[노벨 로드] “내 별명은 ‘빚가이’, 인맥과 노하우가 내 자산” 치매에 도전한 혈관 생물학자

고규영 IBS 혈관연구단장 겸 KAIST 특훈교수 인터뷰
혈관 생물학 분야 세계적 석학… 암에 이어 치매 연구
“엉뚱함과 꾸준함이 내 장점이자 연구 비결”
“블록버스터 신약 위해선 의사과학자 늘어야”

고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단장(KAIST 특훈교수)은 한국을 대표하는 의사과학자다. 혈관과 림프관을 연구해 국제 학술지 네이처, 사이언스에 수 차례 논문을 게재했고 2020년에는 세계 최고수준의 국제혈관학회(IVBM) 회장으로 선정될 정도로 리더 연구자로 인정받고 있다. 그러면서 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원과 IBS에서 35명의 박사와 3명의 석사를 배출해 의사과학자 양성에도 앞섰다.

암과 관련된 모세혈관과 림프관을 주로 연구하던 고 교수는 몇 년 전 돌연 치매 분야로 눈을 돌렸다. 치매 분야에서도 고 교수는 세계를 깜짝 놀라게 하는 연구 성과를 냈다. 치매 같은 퇴행성 뇌질환을 유발하는 뇌 속의 노폐물이 뇌 밖으로 배출되는 주요 경로가 뇌 하부에 있는 뇌막 림프관임을 세계 최초로 규명한 것이다.

나이가 들수록 노폐물 배출능력이 떨어진다는 사실도 확인했다. 하수관에 쌓인 이물질을 제때 뚫지 않으면 관이 막히고 고장이 나듯이 노폐물 배출이 제대로 되지 않는 걸 방치하면 치매 같은 뇌질환이 오는 셈이다. 고 교수의 연구는 퇴행성 뇌질환 치료의 새로운 방향을 제시했다는 평가를 받고 있다.

지난 10월 24일 대전 KAIST의 IBS 캠퍼스에서 고 교수를 만났다. 세계적인 석학인 만큼 인터뷰를 앞두고 잔뜩 긴장했지만, 세미나가 끝나고 연구실로 돌아온 고 교수는 기자에게 밥부터 먹자고 권했다.

고 교수가 점심 식사 장소까지 직접 운전대를 잡은 차로 이동했다. 이날 점심을 함께한 연구원과 행정원은 “교수님이 운전하는 차를 타고 점심 먹는 게 일상”이라고 말했다. 연구원들은 “다른 외부 활동이 많은 교수들과 달리 지금도 고 교수님은 한번도 빠짐없이 연구실로 출근을 한다”며 “매일 연구 이야기를 하기는 좋은데 어쩔 수 없이 열심히 연구할 수 밖에 없다”고 웃으며 말했다. 고 교수는 이런 이야기를 들으면서도 그냥 ‘허허’ 웃었다.

고규영 IBS 혈관연구단장(KAIST 특훈교수)은 세계적으로 손에 꼽히는 혈관 생물학 분야의 연구자다. 고 교수는 혈관 생물학 연구를 통해 암뿐만 아니라 치매 같은 퇴행성 뇌질환의 치료법을 찾고 있다./과학기술정보통신부

-혈관 생물학 분야의 권위자로 꼽힌다. 혈관 생물학은 어떤 연구를 하나.

“도로 종류가 다양하듯, 우리 몸 곳곳 혈관도 종류가 많다. 고속도로처럼 물질 운반을 담당하는 곳이 있는가 하면 동네 골목길 같은 가는 모세혈관도 있다. 이를 연구하는 분야가 혈관 생물학이다. 연구실에서는 모세혈관과 일종의 하수도 역할을 하는 림프관을 연구하고 있다.”

-혈관 생물학 연구는 언제부터 활발했나.

