사고로 손상된 척수 회복 막는 원인 찾았다…새 치료법도 제시

IBS

이창준 IBS 인지 및 사회성 연구단장, 하윤 연세대 의과대학 신경외과학교실 교수, 이혜영 연세대 의과대학 신경외과학교실 연구교수, 박지연 서울대 임상약리학과 전임의, 이혜란 연세대 의과대학 신경외과학교실 연구교수, 이정무 IBS 인지 및 사회성 연구단 박사후연구원(왼쪽부터 시계방향으로). IBS 제공.

교통사고나 추락으로 생기는 척수 손상은 평생 장애로 이어지기 쉽다. 국내 연구팀이 척수 회복을 가로막는 원인을 찾아내고 이를 풀 수 있는 약물 후보까지 제시하면서 새로운 치료법에 대한 기대가 커지고 있다.

기초과학연구원(IBS)은 이창준 인지 및 사회성 연구단장 연구팀이 하윤 연세대 의대 교수 연구팀과 함께 손상된 척수의 회복을 방해하는 핵심 원인이 '가바(GABA)'임을 밝혀냈다고 11일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘신호 전달 및 표적 치료(Signal Transduction and Targeted Therapy)'에 게재됐다.

척수 손상 회복이 어려운 이유는 손상 부위에 형성되는 ‘교세포 장벽(glia barrier)’ 때문이다. 교세포 장벽은 척수 손상 직후에는 다친 상처를 감싸 보호막 역할을 하지만 시간이 지나면 두꺼운 장벽이 돼 신경이 새로 자라는 길을 차단한다. 처음에는 보호막이지만 시간이 지나면서 오히려 재생을 방해하는 벽으로 변하는 것이다.

교세포 장벽이 회복을 가로막는다는 사실은 알려져 있었지만 그 안에서 어떤 분자적 메커니즘이 작동하는지는 규명되지 않았다. 이 때문에 척수손상 치료제는 주로 염증을 억제하거나 증상을 완화하는 데 그쳤다.

연구팀은 척수 회복이 어려운 이유와 기전을 구체적으로 밝혀내는 데 성공했다. 손상 부위의 별세포(astrocyte)가 비정상적으로 많은 양의 억제성 신경전달물질 가바를 만들어내고, 가바가 신경세포 재생에 필수적인 신경성장인자(BDNF)와 수용체(TrkB) 발현을 억제했다.

신경이 다시 자라려면 BDNF–TrkB 신호가 작동해야 하지만 가바가 이 신호를 차단하면서 신경섬유 재생이 중단되고 결국 기능 회복도 일어나지 않았다. 연구팀은 "가바가 척수 회복을 직접 억제하는 핵심 기전으로 작용하고 있었던 것"이라고 말했다. 

연구팀은 동물 실험으로 이같은 원리를 확인했다. 가바 생성을 억제한 쥐에서는 손상된 신경섬유가 다시 자라났고 뒷다리 운동 기능도 뚜렷하게 회복됐다. 반대로 가바 생성이 늘어난 쥐는 척수 단면적이 정상의 절반 가량 줄어들며 심각한 손상이 나타났다. 운동 기능 회복도 거의 일어나지 않았다. 이는 별세포에서 생성된 가바가 척수 회복을 가로막는 직접적 원인임을 보여준다.

연구팀은 가바 생성을 막는 신약 후보 ‘KDS2010’을 개발했다. KDS2010을 척수손상 동물에 투여한 결과 회복 효과가 확인됐다. 약물을 투여한 쥐는 사다리 걷기 시험에서 뒷다리 미끄러짐이 줄어드는 등 보행 능력이 뚜렷하게 개선됐고, 손상 부위에서는 신경섬유가 새롭게 자라났다. 척수 단면 분석에서도 손상으로 생긴 빈 공간이 줄고 수초화된 신경섬유가 증가했다. 

영장류 실험에서도 손상 조직의 손실이 크게 줄고 신경이 보존되는 등 효과가 나타났다. 건강한 성인을 대상으로 한 임상 1상에서 안전성과 내약성이 입증되면서 실제 치료제 개발 가능성도 높아졌다.

이 단장은 “이번 연구는 기존 치료제와는 차별화된 근본적 치료 가능성을 보여줬다”며 “임상 1상까지 이어진 검증은 신약 후보물질이 실제 환자 치료로 이어질 수 있음을 뒷받침하는 중요한 근거”라고 말했다. 

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41392-025-02398-2

[정지영 기자 jjy2011@donga.com]