련이 있었던 것과는 달리 우전두전야는 흡연의 연속으로 감소했기 때문에 “니코틴 섭취가 습관화됨에 따라 우전두전야가 위축해 쾌락의 추구나 자기관리에 관련하는 뇌의 작용인 쾌락적 동기부여가 영향을 받아 흡연습관의 컨트롤을 할 수 없게 된 것으로 추측했습니다. 사실 우전두전야의 회백질의 과도한 감소는 담배뿐만 아니라 마리화나의 사용이나 폭음, 폭식과도 관련되어 있었다는 것.

10대부터 흡연을 시작한 사람은 23세의 시점에서도 우전두전야의 회백질의 부피가 보다 급속하게 줄어들어 흡연이 전두전야의 기능에 영향을 주고 있는 것이 확인되었습니다. 또 대상자에 대해 행해진 2개의 앙케이트의 결과로부터 좌전두전야의 회백질의 감소는 신기성(新奇性)의 추구, 특히 무궤도인 규칙위반 행동과 관련되어 있는 점이나, 우전두 전야의 회백질의 양의 감소는 감각의 추구와 관련이 있음도 확인되었습니다.

이번 연구결과에 대해 연구의 필두저자인 복단대학의 Tianye Jia 씨는 “죄전두전야의 회백질 감소는 청소년기의 흡연 가능성을 높이는 행동과 관련이 있습니다. 또 흡연자는 우전두전야의 회백질의 과도한 감소가 일어나는데 이는 약물사용 경향을 강화하는 행동과 관련이 있습니다"라고 말했습니다.

또한 논문의 공동저자인 케임브리지대학 심리학부의 트레버 로빈스 씨는 “흡연은 아마도 세계에서 가장 흔한 의존성 행동이자 성인사망의 1위로, 가장 흡연습관이 시작될 가능성이 높은 사춘기에 개입하면 수백만 명의 생명을 구할 것"이라고 보았습니다.

1999년 영국 남서부의 실리 제도에서 발견된 기원전 1세기 전사의 시신은 부장품에 남성임을 시사하는 '검'이 있었을 뿐만 아니라 여성임을 시사하는 '수경'도 포함되어 있었기 때문에 고고학자들은 시신의 성별이 남녀 어느 쪽인지 특정하지 못했습니다. 시체는 손상이 심해 DNA 분석을 할 수 없었지만 치아의 법랑질에 포함된 단백질을 분석한 새로운 연구에 의해 시신은 여성인 것으로 판명되었습니다.

New Scientific Study Solves Mystery of 2000-year-old Grave | Historic England
https://historicengland.org.uk/whats-new/news/new-scientific-study-solves-mystery-2000-year-old-grave/

Iron Age warrior woman was buried with a sword and a mirror | Live Science
https://www.livescience.com/archaeology/iron-age-warrior-woman-was-buried-with-a-sword-and-a-mirror

1999년 실리 제도에서 가장 작은 유인도인 브리하섬 에서 기원전 100~50년경의 무덤이 발견되었습니다. 매장되어 있던 시신의 부장품에는 금속제의 브로치나 방패 등에 더해 동시대·동지역에서 일반적으로 남성의 전사와 함께 매장되던 검과 여성과 함께 매장되던 수경이 포함되었다는 것. 다른 성별과 관련된 부장품이 동시에 발견되었기 때문에 매우 희귀한 사례라고 연구팀은 지적했습니다.

시체는 손상이 심했기 때문에 발견된 뼈와 치아를 모두 모아도 불과 150g 정도밖에 남지 않았습니다. 치아 마모로 인해 사망 당시의 연령은 20~25세 정도라고 추정할 수 있었지만 뼈는 경년열화에 의해 심한 침식으로 DNA를 분석하여 성별을 특정할 수 없었다는 것.

그래서 영국의 역사적 유물을 보호하는 공공기관인 히스토릭 잉글랜드나 캘리포니아대학 데이비스교의 연구팀은 치아의 법랑질에 포함된 amelogenin을 분석하여 성별판정을 시도했습니다. amelogenin은 에나멜질에 포함되는 단백질의 90%를 차지하며 어느 성염색체에서 유래하는 것인지를 판별할 수 있다고 합니다.

분석 결과, 시체의 치아에 포함된 amelogenin은 X염색체에서 유래된 것으로 확인되었으며 Y염색체에서 유래된 것은 발견되지 않았습니다. 일반적으로 남성은 한쌍의 성염색체가 'X·Y'의 조합이고 여성은 'X·X'의 조합이기 때문에 연구팀은 시신의 성별은 96%의 확률로 여성이라고 결론지었습니다.

약 2000년 전의 철기시대 당시의 전쟁은 기습이 주류이며, 거울은 아군 사이에서 통신하거나 공격 타이밍을 조정하는 등의 실용성이 있었다고 생각되고 있습니다. 또 초자연적인 세계와 통신하는 도구로서 습격을 성공시키거나 무사한 귀환을 기원하는 등 상징적인 의미도 있었다고 합니다.

히스토릭 잉글랜드의 사라 스타크 박사는 “검과 거울의 조합은 이 여성이 커뮤니티 내에서 높은 지위에 있었고 전쟁 현장에서 지휘를 하고 라이벌 그룹에 대한 습격을 조직 또는 주도했을 가능성이 있다”며 여성이 철기시대의 사회에서 습격과 다른 폭력행위에 관여하는 것이 지금까지 생각했던 것보다 일반적이었을 가능성이 있다고 보았습니다.

지금까지의 연구는 섭취 칼로리를 제한하는 것이 노화 방지로 이어질 수 있음을 시사했습니다. 그런데 미국 미시간 대학의 연구팀이 실시한 실험에서는 칼로리 제한이 아니라 단순히 '배고픈 느낌' 자체가 노화과정을 늦출 가능성이 있다고 나타났습니다.

The feeling of hunger itself may slow aging in flies | Michigan Medicine
http://www.michiganmedicine.org/health-lab/feeling-hunger-itself-may-slow-aging-flies

Simply Feeling Hungry Might Be Enough to Slow Down The Aging Process : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/simply-feeling-hungry-might-be-enough-to-slow-down-the-aging-process

최근에 실시되고 있는 동물실험에서는 칼로리 제한이 수명을 연장하고 건강을 촉진할 수 있다고 제안되었지만 이러한 연구를 인간으로 확대하기 위해서는 추가적인 뒷받침이 필요합니다. 그래서 미시간 대학의 생리학 교수인 스콧 프레처 씨 연구팀은 대사와 뇌에서 포유류와 유용한 유사점을 가진 초파리를 사용하여 '공복감을 느끼는 것'과 노화과정의 관련에 대해 조사하는 실험을 실시했습니다.

과거 연구에서 초파리가 배고픔과 포만을 느끼는 신경신호는 이미 확인되었으며 단백질을 구성하는 필수 영양소인 분지쇄 아미노산(BCAA)이 포만감을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 초파리는 BCAA를 많이 함유한 식품을 먹으면 포만감을 기억하고 반대로 BCAA가 결핍된 식품을 먹어도 허기가 경감되지 않는다는 것입니다.

연구팀은 배고픈 느낌과 실제로 음식을 먹는 행위 중 어느 것이 노화과정에 관련되어 있는지를 조사하기 위해 BCAA가 적은 스낵을 초파리에게 먹게 하여 식품을 섭취하고 있지만 공복감이 지속되는 상태를 만들었습니다.

BCAA가 적은 간식을 먹은 지 몇 시간 후, 연구팀은 초파리에게 탄수화물 또는 단백질을 풍부하게 포함하는 먹이를 원하는 만큼 먹게 했습니다. 그 결과, 초파리는 탄수화물보다 단백질이 풍부한 먹이를 더 많이 먹었는데, 허기가 단순한 욕구가 아니라 필요에 근거한 것이었다는 점이 시사되었습니다.

BCAA가 낮은 스낵을 먹은 초파리는 그렇지 않은 개체와 비교해 먹는 음식량과 칼로리량이 많았다고 합니다. 그러나 평생 동안 낮은 BCAA 식사를 받은 초파리는 높은 BCAA 식사를 받은 개체에 비해 상당히 오래 살았다고 연구팀은 보고했습니다.

추가로 연구팀은 광유전학에 의해 붉은 빛이 뉴런에 닿으면 공복감이 증대하는 초파리를 만들어 내었고 광자극을 이용하여 의도적으로 공복감을 기억시키는 실험도 실시했습니다. 빛 자극에 의해 배고픈 느낌을 기억한 초파리는 자극에 노출되지 않은 개체에 비해 2배의 음식을 소비했지만, 그래도 빛 자극을 받은 개체 쪽이 오래 살았다는 것입니다.

