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치매 유발하는 뇌 찌꺼기 배출경로 밝혀졌다

조글로미디어(ZOGLO) 2019년7월25일 06시27분 조회:620

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뇌막 림프관의 위치와 연령에 따른 구조 변화 과정 모식도로 나타냈다. 과학기술정보통신부 제공

국내 연구팀이 뇌 속 찌꺼기의 배출 경로를 밝히는데 성공했다. 뇌 속 찌꺼기는 뇌의 대사활동을 통해 생성되는 대사산물로 뇌에 축적될 경우 치매와 같은 퇴행성 뇌질환을 유발한다. 이번 연구결과를 통해 퇴행성 뇌질환 신약 개발에 도움이 될 것으로 기대를 모은다.

고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수) 연구팀이 뇌 속 노폐물이 뇌 밖으로 배출되는 주요경로가 뇌 하부에 위치한 뇌막 림프관이라는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’ 25일자 온라인판에 발표했다.

뇌는 대사활동을 통해 생성된 대사산물을 뇌척수액을 통해 배출한다. 하지만 인간의 노화와 함께 뇌의 노폐물 배출 기능이 저하되며, 베타-아밀로이드와 타우 단백질과 같은 비정상적인 단백질들이 뇌에 축적된다. 축적된 단백질들은 기억력과 같은 뇌 인지 기능을 저하시키고 치매와 같은 퇴행성 뇌질환의 발병 확률을 높인다.

기존에는 뇌 대사산물이 담긴 뇌척수액이 뇌 상부에 위치한 거미막융모를 통해 혈관으로 배출된다고 알려져 있었으나, 정확한 주요 배출 경로와 노화와 함께 배출 기능이 저하되는 이유는 밝혀지지 않았다. 거미막융모를 통한 혈관의 경우, 그 통로가 너무 작아 다른 주요 배출 경로가 있을 것으로 추정해왔다.

노화에 따른 뇌 하부 뇌막 림프관의 기능 저하가 관찰된다. 젊은 생쥐에 비해 노화 생쥐의 뇌막 림프관은 구불구불한 형태를 뛰며, 노화 생쥐에서 뇌막 림프관 내에서 관찰되는 뇌척수액이 더 적게 관찰됨을 알 수 있다. 과학기술정보통신부 제공
연구팀은 뇌척수액 주요 배출 경로를 알아보기 위해 실험쥐를 사용했다. 실험쥐의 머리뼈를 얇게 박피하고 뇌척수액에 형광물질을 주입했다. 그런 다음 자기공명영상(MRI) 실험을 통해 뇌척수액이 배출되는 경로를 관찰했다. 그 결과 연구팀은 뇌 하부에 위치한 뇌막 림프관을 통해 뇌에 쌓인 대사산물을 밖으로 배출되는 것을 확인했다.

연구팀은 또 노화 실험쥐를 추가로 분석한 결과, 노화에 따라 뇌 하부 뇌막이 비정상적으로 비대해지는 것을 확인했다. 연구팀은 “노화에 따라 뇌막 림프관 내부 판막 구조도 망가진 것이 관찰됐다”며 “이로 인해 뇌척수액을 배출하는 기능이 떨어지는 것으로 분석된다”고 설명했다.

고 단장은 “앞으로 뇌 하부 뇌막 림프관의 배수기능을 향상시키는 치료제를 개발하면 새로운 퇴행성 뇌질환 치료방법의 실마리를 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.