Expert Insight

2026-08-27 온라인뉴스팀

중국 연구진, 자율적으로 수축·이완하며 운동 효과 내는 생체공학 ‘마이오그라프트(Myografts)’ 개발 성공

[익스퍼트인사이트 온라인뉴스팀] 힘겹게 헬스장에 가거나 땀을 흘리며 무거운 덤벨을 들지 않고도, 체내에 이식된 인공 근육이 스스로 규칙적인 운동을 수행하여 실제 신체 단련과 동일한 생리학적·대사적 건강 혜택을 전신에 제공하는 사상 초유의 ‘자율 수축형 근육 이식편(Self-exercising Muscle Grafts)’이 중국 과학계에 의해 세계 최초로 개발되었다. 뇌졸중이나 척수 손상, 만성 중증 질환으로 인해 침대에 장기간 누워 지낼 수밖에 없는 와병 환자나 거동이 불편한 고령층 환자들에게 신체적 운동 없이도 근위축을 막고 대사 질환을 예방할 수 있는 혁신적인 치료의 길이 열리면서, 글로벌 재생의학 및 생체조직공학계가 거대한 충격과 찬사를 보내고 있다.

홍콩 유력 영자 일간지 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 2026년 8월 26일 자 과학 전문 기자 빅토리아 벨라(Victoria Bela)의 심층 보도를 통해 ‘헬스장이 필요 없다고? 중국 과학자들, 스스로 운동하는 근육 이식편 개발(No gym needed? Scientists in China develop self-exercising muscle grafts)’이라는 제하의 기사를 싣고, 중국 유수 연구기관의 공동 연구팀이 거둔 획기적인 바이오엔지니어링 성과를 대대적으로 보도했다. 매체는 연구팀이 개발한 이른바 ‘마이오그라프트(Myografts)’가 스스로 미세한 기계적 자극과 수축 운동을 지속함으로써, 환자가 자발적으로 몸을 움직이지 못하는 상태에서도 운동이 인체에 미치는 강력한 긍정적 효능을 온전히 체내에 공급해 줄 수 있는 혁신적 플랫폼이라고 전했다.

인간의 골격근은 단순히 몸을 지탱하고 뼈를 움직이는 기계적 기관을 넘어, 인체 최대의 에너지 소모처이자 다양한 호르몬성 물질을 분비하는 핵심 내분비 기관이다. 규칙적인 신체 운동을 할 때 근육 세포는 수축과 이완을 반복하며 ‘마이오카인(Myokines)’이라 불리는 수백 가지의 유익한 신호 전달 펩타이드 단백질(이리신, 인터루킨-6, BDNF 등)을 혈액 속으로 방출한다. 이 마이오카인은 혈관을 타고 전신을 순환하며 인슐린 감수성을 개선해 혈당을 조절하고, 백색 지방을 열을 내는 갈색 지방으로 전환해 체지방을 연소시키며, 심혈관 기능을 강화하고 뇌 신경세포의 재생을 촉진하는 등 전신 건강을 유지하는 데 결정적인 역할을 수행한다.

그러나 사고로 인한 신경 마비, 척수 손상, 루게릭병(ALS)과 같은 신경퇴행성 질환, 혹은 고령화에 따른 중증 근감소증(Sarcopenia)으로 인해 장기간 침상에 누워 있어야 하는 환자들은 이러한 근육의 자발적 수축이 원천적으로 불가능하다. 이로 인해 근육량이 급격히 소실되는 근위축증(Muscle Atrophy)이 발생함은 물론, 마이오카인 결핍으로 인해 인슐린 저항성 증가, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 지방간, 전신 만성 염증, 골밀도 감소 등 치명적인 2차 대사 합병증의 악순환에 빠지게 된다. 물리치료사가 환자의 팔다리를 수동으로 움직여주는 재활 치료나 단순 전기자극치료(EMS)는 근육 표면의 일시적인 자극에 그쳐 실제 생화학적 운동 효과를 유도하는 데 명확한 한계가 있었다.