플레처 씨는 “식사 제한의 연명효과는 연구자들이 오랜 세월에 걸쳐 임해 온 영양학적 조작에서 분리할 수 있는 것을 알게 되었습니다. 식사가 부족하다는 인식만으로 충분합니다”라고 보았습니다. 논문의 필두저자인 크리스티 위버 박사는 “우리는 파리에 만족하지 못하는 배고픈 느낌을 만들어내었고 그렇게 함으로써 파리는 오랫동안 살았다”고 말했습니다.

추가 연구에서는 초파리의 식사에 포함된 BCAA를 줄이면 배고픔에 관여하는 뉴런이 히스톤이라는 단백질을 변화시키는 것으로 나타났습니다. 히스톤은 DNA와 결합하여 유전자의 활성을 조절하는데 연구팀은 변화한 히스톤이 식사와 기아반응, 노화를 연결하는 것으로 추정했습니다.

연구팀은 이번 연구결과에서 만성적인 배고픔이 개별 뉴런에 있는 히스톤을 변화시켜 노화를 늦출 것이라고 추측했습니다. 그러나 이러한 연구결과를 인간에게 적용할 수 있는지 여부를 알기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 보았습니다.

납의 과다복용으로 인해 발생하는 납중독은 신경계와 심혈관계에 심각한 장애를 일으키며 최악의 경우 죽음에 이르는 위험한 중독입니다. 남아시아 방글라데시에서 발생한 집단 납중독의 원인이 전세계에서 널리 사용되고 있는 향신료인 '심황'에 혼입된 화학물질이었다는 것을 과학자가 밝혀낼 때까지의 이야기가 스탠포드대학 의료계 매거진인 Stanford Medicine에 공개되었습니다.

Turmeric’s unexpected link to lead poisoning in Bangladesh
https://stanmed.stanford.edu/turmeric-lead-risk-detect/

1990년대부터 세계 각국의 납오염 문제에 임해 온 스탠포드대학의 스티븐 루비 교수는 2010년에 발표된 '방글라데시의 농촌부에 사는 임산부가 놀라울 정도로 고농도의 납에 오염되고 있다'라는 연구를 읽고 이 문제에 임하기 시작했다는 것. 루비 교수는 한때 파키스탄의 유연 가솔린 규제에도 기여한 적이 있는 사람으로 “납에 노출될 때 안전한 수준은 없다”고 지적했습니다.

납은 유독한 중금속이며 납중독이 되면 생식계나 신경계, 심혈관계에 심각한 손상이 발생합니다. 세계보건기구(WHO)는 혈중 납농도의 허용 상한치를 100ml당 5㎍(마이크로그램)으로 설정하고 있지만 지구상에 사는 아이의 3명에 1명은 이 상한치를 넘는 납오염에 노출되었다는 것. 납중독은 인지능력에 대해 평생에 악영향을 미치기 때문에 국가에 대한 사회적·경제적 영향은 심각할 수 있다고 합니다.

방글라데시에서는 2400만~4600만 명의 어린이와 십대의 혈중 납농도가 이 상한치를 초과하고 있는 것으로 추정되고 있습니다. 혈중 납농도가 WHO의 기준치를 초과하는 아이는 납의 영향을 받지 않은 아이와 비교해 지능테스트의 스코어가 3~5포인트 낮아지고 비행·폭력·범죄의 리스크도 높아집니다. 방글라데시에서는 납중독으로 인한 국민의 IQ 저하로 인해 국내총생산의 6%에 해당하는 연간 160억 달러(약 23조 원)의 손실이 발생하고 있는 것으로 추정되고 있습니다.

2015년에 당시 스탠포드대학의 박사과정에 재적하고 루비 씨의 지도를 받고 있던 제나 포사이스 씨는 농촌부에서의 납오염 원인을 찾아내기 위해 방글라데시를 방문했습니다. 조사를 실시한 농촌부는 자연이 풍부한 장소이며 납을 배출하는 공장은 존재하지 않고 이미 유연 가솔린의 사용도 금지되고 있었고 납을 포함한 도료를 대량으로 사용할 수 있을 정도로 부유한 거주자도 없었다는 것.

루비 교수와 포사이스 씨는 당초 납의 발생원으로 비산수소납(II)을 이용한 농약을 의심했지만 논에서 며칠에 걸려 조사해도 관련 증거는 발견되지 않았습니다.

이후 포사이스 씨는 이 지역의 납오염에 ​​관한 연구결과에서 방글라데시 국민의 일상생활에 깊이 침투하고 있는 향신료 '심황'이 잠재적인 납오염의 원인일 가능성을 보았습니다. 심황은 카레나 의류의 염료, 화장품, 의약품, 방충제 등 다양한 용도로 사용되고 있으며 만약 납으로 오염되어 있는 심황이 일반적으로 나돌고 있으면 많은 사람이 납에 노출될 우려가 있습니다.

포사이스 씨가 방글라데시에서 가져온 17개의 심황 샘플을 실험실에서 분석한 결과, 그 중 하나에서 매우 높은 농도의 납과 크롬이 검출되었습니다. 그래서 포사이스 씨의 팀은 다시 방글라데시를 방문하여 심황 생산자와 소비자, 규제당국의 관계자 등에 인터뷰를 하고 공장이나 도매업자, 향신료 시장에 나가 다양한 심황과 착색료 샘플을 채취했습니다.

심황은 원료인 심황의 뿌리줄기를 씻고 끓인 다음 건조하고 잘게 부셔 만들어집니다. 소비자들에게 심황의 색은 매우 중요한 포인트이며 선명한 노란색 심황은 고액으로 거래됩니다.

포사이스 씨의 조사 결과 방글라데시에서는 1980년대에 홍수로 인해 심황의 색이 나빠진 시기를 경계로 심황에 크롬산납(II)이라는 납을 포함한 착색료를 섞는 관행이 퍼진 것으로 밝혀졌습니다. 이 관행은 40년간 계속되어 왔으며 대부분의 가공업자는 크롬산납이 유독하다는 것을 인식하지 못했다고 합니다.

오염된 심황과 납중독을 앓는 사람들의 혈액샘플을 사용하여 납의 동위대비를 분석한 결과, 납중독의 원인이 심황인 것으로 확실해졌습니다. 크롬산납이 혼입된 심황은 방글라데시의 법적 제한인 1g당 2.5μg을 500배나 넘는 양의 납을 포함하고 있었다고 합니다.

2017년 포사이스 씨는 이 연구결과를 방글라데시 정부와 공유했습니다. 방글라데시 정부는 납오염 문제에 대한 의식이 높았고 농업당국의 직원은 당초부터 포사이스 씨의 연구에 협력하고 있었다고 합니다.

2019년 9월부터 12월에 걸쳐 스탠포드대학과 방글라데시 당국이 협력하여 납을 포함한 착색료로 인한 건강 피해를 알리는 활동을 했습니다. 방글라데시의 총리는 국영 TV에서 이 문제에 대해 다루었고 식품안전당국의 책임자가 병사를 데리고 시장조사를 실시해 납이 기준치를 넘은 심황의 판매자에 대해 현장에서 고액의 벌금을 부과했습니다.

그 결과 2019년 9월 시점에서는 시장에 유통되던 심황의 47%가 납오염된 것이었는데 2020년 1분기에는 5%까지 급락했고 2021년에는 사라졌다는 것. 정부에 의한 개입이 이루어진 16개월 후의 혈액검사에서는 피험자의 혈중납 농도는 중앙값이 30%나 떨어졌습니다.

심황의 납오염은 줄었지만 방글라데시의 수도 다카에서는 혈중 납농도가 매우 높은 2~4세의 집단이 확인되는 등 여전히 납오염의 문제는 존재하고 있습니다. 포사이스 씨는 "납은 우리 환경에 널리 침투하고 있으며 그 독성의 영향은 엄청나다"고 보았습니다.

우리 입안은 타액으로 항상 유지됩니다. 타액은 99.5%가 수분입니다. 타액의 pH는 평균 6.8(중성에 가까운 약산성)이고 타액의 양이 많을수록 pH는 높아집니다.

타액의 분비량은 1일 1.0~1.5L로 안정기에는 1시간당 평균 19mL인데 비해 수면 중에는 1시간당 평균 2mL로 적어집니다. 즉 수면 중에는 타액의 역할을 기대할 수 없습니다.

▣ 타액의 작용

(1) 정화 작용
먹은 음식찌꺼기 등을 씻어낸다.
(2) 살균 작용
플라크(치구)의 발생을 억제한다.
(3) 보호 작용
치아에 코팅을 형성한다.
(4) 재석회화 작용
한번 녹은 치아성분의 재침착을 유발한다.
(5) 희석 작용
치아 표면의 산을 희석시킨다.
(6) 완충 작용
pH를 원래 상태로 유지하려고 시도한다.

▣ 타액과 식사와 치아의 관계
식사를 할 때마다 입안의 pH는 산성이 되어 치아의 성분이 녹아납니다. 그러나 타액의 작용에 의해 약 40분 정도에 pH는 원래로 돌아가(완충 작용), 치아의 성분도 원래로 돌아옵니다(재석회화 작용).

그런데 식사의 횟수나 간식이 빈번한 사람은 pH가 돌아오기 전에 음식을 섭취하므로 입안은 산성상태가 길어져 충치가 되기 쉽습니다. 식사와 간식을 제한하고 시간을 제대로 지키는 것이 좋습니다.

타액의 양을 늘리기 위해 잘 씹고 타액의 작용을 보다 효과적으로 끌어내기 위해서 양치질도 반드시 실천합시다.

출처 참조 번역
- Wikipedia
- 唾液の作用
https://www.ibmjapankenpo.jp/edental/dictionary/mushiba04.html

지금까지의 연구에서 낮잠은 뇌의 인지능력에 긍정적이고 단시간의 낮잠은 취하지 않는 사람보다 인지능력 테스트에서 좋은 성적을 거둔 사례가 있습니다. 최근 새로운 연구에서 습관적인 낮잠이 뇌의 총 부피 증가와의 관련이 나타났습니다.

Regular napping linked to larger brain volume | UCL News - UCL – University College London
https://www.ucl.ac.uk/news/2023/jun/regular-napping-linked-larger-brain-volume

Short daytime naps may keep brain healthy as it ages, study says | Neuroscience | The Guardian
https://www.theguardian.com/science/2023/jun/20/short-daytime-naps-may-keep-brain-healthy-as-it-ages-study-says

이 연구는 우루과이의 공화국대학과 매사추세츠 종합병원, 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 연구자에 의한 것으로 논문은 학술지 'Sleep Health'에 게재되었습니다.

연구팀은 멘델랜덤화법을 이용하여 습관적인 낮잠으로 이어질 것으로 생각되는 DNA의 단편을 조사했습니다. 유전적으로 낮잠을 자도록 프로그램된 사람과 그러한 유전적 변이가 없는 사람의 뇌의 건강상태나 인지능력을 비교했습니다.

그 결과 낮잠이 프로그램된 사람은 뇌의 총용량이 컸습니다. 그렇지 않은 사람과의 뇌용량의 평균 차이는 2.6세~5.6세의 노화에 상당하다고 추정되었습니다.

그러나 뇌의 건강과 인지능력에 관한 척도 중 해마용적이나 반응시간, 시각처리에서는 큰 차이가 나오지 않았습니다.

논문의 필두저자인 발렌티나 패스 씨는 “멘델랜덤화법은 출생시 설정된 유전자에 주목함으로써 낮잠과 건강성과의 관계에 영향을 주고 평생에 걸쳐 발생하는 교락인자를 회피합니다. 즉, 우리의 연구는 습관적인 낮잠과 뇌의 총용량 증가 사이에 인과관계가 있음을 나타냅니다"라고 설명했습니다.

UCL의 빅토리아 가필드 박사는 “단시간의 낮잠이 건강상의 이점을 보여주는 이번과 같은 연구가 낮잠에 여전히 존재하는 편견을 줄이는 데 도움이 되기를 바란다”고 말했습니다.

유체역학을 적용하여 인간이 흡입하는 공기의 흐름을 시뮬레이션하는 연구를 통해 건강 피해가 우려되는 마이크로 플라스틱 입자가 어떻게 사람의 호흡기에 들어가는지를 확인했습니다.

How microplastics are transported and deposited in realistic upper airways? | Physics of Fluids | AIP Publishing
https://doi.org/10.1063/5.0150703

Microplastics Stick Around in Human Airways - AIP Publishing LLC
https://publishing.aip.org/publications/latest-content/microplastics-stick-around-in-human-airways/

연구나 조사에서 식음료나 공기 중에 다량의 마이크로 플라스틱이 포함되어 있고 2023년 5월에 발표된 시산에서는 도시에 강하하는 플라스틱은 하루 수십kg에 달하는 것으로 나타났습니다.

The Plastic Forecast | No Plastic Waste | The Minderoo Foundation
https://www.minderoo.org/no-plastic-waste/the-plastic-forecast/

1st Plastics Pollution Weather Forecast Predicts 88 Pounds of Microplastic Over Paris : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/1st-plastics-pollution-weather-forecast-predicts-88-pounds-of-microplastic-over-paris

독성 오염물질과 화학물질을 포함한 마이크로 플라스틱을 흡입하면 심각한 건강 피해를 초래할 수 있으므로 호흡기 질환의 예방과 치료에는 마이크로 플라스틱의 움직임을 이해하는 것이 필수적입니다. 호주와 이란 대학의 연구팀은 2023년 6월에 유체역학을 전문으로 하는 과학지 Physics of Fluids에서 발표한 연구에서 상부기도에서의 마이크로 플라스틱의 이동과 침착을 해석하기 위한 계산유체역학 모델을 개발했습니다.

연구 경위에 대해 논문의 필두저자인 뉴사우스웨일스대학 시드니교의 모하마드 S. 이슬람 씨는 “수백만 톤의 마이크로 플라스틱 입자가 물, 공기, 토양에서 발견되고 있고 세계에서 생산되는 마이크로 플라스틱의 양은 급증하고 있으며 공기 중의 마이크로 플라스틱의 밀도도 현저하게 증가하고 있습니다. 또한 2022년에 처음으로 사람의 기도 안에서 마이크로 플라스틱이 발견되면서 호흡기계에 중대한 건강 피해가 우려되고 있습니다”라고 설명했습니다.

이슬람 씨는 연구에서 다른 형상(구형/4면체/원통형)과 크기(1.6/2.56/5.56마이크로미터)의 마이크로 플라스틱이 호흡이 빠른 조건과 느린 조건에서 어떻게 운동하는지를 조사했습니다. 시뮬레이션에서 설정된 이러한 크기의 마이크로 플라스틱은 실제로 해부에 의해 사람의 폐조직에서 발견된 것이라고 합니다.

다음은 호흡이 느린 경우에서의 마이크로 플라스틱의 침착 패턴으로 구형(좌), 4면체(우), 원통형(하)의 형상을 한 직경 1.6 마이크로미터의 움직임을 시뮬레이션한 것. 천천히 호흡하고 있는 경우에는 호흡이 빠른 경우에 비해 호흡기에 부착하는 입자가 적으나 분포가 균일해지는 경향이 있는 등이 확인되었습니다.

이러한 시뮬레이션을 거듭한 결과, 호흡에 의해 흡입된 마이크로 플라스틱은 비강이나 인두라는 특정한 장소에 집중해 부착하는 것이 판명되었습니다. 또한 크기가 큰 5.56마이크로미터의 마이크로 플라스틱 입자는 작은 것보다 기도에 축적되는 경향이 높다는 것을 알게 되었습니다.

논문의 저자들은 이 연구가 마이크로 플라스틱에의 노출과 입자의 흡입이 초래하는 우려의 심각성, 특히 산업활동이 활발하고 플라스틱 오염이 심한 지역에서 이러한 문제의 심각성을 보여준다고 지적했습니다. 이 결과는 건강에 대한 위험평가 방법과 약물투여 방법을 개선하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.

논문의 공동저자인 퀸즐랜드 공과대학의 YuanTong Gu 씨는 “본 연구는 우리가 호흡하는 공기 중에 마이크로 플라스틱이 존재하고 건강에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다”고 평가했습니다.

체내에 악성 종양이 생기는 암은 한국인의 사인 1위를 차지하고 있는데 그런 암이 인간의 체내에서 어떻게 확대되는지에 대해 과학계 YouTube 채널인 Kurzgesagt가 설명했습니다.

A New Way to Understand Cancer - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=uoJwt9l-XhQ

◆ 배제기(The Elimination Phase)

암은 1개의 손상된 세포로 시작합니다. 세포가 손상되면 깨진 유전자코드를 복구할 수 없습니다. 그 후 파손된 세포는 점점 증식해 갑니다. 이것을 방치하면 즉시 위험한 상태에 빠진다고 합니다.

손상된 세포의 발생으로부터 몇 주 동안 손상된 세포는 자신의 복사본을 계속 만들고 하나의 세포가 수십, 수백, 수천 개로 증가합니다.

생성된 세포의 사본은 유전자가 변할 수 있으며 때로는 원래 세포보다 생존력이 뛰어난 세포가 발생할 수 있습니다. 이러한 세포가 모여 작은 종양이 형성됩니다.

종양이 성장하기 위해서는 많은 영양소와 산소가 필요하므로 추가 돌연변이를 일으켜 주위의 건강한 세포에서 영양과 산소를 ​​빼앗게 됩니다. 건강한 세포는 점차 굶주리고 결국 죽음으로 이어집니다.

종양이 어느 정도 커지면 대식세포나 자연살해세포(NK세포)와 같은 면역계가 활성화되게 됩니다. 이러한 면역세포는 종양 내에 침입하여 종양을 형성하는 세포를 찾아내는 대로 공격하고 먹고 소화함과 동시에 체내의 면역시스템 전체에 구제해야 할 암세포가 있다는 것을 전합니다.

그 후 보고를 받은 헬퍼T세포가 '사이토카인'이라는 단백질을 방출해 킬러T세포에 정보를 전달합니다.

킬러T세포는 돌연변이된 세포의 성장을 억제하고 종양의 성장을 막습니다.

◆균형기(The Equilibrium Phase)

기본적으로 암세포는 인간이 인식하기 전에 배제기 중에 제거되지만 면역계로부터의 공격을 견딜 수 있는 돌연변이된 암세포는 살아남아 다시 확대나 성장을 시작합니다.

면역계의 공격으로부터 살아남은 세포는 다시 수천 개의 사본을 만들고 이전보다 강한 종양을 형성합니다. 그러나 종양에 대한 공격경험을 쌓은 면역계는 더욱 강력한 공격을 종양에 가하고 손상된 세포를 제거합니다.

그래도 일부의 돌연변이를 이룬 세포는 살아남아 종양을 형성하고 면역계로부터의 공격을 받는 과정이 반복됩니다.

면역계가 종양을 형성하는 세포를 모두 섭취할 수 있다면 인간의 생사와 관련된 심각한 질병으로 발전하지 않습니다. 그러나 결국 돌연변이를 이룬 악성 종양은 인간을 죽일 수 있는 위험한 암으로 성장합니다.

면역계는 세포를 공격하기 전에 한 번 세포를 비활성화시키는 기능이 있습니다. 그러나 반복되는 돌연변이 속에서 성장한 종양세포는 자신을 표적으로 하는 면역계가 가진 수용체에 대해 공격을 하고 반대로 면역계를 불활성화시켜 버립니다.

그 결과 종양세포에 대한 공격기능을 잃은 면역계는 암의 추가 확대를 허용하게 되어 버립니다.

◆도망기(The Escape Phase)

도망기에 들어서면 제어불능인 확대를 계속하는 암에 대해서 킬러T세포를 비롯한 면역계는 공격을 하려 하지만 암으로부터는 조작된 신호가 발생하고 면역계의 작용은 강제적으로 정지되어 버립니다.

확대된 암은 건강한 세포가 생존할 수 있는 공간과 영양을 빼앗아 갑니다.

이 상태가 오래 지속되면 장기는 그 기능을 멈추고 결국 인간은 죽음으로 이어집니다. 그러나 인간이 죽으면 그에 따라 암도 죽기 때문에 Kurzgesagt는 "승자가 없는 게임"이라고 비유했습니다.

많은 과학자가 암을 근절하기 위한 연구를 하고 있고 최근에는 면역요법이라는 면역반응을 유도, 강화 또는 억제하는 치료법에 대한 연구가 진행되고 있습니다.

면역요법은 약물투여에 의한 종래의 치료법보다 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있으며, 자신의 면역세포를 강화함으로써 내성을 가진 병원체의 발생이나 부작용의 병발을 방지하는 것이 가능하다고 합니다.

비만인은 하루에 필요한 섭취 칼로리를 초과한 양을 먹어 버리는 경향이 보이고 체중 감량 후에도 체중을 유지하기 어렵다고 지적되고 있습니다. 예일대학과 하버드대학 연구팀이 발표한 새로운 논문에서는 비만인 사람의 뇌는 '벌써 영양소를 충분히 섭취했다'는 위장의 시그널에 반응하지 않게 되어 체중 감량 후에도 그 능력은 회복되지 않는 것으로 나타났습니다.

Diminished brain response to nutrients observed in people with obesity | YaleNews
https://news.yale.edu/2023/06/12/diminished-brain-response-nutrients-observed-people-obesity

Obesity changes the brain, with ‘no sign of reversibility,’ expert says | CNN
https://edition.cnn.com/2023/06/12/health/obesity-changes-brain-wellness/

세계보건기구(WHO)에 따르면 전세계 매년 400만 명 이상이 비만을 원인으로 하는 질병으로 사망하고 있어 비만에 영향을 주는 생물학적 요인을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 2023년 1월 발표된 논문에서는 마우스가 고지방식을 계속 먹으면 칼로리 섭취량을 조절하는 뇌의 기능이 파괴된다는 연구결과가 나왔지만 인간의 영양소 신호전달에 대해서는 이해되지 않은 점도 많이 남아 있습니다.

그래서 예일대학의 내분비학 연구자인 미레이 사리 씨가 이끄는 연구팀은 실제로 체질량 지수(BMI)가 25 이하인 표준 체중인 피험자 28명과 BMI가 30 이상인 비만 피험자 30명을 모집해 실험을 실시했습니다.

피험자들은 각각 간격을 두고 행해진 3회의 실험 세션에 참가했습니다. 세션 전날 피험자들은 전원이 집에서 같은 식사를 했고 다음날 아침이 되어 영양튜브가 삽입될 때까지 아무것도 먹지 않았다고 합니다. 연구팀은 영양튜브를 통해 '설탕(글루코오스)이 들어간 물', '지질이 들어간 물', '물' 중 하나를 피험자의 위로 직접 보내 뇌활동의 변화를 fMRI와 단일광자 방사단층촬영(SPECT)을 이용하여 30분에 걸쳐 관찰하였습니다.

실험 결과, 표준 체중의 피험자는 당 또는 지방이 위장으로 보내지면 선조체라는 뇌영역의 활동이 감소하는 것으로 나타났습니다. 선조체는 음식을 섭취할 때 보상과 동기부여와 관련이 있는 것으로 밝혀졌으며 선조체의 활동 저하는 몸에 영양이 주어졌다고 뇌가 인식하는 것을 시사하고 있습니다.

또한 선조체의 활동 저하와 동시에 도파민의 방출도 확인되어 뇌의 보상중추도 활성화된 것으로 나타났습니다. 사리 씨는 “우리는 선조체에 관심을 가지고 있었고 이렇게 뇌 활동이 전체적으로 저하되는 것은 음식이 위 안으로 들어가면 더 많은 음식을 먹으러 갈 필요가 없기 때문"이라고 보았습니다.

한편 비만인 피험자에서는 당만이 뇌활동의 변화를 일으키고 지방은 뇌활동이나 도파민 수준에 변화를 미치지 않았습니다. 이 발견은 매우 흥미로운 것이라고 전문가는 지적했습니다. 그 이유에 대해 이번 연구에 직접 관여하지 않은 케임브리지 대학의 I. Sadaf Farooqi 씨는 “브로콜리 대신 햄버거를 먹고 싶어지는 것은 햄버거에 포함된 지방이 생물학적으로 뇌에 더 좋은 반응을 보여주기 때문”이라고 설명했습니다.

또한 연구팀은 비만 피험자에게 12주에 걸친 체중감량 프로그램을 실시해 10%를 감량시킨 후 다시 같은 실험을 실시했습니다. 그런데 체중이 줄었음에도 불구하고 비만이었던 피험자의 뇌는 여전히 지방에 반응하지 않았습니다.

사리 씨는 “아무것도 바뀌지 않았습니다. 뇌가 포만감과 만족감을 기억하지 못했습니다. 이 발견은 다이어트에 성공해도 몇 년 후에 체중이 돌아가는 사람이 있는 이유를 설명할 수 있을지도 모릅니다”라고 보았습니다.

이번 연구결과는 체중이 증가하는 어느 시점에서 뇌가 변화하고 지방에 대한 감지능력을 잃는지를 밝히지 않았으며 유전자가 특정 영양소에 대한 뇌의 반응에 영향을 미칠 가능성도 배제 할 수 없어 연구결과를 적절히 해석하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 합니다.

사리 씨는 “체중 증가를 해결하기 위해서는 먹는 양을 줄여 운동량을 늘리면 좋은데, 뇌 문제로 인해 식사량이 줄어들지 않을 수 있다는 것을 아는 것이 중요하다"고 조언했습니다.

마늘은 다양한 요리에 사용되는 인기 있는 재료인데 일부 마늘요리의 냄새나 마늘을 먹은 후의 구취는 혐오하는 경우가 많습니다. 왜 마늘 냄새에 싫은 느낌을 주는지에 대한 메커니즘을 오하이오 주립대학 식품과학기술학부의 셰릴 바린저 교수가 설명했습니다.

Why Do We Love Garlic But Hate Garlic Breath? | Live Science
https://www.livescience.com/65509-why-garlic-breath-smells-bad.html

마늘은 가장 오래된 원예작물 중 하나로 알려져 있으며 5000년 전 이집트와 인도문화에서 마늘이 언급되었고 4500년 전에 바빌로니아인이 마늘을 사용했다는 역사적 증거가 남아 있다고 위스콘신 대학 원예학부의 필립 사이먼 씨는 설명했습니다. 또한 뉴욕의 렌셀러 공과대학 에서 교수 겸 화학부문장을 맡고 있는 윌프레드 콜론 씨는 옛날부터 마늘이 사랑받았던 이유에 대해 “마늘의 당초 매력은 그 잠재적인 건강상의 이점과 관계가 있을지도 모릅니다. 마늘에 함유된 화합물은 혈압을 낮추고 항균효과를 일으키는 것으로 현재의 연구에서 나타나 무의식적으로 선호했을 가능성이 있다”고 보았습니다.

원래 식사로 인한 구취의 대부분은 입안의 틈에 들어간 먹고 남은 입자가 부패하여 발생합니다. 한편 일반적으로 마늘을 먹은 후의 구취라고 알려진 것은 음식이 위에 도달해 위액이 마늘을 분해될 때 황화물 외 비타민이나 미네랄을 방출할 때에 발생되는 알릴메틸설파이드 (AMS)라는 분자가 원인입니다.

AMS는 매우 작은 분자이기 때문에 통상 위액으로 분해된 뒤 장까지 옮겨가는 비타민이나 미네랄 등과는 달리 위의 내벽을 빠져나와 혈관에 들어갑니다. 그렇게 하여 혈액 중에 포함된 AMS는 폐에서의 가스교환으로 이산화탄소와 함께 폐포내에 도입되어 호흡에 포함되는 형태로 체외로 방출됩니다. 그 결과 숨에 AMS가 포함되어 마늘냄새가 나는 호흡이 됩니다.

AMS는 혈관 중에서도 최대 24시간 동안 냄새를 방출하는 힘을 지속할 수 있다고 바린저 씨는 설명했습니다. 덧붙여 바린저 씨가 공저를 맡은 2016년의 논문에서는 사과나 양상추, 페퍼민트를 먹어 혈중의 AMS의 농도를 대폭 감소시킬 수 있다고 보고했습니다. 해당 재료에는 황화물과 결합하여 황화물을 크게 하는 페놀화합물이 포함되어 있기 때문에 분자가 위의 내벽을 빠져나갈 수 없게 되어 AMS가 혈중에 용해되지 않게 된다고 합니다.

구급차를 기다리는 동안 한시라도 빨리 심폐소생법을 실시하는 것이 구명률을 크게 좌우한다고 알려져 실시하는 심폐소생법(CardioPulmonary Resuscitation：CPR)에 대해서 생각보다 생존율이 낮은 것을 작가이자 구급의이기도 한 클레이튼 달튼 씨가 지적했습니다.

CPR's true survival rate is lower than many people think : Shots - Health News : NPR
https://www.npr.org/sections/health-shots/2023/05/29/1177914622/a-natural-death-may-be-preferable-for-many-than-enduring-cpr

심정지 발생시 흉골의 압박을 실시하면 혈액을 순환시킬 수 있다는 발견은 1878년 고양이에 의한 실험으로 밝혀졌습니다.

그로부터 약 80년 후인 1959년 존스홉킨스 대학의 연구자가 처음으로 인간에 대해서 실시했고 '누구나 어디서나, 소생 처치를 실시할 수 있고 필요한 것은 양손뿐'이라고 보고했습니다. 1970년대에 일반용의 CPR 강습이 행해지게 되어 심정지 발생시에 우선 실시하는 조치가 되어 갔습니다.

그러나 CPR은 실행하면 도움이 되는 치료법이 아닙니다.

2015년의 'It isn't like this on TV: Revisiting CPR survival rates depicted on popular TV shows'라는 논문에서 의료 드라마 '그레이즈 아나토미'와 '닥터 하우스'의 2010년~2011년 방송분에 대해 조사한 결과, 91개 에피소드 중 심폐소생술의 모습은 46회 묘사되었고 생존율은 69.6%였습니다. CPR 직후 소생한 환자는 71.9%로 대다수가 무사 퇴원하고 퇴원 전에 사망한 케이스는 15.6%. 사전지시에 관한 논의하는 묘사는 2개뿐이었습니다. 연구팀은 드라마에서 생존율이 실제보다 높게 그려지고 있다며 이런 부정확한 묘사는 시청자에게 오해를 유발하고 심각한 질병이나 종말기의 케어의 결정에 영향을 줄 우려가 있다”고 결론내렸습니다.

마찬가지로 2015년 'What CPR means to surrogate decision makers of ICU patients
(ICU 환자의 의사결정자를 대리하는 CPR의 의미)'라는 논문에서는 97명의 피험자 중 72%가 CPR의 생존율을 75% 이상이라고 믿었던 것으로 드러났습니다.

실제로 병원 밖에서 심정지된 약 15만 명의 환자에 대한 79건의 연구를 조사한 논문이 2010년에 발표되었고 원외 심정지 환자의 생존율은 약 30년간 변화가 없는 7.6%. 그리고 제3자가 CPR을 실시했을 경우의 생존율은 10%, 병원내에서 심정지했을 경우의 CPR 생존율은 17%인 것으로 나타났습니다.

환자의 나이가 올라가면 CPR 생존율의 값은 내려가고, 스웨덴에서의 연구에서는 원외 심정지시의 CPR 생존율이 70대 환자에서 6.7%, 90대 환자에서 2.4%였다고 합니다. 또한 만성질환도 생존율에 영향을 주어 암환자나 심장·폐·간에 질환이 있는 환자는 CPR 후 6개월 생존이 2% 미만이었다고 합니다.

조금이라도 소생할 가능성이 있다면 CPR을 시도하는 동기가 된다는 생각에 대해 달튼 씨는 원래 흉골을 압박하는 것 자체가 몸에 해를 끼친다며, 존스홉킨스 대학의 연구자가 최초로 CPR을 실시한 시점에서 합병증으로 갈비뼈의 골절이나 균열이 일어난다고 언급했으며 폐 출혈, 간 열상 등이 일어날 가능성도 있습니다.

특히 고령자의 경우 CPR로 인한 부상이 복구되지 않는 경우가 많으며 CPR을 받고 생존한 70세 이상의 환자 중 기능이 회복된 경우는 38.6%였다는 연구결과가 있습니다.

또 심장이 일시적으로 정지하고 있는 동안에 뇌 등이 데미지를 받는 데 원내 심정지 사례로 CPR을 받고 생존한 환자의 약 3분의 1이 중증의 신경장애를 앓고 있다고 것.

또한 달튼 씨 CPR이 환자뿐만 아니라 의료종사자에게도 영향을 미친다며 그 일례로 의사이자 생명윤리학자인 홀랜드 카플란 씨가 베일러 의과대학의 연수의 시절에 한 경험을 대학의 공식 블로그에 게재하고 있습니다.

Code blues: When is CPR not useful? - Baylor College of Medicine Blog Network
https://blogs.bcm.edu/2019/02/22/code-blues-when-is-cpr-not-useful/

카플란 씨는 말기 심부전과 전이성 암을 앓고 있었고 장에서 출혈에 혈액제제의 이용을 희망하지 않았던 82세 남성에게 CPR을 실시했습니다. CPR을 실시하기 전부터 카플란 씨는 이 조치가 무의미한 대처라고 인식하고 있었다고 합니다.

