약 없이 뇌 속 노폐물 청소?…치매 막는 새로운 길 찾았다

IBS 혈관 연구단 연구 성과…5일 '네이처' 발표
림프관 속 뇌척수액 경로 확인…정밀한 저자극으로 배출량 늘려
"노화로 인한 신경퇴행성 질환 새 이정표"

영장류에서 관찰된 뇌척수액 배출 림프관 분포 /사진=IBS

노화에 따라 뇌 속 노폐물이 제대로 배출되지 못하고 쌓일 경우 치매 등 신경 퇴행성 질환을 일으킬 수 있다. 국내 연구팀이 물리적 자극만으로 뇌 속 노폐물의 배출량을 늘릴 수 있는 메커니즘을 찾았다.

IBS(기초과학연구원)는 고규영 혈관 연구단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수)이 이끄는 연구팀이 뇌 속 노폐물의 배출 경로를 찾고 이를 자극해 배출을 2~3배 촉진하는 방법을 확인했다고 5일 밝혔다. 연구 결과는 5일 국제 학술지 '네이처'에 온라인 게재됐다.

뇌에서 생성되는 대사 노폐물은 뇌척수액을 통해 밖으로 배출된다. 인간의 뇌척수액은 뇌를 둘러싼 두개골 내에 약 150밀리리터(ml) 정도 존재하며 뇌를 보호하고 뇌에서 발생하는 노폐물을 배출하는 역할을 한다.

만약 노폐물이 배출되지 않고 뇌 속에 쌓이면 신경세포를 손상시켜 인지기능 저하, 치매 등 신경퇴행성 질환을 유발할 수 있다.

연구단은 앞서 2019년 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관과 비인두 림프관망을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 배출되고, 노화에 따라 림프관이 퇴화하면서 뇌척수액의 배출 기능이 떨어진다는 사실을 규명한 바 있다.

이때 약물을 이용해 뇌척수액 배출량을 두개골 밖에서 조절할 수 있음을 확인했지만, 림프관이 목 깊숙이 있는 탓에 이 방법을 실제로 적용하는 데 한계가 있었다.

이번 연구에서는 뇌척수액이 림프관에서 어떤 경로를 타고 흐르는지 시각화했다. 림프관이 형광빛을 내도록 만든 생쥐 모델을 통해 확인한 결과 뇌척수액은 눈 주위, 코 안쪽, 입천장 림프관을 통해 얼굴 피부 아래 림프관으로 모인 뒤 턱밑샘 림프절로 배출됐다.

더불어 노화에 따라 약화된 뇌척수액 배출 기능을 물리적 자극으로 개선할 수 있음을 생쥐 모델로 확인했다. 노화에 따라 코 안쪽 림프관과 입천장 림프관이 변형되면서 뇌척수액 배출 기능이 낮아졌지만, 얼굴 피부 아래의 집합림프관만큼은 구조와 기능이 정상적으로 유지됐다.

집합림프관은 두개골 안쪽의 뇌척수액을 바깥쪽으로 빼주는 펌프 역할을 한다. 연구팀이 노화한 쥐의 집합림프관에 저강도의 기계적 자극을 주자 뇌척수액 배출량이 2~3배 늘었다.

공동 제1 저자인 윤진희 선임연구원은 "고강도의 자극은 오히려 역효과를 내기 때문에 정밀한 강도 조절이 중요하다"며 "자극의 세기를 실시간으로 정밀하게 측정하는 장비를 개발해 피부에 가하는 자극을 세밀하게 조절했다"고 했다.

연구를 이끈 고 단장은 "이번 연구로 뇌 속 노폐물을 청소하는 뇌척수액 배출 경로의 지도를 완성한 한편, 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다"면서 "치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구의 이정표가 될 것"이라고 했다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr