국내 연구진, 사망 1위 심혈관 질환과 스트레스 상관관계 관찰 성공

|데일리포스트=송협 대표기자| “이번 연구를 통해 비접촉 방법으로 동맥의 움직임을 정확하게 추정할 수 있었고 이 방법은 실험동물의 높은 생존율을 보장할 수 있어 만성 스트레스가 미치는 영향을 종단 연구로 입증할 수 있었습니다.” (KAIST 기계공학과 유홍기 교수)

전 세계 성인 사망 원인 1위로 악명을 떨치고 있는 심혈관 질환은 현대 사회를 살아가는 많은 사람들의 생명을 위협하는 질병으로 꼽히고 있다. 이 재앙과 같은 질환을 지켜본 의학계는 정신적 스트레스가 심혈관 질환을 더 악화시키고 있다는 시각도 지배적이었다.

그동안 심혈관 질환과 스트레스가 혈관에 어떤 변화를 미치고 있는지 국내 연구진이 실시간으로 관찰하는데 성공하면서 향후 치료법에도 탄력이 예상된다.

KAIST 기계공학과 유홍기 교수 연구팀이 고려대학교 구로병원 심혈관센터 김진원 교수 연구팀과 협력을 통해 심장 박동으로 인한 혈관 움직임을 보상해 실시간으로 혈관 내 세포 움직임을 관찰할 수 잇는 새로운 생체 내 영상 획득 기술을 개발했다.

초점 가변 렌즈를 생체 내 광학 현미경에 도입, 동맥의 움직임을 추정하고 이를 현미경의 초점 평면과 동기화하는 기법을 개발, 이 기술을 통해 동맥의 움직임에 따라 이미지 간의 상관 계수를 4배 높일 수 었다. 또 시간 해상도를 57% 향상해 혈관 내 면역세포의 빠른 움직임을 실시간으로 관찰하는데 성공했다.

연구팀은 만성 스트레스에 노출된 실험군 쥐와 대조군 쥐의 경동맥에서 생체 내 영상 획득에 본 기술을 적용했으며 동맥경화 병변의 진행 정도를 세포 수준의 해상도에서 정량적으로 평가할 수 있었다.

실제로 만성 스트레스에 노출된 쥐의 경동맥에서 골수 세포의 침윤이 대조군 대비 6.09배 증가했다. 추적 영상에서는 골수 세포가 2.45배 더 증가하는 것을 확인했으며 조직학적 분석을 통해 스트레스가 동맥경화반의 크기와 염증을 증가시키고 섬유성 막을 얇게 만들어 경화반의 불안정성을 높인다는 것을 입증했다.

유 교수는 “이 기술은 우수한 시간 해상도를 제공해 스트레스가 심혈관 질환에 미치는 영향을 세포 수준에서 실시간으로 관찰할 수 있어 앞으로 스트레스 관련 심혈관 질환의 발병 기전을 규명하고 새로운 치료법을 개발하는 데 중요한 도구로 활용될 것으로 기대한다.”고 덧붙였다.

한편 KAIST 기계공학과 장민석 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 지난해 10월 10일 국제 학술지 ‘동맥경화, 혈전, 혈관 생물학’에 온라인판에 게재됐으며 44권 12호에 표지논문과 에디터픽으로 선정됐다.