뇌졸중이 일어난 뒤 뇌 안의 지지세포가 분비하는 콜라겐이 신경세포를 죽이는 핵심 원인이라는 연구 결과가 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 이창준 기억 및 교세포 연구단장팀과 유승준 을지대병원 교수팀은 쥐와 원숭이를 대상으로 한 실험에서 이 같은 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 뇌졸중 후 신경세포가 왜 죽는지를 분자 수준에서 처음으로 규명하고, 이를 막을 치료 후보물질까지 제시했다는 점에서 주목받고 있다.
뇌졸중은 뇌혈관이 막혀 산소와 피가 제대로 공급되지 않아 뇌세포가 죽는 병이다. 뇌 안에는 신경세포 외에도 신경세포를 돕고 보호하는 '별아교세포'라는 세포가 있다. 연구팀은 쥐의 뇌에 빛을 쏘아 혈관을 막는 방식으로 뇌졸중을 일으킨 뒤, 뇌 안에서 어떤 일이 벌어지는지 28일 동안 추적했다. 원숭이 7마리에게도 같은 방법으로 실험해 치료 효과를 확인했다.
실험 결과, 뇌졸중이 발생하는 순간 별아교세포 안에서 '활성산소'라는 해로운 물질이 폭발적으로 늘어났다. 활성산소는 세포를 녹슬게 하는 물질로, 이것이 별아교세포를 자극해 평소에는 만들지 않던 '콜라겐'을 대량으로 만들어내게 했다. 콜라겐은 보통 피부나 뼈를 구성하는 단백질인데, 뇌 안에서 과도하게 만들어지면 신경세포에 달라붙어 신경세포를 서서히 죽인다. 뇌졸중 후 3일까지는 신경세포가 살아 있었지만, 28일이 지나자 완전히 사라졌다. 반면 콜라겐을 만드는 유전자를 꺼버린 경우에는 신경세포가 살아남고 운동 기능도 회복됐다.
이번 연구에서 특히 주목할 점은 치료 약물 후보물질 'KDS12025'다. 이 약물은 활성산소를 제거해 콜라겐이 만들어지는 것을 처음부터 막는다. 뇌졸중 발생 후 2일 이내에 투여하면 신경세포와 운동 기능을 효과적으로 보호했고, 원숭이 실험에서도 뇌 손상이 줄고 손 움직임이 회복되는 것이 확인됐다. 기존에 쓰이던 비슷한 약물보다 30배 적은 양으로도 효과가 나타났다는 점도 주목할 만하다.
이번 연구의 책임저자인 기초과학연구원 이창준 단장은 "뇌졸중 후 별아교세포가 만들어내는 콜라겐이 신경세포를 죽이는 직접적인 원인임을 처음으로 밝혔다"고 설명했다. 이어 "KDS12025는 뇌졸중 발생 후 치료할 수 있는 시간을 기존 수 시간에서 최대 2일까지 늘릴 가능성을 보여줬다"며 "다양한 뇌졸중 환경에서 추가 연구가 필요하다"고 강조했다.
이번 연구 결과(Oxidative stress-induced astrocytic collagen biosynthesis drives glial barrier formation and neuronal death in ischemic stroke: 산화 스트레스로 유도된 별아교세포의 콜라겐 생합성이 허혈성 뇌졸중에서 교세포 장벽 형성과 신경세포 사멸을 촉진한다)는 4월 국제 학술지 '셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)'에 게재됐다.
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