"심장 오른쪽 비대하면 폐질환 위험?"...심장 모양으로 질환 알 수 있다!
MRI로 심장 3D 모델 만들어 11가지로 분류
앞으로는 심장 모양만 봐도 미래에 어떤 질환에 걸릴 가능성이 높은지 알 수 있을 것으로 보인다. 심장 모양은 유전의 영향을 받기 때문이다.
영국 런던 퀸 메리대, 런던 킹스 칼리지, 사라고사대, 런던 유니버시티 칼리지, 코루냐대 병원 연구팀은 고급 3D(3차원 입체) 영상과 머신 러닝(기계학습)을 이용해 심장의 좌심실과 우심실의 유전적 기초를 조사했다.
이전 연구는 주로 심장의 크기와 부피, 그리고 특정 심실에 초점을 뒀다. 연구팀은 두 심실을 함께 연구해 심장의 다차원적인 측면을 포착했다. 이를 통해 심장 관련 유전자를 발견하고 심장 모양과 질환을 연결하는 생물학적 경로에 대한 이해를 넓혔다.
심장 모양과 관련된 유전 정보는 심장 질환 위험 점수를 매길 수 있도록 해서 잠재적인 위험을 조기에 알 수 있게 한다.
이 팀은 영국인 50만 명의 생물의학 데이터베이스인 영국 바이오뱅크에서 4만 명 이상의 심혈관 MRI 이미지를 사용해 심실의 3D 모델을 만들었다. 통계 분석을 통해 심장 모양의 주요 변화를 설명하는 11가지 모양을 식별해냈다. 이후 유전자 분석에서 인간 유전체의 45개 특정 영역이 심장 모양과 연결되어 있는 것으로 밝혀졌다.
퀸 메리대의 통계 유전학자인 리처드 번스 박사는 "이 연구로 심장 모양이 유전학의 영향을 받는다는 것을 확인했으며 양쪽 심실의 모양 분석이 심장대사 질환 위험을 예측하는 데 유용했다”고 말했다.
심장 모양별 관련 질환은 다음과 같다
△ 좌심실 비대 = 심부전, 심근경색 △좌심실 확장 = 심부전((확장성 심근병증) △우심실 비대 = 폐고혈압, COPD 등 다른 폐질환 △ 우심실 확장 = 폐동맥 고혈압, 심부전(우심실 부전) △ 심장의 비대칭 = 심장 기형, 부정맥 △ 심근 경직 = 심부전, 고혈압 △비대화된 심실 벽 = 비후성 심근병증 △ 좌심실 수축력 감소 = 심부전(수축성 심부전), 심근경색 △심장의 상부 확대 = 심방세동, 심장 판막 질환 △ 비정상적인 심실 사이의 경계 = 심실 중격 결손, 심장 기형 △비대된 심장 경로 = 심장 동맥 질환, 부정맥
이 연구는 ‘Genetic basis of right and left ventricular heart shape’이란 제목으로 ’네이처 커뮤니케이션스‘(Nature Communications)에 게재됐다.