[표지로 읽는 과학] 국내 연구진, 뇌속 노폐물 청소 경로 찾았다

네이처 7996호 표지. 네이처 제공

이번 주 국제 학술지 '네이처'는 국내 연구진이 최초로 규명한 '뇌척수액 배출 경로' 연구를 표지로 선정했다. 뇌척수액의 주요 통로가 림프관망임을 확인하고 두개골 바깥에서도 뇌척수액 배출을 조절할 수 있는 방법을 찾았다.

고규영 KAIST 의과학대학원 특훈교수가 이끄는 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단은 비인두 점막의 림프관들이 서로 정교하게 연결된 림프관망 구조로 형성되어 뇌 안쪽과 바깥쪽 림프관을 연결해 뇌척수액을 배출하는 일종의 '허브' 역할을 한다는 사실을 밝혀 지난 11일 '네이처'에 발표했다.

대사활동의 부산물로 생성된 노폐물은 뇌척수액을 통해 중추신경계 밖으로 배출된다. 만약 노폐물이 제대로 배출되지 않으면 신경세포가 손상을 입게 되고 이에 따라 뇌의 인지 기능 저하, 치매 등 신경퇴행성 뇌질환이 발생할 수 있다. 

뇌척수액의 노폐물 배출 기능은 노화에 따라 현저히 감소한다. 이에 연구팀은 뇌척수액이 배출되는 경로를 정확히 찾고 이를 인위적으로 조절할 수 있는 방법을 연구했다.

연구팀은 앞서 지난 2019년 뇌 후방부위 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 배출되고 노화에 따라 림프관이 퇴화하면 뇌척수액 배출 기능이 저하한다고 보고한 바 있다. 이번 연구에서는 뇌의 앞쪽과 중간 부위 뇌척수액이 배출되는 경로까지 찾았다. 

실험용 생쥐의 척수액에 형광물질을 주입한 뒤 생쥐의 두뇌를 관찰했다. 뇌척수액은 목 안쪽 점막 내에 있는 말 안장을 뒤집어놓은 모양의 림프관망으로 모여들었다. 이후 목 림프관을 경유해 목 림프절로 배출됐다. 배출량은 앞서 2019년 확인한 두개골 후측방을 통해 배출되는 뇌척수액의 양보다 1.8배 많았다. 비인두 림프관망이 뇌척수액 배출의 주요 경로라는 의미다.

비인두 림프관망은 노화에 따라 퇴화했다. 그러나 비인두 림프관망과 연결된 목 림프관은 노화에 영향을 받지 않았다. 연구팀은 이에 목 림프관을 둘러싼 근육세포인 평활근세포를 수축·이완해 뇌척수액 배출량을 조절할 수 있다는 사실을 알아냈다. 이를 통해 두개골을 열지 않아도 뼈 바깥에서 기계 자극을 통해 뇌척수액의 배출을 조절할 수 있다.

연구팀은 이같은 연구 결과를 실제 노화 및 신경퇴행성 질환을 치료하는 데 어떻게 활용할 수 있을지 지속적으로 연구할 계획이다. 

[박건희 기자 wissen@donga.com]