실제로 CPR을 할 때 '갈비뼈가 부러지는 것은 흉골압박이 제대로 이루어지지 않았기 때문'이라고 생각했지만, 자신의 손 아래에서 갈비뼈가 부러졌고 그 감각에 대해 "의학 연수기간 중에서 가장 기분이 나빠진 경험"이라고 회상했습니다.

최종적으로 남성의 가족은 더 이상의 소생조치가 헛됨에 동의했고 남성은 사망했습니다. 심정지 환자에게의 긴급대응을 '코드 블루'라고 카플란 씨는 이 코드에 공포심을 느끼게 되었다고 합니다.

다만 이러한 문제가 있다고 해도 CPR을 하지 않아도 된다고 주장하는 것은 어렵고 2017년의 시점에서 생명윤리학자 필립 로소프 씨와 로렌스 슈나이더맨 씨는 "CPR이 거의 신화와 같은 평판과 분위기를 얻고 있어 CPR을 하지 않는 것은 익사하는 사람에게 로프를 던지지 않는 것처럼 보일 수 있다"고 지적했습니다.

인공감미료 사용 식품은 나날로 많아져 칼로리 과다를 신경 쓰는 사람들로부터의 인기를 모으고 있습니다. 그런데 세계보건기구(WHO)가 2023년 5월 15일에 발표한 가이드라인에서는 인공감미료의 사용이 체중감량에 장기적인 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 당뇨병이나 심혈관질환의 발병위험을 높일 우려가 제시되었습니다.

Use of non-sugar sweeteners: WHO guideline
https://www.who.int/publications/i/item/9789240073616

WHO advises not to use non-sugar sweeteners for weight control in newly released guideline
https://www.who.int/news/item/15-05-2023-who-advises-not-to-use-non-sugar-sweeteners-for-weight-control-in-newly-released-guideline

인공감미료 대부분은 설탕보다 낮은 칼로리이며 일부는 1g당 0kcal이기도 합니다. 이 때문에 인공감미료를 사용하여 '저칼로리'나 '제로칼로리'를 내세우는 식품이 많이 존재하고 있으며 칼로리 과다를 걱정하는 사람들로부터 인기를 끌고 있습니다. WHO는 인공감미료와 체중감량의 관련성을 밝히기 위해 '아세설팜 K', '아스파탐', '사카린', '수크랄로스', '스테비아' 등 인공감미료를 대상으로 한 283건의 연구결과를 포괄적으로 분석했습니다.

인공감미료와 체중감량에 관한 방대한 연구결과를 분석한 결과, 3개월 이내의 단기적인 실험에서는 피험자의 체중이나 BMI, 섭취 칼로리를 저감시키는 효과가 나타나지만 6~18개월의 장기적인 실험에서는 체중을 줄이는 효과는 나타나지 않는 것으로 밝혀졌습니다.

또 최대 30년에 걸친 장기적인 추적연구를 정리한 결과, 인공감미료를 포함한 식품을 장기적으로 섭취했을 경우는 2형 당뇨병의 발병 리스크가 23% 증가했고 뿌려 먹는 타입의 인공감미료를 장기적으로 섭취한 경우는 2형 당뇨병의 발병 위험이 34% 증가하는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 인공감미료의 장기적인 섭취로 심혈관질환의 발병위험이 32% 증가하는 것으로 나타났습니다.

위의 분석결과를 거쳐 WHO는 “인공감미료를 체중관리나 비감염성 질환(NCDs)의 예방을 위해 사용하는 것을 권장하지 않는다”고 결론을 내렸습니다. 또한 WHO의 영양 및 식품안전부문의 이사인 프란체스코 블랑카 씨는 “설탕을 인공감미료로 대체해도 장기적으로 체중감량에 도움이 되지 않는데, 설탕 섭취를 줄이려면 인공감미료보다 과일을 먹거나 인공감미료 미포함 식품을 먹는 방법을 검토할 필요가 있다"며 "건강을 촉진하기 위해 삶의 초기단계에서 '식사에 포함된 단맛'을 줄여야 한다"고 보았습니다.

두뇌는 두부처럼 부드러운 조직이기 때문에 헤딩한 횟수가 많은 축구선수일수록 인지기능이 저하되기 쉬운 점 등 스포츠 중에 발생하는 비교적 가벼운 충격에서도 데미지를 입을 우려가 있다고 합니다. 캠브리지대학의 전문가들이 실시한 새로운 연구에서 경미한 외상성 뇌손상(TBI), 즉 뇌진탕을 경험한 사람의 뇌에서는 '과결합(hyperconnectivity)'이라는 현상이 발생한다는 사실을 확인했다고 합니다.

Acute thalamic connectivity precedes chronic post-concussive symptoms in mild traumatic brain injury | Brain | Oxford Academic
https://doi.org/10.1093/brain/awad056

Even mild concussions can 'rewire' the brain, possibly causing long-term symptoms | Live Science
https://www.livescience.com/health/neuroscience/even-mild-concussions-can-rewire-the-brain-possibly-causing-long-term-symptoms

세계에서는 연간 추정 5000만 건의 TBI가 보고되고 있으며 고령화에 의한 전도사고의 증가나 저·중소득국에서의 교통사고의 증가를 배경으로 TBI의 증례수는 해마다 증가하는 경향에 있습니다. 이에 따라 과학자들은 TBI 환자에 대한 치료를 개선하기 위한 프로젝트인 'CENTER-TBI'를 시작했습니다.

이 CENTER-TBI의 데이터를 분석한 캠브리지대학의 레베카 우드로 씨 연구팀은 2023년 2월 신경학 학술지인 Brain에 게재된 논문에서 6개월 이내의 완전 회복이 예상되는 가벼운 TBI라도 6개월 이후에도 문제가 계속되는 사례가 많은 것으로 밝혀졌다고 발표했습니다. 연구결과에 따르면 거의 절반에 해당하는 45%에서 뇌손상에 기인하는 증상이 나왔으며, TBI 환자들은 피로와 집중력 저하, 두통 등에 시달리고 있다고 합니다.

우드로 씨는 과학계 뉴스사이트인 Live Science와의 인터뷰에서 “우리는 결과가 나쁜 TBI 환자가 얼마나 많은지 놀랐다"고 말했습니다.

특히 문제시되고 있는 것이 가벼운 뇌진탕으로 정리되는 경우가 많은 경미한 TBI입니다. 중증의 TBI 환자는 적절한 치료를 받지만 경증의 TBI 환자에 대한 치료는 제한적이며 지원도 거의 없습니다.

이러한 TBI 환자의 뇌가 받은 손상에 대한 이해를 높이기 위해 연구팀은 CENTER-TBI에서 뇌검사를 받은 TBI 환자 108명과 건강한 대조군 78명의 데이터를 비교하는 연구를 실시했습니다. CENTER-TBI에서는 뇌의 구조를 조사하는 표준적인 MRI나 CT스캔의 데이터 뿐만이 아니라, 뇌의 기능을 조사하는 기능적 MRI(fMRI)의 데이터도 수집되고 있습니다. 일반적으로 가벼운 TBI에서는 fMRI까지 수행되지 않습니다.

분석 결과, CT스캔이나 MRI에서는 TBI 환자의 뇌의 구조적인 변화는 보이지 않았지만, fMRI에서는 건강한 사람에 비해 시상과 다른 영역의 결합이 유의하게 강한 것으로 시사되었습니다.

시상은 뇌신호를 중계하는 길로 작용하기 때문에 종종 "뇌 릴레이"로 표현됩니다. Live Science에 따르면 TBI에 의해 시상과 다른 부분의 결합이 강해지는 현상은 뇌의 다양한 장소의 손상을 보충하려는 조치일 가능성이 있다고 합니다.

또 우드로 씨는 “시상은 뇌의 중심에 위치하고 있기 때문에 어느 방향으로부터의 충격에서도 손상되기 쉬운 부분으로 시상 그 자체의 손상에 대응하려고 한 결과, 결합이 강해졌을 가능성도 있다”고 지적했습니다.

선행하는 연구에서는 중~중증의 TBI로 뇌 전체의 결합이 높아지는 것이 이미 확인되었고 연구팀은 논문에서 과거의 여러 연구가 뇌의 결합을 높이는 것으로 손상에 대응하려고 '적응적 과결합 가설'을 지지했다고 강조했습니다.

이번 연구에서는 경미한 TBI에 의한 뇌의 결합변화뿐만 아니라 과결합이 가장 현저한 영역이 감정적인 증상이나 인지적인 증상 등 특정 증상과 관련성이 있음을 보여줍니다. 또한 이러한 결합의 변화는 뇌영역에서 신경전달물질의 농도와도 상관관계를 보였습니다. 따라서 연구팀은 이러한 신경전달물질을 조절하여 가벼운 TBI를 치료하는 약물을 개발할 수 있을 것으로 기대했습니다.

연구팀은 향후 스포츠에서 자주 볼 수 있는 반복성 뇌진탕의 영향을 조사하고 TBI가 누적적인 영향을 미치는지, 뇌가 충격을 받을 때마다 뇌진탕의 영향이 심각해지는지 등에 대해 규명할 예정입니다.

가장 많은 사망원인은 암이지만 체내에서는 암이 되지 않도록 격렬한 싸움이 펼쳐지고 있습니다. 그 과정을 과학계 YouTube 채널 Kurzgesagt가 설명했습니다.

Your Body Killed Cancer 5 Minutes Ago - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=zFhYJRqz_xk

우리 몸에서는 항상 면역계가 암을 조용히 죽이고 있습니다. 암은 유전자가 손상되어 태어나는 비정상적인 세포덩어리로 증식을 조절할 수 없습니다. 그리고 신체의 다양한 종류의 세포에서 나타날 수 있습니다.

신체의 자원과 공간은 유한합니다. 암은 살아남기 위해 자원과 공간을 빼앗습니다. 그 과정에서 한때 자신의 일부였던 장기를 파괴하기도 합니다.

그러나 해를 입힌다고 해서 암세포는 악인 것은 아닙니다. 세포는 말하자면 "단백질로 이루어진 로봇"이며 프로그래밍에 따를 뿐이고 그 프로그래밍 내용이 파손된 것입니다.

세포의 핵에 채워진 DNA는 단백질의 설계도인 유전자로 구성되어 있습니다. 유전자가 복사되어 리보솜으로 보내지고 단백질이 만들어집니다.

DNA는 매일 수만 번 약간 손상되어 돌연변이가 됩니다. 돌연변이 대부분은 즉시 수정되거나 문제가 되지 않습니다. 그러나 수없이 복사하다 보면 피해가 누적됩니다. 또한 새로운 오류가 발생하면 이후 사본으로 이어집니다.

DNA 파손의 요인은 흡연, 음주, 비만, 석면, 햇빛, 바이러스 감염 등 다양하고 오래 살아도 DNA가 손상됩니다.

암이 발생하는데 있어서 중요한 돌연변이가 3개 있습니다. 하나는 '암 억제 유전자(TSG)'입니다. TSG는 DNA 손상을 감지하고 수리하는 기능을 가지고 있지만 TSG가 손상을 입으면 세포는 수리방법을 잊어버립니다.

두 번째는 암 유전자의 변이. 모체 안에 있을 때 1개의 세포를 몇 개월 사이에 수조 개까지 늘리기 때문에 급속한 세포분열이 이루어집니다. 이 급성장은 수가 충분히 되면 멈추는데 암 유전자가 파손되면 기본적으로 성장이 계속되어 버린다는 것.

세 번째는 세포사멸이라는 프로그램 세포죽음입니다. 많은 세포는 항상 바뀌고 있으며 큰 피해를 받으면 스스로 세포가 죽습니다. 그러나 이 프로그램 세포죽음이 힘을 잃고 성장 스위치가 들어가면 젊은 암세포로 변화합니다. 암세포는 초기 단계이면 약하기 때문에 쉽게 죽일 수 있지만 변이를 계속하면 방어방법을 기억해 진짜 위협이 되어 갑니다.

세포는 항상 스스로 만든 단백질의 샘플을 가지고 있으며 'MHC클래스I분자'를 사용하여 나타내고 있습니다. 일부는 위험하고 만들어서는 안되는 단백질의 라이브러리도 있어 면역계의 T세포는 특정 단백질의 샘플이 표시되고 있음을 발견하면 즉시 그 세포를 죽입니다.

만약 암세포가 돌연변이되어 MHC클래스I분자를 만들지 않게 되면 만든 단백질을 모르게 되므로 T세포에 의한 식별은 할 수 없게 되는데 이 경우에는 자연살해세포가 일을 합니다. 자연살해세포는 MHC클래스I분자가 있는지를 확인하고, 없다면 '무언가를 숨기고 있다'고 판단하여 세포를 죽입니다.

즉, 몸 속에 생긴 젊은 암세포는 면역체계에 의해 거의 대부분 제거됩니다. 그래도 우리가 암이 되는 것은 암세포가 더 많은 돌연변이를 일으켜 뛰어난 반격에 나올 수 있기 때문이라는 것.

Kurzgesagt는 암과의 싸움을 '군확경쟁'으로 표현하며 많은 치료법이 가능성을 나타내고 있으므로 결국 인류가 암을 쓸어버리게 될 것이라고 전망했습니다.

어느 휴일 "입안이 불타는 것처럼 아프다"고 호소하는 60세대의 여성이 진찰되었습니다. 혀와 입안을 진찰했지만 발적이나 궤양 같은 구내염은 없었고 백태도 없었습니다. 미량 원소 결핍이나 Sjögren 증후군, 헤르페스 등도 고려해 재방문을 요청하며 진통약을 처방했습니다. 환자의 상태는 호전되지 않았고 구강외과의 동료와 상담해 구강작열감증후군(burning mouth syndrome)이라는 질환이라고 생각되었고 약의 부작용으로 일어날 경우가 있다고 추정되었습니다. 그래서 빨리 복용되고 있던 ACE 억제제를 중지하고, β 차단제로 변경해 보니 몇 주내에 증상은 나아졌습니다.

구강작열감증후군은 치과의사에게는 친숙한 질환이지만 의과에서는 그다지 진찰하지 않습니다. 중장년 여성에게 많고 혀에 명백한 병변이 없지만, 혀를 중심으로 구강내에 저리는 느낌이나 작열감 등의 불쾌한 통증을 호소하는 질환으로, 그 병태는 아직 완전히 이해되고 있지 않고 국소적, 전신적, 정신적 요인의 상호작용이 관여하고 있다고 추정합니다. 치료에 대해서는 다양한 방법이 제창되고 있으며, 현재 가장 유망한 치료법은 항우울제를 중심으로 한 약물요법이라고 합니다. 한편으로 항우울제의 부작용으로 구강작열감증후군이 나타날 수도 있습니다.

이 환자는 구강 내 통증이라는 불쾌감 외에 식욕 저하와 불면 등의 호소도 있었습니다.

출처 참조 번역
- Wikipedia
- 口の中が燃えるように痛い
https://www.yodosha.co.jp/rnote/trivia/trivia_9784758116558.html

항생제의 남용이나 부적절한 사용으로 항생제의 효과가 없는 약제내성균이 발생해 버리는 것으로 알려졌고, 특히 모든 약에 내성을 가지는 슈퍼버그(초다제 내성균)는 공중위생에 위협이 되었습니다. 세계 14개국의 사람들의 장내에서 세균을 채취해 분석한 새로운 연구에서 본인이 항생제를 사용하지 않아도 항생제 내성균의 문제에 휘말릴 가능성이 있다는 사실이 드러났습니다.

Population-level impacts of antibiotic usage on the human gut microbiome | Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36633-7

Antibiotic Resistance Can Emerge in Your Gut Even Without Antibiotics Use : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/antibiotic-resistance-can-emerge-in-your-gut-even-without-antibiotics-use

약제내성균 연구의 대부분은 감염증의 원인이 되는 병원균에 초점을 맞추고 있지만 미생물은 유해한 것도 무해한 것을 포함해 인체나 주위의 환경 등 모든 곳에 존재하고 있습니다.

이에 대해 영국의 알햄연구소의 미생물학자인 크리스토퍼 퀸스 씨는 “우리의 몸은 미생물과 병원체를 끊임없이 도입하거나 배출하므로 약제내성균 문제는 미크로와 매크로 수준에서 대응해야 한다"고 보았습니다.

약제내성균의 세계적인 확산을 조사하기 위해 퀸스 씨의 국제연구팀은 북미, 중국, 유럽 등 세계 14개국에서 채취한 3096건의 장내세균 샘플을 분석했습니다. 연구팀은 항생제에 대한 내성에 영향을 받지 않는 깨끗한 유전자 프로파일을 생성하기 때문에 샘플을 수집할 때 항생제를 먹지 않는 것으로 추측되는 사람을 대상으로 선택했습니다.

