간 이식 외에는 특별한 치료법이 없던 간경화를 초음파로 치료하는 방법이 밝혀졌다. 생체의공학과 박기주 교수 연구팀이 집속초음파 기반의 생체조직 파쇄 기술인 ‘히스토트립시(Histotripsy)’를 활용했다. 사진은 간경화 치료 히스토트립시 개념도

생체의공학과 박기주 교수 연구 성과 발표
집속초음파 이용, 간경화 조직 비침습적 파쇄
정상 간 조직 재생 통해 간경화 치료

생체의공학과 박기주 교수

간경변증(liver cirrhosis) 또는 간경화는 만성적 염증으로 정상 간조직이 섬유화 조직으로 변하며 간 기능이 저하되는 질환이다. 간 기능 장애로 황달이나 복수, 간부전, 간성 뇌증 등의 합병증이 생기기도 하며, 간암의 선행 병변으로도 알려져 있다. 간경화의 현재 치료법은 간이식이 유일하다. 하지만 이식에 필요한 공여 장기의 부족과 간이식 대기 중에 환자의 증세 악화로 인한 간이식의 치료 효과 제한 등의 단점이 크다. 새로운 치료적 접근법의 필요성이 증대되는 원인이다.

생체의공학과 박기주 교수가 고려대 의과대학 박기수 교수와 함께 히스토트립시(Historipsy)를 이용해 간경화 조직을 비침습적으로 파쇄하고, 주변 간 조직의 재생을 통해 간경화를 치료할 방법을 세계 최초로 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지인 네이처의 자매지 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)>에 게재됐다.

박기주 교수 연구팀은 간경화 동물 모델을 90일간 추적 관찰했다. 이를 통해 히스토트립시의 치료 효과와 부작용도 없음을 확인했다.

가설에 맞춰 간경화 동물 모델 실험, 90일간 추적해 치료 효과 확인, 특별한 부작용 없어
박기주 교수 연구팀이 활용한 히스토트립시는 집속초음파 기반의 생체조직 파쇄 기술이다. 히스토트립시는 높은 음향 압력의 충격파를 사용해 초음파 초점에서 음향 캐비테이션(acoustic cavitation)을 인위적으로 발생시켜 생체조직을 열 손상 없이 물리적으로 파쇄하는 기술이다.

연구팀은 고정밀 히스토트립시로 섬유화된 간경화 조직만을 물리적으로 파쇄하면, 치유(healing response) 과정의 일환으로 파쇄된 간경화 조직 주변의 정상 간세포 증식(proliferation)이 일어나며 간 재생(liver regeneration)으로 이어지며 결과적으로 간기능이 개선될 것이란 가설을 세웠다. 이 가설에 따라 간경화 동물 모델 실험을 진행했고, 90일간 추적 관찰해 가설을 검증했다.

연구 결과 히스토트립시 처리 간 조직에서 히스토티립시를 처리하지 않은 간 조직에 비해 간경변증 정도가 현저히 줄었고, 간 섬유증의 지표로 알려진 단백질 ‘α-SMA’의 발현이 감소했다. 또한 히스토트립시는 간경화가 진행된 간에서 간세포 특이지표인 ‘ASGR1’의 발현을 증가시켜 효과적인 간 재생 능력을 보였다. 간경화 동물에서는 악화된 혈액 간기능 수치인 AST와 ALT도 감소시켜 유의한 간기능 개선의 효과를 보였다. 90일간의 실험 기간에 모든 동물에서 히스토트립시와 관련된 특별한 부작용도 없었다.

박기주 교수는 “간경화 동물 모델에서 히스토트립시 치료를 통해 간경화 조직을 비침습적으로 파쇄하고 간 재생으로 촉진하면서도 특별한 부작용이 없음을 확인했다. 간 기능의 지표도 개선됐다. 이는 히스토트립시가 간경화의 새로운 치료법이 될 수 있음을 학계 최초로 밝혀낸 결과다”라고 설명했다. 연구를 함께한 박기수 교수는 “히스토트립시의 간경화 진행 억제와 간기능 개선 효과는 간경화로 간 이식을 대기하고 있는 환자들의 증세 악화를 막을 수 있다. 기존 간 이식 치료에도 도움을 줄 수 있다”라고 강조했다.

글 정민재 ddubi17@khu.ac.kr

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