자폐·강박장애 반복행동 원인 찾아…알츠하이머 치료제로 증상 억제도

DGIST 엄지원 뇌과학과 교수 연구팀

연구를 진행한 DGSIT 연구팀. 왼쪽부터 DGIST 뇌과학과 엄지원 교수, 정혜지 박사./DGIST

자폐나 강박장애 환자에게 나타나는 의미없는 반복행동이 뇌 염증으로 인한 것이라는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 이런 반복장애를 일으키는 원인을 찾으면서 증상을 억제할 수 있는 약물도 함께 찾아냈다.

대구경북과학기술원(DGIST) 엄지원 뇌과학과 교수 연구팀은 만성적인 뇌 염증이 반복행동장애를 유발하는 원인과 분자 작동 원리를 규명했다고 12일 밝혔다.

반복행동은 누구나 한두 번쯤 경험해봤을 일상적인 행동이지만, 증상이 심해지면 자폐스펙트럼 장애나 강박장애로 이어질 수 있다. 지금까지는 주로 신경회로 이상이나 유전적 요인이 원인으로 추정됐고, 뇌 염증이 이런 행동을 유발한다는 직접적인 연관성은 밝혀지지 않았다.

연구팀은 염증 반응을 유발하는 유전자인 NLRP3 유전자 돌연변이를 보유한 생쥐를 이용해 실험을 진행했다. 이 유전자는 뇌 내 면역세포인 미세아교세포(microglia)를 자극해 만성 염증 반응이 지속되도록 한다.

염증이 계속되자 흥분성 신경전달에 중요한 ‘NMDA(N-methyl-D-aspartate) 글루타메이트 수용체’가 과도하게 활성화되며, 의미 없는 행동을 반복하거나 불안해하는 증상이 뚜렷하게 나타났다.

연구팀은 과도하게 활성화된 NMDA 글루타메이트 수용체가 반복행동의 원인이라는 점에 주목했다. 기존 알츠하이머병 치료제 중 하나인 ‘메만틴(memantine)’이라는 약물을 NLRP3 유전자 돌연변이 생쥐에게 투여했다. 그 결과, 무의미한 행동을 계속 반복하던 증상이 눈에 띄게 줄어들고, NMDA 글루타메이트 활성도 정상 수준으로 회복됐다. NMDA 글루타메이트 수용체의 과활성이 반복행동을 일으키는 직접적인 원인이라는 것을 입증한 것이다.

연구팀은 뇌 염증이 NMDA 글루타메이트 수용체를 어떻게 자극하는지에 관해서도 실마리를 찾았다. 염증 상태의 미세아교세포가 인터루킨-1베타(IL-1β)라는 염증 유발 물질(사이토카인)을 분비하며 NMDA 글루타메이트 수용체에 영향을 준다는 사실을 밝혀냈다.

번 연구에 사용된 메만틴과 인터루킨-1RA는 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 치료제다. 신약을 개발하지 않고도 자폐증이나 강박장애 치료에 쓸 수 있는 약물을 찾은 셈이다.

엄지원 교수는 “이번 연구는 만성 뇌염증이 NMDA 글루타메이트 수용체의 과활성화를 유도하고, 이로 인해 반복행동장애가 유발됨을 입증한 사례”라며 “반복행동을 주로 동반하는 자폐 스펙트럼 장애나 강박장애 치료에 새로운 치료 접근법을 제시할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

참고 자료

Cell Reports(2025), DOI : https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115656

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