“히포크라테스 때부터 꾸준히 연구됐던 분야다. 모든 질병의 3분의 1이 혈관과 연관이 있다고 할 정도다. 치매나 당뇨, 뇌 질환의 진행이 대부분 혈관 손상과 관련있다는 것이 알려지면서 연구해야 할 필수 분야로 꼽히고 있다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 혈관과 면역 사이 상호작용도 집중적으로 다뤄지고 있다.”

-치매를 유발하는 뇌척수액 노폐물의 주요 배출 경로를 세계 최초로 밝혔다.

“뇌척수액이 뇌수막에 있는 림프관을 통해 나올 것이라는 사실은 150년 전부터 알려져 있었다. 기술의 한계 때문에 주요 배출 경로가 밝혀지지 않고 있었는데 뇌의 뒤쪽을 담당하는 척수액이 빠져나오는 경로를 밝혀냈다. 여기서 중요한 건 그 부분이 나이가 들수록 퇴행한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 노폐물을 제때 배출하지 못해 치매가 악화될 수 있다는 의미다. 4년 전에 발표한 연구인데, 연구 인용 횟수가 500번이 넘을 정도로 치매 연구 분야에서는 인정을 받고 있다.”

-치료법과 신약 개발도 진행 중인 것으로 알고 있다.

“노폐물을 내보내는 림프관이 목을 통과한다. 이를 이용한 치매 치료 방법에는 두 가지가 있다. 제일 쉬운 방법은 부드럽게 목을 마사지하는 거다. 오전에 15분, 오후에 15분으로 나눠 마사지하면 효과를 볼 수 있다. 연구실에서는 보다 정확한 부위를 효과적으로 마사지할 수 있도록 인체공학 분야 전문가와 협업해 방법을 찾고 있다. 또 하나는 림프관의 활동을 돕는 약물이다. 림프관 주변에 있는 근육세포와 펌프 부분을 자극해 흐름을 원활하게 만드는 약물을 테스트하고 있다.”

-다양한 곳에서 치매 신약 연구가 진행 중이지만, 성과는 쉽게 나오지 않고 있다.

“대체로 인지 기능의 20%를 회복하는지를 기준으로 보고 있는데, 이 기준이 애매하기도 하고 신약의 부작용도 고려해야 한다. 최근엔 치매 치료의 타깃을 베타 아밀로이드가 아닌 인산화된 타우로 삼아야 한다는 얘기가 나오기도 한다. 그만큼 다양한 논의가 여전히 진행 중이다. 연구의 한계는 인간의 치매를 재현할 수 있는 실험 동물이 없다는 점이다. 그러다보니 신약을 테스트하더라도 실험실마다 효능이 다르게 나타난다. 치매가 낫는지 생화학적으로 검사할 방법도 마땅치 않은 점도 있다.”

-돌파구가 있나.

“치매와 관련된 새로운 림프관 통로를 찾았으니, 인간과 비슷한 영장류로 약물을 테스트해보고 있다. 이 림프관은 두개골 밖에서 치료할 수 있기 때문에 기존 기술보다 접근성이 높을 거라고 본다. 몇 년 내에 가시적으로 쓸 수 있는 방법을 찾는 것이 목표다.”

-지금까지 암 관련 연구를 했다. 갑자기 치매 연구로 바꾼 계기가 있나.

“암 혈관 연구를 통해 성과도 내고 상도 받았다. 그런데 코로나19 이후로 머리와 목의 혈관, 림프관 연구에 집중하게 됐다. 치매와 관련된 혈관 생물학 연구는 많이 진행되어있지 않아 새로운 걸 발견할 수 있을 거라는 기대에 이 분야의 연구를 시작했다. 당시 신경외과나 이비인후과 전문의, 뇌공학과 출신 연구원들과 함께 일을 하다보니 치매 분야에 집중하게 됐다.”

고 교수는 암 혈관에 있어서도 국제적 명성을 가진 전문가다. 암세포가 림프절로 전이하기 위해 지방산을 핵심 연료로 활용한다는 사실을 세계에서 최초로 규명했다. 기존 연구에서는 대부분의 암세포가 포도당을 주 에너지원으로 쓴다는 것을 가정했지만, 고 교수는 기존 연구와는 다른 접근법으로 암세포의 생존전략을 밝혔다.

고규영 교수의 연구 인생을 총정리해둔 연구실의 한쪽 벽면. 맨 왼쪽에는 받은 상들과 논문 커버 아트 등이 장식되어 있다./홍아름 기자

◇내 별명은 ‘빚가이’… 연구한다고 수억원 빚지기도

-올해의 과학자상과 호암상, 아산의학상, 경암상, 그리고 올해 7월에는 2023 대한민국 최고과학기술인상까지 많은 상을 받았다.

“바닥부터 올라오다 보니 상을 많이 받은 것 같다. 젊을 때부터 탄탄대로를 걸어온 사람들은 금방 큰 상을 받지 않나. 그런데 나는 차근차근 올라가면서 상도 다양하게 많이 받은 것 같다. 큰 상을 받은 뒤에 연구 성과가 이어지지 않는 경우도 있다고 하는데, 나는 오히려 호암상을 받은 이후에 연구 성과가 더 많이 나왔다.”

-바닥부터 올라왔다고 생각하는 이유가 무엇인가.

“고등학교 때까지만 해도 문과 학생이었다. 그러다 고등학교 1학년 때 무전여행을 갔다가 폐결핵에 걸려 1년 동안 학교를 쉬었다. 이를 계기로 직접 환자들을 고쳐주고 싶다는 생각에 이과로 옮겨 전북대 의대를 진학했다. 그런데 12·12 사태로 학교를 또 반년에서 1년 정도 쉬었다. 여러모로 학업을 이어가기 쉽지 않은 상황이었다. 이때 주변에서 실험을 권유해 우연히 시작하게 됐는데 전국의대 경진대회에서 상까지 받았다. 그 때 연구를 하는 것도 괜찮겠구나 싶었다. 의대를 1등으로 졸업하고 대학원에 진학했는데, 돈 관리부터 바닥청소까지 안 해본 일이 없을 정도로 여러 일을 했다. 인프라가 충분치 않은 상황에서 연구를 했던 기억이다.”

-지금은 석학으로 불리는데 힘든 시기가 있었다는 게 잘 상상이 가지 않는다.

“연구비가 모자라 빚을 5억원까지 낸 적도 있다. 오죽하면 ‘빚가이’라는 별명이 붙었겠나. 전에는 연구 성과가 안 나오면 왜 안 나오지 하면서 자책하기도 하고, 생각도 많이 했다. 지금은 교회도 다니고, 자전거를 타거나 걷기도 하면서 마음을 잡는다. 가끔 KAIST 주변을 걷고 있으면 비슷한 사람들을 많이 만난다. 이제는 힘든 때가 와도 묵묵히 할 일을 해나갈 뿐이다. 국민 세금을 받으면서 외국보다 좋은 장비나 시약, 인력을 갖추고 연구를 하고 있지 않나. 소홀할 새가 없다.”

-꾸준하게 연구를 할 수 있는 원동력은 무엇인가.

“스스로 엉뚱한 기질이 조금 있다고 생각한다. 연구도 핵심, 중요한 것만 다루고 싶어하는 욕심이 있다. 그래서 학회를 자주 가고 다른 사람들의 연구도 부단히 분석한다. 그러다 보면 자연스레 쌓아왔던 지식들이 복합적으로 떠올라 아이디어가 떠오르기도 한다. 젊은 연구자들과 계속 소통하며 연구에 대한 이야기를 나누는 것도 큰 도움이 된다.”

-돈 많이 버는 의사가 아니라 과학자가 된 것도 엉뚱함 덕분인가.

