세계 최고 수준 연구 환경, 자유로운 생활 속 세계적 성과 배출

지난호에 의사과학자 및 혈관연구단에 대한 소개부터 ▲혈관연구단 실험실, ▲연구실 생활 등에 대하여 소개했다.

또한 고규영 단장을 비롯해 혈관연구단 주요 연구참여자들의 미니인터뷰를 통해 외국과 한국의 기초의학과 관련한 현장의 실제 내용들도 확인했다.

이번호에는 지난호에 이어 ▲국가영장류센터 유인원 실험 참관, ▲연구실 미팅 참관 등을 중심으로 우리 의대 학생기자단이 기초과학연구원 혈관연구단을 견학한 주요 내용 및 취재 후기에 대하여 소개한다.

[학생기자단 견학 일기]

◆참관부터 실험 및 연구실 미팅까지

일주일의 연수 동안 학생기자들이 다양한 활동에 직·간접적으로 참여할 수 있었다.

혈관연구단 실험실을 견학하며 현재 진행 중인 여러 실험을 직접 볼 수 있었고, 연구원의 허락하에 기초 실험기구 또한 다뤄볼 수 있었다.

특히 국가영장류센터에서 진행한 유인원 실험 및 연구실 미팅에 참석할 수도 있었다.

◆국가영장류센터 유인원 실험 참관

국가영장류센터는 전문시설 및 영장류 자원 확보와 유지·관리를 통해 국가적 차원의 영장류 연구지원 인프라를 구축하는 곳이다.

혈관연구단 팀에서는 안면 림프관 연구와 뇌척수액의 림프관 배출 연구를 진행 중이다.

▲뇌척수액 배출 경로 비인두 림프관망 중요 허브 작용

뇌척수액 배출 경로에서 비인두 림프관망 (nasopharyngeal lymphatic plexus, 이하 NPLP)이 중요한 허브로 작용한다는 사실은 혈관연구단의 주요 연구 성과 중 하나이다.

뇌척수액은 뇌 내 신경전달물질, 대사물질 및 아밀로이드 베타나 타우 등 단백질 복합물 배출에 중요한 역할을 한다.

뇌척수액의 배출이 노화로 인해 감소하여 퇴행성 뇌 질환의 발병을 야기할 수 있다는 근거들이 밝혀지면서, 최근 뇌척수액 배출 경로에 대한 관심이 높아지고 있다.

▲생쥐 모델 뇌척수액 배출 경로 분류

혈관연구단에서는 생쥐 모델의 뇌척수액 배출 경로를 크게 두 가지로 분류하였다.

첫째는 두개 내의 전방 및 가운데 부위 뇌척수액이 NPLP와 내측 깊은목 림프관 (medial deep cervical lymphatics)을 거쳐 깊은목 림프절 (deep cervical lymph node, 이하 dcLN)로 배출되는 경로이다.

둘째는 기저측면 경질막 (basolateral dura)의 후방 부위 뇌척수액이 외측 깊은목 림프관 (lateral deep cervical lymphatics)을 거쳐 dcLN으로 배출되는 경로이다.

첫 번째 경로를 통한 림프 흐름이 두 번째 경로의 약 2.6배로, NPLP가 뇌척수액 배출의 주요 허브라는 것을 알 수 있다.

NPLP는 평활근의 지배를 받지 않지만, 깊은목 림프관은 평활근을 갖기 때문에 림프액 흐름을 조절하는 데 유리하다.

이 점을 이용하여 혈관연구단에서는 NPLP의 노화로 인한 뇌척수액 배출 감소가 산화질소 (Nitric Oxide)나 알파 아드레날린 (α-adrenergic) 수용체 활성화를 통한 깊은목 림프관 평활근 자극으로 회복 가능함을 밝혔다.

해당 연구는 'Nature'지 2024년 1월호 표지 논문으로 게재되었으며, 뇌척수액 배출 경로를 활성화하여 알츠하이머 및 기타 퇴행성 뇌 질환의 새로운 치료 가능성을 제시했다는 점에서 중대한 가치가 있다.

Yoon JH, Jin H, Kim HJ et al. Nasopharyngeal lymphatic plexus is a hub for cerebrospinal fluid drainage. Nature 2024;625:768-777

▲원숭이 대상 림프액 관찰 관련 테스트

학생기자 의학과 2학년 이은수, 의예과 2학년 백진원 학생은 국각영장류센터에서 체내 림프액 흐름을 관찰할 수 있는 영상 기기 테스트를 참관하며, 영상 기기 조작 및, 용액 주입 및 마취 과정의 실험 보조를 수행했다.

체내 림프액 흐름을 비침습적으로 관찰하기 위해서는 ICG (Indocyanine Green) 염료를 사용한다.

ICG 분자는 765nm 파장의 근적외선을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 830nm 파장의 빛을 방출하며 바닥 상태로 돌아간다.

이처럼 ICG 염료가 정해진 파장의 빛을 흡수하고 방출한다는 점을 활용하면 섬세한 관찰이 가능하다.

특히 ICG 염료는 흡수 및 방출하는 빛이 700~900nm 파장에 해당하는 근적외선으로, 헤모글로빈이나 물에 흡수되지 않아 신체 조직 내부를 관찰하는 데 유리하다.

그러나 살아있는 조직에서는 지방 입자 등으로 인한 산란 작용이 형광 염료의 흡수와 방출을 방해한다는 한계가 있다.

이날 연구팀은 살아있는 원숭이를 대상으로 새로운 영상 기기를 활용했을 때 ICG 염료를 이용한 림프액 관찰이 어느 정도 가능한지 점검하기 위한 테스트를 진행하였다.

구체적인 과정은 다음과 같다.

마취 제모는 삭제주사기로 소량의 ICG 염료를 겨드랑이, 얼굴, 입안, 그리고 눈가에 주입하였다. 이후 영상기기의 카메라 장치를 들고 해당 부위를 촬영하면 모니터로 림프액의 흐름을 볼 수 있다.

관찰 부위를 마사지해주면, 림프액의 흐름이 증가하면서 더 선명히 보이는 것을 관찰할 수 있었다.

◆연구실 미팅 참관

학생기자 본과 3학년 서다경, 예과 2학년 김재현 학생이 혈관연구단 소회의실에서 열린 미팅에 참관할 수 있었다.

미팅에서는 고 단장이 현재 실험에 대한 보완점을 말한 후 구체적인 실험 과정과 수치에 대한 논의를 진행하였다.

특히, 전날 진행한 유인원 실험의 결과를 공유하면서 향후 실험 계획을 점검하는 자리가 되었다. 고규영 교수는 이미지의 퀄리티에 과도하게 집중하기보다는 실험을 2일 안으로 마무리하고 수치상 결과에 집중하라고 조언하였다.

실험 결과가 예상과 조금 달랐는데, 그 이유에 대해 고규영 교수는 가설을 제시하여 간단히 강의한 후, 가설을 반영한 새로운 실험을 모색하기로 하였다.

미팅에서 가장 인상적이었던 부분은 효율과 실리에 집중하는 밀도 있는 진행이었다. 또한, 고규영 교수가 연구자의 자율성이 가장 중요하다고 한 말을 직접 실감할 수 있었다.

따라서 주제 선정부터 실험 방법, 입증 과정까지 연구자 본인이 직접 고안하여야 한다.

연구책임자인 고규영 교수는 결과 해석 및 다음 과정 설계를 집중적으로 지도하며, 실험 결과에 확신이 없을 때 귀중한 자문을 제공한다.