기초과학연, 뇌 속 노폐물 청소하는 뇌척수액 배출 허브 찾아

“향후 치매 포함 신경퇴행성 질환 연구 이정표”

비인두 림프관망의 3차원적 구조. (IBS 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 뇌 속 노폐물을 청소하는 뇌척수액 배출 허브를 찾았다.

우리 뇌에서는 대사활동의 부산물로 생성된 노폐물이 뇌척수액을 통해 중추신경계 밖으로 배출된다.

이 노폐물이 배출되지 않고 뇌에 축적되면 신경세포를 손상해 뇌의 인지기능 저하, 치매 등 신경퇴행성 뇌질환의 주요한 원인이 된다.

또 노화에 따라 뇌척수액을 통한 노폐물의 배출 기능은 현저히 감소한다.

기초과학연구원(IBS)은 혈관연구단 고규영 단장과 윤진희 선임연구원, 진호경 연구원 연구팀이 뇌척수액의 주요 배출 통로가 코 뒤쪽에 있는 비인두 점막에 넓게 분포하는 림프관망이라는 것을 새롭게 규명했다고 11일 밝혔다.

또 림프관망과 연결된 목 림프관을 발견하고 이를 수축·이완시켜 뇌척수액 배출을 증가시킬 수 있음을 확인했다. 뇌 속 노폐물을 원활히 청소할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것이다.

이와 함께 동물실험을 통해 뇌의 앞쪽과 중간 부위 뇌척수액이 비인두 점막 림프관망에 모인 뒤 목 림프관을 지나 목 림프절로 이어지는 경로를 따라 배출됨을 규명했다.

연구팀은 림프관에 선택적으로 형광 표지자를 발현하는 생쥐 모델과 생체 내 이미징 기술 등 첨단 시각화 기술을 활용해 뇌척수액 배출 경로를 시각화했다.

그 결과 인두에서 발견된 림프관들이 서로 정교하게 연결된 림프관망 구조를 갖고 있고 뇌의 안쪽과 바깥쪽 림프관을 연결해 뇌척수액을 배출하는 ‘허브' 역할을 하는 것을 밝혀냈다.

이밖에 노화된 생쥐의 비인두 림프관망은 심하게 변형돼 뇌척수액의 배출이 원활하지 않음을 확인할 수 있었는데, 여기서 주목할 만한 사실은 노화된 생쥐에서 목 림프관에는 큰 변형이 없었다는 것이다.

연구팀은 평활근 세포 조절 약물로 목 림프관의 수축과 이완을 유도할 수 있으며, 이때 뇌척수액의 배출을 원활하게 조절할 수 있다는 사실도 확인했다. 뇌 외부에서 뇌척수액의 배출을 조절하는 새로운 방법을 찾은 것이다.

윤진희 선임연구원(공동 제1저자)은 “오랜 난제였던 뇌척수액의 주요 배출 경로를 정확히 파악하는 데 성공해 기쁘다”며 "“새롭게 밝힌 배출 경로를 통해 뇌 속 노폐물을 효율적으로 청소할 수 방법을 찾는 후속 연구를 진행하고 있다”고 말했다.

진호경 연구원(공동 제1저자)은 “비인두 림프관이 노화 및 신경퇴행성 질환과 연관된 뇌척수액 배출 기능에 중요하다는 것을 확인할 수 있었다"며 "실제 환자들에서 비인두 림프관이 어떻게 변형이 되는지 지속적인 연구가 필요하다”고 했다.

뇌척수액 배출의 허브 역할을 하는 비인두 림프관망. (IBS 제공)/뉴스1

고규영 단장(교신저자)은 “이번 연구로 뇌 속 노폐물을 청소하는 비인두 림프관망의 기능과 역할을 규명하고 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다”며 "향후 치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 세계 최고 권위지 '네이처' 온라인에 11일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr