담배 금단증상 극복, 뇌 속 신경 메커니즘에서 실마리 찾아 - 뇌의 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명 FDA 승인 파킨슨병 치료제 프로싸이클리딘의 담배 금단 치료 가능성 발견 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에 따르면 전 세계 인구의 22% 이상이 담배를 피우며, 매년 900만 명이 넘는 흡연 관련 사망자가 발생하고 있다. 금연을 성공적으로 이루기 위해서는 담배에 포함된 니코틴으로 인한 금단증상을 효과적으로 완화하는 치료법이 필수적이다. 현재까지 니코틴 금단 치료제로 허가된 약물은 부프로피온과 바레니클린으로, 금연 성공률을 높이기 위해 새로운 치료제 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 뇌질환연구단 임혜인 박사 연구팀은 담배 금단증상을 조절하는 새로운 뇌 부위와 신경 기전을 발견했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 기존에 파킨슨병 치료제로 사용되던 약물에서 담배 금단증상을 완화하는 효능을 발굴해 치료 가능성을 높였다. 담배를 끊으면 뇌 특정 부위가 활발히 움직이면서 손 떨림 및 활동저하와 같은 신체적 금단증상이 나타난다. 이는 일상생활에 악영향을 미치고 흡연자가 다시 담배를 찾게 되는 주요 원인으로 작용하므로 금연에 성공하기 위해서는 니코틴 금단증상 발생 시 인체 내부에서 일어나는 과정을 이해하는 것이 매우 중요하다. 연구팀은 뇌의 선조체 영역 내 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명했다. 생쥐 실험을 통해 선조체 콜린성 중간뉴런의 나트륨 통로 발현을 선택적으로 억제해 신경세포 활성을 감소시켰다. 그 결과, 니코틴 금단으로 인한 손 떨림 증상이 현저히 감소했으며, 최신 다중전극어레이(multi-electrode array)를 통해 콜린성 중간뉴런 억제가 비정상적인 신경 활동 변화를 완전히 차단하는 것을 확인했다. 또한, 미세투석(microdialysis) 실험에서는 콜린성 중간뉴런 억제를 통해 니코틴 금단으로 20% 이상 감소됐던 선조체 도파민 분비가 정상 수준으로 회복되는 것도 확인했다. 이를 바탕으로 FDA에서 이미 승인된 파킨슨병 치료제인 프로싸이클리딘(procyclidine)을 니코틴 금단 치료제로 활용할 가능성을 검토했다. 프로싸이클리딘은 콜린성 중간뉴런 억제 효과를 모방할 수 있어 니코틴 금단으로 인한 신체적 증상을 완화하는 데 활용될 수 있다. 특히, 니코틴 금단을 유도하기 전 생쥐에 프로싸이클리딘을 저용량으로 1회 투약한 결과, 금단증상인 손 떨림이 50% 이상 감소하는 것을 확인했다. 이번 연구는 안전성이 입증된 약물을 활용해 니코틴 금단 치료를 제시함으로써 임상시험 기간을 크게 단축할 가능성을 보여준다. 이를 통해 금연 치료 접근성을 높이고 흡연으로 인한 건강 문제를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. KIST 임혜인 박사는 “금연 치료의 새로운 가능성을 제시하며 금단으로 인한 일상생활의 저해를 줄이고 부프로피온과 바레니클린 외에 추가적인 치료제를 제공한다는 데 의의가 있다”라며, “니코틴을 포함한 다양한 중독 문제를 이해하고 효과적인 치료제 개발에 앞장설 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업, 중견연구자지원사업(2020R1A2C2004610) 및 식품의약품안전처 출연금 연구사업(RS-2024-00332024) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Science」 (IF 14.3, JCR 분야 6.5%)에 게재됐다. * 논문명 : Striatal Cholinergic Interneurons Control Physical Nicotine Withdrawal via Muscarinic Receptor Signaling [그림 1] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단 행동 증상을 감소시킴. 니코틴 금단은 손 떨림 및 몸 떨림과 같은 행동 증상을 유발함. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 의한 손 떨림 증상을 감소시킴. [그림 2] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단에 의한 도파민 분비 감소를 완화시킴. 니코틴 금단은 선조체 도파민 분비를 감소시킴. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 도파민 분비 감소가 일어나지 않음. [그림 3] 니코틴 금단과 아세틸콜린 신호전달 균형 가설. (왼쪽) 니코틴 금단은 니코틴성 수용체의 활성을 감소시킨다고 알려짐. 이는 즉, 무스카린성 수용체의 활성이 상대적으로 강해져서, 아세틸콜린 신호 전달에 불균형이 일어난다는 것을 시사함 (오른쪽) 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 아세틸콜린 분비 감소 또는 무스카린성 수용체 억제가 일어남. 이는 무스카린성 수용체의 활성을 감소시켜서, 아세틸콜린 신호전달의 불균형을 복구시킬 수 있음.

담배 금단증상 극복, 뇌 속 신경 메커니즘에서 실마리 찾아 - 뇌의 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명 FDA 승인 파킨슨병 치료제 프로싸이클리딘의 담배 금단 치료 가능성 발견 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에 따르면 전 세계 인구의 22% 이상이 담배를 피우며, 매년 900만 명이 넘는 흡연 관련 사망자가 발생하고 있다. 금연을 성공적으로 이루기 위해서는 담배에 포함된 니코틴으로 인한 금단증상을 효과적으로 완화하는 치료법이 필수적이다. 현재까지 니코틴 금단 치료제로 허가된 약물은 부프로피온과 바레니클린으로, 금연 성공률을 높이기 위해 새로운 치료제 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 뇌질환연구단 임혜인 박사 연구팀은 담배 금단증상을 조절하는 새로운 뇌 부위와 신경 기전을 발견했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 기존에 파킨슨병 치료제로 사용되던 약물에서 담배 금단증상을 완화하는 효능을 발굴해 치료 가능성을 높였다. 담배를 끊으면 뇌 특정 부위가 활발히 움직이면서 손 떨림 및 활동저하와 같은 신체적 금단증상이 나타난다. 이는 일상생활에 악영향을 미치고 흡연자가 다시 담배를 찾게 되는 주요 원인으로 작용하므로 금연에 성공하기 위해서는 니코틴 금단증상 발생 시 인체 내부에서 일어나는 과정을 이해하는 것이 매우 중요하다. 연구팀은 뇌의 선조체 영역 내 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명했다. 생쥐 실험을 통해 선조체 콜린성 중간뉴런의 나트륨 통로 발현을 선택적으로 억제해 신경세포 활성을 감소시켰다. 그 결과, 니코틴 금단으로 인한 손 떨림 증상이 현저히 감소했으며, 최신 다중전극어레이(multi-electrode array)를 통해 콜린성 중간뉴런 억제가 비정상적인 신경 활동 변화를 완전히 차단하는 것을 확인했다. 또한, 미세투석(microdialysis) 실험에서는 콜린성 중간뉴런 억제를 통해 니코틴 금단으로 20% 이상 감소됐던 선조체 도파민 분비가 정상 수준으로 회복되는 것도 확인했다. 이를 바탕으로 FDA에서 이미 승인된 파킨슨병 치료제인 프로싸이클리딘(procyclidine)을 니코틴 금단 치료제로 활용할 가능성을 검토했다. 프로싸이클리딘은 콜린성 중간뉴런 억제 효과를 모방할 수 있어 니코틴 금단으로 인한 신체적 증상을 완화하는 데 활용될 수 있다. 특히, 니코틴 금단을 유도하기 전 생쥐에 프로싸이클리딘을 저용량으로 1회 투약한 결과, 금단증상인 손 떨림이 50% 이상 감소하는 것을 확인했다. 이번 연구는 안전성이 입증된 약물을 활용해 니코틴 금단 치료를 제시함으로써 임상시험 기간을 크게 단축할 가능성을 보여준다. 이를 통해 금연 치료 접근성을 높이고 흡연으로 인한 건강 문제를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. KIST 임혜인 박사는 “금연 치료의 새로운 가능성을 제시하며 금단으로 인한 일상생활의 저해를 줄이고 부프로피온과 바레니클린 외에 추가적인 치료제를 제공한다는 데 의의가 있다”라며, “니코틴을 포함한 다양한 중독 문제를 이해하고 효과적인 치료제 개발에 앞장설 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업, 중견연구자지원사업(2020R1A2C2004610) 및 식품의약품안전처 출연금 연구사업(RS-2024-00332024) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Science」 (IF 14.3, JCR 분야 6.5%)에 게재됐다. * 논문명 : Striatal Cholinergic Interneurons Control Physical Nicotine Withdrawal via Muscarinic Receptor Signaling [그림 1] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단 행동 증상을 감소시킴. 니코틴 금단은 손 떨림 및 몸 떨림과 같은 행동 증상을 유발함. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 의한 손 떨림 증상을 감소시킴. [그림 2] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단에 의한 도파민 분비 감소를 완화시킴. 니코틴 금단은 선조체 도파민 분비를 감소시킴. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 도파민 분비 감소가 일어나지 않음. [그림 3] 니코틴 금단과 아세틸콜린 신호전달 균형 가설. (왼쪽) 니코틴 금단은 니코틴성 수용체의 활성을 감소시킨다고 알려짐. 이는 즉, 무스카린성 수용체의 활성이 상대적으로 강해져서, 아세틸콜린 신호 전달에 불균형이 일어난다는 것을 시사함 (오른쪽) 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 아세틸콜린 분비 감소 또는 무스카린성 수용체 억제가 일어남. 이는 무스카린성 수용체의 활성을 감소시켜서, 아세틸콜린 신호전달의 불균형을 복구시킬 수 있음.

담배 금단증상 극복, 뇌 속 신경 메커니즘에서 실마리 찾아 - 뇌의 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명 FDA 승인 파킨슨병 치료제 프로싸이클리딘의 담배 금단 치료 가능성 발견 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에 따르면 전 세계 인구의 22% 이상이 담배를 피우며, 매년 900만 명이 넘는 흡연 관련 사망자가 발생하고 있다. 금연을 성공적으로 이루기 위해서는 담배에 포함된 니코틴으로 인한 금단증상을 효과적으로 완화하는 치료법이 필수적이다. 현재까지 니코틴 금단 치료제로 허가된 약물은 부프로피온과 바레니클린으로, 금연 성공률을 높이기 위해 새로운 치료제 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 뇌질환연구단 임혜인 박사 연구팀은 담배 금단증상을 조절하는 새로운 뇌 부위와 신경 기전을 발견했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 기존에 파킨슨병 치료제로 사용되던 약물에서 담배 금단증상을 완화하는 효능을 발굴해 치료 가능성을 높였다. 담배를 끊으면 뇌 특정 부위가 활발히 움직이면서 손 떨림 및 활동저하와 같은 신체적 금단증상이 나타난다. 이는 일상생활에 악영향을 미치고 흡연자가 다시 담배를 찾게 되는 주요 원인으로 작용하므로 금연에 성공하기 위해서는 니코틴 금단증상 발생 시 인체 내부에서 일어나는 과정을 이해하는 것이 매우 중요하다. 연구팀은 뇌의 선조체 영역 내 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명했다. 생쥐 실험을 통해 선조체 콜린성 중간뉴런의 나트륨 통로 발현을 선택적으로 억제해 신경세포 활성을 감소시켰다. 그 결과, 니코틴 금단으로 인한 손 떨림 증상이 현저히 감소했으며, 최신 다중전극어레이(multi-electrode array)를 통해 콜린성 중간뉴런 억제가 비정상적인 신경 활동 변화를 완전히 차단하는 것을 확인했다. 또한, 미세투석(microdialysis) 실험에서는 콜린성 중간뉴런 억제를 통해 니코틴 금단으로 20% 이상 감소됐던 선조체 도파민 분비가 정상 수준으로 회복되는 것도 확인했다. 이를 바탕으로 FDA에서 이미 승인된 파킨슨병 치료제인 프로싸이클리딘(procyclidine)을 니코틴 금단 치료제로 활용할 가능성을 검토했다. 프로싸이클리딘은 콜린성 중간뉴런 억제 효과를 모방할 수 있어 니코틴 금단으로 인한 신체적 증상을 완화하는 데 활용될 수 있다. 특히, 니코틴 금단을 유도하기 전 생쥐에 프로싸이클리딘을 저용량으로 1회 투약한 결과, 금단증상인 손 떨림이 50% 이상 감소하는 것을 확인했다. 이번 연구는 안전성이 입증된 약물을 활용해 니코틴 금단 치료를 제시함으로써 임상시험 기간을 크게 단축할 가능성을 보여준다. 이를 통해 금연 치료 접근성을 높이고 흡연으로 인한 건강 문제를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. KIST 임혜인 박사는 “금연 치료의 새로운 가능성을 제시하며 금단으로 인한 일상생활의 저해를 줄이고 부프로피온과 바레니클린 외에 추가적인 치료제를 제공한다는 데 의의가 있다”라며, “니코틴을 포함한 다양한 중독 문제를 이해하고 효과적인 치료제 개발에 앞장설 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업, 중견연구자지원사업(2020R1A2C2004610) 및 식품의약품안전처 출연금 연구사업(RS-2024-00332024) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Science」 (IF 14.3, JCR 분야 6.5%)에 게재됐다. * 논문명 : Striatal Cholinergic Interneurons Control Physical Nicotine Withdrawal via Muscarinic Receptor Signaling [그림 1] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단 행동 증상을 감소시킴. 니코틴 금단은 손 떨림 및 몸 떨림과 같은 행동 증상을 유발함. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 의한 손 떨림 증상을 감소시킴. [그림 2] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단에 의한 도파민 분비 감소를 완화시킴. 니코틴 금단은 선조체 도파민 분비를 감소시킴. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 도파민 분비 감소가 일어나지 않음. [그림 3] 니코틴 금단과 아세틸콜린 신호전달 균형 가설. (왼쪽) 니코틴 금단은 니코틴성 수용체의 활성을 감소시킨다고 알려짐. 이는 즉, 무스카린성 수용체의 활성이 상대적으로 강해져서, 아세틸콜린 신호 전달에 불균형이 일어난다는 것을 시사함 (오른쪽) 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 아세틸콜린 분비 감소 또는 무스카린성 수용체 억제가 일어남. 이는 무스카린성 수용체의 활성을 감소시켜서, 아세틸콜린 신호전달의 불균형을 복구시킬 수 있음.

담배 금단증상 극복, 뇌 속 신경 메커니즘에서 실마리 찾아 - 뇌의 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명 FDA 승인 파킨슨병 치료제 프로싸이클리딘의 담배 금단 치료 가능성 발견 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에 따르면 전 세계 인구의 22% 이상이 담배를 피우며, 매년 900만 명이 넘는 흡연 관련 사망자가 발생하고 있다. 금연을 성공적으로 이루기 위해서는 담배에 포함된 니코틴으로 인한 금단증상을 효과적으로 완화하는 치료법이 필수적이다. 현재까지 니코틴 금단 치료제로 허가된 약물은 부프로피온과 바레니클린으로, 금연 성공률을 높이기 위해 새로운 치료제 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 뇌질환연구단 임혜인 박사 연구팀은 담배 금단증상을 조절하는 새로운 뇌 부위와 신경 기전을 발견했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 기존에 파킨슨병 치료제로 사용되던 약물에서 담배 금단증상을 완화하는 효능을 발굴해 치료 가능성을 높였다. 담배를 끊으면 뇌 특정 부위가 활발히 움직이면서 손 떨림 및 활동저하와 같은 신체적 금단증상이 나타난다. 이는 일상생활에 악영향을 미치고 흡연자가 다시 담배를 찾게 되는 주요 원인으로 작용하므로 금연에 성공하기 위해서는 니코틴 금단증상 발생 시 인체 내부에서 일어나는 과정을 이해하는 것이 매우 중요하다. 연구팀은 뇌의 선조체 영역 내 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명했다. 생쥐 실험을 통해 선조체 콜린성 중간뉴런의 나트륨 통로 발현을 선택적으로 억제해 신경세포 활성을 감소시켰다. 그 결과, 니코틴 금단으로 인한 손 떨림 증상이 현저히 감소했으며, 최신 다중전극어레이(multi-electrode array)를 통해 콜린성 중간뉴런 억제가 비정상적인 신경 활동 변화를 완전히 차단하는 것을 확인했다. 또한, 미세투석(microdialysis) 실험에서는 콜린성 중간뉴런 억제를 통해 니코틴 금단으로 20% 이상 감소됐던 선조체 도파민 분비가 정상 수준으로 회복되는 것도 확인했다. 이를 바탕으로 FDA에서 이미 승인된 파킨슨병 치료제인 프로싸이클리딘(procyclidine)을 니코틴 금단 치료제로 활용할 가능성을 검토했다. 프로싸이클리딘은 콜린성 중간뉴런 억제 효과를 모방할 수 있어 니코틴 금단으로 인한 신체적 증상을 완화하는 데 활용될 수 있다. 특히, 니코틴 금단을 유도하기 전 생쥐에 프로싸이클리딘을 저용량으로 1회 투약한 결과, 금단증상인 손 떨림이 50% 이상 감소하는 것을 확인했다. 이번 연구는 안전성이 입증된 약물을 활용해 니코틴 금단 치료를 제시함으로써 임상시험 기간을 크게 단축할 가능성을 보여준다. 이를 통해 금연 치료 접근성을 높이고 흡연으로 인한 건강 문제를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. KIST 임혜인 박사는 “금연 치료의 새로운 가능성을 제시하며 금단으로 인한 일상생활의 저해를 줄이고 부프로피온과 바레니클린 외에 추가적인 치료제를 제공한다는 데 의의가 있다”라며, “니코틴을 포함한 다양한 중독 문제를 이해하고 효과적인 치료제 개발에 앞장설 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업, 중견연구자지원사업(2020R1A2C2004610) 및 식품의약품안전처 출연금 연구사업(RS-2024-00332024) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Science」 (IF 14.3, JCR 분야 6.5%)에 게재됐다. * 논문명 : Striatal Cholinergic Interneurons Control Physical Nicotine Withdrawal via Muscarinic Receptor Signaling [그림 1] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단 행동 증상을 감소시킴. 니코틴 금단은 손 떨림 및 몸 떨림과 같은 행동 증상을 유발함. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 의한 손 떨림 증상을 감소시킴. [그림 2] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단에 의한 도파민 분비 감소를 완화시킴. 니코틴 금단은 선조체 도파민 분비를 감소시킴. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 도파민 분비 감소가 일어나지 않음. [그림 3] 니코틴 금단과 아세틸콜린 신호전달 균형 가설. (왼쪽) 니코틴 금단은 니코틴성 수용체의 활성을 감소시킨다고 알려짐. 이는 즉, 무스카린성 수용체의 활성이 상대적으로 강해져서, 아세틸콜린 신호 전달에 불균형이 일어난다는 것을 시사함 (오른쪽) 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 아세틸콜린 분비 감소 또는 무스카린성 수용체 억제가 일어남. 이는 무스카린성 수용체의 활성을 감소시켜서, 아세틸콜린 신호전달의 불균형을 복구시킬 수 있음.

