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치매 유발하는 뇌 찌꺼기 배출경로 밝혀졌다

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치매 유발하는 뇌 찌꺼기 배출경로 밝혀졌다

2019.07.25 02:00
고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수) 연구팀은 뇌 속 노폐물이 뇌 밖으로 배출되는 주요경로가 뇌 하부에 위치한 뇌막 림프관이라는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’ 25일자 온라인판에 발표했다. 과학기술정보통신부 제공
고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수) 연구팀은 뇌 속 노폐물이 뇌 밖으로 배출되는 주요경로가 뇌 하부에 위치한 뇌막 림프관이라는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’ 25일자 온라인판에 발표했다. 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.

 

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

 

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
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

 

 

 

 

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