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뇌 속 노폐물 청소해 치매 막는다···뇌척수액 배출 경로 찾았다

뇌 속 대사활동의 부산물로 생긴 노폐물은 뇌척수액을 통해 중추신경계 밖으로 배출된다. 노화 등의 이유로 노폐물이 제대로 배출되지 않고 뇌에 쌓이면 치매의 원인이 된다. 국내 연구진이 뇌척수액이 배출되는 주요 경로를 새롭게 규명했다. 기초과학연구원(IBS) 고규영 혈관 연구단장 연구팀은 코 뒤쪽에 있는 비인두 점막에 넓게 분포하는 림프관망이 뇌척수액의 주요 배출 통로임을 밝혔다. 또 여기에 연결된 목 림프관을 수축·이완시켜 뇌척수액 배출을 늘일 수 있음을 확인했다. 뇌 속 노폐물을 원활히 청소해 치매를 예방 및 치료할 수 있는 새 가능성을 제시한 이 연구는 학술지 '네이처'에 10일(현지시간) 실렸다. 앞서 2019년 IBS 혈관 연구단은 뇌 후방부 뇌척수액이 뇌막림프관을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 주로 배출된다는 사실을 밝힌 바 있다. 또 노화에 따라 림프관이 퇴화해 이 경로가 변형되면서 뇌척수액 배출 기능이 저하되면서 치매 발병과 연관될 수 있을 것으로 보았다. 그러나 뇌 전방부와 중간 주요 부분의 뇌척수액 배출 경로는 밝혀지지 않았다. 이번에 연구팀은 동물 실험을 통해 뇌 앞쪽과 중간 부위 뇌척수액이 비인두 점막 림프관망에 모인 뒤 목 림프관을 지나 목 림프절로 이어지는 경로를 따라 배출됨을 새로 규명했다. 비인두는 구강과 비강을 후두와 연결하는 인두의 상단 부분으로 뇌 기저에서 입천장까지 이어지는 통로다. 연구팀은 생쥐 모델의 림프관이 형광을 띄게 하고 첨단 생체 이미징 기술 등을 활용해 뇌척수액 배출 경로를 시각화했다. 그 결과, 비인두의 림프관들이 네트워크처럼 정교하게 연결된 림프관망 구조를 가지고 있으며, 이런 구조가 뇌의 안쪽과 바깥쪽 림프관을 연결해 뇌척수액을 배출하는 허브 역할을 함을 밝혀냈다. 노화된 생쥐는 비인두 림프관망이 심하게 변형돼 뇌척수액 배출이 원활하지 않았다. 반면 목 림프관은 노화된 쥐에서도 큰 변형이 없었다. 목 림프관은 둥근 평활근 세포들로 둘러싸여 있으며, 일정한 간격으로 판막들이 분포돼 뇌척수액이 뇌 안에서 밖으로 잘 흐르도록 되어 있었다. 나아가 연구팀은 평활근 세포 조절 약물로 목 림프관의 수축과 이완을 유도할 수 있으며, 이를 활용해 뇌척수액 배출을 원활하게 조절할 수 있음을 확인했다. 노화로 허브 부위에서 뇌척수액이 잘 흐르지 못할 때 림프관에 펌프 작용을 일으켜 흐름을 원활히 할 수 있다는 설명이다. 뇌 외부에서 뇌척수액의 배출을 조절해 노폐물을 청소하는 새로운 방법을 찾은 것이다. 연구팀은 앞으로 실제 환자들에서 비인두 림프관이 어떻게 변형되는지 연구할 계획이다. 현재 생쥐에 이어 영장류를 대상으로도 연구를 하고 있다. 고규영 단장은 "이번 연구로 뇌 속 노폐물을 청소하는 비인두 림프관망의 기능과 역할을 규명하고, 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다"라며 "치매 등 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것"이라고 기대했다. 논문 제목은 Nasopharyngeal lymphatic plexus is a hub for cerebrospinal fluid drainage (뇌척수액 배출의 허브 역할을 하는 비인두 림프관망)이다.

2024.01.11 01:00한세희

30년 파킨슨병 앓은 남자를 걷게 한 이 기술

30년 간 파킨슨병을 앓아 보행이 어려운 환자가 척수에 전극을 심어 전기 자극을 가하는 시술을 받은 후 걷는 능력을 회복했다. 사람의 움직임에 장애를 일으키는 퇴행성 뇌질환인 파킨스병으로 인해 거동이 불편해지고 삶의 질이 급격이 떨어지는 문제를 해결할 실마리가 되리란 기대다. 다만 환자 한 사람의 사례라 추가 연구가 필요하다. 스위스 로잔공대(EPFL) 연구진의 이 연구 결과는 학술지 '네이처 메디신(Nature Medicine)'에 6일(현지시간) 실렸다. 파킨슨병이 진행되면 환자의 90%는 보행을 제대로 못 하거나 몸의 균형을 잃고, 걷는 중 다리가 굳어 움직이지 않는 등 움직임에 장애를 겪는다. 이는 삶의 질을 떨어뜨리고, 환자가 일상에서 위험에 처할 가능성을 높이지만 뚜렷한 치료법이 없었다. 연구진은 파킨슨병 환자의 척수 경막 바깥 부분에 전기 자극을 가해 다리 신경을 활성화하는 신경보정 장치를 개발했다. 영장류 동물에 대한 실험을 거쳐, 이 장치를 30년 간 파킨슨병을 앓은 62세의 프랑스 남자 마르크 고티에르에게 이식했다. 건축가로 일하던 그는 병에 걸린 후 하루에 5-6번씩 넘어지고, 걸을 때 다리가 굳으며 동네 가게도 다닐 수 없을 정도로 악화됐다. 그는 뇌심부자극(DBS) 등 각종 치료를 받았으나 큰 효과는 보지 못 했다. 연구진은 고티에르의 척수 중 자극을 가할 부분에 대한 개인 맞춤형 지도를 만들어 신경보정 장치를 정밀하게 삽입했다. 또 그의 다리와 발에 센서를 달아 보행 장애 관련 데이터를 수집하고, 걸음을 개선할 수 있도록 적절한 보정 신호를 다리에 전달하게 했다. 그 결과, 고티에르는 현재 더 이상 넘어지지 않고 걸으며 경직도 일어나지 않을 정도로 개선됐다. 전반적인 삶의 질도 함께 나아졌다. 척수 손상 환자에 대해 이같은 치료를 할 경우 효과가 단기에 그치는 경우가 많지만, 고티에르는 2년째 효과가 지속되고 있다. 그는 2년 동안 하루 8시간씩 장치를 사용해 왔다. 또 DBS 치료를 병행할 때 더 효과가 좋아지는 것으로 나타났다. 그레고리 쿠틴 EPFL 교수는 "그간 연구해 온 척수 자극을 통한 다리 움직임 조절을 척수 손상 환자를 넘어 파킨슨씨병 환자에도 적용한 연구"라고 말했다. 말기 파킨슨병 환자의 보행 장애를 개선한 연구는 처음이라고 연구진은 설명했다. 다만 이는 환자 한 사람만을 대상으로 새로운 치료법 개념을 검증해 본 정도의 연구이기 떄문에 다른 환자들에 일반화해 적용하기는 어렵다. 연구진은 내년 6명의 파킨슨병 환자를 대상으로 이 치료법에 대한 연구를 이어갈 계획이다.

2023.11.07 11:20한세희

발병 시기에 치료 부담 제각각이었지만…척수성 근위축증 환자 설움 덜어

보건당국이 최근 만 3세 이후 발병한 척수성 근위축증(SMA) 환자에 대해 치료제 '스핀라자' 건강보험 급여 적용 제한을 완화하면서 환자들이 부담을 덜게 됐다. 급여 확대가 결정된 의약품은 SMA 치료제인 '스핀라자(성분명 뉴시너센나트륨)'다. 기존에는 급여 적요을 받으려면 5q SMA 환자로서 만 3세 이하의 SMA 임상 증상 및 징후 발현이라는 까다로운 조건을 만족해야 했다. 이번 결정으로 만 3세 이후 증상이 발현된 SMA 3형 환자들도 스핀라자 치료를 시작할 수 있게 된 것이다. 관련해 SMA는 증상 발현 시기에 따라 1형~4형으로 구분된다. 생후 18개월 이후 증상이 나타나는 SMA 3형은 만 3세 이전에 발병하면 3a형, 이후 발병하면 3b형으로 나뉜다. 3b형 환자도 시간이 지날수록 운동 기능 소실, 보행장애, 근육 약화 등을 격지만 상대적으로 발병 시기가 늦고 약물 치료의 임상 유용성이 불확실하다는 이유로 급여 적용이 이뤄지지 않았다. 바이오젠 코리아는 이날 오전 서울 여의도 글래드서울호텔에서 기자들과 만나 이번 결정에 환영 입장을 밝혔다. 황세은 바이오젠코리아 대표는 이날 오전 서울 여의도 글래도서울에서 기자들과 만나 “이번 급여기준 확대와 평가도구 추가를 통해 더 많은 국내 SMA 환자들이 약물치료 기회를 얻고 미충족 수요를 해소할 수 있길 바란다”며 환영의 뜻을 밝혔다. 동석한 박형준 강남세브란스병원 신경과 교수도 “3b형 환자들도 근육 약화로 일상생활에 큰 지장을 받지만 스핀라자 급여 적용을 받지 못해 보조적인 치료에만 의존해오던 상황”이라며 “이번 결정으로 3b형 환자들도 본격적인 약물치료를 통해 삶의 질 개선 효과를 기대할 수 있을 것”이라고 전했다. 한편, 스핀라자는 체내 SMN 단백질 양을 지속적으로 증가시키는 작용 기전을 보유한 ASO이다. 60여개국에서 영유아, 소아 및 성인 SMA 치료를 위해 승인된 의약품이다. 현재까지 1만4천여 명이 스핀라자 치료를 받은 것으로 알려져 있다. 척수성 근위축증은 어떤 질환? 척수성 근위축증은 손상되거나 누락된 SMN1 유전자로 인한 생존운동신경세포 단백질 생산 결핍이 일어나는 질환이다. 척수와 뇌하수체의 운동 뉴런 소실로 진행성 근육 위축과 약화를 초래한다. 약 1만 명당 1명에게 영향을 미치는 희귀질환으로, 영유아의 주된 유전적 사망 원인이다. 10대 및 성인환자들에게도 여러 장애를 유발한다. 통상 중증 척수성 근위축증을 앓는 아이들은 두 번째 생일을 맞이하기 어려운 것으로 알려져 있다. 중증도에 따라 다양한 증상이 발현되는데, ▲앉지 못하거나 ▲앉을 수는 있지만 걸을 수는 없는 경우 ▲걸을 수 있지만 시간이 지남에 따라 보행이 어려워지는 경우 등의 증상이 발생한다.

2023.11.02 10:37김양균

신경세포 재생으로 척수 다친 쥐 다시 걷게 했다

척수를 다쳐 얻은 신체 장애를 치료할 수 있는 실마리가 잡혔다. 손상된 신경세포를 움직임과 관련된 특정 부위와 연결되도록 재생하는 것이 핵심이라는 점을 미국 연구진이 밝혔다. 미국 캘리포니아주립 로스앤젤리스대학(UCLA)과 스위스 연방공대(EPFL) 등 국제 연구진의 이같은 연구 결과는 21일(현지시간) 학술지 '사이언스'에 실렸다. 이 연구팀은 앞서 척수를 다친 쥐의 척수 신경세포 축삭돌기를 재생하는데 성공한 바 있다. 축삭돌기는 신경세포, 즉 뉴런의 끝 부분에 있는 작은 부분으로 다른 신경세포의 수상돌기와 연결돼 신경 간 신호를 전달하는 역할을 한다. 이 연구는 2018년 '네이처'에 실렸다. 이를 바탕으로 연구팀은 이번에 축삭돌기 재생 기술을 적용해 척수를 다친 쥐의 상태를 실제 호전시키는데 성공했다. 척수를 다쳐 거동이 불편한 쥐의 보행 능력을 상당 수준 개선시킨 것이다. 연구팀은 먼저 단일세포 RNA 시퀀싱 기법을 활용해 척수 손상을 입은 쥐에게 걷는 기능을 회복시켜 줄 가능성이 있는 신경세포군을 찾아냈다. 하지만 이러한 신경세포의 축삭돌기를 재생시키는 것만으로는 보행 기능이 회복되지 않았다. 화학물질 신호 전달 등을 통해 축삭돌기가 요추 내 본래 연결되어야 할 곳으로 자라나도록 재생 과정을 조정하자, 쥐의 걷는 능력은 상당 수준 좋아졌다. 이같은 결과는 향후 척수 손상 등으로 장애를 입은 사람의 신경 기능을 회복시키는 치료법 개발에 기여할 것으로 연구진은 기대했다. 쥐가 아닌 더 큰 동물에게서 축삭돌기가 더 길게 자라나도록 하는 것은 과제다. 데이빗 게펜 UCLA 의대 교수는 "이 연구는 축삭돌기 재생과 척수 기능 회복에 대한 이해에 중대한 시사점을 준다"라며 "의미있는 수준의 신경 기능 회복을 가능케 하려면 병변 주위에 축삭돌기를 재생시킬뿐 아니라 정확한 부위를 향해 자라나도록 유도할 필요가 있음을 보였다"라고 말했다.

2023.09.22 14:15한세희

임신과 출산이 강직척추염 악화시키지 않아

순천향대학교 서울병원 류마티스내과 이경언 교수팀이 임신과 출산이 강직척추염을 악화시키지 않는다는 연구 결과를 발표했다. 임신 중에는 골반과 허리에 지속적인 압력이 불가피하게 증가하지만 현재까지 임신과 출산이 강직척추염의 진행에 영향을 주는지에 대한 연구는 없었다. 따라서 강직척추염을 앓고 있는 가임기 여자 환자들은 임신이나 출산 후 질병의 악화에 대한 두려움이 많았다. 강직척추염은 천장관절과 척추의 염증을 특징적으로 하는 만성 염증 질환으로 일반적으로 10~20대에 증상이 시작된다. 발병 원인은 완전히 밝혀지지 않았지만 유전적 요인 외에도 물리적 스트레스와 같은 환경 요인이 주요한 원인으로 알려져 있는데 고령보다는 20-30대의 젊은 나이에 많고 과거와 달리 여자환자의 비율도 많이 증가하고 있다. 이경언 교수팀은 '임신이 강직척추염의 방사선학적 진행에 주는 영향'이라는 연구를 통해 2009년부터 2020년까지 순천향대 서울병원, 강동경희대병원, 건국대병원에서 CT 검사를 진행한 강직척추염 여성 환자 59명을 대상으로 후향적 연구를 진행했다. 강직척추염을 진단받고 추적 중인 환자 중 임신과 출산을 한 여자 환자와 임신이나 출산력이 없는 여자 환자의 천장관절과 척추의 변화를 CT로 비교한 결과, 천장관절과 척추의 방사선학적 변화의 차이가 없는 것을 확인했다. 이경언 교수는 “이번 연구를 통해 강직척추염에 대한 적극적인 치료와 꾸준한 관리로 증상을 안정시키고 주치의와 임신, 출산 계획을 잘 세운다면 강직척추염 진행에 영향을 미치지 않을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 이경언 순천향대서울병원 교수, 이소연 강동경희대병원 교수, 김세희 건국대병원 교수, 김현숙 순천향대서울병원 교수, 김해림 건국대병원 교수, 이상훈 강동경희대병원 교수가 참여했으며, 연구 결과는 SCI급 국제학술지 Frontiers in Medicine(2022년 12월)에 게재됐다.

2023.01.11 17:09조민규