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KAIST, 술 마시면 간세포가 '자폭 신호'…세계 최초로 밝혀낸 비밀 [이코노믹데일리] 과음으로 인한 간 손상의 핵심 원리가 국내 연구진에 의해 새롭게 밝혀졌다. 간세포가 마치 뇌의 신경세포처럼 인접한 면역세포와 '유사시냅스(pseudosynapse)'라는 구조를 형성, 직접 신호를 보내 염증과 세포 사멸을 유도하는 분자 메커니즘이 세계 최초로 규명됐다. 정원일 KAIST 의과학대학원 교수 연구팀은 서울대 보라매병원과 공동 연구를 통해 이 같은 알코올성 간염의 발생 과정을 분자 수준에서 입증했다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 알코올성 간질환의 조기 진단과 근본적인 치료제 개발에 획기적인 전기를 마련했다는 평가를 받는다. 연구팀에 따르면 만성적인 음주는 간세포 내부에 신경전달물질인 '글루탐산'을 저장하는 수송체(VGLUT3)의 발현을 늘린다. 이 상태에서 폭음을 하면 간세포 내 칼슘 농도가 급변하면서 저장됐던 글루탐산이 세포 밖으로 한꺼번에 분출된다. 문제는 만성 음주로 팽창한 간세포가 간의 상주 면역세포인 쿠퍼세포와 물리적으로 밀착된 '유사시냅스' 구조를 형성하고 있다는 점이다. 분비된 글루탐산은 이 유사시냅스를 통해 쿠퍼세포의 수용체(mGluR5)를 직접 자극한다. 이 신호는 쿠퍼세포 내 활성산소 생성 효소(NOX2)를 깨우는 스위치 역할을 한다. 결국 활성화된 쿠퍼세포는 다량의 활성산소를 뿜어내 주변 간세포를 공격해 죽이고 이것이 바로 심각한 간 염증으로 이어진다. 손상된 간세포가 단순히 파괴되는 것이 아니라 능동적으로 면역세포에 파괴 신호를 보내는 주체임이 밝혀진 것이다. 이는 기존에 알려진 장 유래 독소에 의한 염증 반응과는 완전히 다른, 간 내부에서 일어나는 직접적인 세포 간 소통 경로를 처음으로 제시했다는 데 큰 의미가 있다. 연구팀은 동물 모델에서 글루탐산 수송체(VGLUT3)나 수용체(mGluR5)의 기능을 약물로 억제하자 알코올로 인한 간 손상이 현저히 감소하는 것을 입증하며 이 기전의 인과관계를 증명했다. 나아가 실제 알코올성 간염 환자의 간 조직과 혈액에서도 글루탐산 농도와 관련 단백질 발현이 비례하는 것을 확인해 임상적 연관성까지 밝혔다. 정원일 교수는 “이는 향후 알코올 지방간염(ASH)의 발병 초기 단계에서 진단용으로 혹은 치료를 위한 새로운 분자 표적으로 활용될 수 있다”며 간 질환 치료의 새로운 패러다임을 예고했다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.2025-07-17 09:11:00
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KAIST, 멤리스터로 '인공 감각 신경계' 개발…로봇, 위험만 감지한다 [이코노믹데일리] 국내 연구진이 로봇이 사람처럼 중요한 자극에만 민감하게 반응하고 익숙한 자극은 무시하도록 하는 인공 감각 신경계를 개발했다. 이 기술은 별도의 복잡한 소프트웨어나 회로 없이 생명체의 ‘습관화’와 ‘민감화’ 기능을 모사해 에너지 소모를 최소화하면서 외부 자극에 지능적으로 반응하는 것이 특징이다. KAIST는 전기및전자공학부 최신현 석좌교수 연구팀이 충남대 이종원 교수팀과 공동으로 차세대 뉴로모픽 반도체인 멤리스터 기반의 인공 감각 신경계를 개발했다고 15일 밝혔다. 이 기술은 에너지 효율이 중요하고 공간이 제약되는 초소형 로봇이나 로봇 의수 등에서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 연구팀은 하나의 멤리스터 소자 안에 서로 반대 방향으로 전도도를 변화시키는 층을 형성하는 방식으로 한계를 극복했다. 이를 통해 반복 자극에는 반응이 줄고 위험 신호에는 다시 민감해지는 실제 신경계의 복잡한 반응 패턴을 단일 소자로 구현하는 데 성공했다. 연구팀은 이 멤리스터로 촉각과 고통을 인식하는 인공 감각 신경계를 만들어 실제 로봇 손에 적용하는 실험을 진행했다. 실험 결과 반복적인 촉각 자극에는 로봇 손이 점차 반응을 무시하는 ‘습관화’를 보였고 전기 충격과 함께 자극을 주자 이를 위험 신호로 인식해 다시 민감하게 반응하는 ‘민감화’ 특성을 확인했다. 별도의 복잡한 프로세서 없이도 로봇이 효율적으로 자극에 대응할 수 있음을 실험적으로 입증한 것이다. 제1저자인 박시온 KAIST 연구원은 “사람의 감각 신경계를 차세대 반도체로 모사해, 더 똑똑하고 에너지 측면에서 효율적으로 외부 환경에 대응하는 신개념 로봇 구현의 가능성을 열었다”라며 “앞으로 초소형 로봇, 군용 로봇, 로봇 의수 같은 의료용 로봇 등 차세대 반도체와 로보틱스의 여러 융합 분야에서 활용될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 지난 1일 게재됐다.2025-07-15 08:20:46
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