담배 금단증상 극복, 뇌 속 신경 메커니즘에서 실마리 찾아 - 뇌의 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명 FDA 승인 파킨슨병 치료제 프로싸이클리딘의 담배 금단 치료 가능성 발견 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에 따르면 전 세계 인구의 22% 이상이 담배를 피우며, 매년 900만 명이 넘는 흡연 관련 사망자가 발생하고 있다. 금연을 성공적으로 이루기 위해서는 담배에 포함된 니코틴으로 인한 금단증상을 효과적으로 완화하는 치료법이 필수적이다. 현재까지 니코틴 금단 치료제로 허가된 약물은 부프로피온과 바레니클린으로, 금연 성공률을 높이기 위해 새로운 치료제 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 뇌질환연구단 임혜인 박사 연구팀은 담배 금단증상을 조절하는 새로운 뇌 부위와 신경 기전을 발견했다고 밝혔다. 이를 바탕으로 기존에 파킨슨병 치료제로 사용되던 약물에서 담배 금단증상을 완화하는 효능을 발굴해 치료 가능성을 높였다. 담배를 끊으면 뇌 특정 부위가 활발히 움직이면서 손 떨림 및 활동저하와 같은 신체적 금단증상이 나타난다. 이는 일상생활에 악영향을 미치고 흡연자가 다시 담배를 찾게 되는 주요 원인으로 작용하므로 금연에 성공하기 위해서는 니코틴 금단증상 발생 시 인체 내부에서 일어나는 과정을 이해하는 것이 매우 중요하다. 연구팀은 뇌의 선조체 영역 내 콜린성 중간뉴런이 금단증상에 미치는 영향을 규명했다. 생쥐 실험을 통해 선조체 콜린성 중간뉴런의 나트륨 통로 발현을 선택적으로 억제해 신경세포 활성을 감소시켰다. 그 결과, 니코틴 금단으로 인한 손 떨림 증상이 현저히 감소했으며, 최신 다중전극어레이(multi-electrode array)를 통해 콜린성 중간뉴런 억제가 비정상적인 신경 활동 변화를 완전히 차단하는 것을 확인했다. 또한, 미세투석(microdialysis) 실험에서는 콜린성 중간뉴런 억제를 통해 니코틴 금단으로 20% 이상 감소됐던 선조체 도파민 분비가 정상 수준으로 회복되는 것도 확인했다. 이를 바탕으로 FDA에서 이미 승인된 파킨슨병 치료제인 프로싸이클리딘(procyclidine)을 니코틴 금단 치료제로 활용할 가능성을 검토했다. 프로싸이클리딘은 콜린성 중간뉴런 억제 효과를 모방할 수 있어 니코틴 금단으로 인한 신체적 증상을 완화하는 데 활용될 수 있다. 특히, 니코틴 금단을 유도하기 전 생쥐에 프로싸이클리딘을 저용량으로 1회 투약한 결과, 금단증상인 손 떨림이 50% 이상 감소하는 것을 확인했다. 이번 연구는 안전성이 입증된 약물을 활용해 니코틴 금단 치료를 제시함으로써 임상시험 기간을 크게 단축할 가능성을 보여준다. 이를 통해 금연 치료 접근성을 높이고 흡연으로 인한 건강 문제를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. KIST 임혜인 박사는 “금연 치료의 새로운 가능성을 제시하며 금단으로 인한 일상생활의 저해를 줄이고 부프로피온과 바레니클린 외에 추가적인 치료제를 제공한다는 데 의의가 있다”라며, “니코틴을 포함한 다양한 중독 문제를 이해하고 효과적인 치료제 개발에 앞장설 것”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업, 중견연구자지원사업(2020R1A2C2004610) 및 식품의약품안전처 출연금 연구사업(RS-2024-00332024) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Advanced Science」 (IF 14.3, JCR 분야 6.5%)에 게재됐다. * 논문명 : Striatal Cholinergic Interneurons Control Physical Nicotine Withdrawal via Muscarinic Receptor Signaling [그림 1] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단 행동 증상을 감소시킴. 니코틴 금단은 손 떨림 및 몸 떨림과 같은 행동 증상을 유발함. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 의한 손 떨림 증상을 감소시킴. [그림 2] 무스카린성 신호전달 억제는 니코틴 금단에 의한 도파민 분비 감소를 완화시킴. 니코틴 금단은 선조체 도파민 분비를 감소시킴. 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 니코틴 금단에 도파민 분비 감소가 일어나지 않음. [그림 3] 니코틴 금단과 아세틸콜린 신호전달 균형 가설. (왼쪽) 니코틴 금단은 니코틴성 수용체의 활성을 감소시킨다고 알려짐. 이는 즉, 무스카린성 수용체의 활성이 상대적으로 강해져서, 아세틸콜린 신호 전달에 불균형이 일어난다는 것을 시사함 (오른쪽) 선조체 콜린성 중간뉴런을 억제시키거나 무스카린성 억제제 프로싸이클리딘을 투여할 경우, 아세틸콜린 분비 감소 또는 무스카린성 수용체 억제가 일어남. 이는 무스카린성 수용체의 활성을 감소시켜서, 아세틸콜린 신호전달의 불균형을 복구시킬 수 있음.

