심장마비로 인해 산소와 영양 공급이 끊긴 심장 근육의 세포는 죽고 흉터 조직으로 대체된다. 흉터 조직은 심장을 물리적으로 지지하지만 정상 근육처럼 수축하지 못해 남은 근육에 과부하가 생기고 결국 기능이 떨어질 수 있다. 연구자들은 이런 회복 과정을 돕기 위해 미세침이 달린 생분해성 패치를 개발했다.
이 패치는 미세침 안의 미세 입자에 담긴 인터루킨-4(IL-4)를 심장 표면에 직접 전달한다. 바늘이 심장의 바깥층을 관통해 심근에 도달하면 녹아 IL-4를 방출한다. 전신 주사와 달리 국소 전달은 다른 장기에 약물이 노출되는 것을 줄인다.
IL-4는 대식세포를 염증을 유발하는 상태에서 치유를 돕는 상태로 전환시킨다. 연구팀은 이 변화가 흉터 형성을 제한하고 심장 기능 회복을 돕는다고 보고했다. 또한 패치는 내피세포의 염증 신호를 줄이고 NPR1 경로를 통해 신호 전달을 늘렸다. NPR1의 활동 증가는 혈관 건강과 심장 기능에 기여할 수 있다.
연구자들은 패치 부착 후 심근세포의 반응성이 높아지고 내피세포와의 신호 교환이 개선된 것을 관찰했다. 현재 패치는 흉부를 열어 넣어야 하며, 연구진은 작은 관을 통한 덜 침습적인 전달법을 개발해 임상 적용을 실용화하려 한다. Huang은 Xiaoqing (Jade) Wang과 함께 면역 반응을 지도화하는 AI 모델을 개발하고 있다. 연구는 National Institutes of Health와 American Heart Association의 지원을 받았다. 출처: Texas A&M University.
어려운 단어·표현
- 흉터 조직 — 손상 후 남아 원래 기능 못 하는 부위
- 생분해성 — 몸에서 서서히 녹아 없어지는 성질
- 미세침 — 아주 작은 바늘 모양 구조미세침이
- 인터루킨-4 — 면역 세포 행동을 바꾸는 단백질 신호인터루킨-4(IL-4)
- 대식세포 — 면역계에서 이물질을 먹는 큰 세포대식세포를
- 내피세포 — 혈관 안쪽을 덮는 얇은 세포층내피세포의, 내피세포와의
- 국소 전달 — 약물을 목표 부위에 직접 보내는 방법국소 전달은
- 신호 전달 — 세포 사이에서 정보가 전달되는 과정신호 전달을
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토론 질문
- 연구진이 작은 관을 통한 덜 침습적인 전달법을 개발하려는 이유와 그로 인한 장점은 무엇일까요?
- IL-4가 대식세포를 치유를 돕는 상태로 바꾸는 것이 흉터 형성을 어떻게 줄일 수 있을지 설명해 보세요.
- 면역 반응을 지도화하는 AI 모델이 이 연구나 임상 적용에서 어떤 도움을 줄 수 있을지 생각해 보세요.
