“뇌 손상 초기 염증 억제제 투입하면 회복 빨라져"

KIST 황은미 박사팀-석경호 경북대 교수팀 공동 연구 결과

헤빈-칼시온 결합에 염증 활성효소의 작용 매커니즘. 그림 제공=KIST

[아시아경제 김봉수 기자] 뇌졸중이나 외상 등 뇌 손상시 초기에 염증 반응 억제제를 직접 투입하면 회복이 두 배 이상 빨라진다는 연구 결과가 나왔다.

한국과학기술연구원(KIST)은 뇌과학연구소 황은미 박사팀이 석경호 경북대학교 의과대학 교수팀과의 공동 연구를 통해 성인의 뇌 손상이 복구되는 과정에 새로운 단백질 간의 결합(Hevin-Calcyon)이 필요하며 이 결합은 회복의 초기 단계에서 중요하게 작용한다는 것을 새롭게 확인했다고 8일 밝혔다.

연구팀은 오랜 시간 특징이 알려지지 않았던 뇌의 신경교세포에서 분비되는 단백질인 헤빈(Hevin)과 반응하는 칼시온(Calcyon) 단백질과의 결합을 발견했고, 이러한 결합이 신경세포의 회복 과정에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 과학적으로 확인했다.

신경세포는 일반적으로 뇌의 기능적 측면에 직접적으로 관여한다고 알려진 세포로, 신경세포가 회복되어야 뇌질환이 치료된다고 볼 수 있다. 연구팀은 뇌 속의 헤빈-칼시온 결합을 증가시키면 뇌 안에서 신경세포 간에 더 많은 연결 부위를 빠르게 생성하게 하여 손상된 뇌 기능이 조기에 회복된다는 것을 확인했다. 두 단백질은 정상적인 뇌 조직에서는 결합된 형태의 단백질들이 잘 관찰되나, 외상성 뇌 손상을 받은 환자에게서는 결합 단백질의 양이 현저히 감소해 있다는 점도 알아 냈다.

경북대 연구진은 뇌 손상 동물 모델을 결합된 단백질을 통해 이용해 뇌 손상이 회복되는 과정을 단계적으로 확인하였다. 연구진은 뇌 손상 초기에 진행되는 염증반응으로 인해 유발된 효소 단백질이 헤빈을 분해해 헤빈-칼시온 결합을 저해한다는 것을 발견하였다. 4주 정도면 회복되는 뇌 손상을 입은 동물 실험에서 뇌의 손상 부위에 직접 염증 반응 억제제를 투여하면 2~3주 만에 회복될 만큼 빨라졌고, 반대로 염증 단백질을 추가로 투여하면 회복이 더뎌짐을 확인했다. 뇌 손상 회복에 중요한 초기 단계 과정에 헤빈-칼시온 결합이 부족하게 되면 효과적인 복구 과정이 저해될 가능성이 있다는 사실을 밝혀낸 것이다

황은미 박사는 “뇌 손상뿐만 아니라 퇴행성 뇌 질환에서도 공통적으로 염증반응이 나타나므로, 이러한 뇌 질환들을 치료하기 위해서는 헤빈-칼시온 결합을 고려해야 함을 알 수 있다”이라며 “향후 시냅스 형성 장애와 관련된 난치성 뇌 질환 치료제 개발로 이어질 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘Cell Death & Differentiation’ 최신호에 게재됐다.