뇌졸중 원인·치료법 제시…원숭이 실험서 회복 효과 확실

기초과학연·을지대 공동연구, 뇌졸중은 과도한 과산화수소로 별세포가 콜라겐 생성해 신경세포 사멸 유도해 발병
과산화수소·콜라겐 생성 억제…뇌경색에 의한 뇌 손상 원천 차단, 차체개발 신약 후보물질 실험서 검증 성공

기초과학연구원은 과산화수소(H2O2)'가 과도하게 생성되면 별세포가 콜라겐을 생성해 신경세포를 사멸시켜 뇌졸중이 발병한다고 27일 밝혔다. 기초과학연구원 제공

뇌졸중은 급성 발병, 장애 후유증, 높은 재발 우려 때문에 고령화 사회에서 가장 두려운 중증질환으로 꼽힌다. 국내 연구진이 뇌졸중 발병 원인을 밝히고 치료법을 제시했다.

기초과학연구원(IBS, 원장 직무대행 김영덕) 기억 및 교세포 연구단 이창준 단장 연구팀 및 을지대 공동연구진은 27일 "뇌혈관이 막혀 '과산화수소(H2O2)'가 과도하게 생성되면 별세포가 콜라겐을 생성해 신경세포를 사멸시킨다"며 "과산화수소와 콜라겐 생성만 억제해도 뇌경색에 의한 뇌 손상을 원천 차단할 수 있다"고 발표했다.

공동연구진은 이 원리를 적용해 자체 개발한 신약 후보물질 'KDS12025'를 영장류 뇌졸중 모델에 투여해 신경 손상 완화와 운동기능 회복 가능성을 확인했다고 덧붙였다.

공동연구진이 27일 발표한 자료, 뇌졸중 원숭이에게 신약 후보물질 KDS12025를 투여했더니 병변 크기 등이 확실히 개선됐다. 기초과학연구원 제공

기초과학연 발표 자료를 보면, 별세포는 뇌에서 가장 큰 비중을 차지하는 세포로, 평소에는 뇌를 안정적으로 유지·보호하며 뇌졸중이 발생하면 손상 부위 주변에 교세포 장벽을 형성해 병의 확산을 막는다고 알려져 있으나 연구진은 이 보호막이 오히려 신경세포가 죽는 원인이 될 수 있다고 밝혔다.

연구진은 "뇌졸중 이후 과산화수소가 급격히 증가하며 별세포를 자극하면, 별세포가 1형 콜라겐을 만들어낸다. 이렇게 형성된 교세포 장벽이 신경세포들을 둘러싸 사멸시킨다"며 별세포의 역할에 대한 정설을 뒤집고 뇌졸중의 근본 메커니즘을 밝혔다.

이어 연구진은 콜라겐 생성 억제 및 과산화수소 제거가 가능한 자체 개발 신약 후보물질 KDS12025를 마우스 뇌졸중 모델에 투여했더니 교세포 장벽과 신경세포 사멸이 거의 사라지고 저하됐던 운동능력도 일주일 만에 정상 수준으로 개선됐다고 공개했다.

또 뇌졸중 영장류 모델을 대상으로 한 KDS12025 투여 실험에서도 3일 후 병변 크기가 확연히 줄고, 일주일 만에 마비됐던 손이 완전히 회복됐다고 전했다. 과일을 집어 먹는 실험에서 뇌졸중 원숭이는 운동 장애로 움직일 수 없었지만, KDS12025로 치료한 원숭이는 10번을 시도해 모두 성공했다고 한다.

공동연구진이 밝힌 영장류 실험 결과 요약 자료. 기초과학연구원 제공

공동 교신저자인 이보영 기초연 연구위원은 "별세포에서 활성산소에 의한 콜라겐 합성 기전을 분자세포 수준에서 규명했다. 이는 신경세포 사멸의 다양한 원인을 이해하는 중요한 단서로서 뇌졸중뿐 아니라 치매, 파킨슨 등 퇴행성 뇌질환 치료의 초석이 될 것"이라고 전했다.

공동 교신저자인 유승준 을지대 교수는 "뇌졸중 치료 표적으로서 과산화수소와 콜라겐을 제시했다. 영장류 모델에서 치료 효과가 입증돼 환자들에게 희망을 제시할 수 있을 것"이라고 기대했다.

교신저자인 이창준 기초연 단장은 "기존에는 산발적으로 수행됐던 '기초연구-신약개발-전임상' 전 과정을 통합한 '원스톱 연구 시스템'을 구축해 뇌졸중의 근본 원인을 규명하고 구체적인 치료법까지 제시했다"며 "KDS12025 사례와 같이 앞으로도 인류와 사회에 직접적인 도움을 줄 수 있는 기초과학 연구에 헌신하겠다"고 포부를 밝혔다.

이번 연구 결과는 대사 분야 세계적 권위의 국제 학술지 '셀 메타볼리즘(Cell Metabolism, IF 30.9)'에 4월28일 00시(한국시간) 온라인 게재됐다.