KIST, 휴온스바이오파마와 ‘건성 황반변성 펩타이드 치료제’ 기술이전 협약 체결 - KIST Bridge Program Plus 사업을 통한 기술이전 협력 체계 구축 - 건성 황반변성 펩타이드 치료제 기술 상용화 협력 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 12월 17일(화), 서울 성북구 KIST 본원에서 휴온스바이오파마(대표이사 김영목)와 건성 황반변성 치료용 펩타이드 치료제 개발을 위한 기술이전 조인식을 개최했다고 밝혔다. 이번 협약에 따라 두 기관은 향후 14개월간 협력 연구를 수행해, 고령자를 위한 건성 황반변성 펩타이드 치료제 기술의 상용화에 박차를 가할 계획이다. 올해 9월, KIST의 임무중심연구소 중 하나로 출범한 천연물신약사업단은 지난 20여 년간 강릉 천연물연구소에서 축적한 신약 개발 역량을 바탕으로 글로벌 천연물신약 개발에 도전하고 있다. 사업단은 첨단 바이오 융합 기술을 통해 암과 황반변성 등 대표적인 노인성 난치 질환 치료를 목표로 후보 소재를 발굴하고, 각 소재별 TPP(Target Product Profile)를 설정하여 제약기업 및 CRO 등과의 외부 협력을 통해 체계적인 신약 개발을 추진할 계획이다. 이번에 개발된 건성 황반변성 펩타이드 치료제는 강원도 내 혁신기관들과의 긴밀한 협력을 통해 발굴된 사업단의 중점 소재 중 하나다. 향후 휴온스바이오파마와의 협력을 통해 글로벌 임상시험을 진행할 예정이다. 연구 책임자인 KIST 서문형 박사는 “임무 중심 연구를 위해 9월에 출범한 KIST 천연물신약사업단은 노인성 질환, 특히 암과 안과 질환 치료를 위한 글로벌 신약 개발을 목표로 한다”라며 “기술이전 및 BP플러스 사업을 통해 기업과 공동연구실을 운영할 계획이며, 기술의 빠른 상용화를 기대한다”고 밝혔다. 오상록 원장은 “KIST와 휴온스바이오파마의 협력은 기술이전 계약을 체결한 기업의 상용화 과정을 적극적으로 지원하는 BP플러스 사업의 대표적 예가 될 것이다. 또한 올해 KIST가 시행한 임무중심 연구소의 첫 성과라 더욱 뜻 깊다. 휴온스바이오파마의 협력을 통해 KIST의 기술이 국민의 건강한 삶에 기여하기를 기대한다”라고 말했다. 휴온스바이오파마 김영목 대표는“고령화 시대에 유망한 펩타이드 치료제 연구개발 관련 파이프라인을 확보해 노인성 질환 시장에서 경쟁력을 높이겠다”며 “KIST와 긴밀히 협력해 건성 황반변성 혁신신약의 글로벌 임상시험을 추진하고 품목허가를 취득하겠다”고 밝혔다. 한편, 휴온스바이오파마는 보툴리눔톡신 등 바이오사업을 영위하는 휴온스그룹 자회사다. 지난 2021년 휴온스글로벌의 바이오사업부를 물적분할해 설립했다. [사진1] (좌측부터) 윤성태 휴온스바이오파마 회장, 오상록 KIST 원장이 기술이전 조인식을 마치고 기념촬영을 하고 있다. [사진2] 기술이전 조인식에 참석한 기관의 주요 관계자들이 조인식을 마치고 기념촬영을 하고 있다.

방광암 조기 진단, 이제 집에서도 간편하게 - 집에서 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트 개발 기존 소변 검사법에서 진단되기 어려운 초기 방광암까지도 진단 가능 방광암은 조기 발견 시 완치율이 90% 이상으로 매우 높은 편이지만, 재발률이 70%에 달해 지속적인 관리가 필요하다. 특히 늦게 발견될 경우, 방광 제거 수술 후 인공 방광을 이식하거나 소변 주머니를 사용하는 대수술이 필요해 환자의 삶의 질이 크게 저하된다. 그러나 현재 사용되는 소변 검사 키트는 민감도가 낮고, 요도에 관을 삽입해 방광 내부를 검사하는 방광경 검사는 고통과 부담이 크기 때문에 환자에게 간편하고 정확한 진단 기술이 요구된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 정영도 박사 연구팀은 고려대학교 의과대학 비뇨의학과 강석호 교수 연구팀과 공동으로 집에서도 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트를 개발했다고 밝혔다. 이 진단 키트는 소변의 전처리 없이도 방광암 바이오마커를 높은 정확도로 검출할 수 있다. 연구팀은 물과 기름이 층을 이루는 원리를 활용해 방광암 바이오마커를 검출하는 새로운 진단 키트를 설계했다. 소변에서 방광암 바이오마커를 검출하기 어려웠던 이유는 소변 내 바이오마커의 농도가 낮고 혈뇨와 같은 불순물이 신호를 방해했기 때문이다. 반면, 이번에 개발된 진단 키트는 바이오마커와 결합된 필름이 파괴되며 발생하는 부력 있는 신호 전달체가 기름층으로 이동해 신호를 발생시키는 방식으로 작동한다. 이를 통해 혈뇨와 같은 불순물이 신호에 간섭하지 않도록 설계됐으며 신호 증폭 효과를 극대화해 바이오마커를 정확히 검출할 수 있다. 연구팀은 고려대학교 비뇨의학과에서 환자 80명과 정상인 25명을 대상으로 이중맹검(double blindness)으로 임상시험을 진행한 결과, 개발된 진단 키트의 민감도가 88.8%에 달하는 것을 확인했다. 이는 기존 상용화된 검사법의 민감도가 20%에 불과했던 것에 비해 크게 향상된 결과다. 특히 기존 검사법으로는 조기 방광암 진단이 거의 불가능했으나, 이번에 개발된 키트는 초기 방광암도 높은 정확도로 검출할 수 있었다. 개발된 진단 키트는 비침습적이고 간편한 소변 검사를 통해 방광암을 조기에 진단할 수 있는 혁신적인 방법이다. 이를 통해 불필요한 방광경 검사를 줄이고 조기 발견으로 환자의 생존율을 높이는 것은 물론, 삶의 질까지 보호할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 성과를 바탕으로 종합 검진 센터에서 대량으로 신속하게 사용할 수 있는 방식과 가정에서 간편히 사용할 수 있는 제품개발을 목표로 연구를 이어갈 계획이다. KIST 정영도 박사는 “간단한 방광암 진단 키트를 개발해 불필요한 방광경 검사를 줄이고자 한 이번 연구에서 방괌암 조기 진단의 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 고려대학교 강석호 교수는 “이번 연구는 KIST와 고려대 간 임상중개연구를 통해 이루어진 성과로 방광암뿐만 아니라 다양한 질환의 조기 진단 기술 개발에도 새로운 길을 열 것으로 기대된다”라고 말했다. 