국내 연구진이 뇌사자 공여 신장의 허혈성 신장 손상(신장의 혈류 부족한 상태)을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 방법을 개발했다.

이를 통해 이식 가능한 신장을 확보하고, 신장이식의 성공률을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

서울대병원 이식혈관외과 민상일 교수와 경희의대 김도경 교수 공동 연구팀은 시스테인이라는 아미노산의 증가를 식별하는 형광 분자 프로브(NPO)를 활용해 허혈성 신장 손상을 진단하는 방법을 6일 발표했다. 시스테인은 신장 손상 시 그 수치가 증가하는 것으로 알려져 있다.

신장이식 중 뇌사자 기증 신장은 허혈성 신장 손상의 위험이 높아 이식 전에 손상 정도를 신속하고 정확하게 진단하는 것이 중요하다.

하지만 기존의 신장 기능 평가 바이오마커들은 급성 신장 손상을 진단하는 데 민감도와 특이도가 부족하고, 조직학적 손상 심각도와의 상관관계가 뚜렷하지 않아 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 NPO라는 형광 분자 프로브를 사용해 신장 손상을 진단했다. 이 프로브는 시스테인과 반응하여 형광을 발산하며, 이를 통해 손상된 신장에서 시스테인의 증가를 감지할 수 있다.

인간 신장 세포를 이용한 실험에서는 저산소 상태에서 시스테인 수치가 유의미하게 증가함을 확인했다.

동물 모델 실험에서는 마우스를 이용한 허혈-재관류 손상 모델에서 NPO 프로브를 사용하여 정상 쥐와 허혈 손상 쥐의 신장을 비교 분석했다.

그 결과, 허혈 손상 쥐의 신장에서 NPO 형광 강도가 정상 쥐보다 훨씬 강하게 나타났다. 이는 NPO를 통해 신장 손상의 심각도를 효과적으로 진단하고 시각화 할 수 있음을 의미하는 것.

또한 연구팀은 뇌사자 기증자와 생체 기증자의 소변 샘플을 수집하여 NPO를 활용한 형광 강도를 비교 분석했다.

그 결과 뇌사자 기증자의 소변에서 NPO 형광 강도가 생체 기증자의 소변보다 훨씬 강하게 나타났다. 이는 뇌사자 기증자의 신장이 더 심각한 손상을 입었음을 의미하며, NPO가 신장 손상의 고위험군을 효과적으로 식별할 수 있음을 보여준다.

경희의대 김도경 교수는 "이 연구는 NPO 프로브를 사용하여 신장의 손상 정도를 정확히 진단할 수 있음을 보여준다"며 "기존의 바이오마커들이 갖고 있던 한계를 극복할 수 있음을 시사하는 것으로, 앞으로도 형광 분자 프로브가 다양한 질병 진단에 폭넓게 활용될 수 있기를 기대한다"고 말했다.

서울대병원 민상일 교수는 "NPO 프로브는 간단한 소변 샘플 분석으로 신장 손상을 평가할 수 있어 임상에서 쉽게 활용될 수 있다"고 의미를 부여했다.

민 교수는 이를 통해 뇌사자 기증자의 신장 손상을 사전에 정확히 진단함으로써, 이식 가능한 신장을 효과적으로 확보할 수 있어 이식 후 수혜자의 예후를 개선하는 데 도움을 줄 수 있을 것이라고 봤다.

이와 더불어 사용이 가능함에도 불구하고 폐기되는 기증 신장의 비율을 줄일 수 있을 전망이다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 한국보건기술연구 개발사업 지원으로 진행됐으며, 세계이식학회 공식 국제학술지인 'Transplantation(IF=5.3)' 최근호에 게재됐다.