이렇게 얻은 장내세균의 유전자 데이터와 약물내성 유전자의 데이터베이스를 비교한 결과, 항생제 내성 유전자(ARG)의 총량과 다양성이 그 나라에서의 항생제의 소비량에 따라 변화하는 것을 알게 되었습니다.

특히 항생제가 자주 사용되는 스페인과 프랑스에서는 예상대로 ARG가 대량으로 검출되었습니다. 이 나라에 비해 중국은 항생제의 사용은 적지만 마찬가지로 ARG가 보였습니다. 이에 대해 연구팀은 중국에서 실제로 발표된 것보다 많은 항생제가 사용되고 있거나 농약 등의 형태로 항생제가 체내의 마이크로바이옴에 영향을 주고 있을 것으로 추정했습니다.

또한 항생제를 먹지 않은 사람들로부터 시료를 제공받았음에도 불구하고 시료에서 발견된 ARG와 시료제공자가 살고 있는 국가의 항생제 사용수준이 매우 강한 관련성을 보였는데 연구팀은 “항생물질이 많이 사용됨으로써 직접 항생물질에 노출된 사람뿐만 아니라 집단 전체에 ARG가 파급되어 그것이 미생물총에 퍼져 있을 가능성이 있다"고 지적했습니다.

2019년에 발표된 연구에 의하면 약제내성균에 의해 유럽에서만 매년 수천 명이 생명을 잃고 있다고 추측되고 또 다른 연구에서는 2019년 세계 사인의 3위는 약제내성균이었던 것으로 나타났습니다.

이번 논문의 공동저자인 Falk Hildebrand 씨는 “이 연구는 각국의 항생제 사용이 그 나라 사람의 상재균에 미치는 영향을 처음으로 정량화한 것”이라고 평가했습니다.

인간은 시각·청각·후각·촉각·미각이라는 5가지 감각을 갖추고 있습니다. 그 중 하나인 후각은 공기 중에 떠다니는 분자를 코 속에 있는 후각수용체가 포착함으로써 뇌에 신호가 전해져 느껴진다고 합니다. 그러나 지금까지 후각수용체가 어떻게 작동하는지에 대해서는 분명히 알지 못했는데 최근 그 구조가 밝혀졌다고 보도되고 있습니다.

Structural basis of odorant recognition by a human odorant receptor | Nature
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05798-y

How a Human Smell Receptor Works Is Finally Revealed | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/how-a-human-smell-receptor-works-is-finally-revealed-20230501/

인간의 후각수용체는 G단백질 공액수용체(GPCR)라는 형식으로 단백질로 만들어진 센서와 같은 구조로 되어 있습니다. GPCR은 구조에 따라 포착하는 대상이 다르고 냄새의 기초가 되는 분자를 포착하면 형태를 변화시킵니다. 이 형태의 변화에 ​​의해 뇌의 냄새를 처리하는 부분에 신호가 보내져 냄새를 느낀다는 것입니다. 이 후각수용체가 분자를 포착했을 때 어떻게 형태를 변화시키는지에 대해 지금까지 연구가 거듭되어 왔다는 것.

2021년에 발표된 연구에서는 곤충에서 후각수용체의 변형과정이 밝혀졌습니다. 그러나 곤충의 후각수용체는 근본적으로 인간의 후각수용체와는 다른 작용을 하기 때문에 이 연구로 인간의 후각이 규명되었다고는 말할 수 없었습니다.

후각수용체의 구조를 연구하기에는 충분히 많은 양의 후각수용체를 준비해야 하며, 그렇게 하려면 배양세포에서 후각수용체가 되는 GPCR을 생산해야 합니다. 그러나 후각수용체는 후각신경과 연결되어 있지 않은 장소에서 배양해도 적절하게 성숙하지 않는다는 문제가 있어서 연구를 진행하는데 큰 장애가 되고 있었습니다.

듀크대학의 마츠나미 히로아키 준교수는 후각수용체의 연구를 해온 인물 중 한 명으로 캘리포니아대학 샌프란시스코교의 생화학자인 아시시 맨글리크 씨와 크리스챤 빌레스비레 씨와 협력하여 코와 장, 신장, 전립선 등에서 보이는 GPCR 'OR51E2'를 후각신경 이외의 배양세포 상에서도 성숙하도록 유전자를 개조했습니다.

배양한 OR51E2를 치즈나 체취 등의 냄새의 기초가 되는 프로피온산에 노출시켰습니다. 또한 OR51E2와 프로피온산이 결합된 상태의 화상을 생성하기 위해 극저온전자현미경법(Cryogenic electron microscopy)을 사용했습니다.

그 결과, OR51E2의 구조에 있는 작은 공간에 프로피온산 분자가 갇혀 있는 것이 판명되었습니다. 이 공간 안에 프로피온산 분자를 가두고 있을 때 OR51E2는 프로피온산이나 다른 분자에 대한 감수성을 거의 잃고 있었다고 합니다. 또한 OR51E2의 공간 위에는 작은 고리와 같은 구조가 있어 프로피온산 분자가 갇혀 결합되면 뚜껑처럼 기능해 잠그는 것을 알 수 있었습니다.

그러나 이 연구는 어디까지나 OR51E2와 프로피온산에 초점을 맞춘 것으로 실제 코에는 다른 후각수용체와 결합부위가 존재하며 OR51E2 이외의 후각수용체가 어떻게 작동하는지는 밝혀지지 않았습니다. 마츠나미 준교수는 “인간이 가지는 다른 후각수용체, 특히 OR51E2와 밀접하게 관련되는 수용체는 OR51E2처럼 기능할 가능성은 높아서 이번 기능 구조의 특정은 후각의 근저에 있는 구조를 이해하기 위한 첫걸음이 될 것"이라고 보았습니다.

나이가 들면 사람은 왜 대머리 되어버리는 것인지를 알기 쉽게 설명한 영상 'Why Do People Go Bald?'를 과학과 역사의 수수께끼를 소개하는 SciShow가 공개했습니다.

Why Do People Go Bald? - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=3Kp_TaiRBoo&hd=1

대머리를 유발하는 요인은 주로 '호르몬'과 '유전자'입니다. 호르몬은 머리카락을 생성을 결정하는데 남성호르몬의 일종인 테스토스테론이 두피 모낭(모공) 내부에서 디하이드로 테스토스테론(DHT)으로 변화하여 모낭이 줄어들고 모발이 가늘어져 갑니다. 최종적으로는 모낭에서 전혀 털이 나지 않게 되어 두피 전체가 대머리가 되어버립니다.

DHT가 대머리를 일으키는 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다고 합니다. 남성 쪽이 테스토스테론의 값이 높고 남성은 여성보다 약 6배 대머리 쉽다는 것. 남성의 머리카락이 줄어드는 과정을 살펴보면 풍성한 머리의 전체적인 볼륨이 점점 줄어듭니다. 이마의 머리카락이 빠져나가고 후퇴하며 정수리가 반질반질해져 갑니다.

여성의 체내에도 테스토스테론은 존재하지만 남성에 비해 매우 미량이고 대신 여성호르몬인 에스트로겐이 많이 존재합니다.

여성은 폐경 후 에스트로겐의 분비량이 감소하고 테스토스테론의 영향이 강해지기 때문에 머리카락이 가늘어지거나 대머리가 되기 쉬워진다고 합니다. 남성과 달리 머리카락 전체의 볼륨이 점점 줄어든다는 것.

대머리가 될지 미리 알기는 어렵지만, 연구에 의하면 대머리의 요인은 어떤 종류의 유전자와 관계가 있다고 합니다.

대머리를 유발하는 유전자의 일부는 X염색체에 포함되어 있습니다. 남성은 X염색체를 1개 가지고 있기 때문에 X염색체에 포함되는 대머리에 관한 유전정보를 부모로부터 그대로 계승받습니다.

여성은 두 개의 X염색체를 가지고 있기 때문에 부모 중 한 사람으로부터 '대머리가 되기 어려운 유전자'를 계승받을 수 있어 남성보다 대머리가 되기 어려운 것으로 간주됩니다.

그 밖에도 20번 염색체에 포함된 유전변이체에는 남성이 여성보다 7배 대머리 쉬워지는 유전정보가 들어있다고 합니다.

대머리를 억제하는 약물은 개발 중으로 예를 들어 피나스테리드를 포함한 약물은 DHT의 분비를 억제하는 효과가 있습니다. 미녹시딜은 두피의 혈류를 촉진하여 모낭을 넓히고 머리카락을 자라기 쉽게 하는 효과가 있습니다.