특히, KIST 정영도 박사와 고려대의대 강석호 교수가 한국기계연구원의 이동진 박사와 함께 창업 예정인 ‘플로트바이오사이언스’는 균일한 대량 생산이 가능한 소변용 방광암 조기 진단 키트 사업화를 추진하고 있으며 2024년 NST 융합 창업 챌린지에서 예비융합창업팀으로 선정됐다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 연구재단사업(2023R1A2C100438911)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Nature Biomedical Engineering」 (IF 27.7, JCR 분야 0.4%)에 게재됐다. * 논문명 : Diagnosis of early-stage bladder cancer via unprocessed urine samples at the point of care [그림 1 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 사용법 (A) 필름이 놓인 용기에 소변을 넣고, 기름을 넣고 기다렸다 기름층에서 발생하는 빛을 스마트폰 카메라로 촬영하면 진단이 되는 간단한 사용법 (B) 방광암 환자 소변과 정상인 소변을 넣은 용기에서의 시간에 따른 필름과 기름층에서의 신호 변화 (C) BLOOM 방광암 진단을 위한 스마트폰용 앱 [그림 2] 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 진단 원리 방광암 환자 소변에 존재하는 효소 바이오마커가 하이드로젤 필름을 부수면, 필름 안의 물에 뜨는 신호전달체가 방출되어 물에 떠 기름층으로 이동하고, 이동한 후에 기름층에서 형광 신호를 내게 된다. 정상인 소변에는 효소 바이오마커가 부족하여 하이드로젤이 충분히 부서지지 않아서, 신호전달체의 방출이 없거나 부족하여 신호가 나지 않게되어 정상인과 방광암 환자를 구분할 수 있다.

방광암 조기 진단, 이제 집에서도 간편하게 - 집에서 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트 개발 기존 소변 검사법에서 진단되기 어려운 초기 방광암까지도 진단 가능 방광암은 조기 발견 시 완치율이 90% 이상으로 매우 높은 편이지만, 재발률이 70%에 달해 지속적인 관리가 필요하다. 특히 늦게 발견될 경우, 방광 제거 수술 후 인공 방광을 이식하거나 소변 주머니를 사용하는 대수술이 필요해 환자의 삶의 질이 크게 저하된다. 그러나 현재 사용되는 소변 검사 키트는 민감도가 낮고, 요도에 관을 삽입해 방광 내부를 검사하는 방광경 검사는 고통과 부담이 크기 때문에 환자에게 간편하고 정확한 진단 기술이 요구된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 정영도 박사 연구팀은 고려대학교 의과대학 비뇨의학과 강석호 교수 연구팀과 공동으로 집에서도 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트를 개발했다고 밝혔다. 이 진단 키트는 소변의 전처리 없이도 방광암 바이오마커를 높은 정확도로 검출할 수 있다. 연구팀은 물과 기름이 층을 이루는 원리를 활용해 방광암 바이오마커를 검출하는 새로운 진단 키트를 설계했다. 소변에서 방광암 바이오마커를 검출하기 어려웠던 이유는 소변 내 바이오마커의 농도가 낮고 혈뇨와 같은 불순물이 신호를 방해했기 때문이다. 반면, 이번에 개발된 진단 키트는 바이오마커와 결합된 필름이 파괴되며 발생하는 부력 있는 신호 전달체가 기름층으로 이동해 신호를 발생시키는 방식으로 작동한다. 이를 통해 혈뇨와 같은 불순물이 신호에 간섭하지 않도록 설계됐으며 신호 증폭 효과를 극대화해 바이오마커를 정확히 검출할 수 있다. 연구팀은 고려대학교 비뇨의학과에서 환자 80명과 정상인 25명을 대상으로 이중맹검(double blindness)으로 임상시험을 진행한 결과, 개발된 진단 키트의 민감도가 88.8%에 달하는 것을 확인했다. 이는 기존 상용화된 검사법의 민감도가 20%에 불과했던 것에 비해 크게 향상된 결과다. 특히 기존 검사법으로는 조기 방광암 진단이 거의 불가능했으나, 이번에 개발된 키트는 초기 방광암도 높은 정확도로 검출할 수 있었다. 개발된 진단 키트는 비침습적이고 간편한 소변 검사를 통해 방광암을 조기에 진단할 수 있는 혁신적인 방법이다. 이를 통해 불필요한 방광경 검사를 줄이고 조기 발견으로 환자의 생존율을 높이는 것은 물론, 삶의 질까지 보호할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 성과를 바탕으로 종합 검진 센터에서 대량으로 신속하게 사용할 수 있는 방식과 가정에서 간편히 사용할 수 있는 제품개발을 목표로 연구를 이어갈 계획이다. KIST 정영도 박사는 “간단한 방광암 진단 키트를 개발해 불필요한 방광경 검사를 줄이고자 한 이번 연구에서 방괌암 조기 진단의 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 고려대학교 강석호 교수는 “이번 연구는 KIST와 고려대 간 임상중개연구를 통해 이루어진 성과로 방광암뿐만 아니라 다양한 질환의 조기 진단 기술 개발에도 새로운 길을 열 것으로 기대된다”라고 말했다. 특히, KIST 정영도 박사와 고려대의대 강석호 교수가 한국기계연구원의 이동진 박사와 함께 창업 예정인 ‘플로트바이오사이언스’는 균일한 대량 생산이 가능한 소변용 방광암 조기 진단 키트 사업화를 추진하고 있으며 2024년 NST 융합 창업 챌린지에서 예비융합창업팀으로 선정됐다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 연구재단사업(2023R1A2C100438911)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Nature Biomedical Engineering」 (IF 27.7, JCR 분야 0.4%)에 게재됐다. * 논문명 : Diagnosis of early-stage bladder cancer via unprocessed urine samples at the point of care [그림 1 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 사용법 (A) 필름이 놓인 용기에 소변을 넣고, 기름을 넣고 기다렸다 기름층에서 발생하는 빛을 스마트폰 카메라로 촬영하면 진단이 되는 간단한 사용법 (B) 방광암 환자 소변과 정상인 소변을 넣은 용기에서의 시간에 따른 필름과 기름층에서의 신호 변화 (C) BLOOM 방광암 진단을 위한 스마트폰용 앱 [그림 2] 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 진단 원리 방광암 환자 소변에 존재하는 효소 바이오마커가 하이드로젤 필름을 부수면, 필름 안의 물에 뜨는 신호전달체가 방출되어 물에 떠 기름층으로 이동하고, 이동한 후에 기름층에서 형광 신호를 내게 된다. 정상인 소변에는 효소 바이오마커가 부족하여 하이드로젤이 충분히 부서지지 않아서, 신호전달체의 방출이 없거나 부족하여 신호가 나지 않게되어 정상인과 방광암 환자를 구분할 수 있다.

