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기사입력 : 2023.06.30 08:51
- 차의대 강윤정 교수팀, 자궁 내막 재생 ‘젤’ 개발
- 동물실험 결과, 자궁 내막 두께 회복되고 배아 착상율 416%로 증가
- “자궁 내막 재생 연구 발판 마련”
[현대건강신문] 차의대 연구팀과 포스텍 공동 연구팀이 자궁 세포 환경과 유사한 하이드로젤을 개발해 불임·난임 치료에 활력을 불어넣을 것으로 기대된다.
건강보험심사평가원에 따르면 지난해 불임과 난임으로 병원을 찾는 인원이 37만 명이 넘었고, 2018년과 비교해 불임과 난임 시술 건수도 각각 4.7%, 16% 증가했다.
이런 가운데 차의대 강윤정 교수팀과 포스텍이 자궁 세포 환경과 유사한 하이드로젤을 개발해 자궁 내막 재생을 유도하고 그 메커니즘을 최초로 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘고급 기능성 재료(Advanced Functional Materials)’에 실렸다.
건강한 자궁 내막은 임신과 밀접한 관련이 있다. 자궁 내막이 얇으면 수정된 배아의 착상 확률이 현저히 낮아지고, 착상되더라도 조기에 유산될 확률이 높다. 호르몬 치료와 자궁 내막 주사법 등 여러 치료 방법이 있지만 효과가 낮은 편이다.
공동 연구팀은 자궁 전체 조직과 내막 특정 층에서 유래한 탈세포화 세포외기질(UdECMs)을 포함한 하이드로젤을 개발했다. 하이드로젤 단백질 구성은 실제 자궁 내막 성분과 매우 유사했고, 동물 모델 실험을 통해서 효과를 확인했다.
연구팀은 생쥐의 자궁강 내에 하이드로젤을 주입한 결과 자궁 내막의 두께가 정상 수준으로 회복돼 배아 착상에 유리한 환경이 만들어지고, 생체소재로 세포 독성이 적어 배아 착상률이 대조군 대비 416%가 증가하는 것을 확인했다.
또한, 자궁 내막 재생 과정에 인슐린 유사 성장인자(IGF1)와 인슐린 성장인자 결합단백질(IGFBP3)이 관여한다는 사실을 밝혀내 관련 연구에 발판을 마련했다.
차의대 강윤정 교수는 “자궁 내막이 얇아 배아 착상에 반복해서 실패하고 임신 유지가 어려운 난임 여성에 대한 뚜렷한 치료법이 없었지만, 이번 연구를 통해 자궁 내막을 재생하는 하이드로젤 개발에 성공하고 자궁내막 요인의 난임을 극복할 수 있는 발판을 마련했다”며 “해당 연구가 임상연구로 발전해 불임·난임으로 어려움을 겪는 여성에게 희망이 됐으면 한다”고 말했다.
한편, 이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 과학기술정보통신부와 보건복지부의 범부처재생의료기술개발사업의 지원으로 진행됐다.
망막 검사로 만성 콩팥병 위험 예측 AI 개발
세브란스병원 교수팀, 간편한 망막 검사로 만성 콩팥병 발생 위험 조기 예측
용인세브란스병원 신장내과 주영수, 세브란스병원 신장내과 박정탁 교수, 메디웨일 임형택 최고의학책임자 연구팀은 망막 검사로 만성 콩팥병 발생 가능성을 예측하는 AI를 만들었다고 30일에 밝혔다.
이번 연구 결과는 헬스케어서비스 분야 국제 저명 학술지인 ‘npj 디지털 메디슨’(npj Digital Medicine, 영향력지수=15.357)에 게재됐다.
만성 콩팥병은 보통 6개월 이상 지속적인 신장 기능 감소 또는 단백뇨가 있을 때 진단한다. 주요 원인으로 당뇨병과 고혈압이 꼽힌다. 당뇨병과 고혈압은 신장 조직과 혈관에 손상을 일으켜 만성 콩팥병을 유발한다.
침묵의 질병으로 불릴 만큼 중증에 이를 때까지 증상이 나타나지 않는 경우가 많다. 사구체 여과율이 60 이하로 감소하면 중증 만성 콩팥병에 해당하며 적극적인 치료가 필요하다. 하지만 이미 나빠진 신장기능을 회복시킬 뚜렷한 치료법이 없어 예방이 가장 중요하다.
지금까지 혈액 검사로 사구체여과율을 추정해 발병 위험도를 평가했다. 사구체여과율 추정 검사 방법은 연령, 운동량 등 외부 요인에 쉽게 영향을 받아 콩팥 기능이 정상인 사람을 대상으로 위험도를 측정하기에는 어려움이 있었다.
연구팀은 망막 검사로 만성 콩팥병 위험도를 예측할 수 있는 AI를 개발하고 그 효과를 분석했다. 망막이 콩팥처럼 미세혈관으로 이뤄져있다는 점과 함께 안저 검사로 쉽게 결과를 얻을 수 있다는 것에서 착안했다. 또 만성 콩팥병의 주요 원인인 당뇨병은 합병증 발생 여부를 체크하기 위해 망막 검사를 주기적으로 실시해야 한다는 점에서 접근성이 좋다는 점도 고려했다.
먼저 세브란스병원에서 검진받은 8만명의 망막 검사와 사구체여과율 데이터를 AI에 학습시킨 후 만성 콩팥병 발생 위험을 분석하는 알고리즘을 만들었다. AI는 망막 사진의 혈관을 보고 사구체여과율의 감소를 예측하고 만성 콩팥병 발생 위험도를 평가한다.
이어서 AI 예측 유용성을 영국 바이오뱅크 연구 대상자와 한국 당뇨병 환자를 합친 3만 5000명을 대상으로 검증했다. 대상자들의 망막 사진을 살펴 최대 10.8년간 만성 콩팥병 발병 여부를 확인했다.
만성 콩팥병 발생 위험도에 따라 대상자들을 4개 군으로 분류했을 때 만성 콩팥병 발생 위험도가 증가함에 따라 실제 만성 콩팥병도 많이 발생했다. AI는 사구체여과율 추정 방식보다 높은 정확도를 보였다.
박정탁 교수는 “콩팥 기능이 정상이면 미래 만성 콩팥병 발생을 예측하기에 어려웠다”며 “이번에 개발한 AI(인공지능)로 만성 콩팥병 고위험군을 선별해 질병을 예방할 수 있는 기회를 만들었다”고 말했다.
