한국뇌연구원 "코로나 감염 개의 뇌혈관 장벽 이상증상 발견"

한국뇌연구원 김도근·건국대 최인수 공동연구팀... 퇴행성 뇌질환 중개연구데이터 활용 기대

[유창재 기자]

▲ 연구내용 그림 설명. ⓒ 한국뇌연구원 제공

 
코로나19에 감염된 개가 다른 개들에게 바이러스를 전파하고, 감염된 개들의 뇌에서 병리학적 변화가 일어나는 것을 확인됐다. 이를 통해 향후 인간 대상 '퇴행성 뇌질환 중개연구' 데이터로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 

한국뇌연구원(원장 서판길)은 치매 연구그룹 김도근 박사 연구팀이 건국대학교 수의과대학 최인수 교수 연구팀과의 공동연구로 "코로나바이러스 감염 개에서 뇌 혈관 장벽과 관련된 신경 병리 현상을 발견했다"고 9일 밝혔다.

이번 발견은 공동연구팀이 중형동물인 개 모델을 활용해 코로나바이러스(SARS-CoV-2) 감염에 따른 신경기계 병리현상, 뇌혈관 장벽 장애 및 면역세포의 활성 등을 연구한 결과를 통해 확인할 수 있었다.  

최근 다수의 연구들에 따르면, 코로나19에 감염된 환자들에게서 브레인 포그, 두통 및 기억력 감퇴 등 인지기능 장애가 발생했고, MRI 영상분석을 통해 뇌의 가장 바깥쪽 표면 부위인 피질(Cortex)의 두께가 감소되는 것으로 나타나는데, 연구팀은 이 현상에 주목했다. 

우선 연구팀은 동물모데롤 비글을 활용해 코로나바이러스(SARS-CoV-2 delta 바이러스)를 호흡기계를 통한 직접감염과 감염된 개와 같은 사육공간을 공유한 간접감염, 이 두 가지 모델을 만들어 각각의 감염 시기별 임상 증상 및 바이러스 검출, 면역반응, 폐 병변 등을 관찰했다. 

그 결과, 직접·간접감염 모델에서 모두 4일 이후부터 코와 입을 통해 바이러스가 배출되는 것을 확인했다. 하지만, 항체가 검사에서 간접감염 모델이 직접감염 모델보다 약 3일 정도 늦게 혈청반응이 일어났고, 중화항체가도 직접 감염모델이 훨씬 먼저 형성됐다. 이를 통해, 직접감염 모델에서 간접감염 모델로 바이러스가 전염되었다는 것을 알 수 있었다.

추가적으로 수행된 신경의 조직학적 분석에서는 코로나바이러스에 감염된 개는 뇌를 둘러싼 혈관을 뜻하는 뇌혈관 장벽에 변화가 생겼는데, 감염이 오래 지속 될수록 뇌혈관 장벽의 이상이 더욱 뚜렷하게 나타났다. 

연구팀은 "뇌혈관 장벽이 무너지면 혈액응고 인자인 섬유소원(fibrinogen)과 면역세포가 뇌실질 조직에 침윤되고, 뇌실질 조직에서 면역세포 역할을 하는 성상교세포(Astrocyte)와 미세아교세포(Microglia)가 활성화되어 뇌의 백색질에서 병리적 현상을 유도했다"면서 "이는 바이러스 감염으로 신경기계 장애 또는 퇴행성 장애가 생길 수 있음을 시사한다"고 설명했다. 

또한 연구팀은 코로나바이러스에 감염된 개의 백색질에서 신경세포 탈수초화 현상과 더불어 신경세포 축삭돌기의 병리적 현상이 나타나는 것을 확인했고, 비정상적인 타우 단백질도 축적된 것을 확인했다. 그리고 장기간 감염이 지속되면 신경세포의 수가 감소되는 현상도 확인할 수 있었다. 

김도근 박사와 최인수 교수는 "이번 연구를 통해 코로나바이러스 감염으로 퇴행성 뇌질환이 발병될 수 있다는 가능성을 제시했다"면서 "향후 코로나 바이러스 감염 후 사람에게서 관찰될 수 있는 잠재적인 신경병리학적 변화를 연구하기 위한 중개연구 데이터로 활용될 수 있을 것"이라고 의미를 부여했다. 

한편, 이번 연구는 건국대학교 수의과대학 김동휘 박사 과정생, 김다윤 석사, 한국뇌연구원 김규성 학생연구원 (DGIST 박사 과정)이 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 <Emerging Infectious Diseases (IF:11.8)> 최신호에 게재됐다. 

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