방광암 조기 진단, 이제 집에서도 간편하게 - 집에서 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트 개발 기존 소변 검사법에서 진단되기 어려운 초기 방광암까지도 진단 가능 방광암은 조기 발견 시 완치율이 90% 이상으로 매우 높은 편이지만, 재발률이 70%에 달해 지속적인 관리가 필요하다. 특히 늦게 발견될 경우, 방광 제거 수술 후 인공 방광을 이식하거나 소변 주머니를 사용하는 대수술이 필요해 환자의 삶의 질이 크게 저하된다. 그러나 현재 사용되는 소변 검사 키트는 민감도가 낮고, 요도에 관을 삽입해 방광 내부를 검사하는 방광경 검사는 고통과 부담이 크기 때문에 환자에게 간편하고 정확한 진단 기술이 요구된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 정영도 박사 연구팀은 고려대학교 의과대학 비뇨의학과 강석호 교수 연구팀과 공동으로 집에서도 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트를 개발했다고 밝혔다. 이 진단 키트는 소변의 전처리 없이도 방광암 바이오마커를 높은 정확도로 검출할 수 있다. 연구팀은 물과 기름이 층을 이루는 원리를 활용해 방광암 바이오마커를 검출하는 새로운 진단 키트를 설계했다. 소변에서 방광암 바이오마커를 검출하기 어려웠던 이유는 소변 내 바이오마커의 농도가 낮고 혈뇨와 같은 불순물이 신호를 방해했기 때문이다. 반면, 이번에 개발된 진단 키트는 바이오마커와 결합된 필름이 파괴되며 발생하는 부력 있는 신호 전달체가 기름층으로 이동해 신호를 발생시키는 방식으로 작동한다. 이를 통해 혈뇨와 같은 불순물이 신호에 간섭하지 않도록 설계됐으며 신호 증폭 효과를 극대화해 바이오마커를 정확히 검출할 수 있다. 연구팀은 고려대학교 비뇨의학과에서 환자 80명과 정상인 25명을 대상으로 이중맹검(double blindness)으로 임상시험을 진행한 결과, 개발된 진단 키트의 민감도가 88.8%에 달하는 것을 확인했다. 이는 기존 상용화된 검사법의 민감도가 20%에 불과했던 것에 비해 크게 향상된 결과다. 특히 기존 검사법으로는 조기 방광암 진단이 거의 불가능했으나, 이번에 개발된 키트는 초기 방광암도 높은 정확도로 검출할 수 있었다. 개발된 진단 키트는 비침습적이고 간편한 소변 검사를 통해 방광암을 조기에 진단할 수 있는 혁신적인 방법이다. 이를 통해 불필요한 방광경 검사를 줄이고 조기 발견으로 환자의 생존율을 높이는 것은 물론, 삶의 질까지 보호할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 성과를 바탕으로 종합 검진 센터에서 대량으로 신속하게 사용할 수 있는 방식과 가정에서 간편히 사용할 수 있는 제품개발을 목표로 연구를 이어갈 계획이다. KIST 정영도 박사는 “간단한 방광암 진단 키트를 개발해 불필요한 방광경 검사를 줄이고자 한 이번 연구에서 방괌암 조기 진단의 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 고려대학교 강석호 교수는 “이번 연구는 KIST와 고려대 간 임상중개연구를 통해 이루어진 성과로 방광암뿐만 아니라 다양한 질환의 조기 진단 기술 개발에도 새로운 길을 열 것으로 기대된다”라고 말했다. 특히, KIST 정영도 박사와 고려대의대 강석호 교수가 한국기계연구원의 이동진 박사와 함께 창업 예정인 ‘플로트바이오사이언스’는 균일한 대량 생산이 가능한 소변용 방광암 조기 진단 키트 사업화를 추진하고 있으며 2024년 NST 융합 창업 챌린지에서 예비융합창업팀으로 선정됐다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 연구재단사업(2023R1A2C100438911)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Nature Biomedical Engineering」 (IF 27.7, JCR 분야 0.4%)에 게재됐다. * 논문명 : Diagnosis of early-stage bladder cancer via unprocessed urine samples at the point of care [그림 1 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 사용법 (A) 필름이 놓인 용기에 소변을 넣고, 기름을 넣고 기다렸다 기름층에서 발생하는 빛을 스마트폰 카메라로 촬영하면 진단이 되는 간단한 사용법 (B) 방광암 환자 소변과 정상인 소변을 넣은 용기에서의 시간에 따른 필름과 기름층에서의 신호 변화 (C) BLOOM 방광암 진단을 위한 스마트폰용 앱 [그림 2] 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 진단 원리 방광암 환자 소변에 존재하는 효소 바이오마커가 하이드로젤 필름을 부수면, 필름 안의 물에 뜨는 신호전달체가 방출되어 물에 떠 기름층으로 이동하고, 이동한 후에 기름층에서 형광 신호를 내게 된다. 정상인 소변에는 효소 바이오마커가 부족하여 하이드로젤이 충분히 부서지지 않아서, 신호전달체의 방출이 없거나 부족하여 신호가 나지 않게되어 정상인과 방광암 환자를 구분할 수 있다.

방광암 조기 진단, 이제 집에서도 간편하게 - 집에서 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트 개발 기존 소변 검사법에서 진단되기 어려운 초기 방광암까지도 진단 가능 방광암은 조기 발견 시 완치율이 90% 이상으로 매우 높은 편이지만, 재발률이 70%에 달해 지속적인 관리가 필요하다. 특히 늦게 발견될 경우, 방광 제거 수술 후 인공 방광을 이식하거나 소변 주머니를 사용하는 대수술이 필요해 환자의 삶의 질이 크게 저하된다. 그러나 현재 사용되는 소변 검사 키트는 민감도가 낮고, 요도에 관을 삽입해 방광 내부를 검사하는 방광경 검사는 고통과 부담이 크기 때문에 환자에게 간편하고 정확한 진단 기술이 요구된다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 생체분자인식연구센터 정영도 박사 연구팀은 고려대학교 의과대학 비뇨의학과 강석호 교수 연구팀과 공동으로 집에서도 간편하게 사용할 수 있는 소변용 방광암 진단 키트를 개발했다고 밝혔다. 이 진단 키트는 소변의 전처리 없이도 방광암 바이오마커를 높은 정확도로 검출할 수 있다. 연구팀은 물과 기름이 층을 이루는 원리를 활용해 방광암 바이오마커를 검출하는 새로운 진단 키트를 설계했다. 소변에서 방광암 바이오마커를 검출하기 어려웠던 이유는 소변 내 바이오마커의 농도가 낮고 혈뇨와 같은 불순물이 신호를 방해했기 때문이다. 반면, 이번에 개발된 진단 키트는 바이오마커와 결합된 필름이 파괴되며 발생하는 부력 있는 신호 전달체가 기름층으로 이동해 신호를 발생시키는 방식으로 작동한다. 이를 통해 혈뇨와 같은 불순물이 신호에 간섭하지 않도록 설계됐으며 신호 증폭 효과를 극대화해 바이오마커를 정확히 검출할 수 있다. 연구팀은 고려대학교 비뇨의학과에서 환자 80명과 정상인 25명을 대상으로 이중맹검(double blindness)으로 임상시험을 진행한 결과, 개발된 진단 키트의 민감도가 88.8%에 달하는 것을 확인했다. 이는 기존 상용화된 검사법의 민감도가 20%에 불과했던 것에 비해 크게 향상된 결과다. 특히 기존 검사법으로는 조기 방광암 진단이 거의 불가능했으나, 이번에 개발된 키트는 초기 방광암도 높은 정확도로 검출할 수 있었다. 개발된 진단 키트는 비침습적이고 간편한 소변 검사를 통해 방광암을 조기에 진단할 수 있는 혁신적인 방법이다. 이를 통해 불필요한 방광경 검사를 줄이고 조기 발견으로 환자의 생존율을 높이는 것은 물론, 삶의 질까지 보호할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 성과를 바탕으로 종합 검진 센터에서 대량으로 신속하게 사용할 수 있는 방식과 가정에서 간편히 사용할 수 있는 제품개발을 목표로 연구를 이어갈 계획이다. KIST 정영도 박사는 “간단한 방광암 진단 키트를 개발해 불필요한 방광경 검사를 줄이고자 한 이번 연구에서 방괌암 조기 진단의 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 고려대학교 강석호 교수는 “이번 연구는 KIST와 고려대 간 임상중개연구를 통해 이루어진 성과로 방광암뿐만 아니라 다양한 질환의 조기 진단 기술 개발에도 새로운 길을 열 것으로 기대된다”라고 말했다. 특히, KIST 정영도 박사와 고려대의대 강석호 교수가 한국기계연구원의 이동진 박사와 함께 창업 예정인 ‘플로트바이오사이언스’는 균일한 대량 생산이 가능한 소변용 방광암 조기 진단 키트 사업화를 추진하고 있으며 2024년 NST 융합 창업 챌린지에서 예비융합창업팀으로 선정됐다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 연구재단사업(2023R1A2C100438911)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Nature Biomedical Engineering」 (IF 27.7, JCR 분야 0.4%)에 게재됐다. * 논문명 : Diagnosis of early-stage bladder cancer via unprocessed urine samples at the point of care [그림 1 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 사용법 (A) 필름이 놓인 용기에 소변을 넣고, 기름을 넣고 기다렸다 기름층에서 발생하는 빛을 스마트폰 카메라로 촬영하면 진단이 되는 간단한 사용법 (B) 방광암 환자 소변과 정상인 소변을 넣은 용기에서의 시간에 따른 필름과 기름층에서의 신호 변화 (C) BLOOM 방광암 진단을 위한 스마트폰용 앱 [그림 2] 연구진이 개발한 소변용 방광암 진단 키트 (BLOOM)의 진단 원리 방광암 환자 소변에 존재하는 효소 바이오마커가 하이드로젤 필름을 부수면, 필름 안의 물에 뜨는 신호전달체가 방출되어 물에 떠 기름층으로 이동하고, 이동한 후에 기름층에서 형광 신호를 내게 된다. 정상인 소변에는 효소 바이오마커가 부족하여 하이드로젤이 충분히 부서지지 않아서, 신호전달체의 방출이 없거나 부족하여 신호가 나지 않게되어 정상인과 방광암 환자를 구분할 수 있다.