“의대 때도 주위에서 다들 의사한다고 하는데 나는 기초과학 연구를 하겠다고 대학원에 진학했다. 그동안 잘해오던 암 혈관 연구 대신 치매 분야로 들어선 것도 그렇다. 아무래도 남들이 하지 않은 것, 가지 않은 길 중에서 가능성 있는 것에 과감하게 베팅하는 것 같다. 이런 점이 연구자로서 옥석을 가려 연구 방향을 잡는 데 중요하게 작용하는 것 같다. 이런 점이 남들과 다른 역량이 되기도 한다고 본다.”

-아들도 같은 길을 걷고 있다고 들었다.

“의사과학자는 아니지만 생명과학 쪽을 연구하고 있다. 내 인생을 돌아봤을 때 말로는 힘들었다고 하지만 자부심 있게, 재밌게 살았다고 생각한다. 그래서 적극적으로 아들의 선택을 지지했다.”

-언제까지 연구할 계획인가.

“연구에 대해서는 항상 배가 고프다고 말한다. 최근 1~2년 동안은 집에 가서도 뇌척수액만 생각할 정도다. 중요한 발견을 해서 신약이나 치료법을 개발해 사람들에게 도움을 주고 싶은 마음이 가장 크다. 그만큼 앞으로 연구 기회를 유지할 수 있도록 평가도 잘 받고 계속 연구하고 싶다. 또 연구비가 국민 세금이지 않나. 그 부분 때문에라도 연구를 꾸준히, 내 눈 감기 전까지는 계속 하고 싶다.

지금 KAIST에 특훈 교수로 있는데, 내 딴에는 특훈 교수가 특별히 훈련을 더 받아야 하는 교수라고 생각하고 있다. IBS는 70세까지 정년이지만 KAIST에서 정년이 지나도 교수로서 일하고 싶을 때까지 할 수 있도록 지원해준다고 했다.”

-연구에 있어서 앞으로의 목표가 있다면.

“논문이나 상을 목표로 삼지는 않는다. 다만 내가 쌓아온 것들을 다음 세대에게 잘 넘겨줘야 한다고 생각한다. 지금도 연구실에 팀 리더들을 만들어서 인맥이나 연구 노하우를 전달해주고 있다. 학회에 가서 다른 연구자들을 소개해주기도 한다. 특히 국내외 연구자들과 소통하고 기관과 스스로의 인지도를 높이는 것이 중요하다고 생각한다.”

고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단장이 이끈 연구진이 영유아가 뇌수막염에 취약한 원인이 미성숙한 뇌수막 면역 장벽임을 밝혔다. 사진은 이번 논문의 표지 아트로 뇌수막의 일부인 '경막' 내의 혈관(노란색)과 면역을 담당하는 대식세포 MHCII(붉은색)를 나타냈다. 이 사진을 연구단 입구에서도 볼 수 있었다./기초과학연구원(IBS)

◇속도보다는 꾸준함이 중요해

-포스텍에서 KAIST로 자리를 옮긴 이유는.

“KAIST 의과학대학원을 세운 유욱준 교수(한국과학기술한림원 원장)님이 의사 출신 연구자가 필요하다고 해서 옮겼다. 결정을 내리기 쉽지 않았는데 유 교수님이 3~4번 찾아와 설득했다. 거기다 포스텍이 상대적으로 외진 곳에 있고 의생명 분야 연구자도 적어 소통하기 쉽지 않았던 점도 있었다.”

-의사과학자를 늘려야 한다는 과학계의 목소리가 커지고 있다.

“예전에 비하면 많이 나아졌다. 지금까지 270명 정도 나왔는데, 점점 줄고 있다. 전에는 22~23명 정도였는데 지금은 10명대에 머물고 있다. 학생 수가 줄어든 이유는 두 가지 인데, 다른 대학에 비슷한 제도가 있기도 하고, 군 대체복무 제도도 조금 개선의 여지가 있다. 1년에 50명은 있어야 한다고 생각한다.

최근 신약 블록버스터는 기초 분야부터 임상까지 하나의 팀을 이뤄서 개발을 진행한다. 이 방식이 아니면 글로벌 신약이 나올 수 없다. 국내는 이 팀이 다 나뉘어져 있다. 나중에는 약을 최종적으로 사용하는 엔드유저인 의료진까지 개발 과정에 참여해야 한다. 더 넓게 보면 펀드매니저나 보건행정가까지 필요하다. 그렇게 하지 않으면 개발이 쉽지 않다.”

-노벨 생리의학상 수상자의 10명 중 4명이 의사과학자다. 의사과학자 양성이 한국 과학계에 노벨상을 안겨다줄까.

“노벨 의학상의 취지가 환자들에게 도움을 주는 것인 만큼 의학적인 인사이트를 가진 사람이 유리할 것이다. 다만 지금은 우수한 인재들이 다 의대에 쏠리는 통이라 아쉽다. 과학 연구를 하면 큰 성과를 낼 수 있을텐데. 한편으로는 노벨상 수상에는 의사과학자나 생명과학자의 차이가 없다고 생각한다. 공학자가 노벨상을 받기도 한다. 특정 분야에 투자하는 것보다는 밸런스를 맞춰야 한다고 생각한다.”

-한국에서 노벨상 수상자가 언제쯤 나올까.

“나올거라고 생각한다. 개인적으로는 박남규, 현택환, 김빛내리 교수 같은 분들을 후보로 본다. 결국엔 자기가 해오던 걸 잘 쌓아놓으면 기회가 꼭 올 것이라 본다. 새 분야를 여는 연구가 중요하다고 생각한다. 올해 노벨상 후보로 오르지 못했다고 해서 일희일비할게 아니라 타이밍이 맞아야 한다. 사회적인 현상이나 분위기도 무시할 수 없다.”

-후배 과학자들에게 한마디 한다면.

“제대로 연구한지가 40년이 돼 가는데, 생명과학 분야는 한길 파는 것 밖에는 없다고 생각한다. 자신이 호기심이 생기는 분야를 찾아서 하고 싶은 연구를 하며 작은 발견이라도 많이 해놓아야 한다. 꾸준히 쌓아올리다보면 과학자들 사이에서 인정 받게 된다. 요즘 과학자들은 불안해서 성과를 빠르게 내고 싶어하는데, 그러다보면 협업도 잘 안된다. 속도보다는 경험 쌓는데 집중하면 좋겠다.”

고규영 IBS 혈관연구단장 겸 KAIST 특훈교수는

1983년 전북대 의과대학 의학학사

1985년 전북대 대학원 의학석사

1991년 전북대 대학원 의학박사

1995~2001년 전북대 의과대학 조/부교수

2001~2003년 포스텍 생명과학과 부교수

2003년~현재 KAIST 의과학대학원 특훈교수

2011년 제7회 경암학술상 생명과학부문

2012년 제5회 아산의학상

2015년~현재 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 단장

2018년 제28회 호암상 의학부문

2020년 2020 과학언론상

2023년 옥조 근정훈장

2023년 대한민국최고과학기술인상

주요 연구 성과

Science(2020), DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax4063

Nature(2019), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1419-5

Science(2019), DOI: https://doi.org/10.1126/science.aav0173

Journal of Clinical Investigation(2017), DOI: https://doi.org/10.1172/JCI94668

Journal of Clinical Investigation(2017), DOI: https://doi.org/10.1172/JCI93825

Science(2017), DOI: https://doi.org/10.1126/science.aal2379

Cancer Cell(2016), DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccell.2016.10.018

Cancer Cell(2014), DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2013.12.010

Journal of Clinical Investigation(2014), DOI: https://doi.org/10.1172/JCI75392

Cancer Cell(2010), DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2010.07.001

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