중국 연구진은 이러한 난제를 해결하기 위해 줄기세포 유래 근육 전구세포와 생체 적합성 하이드로겔 지지체(Scaffold), 그리고 자율적 자극 메커니즘을 결합한 생체공학적 복합 근육 조직을 구축하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 ‘마이오그라프트’는 체내에 이식된 후 숙주의 미세 혈관망과 신속하게 연결되며, 외부에서 환자가 의도적으로 힘을 주거나 뇌에서 신경 신호를 보내지 않더라도 자체 내장된 자극 반응 메커니즘을 통해 주기적이고 규칙적인 미세 수축·이완 운동(Self-exercising)을 스스로 반복하도록 정밀하게 프로그래밍되었다.

동물 실험 모델을 통한 정밀 검증 결과, 이 자율 운동 근육 이식편을 체내에 삽입한 실험군은 장기간 활동이 제한된 상태에서도 근육량 감소가 획기적으로 억제되었으며, 정상적인 운동을 수행한 대조군과 거의 유사한 수준의 마이오카인 농도가 혈중에서 유지되는 것으로 확인됐다. 특히 혈당 조절 능력이 크게 개선되고 체내 지질 대사가 정상화되었으며, 전신 염증 수치가 유의미하게 감소하는 등 실제 고강도 유산소 및 근력 운동을 꾸준히 병행했을 때 나타나는 전신적 대사 개선 효과가 고스란히 재현되었다.

의학계와 보건 전문가들은 이번 연구 성과가 현대 의학의 오랜 난제였던 ‘비운동성 환자의 대사 관리’ 패러다임을 근본적으로 바꿀 수 있는 게임 체인저라고 평가하고 있다. 노인 요양병원이나 중환자실에 장기 입원 중인 고령 환자들의 욕창 및 근위축을 방지하고, 척수 손상 환자들의 전신 대사 붕괴를 막아 생존율과 삶의 질을 비약적으로 끌어올릴 수 있기 때문이다. 또한 스스로 운동할 수 없는 환자들에게 일종의 ‘살아있는 생체 약국(Living Bio-pharmacy)’ 역할을 함으로써, 막대한 의료비와 간병 부담을 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

나아가 이번 기술은 우주 탐사 분야에서도 엄청난 잠재력을 지닌 것으로 평가받는다. 무중력(미세중력) 환경에 장기간 노출되는 우주비행사들은 우주정거장에서 매일 수 시간씩 고강도 운동을 하더라도 급격한 근육 손실과 골밀도 저하를 겪을 수밖에 없다. 만약 체내에서 스스로 운동하며 마이오카인을 공급하는 인공 근육 이식 기술이 실용화된다면, 향후 인류의 달 기지 상주 및 화성 유인 탐사와 같은 심우주 미션에서 우주인의 신체 기능을 유지하는 데 결정적인 핵심 방호 기술이 될 수 있다.

물론 상용화와 인체 임상 적용까지는 해결해야 할 과제들도 남아 있다. 사람의 체내에 이식되었을 때 면역 거부 반응 없이 수년 이상 장기적으로 자율 운동 능력을 유지할 수 있는지에 대한 생체 안정성 검증이 필수적이며, 체내 혈관과의 완벽한 융합 및 자율 수축 주기를 환자의 개별 상태에 맞춰 정밀하게 제어하는 기술적 고도화가 요구된다. 연구진은 현재 대형 동물 모델을 대상으로 한 유효성 및 안전성 추가 검증에 착수했으며, 단계적인 최적화 과정을 거쳐 향후 수년 내에 중증 환자 대상의 초기 임상시험에 진입한다는 로드맵을 제시했다.

신체를 움직여 땀을 흘려야만 얻을 수 있었던 ‘운동의 축복’을 첨단 생체공학 기술을 통해 체내에서 스스로 생성해 내는 중국 연구진의 이번 마이오그라프트 개발은, 질병과 노화로 인해 신체적 자유를 잃어버린 수많은 인류에게 건강한 대사와 생명력을 되찾아줄 위대한 의학적 혁신의 서막을 활짝 열어젖히고 있다.