카이스트, 신체 미세순환 촬영 기술 개발 활용

‘마왕’ 신해철은 장협착수술 이후 패혈증 때문에 2014년 10월 우리 곁을 떠났다. 패혈증은 미생물 감염 때문에 전신에 염증반응이 나타나 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 급격한 백혈구숫자 변화 등 증상을 보이며 심할 경우 사망에 이르는 질환이다.

카이스트 의과학대학원, 분당서울대병원 응급의학과 공동연구진이 3차원 생체현미경 기술을 이용해 패혈증 환자의 폐에서 모세혈관과 혈액 내 순환세포를 고해상도로 촬영해 폐손상 원인을 찾아내는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽 호흡기학’ 28일자에 실렸다.

폐는 호흡을 통해 폐포에서 산소와 이산화탄소 교환을 해 생명 유지를 돕는 중요한 신체기관이다. 이 때문에 과학자들은 폐포의 미세순환 관찰을 시도했지만 쉽지 않았다.

연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 폐의 호흡상태를 보존하면서 움직임을 최소화할 수 있는 영상 챔버를 새롭게 제작해 패혈증을 유발시킨 동물의 폐에서 모세혈관 내부의 적혈구 순환 모습을 촬영했다.이를 통해 패혈증에 걸린 동물의 폐에서는 백혈구의 일종인 호중구들이 서로 응집해 혈액 미세순환을 저해시킨다는 사실을 확인했다. 또 적혈구가 순환하지 않는 공간인 사강이 늘어나면서 저산소증이 유발된다는 사실도 발견했다. 결국 갇힌 호중구들이 미세순환을 막고 활성산소를 다량으로 생산해내면서 폐 조직을 손상시킨다는 설명이다.

연구팀은 세포 간 부착에 관여하는 수용체 단백질을 차단하면 폐혈관 내부에 응집된 호중구를 제거할 수 있어 미세순환을 개선하고 저산소증을 호전시키고 폐부종을 감소시킨다는 사실도 증명해 냈다.

김필한 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 패혈증으로 인한 급성 폐손상 모델에서 폐 미세순환 저해가 호중구로 인해 발생하며 이를 제어하면 미세순환을 개선해 저산소증과 폐부종을 해소해 패혈증 환자를 치료하는 새로운 전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라며 “이번에 활용한 폐 미세순환 영상촬영 및 정밀분석 기법은 미세순환과 연관된 다양한 질환 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr