IBS, 기초의학 분야 연구단 첫 출범

혈관연구단 단장 고규영 KAIST 교수, 7월부터 연구 돌입

“혈관과 림프관의 생성, 분화, 재생에 관여하는‘핵심 분자물질’을 발견하고 특성을 파악할 것입니다. 이로써 암을 비롯한 혈관질환 난치병을 치료하는 데 획기적인 돌파구를 마련할 수 있습니다.”

혈관 생물학(Vascular Biology) 분야 세계적 권위자인 고규영 KAIST 의과학대학원 특훈교수(58)가 기초과학연구원(IBS) 새 단장에 선임됐다. 고규영 단장이 이끄는 ‘혈관연구단(Center for Vascular Research)’은 7월 1일 출범하여 연구에 착수한다.

 IBS는 이번에 처음으로 기초의학 분야에서 연구단을 출범시켰다. 지난 25년간 기초의학에 매진해온 고규영 신임단장은“기초의학자로서 영광스러운 동시에 책임감을 느낀다. 기초의학을 연구하려는 후학들에게 동기 부여가 되면 좋겠다”고 IBS 연구단장 선정과 연구단 출범에 대한 소감을 밝혔다. 고 단장은 “1980년 ‘기초의학을 연구하면 질병의 근본적 원인을 규명하고 치료신약을 개발할 수 있어 수많은 난치병 환자를 고칠 수 있다’는 은사의 말에 감동을 받아 지금 이 자리까지 오게 됐다”고 했다. 고 단장은 자신의 은사인 조경우 전북대 의대 교수와 함께 대한의학회 분쉬의학상을 10년을 사이에 두고 나란히 받아 화제를 모은 바 있다.

혈관생성 단백질 연구로 새로운 암치료법 제시

고 단장은 혈관 연구 분야에서 국제적 권위를 인정받고 있다. 그는 혈관 생성을 촉진하는 단백질의 존재와 작동 메커니즘을 밝혀 세계적인 주목을 받았다. 그는“ 특히 혈관 생성을 촉진하는 단백질인 ‘콤프 앤지원(COMP-Ang1)’을 연구·개발해 이를 원하는 세계 각국의 연구자들에게 보냈던 것이 기억에 남는다”며 “이후 외국에 제 연구가 더 많이 알려졌고, 혈관 생성 분야의 연구를 선도하는 그룹이 되었다”고 설명했다. 그는 현재 혈액 연구 분야의 세계적 저널인 ‘블러드(BLOOD)’의 편집위원으로 활동하고 있으며 최근 암 연구분야의 국제 저널인 “캔서 리서치 (Cancer Research) 의 암혈관 분야 편집위원으로 선정 되었다. 

고 단장은 암세포와 혈관 생성의 관계를 집중적으로 연구해왔다. 암 혈관이 생성되는데 관여하는 ‘혈관내피세포 성장인자(VEGF-A)’와 ‘안지오포이에틴-2(Ang2)’를 동시에 차단할 수 있는 이중혈관신생차단제(DAPP)를 개발했고, 암 혈관에서만 발현하는 로제이(RhoJ) 단백질이 암 조직에서 혈관 생성과 유지에 결정적인 역할을 한다는 사실을 알아냈다.

 암 세포는 스스로 성장하기 위해 새로운 혈관을 만들어 산소와 영양분을 흡수한다. 이렇게 만들어진 신생혈관은 암 세포의 영양 보급망이자 암세포 전이의 체내 이동 통로도 된다. 최근 암 세포 자체를 공격하는 대신 암 혈관을 표적으로 하는 항암제가 새로운 치료법으로 각광받고 있다. 암 세포의 영양 보급망과 이동 통로를 끊어버려, 암 세포를 고사 시키거나 전이를 차단하는 전략이다. 고 단장은 암 혈관의 생성과 유지에 필요한 단백질을 연구함으로써 새로운 치료법이 개발될 수 있는 탄탄한 토대를 제공하고 있다. 이 분야연구업적으로 지난 2012년 아산의학상을 수상했다. 

 그는 “장기별로 혈관이 생성되는데 차이가 있고 암, 염증 등에 관여하는 혈관의 상태에도 차이가 있다”며 “장기별로, 또 여러 가지 질환별로 서로 다른 혈관의 생성, 분화, 유지, 조절 작용에 대한 기초연구를 통해 혈관 관련 질환치료와 합리적인 재생의 실마리를 찾을 수 있다”고 밝혔다.

 고 단장은 림프관, 혈관주변세포들에도 주목하고 있다. 체내 산소와 영양분, 세포이동 등을 담당하는 혈관과 림프관은 인체의 상․하수도라 할 수 있다. 그는 “우리 몸에 림프절은 약 600개가 존재한다. 바이러스를 비롯한 병원균, 면역세포, 암세포 등이 온몸에 분포되어 있는 림프관으로 이동하여 림프절에 도달하면서 면역반응을 일으킨다.”며 “특히 림프절에서 항원과 면역세포 간 반응할 때 림프관의 역할에 대하여 집중적으로 연구할 계획”이라고 밝혔다.

가스, 영양분, 노폐물의 교환이 이뤄지는 모세혈관에서 내피세포 외부를 둘러싸고 있는 주변 세포도 연구 대상이다. 최근 모세혈관 주변 세포들이 특별한 분자 물질을 분비하여 혈관 분화와 유지 등에 기여한 사실들이 밝혀지고 있기 때문이다.

심장은 ‘특수 혈관’...심장 줄기세포도 연구

 IBS 혈관 연구단에서 심장 연구도 중요한 부분을 차지할 것으로 예상된다. 심장도 혈관의 일부라고 강조하는 그는 “심장질환에서 혈관이 중요할 뿐 아니라 심장근 줄기세포를 이식할 때도 혈관 생성이 이식과 동시에 이루어져야 한다”고 연구배경을 밝혔다.

고 단장은 미국 인디애나대학 심장연구소 선임연구원 시절 세계최초로 심장 재생을 위한 심장 세포 이식에 성공했다. 심장 줄기세포, 근육세포 이식의 잇단 성공은 지난 20년간 줄기세포를 이용한 심장근 재생 연구의 근간을 이루었다. 줄기세포를 이용한 심장근 재생 연구는 세계적으로 경쟁이 매우 치열한 분야이다. 고 단장은 “향후 10년간 심장근 재생에 알맞은 진정한 의미의 심장줄기세포를 생성하고 특성을 파악하는 기초연구와 효율적인 이식방법을 개발하는 응용연구를 동시에 진행할 것”이라고 설명했다.

 고 단장은 기초의학 연구를 통해 국민건강을 위협하는 신종 바이러스 중증감염에 의한 패혈증 치료에 기여할 수 있을 것이라고 강조했다. 그는 “메르스와 같은 호흡기 관련 바이러스는 폐 세포와 면역세포에 심한 손상을 일으켜 패혈증에 빠졌을 때 치사율이 높다. 이 때 동시약물 치료법이 효과적인데, 폐의 3분의 1을 차지하는 혈관내피세포를 보호하는 약물을 투여하면 패혈증에 의한 치사율을 대폭 낮출 수 있을 것으로 기대한다. 실제 최근 이러한 혈관내피세포 보호 항체를 공동연구로 개발하였다”고 말했다.

IBS 김두철 원장은 “세계적인 수준의 연구를 수행하여 질병 치료의 패러다임을 전환할 만한 발견을 이루어내길 기대한다”고 말했다. IBS는 혈관연구단 출범으로 총 25개 연구단을 갖추게 됐다. 또 하반기 나노의학 연구단(단장 천진우)이 새로 설립될 예정이다.