인지 저하 원인 `뇌 속 노폐물` 청소법 찾았다…물리적 자극으로 배출 촉진

IBS 혈관연구단, 뇌척수액 새 배출 경로 찾아
비침습 정밀 자극 시 노폐물 2-3배 촉진 확인

기초과학연구원은 얼굴과 목 피부 밑 뇌척수액 노폐물 배출 경로를 새로 발견하고, 물리적 자극으로 노폐물 배출을 2∼3배 촉진하는 방법을 찾았다. 사진은 안와 주위, 비강, 입천장 림프관을 통한 턱밑샘 림프절로의 뇌척수액 배출 개념도.

각 림프절에서 시간 경과에 따는 형광강도 변화 모습으로, 뇌척수액의 절반 가량이 천경부 림프절로 배출됐다. IBS 제공

고규영(왼쪽부터)IBS 혈관연구단 단장, 홍선표 연구위원, 진호경 선임연구원, 윤진희 선임연구원, IBS 제공

국내 연구진이 노화로 인해 배출량이 많아지는 뇌척수액의 노폐물을 물리적 자극으로 개선할 수 있는 방법을 제시했다. 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절함으로써 치매를 포함한 신경퇴행성질환 연구에 새로운 가능성을 열 것으로 기대된다.

기초과학연구원(IBS)은 고규영 혈관 연구단장 연구팀은 뇌 속 노폐물이 얼굴 피부 아래의 림프관과 턱밑샘 림프절로 이어진 경로를 통해 배출되고, 비침습 자극으로 뇌척수액 배출을 2∼3배 가량 촉진한다는 사실을 규명했다고 5일 밝혔다.

이 연구결과는 국제 학술지 '네이처(5일자)' 온라인에 게재됐다.

뇌에서 생성되는 대사 노폐물은 뇌척수액을 통해 밖으로 배출된다. 뇌 속 노폐물이 배출되지 않고 쌓이면 신경세포를 손상해 인지기능 저하, 치매 등 신경퇴행성 질환을 유발하는 핵심 요인으로 작용한다. 노화에 따라 뇌척수액의 노폐물 배출 능력은 급격히 떨어진다.

연구팀은 앞선 선행 연구에서 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관과 비인두 림프관망을 통해 목 부위 안쪽 림프절로 배출되고, 노화로 림프관이 퇴화되면 뇌척수액 배출 기능이 떨어진다는 것을 규명한 바 있다. 하지만 비인두 림프관과 림프절을 이어주는 목 림프관은 목 깊숙이 존재해 실제 적용에 어려움이 많았다.

연구팀은 림프관에 선택적으로 형광 표지자를 발현하는 생쥐 모델과 생체 내 이미징 기술 등 시각화 기술을 활용해 뇌척수액 배출 경로를 시각화한 결과, 뇌척수액이 눈 주위와 코 안쪽, 입천장의 림프관을 통해 얼굴 피부 아래(주로 눈·코 옆) 림프관으로 모인 뒤 턱밑샘 림프절로 배출되는 것을 확인했다.

뇌척수액 배출 경로는 생쥐뿐 아니라 영장류에도 존재했다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 노화로 약화된 뇌척수액 배출 기능을 물리적 자극으로 개선시킬 수 있다는 사실도 밝혀냈다. 얼굴 피부 아래의 집합림프관이 두개골 안쪽의 뇌척수액을 바깥쪽으로 빼주는 펌프 역할을 하는데, 노화된 쥐의 얼굴 피부 아래 집합림프관을 정밀하게 낮은 강도의 기계적 자극을 주자 뇌척수액 배출이 2∼3배 늘어남을 확인했다.

공동 제1저자인 윤진희 선임연구원은 "고강도의 자극은 오히려 역효과를 내기 때문에 자극의 세기를 실시간 정밀하게 측정하는 장비를 개발해 피부에 가하는 자극을 세밀하게 조절했다"고 설명했다.

고규영 IBS 단장은 "뇌 속 노폐물을 청소하는 뇌척수액 배출 경로의 지도를 완성한 것은 물론 뇌척수액의 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시했다는 데 의미가 있다"고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr